黑龍江省城市開發(fā)強(qiáng)度與環(huán)境承載力的耦合協(xié)調(diào)度分析

白懌橙 薛愷琳 黃多

摘? ?要：以黑龍江省13個(gè)城市為研究對(duì)象，構(gòu)建城市開發(fā)強(qiáng)度與環(huán)境承載力綜合指標(biāo)體系，測(cè)算綜合評(píng)價(jià)指數(shù)、耦合度指數(shù)，建立耦合協(xié)調(diào)度模型，分析二者2015—2019年的時(shí)空演化特征及耦合協(xié)調(diào)度水平。研究表明：一是各城市開發(fā)強(qiáng)度總體差異顯著，表現(xiàn)為“一個(gè)中心、兩個(gè)次級(jí)中心，從中心向外遞減”；二是各城市普遍呈“弱開發(fā)-強(qiáng)承載”特征；三是黑龍江省總體呈輕度失調(diào)或?yàn)l臨失調(diào)狀態(tài)，處于不平衡、不協(xié)調(diào)發(fā)展階段。

關(guān)鍵詞：黑龍江??；城市開發(fā)；開發(fā)強(qiáng)度；環(huán)境承載力；耦合協(xié)調(diào)度

中圖分類號(hào)：Ｘ８２０.３? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1673-291X（2024）09-0070-04

一、研究背景

隨著我國進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展階段，《黑龍江省工業(yè)強(qiáng)省建設(shè)規(guī)劃（2019—2025年）》將生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展作為工業(yè)發(fā)展的基本原則之一。在此背景下，黑龍江省城市開發(fā)強(qiáng)度與環(huán)境承載力是否具有協(xié)調(diào)性，二者的協(xié)調(diào)度如何，成為推行綠色制造、綠色開發(fā)關(guān)注的重要問題。

城市開發(fā)強(qiáng)度的內(nèi)涵[1]可看作城市區(qū)域范圍內(nèi)的人—地交互系統(tǒng)中多個(gè)過程綜合強(qiáng)度的大小。目前研究主要集中于土地利用[2，3]、空間治理和城市交通規(guī)劃[4]，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)土地利用強(qiáng)度省際格局分布差異明顯，高開發(fā)強(qiáng)度的城市對(duì)交通的供給與需求非常靈敏，要求規(guī)劃管理者要?jiǎng)?chuàng)造更人性化的城市發(fā)展策略[5，6]。

環(huán)境承載力源于“承載力”，隨著人們對(duì)發(fā)展中環(huán)境作用的重視，形成更全面表述生態(tài)環(huán)境對(duì)于人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的支持作用[7，8]的“環(huán)境承載力”概念。環(huán)境庫茲涅茨曲線的估計(jì)結(jié)果很大程度上取決于指標(biāo)與估計(jì)方法的選取[9]，我國環(huán)境承載力的研究要逐漸豐富為多要素的評(píng)價(jià)[10]。

協(xié)調(diào)好二者的關(guān)系是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，有許多學(xué)者分區(qū)域?qū)ζ溥M(jìn)行研究[11-13]，發(fā)現(xiàn)城市快速發(fā)展對(duì)環(huán)境造成壓力，引發(fā)建立協(xié)調(diào)發(fā)展機(jī)制的思考。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)黑龍江省的區(qū)域經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)等級(jí)存在異質(zhì)性，城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)水平逐漸下降[14，15]。

現(xiàn)有研究取得豐富成果，表明城市開發(fā)強(qiáng)度與環(huán)境承載力的耦合協(xié)調(diào)度的研究對(duì)城市健康發(fā)展尤為重要，但針對(duì)東北地區(qū)還存在一定研究空間，因此對(duì)黑龍江省城市開發(fā)強(qiáng)度與環(huán)境承載力的耦合協(xié)調(diào)度作進(jìn)一步研究。

二、模型構(gòu)建與指標(biāo)體系設(shè)計(jì)

（一）指標(biāo)體系設(shè)計(jì)

依據(jù)研究對(duì)象具體情況多方面選取指標(biāo)，構(gòu)建綜合指標(biāo)體系，如表1。個(gè)別數(shù)據(jù)缺失基于相鄰年份數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值預(yù)測(cè)和計(jì)算補(bǔ)齊。

（二）耦合協(xié)調(diào)度模型構(gòu)建

1.數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

運(yùn)用耦合協(xié)調(diào)度模型進(jìn)行測(cè)算需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理。開發(fā)強(qiáng)度評(píng)價(jià)指標(biāo)均為正向指標(biāo)，生態(tài)環(huán)境承載力指標(biāo)擁有正向、負(fù)向指標(biāo)，運(yùn)用極差法處理：

正向指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化：（Xij-minXij）/（maxXij-minXij）

負(fù)向指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化：（maxYij-Yij）/（maxYij-minYij）

其中，i代表城市，j代表指標(biāo)值。

2.綜合評(píng)價(jià)指數(shù)

運(yùn)用主成分分析法賦予各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重，計(jì)算城市開發(fā)強(qiáng)度和環(huán)境承載力評(píng)價(jià)指數(shù)值：

其中，f（Xi）為第i個(gè)城市開發(fā)強(qiáng)度綜合評(píng)價(jià)指數(shù)值；g（Yi）為第i個(gè)城市環(huán)境承載力綜合評(píng)價(jià)指數(shù)值；a和b為權(quán)重?cái)?shù)值。

3.耦合度指數(shù)

Ci代表第i個(gè)城市兩個(gè)系統(tǒng)的耦合程度且Ci∈[0，1]。Ci越趨近于1，表示耦合程度越高；趨近于0，耦合程度越低。耦合度等級(jí)劃分見表2。

表2

4.耦合協(xié)調(diào)度模型

Ti為兩者之間的綜合協(xié)調(diào)指數(shù)；μ、？諄為待定系數(shù)，且μ+？諄=1。因認(rèn)為城市開發(fā)強(qiáng)度與環(huán)境承載力同等重要，故取μ=？諄=0.5。D為城市開發(fā)強(qiáng)度與環(huán)境承載力協(xié)調(diào)度，D值越高，城市開發(fā)強(qiáng)度與環(huán)境承載力協(xié)調(diào)越好。耦合協(xié)調(diào)度等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

三、城市開發(fā)強(qiáng)度與環(huán)境承載力時(shí)空演化分析

基于公式（2）測(cè)算出2015—2019年各研究對(duì)象城市開發(fā)強(qiáng)度與環(huán)境承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)值。時(shí)序結(jié)果顯示，黑龍江省城市開發(fā)強(qiáng)度整體呈下降趨勢(shì)。其中，大多數(shù)城市緩慢下降；鶴崗、雙鴨山、伊春、七臺(tái)河、綏化及大興安嶺波動(dòng)下降。進(jìn)一步觀察，發(fā)現(xiàn)城市開發(fā)強(qiáng)度延“一軸兩環(huán)一邊”鐵路網(wǎng)主骨架的都市環(huán)向多中心網(wǎng)絡(luò)型開發(fā)格局發(fā)展的特征明顯。

空間結(jié)果顯示，大多城市環(huán)境承載力指數(shù)較高，總體水平接近。在資源利用率、環(huán)境污染治理方面表現(xiàn)較為良好。自中國煤炭行業(yè)出現(xiàn)量?jī)r(jià)齊跌態(tài)勢(shì)以來，省內(nèi)煤炭資源型城市的環(huán)境承載力指數(shù)個(gè)別年份極低，總體上落后于其他城市。

四、開發(fā)強(qiáng)度和環(huán)境承載力耦合協(xié)調(diào)分析

耦合度指數(shù)分析，基于公式（3）測(cè)算黑龍江省城市開發(fā)強(qiáng)度與環(huán)境承載力的耦合度指數(shù)，繪制散點(diǎn)見下頁圖1，將黑龍江省城市耦合度指數(shù)特征大致劃分為四種類型。

類型1：哈爾濱2015—2019年耦合度指數(shù)變化較小，呈小幅度逐年下降趨勢(shì)，總體保持拮抗耦合，且較接近0.5。

類型2：齊齊哈爾、雞西、鶴崗、牡丹江為拮抗耦合，2015—2019年耦合度指數(shù)變化范圍主要在0.3—0.5之間，主要圍繞0.4波動(dòng)。齊齊哈爾變化波動(dòng)程度最小，牡丹江較其他三個(gè)城市的耦合協(xié)調(diào)度指數(shù)各年均較低。

類型3：雙鴨山、大慶、伊春、佳木斯、七臺(tái)河、黑河、綏化在2015—2019年耦合協(xié)調(diào)度指數(shù)波動(dòng)范圍較大，主要在0.2—0.4之間，表現(xiàn)為低水平耦合或低水平的拮抗耦合。

類型4：大興安嶺2015—2019年耦合協(xié)調(diào)度指數(shù)與其他城市相比，波動(dòng)程度最大。最大值與最小值之間相差約0.17，表明大興安嶺開發(fā)強(qiáng)度與環(huán)境承載力嚴(yán)重不協(xié)調(diào)。

各研究對(duì)象基本處于拮抗耦合階段，距離高水平耦合差距很大，反映出黑龍江省城市開發(fā)強(qiáng)度與環(huán)境承載力之間不協(xié)調(diào)。

運(yùn)用測(cè)算耦合協(xié)調(diào)度指數(shù)值，繪制散點(diǎn)圖，總結(jié)出4種趨勢(shì)，見下頁圖2。

趨勢(shì)1：哈爾濱、齊齊哈爾、黑河基期內(nèi)的城市開發(fā)強(qiáng)度與環(huán)境承載力耦合協(xié)調(diào)度波動(dòng)較小，趨勢(shì)平穩(wěn)。其

中，哈爾濱處于勉強(qiáng)協(xié)調(diào)階段，齊齊哈爾處于瀕臨失調(diào)階段，黑河處于輕度失調(diào)或?yàn)l臨失調(diào)階段。

趨勢(shì)2：雞西、大慶、伊春、佳木斯、牡丹江在基期內(nèi)耦合協(xié)調(diào)度指數(shù)表現(xiàn)為大幅度的波動(dòng)式變化。五個(gè)城市皆表現(xiàn)為“降—升—降”的趨勢(shì)。其中，雞西處于瀕臨失調(diào)階段，大慶、伊春、佳木斯、牡丹江處于輕度失調(diào)或?yàn)l臨失調(diào)階段。

趨勢(shì)3：雙鴨山和七臺(tái)河基期內(nèi)指數(shù)變化呈現(xiàn)出先降后升，隨后保持平穩(wěn)的趨勢(shì)。其中，雙鴨山處于輕度失調(diào)階段；七臺(tái)河波動(dòng)幅度相對(duì)較大，處于輕度失調(diào)或?yàn)l臨失調(diào)階段。

趨勢(shì)4（特例）：綏化、大興安嶺和鶴崗的指數(shù)呈無規(guī)律波動(dòng)變化。具體表現(xiàn)為，綏化處于輕度失調(diào)階段；大興安嶺與鶴崗耦合協(xié)調(diào)度指數(shù)總體持續(xù)下降，處于輕度失調(diào)或?yàn)l臨失調(diào)階段。

總體看來，黑龍江省93%的城市處于失調(diào)階段，耦合協(xié)調(diào)度均值較低，呈不平衡、不協(xié)調(diào)發(fā)展。

五、結(jié)束語

從時(shí)間與空間兩個(gè)層面對(duì)各研究城市的開發(fā)強(qiáng)度和環(huán)境承載力耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行研究，深入了解其發(fā)展規(guī)律，得到如下結(jié)論。

第一，各研究對(duì)象城市開發(fā)強(qiáng)度總體差異顯著，表現(xiàn)為“一個(gè)中心、兩個(gè)次級(jí)中心”和從中心向外遞減的特征。黑龍江省各個(gè)城市開發(fā)強(qiáng)度總體呈現(xiàn)出以哈爾濱為中心，沿東、西部快速鐵路環(huán)線向外擴(kuò)展為雞西、齊齊哈爾兩個(gè)次級(jí)中心，向周圍地區(qū)輻射遞減的特征。

第二，樣本期內(nèi)，各研究對(duì)象環(huán)境承載力水平總體接近，且普遍具有“弱開發(fā)—強(qiáng)承載”的特征。雙鴨山、黑河等資源型城市具有代表性，其環(huán)境污染治理水平對(duì)環(huán)境承載力的總體恢復(fù)作用有限。

第三，黑龍江省各城市在總體上處于輕度失調(diào)或?yàn)l臨失調(diào)狀態(tài)，大部分城市不平衡、不協(xié)調(diào)發(fā)展。除哈爾濱屬于勉強(qiáng)協(xié)調(diào)狀態(tài)外，其他城市均處于輕度失調(diào)或?yàn)l臨失調(diào)狀態(tài)。耦合協(xié)調(diào)度較高的城市大多位于東部快速鐵路環(huán)線以及西部快速鐵路環(huán)線城市圈的核心位置，且處于鐵路線交匯處，耦合協(xié)調(diào)度較低的城市大多位于欠發(fā)達(dá)地區(qū)。

參考文獻(xiàn)：

[1]? ?岳文澤，章佳民，劉勇，等.多源空間數(shù)據(jù)整合視角下的城市開發(fā)強(qiáng)度研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2019，39（21）：7914-7926.

[2]? ?劉芳，閆慧敏，劉紀(jì)遠(yuǎn)，等.21世紀(jì)初中國土地利用強(qiáng)度的空間分布格局[J].地理學(xué)報(bào)，2016，71（7）：１１３０－１１４３.

[3]? ?Karl-Heinz Erb et al. A conceptual framework for analysing and measuring land-use intensity[J].Current Opinion in Environmental Sustainability，2013（5）：464-470.

[4]? ?周素紅，楊利軍.城市開發(fā)強(qiáng)度影響下的城市交通[J].城市規(guī)劃學(xué)刊，2005（2）：75-80，49.

[5]? ?張兵，林永新，劉宛，等.“城市開發(fā)邊界”政策與國家的空間治理[J].城市規(guī)劃學(xué)刊，2014（3）：20-27.

[6]? ?林堅(jiān)，喬治洋，葉子君.城市開發(fā)邊界的“劃”與“用”：我國14個(gè)大城市開發(fā)邊界劃定試點(diǎn)進(jìn)展分析與思考[J].城市規(guī)劃學(xué)刊，2017（2）：37-43.

[7]? ?郭秀銳，毛顯強(qiáng)，冉圣宏.國內(nèi)環(huán)境承載力研究進(jìn)展[J].中國人口·資源與環(huán)境，2000（S1）：29-31.

[8]? ?廖慧璇，籍永麗，彭少麟.資源環(huán)境承載力與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2016，25（7）：１２５３－１２５８.

[9]? ?彭水軍，包群.經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染：環(huán)境庫茲涅茨曲線假說的中國檢驗(yàn)[J].財(cái)經(jīng)問題研究，2006（8）：3-17.

[10]? ?孫陽，王佳韡，伍世代.近35年中國資源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)：脈絡(luò)、熱點(diǎn)及展望[J].自然資源學(xué)報(bào)，2022，37（1）：34-58.

[11]? ?李嬛，段佩利，邵喜高，等.長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市群開發(fā)強(qiáng)度與生態(tài)環(huán)境承載力關(guān)系分析[J].統(tǒng)計(jì)與決策，2021，37（10）：70-74.

[12]? ?張引，楊慶媛，閔婕.重慶市新型城鎮(zhèn)化質(zhì)量與生態(tài)環(huán)境承載力耦合分析[J].地理學(xué)報(bào)，2016，71（5）：８１７－８２８.

[13]? ?段佩利，劉曙光，尹鵬，等.中國沿海城市開發(fā)強(qiáng)度與資源環(huán)境承載力時(shí)空耦合協(xié)調(diào)關(guān)系[J].經(jīng)濟(jì)地理，2018，38（5）：60-67.

[14]? ?王怡，郝秀輝，姚麗霞.區(qū)域經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的時(shí)空演化研究：以黑龍江省為例[J].資源與產(chǎn)業(yè)，2021，23（5）：21-30.

[15]? ?李曉慶，姜博，米媛，等.黑龍江省資源型城市城鎮(zhèn)化質(zhì)量與生態(tài)環(huán)境承載力耦合分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，46（8）：259-263.

Coupling and Coordination Analysis of Urban Development Intensity and Environmental Carrying Capacity in Heilongjiang Province

BAI Yicheng， XUE Kailin， HUANG Duo

（Northeast Forestry University， Harbin 150040， China）

Abstract： Taking 13 cities in Heilongjiang Province as research objects， a comprehensive indicator system for urban development intensity and environmental carrying capacity is constructed. The comprehensive evaluation index and coupling degree index are calculated， and a coupling coordination degree model is established to analyze the spatiotemporal evolution characteristics and coupling coordination degree level of the two from 2015 to 2019. Research has shown that： firstly， there is a significant overall difference in development intensity among cities， manifested as “one center， two secondary centers， decreasing outward from the center”; secondly， cities generally exhibit a “weak development strong carrying capacity” characteristic; thirdly， Heilongjiang Province is generally in a state of mild or near imbalance， and is in an unbalanced and uncoordinated development stage.

Key words： Heilongjiang Province; Urban development; Development intensity; Environmental carrying capacity; Coupled co-scheduling

[責(zé)任編輯? ?立? ?夏]