陳濤　黃光球　張靜曉　李慧

摘要：隨著我國城鎮(zhèn)化進程的不斷加快，土地覆被和土地結構發(fā)生了巨大變化，找出兩者之間的耦合關系，可以解決城鎮(zhèn)化過程中對國土資源的影響。以耦合關系相關理論為基礎，建立城鎮(zhèn)化水平綜合指標體系和國土自然生態(tài)基礎指標體系，運用灰色關聯(lián)度模型定量化評估了中國城鎮(zhèn)化水平與國土資源生態(tài)基礎兩個子系統(tǒng)的耦合協(xié)調度，以期促進中國城鎮(zhèn)化與國土自然生態(tài)基礎良性互動發(fā)展，從而建立起中國城鎮(zhèn)化與國土自然生態(tài)基礎相互作用的協(xié)調發(fā)展機制。研究結果表明：城鎮(zhèn)化水平與國土自然生態(tài)基礎耦合關系大致可分三個階段：2002-2006年、2006-2008年和2008-2011年，呈現(xiàn)三個“U”型曲線，耦合強度有不斷增加的趨勢。

關鍵詞：城鎮(zhèn)化；國土自然生態(tài)基礎；耦合協(xié)調度

中圖分類號：F323.2文獻標識碼：A 文章編號：1009-9107（2016）03-0104-07

當前，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城鎮(zhèn)化進程不斷加快，土地覆被和土地結構發(fā)生了巨大變化，城鎮(zhèn)化與國土自然生態(tài)基礎矛盾日益突出，因此研究兩者之間的關系刻不容緩。目前國內(nèi)外學者的研究多集中在協(xié)調城市化與生態(tài)環(huán)境矛盾的方法和途徑方面。國外方面，Pearce等指出，隨著城市的膨脹，城市生態(tài)環(huán)境日益惡化，并據(jù)此提出了一系列促進二者協(xié)調發(fā)展的策略[1]；Karen EhrhardtMartinez等把跨國數(shù)據(jù)作為樣本，檢測經(jīng)濟發(fā)展水平與城市化等對森林砍伐率的影響，最后得出城市化水平比經(jīng)濟發(fā)展水平對森林毀林率的影響更顯著[2]；Reinhard madlener等為了估算出城市化對城市資源的影響，從與城市密切相關的城市生產(chǎn)、交通、運輸和城市基礎設施入手，發(fā)現(xiàn)各部門機制不同，城市對資源的需求不同[3]；Wlter提出要實現(xiàn)城市化和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調發(fā)展，關鍵要合理使用自身資源、提高資源利用效率[4]；國內(nèi)方面，李佐軍、盛三化認為中國城鎮(zhèn)化過程中的環(huán)境保護在在于努力降低基礎設施建設對生態(tài)環(huán)境的破壞，優(yōu)化城鎮(zhèn)布局，減少環(huán)境污染，加大環(huán)境基礎設施建設等[5]；張榮天、焦華富構建了城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)評價指標體系，提出未來東中部地區(qū)需要進一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構，提升區(qū)域發(fā)展環(huán)境，而西部地區(qū)等需要進一步強化區(qū)域發(fā)展的基礎設施、技術人才等要素投入，將生態(tài)環(huán)境優(yōu)勢轉化成區(qū)域發(fā)展優(yōu)勢[6]；侯培、楊慶媛采用實證分析法和耦合度模型對重慶市38個區(qū)縣城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境發(fā)展的耦合程度進行理論分析[7]；周忠學對西安市南郊地區(qū)城市化與生態(tài)服務功能之間的關系進行了定量分析[8]等等。本文在前人研究的基礎上引入灰色關聯(lián)度及耦合協(xié)調度模型，從時間維度對中國城鎮(zhèn)化與國土自然生態(tài)基礎之間的演變規(guī)律進行研究，以期促進中國城鎮(zhèn)化與國土自然生態(tài)基礎良性互動發(fā)展，從而建立起中國城鎮(zhèn)化與國土自然生態(tài)基礎相互作用的協(xié)調發(fā)展機制。

一、 城鎮(zhèn)化與國土自然生態(tài)基礎耦合指標

城鎮(zhèn)化進程中伴隨著人口、經(jīng)濟、空間和社會等方面的變化。隨著城鎮(zhèn)空間格局不斷擴大，對國土自然生態(tài)基礎的需求和依賴逐漸加大，具有一定的耦合關系[9]。在城鎮(zhèn)化進程中，土地利用和生態(tài)環(huán)境等因素制約著城鎮(zhèn)的發(fā)展進程，而城鎮(zhèn)的擴張和區(qū)域資源的開發(fā)利用使土地利用結構發(fā)生變化，特別是城鎮(zhèn)化進程中工業(yè)生產(chǎn)以及居民生活產(chǎn)生的廢物、廢水等都會對國土自然生態(tài)基礎有不同程度的影響。因此，在城鎮(zhèn)化進程中，通過構建城鎮(zhèn)化發(fā)展指標和國土自然生態(tài)基礎指標，分析并判定城鎮(zhèn)化與國土自然生態(tài)基礎之間的耦合程度對國土結構和生態(tài)保護具有重要價值。

（一） 城鎮(zhèn)化水平指標

城鎮(zhèn)化或稱城市化，是指農(nóng)村人口持續(xù)向第二、第三產(chǎn)業(yè)和城鎮(zhèn)轉移，非農(nóng)產(chǎn)業(yè)在城鎮(zhèn)不斷集中，城鎮(zhèn)規(guī)模不斷擴大，數(shù)量持續(xù)增加，城鎮(zhèn)的生活和生產(chǎn)方式向農(nóng)村普及，城鎮(zhèn)所包含的物質和精神文明向廣大農(nóng)村擴展的社會、經(jīng)濟發(fā)展的全過程。由于不同學科研究角度不同，對城鎮(zhèn)化的關注點也就不同。人口學講的城鎮(zhèn)化是指農(nóng)業(yè)人口轉化為城市人口的過程，即以農(nóng)村人口不斷向城市遷移和聚集為特征的一種歷史過程；地理學上的城鎮(zhèn)化是農(nóng)村地貌轉變?yōu)槌鞘芯坝^的過程；社會學上的城鎮(zhèn)化主要是城市文明覆蓋農(nóng)村，農(nóng)村生活方式向城市生活方式轉變的過程；從經(jīng)濟學角度看，城鎮(zhèn)化則是由農(nóng)村傳統(tǒng)的自然經(jīng)濟轉化為城市社會化大生產(chǎn)的過程?？梢姡擎?zhèn)化一方面是人口由農(nóng)村向城市遷移聚集的過程，同時又表現(xiàn)為地域景觀的變化、產(chǎn)業(yè)結構的轉變、生產(chǎn)生活方式的變革，是人口、地域、社會經(jīng)濟組織形式和生產(chǎn)生活方式由傳統(tǒng)落后的鄉(xiāng)村型社會向現(xiàn)代城市社會轉化的多方面內(nèi)容綜合統(tǒng)一的過程，所以城鎮(zhèn)化水平的測度集中在對人口城鎮(zhèn)化、空間城鎮(zhèn)化、經(jīng)濟城鎮(zhèn)化和社會城鎮(zhèn)化的探討[1012]。

人口城鎮(zhèn)化主要表現(xiàn)為人口向城鎮(zhèn)集中，農(nóng)業(yè)人口向非農(nóng)業(yè)人口轉化[13，14]。在這個過程中，人口密度不斷增加，人們消費水平不斷提高，素質也相應提高，所以可以從人口結構、數(shù)量和素質來衡量人口城鎮(zhèn)化水平。城鎮(zhèn)化發(fā)展程度采用城鎮(zhèn)人口密度 （人/平方公里）、非農(nóng)人口占總人口比例 （%）和第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員占總從業(yè)人員比例 （%）等指標表示。

空間城鎮(zhèn)化是城鎮(zhèn)在地域空間范圍內(nèi)不斷發(fā)展變化的過程，可以是城鎮(zhèn)數(shù)量的增加、空間規(guī)模的擴大和城鎮(zhèn)密度增大等[15，16]。在這個過程中，區(qū)域土地利用的不斷擴張，必然產(chǎn)生生態(tài)環(huán)境資源利用與保護問題。其發(fā)展程度采用建成區(qū)面積 （平方公里）、人均道路面積 （平方米）和人均公共綠地面積 （平方米）等指標表示。

經(jīng)濟城鎮(zhèn)化主要是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向非農(nóng)業(yè)化社會大生產(chǎn)轉移，以改善和提升產(chǎn)業(yè)結構的過程[17，18]。主要用產(chǎn)業(yè)結構、經(jīng)濟總量、增長速度和經(jīng)濟效益等衡量經(jīng)濟城鎮(zhèn)化水平。其發(fā)展程度采用第三產(chǎn)業(yè)比重 （%）、人均GDP （元）和第三產(chǎn)業(yè)與第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比 （%）指標等表示。

社會城鎮(zhèn)化主要表現(xiàn)為城鎮(zhèn)的生活方式、價值觀和城市文明的發(fā)展變化以及向周邊農(nóng)村地區(qū)的滲透和傳播的過程[19，20]。這是一個高層次的城鎮(zhèn)化進程，改變著人類的行為習慣、生活方式、社會關系以及思想觀念。城鎮(zhèn)生活的現(xiàn)代化、服務便利化、更好的物質保障等可以表征城鎮(zhèn)化水平。其發(fā)展程度采用在校大學生人數(shù) （萬人）、每萬人擁有的病床數(shù) （張）和每萬人擁有的公交車數(shù)目 （標臺）等指標來表示。

本文結合上述文獻研究，從人口、經(jīng)濟、空間和社會4個層面選取了9項指標，構建了城鎮(zhèn)化水平測度的指標體系，見表1。

（二）國土自然生態(tài)基礎水平指標

國土資源生態(tài)基礎是指在自然系統(tǒng)與社會系統(tǒng)的發(fā)展中，同時具有資源性功能和生態(tài)性功能的基本要素，包括水、土地、能源、礦產(chǎn)資源、海洋資源等。這些資源的合理開發(fā)、代際利用和可持續(xù)利用是生態(tài)文明建設最重要的目標。國土資源是生態(tài)文明建設的關鍵要素。國土資源及其他自然資源在自然系統(tǒng)與社會系統(tǒng)的發(fā)展中同時具有資源性功能和生態(tài)性功能。例如，水是人類飲用、農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)運轉的重要資源，又是重要的自然生態(tài)要素，是孕育生命的搖籃；土地既是農(nóng)業(yè)的基礎資源，又是工業(yè)建設、城市發(fā)展的空間資源，更是人類生存的環(huán)境資源。土地、能源、礦產(chǎn)資源、海洋資源的合理開發(fā)、代際利用和可持續(xù)利用是生態(tài)文明建設最重要的目標。從某種意義上說，生態(tài)文明建設的最基本問題就是國土資源及其他自然資源的合理利用問題，是雙重功能的管理問題。

城鎮(zhèn)化發(fā)展需以國土規(guī)劃為抓手，以優(yōu)化國土空間為中心，全面推進資源生態(tài)管理。十八大報告在部署生態(tài)文明建設時，把優(yōu)化國土空間開發(fā)格局作為生態(tài)文明建設的首要任務，提出建設“天藍、地綠、水凈的美好家園”目標。這要從頂層設計和國土資源系統(tǒng)全局的高度進行把握，以地質地理要素為本底，開展國土空間綜合區(qū)劃，進行不同國土空間類型劃分和生態(tài)分區(qū)；以資源環(huán)境承載力綜合評價為國土開發(fā)強度和規(guī)模的依據(jù)；以資源生態(tài)環(huán)境適宜性評價為空間結構調整基礎，以國土資源環(huán)境安全性評價為約束紅線，盡快編制好國土規(guī)劃，提出適應于我國資源環(huán)境承載力、適宜性、安全性的經(jīng)濟發(fā)展規(guī)模、結構、生產(chǎn)力布局、城鎮(zhèn)化布局和基礎設施布局。全面系統(tǒng)地開展耕地保護、水土保持、土地整治、高標準基本農(nóng)田建設、礦山復墾、海岸帶保護、干旱荒漠區(qū)找水等國土綜合治理工作，推進重大工程實施，修復生態(tài)空間，以實現(xiàn)經(jīng)濟社會和資源環(huán)境的協(xié)調發(fā)展。以綠色國土、安全國土、繁榮國土建設，保障美麗中國宏偉目標的實現(xiàn)。為了采用國家統(tǒng)計數(shù)據(jù)增加論證結論的可靠性，本文選用中國國家統(tǒng)計年鑒中國土自然生態(tài)基礎相關指標，如表2所示，作為評價國土自然生態(tài)基礎水平的依據(jù)。

二、城鎮(zhèn)化與國土自然生態(tài)基礎耦合模型

利用中國2002-2011年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，以國土自然生態(tài)基礎的當量因子，計算各國土自然生態(tài)基礎的價值，將得到的國土自然生態(tài)基礎價值作為國土自然生態(tài)基礎評價指標的參量，同時結合城鎮(zhèn)化水平的測度，分別計算各年份城鎮(zhèn)化與國土自然生態(tài)基礎耦合作用的關聯(lián)度矩陣以及2002-2011年間的關聯(lián)度和耦合度序列，參照能較全面分析系統(tǒng)多種因素交互作用的灰色關聯(lián)度模型[21]，對國土自然生態(tài)基礎與城鎮(zhèn)化的協(xié)調程度與耦合關系作定量化評價分析。關鍵計算過程如表3、表4、表5和表6所示。

根據(jù)其大小和對應的值域范圍可選出城鎮(zhèn)化對國土自然生態(tài)基礎最主要的脅迫因素，以及國土自然生態(tài)基礎對城鎮(zhèn)化最主要的約束因素。

為從整體上判別城鎮(zhèn)化與國土自然生態(tài)基礎之間耦合度的大小，在式（1）的基礎之上進一步構造城鎮(zhèn)化與國土自然生態(tài)基礎相互關聯(lián)的耦合度模型（4），通過此模型可以從時間維度定量化評判國土自然生態(tài)基礎與城鎮(zhèn)化的耦合協(xié)調程度[10]，其計算公式

C（t）=1l×nΣni=1Σlj=1ξi（j）（t）（4）

其中，l是行數(shù)，n是列數(shù)，ξi（j）（t）是在（1）定義的時間的關聯(lián)系數(shù)。

三、城鎮(zhèn)化與國土自然生態(tài)基礎的耦合關系討論

（一）城鎮(zhèn)化與國土自然生態(tài)基礎耦合的主要因素分析

計算得到不同年份兩系統(tǒng)耦合作用關聯(lián)度矩陣，為進一步揭示相互親和特征以及主要的影響因素，對不同年份求均值得出研究期間兩系統(tǒng)的關聯(lián)度矩陣（見表8），從中可以看出兩個子系統(tǒng)的指標間的關聯(lián)程度均為0.35以上，屬于中度關聯(lián)，表明城鎮(zhèn)化與國土自然生態(tài)基礎之間的聯(lián)系是緊密的。由公式（3）求得城鎮(zhèn)化對國土自然生態(tài)基礎的脅迫因素以及國土自然生態(tài)基礎對城鎮(zhèn)化發(fā)展的約束因素（見表9），從表9可以看出，城鎮(zhèn)化對國土自然生態(tài)基礎的脅迫作用主要表現(xiàn)在每萬人擁有的公交車數(shù)目（0.735）、人均道路面積（0.730）、城鎮(zhèn)人口密度（0.729）、建成區(qū)面積和在校大學生人數(shù)（0.729）等因素，也就是說不斷增長的人口特別是城鎮(zhèn)居民的生產(chǎn)生活，導致城市道路面積狹窄進而致使交通擁擠，不斷影響著國土自然生態(tài)基礎。其他因素的影響程度也較大，主要從城鎮(zhèn)化的人口、經(jīng)濟、社會和文化等方面表現(xiàn)出城鎮(zhèn)化對國土自然生態(tài)基礎的脅迫作用。

國土自然生態(tài)基礎子系統(tǒng)對城鎮(zhèn)化發(fā)展的約束作用主要表現(xiàn)為園地面積 （0.813）、交通運輸用地面積（0.781）、耕地面積（0.770）等。園地面積和耕地面積退化越來越影響到城鎮(zhèn)的產(chǎn)生與發(fā)展，也在不斷影響區(qū)域城鎮(zhèn)化的空間分布；當前人類生活水平提高已經(jīng)不僅僅限于物質層面的追求，對國土自然生態(tài)基礎所提供的各種需要不斷增加；各種地質災害對城鎮(zhèn)化發(fā)展的約束作用日漸突出，所以不同國土資源都不同程度影響著城鎮(zhèn)化的發(fā)展。

（二） 城鎮(zhèn)化水平與國土自然生態(tài)基礎耦合協(xié)調度時序分析

從時間序列上研究耦合協(xié)調程度可以清楚地揭示城鎮(zhèn)化水平與國土自然生態(tài)基礎交互作用的階段性特征。由公式（4）計算得到2002-2011年城鎮(zhèn)化水平與國土自然生態(tài)基礎耦合度變化曲線（見圖1），耦合度高表明城鎮(zhèn)化水平與國土自然生態(tài)基礎之間關系緊密，即城鎮(zhèn)化的發(fā)展對國土自然生態(tài)基礎的脅迫作用增強，說明國土自然生態(tài)基礎對城鎮(zhèn)化的發(fā)展有較強的制約作用；耦合度低則表明二者間的耦合關系較弱。

從圖1中可以看出，2002—2011年城鎮(zhèn)化水平與國土自然生態(tài)基礎之間有明顯的波動性，耦合度在0.42～0.62之間，說明城鎮(zhèn)化水平與國土自然生態(tài)基礎之間交互耦合的緊密性，以及不同年份城鎮(zhèn)化水平與國土自然生態(tài)基礎耦合的強度和協(xié)調程度有差異性。由于區(qū)域人口因素的變動情況、經(jīng)濟發(fā)展呈現(xiàn)的周期性以及公共基礎設施和固定資產(chǎn)投放等不確定性等原因，國土自然生態(tài)基礎對城鎮(zhèn)化發(fā)展的約束作用，都在影響不同時期城鎮(zhèn)化水平與國土自然生態(tài)基礎的耦合程度。研究期間，城鎮(zhèn)化水平與國土自然生態(tài)基礎耦合關系大致可分三個階段：2002-2006年、2006-2008年和2008-2011年，呈現(xiàn)三個“U”型曲線[23]，耦合強度有不斷增加的趨勢，表明城鎮(zhèn)化的發(fā)展使人均負荷壓力日漸加大，對國土自然生態(tài)基礎影響進一步加深，雖然城鎮(zhèn)經(jīng)濟得以長足發(fā)展，但國土自然生態(tài)基礎所表現(xiàn)出的約束作用不得不引起重視。