中國省域城市化效率與人口素質(zhì)的耦合協(xié)調(diào)性分析

徐 鑫，趙明華，韓榮青，任亞平

(山東師范大學 地理與環(huán)境學院，山東 濟南 250358)

1 引言

中國《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014-2020)》強調(diào)城市化質(zhì)量是新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的核心，城市化效率是衡量城市化質(zhì)量的重要標準[1]。改革開放以來，快速發(fā)展的城市化對經(jīng)濟社會的發(fā)展做出了重要貢獻，城市化使一定區(qū)域先進的社會要素集中起來[2，3]，使原來的城市功能更加完善，結構更加合理，人們得到全面發(fā)展的機會。城市化促進了社會經(jīng)濟的發(fā)展、人民收入的提高和物質(zhì)生活條件的改善，人們擁有更大的能力投入教育、醫(yī)療、衛(wèi)生、體育及社會公德的宣傳和維護中去，進而不斷提高人民的物質(zhì)生活水平和精神境界[4]。但是高能耗、高污染、高投入等問題一直存在，隨著資源環(huán)境約束作用的加大，傳統(tǒng)的城市化發(fā)展模式已經(jīng)變得不可持續(xù)，高效有序地推進城市化將是今后工作的重點[5]。城市化的快速發(fā)展給政治、經(jīng)濟和文化帶來了巨大的影響的同時,也對人口素質(zhì)提出了更高的要求[6]。從人口的質(zhì)量這個方面來說,城市化是一個城鄉(xiāng)人口結構演變的過程,在這個過程中,人口素質(zhì)作為核心因素自然深受影響。

人口素質(zhì)是指一個國家或地區(qū)在一定的生產(chǎn)模式下理解和改造世界的綜合素質(zhì)與能力[7]，目前已經(jīng)成為影響城市化的關鍵因素之一，在推動農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)移人口市民化進程中發(fā)揮了重要作用[8]。人口素質(zhì)特別是社會勞動力素質(zhì)的提高是城市化的靈魂，沒有高水平的人口素質(zhì)支撐的城市化是低質(zhì)量的、沒有未來的[9]。人口素質(zhì)的整體提高是城市化的最終目的，城市化是實現(xiàn)這一目標的方法和手段[10]。人口素質(zhì)與城市化效率之間相互影響，存在良性互動的關系,較高的人口素質(zhì)可以為城市化提供可持續(xù)性的智力支持，同樣城市化可以為人口素質(zhì)的提高提供基本的物質(zhì)保障[11，12]。人口素質(zhì)的提高可以使勞動力掌握更多科學知識和技能,為社會培養(yǎng)和造就大批高素質(zhì)的人才；可以優(yōu)化勞動力就業(yè)結構，有效轉(zhuǎn)移社會剩余勞動力,推動勞動力向二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移；可以提高社會生產(chǎn)率，促進城市產(chǎn)業(yè)優(yōu)化和升級，使人口素質(zhì)水平與城市化建設相適應[13]。高水平的人口素質(zhì)有助于提升城市文化，能形成城市持續(xù)發(fā)展凝聚力[14],有利于吸引和集聚人才、技術和資本；有利于形成城市居民積極向上的精神風貌；有利于轉(zhuǎn)變思想觀念和行為方式，減少城市化進程中的阻礙，從而加速城市化進程[15]。

近年來，國內(nèi)外學者對人口素質(zhì)和城市化效率進行了大量的研究，其中關于城市化效率或人口素質(zhì)的研究比較豐富，但是兩者的耦合協(xié)調(diào)性研究比較稀少。在城市化效率方面，方創(chuàng)琳、關興良采用CRS、VRS、Bootstrap-DEA等模型, 研究了中國城市群的投入產(chǎn)出比例、發(fā)展趨勢及時空演化規(guī)律[16]；陳明星、陸大道、張華等采用指標分析法研究了中國城市化的動力因素[17]；戴永安、孫東琪、劉雷等運用 DEA、SFA等模型對城市化效率進行測度[18～20]；何艷冰、黃曉軍、翟令鑫等分析了城市化效率的影響因素[21]。在人口素質(zhì)研究方面，張小平、唐萬梅等對人口素質(zhì)的評價進行了研究[22，23]；廖建輝、李鋼等則研究了人口素質(zhì)的影響因素[24]；徐惠民研究了人口素質(zhì)評價指標體系的構建[25]；耿修林對我國人口素質(zhì)的時空演變進行了研究[26]。在城市化效率與人口素質(zhì)的關系方面，現(xiàn)有研究主要集中在城市化與人口素質(zhì)的互動效應[27]、人口素質(zhì)對城市化的推動作用[28，29]、城市化與人口素質(zhì)的關系[30]等方面。

在此背景下，本文以30個省級行政單位為研究對象，探討了其城市化效率和人口素質(zhì)的發(fā)展規(guī)律，分析兩者的耦合協(xié)調(diào)關系。旨在探討人口素質(zhì)對城市化效率的空間異質(zhì)性影響，以期能夠?qū)π滦统擎?zhèn)化建設、人口素質(zhì)的提升提供借鑒和參考，彌補研究工作的空白。

2 研究方法、數(shù)據(jù)來源與指標體系

2.1 研究方法

2.1.1 DEA模型

數(shù)據(jù)包絡分析方法(DEA)是美國的A.Charnes,W.W.Cooper和 E.Rhodes于1978年發(fā)明的一種統(tǒng)計與運籌學方法，分為CCR(規(guī)模收益不變)和BCC(規(guī)模收益可變)兩種模型[31]。

(1)

(2)

式(1)、(2)中，n表示決策單元數(shù)量，i代表決策單元(i=1，2，3…，m)，xi、yi、Q分別代表第i個研究對象的投入、產(chǎn)出變量和綜合效率值，MinQ、s、t分別代表目標函數(shù)和限制性條件，λi、X0、Y0分別代表某項指標的權重變量、決策單元的原始投入和產(chǎn)出值。

本文采用數(shù)據(jù)包絡分析法計算了2001～2016年30個省區(qū)市的城市化效率，將各省級行政單位作為地域單元，運行模型得到各單元每年的綜合效率、純技術效率、規(guī)模效率、規(guī)模報酬等情況，對其投入產(chǎn)出狀況進行分析。

2.1.2 熵值法

熵值法是指用來判斷某個指標的離散程度的數(shù)學方法[32]。根據(jù)熵的特性，我們可以通過計算熵值來判斷某個指標的離散程度，指標的離散程度越大，該指標對綜合評價的影響越大。因此，本文利用熵值法這個工具，計算出各個指標的權重，為省域人口素質(zhì)綜合評價提供依據(jù)。

首先將正負項指標數(shù)據(jù)進行標準化，消除量綱影響，然后計算出各指標的權重并求出各指標最終得分：

(3)

最后將同一年的各y值相加得到年綜合得分：

yj=∑yij

(4)

2.1.3 耦合協(xié)調(diào)度模型

(1) 耦合度模型。耦合水平說明的是兩者之間的相互依賴程度，所以城市化效率和人口素質(zhì)的耦合度模型可以看作為“城市化效率”體系與“人口素質(zhì)”體系的耦合關系模型，具體計算公式為：

(5)

上式中，C表示的是城市化效率與人口素質(zhì)的耦合度，其值大于0且小于1，C值越大，城市化效率與人口素質(zhì)的耦合程度越高、關系越密切；u、v代表的是城市化效率、人口素質(zhì)的值；k是調(diào)節(jié)系數(shù)，且k≥ 2 ，本文研究兩個體系，故k取2。

(2) 耦合協(xié)調(diào)度模型。由于耦合度只能反映系統(tǒng)間相互作用的強度，而難以反映協(xié)調(diào)發(fā)展的水平。為了更好地評價城市化效率與人口素質(zhì)的關系引入耦合協(xié)調(diào)度模型，其具體計算公式如下：

(6)

其中D是耦合協(xié)調(diào)度，C是耦合度，T是兩者之間的綜合評價指數(shù)，反映兩者的整體效益或水平，α、β為待定參數(shù)，由于僅有兩個系統(tǒng)，故α、β分別取0.5。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)主要來自研究時間段內(nèi)的《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國城市統(tǒng)計年鑒》以及所研究的30省市區(qū)的統(tǒng)計年鑒。具體計算時，由于西藏自治區(qū)及港澳臺地區(qū)統(tǒng)計數(shù)據(jù)缺失，以其它30個省級行政單位為研究對象。研究區(qū)間為2001～2016 年，并選擇2001 、2006、2011和2016年4個年份進行詳細研究。

2.3 指標體系的構建

參考前人的相關研究，指標選取遵循科學、合理、全面、可得等原則。城市化效率的評估遴選了6個代表性指標，包括城市建成區(qū)面積、城鎮(zhèn)固定資產(chǎn)投資額、財政支出、城鎮(zhèn)單位從業(yè)人員數(shù)等4項投入指標，城市化率和二三產(chǎn)業(yè)增加值2項產(chǎn)出指標。人口素質(zhì)評價指標體系主要由身體健康素質(zhì)、人口結構、勞動力素質(zhì)、科學文化素質(zhì)4個方面組成，包括居民年住院率、每萬人醫(yī)生人員數(shù)、居民病死率、性別比、撫養(yǎng)比、失業(yè)率、第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)占總從業(yè)人數(shù)的比重、工資報酬占GDP比重、文盲率、專利申請授權量、每萬人用有公共圖書館面積、每萬人在校大生數(shù)等12項指標(表1)。

3 城市化效率的時空變化分析

3.1 中國城市化效率時序演變

基于構建的城市化效率評價指標體系，采用DEA模型對30省區(qū)市的城市化效率進行計算。結果如表2所示，從時間序列上看，研究區(qū)間內(nèi)30個省市區(qū)城市化綜合效率的均值分別為2001年的 0.830、2006年的0.811、2011年的0.827、2016年的0.849，呈現(xiàn)先下降后上升總體上升的趨勢，年均上升0.1267%，說明中國總體城市化效率正在緩慢提高。各省區(qū)市城市化效率的標準差由2001年的0.1565下降到2016年的0.1539，說明各省區(qū)市城市化效率的差距正在縮小。2001～2016年間城市化效率呈上升趨勢的有北京、天津、湖南、廣東、廣西、寧夏、上海、山東、內(nèi)蒙古、重慶、貴州、陜西、遼寧、吉林等14省市區(qū)；呈下降趨勢的有河北、山西、黑龍江、浙江、安徽、江西、河南、湖北、四川、云南、甘肅等11省區(qū)；江蘇、福建、海南、青海、新疆等5省區(qū)的城市化效率不變。從規(guī)模報酬來看，2001年有10個省市區(qū)的規(guī)模報酬不變，10個省市規(guī)模報酬遞增；10個省市規(guī)模報酬遞減；2016年則變成12個省市區(qū)的規(guī)模報酬不變，15個省市區(qū)的規(guī)模報酬遞增，3個省區(qū)市的規(guī)模報酬遞減。這說明在城市化過程中投入產(chǎn)出情況較合理，達到了理想狀態(tài)(DEA 有效)，實現(xiàn)規(guī)模報酬不變的省市正在增多；而城市化過程中要素投入量過多，未能實現(xiàn)要素有效配置，實現(xiàn)規(guī)模報酬遞減的省份大量減少；在城市化過程中要素投入量不足，未能實現(xiàn)要素有效配置，實現(xiàn)規(guī)模報酬遞增的省市數(shù)量不斷上升。

表1 城市化效率與區(qū)域人口素質(zhì)綜合評價指標體系

表2 2001、2006、2011、2016年中國30省市區(qū)城市化效率

注: “—”、“drs”、“irs”三種符號代表的是規(guī)模報酬不變、遞減、遞增三種情況，綜合效率也稱為技術效率，是綜合效率與純技術效率的比值

3.2 中國城市化效率空間格局演變

為了分析 2001～2016年各省區(qū)市城市化效率的空間格局演變特征，根據(jù)DEA模型的計算結果，以2001年的結果作為參照標準，采用ArcGIS自然斷裂法，將各省區(qū)市的城市化效率水平分成低、中等、較高和高城市化效率四類。從全國層面來看，東部優(yōu)于中西部、北方好于南方，各地區(qū)的城市化效率分異明顯。2001～2016年城市化效率呈現(xiàn)上升趨勢，高城市化效率的省份由2001年的11個增長為2016年的15個；低城市化效率的省份由2001年的9個下降到2016年的6個。從省域?qū)用鎭砜?，天津、江蘇、浙江、福建、山東、海南、青海、新疆等8省市區(qū)城市化效率一直保持高水平；北京、內(nèi)蒙古、遼寧、上海、湖南、廣東、寧夏等7省區(qū)城市化效率提高到了高效率水平；河北、黑龍江、安徽、江西、河南、云南等6省有不同程度的下降，特別是安徽和江西兩省；陜西、重慶2省市處于上升狀態(tài)；吉林、山西、湖北3省城市化效率一直保持在中等水平；廣西、四川、貴州、甘肅4省區(qū)城市化效率一直很低。

4 人口素質(zhì)的時空變化分析

4.1 區(qū)域人口素質(zhì)時序演變

根據(jù)人口素質(zhì)評價指標體系(表1)，運用熵值法衡量各省區(qū)市人口素質(zhì)，得到了2001～2016年30個省區(qū)市的人口素質(zhì)水平。結果如圖1所示，從時間序列上看，人口素質(zhì)水平不斷提高，各省份的人口素質(zhì)水平的均值從2001年的 0.4327 上升到 2016年的0.4465，年均增加0.092%。各省區(qū)人口素質(zhì)水平的標準差由2001年的0.0584增大到2016年的0.0921，人口素質(zhì)的極差由2001年的0.2927增加到2016年的0.4411。這表明各省區(qū)之間人口素質(zhì)快速提高的同時省域之間人口素質(zhì)水平的差距明顯增大。其中年均增長率超過0.1%的地區(qū)主要有北京、天津、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、上海、江蘇、浙江、安徽、湖北、廣東、海南、甘肅、青海、寧夏、新疆等16省市區(qū)，占省市區(qū)總數(shù)的53.33%。這表明中國各省區(qū)人口素質(zhì)的提升有著巨大的潛力和良好的前景。

4.2 區(qū)域人口素質(zhì)空間格局演變

為了分析2001～2016年30個省份人口素質(zhì)的空間格局演變特征，根據(jù)計算結果以2001年的得分為參照標準，通過ArcGIS自然斷裂法，將人口素質(zhì)分為低、中等、較高和高人口素質(zhì)四類。從全國層面來看，研究區(qū)間內(nèi)中國的省域人口素質(zhì)呈現(xiàn)上升趨勢，形成了由東北向西南遞減，北方高于南方，東部高于西部的地理格局。在4個節(jié)點年份高人口素質(zhì)的省份數(shù)量分別為3、9、8、10；較高人口素質(zhì)的省市數(shù)量分別為14、10、5、7；中等人口素質(zhì)的省市數(shù)量分別為9、7、10、7；低人口素質(zhì)的省市數(shù)量分別為4、4、7、6?？傮w上中國的省域人口素質(zhì)處于緩慢上升趨勢，其主要表現(xiàn)為高素質(zhì)區(qū)域省市數(shù)量的增多。從省域?qū)用鎭砜矗丝谒刭|(zhì)一直保持高水平的地區(qū)有北京、天津2直轄市；山西、內(nèi)蒙古、上海、江蘇、浙江、廣東、甘肅、寧夏8省區(qū)提高為高人口素質(zhì)省份；安徽、湖北、海南、新疆等4省區(qū)人口素質(zhì)呈現(xiàn)上升趨勢；河北、吉林、江西、山東、河南、湖南、重慶、四川等8省市的人口素質(zhì)呈下降趨勢；遼寧、黑龍江、福建、陜西4省穩(wěn)定在較高人口素質(zhì)水平，廣西、青海2省區(qū)保持中等人口素質(zhì)不變，貴州、云南2省長期處于低人口素質(zhì)水平。

圖1 2001、2006、2011、2016年中國30省市區(qū)

5 城市化效率與人口素質(zhì)的耦合協(xié)調(diào)分析

5.1 城市化效率與人口素質(zhì)耦合協(xié)調(diào)性時序演變

將30個省區(qū)市區(qū)的城市化效率值和人口素質(zhì)綜合得分，代入到公式(5)和(6)中計算出4個節(jié)點年份各省區(qū)市城市化效率與人口素質(zhì)的耦合度與協(xié)調(diào)度。結果如表3所示，從時間序列來看，2001～2016年30省區(qū)市城市化效率與人口素質(zhì)的耦合度呈現(xiàn)波動上升的趨勢，2001、2006、2011、2016年4個年份的耦合度整體平均值分別為0.3214、0.3422、0.3262、0.3510，由2001年的0.3214增長為2016年的0.3510，年均增長率為0.1973%。2001至2016年30個省區(qū)市的城市化效率與人口素質(zhì)的協(xié)調(diào)度同樣呈現(xiàn)波動上升的趨勢，2001、2006、2011、2016年4個年份的協(xié)調(diào)度整體平均值分別為0.4505、0.4637、0.4510、0.4754，由2001年的0.4505增長為2016年的0.4754，年均增長率為0.1660%。耦合度與協(xié)調(diào)度的標準差分別有2001年的0.0618、0.0698增加到2016年的0.1222、0.1197，說明省域之間的差距不斷拉大。研究區(qū)間內(nèi)北京、天津、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、上海、江蘇、浙江、湖北、廣東、廣西、海南、貴州、陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆等18省區(qū)市的耦合協(xié)調(diào)度水平呈現(xiàn)上升趨勢；河北、吉林、黑龍江、安徽、福建、江西、山東、河南、湖南、重慶、四川、云南等12個省區(qū)市則呈現(xiàn)下降趨勢。

5.2 城市化效率與人口素質(zhì)耦合協(xié)調(diào)性空間格局演變

為了分析2001～2016年30個省區(qū)市的城市化效率與人口素質(zhì)的耦合協(xié)調(diào)度的空間格局演變特征，以2001年的數(shù)值作為參照標準，通過ArcGIS自然斷裂法，將計算結果分為低度、中度、高度和極度耦合協(xié)調(diào)4類。

表3 2001、2006、2011、2016年中國30省市區(qū)城市化效率與人口素質(zhì)耦合協(xié)調(diào)度

從時間序列上看，研究區(qū)間內(nèi)城市化效率與人口素質(zhì)的耦合協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)上升趨勢，形成了東部好于西部，北方高于南方，由東北向西南遞減的地理格局。在4個節(jié)點年份極度耦合協(xié)調(diào)的省份數(shù)量分別為2、10、9、11；高度耦合協(xié)調(diào)的省市數(shù)量分別為9、1、3、2；中度耦合協(xié)調(diào)的省市數(shù)量分別為7、6、6、5；低度耦合協(xié)調(diào)的省市數(shù)量分別為12、13、12、12。從省域?qū)用鎭砜?，一直保持極度耦合協(xié)調(diào)的地區(qū)只有天津市；北京、內(nèi)蒙古、遼寧、上海、江蘇、浙江、廣東、海南、陜西、新疆等10省區(qū)市升級為極度耦合協(xié)調(diào)省份；山西、湖北、甘肅、寧夏等4省區(qū)耦合協(xié)調(diào)度有不同程度的提高；河北、吉林、黑龍江、福建、江西、山東、河南、湖南等8省的耦合協(xié)調(diào)度存在不同程度的下降，特別是河北、江西、河南3?。话不?、廣西、重慶、四川、貴州、云南、青海7省市區(qū)的耦合協(xié)調(diào)水平一直很低(表4)。

表4 中國30省市區(qū)城市化效率與人口素質(zhì)耦合協(xié)調(diào)度類型

6 結論與展望

6.1 結論

(1)研究區(qū)間內(nèi)，所選30個省區(qū)市城市化效率水平整體呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢，大部分省域在研究區(qū)間內(nèi)城市化效率都有了明顯的提升并且省域之間的差距正在縮小。從地理格局上看，整體呈現(xiàn)東部優(yōu)于中西部、北方好于南方的演變特征。從省域角度來看，研究區(qū)間內(nèi)高城市化效率的省份不斷增多，低效率的省份不斷減少，其中天津、江蘇、浙江、福建、山東、海南、青海、新疆等8省市區(qū)城市化效率一直保持高水平。從規(guī)模報酬上看，城市化過程中投入產(chǎn)出情況較為合理的省份不斷增多，要素投入過多的省份大為減少，要素投入不足的省份增長迅速。

(2)2001～2016年，所選30個省區(qū)市的人口素質(zhì)整體呈現(xiàn)緩慢上升趨勢，大部分省份人口素質(zhì)的年增長率超過0.1%。省域人口素質(zhì)的差距呈現(xiàn)日漸擴大態(tài)勢，區(qū)域差異明顯。從地理空間上看，人口素質(zhì)整體呈現(xiàn)由東北向西南遞減，北方高于南方，東部好于西部的地理格局。從省域角度來看，高人口素質(zhì)的省份不斷增多，研究區(qū)間內(nèi)北京、天津2個直轄市一直保持高人口素質(zhì)水平。

(3)從時間序列上看，所選30個省區(qū)市城市化效率與人口素質(zhì)的耦合協(xié)調(diào)度整體呈現(xiàn)波動上升的趨勢，耦合度和協(xié)調(diào)度的均值均有不同程度的提高并且省域之間的差距不斷擴大。從空間格局上看，呈現(xiàn)由東北向西南遞減，北方高于南方，東部好于西部，由東北向西南遞減的地理格局。從省域角度來看，極度耦合協(xié)調(diào)的省份大幅度增多，研究區(qū)間內(nèi)天津市一直保持極度耦合協(xié)調(diào)水平。

(4)總體上來看，耦合協(xié)調(diào)度較高的省份主要集中在東部地區(qū)，優(yōu)越的地理位置，發(fā)達的經(jīng)濟，云集的高校與科研機構，不斷優(yōu)化升級的城市產(chǎn)業(yè)結構和完善的城市基礎設施都對城市化效率與人口素質(zhì)的提高起到了促進作用。耦合協(xié)調(diào)度較低的省份大多位于中西部，地理位置偏遠，對外通達性差，經(jīng)濟發(fā)展滯后，城市化發(fā)展模式不合理，教育科研投入不足和高素質(zhì)人才缺乏都是其制約條件。在今后的發(fā)展過程中，耦合協(xié)調(diào)度低的省份要協(xié)調(diào)好城市化的投入產(chǎn)出比例，走綠色新型的城市化道路，切實提高城市化效率；同時加大高素質(zhì)人才的培養(yǎng)力度和資金投入，全面提升人口素質(zhì)，為城市社會各項事業(yè)的發(fā)展提供持續(xù)的智力支持。

6.2 展望

目前有關城市化效率與人口素質(zhì)的耦合協(xié)調(diào)性的研究較少，可參考借鑒的理論與方法比較稀少。本文只是利用了2001～2016年的指標數(shù)據(jù)對中國30省區(qū)市的城市化效率與人口素質(zhì)之間的耦合協(xié)調(diào)關系進行初步的研究分析，本文可能存在著許多缺失與不足，還需以后進一步研究和完善。未來，會選取新的指標來完善現(xiàn)有指標體系，采用新的研究方法進一步揭示兩者之間的耦合協(xié)調(diào)性關系，為促進新型城鎮(zhèn)化建設、提高中國人口素質(zhì)等方面提供更有價值的參考和借鑒。