田 雨，劉康麗(山東科技大學 測繪科學與工程學院，山東 青島 266590)

山東省城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展分析

田 雨，劉康麗
(山東科技大學 測繪科學與工程學院，山東 青島 266590)

通過構建城市化與生態(tài)環(huán)境綜合評價指標體系，對山東省1997—2014年城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的時序特征進行分析。研究結果表明：近18年來，山東省城市化綜合水平呈線性增長趨勢，生態(tài)環(huán)境綜合水平波動較大，在2001—2009年之間符合環(huán)境庫茲涅茨曲線理論。城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展度呈線性上升趨勢，1997—2014年間，山東省城市化與生態(tài)環(huán)境經(jīng)歷了輕度失調(diào)、基本協(xié)調(diào)、中度協(xié)調(diào)和良好協(xié)調(diào)四個階段。

城市化；生態(tài)環(huán)境；協(xié)調(diào)發(fā)展；山東省

2011年，我國城鎮(zhèn)化率首次突破50%，達到51.3%，城鎮(zhèn)人口數(shù)量第一次超過農(nóng)村，標志著我國正式進入城市型社會。[1]城市化的發(fā)展促進了人們生活水平的提高和社會發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，但隨著城市化進程的加快，生態(tài)環(huán)境逐漸惡化的趨勢也不容忽視，城市發(fā)展需要消耗大量的資源和排放大量的工業(yè)污染，城市地域的擴張會占用城市周邊的耕地、破壞地區(qū)生態(tài)的平衡。近年來，城市化導致的生態(tài)環(huán)境惡化及資源短缺現(xiàn)象日益嚴重，使城市化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展成為廣受關注的焦點。

國內(nèi)外學者對城市化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)關系做了許多研究。Grossman和Krueger[2]應用計量經(jīng)濟學的方法研究發(fā)現(xiàn)，城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量會隨著城市經(jīng)濟水平的提高而呈現(xiàn)出倒U型的變化規(guī)律，并提出了環(huán)境庫茲涅茲曲線(EKC曲線)的假設。黃金川等[3,4]通過對EKC曲線和我國的城市化發(fā)展曲線進行邏輯復合，推導出我國城市化與生態(tài)環(huán)境交互耦合的數(shù)理函數(shù)，揭示了我國城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的規(guī)律。在此基礎上，喬標、劉艷艷、王少劍[5-7]等進一步建立了城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的動態(tài)模型，對西北干旱區(qū)、京津冀和珠三角地區(qū)城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展進行分析；劉耀彬[8]等利用協(xié)同論方法，通過構建功效函數(shù)建立了城市化與生態(tài)環(huán)境發(fā)展的協(xié)調(diào)度模型。由于各地區(qū)城市化發(fā)展階段的不同和自然環(huán)境基礎條件的差異，城市化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)受地域因素的影響比較大，已有的模型和規(guī)律不一定適用和確切反映山東省的實際狀況。基于此，本文通過對山東省1997—2014年城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展關系進行研究，探索該省城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的特點及其發(fā)展趨勢，以期為該地區(qū)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展提供相應的對策和參考。

一、指標選取和數(shù)據(jù)來源

(一)城市化與生態(tài)環(huán)境

城市化過程包括人口城市化、空間城市化、經(jīng)濟城市化和社會城市化四個方面[9]。其中，人口城市化是核心，主要表現(xiàn)為人口不斷向城市地區(qū)的集聚以及農(nóng)業(yè)人口向非農(nóng)業(yè)人口的轉(zhuǎn)換，使城鎮(zhèn)人口比重不斷提升；空間城市化是城市化過程在地域空間的外在表現(xiàn)，包括城市地域范圍的不斷擴展以及居住、交通等基礎設施條件的改善；經(jīng)濟城市化表現(xiàn)為經(jīng)濟活動中二、三產(chǎn)業(yè)比重的上升以及產(chǎn)業(yè)結構不斷趨于合理化和高級化的過程；社會城市化是指城市的生活方式、文化價值觀念、社會服務等向鄉(xiāng)村地區(qū)的滲透和擴散以及城鄉(xiāng)間發(fā)展差距逐步縮小的過程。

城市化進程中，人類活動在利用和改造自然的同時，對生態(tài)環(huán)境造成了不同程度的污染與破壞，所產(chǎn)生的危害形成了對人類發(fā)展的各種負反饋效應，進而限制和約束了城市化的可持續(xù)發(fā)展。生態(tài)環(huán)境狀況主要從生態(tài)環(huán)境水平、生態(tài)環(huán)境壓力和生態(tài)環(huán)境保護三大方面進行測度。[10]生態(tài)環(huán)境水平是人類生活的基礎，生態(tài)環(huán)境壓力主要表現(xiàn)為人類活動對生態(tài)環(huán)境的破壞，生態(tài)環(huán)境保護主要指人類對生態(tài)環(huán)境的挽救措施。

(二)指標選取和數(shù)據(jù)來源

城市化與生態(tài)環(huán)境都是復雜的綜合性系統(tǒng)，在指標選取時，應遵循系統(tǒng)性、科學性、可行性和簡要性原則。對已有文獻中研究城市化和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)特性的指標進行統(tǒng)計，得到近年來研究文獻中頻率較高的指標，在考慮數(shù)據(jù)可獲取的基礎上，結合山東省具體狀況選取城市化和生態(tài)環(huán)境指標，如表1所示。

表1 城市化與生態(tài)環(huán)境綜合評價指標體系

本文從《中國城市統(tǒng)計年鑒》《山東省統(tǒng)計年鑒》《中國能源統(tǒng)計年鑒》和《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》中獲取山東省 1997—2014 年的各指標數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行處理和計算。

二、研究方法和數(shù)據(jù)處理

(一)數(shù)據(jù)標準化處理

由于城市化與生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)的指標屬性不統(tǒng)一、量綱單位不同，為了把各種指標綜合起來表示城市化與生態(tài)環(huán)境發(fā)展的協(xié)調(diào)度，首先對各指標進行標準化處理。城市化與生態(tài)環(huán)境測度指標可以分為兩種類型：一種是其指標值越大對系統(tǒng)發(fā)展越有利，即正功效指標，采用公式(a)進行標準化處理；另一種是指標值越小對系統(tǒng)發(fā)展越有利，即負功效指標，采用公式(b)進行標準化處理[11]。具體公式如下：

(a)

(b)

(a)(b)式中，i為年份，j為指標序號，Xij為指標數(shù)據(jù)原始值，Rij為標準化值，max{Xj}和min{Xj}分別為第指標的最大值和最小值。

(二)指標權重計算

在計算指標權重時，考慮到單一賦權法有一定的局限性，本文綜合選取了變異系數(shù)法[12]和熵值法[13]兩種權重計算方法，然后求兩種權重的平均值得到該指標的綜合權重。具體方法如下：

1．變異系數(shù)法

式中，δj、Dj、Zj和Wj分別為第指標的變異系數(shù)、均方差、均值和權重值。通過變異系數(shù)法計算得到的權重值見表1所示。

2．熵值法

(1)對各數(shù)值進行標準化處理(公式(a)(b))，得到第年、第指標的標準化值，然后計算第項指標下第年的值占該指標的比重(Pij)：

式中，n為樣本(18個年份)個數(shù)，m為指標個數(shù)，其中i= 1 , 2 … ,n；j= 1, 2 …,m

(2)計算第項指標的熵值(ej)：

(3)計算第j項指標的差異系數(shù)(gj)：

(4)求各指標權重值(Wj)：

式中j=1,2,…，m

通過熵值法計算得到的權重值見表1所示。對兩種方法計算得到的權重值取平均值，作為各指標最終的權重值。

(三)綜合指數(shù)計算

(四)協(xié)調(diào)度計算

本文采用廖重斌提出的經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展度模型[14]進行分析，即：

式中，C為協(xié)調(diào)度指數(shù)，k為調(diào)節(jié)系數(shù)，k≥2，本文取k=2；T為城市化水平與生態(tài)環(huán)境水平綜合評價指數(shù)，α、β為待定權數(shù)，基于城市化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護同等重要[15，16]，取α=β=0.5；D為協(xié)調(diào)發(fā)展度，計算結果如表2所示。

表2 山東省城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)(1997—2014)

(五)協(xié)調(diào)發(fā)展類型劃分

協(xié)調(diào)發(fā)展度數(shù)值界于0與1之間，數(shù)值越大說明協(xié)調(diào)度越好，在參考已有研究基礎上[17-19]，結合山東省城市化與生態(tài)環(huán)境具體狀況，擬定如下協(xié)調(diào)發(fā)展度的等級及其劃分標準見表3。

表3 協(xié)調(diào)發(fā)展度等級劃分

三、結果分析

(一)城市化綜合指數(shù)變化特征

圖1 山東省城市化與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)變化曲線

1997—2014年，山東省城市化綜合指數(shù)總體呈現(xiàn)穩(wěn)定增長的趨勢(圖1)，線性增長曲線為y=0.0496x+0.0013，R2=0.9702，僅在2005年出現(xiàn)下降，于2011年出現(xiàn)明顯加快趨勢。山東省城市化綜合指數(shù)值由1997年的0.7329增長到2014年的0.9614，說明這18年來，山東省城市化建設取得了良好成效，城市化綜合水平得到快速提升，這與國家和各級政府在城市化推進方面所做的努力是分不開的。特別是進入2000年以后，國家和省政府都把加快推進城市化進程作為一項重大戰(zhàn)略，采取了一系列措施推動城鎮(zhèn)化發(fā)展，使城市化水平不斷提高。2001年，我國“十五”計劃綱要提出，“十五”期間要不失時機地實施城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略。隨著城市化進程的推進，山東省城鎮(zhèn)人口比重不斷增加，于2003年達到了31.05%，根據(jù)諾瑟姆曲線，當城市化水平超過30%時，城市化進入加速階段。2003年6月，山東省政府提出了加快半島城市群建設，2011年，山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)建設上升為國家戰(zhàn)略，都進一步推動了山東省城市化發(fā)展進程。

城市化的快速發(fā)展也使社會經(jīng)濟效益日益凸顯。人們生活水平不斷提高，與1997年相比，2014年山東省城鎮(zhèn)居民人均可支配收入增加了4.63倍，人均社會消費品零售總額增加了8.92倍；公共服務不斷提升，萬人擁有醫(yī)生人數(shù)增加了1倍，萬人擁有公共車輛數(shù)增加了1.02倍；基礎設施不斷完善，人均擁有道路面積、建成區(qū)面積和交通密度分別是原來的1.86、3.16和4.18倍。城市產(chǎn)業(yè)結構不斷調(diào)整，二、三產(chǎn)業(yè)比重逐步上升，1997—2014年，非農(nóng)產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員比重由46.5%上升為69.3%，非農(nóng)產(chǎn)值比重由82.23%上升為91.9%，第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重也由1997年的34.13%上升為2014年的43.5%。城鄉(xiāng)恩格爾系數(shù)差距大幅縮小，由1997年的8.95降低為1.67。

(二)生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)變化特征

山東省生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)波動較大(圖1)，以2001年、2006年、2009年為節(jié)點，呈現(xiàn)出上升、波動下降、再上升、趨于穩(wěn)定四個階段。1997—1999年，山東省生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)快速上升，主要得益于山東省在環(huán)境保護方面所做的努力，1996年山東省環(huán)境保護條例出臺，1997年省政府下發(fā)了《進一步加強環(huán)境保護工作的通知》，在一定程度上促進了生態(tài)環(huán)境綜合水平的提高；1999—2003年，該階段城市化發(fā)展速度較慢，資源消耗和污染排放較少，生態(tài)環(huán)境水平上下略有浮動；2004—2006年出現(xiàn)下降趨勢，主要由于該時期城市化進入快速發(fā)展階段，過快的工業(yè)化進程導致三廢污染排放量劇增，由于發(fā)展初期資金缺乏、污染處理設施滯后和低效等原因，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降；2006年后，生態(tài)環(huán)境水平開始好轉(zhuǎn)，并于2009年進入平穩(wěn)階段，2006年山東省環(huán)境保護“十一五”規(guī)劃出臺，提出以發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟為核心，推進“兩型”社會建設，并于2008年建成了全省環(huán)境自動監(jiān)測體系，不斷加大環(huán)保投資和加強城市環(huán)境基礎設施建設，建立多個自然保護區(qū)和生態(tài)功能區(qū)，使全省生態(tài)環(huán)境狀況逐漸改善[20]。

2001—2009年，山東省生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，符合環(huán)境庫茲涅茨曲線理論。環(huán)境庫茲涅茨曲線理論指出，在經(jīng)濟增長初期，經(jīng)濟的發(fā)展主要依賴于資源的消耗，污染較重，再加上環(huán)境意識淡薄、清潔技術缺乏，環(huán)境質(zhì)量不斷降低；當經(jīng)濟發(fā)展到一定水平后，由于人們環(huán)保意識的提高、環(huán)保政策及法律法規(guī)的實施和環(huán)保技術的推廣，環(huán)境污染減輕，環(huán)境質(zhì)量得到改善，從而實現(xiàn)經(jīng)濟社會與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展[21]。2001-2006年，山東省城市化發(fā)展給資源環(huán)境帶來沉重壓力，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降；2006年以后，隨著一系列環(huán)保措施的實行，生態(tài)環(huán)境水平逐漸恢復、不斷上升，并于2009年趨于平穩(wěn)狀態(tài)。

圖2 山東省城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展度指數(shù)變化曲線

(三)協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)變化特征及協(xié)調(diào)發(fā)展階段劃分

1997—2014年，山東省城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展度雖有波動，但整體呈上升趨勢(圖2)，線性增長曲線為y= 0.028x+ 0.3772，R2= 0.9552。根據(jù)協(xié)調(diào)發(fā)展度分類標準(表3)，大致可以將山東省城市化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展趨勢劃分為4個階段：(1)1997—1998年，該階段城市化水平較低，生態(tài)環(huán)境狀況較差，城市化與生態(tài)環(huán)境處于輕度失調(diào)階段；(2)1999—2003年，該階段城市化進程有所提高，但發(fā)展速度較慢，資源消耗和污染排放較少，環(huán)境狀況基本穩(wěn)定，兩者處于基本協(xié)調(diào)階段；(3)2003—2011年，該階段處于城市化快速發(fā)展時期，生態(tài)環(huán)境狀況出現(xiàn)前期降低后期升高的狀況，特別是后期對環(huán)保的投入使生態(tài)環(huán)境逐漸好轉(zhuǎn)，兩者處于中度協(xié)調(diào)階段；(4)2012—2014年，該階段城市化與生態(tài)環(huán)境均進入平穩(wěn)狀態(tài)，城市化水平和生態(tài)環(huán)境狀況都在優(yōu)化發(fā)展，處于良好協(xié)調(diào)階段。說明山東省近18年來，前期由于城市人口的不斷增加和工業(yè)化進程的加快，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了較大壓力；后期，隨著公眾環(huán)保意識的提高、國家環(huán)保政策的引導及有效實施、企業(yè)環(huán)?？蒲械耐度牒图夹g推廣等，促使了山東省城市化與生態(tài)環(huán)境向著良好協(xié)調(diào)、共同提升的可持續(xù)方向改變。

四、結論

1997—2014年，山東省城市化綜合水平總體呈現(xiàn)穩(wěn)定增長趨勢，綜合指數(shù)值由1997年的0.7329增長到2014年的0.9614。隨著山東省城市化的不斷發(fā)展，城市社會經(jīng)濟效益也日益凸顯。生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)波動較大，以2001年、2006年、2009年為節(jié)點，呈現(xiàn)出上升、波動下降、再上升、趨于穩(wěn)定四個階段。2001年—2009年，山東省生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢：2001—2006年，隨著城市化進程的加速，生態(tài)環(huán)境治理滯后于城市化發(fā)展，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降；2006年以后，隨著一系列環(huán)保措施的執(zhí)行，山東省生態(tài)環(huán)境水平逐漸恢復、不斷上升，并于2009年趨于平穩(wěn)狀態(tài)。近18年來，山東省城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展度總體呈上升趨勢，分為1997—1998年輕度失調(diào)、1999—2003年基本協(xié)調(diào)、2003—2011年中度協(xié)調(diào)和2012—2014年良好協(xié)調(diào)4個階段。

城市化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展如果處理不好，就會導致嚴重的生態(tài)災難，反過來會抑制城市化的發(fā)展。西方發(fā)達國家曾走了“先污染、后治理”的道路，付出了極為沉重的代價，我們應汲取歷史教訓，走集約、節(jié)約、綠色、低碳的城鎮(zhèn)化發(fā)展道路。環(huán)境“倒U型”曲線中環(huán)境質(zhì)量的改善不會隨著城市化發(fā)展本身自然而然的出現(xiàn)，需要政府采取多方面的管理措施。環(huán)境狀況的改善也不是一蹴而就的，而是邊治理邊反饋的動態(tài)、長期、系統(tǒng)的過程，山東省應堅持以生態(tài)文明理念為引導，按照資源節(jié)約、環(huán)境友好的總要求，倡導合理消費、集約居住、低碳出行的綠色消費理念；培育新興產(chǎn)業(yè)，提高現(xiàn)代服務業(yè)比重，促進產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化調(diào)整，構建綠色產(chǎn)業(yè)體系；加大環(huán)保技術推廣，構建資源循環(huán)利用體系，提高資源利用效率，增強城市生態(tài)保護和環(huán)境治理能力，促進人與自然和諧相處。

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(責任編輯：魏 霄)

Analysis of Coordinated Development between Urbanization and Ecological Environment of Shandong Province

TIAN Yu ,LIU Kangli
(CollegeofGeomatics,ShandongUniversityofScienceandTechnology,Qingdao, 266590,China)

By constructing synthetic evaluation index system of urbanization and ecological environment, the timing characteristics of coordinated development between urbanization and ecological environment in Shandong province from 1997 to 2014 were analyzed. The result showed that: the comprehensive level of urbanization in Shandong province has been increased linearly during the last 18 years. Meanwhile, the comprehensive level of ecological environment fluctuated wildly, which matched with the theory of Environmental Kuznets Curve from 2001 to 2009. The degree of coordinated development between urbanization and ecological environment showed a linear upward trend. During the 18 years, the coordinated development process of urbanization and ecological environment in Shandong province experienced 4 periods: mild disorder time, basic coordination time, moderate coordination time and good coordination time.

urbanization；ecologicalenvironment；coordinated development；Shandong Province

2016-04-20

田 雨(1971—)，男，山東泰安人，山東科技大學測繪科學與工程學院副教授，碩士生導師.

F291.1

A

1008-7699(2017)01-0066-07