黄河流域城市群城镇化与生态保护耦合协调研究

孙 斌，徐 渭，薛建春，侯思杰

（内蒙古科技大学 经济与管理学院，内蒙古 包头 014010）

黄河流域的7 个城市群与国内其他城市群相比，尽管发展水平还相对较低，但作为黄河流域高质量发展的主要载体，其发展质量及其辐射作用深刻影响着黄河流域生态安全与高质量发展［1-2］。 如何在跨区域发展中实现城镇化与生态保护的协调，是黄河流域生态保护和高质量发展亟须研究的重要课题［3-4］。 针对城镇化与生态保护间相互作用与耦合关系，国内外学者开展了大量研究。 在理论研究及演变规律分析方面，国外学者提出了反映经济与环境间相互作用的PSR 模型、EKC 曲线、脱钩理论等［5-7］，国内学者对城镇化与生态保护耦合规律进行推演、构建耦合动力学模型并提出了“耦合魔方”概念等［8-12］；在城镇化与生态保护耦合评价与模拟方面，国外学者进行了大量案例研究［13-14］，国内学者通过构建各种耦合发展模型来探讨城镇化与生态保护耦合发展规律、耦合协调度及演变趋势、耦合驱动机制等［15-20］。 在研究尺度上，多数学者选择单独的城市或特殊生态区，部分学者对城市群城镇化与生态保护的耦合协调度进行评价分析［21-23］。 梳理相关文献发现已有研究存在一些不足：一是在评价指标选取上多采用PESS（Population-Economic-Sociology-Space）模型和PSR（Pressure-State-Response）模型，很少体现高质量发展内涵；二是对黄河流域城市群的研究较少，且多以某一城市群为研究对象，缺少对全流域“大黄河”的研究。 因此，本文以黄河流域7 个城市群为研究对象，在PESS 模型和PSR 模型基础上建立体现高质量发展内涵的城镇化与生态保护评价指标体系，基于58 个样本城市2000—2019 年的面板数据，采用熵值法和系统评估模型、耦合协调度模型对城镇化与生态保护耦合协调状况进行测度，以期为黄河流域城市群城镇化与生态保护协同发展提供参考。

1 研究对象与数据来源

本文以黄河流域呼包鄂榆城市群、宁夏沿黄城市群、兰西城市群、关中平原城市群、中原城市群、晋中城市群、山东半岛城市群等7 个城市群为研究对象。 这7 个城市群形成了“3+4”的空间组织格局，即3 个区域级城市群（山东半岛城市群、中原城市群和关中平原城市群）和4 个地区性城市群（兰西城市群、晋中城市群、呼包鄂榆城市群和宁夏沿黄城市群）［2］。 鉴于7个城市群在构成范围上略有重叠，且考虑到部分县级市和少数民族自治州数据收集困难等，本研究选择其中58 个城市作为数据收集的样本城市，见表1。

表1 各城市群的样本城市及2019 年GDP 占黄河流域的比重

本文研究时段为2000—2019 年，以2000 年、2005年、2010 年、2015 年、2019 年为时间节点，数据来源包括《中国城市统计年鉴》及各市统计年鉴，部分年份的指标数据来源于各市社会经济统计公报，对缺失数据采用均值法进行插补。

2 研究方法与指标体系构建

2.1 研究方法

本研究涉及的数据处理、指标计算方法（模型）主要有最小-最大标准化法、熵值法、综合发展指数模型、耦合度模型、耦合协调度模型等，具体计算公式见表2。 根据城镇化系统、生态保护系统发展指数的大小对比，进行系统协调类型划分，见表3；借鉴其他学者对耦合协调的分级标准［24］，将耦合协调状况划分成10 个等级，见表4。

表2 计算方法及公式

表3 系统协调类型划分标准

表4 耦合协调分级标准

2.2 评价指标体系

评价指标体系的设置应体现创新、协调、绿色、开放、共享的高质量发展理念［25］。 本研究在PESS 模型基础上，从人口城镇化、经济城镇化、社会城镇化、空间城镇化4 个方面构建城镇化评价指标体系，共设置19个基础指标（见表5，其中失业率为负向指标）；根据数据可获得性等，基于PSR 模型，从环境压力、生态状态、环境响应三方面构建生态保护评价指标体系，共设置10 个基础指标（见表6，其中环境压力的4 个指标为负向指标）。

表5 城镇化评价指标体系

表6 生态保护评价指标体系

3 城市群城镇化与生态保护耦合协调状况分析

3.1 耦合协调度演变情况

2000—2019 年各城市群城镇化与生态保护耦合协调度变化情况见图1。 由图1 可以看出， 2000—2019 年各城市群城镇化与生态保护耦合协调度均呈上升趋势，2019 年耦合协调等级在勉强协调与初级协调之间。 在3 个区域级城市群中，山东半岛城市群在2005 年之后一直是耦合协调度最高的城市群，其主要原因是高起点规划、高水平建设；中原城市群承接了东部大量资本和产业，具有一定的发展活力和创新能力，耦合协调度在2000 年与山东半岛城市群相当，但在2005 年后一直稍低于山东半岛城市群的；关中平原城市群耦合协调度在3 个区域级城市群中最低，但总体上保持上升趋势。 在4 个地区性城市群中，呼包鄂榆城市群耦合协调度在2002 年以前较低（与兰西城市群相当），2003 年之后一直保持较快的上升态势，耦合协调等级由2002 年的轻度失调提高到初级协调；晋中城市群耦合协调度稳步提高，2010 年以后在地区性城市群中仅次于呼包鄂榆城市群；宁夏沿黄城市群耦合协调度在2000 年最高，虽然也呈上升态势，但升幅相对较小，到2019 年位于7 个城市群末位；兰西城市群耦合协调度起点最低，在研究时段内波动较大（突然大幅升降）且一直处于较低水平。

图1 各城市群城镇化与生态保护耦合协调度变化情况

鉴于黄河上、中、下游地区的区位条件差异较大，将7 个城市群分为上、中、下游城市群（其中：上游城市群包括兰西、宁夏沿黄和呼包鄂榆城市群，中游城市群包括关中平原、晋中和中原城市群，下游城市群为山东半岛城市群）［2］，分析城镇化与生态保护耦合协调度的变化情况，见图2。 由图2 可知，2000—2019 年，黄河流域上、中、下游城市群城镇化与生态保护耦合协调度均呈波动上升态势，且一直表现出下游城市群＞中游城市群＞上游城市群。 其中：下游城市群（即山东半岛城市群）担当着龙头作用，其发育较为成熟，城镇布局相对均衡，城镇化与生态保护耦合协调度相对较高；上游城市群城镇化水平较低、生态环境较为脆弱，耦合协调度较低。

图2 上、中、下游城市群城镇化与生态保护耦合协调度演变情况

3.2 系统协调类型及耦合协调等级

3.2.1系统协调类型

各城市群不同时间节点城镇化与生态保护系统协调类型见表7。 由表7 可知：2000 年，各城市群城镇化皆滞后于生态保护，即城镇化与经济发展尚未对生态环境造成较大负面影响；2005 年山东半岛城市群和兰西城市群率先达到均衡发展，之后呼包鄂榆城市群和中原城市群于2010 年达到均衡发展，关中平原城市群于2015 年达到均衡发展；2019 年，山东半岛城市群和中原城市群变为生态保护滞后，而兰西城市群又变为城镇化滞后、宁夏沿黄城市群系统协调类型一直为城镇化滞后，其他城市群则保持均衡发展。

表7 不同时间节点系统协调类型

总体来看，系统协调类型的演变趋势为从城镇化滞后先变为均衡发展、再变为生态保护滞后，在空间上东中部城市群比西部城市群更早达到均衡发展和生态保护滞后。 研究时段初（2000 年），各城市群建设尚处于雏形阶段，城镇化尚不完善，城镇化滞后于生态环境建设；随着城市群建设日臻成熟，城镇化和生态保护两个子系统达到均衡发展，然而城市群大规模的城镇化建设对生态环境造成较大的负面影响，又使得两子系统间均衡发展被打破后，开始转向生态保护滞后。 分布于东中部的山东半岛城市群和中原城市群与分布于西部的宁夏沿黄城市群和兰西城市群相比，经济实力更强、发展动力更足、城镇化建设速度更快，因此较早达到均衡发展并变为生态保护滞后。

3.2.2耦合协调等级

各城市群不同时间节点城镇化与生态保护耦合协调等级见表8。 各城市群由于经济发展基础和自然环境条件不同，因此耦合协调等级差异较大。 研究时段初（2000 年），宁夏沿黄城市群、中原城市群和山东半岛城市群为濒临失调，其他城市群为轻度失调；2005年除兰西城市群为轻度失调外其他城市群均为濒临失调，2010 年山东半岛城市群、中原城市群和呼包鄂榆城市群变为勉强协调，2015 年除兰西城市群和关中平原城市群为濒临失调外其他城市群均为勉强协调；研究时段末（2019 年），山东半岛城市群和呼包鄂榆城市群变为初级协调，其他城市群为勉强协调。

表8 不同时间节点耦合协调等级

从整体上看，黄河流域城市群城镇化与生态保护耦合协调等级逐渐提升，在演变过程中各城市群虽然不存在严重失调情况，但是耦合协调等级均未达到理想状态，2019 年耦合协调等级较高的山东半岛城市群和呼包鄂榆城市群仅达到初级协调。 在4 个地区性城市群中，呼包鄂榆城市群耦合协调等级最高、兰西城市群耦合协调等级最低，宁夏沿黄城市群和晋中城市群耦合协调等级相近；在3 个区域级城市群中，山东半岛城市群耦合协调等级最高，中原城市群次之，关中平原城市群最低。

3.3 各样本市城镇化与生态保护耦合协调分析

分别计算各样本市不同时间节点的城镇化发展指数、生态保护发展指数和耦合协调度，结果表明：2000年，天水、定西、忻州处于重度失调，包头、石嘴山、太原、青岛、烟台、潍坊处于轻度失调，其他市处于中度失调；2005 年，临夏处于重度失调，呼和浩特、鄂尔多斯、包头、石嘴山、西安、郑州、洛阳、太原、济南、青岛、淄博、烟台处于轻度失调，其他市处于中度失调；2010年，各市耦合协调等级进一步提升，中度失调转为轻度失调的城市数量增多，青岛率先达到濒临失调（耦合协调度为0.418）；2015 年，鄂尔多斯、青岛、烟台达到濒临失调（耦合协调度超过0.4），轻度失调城市数量继续增多，但总体上中度失调城市数量仍然最多；2019年，除部分城市群的边缘城市处于中度失调外，大部分城市处于轻度失调，其中呼和浩特、包头、西安、郑州、济南、青岛、烟台、潍坊等城市的耦合协调等级较高。

2019 年各市城镇化发展指数、生态保护发展指数和耦合协调度排名前十的城市见表9。 城镇化发展指数排名前十的城市中，有5 个为省会城市、1 个为副省级城市（青岛），大都是所在城市群的核心城市；生态保护发展指数排名前十的城市大都不属于核心城市，多位于城市群的边缘地带，经济发展水平和城镇化水平偏低，区位条件相对较差；耦合协调度排名前十的城市有8 个属城镇化发展指数排名前十的城市，其中有4 个省会城市、1 个副省级城市（青岛），耦合协调度高的城市大都有较高的行政等级和优越的区位条件，在行政管理和吸纳发展资源上具有一定优势，因而易于实现高效、绿色高质量发展。

表9 发展指数及耦合协调度排名前十的样本市

从时间上看，与城市群耦合协调演变类似，各样本市耦合协调等级逐渐提升，但研究时段末仍未达到理想的耦合协调状态。 从空间上看，省会城市或城市群的核心城市耦合协调等级较高，城市群的边缘城市耦合协调等级相对较低。

4 结论与建议

4.1 结 论

建立城镇化与生态保护评价指标体系，根据2000—2019 年的面板数据和耦合协调度模型，对黄河流域7 个城市群城镇化与生态保护耦合协调状态时空演变情况进行分析，得到以下结论。

（1）从时间上看，2000—2019 年黄河流域城市群城镇化与生态保护耦合协调度总体呈上升趋势，各城市群耦合协调等级由2000 年濒临失调或轻度失调提升到2019 年勉强协调或初级协调，在耦合协调状态演变过程中虽然不存在严重失调的情况，但是耦合协调等级整体上仍然较低。

（2）从空间上看，城市群间耦合协调水平差异较大，山东半岛城市群和中原城市群耦合协调度较高，兰西城市群耦合协调度较低且波动剧烈，耦合协调度呈现出下游（东部）城市群＞中游（中部）城市群＞上游（西部）城市群。

（3）从各城市群的样本城市看，城市群中的省会城市或核心城市耦合协调等级较高，而边缘城市耦合协调等级相对较低，尽管有些城市耦合协调度排名比较靠前但其周边城市耦合协调度较低，说明核心城市对区域高质量发展的辐射带动作用有限。

4.2 建 议

（1）制定科学精准的发展政策，兼顾城市经济建设与生态保护，能源型城市群和有迫切经济发展需求的城市群应更加重视生态保护。

（2）构建黄河流域经济建设与生态保护协调机制。 黄河流域城市群城镇化与生态保护的耦合协调需流域九省（区）协同合作，要突破行政区划，建立健全省域和城市间协调沟通机制，为推动流域高质量发展提供机制保障［26］。

（3）进一步发挥山东半岛城市群的龙头带动作用，增强区域级城市群中省会城市和核心城市的辐射作用，提高地区性城市群中省会城市的首位度，推动流域城市群城镇化与生态保护的高质量发展。