唐輝，陳松林,b*

(福建師范大學(xué) a. 地理科學(xué)學(xué)院；b. 福建省亞熱帶資源與環(huán)境重點實驗室，福州 350007)

0 引言

土地作為城市成長的載體，一直是城市問題研究中不可回避的一個要素。近代以來，尤其是工業(yè)革命以后，工業(yè)化帶動城市化，全球范圍內(nèi)人口向城市大量集中，導(dǎo)致城市數(shù)量和規(guī)模成倍擴大，對土地資源的需求也日益加大。然而，在城市化進程中，許多問題也逐漸凸顯，如城市邊界的盲目擴張以及城市周邊土地不合理的開發(fā)利用，導(dǎo)致大量土地資源浪費；城市內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不合理規(guī)劃造成交通擁堵、人口過度集中、住房緊張、環(huán)境污染等問題。在城市的成長過程中，城市邊界不斷向外延伸，以獲取更多的發(fā)展資源為必然趨勢[1]，人們無法控制城市發(fā)展對土地的需求，但是可以通過減少城市無節(jié)制的盲目擴張從而導(dǎo)致的城市土地低效利用[2]。針對此問題，西方學(xué)者率先提出了緊湊城市的概念。城市緊湊度是一個綜合概念，它是評價城市綜合發(fā)展水平的重要指標之一[3]。緊湊城市的核心思想是城市土地的高密度開發(fā)、混合集約利用以及發(fā)展公共交通，緊湊城市要求能夠在經(jīng)濟、土地、交通、人口、形態(tài)等諸多方面反映城市“高效”和“高質(zhì)”發(fā)展的程度[4]。改革開放以來，隨著中國工業(yè)化水平的提升，城市化進程也隨之加快，但是城市化過程中的不合理規(guī)劃導(dǎo)致城市土地資源供需矛盾的加劇，同時居民生活水平的提升也進一步激化了人們對城市生活和生態(tài)現(xiàn)狀的不滿[2]，而城市建設(shè)過程中對土地資源無節(jié)制的開發(fā)又導(dǎo)致環(huán)境問題愈發(fā)嚴峻，如何在有限的土地資源基礎(chǔ)上提升城市的效率和品質(zhì)受到越來越多學(xué)者的關(guān)注[5]。通過探究城市空間結(jié)構(gòu)的緊湊度和城市土地利用效率之間的關(guān)系，可以清晰掌握目前城市土地利用的現(xiàn)狀，并依此把握城市在未來土地開發(fā)和利用的主要方向。

1 指標體系構(gòu)建及研究方法

1.1 指標體系構(gòu)建

1.1.1 緊湊度評價指標體系

城市土地的緊湊利用并不意味著限制城市成長過程中對土地資源的需求或者盲目提高城市密度，而是鼓勵城市在滿足自身發(fā)展的同時，避免毫無節(jié)制的蔓延而造成的資源浪費現(xiàn)象。從前人的研究結(jié)果來看，一些規(guī)模較小的城市土地緊湊度反而會高于部分大城市[6]。因此，在開展針對城市土地緊湊的研究時，不僅要從城市的用地規(guī)模方面考量，更要結(jié)合城市的用地效率和土地利用結(jié)構(gòu)進行綜合探究，在城市用地、人口、經(jīng)濟和生態(tài)等方面尋求一個平衡點。評價指標體系的構(gòu)建需要遵循指標的系統(tǒng)性、可比性、相關(guān)性、動態(tài)性、前瞻性和可獲取性的原則[7]，以確保評價結(jié)果的準確性、科學(xué)性和有效性。在已有研究基礎(chǔ)上，結(jié)合安徽省城市總體發(fā)展水平現(xiàn)狀，本研究從土地利用緊湊、經(jīng)濟緊湊、人口緊湊和基礎(chǔ)設(shè)施緊湊4個方面構(gòu)建安徽省城市緊湊度評價指標體系[8]。

1.1.2 城市土地利用效率評價體系

從投入指標和產(chǎn)出指標兩個方面構(gòu)建安徽省城市土地利用效率的評價指標體系[9]。城市的發(fā)展離不開土地、資本和勞動力的投入[10]，因此，在投入指標的構(gòu)建上，選取市轄區(qū)建成區(qū)面積、固定資產(chǎn)投資、地方財政支出和從業(yè)人員數(shù)作為二級指標；相較于投入指標，城市的產(chǎn)出指標更加靈活，根據(jù)安徽省城市實際情況并綜合其他學(xué)者的研究，選取經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益作為產(chǎn)出指標，分別包括市轄區(qū)地區(qū)生產(chǎn)總值、地方財政收入、社會消費品零售總額和園林綠地面積。

表 1 安徽省城市緊湊度評價指標體系Table 1 Evaluation index system of urban compactness in Anhui Province

一級指標二級指標二級指標含義土地利用緊湊市區(qū)開發(fā)利用強度/%建成區(qū)面積/市區(qū)面積用地利用率/%城市建設(shè)用地面積/建成區(qū)面積人均建設(shè)用地面積/(m2·人-1)城市建設(shè)用地面積/市常住人口居住用地占比/%居住用地面積/建成區(qū)面積經(jīng)濟緊湊人均GDP/(元·人-1)GDP/市常住人口第二三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占比/%第二三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值/GDP經(jīng)濟增長彈性/%GDP增長率/城市建設(shè)用地面積增長率單位面積產(chǎn)出強度/(元·m-2)GDP/市區(qū)面積投入產(chǎn)出比/%固定資產(chǎn)投資總額/GDP人口緊湊市區(qū)人口密度/(人·m-2)市常住人口/市區(qū)面積居住人口密度/(人·m-2)市常住人口/居住用地面積人口就業(yè)密度指數(shù)(人·m-2)城鎮(zhèn)單位就業(yè)人員數(shù)/市區(qū)面積人口增長彈性/%市常住人口增長率/城市建設(shè)用地面積增長率第二三產(chǎn)業(yè)人員占比/%第二三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)/就業(yè)總?cè)藬?shù)基礎(chǔ)設(shè)施緊湊公共交通運營線路網(wǎng)密度/(km·km-2)運營線路總長度/市區(qū)面積萬人擁有公交車輛/輛公共汽電車客運總數(shù)/市區(qū)常住人口人均城市道路面積/m2市區(qū)人口/城市道路面積燃氣普及率/%建成區(qū)用氣人口/市常住人口萬人醫(yī)院床位數(shù)/(個·萬人-1)醫(yī)院床位數(shù)/市常住人口建成區(qū)綠化覆蓋率/%建成區(qū)綠化覆蓋面積/建成區(qū)面積

表 2 城市土地利用效率評價指標體系Table 2 Evaluation index system of urban land use efficiency

一級指標要素二級指標投入指標土地投入市轄區(qū)建成區(qū)面積/km2資本投入固定資產(chǎn)投資/萬元地方財政支出/萬元勞動力投入從業(yè)人員數(shù)/人產(chǎn)出指標經(jīng)濟效益市轄區(qū)地區(qū)生產(chǎn)總值/萬元地方財政收入/萬元社會效益社會消費品零售總額/萬元環(huán)境效益園林綠地面積/hm2

1.2 研究方法

1.2.1 城市緊湊度模型

由于評價指標含義不同，量綱不同會影響評價結(jié)果的準確性，為使同一指標的數(shù)據(jù)能進行相互比較，通過將指標變量進行標準化處理消除影響[11]。各城市的緊湊程度采用多因素綜合評價模型的方法進行計算并根據(jù)測算結(jié)果判斷其緊湊水平的高低。緊湊度計算結(jié)果數(shù)值越大表明城市緊湊度水平越高，反之，則表明城市緊湊度水平越低。

根據(jù)評價指標體系分別對參評指標的原始數(shù)據(jù)xij(其中xij表示第i項指標的第j個原始數(shù)據(jù)；i=1，2，．．．m；j=1，2，．．．n；m表示指標數(shù)；n表示研究區(qū)域個數(shù))通過極差標準化方法(公式1、2)統(tǒng)一進行相關(guān)處理。正向指標

pij=(xij-ximin)/(ximax-ximin)

(1)

負向指標

pij=(ximax-xij)/(ximax-ximin)

(2)

由于本研究所選取的指標均為正向指標，所以僅采取式(1)進行數(shù)據(jù)標準化處理即可。

熵值法是指用來判斷某個指標的離散程度的數(shù)學(xué)方法，能在一定程度上減少一般評價方法中的主觀性。其原理是: 通過計算不同指標的信息熵，依據(jù)各項指標觀測值所提供的數(shù)值大小來確定各項指標的權(quán)重。在土地利用系統(tǒng)中，相對于指標理想值而言，指標值變化越慢，得到的信息熵就越小，其效用值越小，指標權(quán)重就越?。环粗笜藱?quán)重就越大[12]。根據(jù)熵值法的計算步驟和公式(3～5)，對安徽省16個目標城市市轄區(qū)的原始數(shù)據(jù)進行相關(guān)處理，并根據(jù)信息熵的測算結(jié)果確定評價指標體系中不同指標的相應(yīng)權(quán)重。

(3)

(4)

第i項指標的權(quán)重Wi:

(5)

研究區(qū)城市緊湊度指數(shù)采用指標標準化后數(shù)值加權(quán)求和法計算，公式為:

(6)

式(6)中，F(xiàn)i為綜合評價值;wi為第j個評價因子的權(quán)重;yj為第i個對象第j項指標的標準化值。

1.2.2 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析

1.2.3 城市緊湊度及土地集約度

借用物理學(xué)的容量耦合的概念和模型來計算城市緊湊度和城市土地利用效率的耦合度，耦合指兩個或兩個以上的物理系統(tǒng)間的各要素在耦合作用下存在密切配合和相互影響的關(guān)系。耦合度能夠表示系統(tǒng)間耦合關(guān)系的量綱，但是耦合度只能在一定程度上反映子系統(tǒng)間相互作用的程度，不能夠反映每個子系統(tǒng)間協(xié)調(diào)狀況的好壞，因此引入耦合協(xié)調(diào)度指標研究系統(tǒng)間的互動發(fā)展關(guān)系[15-16]。協(xié)調(diào)度指的是一種有效協(xié)調(diào)和彼此適應(yīng)程度，能夠衡量系統(tǒng)內(nèi)部各要素的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度，反映系統(tǒng)間協(xié)調(diào)狀態(tài)和變化趨勢[17]。在借鑒物理學(xué)中的耦合系數(shù)模型的基礎(chǔ)之上，結(jié)合城市緊湊度和土地利用效率之間相互作用的關(guān)系，采用耦合模型進行相關(guān)研究[18]：

(7)

本研究主要涉及城市緊湊度和城市土地利用效率兩個指數(shù)，因此n=2，根據(jù)前文中城市緊湊度與城市土地利用效率的計算公式，二者間的耦合度計算可以采用如下公式：

(8)

根據(jù)國內(nèi)相關(guān)研究結(jié)果和本次研究的最終目的，并結(jié)合安徽省城市發(fā)展現(xiàn)狀，更好地刻畫城市緊湊度、城市土地利用效率之間的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，制定耦合協(xié)調(diào)度評價標準[19](表3)。

故城市緊湊度和城市土地利用效率的協(xié)調(diào)度模型采用如下計算公式：

表 3 耦合協(xié)調(diào)度取值區(qū)間Table 3 Value range of coupling coordination degree

序號耦合協(xié)調(diào)度協(xié)調(diào)等級類型10≤D≤0.3嚴重失調(diào)Ⅰ20.3

(9)

式(9)中：D為城市緊湊度和城市土地利用效率協(xié)調(diào)度指數(shù)，反映了二者之間的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，D值越大，說明城市緊湊度和城市土地利用效率之間的協(xié)調(diào)度越高，發(fā)展水平越好，反之，D值越小，表明二者之間的協(xié)調(diào)度越低，發(fā)展水準也相對較低[20]；C為城市緊湊度和土地利用效率兩個系統(tǒng)的耦合度；F為城市緊湊度和城市土地利用效率間的耦合協(xié)調(diào)指數(shù)，其對應(yīng)的是兩者間的協(xié)同效應(yīng)，一般情況下取值范圍控制在(0，1)之間，α、β分別為城市緊湊度、城市土地利用效率的權(quán)重系數(shù)[21]。

2 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源

安徽省位于華東地區(qū)，是中國中部地區(qū)重要省份，總體呈南北向分布，按傳統(tǒng)觀念一般可劃分為皖南和皖北地區(qū)，南、北地區(qū)間由于地理環(huán)境、生活方式和經(jīng)濟發(fā)展程度的差異，城市發(fā)展水平也不盡相同。安徽省自然資源豐富，人口密集，2016年全省總?cè)丝? 196萬人，城鎮(zhèn)化率為51.99%，低于全國平均水平的57.35%。根據(jù)第二次全國土地調(diào)查數(shù)據(jù)，安徽省土地總面積為1.401×105km2，建設(shè)用地總量為1.87×106hm2，人均建設(shè)用地0.11 hm2。由于對土地的不合理開發(fā)利用，導(dǎo)致安徽省在城市建設(shè)用地方面存在著土地利用效率低，城市內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理等問題，這些問題嚴重阻礙了安徽省城市的健康發(fā)展與城市建設(shè)質(zhì)量。中國城市化進程已經(jīng)進入關(guān)鍵時期，如何提高城市化水平，優(yōu)化城市土地利用效率，提升城市品質(zhì)，已經(jīng)成為安徽省城市建設(shè)中亟需解決的問題。秉承發(fā)現(xiàn)和解決此類問題的理念，本研究以安徽省16個地級市(巢湖市于2011年撤市，為保持樣本數(shù)量前后的一致性，故不參與研究)作為研究目標，對安徽省的城市緊湊度和土地利用效率展開相關(guān)探究。

數(shù)據(jù)主要來源于2006—2017年《安徽統(tǒng)計年鑒》《中國城市建設(shè)年鑒》《中國城市統(tǒng)計年鑒》等，部分年份缺失數(shù)據(jù)由前1年份數(shù)據(jù)代替或者取前后2年的平均值。

3 安徽省的城市緊湊度分析

3.1 城市緊湊度測度

表 4 城市緊湊度變化統(tǒng)計量Table 4 Statistics of changes in city compactness

統(tǒng)計值年份2007200820092010201120122013201420152016平均值0.2970.3100.3130.3140.3130.3130.3140.3150.3150.316最大值0.6050.6100.6790.6700.7430.6550.6640.7020.6890.682最小值0.1270.1240.1450.1440.1830.1750.1480.1750.1880.204中位數(shù)0.2590.2690.3000.2560.2520.2430.2830.2710.3090.279方差0.0260.0210.0220.0240.0220.0200.0220.0240.0170.015

由于指標的單位不同會對計算結(jié)果造成誤差，因此首先對初始數(shù)據(jù)進行標準化處理。運用Matlab對原始數(shù)據(jù)逐年進行處理，可以得到各個城市不同年份對應(yīng)指標的標準化值和權(quán)重，對二者數(shù)值一一對應(yīng)相乘并匯總，得到安徽省各城市近10年來的城市緊湊度的最終得分，在此基礎(chǔ)上對安徽省2007—2016年城市緊湊度變化統(tǒng)計結(jié)果進行分析。由表4中可以看出，近10年來安徽省城市緊湊度的平均值、中位數(shù)、最大值和最小值均有所提升，但上升幅度不大。其中平均值由2007年的0.297上升至2016年的0.316，10年間總體提升了6.4%，中位數(shù)由2007年的0.259上升至0.279，最大值和最小值也呈現(xiàn)上升的趨勢；與此同時，方差則整體呈下降的趨勢，這也充分說明安徽省城市整體的緊湊度波動趨勢逐年穩(wěn)定。

3.2 地市城市緊湊度變化趨勢分析

簡單的數(shù)據(jù)分析并不能直觀地反映出不同城市的緊湊度現(xiàn)狀及變化，為了更加深入細致地把握安徽省各城市緊湊度變化的趨勢，這里針對16個地級市10年間的城市緊湊度變化趨勢依次展開分析。

從圖1中不同城市的緊湊度變化看，共有10個城市的緊湊度呈整體上升的趨勢，6個城市出現(xiàn)不同程度的下降。呈上升趨勢的城市有：合肥、宿州、蚌埠、阜陽、滁州、六安、宣城、銅陵、池州和安慶，其中增幅較為明顯的有六安、阜陽、宣城、滁州和安慶，前后10年間分別增長163.3%、79.3%、50.2%、45.9%和40.3%；呈下降趨勢的城市有：淮北、亳州、淮南、蕪湖、蕪湖、馬鞍山和黃山，其中馬鞍山、蕪湖和池州降幅較為顯著，分別下降了33.6%、27.8%和25.2%。

圖 1 安徽省16市2007—2016年城市緊湊度變化Figure 1 Change of urban compactness in 16 cities of Anhui from 2007 to 2016

表 5 城市緊湊度時空差異Table 5 Spatiotemporal difference of city compactness

年份變異系數(shù)年份變異系數(shù)20070.54320120.45320080.46520130.47020090.47420140.48720100.49320150.40920110.47520160.384

圖 2 安徽省城市緊湊度變異系數(shù)Figure 2 Variation coefficient of urban compactness in Anhui

表 6 城市土地利用動態(tài)效率Table 6 Dynamic efficiency of urban land use

年份綜合效率純技術(shù)效率規(guī)模效益20070.9340.9820.95020080.9520.9740.97820090.9610.9830.97820100.9880.9920.99520110.9840.9900.99420120.9770.9910.98620130.9770.9940.98320140.9880.9920.99620150.9720.9810.99120160.9580.9750.982

變異系數(shù)可以更清晰地反映出城市緊湊度在區(qū)域上的差異變化。根據(jù)安徽省16個城市10年間緊湊度值，引入變異系數(shù)進行計算，得到表5中的變異系數(shù)值。根據(jù)表5中10年的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，安徽省城市緊湊度的變異系數(shù)總體較大，但有逐漸減小的趨勢。在2007—2014年這一階段變異系數(shù)值始終穩(wěn)定在0.50左右，處于空間差異較大的水平，但從2015年開始變異系數(shù)值開始顯著下降，到2016年，變異系數(shù)值降至0.384，10年下降了29.3%，這表明安徽省城市間的緊湊度差異正在逐漸縮小。為更直觀展現(xiàn)整體的變化趨勢，制作出變異系數(shù)值的折線圖，從圖2可以看出，近10年間安徽省城市緊湊水平差異值整體下降趨勢顯著，且大致呈現(xiàn)出隨時間的推移波動下降的趨勢。

4 安徽省的城市土地利用效率分析

4.1 動態(tài)效率測算結(jié)果及分析

采用DEA的CCR和BCC模型，以投入為導(dǎo)向，運用DEAP 2.1軟件，對2007—2016年安徽省16個地級市的城市土地效率進行逐年的測算，得到安徽省10年間城市土地利用的綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效益的得分(表6)。

通過分析各得分的折線圖(圖3)可以清晰直觀了解安徽省土地利用的綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效益在10年間的變化趨勢。

根據(jù)圖3(a)，安徽省土地利用的綜合效率呈現(xiàn)先增后降的趨勢，但總體有所提升，綜合效率值由2007年的0.934上升至2016年的0.958，2010—2014年綜合效率較為穩(wěn)定，并且在2010年和2014年達到最大值0.98。根據(jù)圖3(b)可以看出，安徽省土地利用的純技術(shù)效率變化趨勢為先降低后增長再降低的態(tài)勢，由2007年的0.982下降至2008年的0.974，隨后波動上升，在2013年達到最大值0.994，隨后持續(xù)下降至2016年的0.975。根據(jù)圖3(c)可知，安徽省土地利用的規(guī)模效益從2007年的0.950上升至2016年的0.982，相對于綜合效率和純技術(shù)效率而言總體變化較為平穩(wěn)，呈穩(wěn)中上升的態(tài)勢。

4.2 靜態(tài)效率測算結(jié)果及分析

截取安徽省各個城市2007年、2012年和2016年的土地利用效率進行橫向?qū)Ρ妊芯?，并分別從綜合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效益進行分析(表7)。

(1)從綜合效率方面來看，2007—2016年間呈增長態(tài)勢的城市有淮南、滁州、六安、蕪湖和池州，其中滁州、六安、蕪湖和池州在2016年綜合效率達到了1，淮南在2012年綜合效率也達到了1，但是隨后又出現(xiàn)回落趨勢，在2016年綜合效率值為0.922，但和2007年的0.785相比，仍有顯著提升；而亳州、宿州、蚌埠、阜陽的綜合效率出現(xiàn)不同程度的下降，其中亳州、蚌埠、阜陽3個城市的綜合效率由開始的1分別下降至0.877、0.892和0.777，宿州則呈先升后降的態(tài)勢，由2007年的0.972上升至2012年的1，隨后又回落至2016年的0.950，但綜合效率值總體都出現(xiàn)不同程度的下降；淮北則保持綜合效率總體不變的狀態(tài)，前后10年波動不明顯，2007年和2016年均為0.877。根據(jù)以上研究可以發(fā)現(xiàn)，除了始終處于效率前沿的6個城市之外，其余10個城市中，5個城市的綜合效率呈上升趨勢，4個城市出現(xiàn)不同程度的下降，1個城市保持不變，總體上增減幅度大致相同，這也與安徽省10年間綜合效率大體保持不變的態(tài)勢基本吻合。

(2)從純技術(shù)效率和規(guī)模效益層面來看，2007—2012年間，有3個城市的技術(shù)效率出現(xiàn)一定程度的增減變化，規(guī)模效率發(fā)生變化的城市共有7個，但是在總體的效率變化值方面純技術(shù)效率明顯要高于規(guī)模效率，分別為0.009和0.016，這說明在前期城市土地利用效率變化中，規(guī)模效率的變化起著至關(guān)重要的作用，其影響要高于純技術(shù)效率；在2012—2016年間，純技術(shù)效率和規(guī)模效率出現(xiàn)變化的城市

圖 3 2007—2016土地利用效率動態(tài)變化Figure 3 Dynamic change of land use efficiency from 2007 to 2016

城市綜合效率2007年2012年2016年純技術(shù)效率2007年2012年2016年規(guī)模效益2007年2012年2016年規(guī)模收益狀況2007年2012年2016年合肥1.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000不變不變不變淮北0.8770.8590.8770.9370.8650.8770.9350.9931.000遞減遞減不變亳州1.0001.0000.9131.0001.0000.9441.0001.0000.967不變不變遞增宿州0.9721.0000.9501.0001.0000.9850.9721.0000.965遞增不變遞增蚌埠1.0000.9840.8921.0001.0000.9621.0000.9840.928不變遞減遞減阜陽1.0000.9840.7771.0001.0000.8851.0000.9840.878不變遞減遞減淮南0.7851.0000.9220.8891.0000.9530.8831.0000.968遞減不變遞減滁州0.8370.9521.0001.0001.0001.0000.8370.9531.000遞增遞增不變六安0.8830.9481.0000.8890.9901.0000.9930.9581.000遞增遞減不變馬鞍山1.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000不變不變不變蕪湖0.8610.9101.0001.0001.0001.0000.8610.9101.000遞減遞減不變宣城1.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000不變不變不變銅陵1.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000不變不變不變池州0.7261.0001.0001.0001.0001.0000.7261.0001.000遞增不變不變安慶1.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000不變不變不變黃山1.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000不變不變不變平均值0.9340.9770.9580.9820.9910.9750.9500.9860.982———

圖 4 安徽省效率前沿城市分布Figure 4 Distribution of efficiency frontier cities in Anhui Province

均為9個，但是變化值卻出現(xiàn)顯著改變，純技術(shù)效率值超過了規(guī)模效率值，分別為0.036和0.005，這表明在后期城市土地利用效率的變化中，純技術(shù)效率的影響越來越大，并對全省的城市土地利用效率起著更加顯著的作用。

根據(jù)表7可知，10年間安徽省共有6個城市始終位于生產(chǎn)效率的前沿，分別是：合肥、馬鞍山、宣城、銅陵、安慶和黃山。這些城市中除了省會合肥以外，基本上都位于皖南地區(qū)(圖4)，由此可以得知，近10年來安徽省城市土地利用效率的區(qū)域差異顯著，南方的城市土地利用效率普遍要優(yōu)于北方的城市。

5 安徽省城市緊湊度與土地利用效率耦合協(xié)調(diào)性分析

將緊湊度和城市土地利用效率的測算結(jié)果代入耦合模型和協(xié)調(diào)度公式分別對安徽省城市緊湊度和城市土地利用效率的耦合度和協(xié)調(diào)度進行計算，并依據(jù)表3中制定的耦合協(xié)調(diào)類型劃分標準對安徽省不同城市的耦合協(xié)調(diào)類型進行歸類。根據(jù)計算和劃分的結(jié)果，選取2007年、2012年和2016年3個時間節(jié)點進行分析(表8)。

表 8 耦合協(xié)調(diào)度數(shù)值及類型Table 8 Values and types of coupling coordination degree

城市2007年耦合度協(xié)調(diào)度類型2012年耦合度協(xié)調(diào)度類型2016年耦合度協(xié)調(diào)度類型合肥0.4720.653Ⅴ0.4830.652Ⅴ0.4870.655Ⅴ淮北0.4670.483Ⅲ0.4790.523Ⅳ0.4300.541Ⅳ亳州0.3730.479Ⅲ0.3740.496Ⅲ0.4260.457Ⅲ宿州0.3780.432Ⅲ0.2840.558Ⅳ0.3990.470Ⅲ蚌埠0.3890.541Ⅳ0.4470.533Ⅳ0.4740.514Ⅳ阜陽0.3220.428Ⅲ0.3870.449Ⅲ0.4450.442Ⅲ淮南0.4690.467Ⅲ0.4050.534Ⅳ0.4360.470Ⅲ滁州0.3880.415Ⅲ0.4140.470Ⅲ0.4480.439Ⅲ六安0.3590.388Ⅱ0.3860.430Ⅲ0.4520.513Ⅳ馬鞍山0.4640.653Ⅴ0.4650.614Ⅴ0.4480.556Ⅳ蕪湖0.4930.573Ⅳ0.4660.547Ⅳ0.4470.570Ⅳ宣城0.2740.497Ⅲ0.3560.476Ⅲ0.3410.531Ⅳ銅陵0.4250.625Ⅴ0.4590.602Ⅴ0.4480.575Ⅳ池州0.4510.465Ⅲ0.3740.513Ⅳ0.3750.475Ⅲ安慶0.3750.487Ⅲ0.3840.515Ⅳ0.4210.524Ⅳ黃山0.2880.621Ⅴ0.2420.645Ⅴ0.2820.596Ⅳ

根據(jù)耦合協(xié)調(diào)數(shù)值和類型劃分結(jié)果可以看出，2007—2016年10年間，安徽省耦合協(xié)調(diào)度上升的城市一共有10座，下降的有6座。在耦合協(xié)調(diào)類型變化中，淮北、六安、宣城、安慶4個城市的協(xié)調(diào)類型呈現(xiàn)上升的趨勢，尤其是六安，在2007年六安市是唯一一個出現(xiàn)中度失調(diào)的城市，但在2016年，已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槊銖妳f(xié)調(diào)；馬鞍山、銅陵和黃山3個城市的協(xié)調(diào)度在后期有所下降，但仍然處于勉強協(xié)調(diào)；其余的9個城市則為保持耦合協(xié)調(diào)類型不變或者小幅變動的狀態(tài)，尤其是省會合肥市，耦合協(xié)調(diào)度明顯要優(yōu)于其他城市，始終穩(wěn)定在中等協(xié)調(diào)的狀態(tài)。通過對耦合協(xié)調(diào)度和耦合協(xié)調(diào)類型變化分析可知，近10年來安徽省城市整體的耦合協(xié)調(diào)性穩(wěn)定中有所上升。

安徽省不同年份城市耦合協(xié)調(diào)度的時空分布特征(圖5)。2007年、2012年和2016年，安徽省各城市耦合協(xié)調(diào)度存在著顯著的非均衡性，但是隨著時間的推移有逐漸縮小的趨勢。2007年，耦合協(xié)調(diào)度較良好的城市主要集中在中部地區(qū)和東部沿江地帶，這里也是安徽省城市發(fā)展水平相對較高的地區(qū)，其余地區(qū)城市除黃山和蚌埠，耦合協(xié)調(diào)度都處于較低的水平，尤其是西部和北部城市，甚至出現(xiàn)中度失調(diào)的現(xiàn)象。2012年安徽省城市的耦合協(xié)調(diào)度有顯著提升，區(qū)域間的差異明顯縮小，耦合協(xié)調(diào)類型達到協(xié)調(diào)的城市由2007年的6個增加至2012年的10個，且沒有城市出現(xiàn)協(xié)調(diào)度降低的現(xiàn)象，其中2007年唯一一個協(xié)調(diào)類型為中度失調(diào)的城市六安也提升至輕度失調(diào)；從整體分布狀態(tài)來看，耦合協(xié)調(diào)度較高的城市主要集中在中部一線呈南北方向分布，協(xié)調(diào)度較低度的城市仍然主要集中在西北部地區(qū)。2016年與2012年相比，全省城市協(xié)調(diào)度類型變化幅度較大，南北差異顯著，南部城市的協(xié)調(diào)度顯著高于北部地區(qū)；在耦合協(xié)調(diào)類型變化方面，共有5個城市出現(xiàn)下降，保持中度協(xié)調(diào)類型的僅剩合肥一個城市，而六安和宣城2個城市協(xié)調(diào)類型有所上升?？v觀3個時間節(jié)點上個城市的耦合協(xié)調(diào)類型及其變化可知，安徽省2007—2016年城市耦合協(xié)調(diào)性呈現(xiàn)穩(wěn)定上升的趨勢，但是北部地區(qū)的城市協(xié)調(diào)度整體低于南部地區(qū)，尤其是西北部地區(qū)的城市，城市協(xié)調(diào)類型始終處于輕度失調(diào)的狀態(tài)。

表 9 Moran’s I估計值Table 9 Moran’s I estimates

年份綜合效率純技術(shù)效率規(guī)模效益20070.9340.9820.95020080.9520.9740.97820090.9610.9830.97820100.9880.9920.99520110.9840.9900.99420120.9770.9910.98620130.9770.9940.98320140.9880.9920.99620150.9720.9810.99120160.9580.9750.982

通過GeoDa軟件計算安徽省城市3個時間點耦合協(xié)調(diào)度的Moran’s I 指數(shù)，并在9 999次空間排列次數(shù)下來檢驗其顯著性水平[22]，從表9可以看出，2007、2012、2016年的Moran’s I 指數(shù)均大于零，表明安徽省城市緊湊度和土地利用效率的耦合協(xié)調(diào)度在這3個時間節(jié)點存在空間集聚特征，即耦合協(xié)調(diào)度較高的地區(qū)集聚或者耦合協(xié)調(diào)度較低的地區(qū)集聚。但隨著時間的推移，Moran’s I 指數(shù)呈現(xiàn)出下降的態(tài)勢，表明高-高和低-低集聚的特征在2007—2016年呈現(xiàn)出弱化的跡象，區(qū)域內(nèi)的耦合協(xié)調(diào)度的高低值集聚分布在空間上呈逐步分散的狀態(tài)，區(qū)域內(nèi)城市的耦合協(xié)調(diào)度逐漸均衡。3個時間節(jié)點的Z值均通過5%的顯著性檢驗，反映到空間層面則是安徽省城市緊湊度和土地利用效率間的耦合協(xié)調(diào)性的自相關(guān)性顯著，空間的集聚與分散水平較高。

為了更直觀的揭示每個空間的自相關(guān)關(guān)系，繪制安徽省各空間單元的耦合協(xié)調(diào)度LISA集聚圖(圖6)。根據(jù)集聚特征的不同可將耦合協(xié)調(diào)類型劃分為4類[23]：①空間差異小，自身和周邊城市的耦合協(xié)調(diào)度都較高(HH)；②空間差異小，自身和周邊城市的耦合協(xié)調(diào)度都低(LL)；③空間差異大，自身耦合協(xié)調(diào)度低，但是周邊城市的較高(LH)；④空間差異大，自身耦合協(xié)調(diào)度高，但是周邊城市低。

圖 5 2007年、2012年和2016年耦合協(xié)調(diào)類型空間分布Figure 5 Spatial distribution of coupling coordination types in 2007, 2012 and 2016

圖 6 耦合協(xié)調(diào)度的熱點演化Figure 6 Hot spot evolution of coupling coordination degree

根據(jù)選取的3個時間點對安徽省城市耦合協(xié)調(diào)度進行空間自相關(guān)分析，HH集聚的地區(qū)主要為省會合肥及中部沿江地區(qū)的城市，其中蕪湖和銅陵始終處于HH集聚狀態(tài)，表明安徽省南部地區(qū)，尤其是皖江流域城市耦合協(xié)調(diào)度普遍較高，空間差異較小；LL集聚主要出現(xiàn)在2007年和2016年的亳州，且同時期相鄰的蚌埠為HL集聚，這充分說明皖北地區(qū)在這兩個時間段的耦合協(xié)調(diào)度整體較低；LH集聚的城市在2007年主要集中在東部的滁州和宣城，2012年為宣城，2016年為池州，從位置的變化中可以看出，LH集聚有自北向南、自東向西的發(fā)展趨勢。從宏觀上分析，3個年份中，存在空間自相關(guān)且通過顯著性檢驗的城市中，HH主要集中在皖江流域，LL主要在西北地區(qū)，而西部和北部大量城市沒有通過顯著性檢驗。這表明安徽省城市耦合協(xié)調(diào)度存在著顯著的兩極分化情況，HH集聚和LL集聚的中心在10年間并未出現(xiàn)明顯的變化；同時，HH集聚并未對周邊的城市起到輻射帶動的作用。

6 結(jié)論與對策

6.1 結(jié)論

通過對安徽省16個地級市城市緊湊度、土地利用效率以及二者的耦合協(xié)調(diào)度的測算和分析，主要得出以下結(jié)論：

(1)安徽省整體城市緊湊度和城市土地利用效率呈現(xiàn)較為顯著的上下波動態(tài)勢，但是總體都有所提升。城市之間的緊湊度差異隨時間的推移出現(xiàn)較為明顯的下降，但是城市土地利用效率的區(qū)域差異仍然十分明顯，南部地區(qū)城市的土地利用效率明顯要高于北部地區(qū)城市。

(2)研究期間，安徽省城市耦合協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)穩(wěn)定上升的趨勢，二者之間的協(xié)調(diào)作用逐步加強；另一方面，安徽省城市緊湊度和土地利用效率的耦合協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)空間分布不均衡的特點，具有明顯的空間集聚特征，高值區(qū)主要集中在省會合肥和沿江城市地區(qū)，低值集聚區(qū)主要穩(wěn)定在北部。

6.2 對策

依據(jù)城市緊湊度和城市土地利用效率的測算結(jié)果與綜合評價分析，為進一步優(yōu)化安徽省城市緊湊度和城市土地利用效率，提升城市緊湊度和城市土地利用效率的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系提出以下對策：

(1)提高城市土地資源利用程度，加大對土地資本的投入，提升土地單位面積的產(chǎn)出強度。不同城市應(yīng)依托當(dāng)?shù)氐馁Y源稟賦和經(jīng)濟條件，合理高效地對土地資源進行開發(fā)與利用。

(2)加快經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，對能耗高、占地面積大、產(chǎn)值低的落后產(chǎn)業(yè)及時更新或淘汰，扶持高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

(3)完善交通運輸網(wǎng)絡(luò)，提高城市的運行效率，尤其是發(fā)展公共交通，倡導(dǎo)綠色出行，確保城市交通對城市緊湊化、高效率發(fā)展過程中的支撐和引導(dǎo)作用。

(4)加強城市聯(lián)系，推動城市、產(chǎn)業(yè)集群化，城市發(fā)展水平較高的城市應(yīng)起到積極帶動作用，發(fā)展水平較落后的地區(qū)應(yīng)充分利用自身資源稟賦，通過二者整合自身優(yōu)勢，實現(xiàn)雙向聯(lián)動發(fā)展，縮小區(qū)域差異。

(5)注重環(huán)境質(zhì)量，加大環(huán)保投入，如城市公共綠地建設(shè)，提升城市品質(zhì)，同時又要嚴格把控城市向外擴張的邊界，統(tǒng)籌城市建設(shè)用地和城市生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

(6)樹立緊湊城市的理念，提高城市土地利用效率，合理把握二者之間的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，確保安徽省城市健康與可持續(xù)的發(fā)展。