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

通過構(gòu)建城市化與生態(tài)環(huán)境綜合評價指標(biāo)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(jìn)行分析。研究結(jié)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(dá)到51.3%，城鎮(zhèn)人口數(shù)量第一次超過農(nóng)村，標(biāo)志著我國正式進(jìn)入城市型社會。[1]城市化的發(fā)展促進(jìn)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(jìn)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(kuò)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(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境惡化及資源短缺現(xiàn)象日益嚴(yán)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(guān)注的焦點。

國內(nèi)外學(xué)者對城市化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系做了許多研究。Grossman和Krueger[2]應(yīng)用計量經(jīng)濟(jì)學(xué)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(jì)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(shè)。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(jìn)行邏輯復(fù)合，推導(dǎo)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(chǔ)上，喬標(biāo)、劉艷艷、王少劍[5-7]等進(jìn)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(jìn)行分析；劉耀彬[8]等利用協(xié)同論方法，通過構(gòu)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(chǔ)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?；诖?，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(guān)系進(jìn)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(jì)社會可持續(xù)發(fā)展提供相應(yīng)的對策和參考。

一、指標(biāo)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(jì)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(kuò)展以及居住、交通等基礎(chǔ)設(shè)施條件的改善；經(jīng)濟(jì)城市化表現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)活動中二、三產(chǎn)業(yè)比重的上升以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)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(wù)等向鄉(xiāng)村地區(qū)的滲透和擴(kuò)散以及城鄉(xiāng)間發(fā)展差距逐步縮小的過程。

城市化進(jìn)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(fù)反饋效應(yīng)，進(jìn)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(hù)三大方面進(jìn)行測度。[10]生態(tài)環(huán)境水平是人類生活的基礎(chǔ)，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(hù)主要指人類對生態(tài)環(huán)境的挽救措施。

(二)指標(biāo)選取和數(shù)據(jù)來源

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

表1 城市化與生態(tài)環(huán)境綜合評價指標(biāo)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(biāo)數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計算。

二、研究方法和數(shù)據(jù)處理

(一)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

由于城市化與生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)的指標(biāo)屬性不統(tǒng)一、量綱單位不同，為了把各種指標(biāo)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(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。城市化與生態(tài)環(huán)境測度指標(biāo)可以分為兩種類型：一種是其指標(biāo)值越大對系統(tǒng)發(fā)展越有利，即正功效指標(biāo)，采用公式(a)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；另一種是指標(biāo)值越小對系統(tǒng)發(fā)展越有利，即負(fù)功效指標(biāo)，采用公式(b)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[11]。具體公式如下：

(a)

(b)

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

(二)指標(biāo)權(quán)重計算

在計算指標(biāo)權(quán)重時，考慮到單一賦權(quán)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(quán)重計算方法，然后求兩種權(quán)重的平均值得到該指標(biāo)的綜合權(quán)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(biāo)的變異系數(shù)、均方差、均值和權(quán)重值。通過變異系數(shù)法計算得到的權(quán)重值見表1所示。

2．熵值法

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

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

(2)計算第項指標(biāo)的熵值(ej)：

(3)計算第j項指標(biāo)的差異系數(shù)(gj)：

(4)求各指標(biāo)權(quán)重值(Wj)：

式中j=1,2,…，m

通過熵值法計算得到的權(quán)重值見表1所示。對兩種方法計算得到的權(quán)重值取平均值，作為各指標(biāo)最終的權(quán)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(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展度模型[14]進(jìn)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(quán)數(shù)，基于城市化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)同等重要[15，16]，取α=β=0.5；D為協(xié)調(diào)發(fā)展度，計算結(jié)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(chǔ)上[17-19]，結(jié)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(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 協(xié)調(diào)發(fā)展度等級劃分

三、結(jié)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(shè)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(jìn)方面所做的努力是分不開的。特別是進(jìn)入2000年以后，國家和省政府都把加快推進(jìn)城市化進(jìn)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(jī)地實施城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略。隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，山東省城鎮(zhèn)人口比重不斷增加，于2003年達(dá)到了31.05%，根據(jù)諾瑟姆曲線，當(dāng)城市化水平超過30%時，城市化進(jìn)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(shè)，2011年，山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)上升為國家戰(zhàn)略，都進(jìn)一步推動了山東省城市化發(fā)展進(jìn)程。

城市化的快速發(fā)展也使社會經(jīng)濟(jì)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(wù)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(chǔ)設(shè)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(jié)構(gòu)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(hù)方面所做的努力，1996年山東省環(huán)境保護(hù)條例出臺，1997年省政府下發(fā)了《進(jìn)一步加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)工作的通知》，在一定程度上促進(jìn)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(jìn)入快速發(fā)展階段，過快的工業(yè)化進(jìn)程導(dǎo)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(shè)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(jìn)入平穩(wěn)階段，2006年山東省環(huán)境保護(hù)“十一五”規(guī)劃出臺，提出以發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)為核心，推進(jìn)“兩型”社會建設(shè)，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(qiáng)城市環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建立多個自然保護(hù)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(jì)增長初期，經(jīng)濟(jì)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(shù)缺乏，環(huán)境質(zhì)量不斷降低；當(dāng)經(jīng)濟(jì)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(shù)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(jì)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(fù)、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(biāo)準(zhǔn)(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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(dǎo)及有效實施、企業(yè)環(huán)?？蒲械耐度牒图夹g(shù)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(jié)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(jì)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(jìn)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(fù)、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(dǎo)致嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難，反過來會抑制城市化的發(fā)展。西方發(fā)達(dá)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(yīng)汲取歷史教訓(xùn)，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(yīng)堅持以生態(tài)文明理念為引導(dǎo)，按照資源節(jié)約、環(huán)境友好的總要求，倡導(dǎo)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(wù)業(yè)比重，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，構(gòu)建綠色產(chǎn)業(yè)體系；加大環(huán)保技術(shù)推廣，構(gòu)建資源循環(huán)利用體系，提高資源利用效率，增強(qiáng)城市生態(tài)保護(hù)和環(huán)境治理能力，促進(jìn)人與自然和諧相處。

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(責(zé)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(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師.

F291.1

A

1008-7699(2017)01-0066-07