,b

(中國海洋大學a.經(jīng)濟學院;b.海洋發(fā)展研究院,山東 青島 266100)

1　引言

開發(fā)強度是土地利用程度及其累積承載密度的綜合反映,是區(qū)域建設空間占總面積的比例[1]。資源環(huán)境承載力是在一定時間和區(qū)域內(nèi),在保證資源合理開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)前提下,資源環(huán)境系統(tǒng)承載人口增長與經(jīng)濟發(fā)展的能力[2],兩者作為主體功能區(qū)劃的重要依據(jù),存在相互制約的動態(tài)耦合協(xié)調(diào)關系。近年來,隨著我國城鎮(zhèn)化與工業(yè)化進程的逐漸加快,區(qū)域開發(fā)建設強度不斷加大,開發(fā)建設方式愈發(fā)粗放,不可持續(xù)性問題日趨嚴峻。學者們運用日漸成熟的方法手段,對開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力研究開展大量工作?？傮w看,以全國、省域和省內(nèi)為空間尺度[3,4],關注開發(fā)強度的時空特征[5]、資源環(huán)境承載力的時空特征[6]、開發(fā)強度與交通運輸?shù)年P系[7]、開發(fā)強度與碳排放的關系[8]、城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境承載力的關系[9]等內(nèi)容,一定程度上忽視了省際地域單元,較少涉及開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力的耦合協(xié)調(diào)關系,且針對兩者協(xié)調(diào)發(fā)展影響因素的分析幾乎空白。

城市群作為直接參與全球競爭和國際分工的新型地域單元,是經(jīng)濟社會發(fā)展進程中最具活力與潛力的增長點[10,11]。20世紀90年代以來,伴隨著大量農(nóng)村剩余勞動力和產(chǎn)業(yè)的集聚,城市群進入快速成長階段,城市群規(guī)劃方興未艾,城市群開發(fā)愈演愈烈,城市群成為人口集聚區(qū)、經(jīng)濟集聚區(qū)和城鎮(zhèn)集聚區(qū)。然而,高速度成長、高密度集聚和高強度運轉(zhuǎn)的模式同樣產(chǎn)生資源消耗、環(huán)境污染和生態(tài)破壞等問題,導致資源使用和污染排放比重越來越大,城市群成為生態(tài)環(huán)境問題頻發(fā)的重災區(qū),制約著區(qū)域開發(fā)的有序進行、資源環(huán)境的高效利用與國土空間格局的合理優(yōu)化。

針對此,本文以我國遼中南、京津冀、山東半島、長三角和珠三角五大沿海城市群為研究區(qū),以1995年、2005年和2015年為時間點,運用耦合協(xié)調(diào)度模型測算開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力的時空耦合關系,運用障礙度模型分析影響開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)發(fā)展的主要障礙因素,這不但有助于沿海城市群人口資源環(huán)境的均衡和經(jīng)濟社會生態(tài)效益的統(tǒng)一,而且對中西部城市群開發(fā)質(zhì)量的提升、開發(fā)秩序的規(guī)范和健康良性發(fā)展態(tài)勢的形成等具有重要參考借鑒意義。

2　指標選取與模型構建

2.1　指標選取與數(shù)據(jù)來源

基于區(qū)域開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力的已有研究[12-14],選取城市建設用地面積占市轄區(qū)土地總面積比重表征開發(fā)強度。從資源環(huán)境壓力和資源環(huán)境承壓兩方面綜合測評資源環(huán)境承載力,其中選取人口自然增長率、GDP年均增長率、人均水資源消耗量、萬元GDP能耗、萬元GDP工業(yè)廢水排放量、萬元GDP工業(yè)SO2產(chǎn)生量、萬元GDP工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量表征資源環(huán)境壓力;人均GDP、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入、農(nóng)民人均純收入、人均水資源量、人均耕地面積、建成區(qū)綠化覆蓋率、工業(yè)固體廢物綜合利用率、污水集中處理率、生活垃圾無害化處理率表征資源環(huán)境承壓。鑒于資源環(huán)境壓力包括人口增長壓力和經(jīng)濟發(fā)展壓力,與資源環(huán)境承壓共同組成三維狀態(tài)空間軸,因此本文運用狀態(tài)空間法[15]計算資源環(huán)境承載力得分,并比較現(xiàn)實值與理想值。數(shù)據(jù)主要來源于1996年、2006年和2016年的《中國城市統(tǒng)計年鑒》。

2.2　耦合協(xié)調(diào)度模型

引入耦合協(xié)調(diào)度模型分析開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力彼此影響、相互作用、和諧一致的程度,全面測度兩者的交互耦合協(xié)調(diào)程度,公式為[16,17]:

(1)

式中,C為耦合度,其中0

2.3　障礙度模型

引入障礙度模型對開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)發(fā)展的障礙因素進行診斷,以此確定各障礙因素對開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)發(fā)展的制約程度,公式為[19,20]:

(2)

3　結(jié)果與分析

3.1　開發(fā)強度時空特征分析

我國沿海城市群開發(fā)強度加速上升,1995年、2005年和2015年開發(fā)強度平均值分別為2.9976%、3.3553%和5.2944%,超過2030年4.67%的國土開發(fā)強度紅線。原因在于：改革開放以來我國人口和產(chǎn)業(yè)向東部沿海集聚態(tài)勢不斷增強,受此影響,新城新區(qū)廣泛設立,城鎮(zhèn)建成區(qū)面積快速增長,土地城鎮(zhèn)化進程逐漸加快。其中,珠三角開發(fā)強度的增幅最明顯,由1995年的5.9397%增加到2015年的12.9686%。開發(fā)強度大小排序依次為：珠三角>長三角>京津冀>山東半島>遼中南,其開發(fā)強度的平均值分別為8.5892%、4.8049%、2.1125%、1.9836%和1.4595%,可見改革開放先行一步的珠三角開發(fā)強度最大,人口密度、經(jīng)濟密度和城市化水平均處最高一級,長三角作為我國最大城市群,人口規(guī)模水平最高,人口聚集能力最強,開發(fā)強度僅次于珠三角。在結(jié)構性與體制性深層次矛盾制約下,遼中南經(jīng)濟發(fā)展呈現(xiàn)“斷崖式下滑”,人口紅利面臨枯竭,城鎮(zhèn)化增速減緩,開發(fā)強度處于最低一級。從53個城市來看,開發(fā)強度空間差異明顯,三個年份的標準差分別為5.3528、6.8626和9.4035,高值集中分布于珠三角和長三角沖積平原,深圳(35.6402%)和上海(35.0359%)開發(fā)強度始終處于最高一級,超過國際公認的30%的國土開發(fā)警戒線,這兩個城市基本沒有可供成片開發(fā)的土地資源,許多大型項目無法落地,后備建設空間潛力不足;承德(0.1172%)開發(fā)強度最低,這與其山谷地形限制、基礎設施滯后、自主創(chuàng)新能力不強等密切相關(圖1)。

圖1　沿海城市群開發(fā)強度的時空特征

3.2　資源環(huán)境承載力時空特征分析

我國沿海城市群資源環(huán)境承載力穩(wěn)步上升,1995年、2005年和2015年資源環(huán)境承載力平均值分別為0.3636、0.4376、0.4411,低于資源環(huán)境承載力的理想值4.0395、4.8622和4.9012,說明沿海城市群資源環(huán)境承載狀況得到不斷提升且均處于可載狀態(tài),其中長三角資源環(huán)境承載力增幅最明顯,資源環(huán)境承載力由1995年的0.3277增加到2015年的0.4240,環(huán)境治理力度增強、環(huán)境保護投資增加、生態(tài)修復工程實施等的成效顯著。沿海城市群資源環(huán)境承載力大小排序為珠三角>遼中南>山東半島>京津冀>長三角,平均值分別為0.4352、0.4230、0.4181、0.4102、0.3895。從53個城市來看,資源環(huán)境承載力空間差異相對較小且逐年遞減,標準差分別為0.05858、0.0733、0.0645,高于資源環(huán)境承載力指數(shù)平均值的城市數(shù)量分別為22個、30個、16個,占全部城市數(shù)量的41.51%、56.60%、30.19%,集中分布于遼中南、山東半島和長三角北部。其中,深圳(0.6806)資源環(huán)境承載力最高,通過主動對標全球生態(tài)環(huán)境標桿城市,執(zhí)行一流的環(huán)保標準,運用一流的環(huán)保技術等,加大環(huán)保工作力度,使優(yōu)良的生態(tài)環(huán)境成為深圳重要競爭力;肇慶(0.2738)資源環(huán)境承載力最低,內(nèi)河涌黑臭現(xiàn)象明顯、湖庫水質(zhì)有待持續(xù)改善、礦山開采導致水土流失加劇、環(huán)境監(jiān)測與監(jiān)察力度不夠等是制約肇慶資源環(huán)境承載力提升的主要問題(圖2)。

3.3　耦合協(xié)調(diào)關系分析

我國沿海城市群開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力的耦合度總體處于拮抗耦合階段,1995年、2005年和2015年的耦合度平均值分別為0.4275、0.3740、0.3924。沿海城市群開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力的耦合度大小排序為長三角>山東半島>珠三角>京津冀>遼中南,耦合度平均值分別為0.4506、0.4110、0.4079、0.3746、0.3458。從53個城市來看,開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力耦合度空間差異相對較小但逐年遞增,標準差分別為0.0657、0.0759、0.0766。1995年、2005年和2015年資源環(huán)境承載力高于耦合度平均值的城市數(shù)量分別為34個、25個、31個,占到全部城市數(shù)量的64.15%、47.17%、58.49%,其中北京、濟南、淄博、青島、揚州、鎮(zhèn)江、泰州、南京、鎮(zhèn)江等23個城市的開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力耦合度始終高于平均水平,相對集中地分布于山東半島、長三角和珠三角,深圳(0.4964)開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力耦合度最高,承德(0.1940)開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力耦合度最低,處于最低一級的低水平耦合階段,兩者相差2.56倍。

圖2　沿海城市群資源環(huán)境承載力的時空特征

我國沿海城市群開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力的協(xié)調(diào)度整體不高,以輕度失調(diào)類型為主,1995年、2005年和2015年資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)度平均值分別為0.3294、0.3209、0.3335,呈現(xiàn)較明顯的非同步發(fā)展特征。沿海城市群開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力的協(xié)調(diào)度大小排序為長三角>珠三角>山東半島>京津冀>遼中南,協(xié)調(diào)度平均值分別為0.3650、0.3394、0.3325、0.3109、0.2918。從53個城市來看,開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)度空間差異特征與耦合度空間差異特征完全一致,標準差分別為0.0695、0.0705、0.0753。1995年、2005年和2015年高于協(xié)調(diào)度平均值的城市數(shù)量均為24個,占全部城市數(shù)量的45.28%。其中,沈陽、北京、濟南、淄博、青島等22個城市開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)度始終高于平均水平,相對集中地分布于長三角和珠三角。深圳(0.6048)開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)度最高,屬于初級協(xié)調(diào)型;上海(0.5225)開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)度次之,屬于勉強協(xié)調(diào)型;承德(0.1981)開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)度最低,屬于嚴重失調(diào)型(圖3)。

圖3　沿海城市群開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力的耦合度與協(xié)調(diào)度

3.4　協(xié)調(diào)發(fā)展的障礙因素分析

1995—2015年,各評價指標對沿海城市群開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)發(fā)展的障礙度差異較為明顯,平均值為∈[14.1680%,20.0023%],前五位障礙指標分別是人口密度(20.0023%)、人均耕地面積(20.0013%)、經(jīng)濟密度(20.0004%)、城市建設用地占比(20.0003%)和人均公園綠地面積(20.0001%),可見開發(fā)強度是影響兩者協(xié)調(diào)發(fā)展的主要障礙子系統(tǒng)。其中:①人口密度是首要障礙因素。發(fā)達的經(jīng)濟水平、便利的公共服務和便捷的交通運輸使大城市的“虹吸效應”突出,中小城市人口流失,沿海城市群人口畸形分布。其中,人口密度對遼中南障礙作用最強,地理位置較偏、經(jīng)濟實力較弱、社會保障不足等加速了該區(qū)人口流失,出現(xiàn)“人才陷阱”與“北雁南飛”問題,加上超低生育率的影響,三個年份中遼中南人口密度分別僅為312人/km2、326人/km2和331人/km2。②人均耕地面積是第二大障礙因素。城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展使建設用地規(guī)模持續(xù)增加,大量耕地后備資源被開發(fā)利用,加上災毀和生態(tài)退耕等因素的影響,人均耕地面積不斷減少,土地壓力巨大。其中,人均耕地面積對珠三角的障礙作用最強,這與其土地面積不足且可墾率低、空間分布零散、耕地質(zhì)量不高等密切相關,耕地資源緊缺成為其硬約束。③經(jīng)濟密度、城市建設用地占比和人均公園綠地面積是重要的障礙因素。GDP增速作為政績考核的長期標準,導致忽視經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量,大城市利用政策支撐條件和配套服務設施等成為高經(jīng)濟密度區(qū),中小城市多是低經(jīng)濟密度區(qū),城市建設用地呈現(xiàn)低效、無序、快速擴張,人均城市建設用地水平參差不齊,城市公園綠地存在面積不足、配套設施陳舊、養(yǎng)護管理缺失等問題,不利于居民幸福指數(shù)的提升(圖4)。

圖4　沿海城市群開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)發(fā)展的障礙因子

4　結(jié)論與討論

4.1　結(jié)論

本文運用耦合協(xié)調(diào)度模型和障礙度模型,對中國五大沿海城市群開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力的時空耦合協(xié)調(diào)關系特征及其障礙因素進行了量化診斷,得出以下結(jié)論:①中國沿海城市群開發(fā)強度加速上升,開發(fā)強度均值由2.9976%增加到5.2944%,超過2030年4.67%的國土開發(fā)強度紅線,珠三角開發(fā)強度最高,長三角開發(fā)強度次之,遼中南開發(fā)強度最低;53個城市開發(fā)強度空間差異明顯,深圳和上海開發(fā)強度處于最高一級,承德開發(fā)強度最低。沿海城市群資源環(huán)境承載力穩(wěn)步上升,資源環(huán)境承載力均值由0.3636增至0.4411,低于資源環(huán)境承載力理想值,珠三角資源環(huán)境承載力最高,長三角資源環(huán)境承載力最低;53個城市資源環(huán)境承載力空間差異較小且逐年遞增,深圳資源環(huán)境承載力最高,肇慶資源環(huán)境承載力最低。②中國沿海城市群開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力的耦合度處于(0.3,0.5]的拮抗耦合階段,三個年份的耦合度均值分別為0.4275、0.3740和0.3914,長三角耦合度最高,遼中南耦合度最低;53個城市開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力耦合度空間差異相對較小但逐年遞增,深圳(0.4964)耦合度最高,承德(0.1940)耦合度最低。沿海城市群開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力的協(xié)調(diào)度整體不高,以(0.3,0.39]的輕度失調(diào)類型為主,三個年份的協(xié)調(diào)度均值分別為0.3294、0.3209和0.3335,長三角協(xié)調(diào)度最高,遼中南協(xié)調(diào)度最低;53個城市開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)度空間差異特征與耦合度空間差異特征完全一致,深圳(0.6048)協(xié)調(diào)度最高,承德(0.1981)協(xié)調(diào)度最低。③各指標對沿海城市群開發(fā)強度和資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)發(fā)展的障礙度差異明顯,平均值∈[14.1680%,20.0023%],前5位障礙指標是人口密度>人均耕地面積>經(jīng)濟密度>城市建設用地占比>人均公園綠地面積,障礙度的平均值依次為20.0023%、20.0013%、20.0004%、20.0003%、20.0001%。其中人口密度是首要障礙指標,以對遼中南(41.5305%)障礙作用最強,人均耕地面積的障礙作用次之,耕地資源緊缺成為兩者協(xié)調(diào)發(fā)展的硬約束,以對珠三角(48.3592%)障礙作用最強,經(jīng)濟密度、城市建設用地占比和人均公園綠地面積成為制約沿海城市群開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力協(xié)調(diào)發(fā)展的潛在障礙因子。

4.2　討論

綜上所述,開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力的本質(zhì)內(nèi)涵較為深厚,推進兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展是一個相對宏大的系統(tǒng)工程,城市群作為一種復雜的綜合集群體,實現(xiàn)其社會經(jīng)濟發(fā)展與資源環(huán)境保護的全面協(xié)同更是需要循序漸進。本文針對我國沿海城市群開發(fā)強度與資源環(huán)境承載力耦合協(xié)調(diào)及其障礙因素診斷的成果是較為初步的,今后應在區(qū)域選擇、指標構建、方法運用以及政策響應等方面應做進一步的探討與研究。