趙姚陽,張 宇

(河海大學(xué)公共管理學(xué)院，南京 210098)

前 言

近年來，隨著城市化進程的不斷深入，傳統(tǒng)的圈地式擴張對經(jīng)濟增長的影響和貢獻率隨著經(jīng)濟發(fā)展階段的演進逐漸減小[1]，人們開始關(guān)注土地集約利用與城市用地效率提升。然而只注重經(jīng)濟、社會效益，忽略環(huán)境承載力的土地利用方式導(dǎo)致了環(huán)境污染、資源浪費、生態(tài)惡化等“城市病”[2]，嚴(yán)重阻礙了社會經(jīng)濟效率和城市化水平的提高。因此，綠色發(fā)展是在資源環(huán)境約束下城市實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇[3]。土地綠色利用效率是一種全要素生產(chǎn)率，強調(diào)經(jīng)濟、社會、生態(tài)統(tǒng)籌兼顧、協(xié)調(diào)發(fā)展[4]。較高的土地綠色利用效率能夠為城市發(fā)展提供動能，助力城市化水平的提高，合理有序的城市化亦可促進土地集約利用，提升城市土地綠色利用效率。因此，研究兩者的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系對推動城市發(fā)展轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)城市綠色協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

城市土地綠色利用效率與城市化耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的本質(zhì)是指城市發(fā)展過程中土地、人口、資產(chǎn)等關(guān)鍵要素與生態(tài)環(huán)境之間相互作用、動態(tài)演進達到的一種良性耦合狀態(tài)，是城市發(fā)展與生態(tài)環(huán)境匹配的狀態(tài)表征[2]。目前學(xué)者們關(guān)于用地效率與城市化耦合關(guān)系的研究主要圍繞城市土地利用效率與城市化的關(guān)系[5]、城市土地利用效率與城市化耦合協(xié)調(diào)度的時空演變特征[6]、驅(qū)動機制差異[7]、優(yōu)化提升路徑[8]等內(nèi)容展開。其中，胡業(yè)翠等[9]指出我國城市土地利用效率與城市化發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)值偏低，且呈現(xiàn)出由東至西梯度遞減的特征；王磊等[10]研究環(huán)渤海地區(qū)城市群發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)土地利用效率與城市化耦合協(xié)調(diào)水平不均衡，具有中心—外圍的分布特點；馮長春等[11]通過構(gòu)建回歸模型發(fā)現(xiàn)城市用地效率與城鎮(zhèn)化水平為非線性關(guān)系，不同時期影響兩者耦合水平的驅(qū)動因素不同。在研究方法上，城市化評價指標(biāo)體系的構(gòu)建從單一的土地城市化[12]拓展到空間、人口、經(jīng)濟、社會多個維度[13]，指標(biāo)權(quán)重計算由主觀的德菲爾專家評判[14]轉(zhuǎn)向非參數(shù)客觀的熵權(quán)法[15]、隨機森林法[8]、主成分分析[16]等；土地利用效率評價指標(biāo)體系的構(gòu)建從多投入單一經(jīng)濟產(chǎn)出[17]拓展到多投入經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益等綜合產(chǎn)出[18-19]，效率值計算由傳統(tǒng)徑向的CCR、BCC模型[20]轉(zhuǎn)向非徑向非角度的SFA隨機前沿分析[21-22]、超效率SBM模型[23-24]等?？v觀以上研究，雖然取得了諸多有價值的研究成果，但仍有兩點不足之處：(1)內(nèi)容上將綠色發(fā)展理念貫穿城市用地效率與城市化耦合關(guān)系的研究較少，不符合當(dāng)下綠色、高質(zhì)量、可持續(xù)的城市發(fā)展目標(biāo)；(2)只關(guān)注用地效率與城市化的耦合協(xié)調(diào)水平，忽略其相對發(fā)展程度，易陷入高耦合協(xié)調(diào)度的“衰退陷阱”。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域

江蘇省作為中國的經(jīng)濟強省，空間城市化水平高，人口密度大，省內(nèi)土地資源匱乏，人地關(guān)系緊張。尤其是近年來隨著城鎮(zhèn)化進程的加速，人地矛盾愈發(fā)突出、環(huán)境承載壓力日益增大，不僅嚴(yán)重影響了社會經(jīng)濟運行效率，同時也降低了人居環(huán)境質(zhì)量，因此在綠色發(fā)展前提下提高城市用地效率與城市化水平亟待解決。基于此，本研究運用超效率SBM—Undesirable模型、主成分分析和耦合協(xié)調(diào)度模型對江蘇省13市的土地綠色利用效率、城市化水平及其耦合協(xié)調(diào)關(guān)系進行綜合測度，借助核密度估計曲線、探索性空間數(shù)據(jù)分析刻畫兩者耦合協(xié)調(diào)度的時空演變特征，并運用Tapio指數(shù)動態(tài)衡量兩者的相對發(fā)展程度，提出優(yōu)化路徑，以期為江蘇省制定科學(xué)的土地利用政策，提高城市用地效率和城市化水平、實現(xiàn)城市綠色、高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展提供借鑒與參考。

1.2 研究方法

1.2.1 超效率SBM-Undesirable模型

超效率SBM-Undesirable模型是對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的改進[25]，以非徑向非角度構(gòu)建最佳生產(chǎn)前沿面，在解決有效生產(chǎn)決策單元效率值再分解和排序問題的同時，將非期望產(chǎn)出納入模型的評價指標(biāo)體系，能夠避免角度選擇和松弛變量帶來的誤差，從而更加客觀真實的反映研究對象的效率值。其模型構(gòu)建如式(1)，其中，為城市土地綠色利用效率值；s-、sg、sb分別代表投入、期望產(chǎn)出、非期望產(chǎn)出的松弛變量；λ為權(quán)重向量。

(1)

s-≥0,sg≥0,sb≥0,λ≥0

1.2.2 耦合協(xié)調(diào)度模型

耦合協(xié)調(diào)度的計算包括耦合度和協(xié)調(diào)度兩部分。耦合度反映了不同系統(tǒng)之間的相互作用強度，協(xié)調(diào)度則反映了不同系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展水平，其表達式分別為式(2)、式(3)。借鑒已有研究成果[26-27]，對耦合度進行如下劃分：0.0

(2)

(3)

式中：C為耦合度；D為協(xié)調(diào)度；U1、U2分別代表城市土地綠色利用效率和城市化水平；T為兩者的綜合協(xié)調(diào)指數(shù)，T=αU1+βU2，且α+β=1，基于土地綠色利用效率與城市化同等重要的思想，最終賦值α=β=0.5。

表1 土地綠色利用效率與城市化協(xié)調(diào)發(fā)展類型Tab.1 Types of coordinated development between land green use efficiency and urbanization

1.2.3 脫鉤模型

Tapio提出的彈性脫鉤指數(shù)是當(dāng)今經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境資源等領(lǐng)域分析變量之間相對變化關(guān)系的主流方法[28]，其優(yōu)點在于能夠按照時間序列揭示變量之間脫鉤狀態(tài)的動態(tài)演替過程。這里借助彈性脫鉤指數(shù)來描述城市土地綠色利用效率與城市化的相對發(fā)展程度。公式如下：

(4)

式中e為彈性脫鉤指數(shù)；ΔU1和ΔU2表示研究期間城市土地綠色利用效率和城市化水平的變化量；U1和U2表示研究期初城市土地綠色利用效率值和城市化水平。脫鉤類型的劃分見表2。

表2 脫鉤類型及彈性值Tab.2 Type of decoupling and elastic value

1.2.4 核密度估計

核密度估計是一種根據(jù)數(shù)據(jù)自身特點和性質(zhì)進行擬合分布的非參數(shù)估計。它能夠根據(jù)輸入要素計算整個區(qū)域的數(shù)據(jù)聚集情況，并通過連續(xù)的密度曲線描述隨機變量的分布形態(tài)和演進特征[29]。其表達式為：

(5)

1.2.5 探索性空間數(shù)據(jù)分析(ESDA)

ESDA(Exploratory Spatial Data Analysis)是探索性數(shù)據(jù)分析在空間上的拓展應(yīng)用[30]。衡量空間相關(guān)性最常用的統(tǒng)計量就是Global Moran’s I(全局莫蘭指數(shù))和Local Moran’s I(局部莫蘭指數(shù))，前者能夠反映出空間單元某一屬性值在整個研究區(qū)域聚集的情況，后者能夠描述聚集現(xiàn)象或者異常值出現(xiàn)在哪些空間單元[31]。Global Moran’s I的計算公式如下：

(6)

Local Moran’s I的計算公式如下：

(7)

式中參數(shù)含義同式(6)，Ii∈[-1,1]，當(dāng)Ii>0時，表示空間單元i及其周邊地區(qū)為屬性高值或低值聚集區(qū)；當(dāng)Ii<0時，表示空間單元i的屬性為低值而周圍單元的屬性為高值或者i的屬性為高值而周圍空間單元為低值。

1.3 指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)來源

1.3.1 城市土地綠色利用效率與城市化評價指標(biāo)體系

在充分考慮土地綠色利用效率與城市化內(nèi)涵的前提下，借鑒已有研究成果[13, 19, 32]，構(gòu)建如下評價指標(biāo)體：(1)從生產(chǎn)投入、期望產(chǎn)出、非期望產(chǎn)出3方面構(gòu)建城市土地綠色利用效率評價指標(biāo)體系。其中，投入要素為城市建成區(qū)面積、市轄區(qū)固定資產(chǎn)投資額、市轄區(qū)二、三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)量；期望產(chǎn)出為市轄區(qū)二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、在崗職工平均工資和建成區(qū)綠化覆蓋面積；非期望產(chǎn)出為“工業(yè)三廢”，即工業(yè)廢水排放量、工業(yè)SO2排放量、工業(yè)粉塵排放量。(2)從空間城市化、人口城市化、經(jīng)濟城市化、社會城市化4個維度構(gòu)建城市化評價指標(biāo)體系，如表3。

表3 城市化評價指標(biāo)體系Tab.3 Evaluation index system of urbanization

1.3.2 數(shù)據(jù)來源與處理

以江蘇省13座地級市為研究對象，城市市轄區(qū)為研究主體，截取2000、2005、2010、2015、2018年的社會經(jīng)濟、環(huán)境保護數(shù)據(jù)，對城市土地綠色利用效率和城市化水平進行綜合測度。指標(biāo)數(shù)據(jù)來源于《中國城市統(tǒng)計年鑒(2000—2019)》和江蘇省統(tǒng)計年鑒。相關(guān)數(shù)據(jù)處理如下：(1)二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值和固定資產(chǎn)投資額均以2000年為基期作平減處理，使數(shù)據(jù)為可比價。(2)運用極差法對城市化評價指標(biāo)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并以spss為分析平臺，采用主成分分析法確定各項指標(biāo)權(quán)重，最后計算出其綜合值。

2 實證分析

2.1 耦合水平的時空變化分析

根據(jù)耦合度計算結(jié)果，研究期內(nèi)江蘇省各城市土地綠色利用效率與城市化的耦合值均在0.5以下,耦合水平以拮抗階段為主。從時序變化上看：(1)全省耦合度均值從2000年的0.389 6上升至2018年的0.402 8，增長了3.4%，增幅較小，表明土地綠色利用效率與城市化水平之間相互作用強度逐漸增大，但仍處于較低水平。(2)耦合值處于拮抗階段的城市占比由2000年的84.6%增至2018年的92.3%，處于低水平耦合的城市占比則由15.4%降至7.7%。從空間分布上看：(1)城市土地綠色利用效率與城市化的耦合值呈蘇南>蘇中>蘇北，其中南京市耦合值最高，一直穩(wěn)定在0.49左右，宿遷市耦合值最低，為0.2左右。(2)2000～2018年耦合值上升的城市共有7個，分別為無錫、常州、蘇州、淮安、鹽城、揚州、泰州，其中位于蘇南的城市占比42.8%，蘇中、蘇北各占28.6%。

2.2 協(xié)調(diào)水平的時空變化分析

2.2.1 時序動態(tài)演進規(guī)律

借助Stata繪制出2000年、2005年、2010年、2015年和2018年江蘇省土地綠色利用效率與城市化耦合協(xié)調(diào)度的核密度曲線圖(圖1)，刻畫城市耦合協(xié)調(diào)水平的動態(tài)演進規(guī)律。具體如下：1從分布位置看，2000～2005年核密度曲線波峰位置向左遷移，2005～2018年波峰位置向右遷移，表明研究期間江蘇省城市化與土地綠色利用效率的耦合協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)出先下降后上升的演進趨勢。2從波峰高度來看，2000～2010年核密度曲線的波峰高度顯著下降，2010～2018年波峰高度有所回升，表示各城市之間耦合協(xié)調(diào)度差異先縮小后擴大，但縮小幅度大于擴大幅度，整體呈差異縮小趨勢。3從曲線左側(cè)拖尾來看，2000～2005年左側(cè)拖尾厚度增加，2005～2018年左側(cè)拖尾厚度減小，表明處于低耦合協(xié)調(diào)水平的城市數(shù)量經(jīng)歷了先增加后減少的演進過程，研究期內(nèi)低值區(qū)城市占比下降。4從曲線右側(cè)拖尾來看，2000～2010年拖尾長度縮短，拖尾厚度增加，表示高值區(qū)耦合協(xié)調(diào)值有所下降，但高值區(qū)城市數(shù)量增加；2010～2018年拖尾長度增加，拖尾厚度減小，表示高值區(qū)耦合協(xié)調(diào)值上升，但高值區(qū)城市占比有所縮減。由此可見，不同時段城市土地綠色利用效率與城市化的耦合協(xié)調(diào)度具有不同的動態(tài)演進特征，但總體呈現(xiàn)出耦合協(xié)調(diào)水平上升，城市間差異縮小，低值區(qū)城市占比減少，中值區(qū)城市占比增加，高值區(qū)城市占比基本不變的演進態(tài)勢。

圖1 2000～2018年土地綠色利用效率與城市 化耦合協(xié)調(diào)度核密度變化曲線Fig.1 Kernel density curve of coupling coordination degree between land green use efficiency and urbanization from 2000 to 2018

2.2.2 空間格局分布特征

如圖2，江蘇省城市土地綠色利用效率與城市化耦合協(xié)調(diào)度的局域空間分布格局可劃分為四類：(1)高高值聚集區(qū)(HH)，位于該區(qū)的城市表示自身耦合協(xié)調(diào)值較高且周圍城市耦合協(xié)調(diào)值也高。2005年，僅常州市位于HH區(qū)，至研究期末，位于HH區(qū)的城市數(shù)量增至4個，分別為蘇南的南京、無錫、常州和鎮(zhèn)江。(2)低高值聚集區(qū)(LH)，位于該區(qū)的城市自身耦合協(xié)調(diào)值較低但其周圍城市耦合協(xié)調(diào)值較高。2005～2015年泰州、鎮(zhèn)江兩市位于該區(qū)，2015～2018年鎮(zhèn)江市退出LH區(qū)進入HH區(qū)，僅剩泰州市位于LH區(qū)。(3)低低值聚集區(qū)(LL)，位于該區(qū)的城市自身耦合協(xié)調(diào)值較低且周圍城市耦合協(xié)調(diào)值也低。研究期內(nèi)處于LL區(qū)的城市數(shù)量最多，分別為南通、揚州、連云港、鹽城、淮安和宿遷6座城市。(4)高低值聚集區(qū)(HL)，位于該區(qū)的城市自身耦合協(xié)調(diào)值較高而周圍城市耦合協(xié)調(diào)值較低。研究期內(nèi)位于HL區(qū)的城市數(shù)量由3個縮減至2個，2005～2010年南京市由HL區(qū)進入HH區(qū)，而蘇州、徐州兩市一直穩(wěn)定在該區(qū)。綜上，江蘇省土地綠色利用效率與城市化耦合協(xié)調(diào)度的局域空間格局分布以高高值聚集，低低值聚集為主，鄰近同伴效應(yīng)顯著，且耦合協(xié)調(diào)值分布格局與省內(nèi)經(jīng)濟社會發(fā)展情況基本吻合，呈現(xiàn)出由南到北依次下降的梯度分布態(tài)勢。

圖2 耦合協(xié)調(diào)度局部Moran’s I散點圖Fig.2 Local Moran’s I scatter plot of coupling coordination degree

2.3 相對發(fā)展程度

耦合度和協(xié)調(diào)度可以反映出城市土地綠色利用效率與城市化的相互作用強度和協(xié)同發(fā)展水平，但無法反映兩者之間的相對發(fā)展程度。這里借助脫鉤系數(shù)動態(tài)觀測土地綠色利用效率與城市化的相對變化情況，判斷制約城市發(fā)展的原因，避免高耦合協(xié)調(diào)度下的“衰退陷阱”。

表4 土地綠色利用效率與城市化脫鉤類型Tab.4 Land green use efficiency and urbanization decoupling type

由表4可知，研究期間江蘇省城市土地綠色利用效率與城市化的脫鉤關(guān)系具有多元化的特征，可以概括為三種類型：(1)效率滯后型，其主要包括強脫鉤和弱脫鉤兩種關(guān)系，分別表現(xiàn)為某時段內(nèi)綠色效率值降低而城市化水平提高，或綠色效率值、城市化水平同步提高但前者提升幅度小于后者。截至研究期末，該種類型主要包含了無錫、常州、揚州、泰州、淮安、鹽城等城市。(2)城市化水平滯后型，其主要包括擴張負脫鉤和強負脫鉤兩種關(guān)系，分別表現(xiàn)為綠色效率值、城市化水平同步提高且前者提升幅度大于后者，或綠色效率值提高而城市化水平降低。截至研究期末，該種類型主要包含了南京、鎮(zhèn)江、蘇州、南通、徐州、連云港等城市。(3)雙重滯后型，其主要包括弱負脫鉤和衰退脫鉤兩種關(guān)系，表現(xiàn)為綠色效率值、城市化水平同時降低。截至研究期末，該種類型只包含了宿遷市。綜上，從脫鉤關(guān)系上看，研究期內(nèi)江蘇省各城市土地綠色利用效率與城市化的發(fā)展始終處于脫鉤狀態(tài)，主要表現(xiàn)為效率滯后與城市化滯后交替出現(xiàn)，效率滯后型城市占比從2005年的53.8%降至2018年的38.5%，表明在數(shù)量分布上主要類型呈現(xiàn)出由效率滯后向城市化滯后轉(zhuǎn)變的趨勢。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

3.1.1 研究期內(nèi)江蘇省各城市土地綠色利用效率與城市化的相互作用強度逐漸增大，但仍處于較低水平，耦合水平以拮抗階段為主。

3.1.2 研究期內(nèi)城市土地綠色利用效率與城市化耦合協(xié)調(diào)度總體呈上升趨勢，城市間差異縮小，低值區(qū)城市占比減少，中值區(qū)城市占比增加，高值區(qū)城市占比基本不變。

3.1.3 研究期內(nèi)土地綠色利用效率與城市化的耦合協(xié)調(diào)度存在顯著正向全局空間自相關(guān)，且相關(guān)性增強。從局域空間格局分布看，耦合協(xié)調(diào)水平以高高值聚集，低低值聚集為主，鄰近同伴效應(yīng)顯著，呈現(xiàn)出由南到北梯度遞減的分布格局。

3.1.4 研究期內(nèi)各城市土地綠色利用效率與城市化的相對發(fā)展程度表現(xiàn)為效率滯后與城市化滯后交替出現(xiàn)，主要類型呈現(xiàn)出由效率滯后型向城市化滯后型轉(zhuǎn)變的趨勢。

3.2 政策建議

基于上文分析提出如下建議：(1)對于效率滯后型城市，應(yīng)當(dāng)以“嚴(yán)控增量、盤活存量、提升質(zhì)量”為出發(fā)點提升城市土地綠色利用效率。隨著城市化水平的不斷提高，城市用地規(guī)模的擴大并未伴隨用地效率的提升，表明此類城市應(yīng)適度控制建設(shè)用地規(guī)模，用挖潛代替增量，以優(yōu)化城市內(nèi)部結(jié)構(gòu)、推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級為著力點，促進土地綠色集約利用，提高用地效率。(2)對于城市化滯后型城市，不同規(guī)模與經(jīng)濟發(fā)展水平的城市應(yīng)采取不同的優(yōu)化措施。鎮(zhèn)江、南通、連云港等城市，應(yīng)當(dāng)適度擴大城市規(guī)模，著力打造特色產(chǎn)業(yè)、培育區(qū)域產(chǎn)業(yè)增長極，提高城市對資本和勞動力的吸引力。南京、蘇州、徐州等城市，應(yīng)聚焦核心技術(shù)創(chuàng)新，以技術(shù)革命推動產(chǎn)業(yè)升級，致力于打造綠色、創(chuàng)新型城市群，促進土地綠色利用效率與城市化之間良性共振；同時，也要充分發(fā)揮空間溢出效應(yīng)，以自身較高的耦合協(xié)調(diào)水平帶動周邊城市發(fā)展。(3)對于宿遷此類雙重滯后型城市，應(yīng)從調(diào)整城市內(nèi)部土地利用結(jié)構(gòu)著手，合理規(guī)劃城市產(chǎn)業(yè)布局與規(guī)模，立足新型工業(yè)化，推動區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)支撐由二產(chǎn)向三產(chǎn)轉(zhuǎn)變；同時，完善交通道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，促進生產(chǎn)要素流通以及與周邊城市的聯(lián)系互動，增強土地綠色利用效率與城市化之間的相互作用，推動兩者協(xié)調(diào)發(fā)展。