金 夢(mèng)，郭文強(qiáng)

（新疆財(cái)經(jīng)大學(xué) 信息管理學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830012）

城鎮(zhèn)化是農(nóng)村人口不斷向城鎮(zhèn)聚集的過(guò)程，城鎮(zhèn)化系統(tǒng)一般包括社會(huì)、人口、經(jīng)濟(jì)、空間城鎮(zhèn)化四個(gè)子系統(tǒng)［1-2］。學(xué)者們一般通過(guò)壓力—狀態(tài)—響應(yīng)模型研究生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)［3-5］。借鑒相關(guān)文獻(xiàn)結(jié)果［6-7］，城鎮(zhèn)化與環(huán)境之間具有兩重效應(yīng)，經(jīng)濟(jì)會(huì)因城鎮(zhèn)化的發(fā)展而不斷地得到提升，可為生態(tài)環(huán)境的發(fā)展提供資金支持，但城鎮(zhèn)化的發(fā)展可能會(huì)造成資源枯竭、環(huán)境破壞等問(wèn)題，因此，尋求二者的協(xié)調(diào)發(fā)展方式至關(guān)重要。

國(guó)外學(xué)者對(duì)此研究可追溯到19 世紀(jì)90 年代，自田園城市理論提出后［8］，許多學(xué)者開(kāi)始研究城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境的相互關(guān)系。1991 年，環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)派的Grossman 等［9］用面板數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析了42 個(gè)國(guó)家和地區(qū)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，揭示了隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量呈現(xiàn)倒U 型曲線(xiàn)，即環(huán)境庫(kù)茲列茨倒U 型曲線(xiàn)。國(guó)內(nèi)研究較晚，馬世俊等［10］提出社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。方創(chuàng)琳等［11］從定性和定量?jī)蓚€(gè)角度分析和測(cè)度城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境兩個(gè)系統(tǒng)的耦合性和耦合度，以主控要素為依據(jù)，總結(jié)出10 種耦合關(guān)系和多種作用路徑。在理論研究的基礎(chǔ)上，相關(guān)學(xué)者也進(jìn)行了較多的實(shí)證研究，通過(guò)構(gòu)建城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境兩系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，以判斷兩系統(tǒng)的發(fā)展是否和諧。實(shí)證研究方法主要包括耦合協(xié)調(diào)評(píng)價(jià)模型［12-14］、灰色關(guān)聯(lián)分析模型［15］、模糊物元模型［16］等方法。研究范圍主要包括長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶［17］、黃河流域［18］、西北地區(qū)［19］、江蘇?。?0］、中原經(jīng)濟(jì)區(qū)［21］等。

有關(guān)新疆地區(qū)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的研究還較少，本文通過(guò)耦合協(xié)調(diào)度模型，對(duì)新疆地區(qū)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)情況進(jìn)行實(shí)證分析，以期為新疆可持續(xù)發(fā)展提供一定的理論支持。

1 模型構(gòu)建與方法

1.1 研究區(qū)概況

新疆維吾爾自治區(qū)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)新疆）位于我國(guó)西北部（34°22'～49°33'N，73°41ˊ～96°18'E），是絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶的重要地區(qū)，在地理和經(jīng)濟(jì)地位上具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。到2020 年，新疆全年常住人口城鎮(zhèn)化率為52.4%，全年GDP 總量達(dá)到13 797.58 億元。新疆具有明顯的溫帶大陸性氣候，干旱少雨，晝夜溫差大，年均降水約150 mm，植被稀少，生態(tài)環(huán)境較脆弱。新疆城鎮(zhèn)化不斷發(fā)展使生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大壓力，出現(xiàn)一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。新疆政府為加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)工作，編制了《新疆生態(tài)環(huán)境功能區(qū)劃》，以確定新疆生態(tài)保護(hù)紅線(xiàn)，為新疆生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的政策保障。

1.2 研究方法

1.2.1 構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

城鎮(zhèn)化包括人口、經(jīng)濟(jì)、空間、社會(huì)4 個(gè)維度，生態(tài)環(huán)境包括壓力、狀態(tài)、響應(yīng)3 個(gè)維度，借鑒前人研究［22-24］，本文初始選取39 個(gè)指標(biāo)表征城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，由科學(xué)性、完整性以及數(shù)據(jù)可獲得性原則，經(jīng)過(guò)指標(biāo)篩選，并結(jié)合新疆現(xiàn)狀和目前研究成果，最終以12 個(gè)指標(biāo)測(cè)度城鎮(zhèn)化發(fā)展水平，9 個(gè)指標(biāo)測(cè)度生態(tài)環(huán)境發(fā)展水平。

1.2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

數(shù)據(jù)取自于2019 年《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》、2010—2019 年新疆國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)和2011—2020 年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》，研究時(shí)間段為2010—2019 年。

因所選指標(biāo)單位各異，不能做比較，因此需對(duì)各指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，處理后的數(shù)據(jù)在（0，1）之間，本文選擇極差法。

1.2.3 確定指標(biāo)權(quán)重

權(quán)重有主、客觀兩大類(lèi)賦權(quán)方式，為避免主觀因素影響，選擇熵權(quán)法和變異系數(shù)法分別計(jì)算城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境兩系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，然后再取二者的平均值作為最終權(quán)重。各指標(biāo)體系和所占權(quán)重見(jiàn)表1。

表1 城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Tab.1 Evaluation index system of coordinated development of urbanization and eco-environment

1.2.4 研究模型

（1）綜合評(píng)價(jià)模型 為計(jì)算新疆城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)水平，借鑒已有成果［25］，首先構(gòu)建兩系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)模型

式中Ui和Ei分別為第i年城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平。（2）耦合度及耦合協(xié)調(diào)度模型由物理學(xué)中耦合的概念和相關(guān)文獻(xiàn)［12］，建立耦合度模型

式中Ci為耦合度，取值在0～1 之間，Ci越靠近1，表明城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境彼此之間影響程度越大，Ci越靠近0，效果相反。借鑒相關(guān)文獻(xiàn)［14］以及新疆地區(qū)的耦合度實(shí)際測(cè)算情況對(duì)Ci的劃分見(jiàn)表2。

表2 耦合度C 劃分標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 Division standard of coupling degree C

由于協(xié)調(diào)有兩種情況，一種是城鎮(zhèn)化水平（Ui）與生態(tài)環(huán)境水平（Ei）數(shù)值都大的協(xié)調(diào)，一種是二者數(shù)值都小的協(xié)調(diào)，而Ci只能反映兩系統(tǒng)是否協(xié)調(diào)，不能判斷是哪種類(lèi)型的協(xié)調(diào)，故本文引入耦合協(xié)調(diào)度模型，耦合度Di同時(shí)考慮了Ci、Ui和Ei，更能全面反映二者的協(xié)調(diào)程度類(lèi)型。計(jì)算公式為T(mén)i=αEi+βUi，Di=。式中Di為耦合協(xié)調(diào)度，Ti為城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平指數(shù)；α、β分別表示兩系統(tǒng)發(fā)展水平在Ti中所占比例，由于二者重要性等同，故取α=0.5，β=0.5。

借鑒相關(guān)文獻(xiàn)［19］以及該區(qū)耦合協(xié)調(diào)度的實(shí)際測(cè)算情況可對(duì)Di進(jìn)行如表3 的等級(jí)劃分。

表3 協(xié)調(diào)發(fā)展等級(jí)及判別標(biāo)準(zhǔn)Tab.3 Coordinated development grade and discrimination criteria

2 結(jié)果分析

2.1 新疆城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境水平評(píng)價(jià)

2.1.1 城鎮(zhèn)化發(fā)展水平演變特征 根據(jù)模型計(jì)算得出的新疆2010—2019 年城鎮(zhèn)化經(jīng)濟(jì)、人口、空間、社會(huì)四分指數(shù)如圖1 所示。由圖1 可知，新疆經(jīng)濟(jì)、人口、空間、社會(huì)城鎮(zhèn)化水平總體來(lái)說(shuō)表現(xiàn)為逐步上升的態(tài)勢(shì)，但上升速率略有不同。

圖1 2010—2019 年新疆城鎮(zhèn)化水平分指數(shù)Fig.1 Subindex of urbanization level in Xinjiang from 2010 to 2019

2010—2019 年，新疆經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化水平曲線(xiàn)呈現(xiàn)“N”字型上升的趨勢(shì)，可分為三個(gè)階段：2010—2014 年，經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化水平逐年上升，2014 年達(dá)到0.030；2014—2016 年，逐年下降，2016 年降至0.028；2016-2019 年經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化水平持續(xù)上升，2019 年達(dá)到峰值0.059，權(quán)重為0.293，在城鎮(zhèn)化四個(gè)子系統(tǒng)中最大，表明對(duì)新疆城鎮(zhèn)化發(fā)展水平影響最強(qiáng)，新疆今后應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)抓經(jīng)濟(jì)建設(shè)，不斷加大二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高居民可支配收入，為新疆城鎮(zhèn)化發(fā)展提供動(dòng)力。

新疆人口城鎮(zhèn)化水平大致呈直線(xiàn)上升的態(tài)勢(shì)，2019 年達(dá)到峰值0.061，權(quán)重為0.276，僅次于經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化水平，說(shuō)明其對(duì)新疆城鎮(zhèn)化水平的影響較強(qiáng)，新疆應(yīng)當(dāng)繼續(xù)做好人才引進(jìn)和勞動(dòng)力充分就業(yè)等相關(guān)工作，為新疆城鎮(zhèn)化發(fā)展提供充足的保障。

社會(huì)城鎮(zhèn)化水平呈波動(dòng)上升態(tài)勢(shì)，也可分為三個(gè)階段：2010—2013 年社會(huì)城鎮(zhèn)化水平先上升至0.016，2013 年小幅回落至0.013；2013—2017 年該水平從0.013 增加到0.037；2017—2019 年先小幅降至0.037，隨后上升至0.053。其權(quán)重0.255 低于人口城鎮(zhèn)化，對(duì)城鎮(zhèn)化的發(fā)展影響較小，但新疆仍需加強(qiáng)教育、醫(yī)療、勞動(dòng)力充分就業(yè)、不斷完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面，以促進(jìn)城鎮(zhèn)化的發(fā)展。

空間城鎮(zhèn)化增長(zhǎng)速率最慢，與人口城鎮(zhèn)化類(lèi)似，呈直線(xiàn)上升趨勢(shì)，2019 年達(dá)到0.041，權(quán)重為0.176，權(quán)重值最低，對(duì)城鎮(zhèn)化影響最小，新疆應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計(jì)城鎮(zhèn)空間規(guī)模，確保適當(dāng)?shù)某擎?zhèn)人口密度。

2.1.2 生態(tài)環(huán)境水平演變特征 通過(guò)模型實(shí)證計(jì)算，得到新疆生態(tài)環(huán)境狀態(tài)—壓力—響應(yīng)三個(gè)子系統(tǒng)的分指數(shù)如圖2 所示。從圖2 可看出，2010—2019 年生態(tài)環(huán)境狀態(tài)分指數(shù)從0.035 波動(dòng)上升至0.066；生態(tài)環(huán)境壓力分指數(shù)大體呈現(xiàn)“S”型，2010—2013 年從0.023 降至0.005，2013—2018 年增至峰值0.037，2019 年跌至0.021。生態(tài)環(huán)境響應(yīng)曲線(xiàn)總體呈“M”型增長(zhǎng)趨勢(shì)，2010—2014 年從0.012 上升至0.057，2014—2019 年小幅波動(dòng)。10 年間，生態(tài)環(huán)境狀態(tài)分指數(shù)曲線(xiàn)一直位于壓力分指數(shù)曲線(xiàn)之上，說(shuō)明新疆對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)做出很大的努力。

圖2 2010—2019 年新疆生態(tài)環(huán)境水平分指數(shù)Fig.2 Subindex of eco-environment level in Xinjiang from 2010 to 2019

2.1.3 綜合發(fā)展水平演變特征 新疆城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平指數(shù)如圖3 所示。由圖3 可知，2010—2019 年新疆城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平呈逐年穩(wěn)步上升趨勢(shì)，從0.009 增至0.215；生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平由0.070 增至0.136，可分為2 個(gè)階段：2010-2012 年，由0.070 增至0.083，隨后下降到0.057；2012-2019 年，生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平一直上升，2018 年達(dá)到峰值0.137，2019 年下浮至0.136。

圖3 2010—2019 年新疆城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展指數(shù)Fig.3 Comprehensive development index of urbanization and eco-environment in Xinjiang from 2010 to 2019

新疆城鎮(zhèn)化的發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響，一方面表現(xiàn)在生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平指數(shù)總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，表明城鎮(zhèn)化加速了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，從而為生態(tài)環(huán)境保護(hù)奠定更加優(yōu)越的物質(zhì)基礎(chǔ)；同時(shí)，新疆生態(tài)環(huán)境比較脆弱，政府高度重視生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，并出臺(tái)保護(hù)環(huán)境的相關(guān)政策，使得在城鎮(zhèn)化發(fā)展的同時(shí)，生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平指數(shù)總體呈上升趨勢(shì)。另一方面，2010—2015 年，生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平曲線(xiàn)位于城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平之上，表明新疆城鎮(zhèn)化發(fā)展滯后于生態(tài)環(huán)境；2016—2019 年，城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平超過(guò)生態(tài)環(huán)境，新疆屬于生態(tài)環(huán)境發(fā)展滯后型，城鎮(zhèn)化水平總體偏低且其發(fā)展超過(guò)了環(huán)境的承受范圍，因此，新疆應(yīng)加快新型工業(yè)化進(jìn)程，不斷加大對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資力度，同時(shí)不放松對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)工作，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.2 新疆城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合度及耦合協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)

2010—2019 年新疆城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境兩系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度一直處于緩慢上升態(tài)勢(shì)（表3 和圖4），從2010 年的0.160 增長(zhǎng)至2019 年的0.414，二者愈來(lái)愈協(xié)調(diào)；2010—2012 年，耦合度由0.644 迅速增至0.998，2012 年后，該水平一直在0.990 上下波動(dòng)，表明兩者彼此互促發(fā)展程度高。2010 年兩系統(tǒng)耦合度為0.644，屬于磨合時(shí)期；2011—2019 年該數(shù)值在0.8～1 之間，屬于高水平耦合時(shí)期。2010—2019 年二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)向好，城鎮(zhèn)人口不斷增加，基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，高等教育人數(shù)以及社會(huì)消費(fèi)品零售總額均不斷增加，居民生活水平日益提高，故而城鎮(zhèn)化水平逐漸提升；對(duì)于生態(tài)環(huán)境，由于城鎮(zhèn)植被數(shù)量逐漸增多，城鎮(zhèn)對(duì)垃圾進(jìn)行無(wú)害化處理，政府對(duì)工業(yè)污染治理投資逐漸增加，且一直保持每年平均約23 萬(wàn)公頃的造林面積，使生態(tài)環(huán)境水平呈上升趨勢(shì)，故而兩系統(tǒng)從磨合時(shí)期走向高水平和耦合階段，且以后一直處于該階段。2010 年兩系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)程度為0.160，處于嚴(yán)重失調(diào)時(shí)期；2011—2014 年，耦合協(xié)調(diào)度水平在0.2～0.3 之間，屬于中度失調(diào)時(shí)期；2015—2018 年，該值在0.3～0.4 之間，處于輕度失調(diào)時(shí)期；2019 年，耦合協(xié)調(diào)度為0.414，處于瀕臨失調(diào)時(shí)期；兩系統(tǒng)由失調(diào)逐漸轉(zhuǎn)向?yàn)l臨失調(diào)階段，趨勢(shì)逐漸向好，但是由于十年間城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的發(fā)展水平不高，前者速率明顯快于后者，故而二者協(xié)調(diào)發(fā)展水平偏低。2010—2015 年，新疆屬于城鎮(zhèn)化滯后型，2015 年后，轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)環(huán)境滯后型，表明新疆城鎮(zhèn)化的發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的壓力已超過(guò)其可承受范圍，新疆在城鎮(zhèn)化發(fā)展的同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)其和生態(tài)環(huán)境的同步協(xié)調(diào)發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

圖4 2010—2019 年新疆城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境耦合度及耦合協(xié)調(diào)度Fig.4 Coupling degree and coupling coordination degree of urbanization and eco-environment in Xinjiang from 2010 to 2019

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

對(duì)新疆2010—2019 年城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境耦合度進(jìn)行定量研究，得出以下結(jié)論：

（1）2010—2019 年，新疆經(jīng)濟(jì)、人口、空間和社會(huì)城鎮(zhèn)化水平總體來(lái)說(shuō)表現(xiàn)為上升的趨向，但發(fā)展速率略有不同，對(duì)城鎮(zhèn)化影響程度，從大到小次序依次為：經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化＞人口城鎮(zhèn)化＞社會(huì)城鎮(zhèn)化＞空間城鎮(zhèn)化，說(shuō)明經(jīng)濟(jì)對(duì)城鎮(zhèn)化影響最大。

（2）生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平呈波動(dòng)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，由所建模型可知，生態(tài)環(huán)境狀態(tài)、壓力、響應(yīng)發(fā)展趨勢(shì)各異，生態(tài)環(huán)境狀態(tài)呈波動(dòng)上升態(tài)勢(shì)，壓力和響應(yīng)分指數(shù)分別呈“M”型增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)和“S”型發(fā)展趨勢(shì)。

（3）兩系統(tǒng)的耦合度一直處于較高水平，耦合協(xié)調(diào)度逐漸上升，但總體偏低。2010—2019 年，新疆城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)程度經(jīng)歷了極度失調(diào)→中度失調(diào)→輕度失調(diào)→瀕臨失調(diào)四個(gè)過(guò)程，兩系統(tǒng)協(xié)調(diào)程度雖不斷增強(qiáng)，但仍然有很大的提升空間。

3.2 建議

論文借鑒其他西部地區(qū)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的研究并結(jié)合新疆自身發(fā)展提出以下建議：

（1）2016—2019 年，新疆生態(tài)環(huán)境滯后于城鎮(zhèn)化的發(fā)展，新疆應(yīng)當(dāng)注重對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，繼續(xù)增加植被覆蓋率和人工造林面積，加強(qiáng)源頭治理，減少工業(yè)廢氣對(duì)大氣的污染，在全疆宣傳保護(hù)生態(tài)環(huán)境的知識(shí)，提升人們的環(huán)保意識(shí)，鼓勵(lì)大家節(jié)約用水、電，對(duì)垃圾進(jìn)行分類(lèi)處理等。

（2）新疆應(yīng)當(dāng)注重多元?jiǎng)恿Πl(fā)展，建立以高新產(chǎn)業(yè)、工商業(yè)和服務(wù)業(yè)為主體的發(fā)展模式，整合科技資源，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，繼續(xù)加大基礎(chǔ)設(shè)施投資，利用新疆旅游優(yōu)勢(shì)，在新疆各地區(qū)發(fā)展特色經(jīng)濟(jì)，使城鎮(zhèn)化的發(fā)展在生態(tài)環(huán)境可承受范圍內(nèi)，從而最終達(dá)到“協(xié)調(diào)同步”的狀態(tài)。