城市化与建设用地集约利用耦合关系对比研究

邢喆琳　卓成刚

摘要：以长江中游城市圈为研究区域，其内部26个城市作为研究单位，选取了反映城市化与建设用地集约利用关系两个目标层的18个指标，采用极值标准化和熵值法进行数据处理和权重赋值；然后计算城市化和建设用地利用效率指数，并进一步构建耦合协调发展模型，进行3个城市圈之间耦合发展协调度的对比研究。结果表明，长江中游城市圈中协同发展水平最高的是长株潭城市圈，武汉城市圈中武汉市一城独大，环鄱阳湖城市圈整体发展水平较低。因此，提高建设用地集约利用效率，注重城市分工，发挥龙头城市的带动作用是三大城市圈的发展方向。

关键词：长江中游城市圈；熵值法；耦合协调性；建设用地；集约利用

中图分类号：F299.23 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）18-3580-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.18.047

Abstract： Taking the urban circle in the middle reaches of Yangtze River as research area， with 26 cities inside it as research units， 18 indexes including two target layers reflecting the relationships between urbanization and construction land intensive use were selected to carry out data processing and weight assignment by using extreme value normalization and entropy method. Then the efficiency indexes of urbanization and construction land intensive use were calculated， and further the coordinated development model was constructed， as well as， an comparative study was made on the coordination degree of the coupling development among three urban circles. The results showed that among the urban circles in the middle reaches of Yangtze River， the level of coordinated development in Chang Zhu Tan city circle was the best， and Wuhan exclusively dominated Wuhan city circle， and the overall development level in Poyang Lake city circle was lower than two other cities. Accordingly， improving the efficiency of construction land intensive use， paying attention to the division of labor in cities， and playing a leading role of leading cities could be the development direction of the three major urban circles.

Key words： urban circle in the middle reaches of Yangtze River； entropy method； coupling coordination； construction land； intensive use

城市圈的概念由法国学者戈特曼于1957年首次提出，用以概括一些国家出现的大城市在地理空间上的聚集现象，其实质是区域经济一体化[1]。中国的长三角、珠三角就是区域经济一体化中不断推动的典范[2]。在中国第十三个五年规划中提出，坚持以人为本的城镇化为核心、以城市群为主体形态、以城市综合承载能力为支撑、以体制机制创新为保障，加快新型城镇化步伐，提高社会主义新农村建设水平，努力缩小城乡发展差距，推进城乡发展一体化。

长江中游城市圈包括武汉城市圈、环鄱阳湖城市圈和长株潭城市圈，又称为“中三角”[3]。2005年以后，长江中游城市群以占全中国5%的土地面积，承担了中国13%～15%的GDP，是中部崛起的中坚力量和经济发展的重要引擎之一。但作为经济迅速发展的代价，建设用地的粗放利用和外延式发展的城镇化进程，使得本来就紧张的土地资源更加稀缺，人地矛盾进一步加剧[4]。

城市化与建设用地利用效率具有相互关联、相互影响的耦合关系。现有实证研究多着眼于一个区域在时间序列上的纵向比较[5-7]，得出两者的协调度总是朝着有序的方向发展，并且不断增强；或者是对一个省域内城市的横向比较，进行内部情况的评估[8，9]。

城市圈作为城市发展的重要形态，通过城市之间的协同发展，打破了行政区域之间的限制，成为未来城市在发展上的地域趋向。本研究选择了长江中游3个城市圈共26个城市的2015年的土地利用数据和社会经济数据，建立以城市化水平和建设用地集约利用水平为两个目標层的指标体系，在计算出城市化和建设用地集约利用水平指数的基础上，进一步得出耦合协调度。通过综合分析这26个城市的协调水平来衡量每个城市圈的发展水平和协调程度，并进行比较研究。endprint

1 研究区概况

武汉城市圈，又称武汉“1+8”城市圈，以武汉为圆心，覆盖周边包括黄石、鄂州、黄冈、孝感、咸宁、仙桃、潜江、天门。2015年，武汉人均GDP达到 94 926.14元，非农业人口比重为84%，经济总量占据该城市圈的1/2，是一城独大、单核发展的代表型城市。

长株潭城市圈的初期只包括长沙、株洲、湘潭3个城市，2006年扩容为环长株潭城市圈，囊括岳阳、常德、益阳、娄底、衡阳5个城市，形成了“3+5”城市群格局。湖南省作为中国老工业基地之一，第二三产业从业人口比例达到39.2%。

环鄱阳湖城市圈以南昌、九江为主轴，发展涵盖了“一个圈”中的景德镇、萍乡、上饶、鹰潭、抚州、宜春、新余7个城市。在城市圈的整体战略提出时间上，鄱阳湖城市圈略晚于其他两个城市圈，2015年人均GDP为12668亿元，经济基础相对薄弱。

2 研究方法

2.1 数据来源和标准化

本研究社会经济数据来源于2016年《中国城市统计年鉴》及各地市统计年鉴；土地利用数据来源于精度为30 m的Landsat TM 数字遥感影像，通过解译及ArcGIS裁剪和重分类等功能确定。

2.2 指标体系

指标体系在建立的过程中应充分考虑对两个目标层即城市化和建设用地集约利用水平效率的影响因素。由于影响两个目标层的因素是多样和复杂的，指标的选取要尽可能全面地反映目標层的要求。最终目的是对其耦合协调性进行分析，指标体系经过处理后，要求较好地反映出评价结果。

根据参考文献[7-12]，通过对经济及土地数据可得性和数据质量进行评估后，从人口、经济、土地、生活、社会5个方面共11个指标来衡量城市化水平；从土地的投入、利用和产出3个方面共7个指标来衡量建设用地集约利用水平。

城市化水平包括5个因素层，每个因素层由2～3个指标进行控制，分别为非农业人口比重、第二三产业从业人口、人口密度、人均GDP、第二三产业总产值、道路铺装面积、农村居民点面积、城市居民人均收入、城乡居民收入比、医院床位数、公共汽车运营数量，共11个指标（表1）。

建设用地集约利用水平包括3个因素层，每个因素层由2～3个指标进行控制，分别为地均固定资产投资、地均从业人员数、地均财政支出、人均建设用地面积、地均GDP、地均财政收入、地均第二三产业产值，共7个指标（表1）。

2.3 模型构建

2.3.1 数据标准化 不同指标的计量单位和变异程度不同，为了消除量纲和数据本身的影响，采用极差标准化对3个城市圈的数据进行标准化处理。

2.3.2 指标权重赋值 指标权重的科学性和合理性关系到整个评价体系的科学性，也是评价结果可信度的重要标准。国内外关于指标权重的确定方法繁多，可以分为主观赋权和客观赋权两大类。主观赋权例如德尔菲法、专家打分法和层次分析法等；客观赋权法则根据指标历史数据之间的关系来确定，例如主成分分析法、变异系数法、熵权法等（确定指标权重的统计方法比较）。为了提高数据分析准确度和科学性，本研究采用熵权法对权重进行赋值，具体过程如下。

在标准化的基础上，第j项指标的信息熵为：

Ej=-k∑■■Pijln（Pij） （1）

式中，k为常数，k=■；n为城市圈内城市数量；计算i城市j项指标的比重：Pij=■，Xij为i城市j项指标的标准化值，当Pij=0时，Ej=0。

熵权公式为：

Wj=■ （0≤Wj≤1） （2）

式中，Wj为j指标的权重，Ej为信息熵，m为每个目标层中的指标个数。

指标体系内各指标权重见表1。

2.3.3 耦合协调度模型 首先根据指标体系，分别构建城市化函数f（x）和建设用地集约利用水平函数g（y）。

f（x）=■WjXij（3）

g（y）=■WjYij（4）

式中，Wj为j项指标权重，Xij、Yij为i城市j项指标的标准化值。两个函数值越大，相应表示城市化或者是建设用地利用效率越高，反之则越低。

两个目标层的协调发展，即城市化水平的增长和建设用地利用效率的提高应当是同步的，参考廖重斌等[13-15]提出的环境效益函数建立协调发展公式为：

C=■■ （0≤C≤1）（5）

C为协调度，k为调节系数，k≥2，在此取k为3。C值越大，表示城市化和建设用地利用效率两者之间协调越好。经计算，3大城市圈内城市协调系数见表2。

由表2可见，长株潭城市圈内城市的协调水平优于其他两个城市圈内城市。长株潭城市圈协调系数大于（含等于）0.90的城市有7个，占总体的87.50%，城市之间差别小；环鄱阳湖城市圈与武汉城市圈协调系数大于0.90的城市占比均为55.56%，但环鄱阳湖城市圈内的城市之间协调系数波动较大。

协调系数主要计算了两个目标层之间的离差，当两个指数双低的时候，协调系数的表现仍旧是良好的。为了进一步反映两个目标层之间的耦合程度，在协调发展公式的基础上，引入耦合协调发展公式：

D=■；T=αf（x）+βg（y）（6）

D为耦合协调发展系数，C为协调度，T为城市化和建设用地集约利用水平的综合评价指数，α、β分别为待定系数。本研究认为城市化和建设用地集约利用同样重要，因此均取0.5。

经计算，3大城市圈内城市的耦合协调发展系数见表3。

为了更好地展现城市圈之间的协同作用差异，以每个城市圈为单位，计算各个城市圈耦合协调度的平均值、标准差和变异系数，见表4。标准差反映数据的离散程度，当数据的标准差越大时，表明该数据和其平均值之间的差异较大。变异系数越大，表明该城市圈的城市之间系数波动越大，作为一个共同体的城市圈协同发展作用小。endprint

依据参考文献[7-9]，结合经济发展的现实情况，将耦合发展协调度进行不同发展阶段的进一步划分，使数据分析结果更有层次性和科学性（表5、图1）。

3 结果与分析

1）长江中游城市圈中的大部分城市仍旧处在低水平协调的范围中。耦合发展协调度引入并且进一步按照发展阶段划分之后，长江中游城市圈的26个城市中，13个城市落在轻度失调阶段中，10个城市落在一般协调阶段中，两个发展阶段的城市数量占总数的88.46%。进入良好及以上范围的城市有且仅有这3个城市圈所属省域的省会城市。

2）耦合协调发展水平越高，则城市化主导型城市越多。如表5所示，在轻度失调发展阶段的13个城市中，城市化主导型城市有6个，占整体的46.15%；在一般协调发展阶段的10个城市中，城市化主导型城市有5个，占整体的50%；3个省会城市均在良好协调以上，且为城市化主导型城市。

3）武汉城市圈和环鄱阳湖城市圈的城市发展阶段在结构上呈现金字塔型。如表6所示，武汉城市圈和环鄱阳湖城市圈中轻度失调城市占比超过了50%，耦合协调发展水平越高，城市数量越少，内部的城市结构呈现金字塔型，轻度失调城市过多，城市圈内部发展不均衡。长株潭城市圈则处于轻度失调和良好协调发展阶段的城市数量少，一般协调发展阶段城市数量多，呈现纺锤型结构。结合社会收入结构规律，可知纺锤型结构比金字塔型更稳定和健康。

4）长株潭城市圈综合发展情况优于其他两个城市圈。耦合发展协调度的平均值反映3个城市圈各自发展的平均水平，变异系数则反映了各城市圈内城市的耦合发展协调系数的波动情况。环鄱阳湖城市圈的变异系数最小，但是平均值也最低，说明该城市圈的整体发展水平较低。武汉城市圈虽然耦合发展协调系数的平均值高，但标准差达到了0.20，变异系数为0.49，城市之间发展差异大，城市圈内部城市的协同发展水平低。长株潭城市圈的耦合发展协调系数平均值最高，标准差为0.13，变异系数为0.29。因此，长株潭城市圈的发展情况优于其他两个城市圈。

4 政策建议

1）稳抓经济，深化根基。2015年，武汉、长株潭和环鄱阳湖城市圈GDP分别为1 276.04亿元、1 414亿元、603.33亿元。GDP是一个城市经济状况最直接和重要的指标，2015年环鄱阳湖城市圈的GDP仅是武汉城市圈的1/2，其发展落后的最重要原因在于经济基础差。

作为内陆腹地发展的中坚力量[16]，应当把经济发展放在首要位置，稳抓经济核心，发展特色经济，深化城市圈发展。尤其是省会城市作为龙头城市，要平衡自身经济在整个城市圈内GDP的占比。过高的占比说明该城市圈内的其他城市发育不良，例如2015年，武汉作为武汉城市圈的核心城市，其GDP占据了整个城市圈的58.38%；如果占比太小，则说明核心城市没有起到带动作用，无法提供强有力的经济支持和公共服务，2015年南昌GDP占环鄱阳湖城市圈的比例仅为28.95%。

2）提高效率，协同发展。按协调度划分发展阶段，随着发展阶段的提升，城市化主导型的城市在该阶段中占比越大；无论何种发展阶段，都没有同步发展型城市。

长江中游城市圈人口密集，随着经济水平提高，城市的就业机会和生活环境会使更多人口向城市聚集，同时对公共服务和基础设施提出更高要求。城市化成为较发达城市的主导型是不可避免的过程。

然而，土地资源紧张，“城市病”频发也成为高发展阶段城市的主要问题。在这种情况下，提高建设用地集约利用水平，对建设用地利用进行集约规划，在投入一定的情况下进一步提高单位面积土地产出，有利于缓解土地压力，缓解现下频发的“城市病”。

城市经济发展是城市发展的基础，但是耦合协调度的上升需要城市化和建设用地集约利用水平并行。长江中游城市圈需要加强城市圈内的分工与合作，推动基础公共设施一体化建设，推动城市化进程，深化城市圈之间的交流和资源共享。

3）发挥特色，求同存异。城市圈的发展不能简单用“一刀切”的形式来定义，3大城市圈处在长江中游，水热资源丰富，第一二产业基础较好，发展模式固然有相似之处。在大背景下的“同”，不能掩盖不同城市圈有着不同的经济发展态势以及资源的“异”。

武汉城市圈以武汉为核心，单核发展特征明显。武汉对周边城市的辐射和带动作用小，导致城市之间发展水平参差不齐。作为中国老工业基地之一，武汉城市圈城市之间的分工趋同加剧了恶性竞争。应优化城市分工，因地制宜，合理发展武汉周边城市的旅游和特色关联产业，加强城市联系，统筹城乡发展，形成多核心的协同发展格局。

环鄱阳湖城市圈虽然城市之间耦合协调发展系数的变异系数小，但是整体经济发展落后于其他两个城市圈，以生态经济为目标的相关战略直到2008年才正式确定，并且城市圈之间交流少，形成了发展缓慢、交流不畅的局面。环鄱阳湖城市圈需要在巩固基础设施，創新生态经济发展模式的基础上，加强城市圈之间沟通和人才引进，同时调整城市圈内部分工。

长株潭城市圈在长江中游城市圈中是耦合协调发展水平最好、城市一体化程度最高的城市圈，“一体化”战略产生最早。在对长株潭三个城市进行统一规划，在交通轨道基础设施建设的基础上，应注重三个核心对其他城市的协同和带动作用，进一步缩小城市差距，探索发展经验。

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