京津冀經(jīng)濟發(fā)展水平與城市化效率時空耦合分析

裴小兵 許慶濤

內(nèi)容摘要：以京津冀地區(qū)的13個城市為研究對象，運用非期望產(chǎn)出SBM模型、熵值法和耦合度模型對京津冀地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平、城市化效率及其耦合關(guān)系進行了實證分析。結(jié)果表明：京津冀城市化效率整體呈急劇上升-急劇下降-平穩(wěn)上升的“N”字型增長趨勢；京津冀各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平形式呈“W”字型增長態(tài)勢；京津冀地區(qū)城市化效率與經(jīng)濟發(fā)展水平的耦合具有年際穩(wěn)定性與空間分布集中性的特點，整體耦合度呈現(xiàn)階梯式層級遞增的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：京津冀 城市化效率 經(jīng)濟發(fā)展水平 耦合 SBM模型

城市化作為經(jīng)濟發(fā)展的重要考核指標(biāo)，是我國經(jīng)濟保持持續(xù)健康發(fā)展的強大引擎。我國城市化水平正持續(xù)高速發(fā)展，但經(jīng)濟發(fā)展水平卻有所放緩，城市化水平的提高并沒有促進經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。如何科學(xué)協(xié)調(diào)城市化效率與經(jīng)濟發(fā)展水平的并存關(guān)系，保持二者協(xié)同持續(xù)發(fā)展，已成為政府部門亟需解決的問題。

城市化效率是衡量城市化水平、城市經(jīng)濟良性運轉(zhuǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。城市化效率水平只有與經(jīng)濟發(fā)展水平相互協(xié)調(diào)才能保證社會各個方面的協(xié)同發(fā)展。在現(xiàn)有研究中，主要從兩方面研究城市化效率與經(jīng)濟發(fā)展水平之間的關(guān)系：一是從整體上分析二者之間的動態(tài)變化；二是從具體區(qū)域分析二者之間的耦合關(guān)系，以上均是運用統(tǒng)計學(xué)效率分析的方法進行時空動態(tài)耦合分析。以投入與產(chǎn)出為中心，從動態(tài)與靜態(tài)、時間與空間角度來分析，符合現(xiàn)代科學(xué)的主流研究思路，但以上研究在方法上大多運用DEA模型，未充分考慮投入所引起的非期望產(chǎn)出，導(dǎo)致分析結(jié)果與實際發(fā)展水平存在一定的差距，研究結(jié)果缺乏嚴謹性。

本文以京津冀地區(qū)13座城市為例，運用基于非期望產(chǎn)出的SBM模型對該地區(qū)近年來城市化效率與經(jīng)濟發(fā)展水平進行時空動態(tài)耦合分析，同時運用熵值法對京津冀地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平進行測度，并結(jié)合耦合度模型對該地區(qū)城市化效率與經(jīng)濟發(fā)展水平進行時空動態(tài)分析，以期為京津冀地區(qū)一體化協(xié)同發(fā)展提供科學(xué)的理論參考。

研究方法與數(shù)據(jù)來源

（一）研究方法

1.基于非期望的SBM模型。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法（DEA）是一種要素投入與產(chǎn)出之間相對效率評價的系統(tǒng)分析方法，但其存在投入產(chǎn)出變量松弛性以及忽略非期望產(chǎn)出等問題，導(dǎo)致統(tǒng)計分析結(jié)果不準(zhǔn)確。因此，Tone提出了基于非期望產(chǎn)出的SBM模型，該模型既考慮了各決策單元的非期望產(chǎn)出又把松弛變量直接放入目標(biāo)函數(shù)中，解決了傳統(tǒng)模型方法的不足。假定城市化效率評價系統(tǒng)有n個獨立的決策單元，每個決策單元有3個向量：投入x、期望產(chǎn)出yg和非期望產(chǎn)出ub，x∈Rm，y g∈Rs1，ub∈Rs2。定義矩陣X，Y g，U b 如下：

（二）指標(biāo)體系構(gòu)建

本文以投入與產(chǎn)出系統(tǒng)為主線，構(gòu)建出京津冀地區(qū)城市化效率的考核評級指標(biāo)體系（見表1），從投入與產(chǎn)出的角度分析京津冀地區(qū)整體城市化效率的發(fā)展?fàn)顩r。關(guān)于投入系統(tǒng)，本文以財政支出（億元）和固定資產(chǎn)投資總額（億元）作為資本投入，以城鎮(zhèn)就業(yè)人員（萬人）作為勞動力投入，以城區(qū)建成面積（km2）作為土地投入，三者較為全面地覆蓋了城市化建設(shè)整個投入系統(tǒng)。對于產(chǎn)出系統(tǒng)，本文綜合考慮非期望產(chǎn)出的負面影響，將城市化率（%）和非農(nóng)產(chǎn)值（億元）作為投入的期望產(chǎn)出，同時將土地流失面積（km2）、污水排放量（t）和固體廢棄物產(chǎn)生量（t）作為非期望產(chǎn)出，保證了評價指標(biāo)的全面性。具體如表1所示。

對于經(jīng)濟發(fā)展水平測算，參考已有經(jīng)濟發(fā)展水平相關(guān)考核指標(biāo)的基礎(chǔ)上結(jié)合京津冀地區(qū)實際發(fā)展?fàn)顩r以及指標(biāo)數(shù)據(jù)的可獲得性，選取相應(yīng)14個指標(biāo)對京津冀地區(qū)整體經(jīng)濟發(fā)展水平進行綜合評價。

本文所需指標(biāo)數(shù)據(jù)來源于2004-2013年的《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國城市統(tǒng)計年鑒》、《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》、《中國經(jīng)濟科學(xué)統(tǒng)計年鑒》及北京、天津和河北13個城市歷年統(tǒng)計年鑒，部分數(shù)據(jù)來源于政府官方網(wǎng)站數(shù)據(jù)及政府年度工作報告。

研究結(jié)果分析

（一）城市化效率分析

在現(xiàn)有DEA模型的基礎(chǔ)上考慮非期望產(chǎn)出，結(jié)合公式（1）、（2）、（3）并運用DEAP-Version 2.1統(tǒng)計軟件，計算出京津冀地區(qū)2004-2013的年城市化綜合效率。為便于分析，本文以2004年、2007年、2010年和2013年為節(jié)點，將所要研究時間軸劃分為三個階段并計算出相應(yīng)時間段的純技術(shù)效率、規(guī)模效率以及規(guī)模報酬的增減情況，整理如表2所示。整體上綜合分析三個時間段，可以看出：2004-2013年京津冀地區(qū)整體城市化效率呈現(xiàn)起伏式增長，北京、天津和石家莊三地的城市化效率基本保持在高效狀態(tài)；唐山、秦皇島、保定與衡水的城市化效率增長明顯，逐漸發(fā)展成為高效率城市化水平；邯鄲、張家口、滄州、邢臺等地城市化綜合效率起伏差距較大，但總體發(fā)展呈現(xiàn)增長態(tài)勢。

從時間層面上來看，2004-2007年京津冀地區(qū)城市化綜合效率呈現(xiàn)增長態(tài)勢，其中純技術(shù)效率和規(guī)模效率分別增長4.6%和0.7%，說明該階段城市化效率的提高主要由于純技術(shù)效率的提升，生產(chǎn)技術(shù)的進步較大程度上推動了城市化的進程。2007-2010年京津冀地區(qū)城市化效率整體下降，其中平均綜合效率下降了3.4%，純技術(shù)效率和規(guī)模效率分別下降0.8%和3%，相比2004年來說，純技術(shù)效率上升了3.5%，規(guī)模效率下降了2.2%，說明2007年至2010年間技術(shù)投入變化不大，但導(dǎo)致的城市化規(guī)模有所下降，這種變化反映出單獨依靠技術(shù)投入并不能持續(xù)推動城市化的有效發(fā)展，需要考慮投入產(chǎn)生的非期望因素，權(quán)衡利弊才能推動城市化的健康協(xié)調(diào)發(fā)展。2010 -2013年，城市化效率明顯提升，其中純技術(shù)效率和規(guī)模效率均有不同程度的增長，這主要在于京津冀地區(qū)各城市之間優(yōu)勢互補、互利共贏，在經(jīng)濟、科技、環(huán)境、交通等方面取得了重大成果，京津冀地區(qū)充分整合創(chuàng)新資源，推動產(chǎn)業(yè)升級，完善合作機制，保證了京津冀地區(qū)城市化進程的最優(yōu)發(fā)展。

從空間層面上來看，北京一直保持城市化建設(shè)高效狀態(tài)，天津、石家莊兩地基本保持在高效狀態(tài)。唐山、秦皇島、保定、衡水地區(qū)城市化建設(shè)的效率發(fā)展較為迅速，均達到城市化建設(shè)高效水平且保持相對穩(wěn)定，但規(guī)模報酬有所變化，如保定地區(qū)規(guī)模報酬由2004-2007年的遞增變化為2007-2010年的遞減，表明該地區(qū)在城市化建設(shè)的過程中存在投入與產(chǎn)出失衡的現(xiàn)象。邯鄲、滄州、邢臺等地城市化建設(shè)的效率相對較低，但增長幅度較大，其中廊坊地區(qū)的城市化綜合效率由2004年的0.624提高到2013年的0.818，且純技術(shù)效率提升了34%，科技投入的增加極大地促進了城市化的發(fā)展。

（二）經(jīng)濟發(fā)展水平分析

運用熵權(quán)法計算出經(jīng)濟發(fā)展評價指標(biāo)權(quán)重（見表3），同時分別求出2004年、2007年、2010年和2013年京津冀地區(qū)13城市經(jīng)濟發(fā)展水平綜合指數(shù)，如圖1所示。從圖1中可以可出，京津冀地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平除邯鄲地區(qū)2007-2010年有所下降外，其余地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平均呈階梯式增長態(tài)勢，其中北京、天津、石家莊、唐山、秦皇島、保定、廊坊以及衡水等地增長明顯，平均增長率在14.6%以上，邯鄲、邢臺、張家口、承德和滄州地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展綜合指數(shù)較低，均小于京津冀地區(qū)整體均值。邯鄲地區(qū)2007-2010年經(jīng)濟發(fā)展水平有所下降，但下降幅度較小且2010-2013年間整體經(jīng)濟水平上升相對較大，說明該地區(qū)存在投入產(chǎn)出矛盾，在調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和優(yōu)化投入產(chǎn)出比之后，整體經(jīng)濟水平得到了改善。邯鄲、邢臺、張家口、承德和滄州等地經(jīng)濟發(fā)展綜合指數(shù)普遍小于均值水平，原因在于該地區(qū)經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱，工業(yè)發(fā)展緩慢以及受地理、人文等因素影響，導(dǎo)致該地區(qū)整體經(jīng)濟水平相對于其他地區(qū)較低。

北京、天津、石家莊以及唐山等地經(jīng)濟增長迅速，說明該地區(qū)積極發(fā)揮自身經(jīng)濟優(yōu)勢，緊跟國家經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略步伐，依托現(xiàn)有工業(yè)、科技、教育等優(yōu)勢，審時度勢，努力打造京津冀地區(qū)經(jīng)濟核心地帶。北京、天津等地應(yīng)在保持自身發(fā)展情況下，加強與經(jīng)濟發(fā)展水平相對較低的城市合作，促進京津冀地區(qū)協(xié)同、可持續(xù)的發(fā)展。

城市效率與經(jīng)濟發(fā)展水平耦合度分析

根據(jù)表2數(shù)據(jù)以及京津冀13城市經(jīng)濟發(fā)展綜合指數(shù)，運用公式（4）計算出京津冀地區(qū)城市化效率與經(jīng)濟發(fā)展水平的耦合度。依據(jù)聚類原理，為便于分析將耦合度分為四類：高度耦合（0.900-1.000）、中高度耦合（0.800-0.900）、中低度耦合（0.700-0.800）和低度耦合（0.600-0.700）。耦合度值越大，說明該地區(qū)城市化效率與經(jīng)濟發(fā)展水平之間的協(xié)調(diào)性越好。將耦合度結(jié)果運用ArcGIS 9.0繪制成圖2所示。從圖2中可以看出，京津冀地區(qū)城市化效率和經(jīng)濟發(fā)展水平時空動態(tài)耦合呈現(xiàn)出以北京、天津、石家莊為中心輻射四周的環(huán)形走勢圈，整體耦合度水平不斷增強，部分區(qū)域的耦合度水平保持動態(tài)性與穩(wěn)定性的時空演變，差異明顯。

從時間演變上來看：2004-2007年，京津冀地區(qū)高度耦合的城市數(shù)目未有變化，仍為北京、天津和石家莊3個城市，低度耦合城市由6個減為4個，中度耦合與中高度耦合城市分別增加1個。該階段說明城市化效率與經(jīng)濟發(fā)展水平整體上呈正相關(guān)關(guān)系。2007-2010年，京津冀地區(qū)雖然高度耦合城市增加1個，但整體城市化效率與經(jīng)濟發(fā)展水平耦合度有所下降，說明京津冀地區(qū)城市化效率與經(jīng)濟發(fā)展水平之間存在著不協(xié)調(diào)。2010-2013年，京津冀地區(qū)城市化效率和經(jīng)濟發(fā)展水平高度耦合城市數(shù)目明顯增加，由原來的4個增加為6個，低度耦合城市減少1個，表明城市化效率與經(jīng)濟發(fā)展水平之間的協(xié)調(diào)性達到了前所未有的高度，整體耦合度顯著增強。

從空間分布格局來分析，高度耦合城市的空間分布具有較強的集中性和年際變化穩(wěn)定性，而中高度、中度耦合城市主要分布在北京、天津和石家莊等高度耦合類城市周圍，具有較強的依附性且變化具有明顯的波動性。2004-2013年北京、天津和石家莊均保持城市化效率和經(jīng)濟發(fā)展水平高度耦合的狀態(tài)，具有較強的穩(wěn)定性，原因在于北京、天津以及石家莊為京津冀地區(qū)的行政中心、經(jīng)濟中心以及文化中心，城市化效率和經(jīng)濟發(fā)展水平較高，各方面得到了最優(yōu)發(fā)展。滄州、邢臺、邯鄲等地的城市化效率與經(jīng)濟發(fā)展水平基本處于低度耦合水平，經(jīng)濟發(fā)展水平與城市化建設(shè)效率之間矛盾明顯，該部分地區(qū)經(jīng)濟基礎(chǔ)相對薄弱，主要以傳統(tǒng)工業(yè)和農(nóng)業(yè)為主，新型產(chǎn)業(yè)匱乏，城市化建設(shè)投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)不合理，存在投入冗余和非期望產(chǎn)出的非均衡發(fā)展，盲目地加大資本、人力、土地的投入而忽略生態(tài)破壞等非期望產(chǎn)出，從而導(dǎo)致城市化效率的降低。2004-2007年和2010-2013年兩個時間段，該部分區(qū)域城市化效率值較高，說明該部分城市在城市化建設(shè)上取得了可喜的成果，但受制于自身的經(jīng)濟基礎(chǔ)水平，城市化效率與經(jīng)濟發(fā)展水平的耦合度較低。邢臺、邯鄲等地應(yīng)合理優(yōu)化投入與產(chǎn)出比，減少城市化建設(shè)的過多投入，加大對新型工業(yè)、科技、貿(mào)易以及教育等方面的投入，保持城市化效率與經(jīng)濟發(fā)展水平的同步增長，使各方面保持協(xié)同、可持續(xù)的發(fā)展，以提高城市化效率與經(jīng)濟發(fā)展之間的耦合度，達到整體上的最優(yōu)。保定、唐山、秦皇島、衡水、張家口等地耦合度波動明顯，其中保定、唐山和衡水在2013年均達到了城市化效率與經(jīng)濟發(fā)展水平的高度耦合，張家口、承德和秦皇島也不同程度的達到了中高度耦合水平，說明該部分城市在處理城市化效率和經(jīng)濟發(fā)展水平之間的協(xié)調(diào)性上，受北京、天津等高度耦合城市的輻射影響，積極協(xié)調(diào)兩者之間的動態(tài)變化并取得了可觀的成果。

結(jié)論與建議

第一，2004-2013年，京津冀地區(qū)整體城市化效率不斷提高，北京、天津、石家莊等地基本保持在前沿面，邢臺、邯鄲、滄州等地城市化效率值變動明顯，其增長趨勢基本保持急劇上升-急劇下降-平穩(wěn)上升的“N”字型走勢，保定、唐山、衡水等地城市化效率增長幅度最大且保持持續(xù)增長態(tài)勢。總體來說，京津冀地區(qū)城市化效率保持起伏式增長，說明京津冀地區(qū)在城市化建設(shè)過程中的投入產(chǎn)出比例失調(diào)，冗余現(xiàn)象突出，過度的投入并沒有提高城市化建設(shè)效率。因此，該地區(qū)在城市化建設(shè)的過程中需要優(yōu)化投入產(chǎn)出比、均衡利弊、減少生態(tài)破壞等非期望產(chǎn)出以實現(xiàn)整體城市化效率的提高。

第二，從時間層面上看，京津冀地區(qū)整體經(jīng)濟發(fā)展水平保持快速上升趨勢，其中2007-2010年和2010-2013年為經(jīng)濟增長最顯著的兩個時間段，而2004-2007年該地區(qū)整體經(jīng)濟增長強度不大，這主要與全球經(jīng)濟危機出現(xiàn)導(dǎo)致國家整體經(jīng)濟形勢下滑有關(guān)。從空間分布上來看，京津冀各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平形式呈“W”字型增長態(tài)勢，北京、天津以及石家莊依據(jù)其獨特的優(yōu)勢，保持在經(jīng)濟發(fā)展水平的前列。滄州、邢臺、張家口等地，經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱，使得其經(jīng)濟水平相對落后。唐山、秦皇島、保定和衡水等地依據(jù)其相對優(yōu)越的地理位置，積極借鑒北京、天津的發(fā)展經(jīng)驗，改革創(chuàng)新使其經(jīng)濟水平提升較快。各城市應(yīng)積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展第二、三產(chǎn)業(yè)，發(fā)展新型科技產(chǎn)業(yè)，加強各城市之間的深層合作，鼓勵科技創(chuàng)新，加大科技、人力以及教育的投入，構(gòu)建基于平等關(guān)系的利益協(xié)調(diào)機制，堅持互利共贏的原則以保證京津冀整體經(jīng)濟一體化的順利實現(xiàn)。

第三，2004-2013年京津冀地區(qū)城市化效率和經(jīng)濟發(fā)展水平時空動態(tài)耦合整體保持穩(wěn)定增長態(tài)勢，部分時間段耦合強度有所下降。圖2中的時空動態(tài)耦合圖呈現(xiàn)出層級環(huán)繞的發(fā)展趨勢，以北京、天津等高度耦合區(qū)域為中心，唐山、保定等中高度耦合區(qū)域為次級中心，耦合度階梯式環(huán)繞遞減，且具有保持年際空間分布的集中性與穩(wěn)定性。京津冀一體化的實現(xiàn)需要保持京津冀城市化一體化、經(jīng)濟一體化、生態(tài)一體化等各方面的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，堅持優(yōu)勢互補、互利共贏的協(xié)同發(fā)展觀，科學(xué)協(xié)調(diào)城市化建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展水平及各方面發(fā)展之間的耦合矛盾，扎實推進以保證京津冀一體化的健康、平穩(wěn)、可持續(xù)發(fā)展。

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