羅旖璇

(寧夏大學 經(jīng)濟管理學院,寧夏 銀川 750021)

隨著我國城鎮(zhèn)化建設的不斷推進,城市面臨人口劇增、交通擁堵、環(huán)境污染、城市負債等問題與挑戰(zhàn),經(jīng)濟的高速發(fā)展與城市生態(tài)環(huán)境承載力之間的矛盾日益凸顯。 城市建設需要改變思路,向集約、智能、綠色、低碳生態(tài)化的新常態(tài)轉(zhuǎn)型,實現(xiàn)城市的健康發(fā)展。 因此,建設新型示范智慧城市與提高環(huán)境承載力是我國發(fā)展智慧化、綠色化城市的必然趨勢[1]。 根據(jù)《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃》的總體部署,我國在新型城鎮(zhèn)化建設進程中要基于綠色低碳、便捷高效等理念,加快智慧城市建設步伐,促進生態(tài)文明體制改革,在新時代科技信息技術的支持下,建設綠色智慧城市,推動新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略的實施和經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

張云霞等[2]將智慧城市定義為按照科學的城市發(fā)展理念,利用新一代信息技術形成具備可持續(xù)發(fā)展內(nèi)生動力的安全、便捷、高效、綠色的城市形態(tài)。 Mersal Amira[3]認為構(gòu)建綠色城市是結(jié)合社會、經(jīng)濟、文化和環(huán)境要素以實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。 趙崢[4]則認為城市綠色發(fā)展的理論內(nèi)涵是以提升生活質(zhì)量為核心,在合理利用資源環(huán)境基礎上處理好人與自然的共生關系。 城市綠色發(fā)展的實證研究分研究對象進行,包括國家層面[5-7]、區(qū)域?qū)用鎇8-10]、省級層面[11-12]等。 在智慧城市建設與綠色發(fā)展關系方面,陳紹愿等[13]從生態(tài)位角度研究了現(xiàn)代智慧城市競爭和生態(tài)的復雜關系,將現(xiàn)代城市視為一種具有生態(tài)智慧的特殊生命體,提出城市競爭生態(tài)位的概念。 Ferrara R(2015)[14]分析得出,在智慧城市建設和綠色經(jīng)濟發(fā)展問題上建立明確的法律框架會使能源和環(huán)境立法與歐洲智能城市的和諧高效發(fā)展之間建立更直接的聯(lián)系。 舒婷等[15]和樊榮等[16]分別分析了安徽省和山東半島的新型城鎮(zhèn)化、區(qū)域經(jīng)濟與城市生態(tài)環(huán)境的耦合關系。

國內(nèi)外學者對智慧城市建設、城市綠色發(fā)展、智慧城市建設與綠色發(fā)展的關系進行了理論研究與實踐探索,取得了顯著成果,但對智慧城市建設與綠色發(fā)展間的協(xié)調(diào)發(fā)展研究仍存在不足。 一方面,現(xiàn)有研究多注重探討智慧城市建設與綠色發(fā)展的理論關系,缺少對兩系統(tǒng)間協(xié)調(diào)發(fā)展的實證研究;另一方面,國內(nèi)相關學者對該方面的研究多集中在東部省份,而對處于內(nèi)陸西北地區(qū)的耦合協(xié)調(diào)研究極為匱乏。 以西北主要省會城市之一——銀川市為例,構(gòu)建2010—2017 年智慧城市建設和綠色發(fā)展指標體系,運用組合賦權TOPSIS方法評價子系統(tǒng)綜合發(fā)展能力,利用耦合協(xié)調(diào)模型分析銀川市智慧城市建設與綠色發(fā)展的協(xié)調(diào)發(fā)展狀況。

1 模型構(gòu)建

1.1 指標體系構(gòu)建

在國家新型城鎮(zhèn)化建設背景下,智慧城市建設與綠色發(fā)展相互關聯(lián)、相輔相成,各子系統(tǒng)內(nèi)部指標眾多,兩大系統(tǒng)之間指標內(nèi)容復雜,涉及主體多樣。 基于以往眾多學者的研究成果,結(jié)合銀川市智慧城市建設、綠色發(fā)展的具體情況,遵循構(gòu)建指標體系的科學性、穩(wěn)定性、可量化和數(shù)據(jù)的可得性等原則,構(gòu)建了以智慧城市系統(tǒng)和綠色發(fā)展系統(tǒng)為子系統(tǒng)的評價指標體系。 在智慧城市建設與綠色發(fā)展的耦合交互作用中,智慧城市系統(tǒng)下設包括智慧基礎、智慧投入、智慧民生在內(nèi)的3 個二級指標和13 個三級指標,綠色發(fā)展系統(tǒng)包括綠色狀態(tài)、綠色相應、綠色壓力的3 個二級指標和9 個三級指標,如表1 所示。

1.2 研究方法與模型

1.2.1 組合權重的確定

選擇客觀賦權評價法中的熵值法和變異系數(shù)法的組合權重確定指標權重,在有效避免傳統(tǒng)主觀權重確定方法中主觀因素對結(jié)果造成影響的同時,還能夠減少熵值法確定權重時導致的指標權重分配的均衡化缺陷,使評價結(jié)果進一步趨向合理。

設有n 個指標,每個指標有m 年的數(shù)據(jù),構(gòu)成原始指標數(shù)據(jù)矩陣Xij=(Xij)m×n,采用極差標準化法進行數(shù)據(jù)處理,指標分為正向指標和負向指標,得到標準化數(shù)據(jù)矩陣xij=(xij)m×n,正向指標為負向指標為 xij=式中,Xij為第i 年第j 項指標的原始數(shù)據(jù)值;xij為標準化后的數(shù)據(jù)值,max{Xi}為第j 項指標原始數(shù)據(jù)值中的最大值;min{Xi}為第j 項指標原始數(shù)據(jù)中的最小值。

表1 智慧城市建設與綠色發(fā)展評價指標體系

1.2.1.1 熵值法確定的權重

對標準化后的指標數(shù)值進行坐標平移,使Yij=xij+C,以保證所有數(shù)值的顯著性,這里C 為平移幅度,取C=0.01。 對平移后的指標數(shù)值進行歸一化處理,計算第j 項指標在第i 年份指標值中的比重,即Z ij=。 計算第j 項指 標的熵 值ej=-。 其中,ej為所有年份對指標的貢獻量,也即熵,常數(shù)K=,以保證ej的值介于0～1 之間。 計算第j 項指標的差異性系數(shù):dj=1-ej。最終得到第j 項指標的權重為

1.2.1.2 變異系數(shù)法確定的權重

由于評價指標體系中各項指標的量綱不同,不宜直接比較其差別程度。 為了消除各項評價指標的量綱不同的影響,需要用各項指標的變異系數(shù)來衡量各項指標取值的差異程度。 第j 項指標的變異系數(shù)為其中,βj是第j 項指標的變異系數(shù),σj是第j 項指標的標準差,ˉxj是第j 項指標的平均值。 由此得到第j 項指標的權重為為指標個數(shù)。

1.2.1.3 熵值法和變異系數(shù)法的組合賦權

采用乘法合成的方式確定組合權重,即首先將各賦權法確定的權重系數(shù)對應相乘,最后將乘積進行歸一化處理,以在多指標決策過程中凸顯指標間的重要度[17]。

設熵值法和變異系數(shù)法獲得的權重向量分別是:βj=[δ1,δ2,…,δn]T,εj=[ε1,ε2,…,εn]T,得到組合賦權權重為:

式中:wj——組合賦權權重;δj——熵值法權重;εj——變異系數(shù)法權重。

1.2.2 組合賦權TOPSIS

組合賦權TOPSIS 是基于傳統(tǒng)TOPSIS 法,將由熵值法和變異系數(shù)法確定的組合權重與其相結(jié)合的賦值表權重的評價模型,能較為客觀全面地反映評價指標的動態(tài)變化和規(guī)律,體現(xiàn)出系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平。

1.2.2.1 基于組合權重的評價矩陣構(gòu)建

在標準化評價矩陣的基礎上,結(jié)合組合權重wj構(gòu)建規(guī)范化評價矩陣Y:

1.2.2.2 第j 項指標到正、負理想值之間的距離

1.2.2.3 計算綜合評價指數(shù)

第i 年各系統(tǒng)的綜合評價指數(shù)為fi,取值為0～1,越接近1 表示綜合評價得分越高,越接近0表示綜合評價得分越低。 公式為:

式中:fi——綜合評價指數(shù)。

1.2.3 耦合協(xié)調(diào)度模型

耦合源于物理學概念,用以反映各系統(tǒng)間由無序向有序狀態(tài)間的相互轉(zhuǎn)變過程,同時衡量了兩個及以上的系統(tǒng)之間相互作用、相互影響的關系。 而協(xié)調(diào)度主要是度量系統(tǒng)與系統(tǒng)間或系統(tǒng)內(nèi)部組成要素在發(fā)展過程中的平衡狀態(tài)及其協(xié)調(diào)程度,側(cè)重于系統(tǒng)之間的良性互動關系。 結(jié)合銀川市耦合度及耦合協(xié)調(diào)度的實際情況,參考有關學者[1,19]已有的劃分標準,將耦合度與耦合協(xié)調(diào)度的評價標準劃分為5 個等級(見表2)。 一般耦合協(xié)調(diào)度模型的理論如下:

假設共有A、B 兩個系統(tǒng),各個系統(tǒng)分別對應a、b 個指標,f(A)、f(B)分別為兩系統(tǒng)的綜合評價指數(shù),則系統(tǒng)A、B 間的耦合度公式為:

式中:L——耦合度,L∈[0,1]。 當L=0 時耦合度最低,當L=1 時耦合度最高。 系統(tǒng)間的耦合度體現(xiàn)出兩系統(tǒng)之間的相互作用強度,但無法判斷兩系統(tǒng)是在何種程度上達到的協(xié)調(diào)水平,需要結(jié)合系統(tǒng)耦合度和系統(tǒng)的發(fā)展水平進行綜合得出兩系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度,公式為:

表2 智慧城市建設與綠色發(fā)展協(xié)調(diào)分類判別標準

式中:D——系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度;f——綜合發(fā)展指數(shù);μ——智慧城市建設系統(tǒng)的貢獻份額;ρ——綠色發(fā)展系統(tǒng)的貢獻份額。 筆者認為智慧城市建設和綠色發(fā)展兩系統(tǒng)處于同樣重要的地位,因此取μ=ρ

2 銀川市智慧城市建設與綠色發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)實證分析

2.1 銀川市智慧城市建設與綠色發(fā)展的綜合評價

依據(jù)上述研究方法與模型,運用組合賦權TOPSIS 模型對銀川市智慧城市建設與綠色發(fā)展進行了綜合評價。 結(jié)果顯示:2010—2017 年銀川市智慧城市和綠色發(fā)展的綜合發(fā)展水平總體均呈現(xiàn)上升趨勢,其中智慧城市建設發(fā)展水平變動幅度較大,其總體發(fā)展水平較綠色發(fā)展水平高。 由圖1 可知,銀川市智慧城市建設發(fā)展水平經(jīng)歷了一系列波動,從2010 年的0.171 1 上升到2017 年的0.761 7,總體增長水平顯著。 綠色發(fā)展方面,2010—2017 年銀川市綠色發(fā)展水平呈現(xiàn)出先小幅下降后穩(wěn)步提升的趨勢,其中2015 年之前銀川市的綠色發(fā)展狀況表現(xiàn)不穩(wěn)定,綠色發(fā)展綜合指數(shù)在0.263 7 與0.507 4 之間徘徊,隨后恢復上升趨勢。 橫向比較來看,除了2010 年和2012 年,其余年份銀川市綠色發(fā)展水平均滯后于智慧城市建設綜合發(fā)展水平,且兩者的發(fā)展水平差距有進一步擴大的趨勢。 綜合發(fā)展指數(shù)的總體上升趨勢說明樣本期內(nèi)銀川市用實際行動在促進智慧城市建設和推動綠色發(fā)展,子系統(tǒng)內(nèi)部運行良好,究其兩者之間的關系以及耦合協(xié)調(diào)發(fā)展狀況需要進一步探討。

圖1 2010—2017 年銀川市智慧城市建設與綠色發(fā)展的綜合評價得分

2.2 一般耦合協(xié)調(diào)分析

由一般耦合協(xié)調(diào)模型計算的耦合度及耦合協(xié)調(diào)度結(jié)果顯示(見表2):2010—2017 年銀川市智慧城市建設與綠色發(fā)展的耦合度基本處于發(fā)展類耦合行列,耦合協(xié)調(diào)度除2012 年趨于中度失調(diào)外,均屬于輕度失調(diào)狀態(tài),并有向良好協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)變的趨勢。 兩系統(tǒng)間的耦合度持續(xù)高于耦合協(xié)調(diào)度,并在8 年間一直保持在0.8 以上,年度間變化差異小,較穩(wěn)定,表明銀川市智慧城市建設與城市的生態(tài)環(huán)境保護、促進綠色發(fā)展之間存在相互作用、相互影響的緊密關系,但并不能說明兩系統(tǒng)間發(fā)展的互動與協(xié)調(diào)的程度。 2010—2017 年銀川市智慧城市建設與綠色發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)度上升幅度大,隨著國家及地區(qū)政策的變化與經(jīng)濟的發(fā)展逐步趨于良好和優(yōu)質(zhì),耦合度與耦合協(xié)調(diào)度間的差值日益縮小。 綜合變化表明,2010 年銀川市智慧城市建設與綠色發(fā)展的協(xié)調(diào)水平較低,2012 年后協(xié)調(diào)水平逐漸趨于穩(wěn)固并有向良好互動方向發(fā)展的趨勢,這得益于國家的政策支持和銀川市政府、企業(yè)、科研機構(gòu)等主體的不懈努力。

表2 2010—2017 年銀川市智慧城市建設與綠色發(fā)展系統(tǒng)一般耦合協(xié)調(diào)發(fā)展類型

我國智慧城市建設在“十二五”規(guī)劃期間擬定,銀川市作為中國西部省會城市之一,于2013 年入選第二批國家智慧城市試點名單。 2015 年,寧夏人民政府頒布《寧夏空間戰(zhàn)略規(guī)劃》,按照將寧夏作為一個城市規(guī)劃建設的思路,以城市群為主題形態(tài),促進城市互聯(lián)互通、智慧發(fā)展,更要堅持生態(tài)優(yōu)先的戰(zhàn)略,推進城市綠色發(fā)展,構(gòu)筑整體生態(tài)系統(tǒng),保護西部重要的生態(tài)安全屏障。 另外,《寧夏回族自治區(qū)新型城鎮(zhèn)化“十三五”規(guī)劃》于2017 年印發(fā)實施,其中同樣強調(diào)要全面提升城市功能,包括提高規(guī)劃設計水平,加強市政基礎設施建設,完善公共服務體系,并著力打造綠色城市、智慧城市。 以上方案的頒布與實施充分印證了銀川市智慧城市建設和綠色發(fā)展水平的提高,兩系統(tǒng)間的耦合度及協(xié)調(diào)互動能力有所增強,其良好互動有待于繼續(xù)保持和提高。

3 結(jié)論與展望

從綜合發(fā)展指數(shù)來看,2010—2017 年銀川市智慧城市建設綜合發(fā)展水平呈波動上升趨勢,總體增長水平顯著,而綠色發(fā)展系統(tǒng)綜合發(fā)展水平呈現(xiàn)先小幅波動后穩(wěn)步提升的趨勢,樣本期內(nèi)除2010 年和2012 年外,智慧城市建設綜合發(fā)展水平均高于綠色發(fā)展系統(tǒng)。 從銀川市智慧城市建設與綠色發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)角度來看,2010—2017 年銀川市兩系統(tǒng)間的耦合度變動幅度較小,均處于發(fā)展類耦合行列;兩系統(tǒng)間耦合協(xié)調(diào)度基本處于0.5 ～0.8 之間,屬于輕度失調(diào),2013 年后,銀川市智慧城市建設與綠色發(fā)展的協(xié)調(diào)互動轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度失調(diào)發(fā)展類綠色發(fā)展滯后型,系統(tǒng)狀態(tài)逐漸從無序向有序轉(zhuǎn)變。

銀川市作為智慧城市試點城市以及寧夏“生態(tài)立區(qū)”戰(zhàn)略的重要主戰(zhàn)場之一,擁有豐富的政策、資金支持,但在促進智慧城市建設與生態(tài)文明建設的協(xié)調(diào)發(fā)展上需要繼續(xù)努力,任重而道遠。 為進一步實現(xiàn)智慧城市建設與綠色發(fā)展協(xié)調(diào)發(fā)展,根據(jù)以上研究結(jié)論,提出以下建議措施:首先要深入貫徹落實綠色發(fā)展理念,統(tǒng)籌推進智慧城市建設;其次,在推進城市基礎設施完善更新和信息化建設過程中,需要用智慧化帶動生態(tài)環(huán)境改善,“大手拉小手”,在提高銀川市智慧化水平的同時,帶動綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展;最后,要用科學高效的干預手段保護城市生態(tài)環(huán)境,增進城市智慧化與綠色化的協(xié)調(diào)互動,引導城市向集約、智能、綠色、低碳生態(tài)化發(fā)展。