淮河生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶城市經(jīng)濟(jì)承載力的多維測(cè)度

趙疏航，何剛,2*，李恕洲，杜宇

(1.安徽理工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院；2.安徽理工大學(xué) 深部煤礦采動(dòng)響應(yīng)與災(zāi)害防控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;3.安徽理工大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院:安徽 淮南 232001)

0 引言

隨著我國(guó)城市城鎮(zhèn)化發(fā)展速度的不斷加快，城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展所面臨的人口增速過快和生態(tài)環(huán)境破壞等問題日益突出.為此一些學(xué)者利用不同的方法從城市經(jīng)濟(jì)承載力(urban economic carrying capacity，UECC)的角度對(duì)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行了研究.例如：狄乾斌等[1]利用PSR模型和非線性模糊綜合評(píng)價(jià)法研究了15個(gè)副省級(jí)城市的經(jīng)濟(jì)承載力水平.蔡永龍等[2]通過修正人口-經(jīng)濟(jì)承載力模型，研究了2005—2014年珠三角城市群18個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)承載力水平，并對(duì)比了各城市的經(jīng)濟(jì)承載力水平的空間差異.穆學(xué)英等[3]運(yùn)用縣域經(jīng)濟(jì)承載力指數(shù)模型對(duì)山東省104個(gè)縣域的經(jīng)濟(jì)承載力進(jìn)行了研究，并利用ESDA分析了縣域經(jīng)濟(jì)承載力的空間分布格局.但目前為止，將生態(tài)環(huán)境、人口容量和經(jīng)濟(jì)容量相結(jié)合的研究較少.因此，本文以淮河生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶蘇皖段的14個(gè)城市(淮北市、亳州市、宿州市、蚌埠市、阜陽市、淮南市、滁州市、六安市、徐州市、淮安市、鹽城市、揚(yáng)州市、泰州市和宿遷市)的經(jīng)濟(jì)承載力為研究對(duì)象，通過構(gòu)建基于經(jīng)濟(jì)支撐力系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)壓力系統(tǒng)的城市經(jīng)濟(jì)承載力綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并借助熵權(quán)法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，對(duì)其經(jīng)濟(jì)承載力進(jìn)行多維測(cè)度，以為該區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)提供理論依據(jù).

1 構(gòu)建評(píng)價(jià)體系與選取模型

1.1 數(shù)據(jù)來源與評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

研究數(shù)據(jù)主要分為空間數(shù)據(jù)和面板數(shù)據(jù).空間數(shù)據(jù)來源于中國(guó)國(guó)家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)的處理采用ArcGIS 10.7軟件進(jìn)行.面板數(shù)據(jù)主要來源于2019年的《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》《江蘇統(tǒng)計(jì)年鑒》《安徽統(tǒng)計(jì)年鑒》以及14個(gè)城市的2018年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào).部分評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)(人均指標(biāo)和地均指標(biāo)等)由年鑒和年報(bào)數(shù)據(jù)計(jì)算得出.

本文在文獻(xiàn)[4-5]研究的基礎(chǔ)上，以生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展為出發(fā)點(diǎn)，從經(jīng)濟(jì)支撐力和經(jīng)濟(jì)壓力兩個(gè)方面構(gòu)建了包括經(jīng)濟(jì)水平、生態(tài)彈性、高等教育、環(huán)境治理、城市建設(shè)、人口壓力、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和資源消耗等8個(gè)要素層及其18個(gè)具體評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如表1所示.

表1 淮河生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶蘇皖段的UECC評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.2 權(quán)重確定

因?qū)哟畏治龇ā＜艺{(diào)查法等賦權(quán)法主觀性過強(qiáng)，所以本文采用客觀賦權(quán)法—熵權(quán)法[6]確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重.熵權(quán)法賦權(quán)的具體操作步驟如下：

1)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理.需處理的指標(biāo)包括效益型指標(biāo)(ai j)和成本型指標(biāo)(bi j)，處理方法為：

(1)

其中，ai j、bi j表示i城市的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo).

2)計(jì)算i城市的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)比重pi j.i城市的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)比重pi j的計(jì)算公式為

(2)

3)計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值ej和權(quán)重wj.第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值ej和權(quán)重wj的計(jì)算公式為:

(3)

按照上述步驟計(jì)算即可得出各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，結(jié)果見表2.

表2 淮河生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶蘇皖段的UECC的各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

由表2可知：在經(jīng)濟(jì)支撐力系統(tǒng)中，人均水資源量(H5)、經(jīng)濟(jì)密度(H2)和人均GDP(H1)的所占權(quán)重較大，表明生態(tài)彈性和經(jīng)濟(jì)水平對(duì)城市經(jīng)濟(jì)支撐力系統(tǒng)影響較大.在經(jīng)濟(jì)壓力系統(tǒng)中，公路密度(H10)和每公頃化肥施用量(H15)的所占權(quán)重較大，表明城市建設(shè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)城市經(jīng)濟(jì)承載力的壓力較大.另外，人口密度(H12)、人口自然增長(zhǎng)率(H13)和城鎮(zhèn)登記失業(yè)率(H14)所占比重也比較大，表明人口壓力對(duì)城市經(jīng)濟(jì)承載力也具有重要的影響.

1.3 構(gòu)建UECC模型

利用經(jīng)濟(jì)支撐力和經(jīng)濟(jì)壓力兩個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)建UECC綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并以此測(cè)算淮河生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶蘇皖段各個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)支撐力指數(shù)和壓力指數(shù)，進(jìn)而對(duì)城市經(jīng)濟(jì)承載力指數(shù)進(jìn)行測(cè)度[7-8].構(gòu)建UECC評(píng)價(jià)模型的具體步驟如下：首先測(cè)算城市經(jīng)濟(jì)支撐力指數(shù)(S)和城市經(jīng)濟(jì)壓力指數(shù)(P)，其計(jì)算公式為：

(4)

(5)

其中，Xi、Yj為標(biāo)準(zhǔn)化后的支撐力系統(tǒng)和壓力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，m=9，n=9.構(gòu)建UECC評(píng)價(jià)模型后，利用公式(6)即可計(jì)算出城市經(jīng)濟(jì)承載力指數(shù).

D=P/S.

(6)

2 實(shí)證分析

2.1 城市經(jīng)濟(jì)承載力的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)文獻(xiàn)[7-8]的研究方法并結(jié)合本文的研究實(shí)際，歸納了淮河生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶蘇皖段城市經(jīng)濟(jì)承載力的等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如表3所示.

表3 UECC等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.2 城市經(jīng)濟(jì)支撐力系統(tǒng)的評(píng)價(jià)

根據(jù)式(4)求出的2018年淮河生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶蘇皖段14個(gè)城市的城市經(jīng)濟(jì)支撐力指數(shù)見表4.由表4可以看出：經(jīng)濟(jì)支撐力處于中等承載的城市有5個(gè)，其主要原因是這些城市經(jīng)濟(jì)水平較高，高等教育較強(qiáng)；處于低承載力的城市有6個(gè)，其主要原因是這些城市經(jīng)濟(jì)水平相對(duì)較低，但生態(tài)彈性較大，環(huán)境治理較好；處于弱承載的城市有3個(gè)，其主要原因是這些城市的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)支撐力指標(biāo)均較低.從支撐能力和排序綜合看，江蘇段的城市經(jīng)濟(jì)支撐力高于安徽段的城市經(jīng)濟(jì)支撐力.

表4 各城市的經(jīng)濟(jì)支撐力指數(shù)及等級(jí)排序

2.3 城市經(jīng)濟(jì)壓力系統(tǒng)的評(píng)價(jià)

圖1 各城市的經(jīng)濟(jì)壓力指數(shù)

根據(jù)式(5)求出的2018年淮河生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶蘇皖段14個(gè)城市的城市經(jīng)濟(jì)壓力指數(shù)如圖1所示.從圖1可知：經(jīng)濟(jì)壓力處于較強(qiáng)壓力的城市只有泰州市，其主要原因是該市人口壓力過大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率較低；經(jīng)濟(jì)壓力處于中等壓力的城市有11個(gè)，其主要原因是這些城市資源消耗較大，人口壓力和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率處于中等水平；經(jīng)濟(jì)壓力處于低壓力的城市有蚌埠市和淮南市，其主要原因是這2個(gè)城市除城市建設(shè)要素層的壓力較大外，其他3個(gè)要素層的經(jīng)濟(jì)壓力相對(duì)較小.從壓力水平和排序綜合看，江蘇段的城市經(jīng)濟(jì)壓力高于安徽段的城市經(jīng)濟(jì)壓力.

2.4 城市經(jīng)濟(jì)承載力的綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)式(6)求出的2018年淮河生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶蘇皖段14個(gè)城市的城市經(jīng)濟(jì)承載力指數(shù)見表5.由表5可知：經(jīng)濟(jì)承載力處于低負(fù)荷承載的城市只有蚌埠市，其主要原因是該市地理位置處于淮河流域和皖北城市的中心，交通便利，高等院校數(shù)量較多；經(jīng)濟(jì)承載力處于承壓基本平衡的城市有徐州市和揚(yáng)州市，其主要原因是這2個(gè)城市在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)中其經(jīng)濟(jì)壓力指數(shù)和經(jīng)濟(jì)支撐力指數(shù)基本保持了平衡.經(jīng)濟(jì)承載力處于高負(fù)荷承載的城市為11個(gè)，其主要原因是這些城市的發(fā)展已經(jīng)超越了該區(qū)域的經(jīng)濟(jì)容納量，經(jīng)濟(jì)發(fā)展失衡.從承載能力和排序綜合看，江蘇段的城市經(jīng)濟(jì)承載力高于安徽段的城市經(jīng)濟(jì)承載力.根據(jù)表5的數(shù)據(jù)，運(yùn)用ArcGIS 10.7軟件繪制的2018年淮河生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶蘇皖段各城市的經(jīng)濟(jì)承載力水平及其空間分布如圖2所示.

表5 城市經(jīng)濟(jì)承載力指數(shù)及等級(jí)排序

圖2 14個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)承載力水平及其空間分布

3 結(jié)論

本文利用SP概念模型和UECC評(píng)價(jià)模型對(duì)淮河生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶蘇皖段的城市經(jīng)濟(jì)承載力進(jìn)行研究表明：城市經(jīng)濟(jì)支撐力具有淮河下游(江蘇段)支撐力強(qiáng)、中游(安徽段)支撐力弱的空間分布特征；江蘇段的城市經(jīng)濟(jì)壓力高于安徽段的城市，其中公路密度是城市經(jīng)濟(jì)壓力的決定性因素；處于高負(fù)荷承載的城市為11個(gè)，其中江蘇段的城市經(jīng)濟(jì)承載力高于安徽段的城市經(jīng)濟(jì)承載力.本研究結(jié)果可為提高城市經(jīng)濟(jì)支撐力和經(jīng)濟(jì)承載力水平提供參考.在今后的研究中，我們將進(jìn)一步研究各縣之間的經(jīng)濟(jì)承載力水平以及差異，從而為進(jìn)一步提升區(qū)域經(jīng)濟(jì)承載力水平提供理論支撐.