楊 帆,安瓦爾·買買提明,阿里木江·卡斯木,2
(1.新疆師范大學(xué),a.地理科學(xué)與旅游學(xué)院;b.絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶城鎮(zhèn)化發(fā)展研究中心,烏魯木齊 830054;2.新疆干旱區(qū)湖泊環(huán)境與資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,烏魯木齊 830054)
城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系的研究一直以來(lái)都是地理學(xué)家研究的核心熱點(diǎn)問(wèn)題之一[1-3]。中國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)自改革開(kāi)放以來(lái)一直處于快速發(fā)展中,截至2019 年,中國(guó)常住人口城鎮(zhèn)化率已達(dá)到60.60%,首次突破60%大關(guān)。城鎮(zhèn)化發(fā)展在快速推進(jìn)的同時(shí)也面臨環(huán)境污染、資源過(guò)度利用、生態(tài)系統(tǒng)惡化等問(wèn)題,嚴(yán)重影響城市的可持續(xù)發(fā)展[4]。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展由高速增長(zhǎng)向高質(zhì)量增長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變,解決城鎮(zhèn)化快速發(fā)展帶來(lái)的各種環(huán)境問(wèn)題成為目前城鎮(zhèn)化發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。因此,在國(guó)家“一帶一路”的戰(zhàn)略背景下,新疆在高速發(fā)展的同時(shí),關(guān)于如何協(xié)調(diào)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境之間的可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為研究的核心熱點(diǎn)問(wèn)題[5,6]。
關(guān)于城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系問(wèn)題的研究,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已有諸多研究成果。國(guó)外學(xué)者對(duì)城鎮(zhèn)化研究較早。Panayotou[7]和 Grossman 等[8]提出了“環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線(EKC)”理論,認(rèn)為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的相互關(guān)系呈現(xiàn)倒“U”型曲線波動(dòng);Wlter[9]提出要實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,需要合理利用當(dāng)?shù)刭Y源、避免資源無(wú)效利用,提高其利用效率;OECD[10]提出了脫鉤理論(Decoupling-theory)對(duì)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境關(guān)系進(jìn)行論述。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究隨著中國(guó)城鎮(zhèn)化的發(fā)展也日益豐富,馬世俊等[11]在早期提出了“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然”復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),開(kāi)啟了中國(guó)城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)研究;黃金川等[12]和方創(chuàng)琳等[13]研究了城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境之間的耦合關(guān)系;劉耀彬等[14]以定量和定性相結(jié)合、灰色關(guān)聯(lián)度分析等方法研究相互耦合的機(jī)理;廖李紅等[15]結(jié)合夜間燈光指數(shù)和遙感生態(tài)指數(shù)來(lái)定量測(cè)度城市化與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)度。綜上研究發(fā)現(xiàn),國(guó)內(nèi)外對(duì)于城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境相互關(guān)系的研究較為廣泛,多集中于城鎮(zhèn)化程度較高的城市和區(qū)域,研究方法多樣,但對(duì)干旱區(qū)綠洲城市研究相對(duì)較少,干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱且受人類活動(dòng)的影響較大,城市的分布同樣也受環(huán)境因素的影響。因此,在新疆城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的同時(shí)也應(yīng)重視對(duì)新疆城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境關(guān)系的研究。
本研究以新疆克拉瑪依市為研究區(qū),構(gòu)建城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,運(yùn)用熵值法和耦合協(xié)調(diào)度模型,分析了2008—2019 年各指標(biāo)耦合協(xié)調(diào)關(guān)系及發(fā)展趨勢(shì),以期為克拉瑪依市及天山北坡經(jīng)濟(jì)帶城鎮(zhèn)化可持續(xù)發(fā)展研究提供借鑒。
克拉瑪依市(84°44'—86°01'E,44°07'—46°08'N)位于準(zhǔn)噶爾盆地西部、天山北麓,泛中亞地區(qū)的中心區(qū),是重要的石油石化基地和新型工業(yè)化城市。截至2019 年,總?cè)丝跒?6.23 萬(wàn)人,戶籍人口為31.09萬(wàn)人,地區(qū)生產(chǎn)總產(chǎn)值達(dá)972.9 億元,其城鎮(zhèn)化發(fā)展一直處于快速發(fā)展之中。克拉瑪依市地處沙漠戈壁,生態(tài)環(huán)境脆弱。由于資源開(kāi)采、人類活動(dòng)等原因,是新疆水土流失、沙漠化嚴(yán)重的地區(qū)之一,同時(shí)石油工業(yè)生產(chǎn)和過(guò)多使用危險(xiǎn)化學(xué)品,其生態(tài)環(huán)境脆弱性更為顯著[16]。作為資源型工業(yè)城市[17],克拉瑪依市發(fā)展受自然資源和生態(tài)環(huán)境的影響較大,因此加強(qiáng)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展是其未來(lái)發(fā)展不可忽視的重要問(wèn)題。
選取的所有指標(biāo)數(shù)據(jù)均來(lái)源于2009—2020 年的《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》《克拉瑪依市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》及其他政府部門公開(kāi)的數(shù)據(jù)。
為了更好地研究克拉瑪依市城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的耦合關(guān)系,依據(jù)城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境的內(nèi)涵,在借鑒其他學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合克拉瑪依市城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境發(fā)展?fàn)顩r,按照研究數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性、連續(xù)性、科學(xué)性和可獲取性原則,分別從人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和空間城鎮(zhèn)化[18-20]4 個(gè)方面構(gòu)建城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平指標(biāo)體系;依據(jù)PSR 模型從生態(tài)環(huán)境壓力、狀態(tài)、響應(yīng)[21,22]3 個(gè)方面構(gòu)建生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平指標(biāo)體系。對(duì)克拉瑪依市城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)關(guān)系進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)。
由于所選擇的數(shù)據(jù)量綱、數(shù)量級(jí)的差異,對(duì)研究結(jié)果有影響,需對(duì)選取數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。本研究采用極差標(biāo)準(zhǔn)化法處理,同時(shí)為了避免主觀賦權(quán)法的主觀性偏差,各指標(biāo)權(quán)重采用熵值法來(lái)確定,以期更客觀反映各指標(biāo)的重要程度。
正向型指標(biāo):
逆向型指標(biāo):
計(jì)算第i年第j指標(biāo)值的比重。標(biāo)準(zhǔn)化后的各指標(biāo)處于[0,1]。每個(gè)指標(biāo)信息熵的公式如下:
如果pij=0,則定義:
式中,n為評(píng)價(jià)對(duì)象數(shù)量,Ej是指標(biāo)的信息熵。
根據(jù)信息熵計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重:
式中,m為指標(biāo)數(shù)量,Wj是第j個(gè)指標(biāo)權(quán)重。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的值和各指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算克拉瑪依市2008—2019 年城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境7 個(gè)子系統(tǒng)的綜合發(fā)展指數(shù)。綜合發(fā)展指數(shù)即綜合發(fā)展水平的量化值,公式如下:
式中,Ui表示第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合發(fā)展指數(shù)(綜合得分);Wj表示第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重;Yij是標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)值。
本研究參考物理學(xué)中的容量系數(shù)模型,借鑒其他學(xué)者的研究得出耦合度模型[20]:
式中,C為耦合度,C∈[0,1],C由 0 到 1 表示耦合度由低到高,當(dāng)C=0 時(shí)耦合度最小,認(rèn)為兩個(gè)系統(tǒng)互不影響,當(dāng)C=1 時(shí),耦合度最大,認(rèn)為兩個(gè)系統(tǒng)具有極強(qiáng)的相關(guān)性。
由于耦合度只能反映系統(tǒng)之間的相互影響程度,本研究引入耦合協(xié)調(diào)度模型來(lái)反映城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系[20]。公式如下:
式中,T表示城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的綜合協(xié)調(diào)指數(shù);D表示耦合協(xié)調(diào)度,D∈[0,1],D越接近 1 耦合協(xié)調(diào)度越大;α、β為待定系數(shù),參考其他學(xué)者研究,認(rèn)為城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境對(duì)一個(gè)城市的發(fā)展同等重要[19,22]。故α、β均取值為 0.5。參考相關(guān)文獻(xiàn)耦合度協(xié)調(diào)類型的劃分方案[20],按如下標(biāo)準(zhǔn)劃分耦合度協(xié)調(diào)發(fā)展類型、發(fā)展階段與發(fā)展特征(表1)。
表1 城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展
從表2 城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展指標(biāo)體系中各子系統(tǒng)指標(biāo)層可以看出,克拉瑪依市城鎮(zhèn)化中人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、空間城鎮(zhèn)化的權(quán)重分別為0.253 0、0.253 9、0.316 9、0.176 2,其中,社會(huì)城鎮(zhèn)化權(quán)重最高,其次是經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化和人口城鎮(zhèn)化,但差異不大,空間城鎮(zhèn)化的權(quán)重最低。說(shuō)明克拉瑪依市在城鎮(zhèn)化發(fā)展的進(jìn)程中人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)3 方面綜合協(xié)調(diào)發(fā)展,而城市空間發(fā)展相對(duì)緩慢。
表2 城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平評(píng)價(jià)指標(biāo)
生態(tài)環(huán)境的壓力、狀態(tài)、響應(yīng)的權(quán)重分別為0.343 4、0.472 6、0.184 0,其中,權(quán)重最高的是生態(tài)環(huán)境狀態(tài),生態(tài)環(huán)境響應(yīng)最低。生態(tài)環(huán)境狀態(tài)要素中,權(quán)重最高的是建成區(qū)綠化覆蓋率,權(quán)重為0.198 0,說(shuō)明克拉瑪依市在典型干旱區(qū)城市的地理環(huán)境背景下,當(dāng)?shù)卣诔擎?zhèn)化的進(jìn)程中,注重城鎮(zhèn)綠化和人民生活環(huán)境的改善,采取有效措施創(chuàng)造“戈壁沙漠中的綠色發(fā)展奇跡”的綠色工業(yè)城市,并在2013 年成為新疆第一個(gè)國(guó)家級(jí)生態(tài)區(qū)。
2008—2019 年克拉瑪依市城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展指數(shù)及耦合協(xié)調(diào)度見(jiàn)表3??死斠朗谐擎?zhèn)化的綜合發(fā)展指數(shù)從2008 年的0.200 3 上升到2019 年的 0.832 3。雖然在 2010 年和 2016 年有所下滑,但是城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展水平總體呈上升趨勢(shì),2011—2013 年和2017—2019 年這兩個(gè)階段城鎮(zhèn)化增長(zhǎng)速度較快。在這兩個(gè)階段中,城鎮(zhèn)居民人均財(cái)政收入與年末人均儲(chǔ)蓄余額也明顯增加,說(shuō)明在城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程中,經(jīng)濟(jì)隨之得到發(fā)展。與此同時(shí),2008—2019 年克拉瑪依市的居民收入不斷提高,城市建成面積、城市道路面積不斷擴(kuò)大,醫(yī)療等公共服務(wù)設(shè)施不斷完善,人民生活質(zhì)量得到了提升。
表3 2008—2019 年克拉瑪依市城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展指數(shù)及耦合協(xié)調(diào)度
2008—2019 年克拉瑪依市生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展指數(shù)雖然有一定的波動(dòng),但總體呈上升趨勢(shì)。2010年生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)波動(dòng)較大,主要是由于工業(yè)二氧化硫排放量從2009 年的42 777 t 減少到了2010年的34 224 t,建成區(qū)綠化覆蓋率從2009 年的42.6%增加到了2010 年50.68%。因此,2010 年生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展指數(shù)較高,但對(duì)其總體上升趨勢(shì)影響不大。總的來(lái)說(shuō),克拉瑪依市生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展指數(shù)從2008 年的 0.257 6 上升到 2019 年的 0.734 5,表明克拉瑪依市的生態(tài)環(huán)境在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展進(jìn)程中,不斷改善生態(tài)環(huán)境、減少工業(yè)廢棄物的排放,城市綠地面積、城市生活垃圾及污水的處理率不斷增加,在積極發(fā)展城鎮(zhèn)化的過(guò)程中保持生態(tài)環(huán)境的協(xié)同發(fā)展,注重城鎮(zhèn)化的發(fā)展速度并保障發(fā)展質(zhì)量,努力建設(shè)國(guó)家生態(tài)保護(hù)區(qū),走可持續(xù)發(fā)展的新型城鎮(zhèn)化道路。
由表 1、表 4 可知,2008—2019 年克拉瑪依市城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度整體呈上升趨勢(shì),雖然2010 年與2016 年有小幅度下降,但是其總體發(fā)展階段是由過(guò)渡階段逐步發(fā)展為協(xié)調(diào)發(fā)展階段,其耦合度協(xié)調(diào)發(fā)展類型也由2008 年的瀕臨失調(diào)型發(fā)展為良好耦合協(xié)調(diào)型,其發(fā)展逐步形成良性互動(dòng)。在研究期內(nèi),克拉瑪依市政府在發(fā)展城鎮(zhèn)化的過(guò)程中注重生態(tài)環(huán)境的改善,雖然有生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)滯后的時(shí)期,但是總體來(lái)說(shuō),克拉瑪依市城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境總體上是協(xié)同發(fā)展的關(guān)系。
表4 2008—2019 年克拉瑪依市耦合協(xié)調(diào)發(fā)展情況
2008—2011 年屬于過(guò)渡階段。其中,2008—2010 年為瀕臨失調(diào)型,2011 年為勉強(qiáng)耦合協(xié)調(diào)型,2008、2009、2011 年為城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)同步型,2010 年城鎮(zhèn)化系統(tǒng)屬于滯后型。因該階段城鎮(zhèn)化發(fā)展水平處于過(guò)渡階段,所以城鎮(zhèn)的發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的壓力較小,城鎮(zhèn)化系統(tǒng)同步或滯后于生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。
2012—2019 年屬于協(xié)調(diào)發(fā)展階段。其中,2012—2013 年為初級(jí)耦合協(xié)調(diào)型。2012 年為城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)同步型,2013 年為生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)滯后型。因該階段城鎮(zhèn)化發(fā)展水平進(jìn)入?yún)f(xié)調(diào)發(fā)展階段,所以城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)先進(jìn)入同步期,而后城鎮(zhèn)化發(fā)展帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境壓力逐步增加,造成生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)滯后。
2014—2017 年為中級(jí)耦合協(xié)調(diào)型。其中,2014—2015 年為生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)滯后型,2016—2017 年進(jìn)入城鎮(zhèn)化系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)同步型。因該階段城鎮(zhèn)化發(fā)展水平進(jìn)一步提升,克拉瑪依市在發(fā)展城鎮(zhèn)化的同時(shí),不忘走綠色發(fā)展的道路,不斷改善并提升城市的生態(tài)環(huán)境,努力建好國(guó)家生態(tài)保護(hù)區(qū)。
2018—2019 年為良好耦合協(xié)調(diào)型。耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)一步提升,為生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)滯后型。因該階段城鎮(zhèn)化發(fā)展水平進(jìn)一步提高,克拉瑪依市政府認(rèn)真貫徹落實(shí)黨的十九大精神,堅(jiān)持穩(wěn)中求進(jìn)和新發(fā)展理念,堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展,努力推動(dòng)克拉瑪依市資源型城市的轉(zhuǎn)型升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展的新型城鎮(zhèn)化道路。
本研究以新疆克拉瑪依市為研究區(qū),采用熵值法和耦合協(xié)調(diào)度模型,構(gòu)建克拉瑪依市城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境的綜合發(fā)展水平評(píng)價(jià)指標(biāo),分析2008—2019年克拉瑪依市城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)的關(guān)系,為克拉瑪依市探索綠色、包容、和諧的可持續(xù)發(fā)展新型城鎮(zhèn)化道路提供借鑒和參考。
1)克拉瑪依市城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展指數(shù)從2008 年到2019 年基本保持穩(wěn)步上升的趨勢(shì)。綜合發(fā)展指數(shù)由0.200 3 上升到0.832 3。而生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平雖然略有起伏,其總體發(fā)展趨勢(shì)也是上升的狀態(tài)。綜合來(lái)看,2013 年之前城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展指數(shù)各有高低,從2013 年起,城鎮(zhèn)化綜合發(fā)展指數(shù)略高于生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展指數(shù),城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境處于協(xié)同發(fā)展的狀態(tài)。
2)2008—2019 年克拉瑪依市城鎮(zhèn)化水平和生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度雖有起伏,但整體呈上升的趨勢(shì)。2008—2010 年為瀕臨失調(diào)型,2011 年為勉強(qiáng)耦合協(xié)調(diào)型,2012—2013 年為初級(jí)耦合協(xié)調(diào)型,2014—2017 為中級(jí)耦合協(xié)調(diào)型,2018—2019 年為良好耦合協(xié)調(diào)型。
3)綜上所述,克拉瑪依市城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展水平在研究期間內(nèi)在呈上升趨勢(shì)??死斠朗性谶^(guò)渡階段時(shí),城鎮(zhèn)化水平相對(duì)較低,經(jīng)歷過(guò)城鎮(zhèn)化系統(tǒng)相對(duì)滯后型,近年來(lái),克拉瑪依市已經(jīng)進(jìn)入?yún)f(xié)調(diào)發(fā)展階段,城鎮(zhèn)化水平逐漸提高,生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)滯后型時(shí)有出現(xiàn),這就要求克拉瑪依市政府要正確認(rèn)識(shí)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系,采取適當(dāng)?shù)某擎?zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略,注重發(fā)展速度的同時(shí)保證發(fā)展質(zhì)量,要走好綠色發(fā)展的道路,走好城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展的道路。
克拉瑪依市地處西北干旱區(qū),其地理位置與資源分布特殊,屬于典型的資源型工業(yè)城市[23]。在其城鎮(zhèn)化過(guò)程中,更加應(yīng)該注重推進(jìn)石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)相協(xié)調(diào)發(fā)展的政策,堅(jiān)持解放思想,實(shí)事求是。由于其地理位置的特殊性、生態(tài)環(huán)境的脆弱性等特點(diǎn),更應(yīng)該摒棄“先污染后治理”的發(fā)展思路,推動(dòng)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境建設(shè)協(xié)同發(fā)展[24-26]。特別是作為資源型城市,更是應(yīng)該摒棄發(fā)展只能依賴資源的單一化的發(fā)展道路,向多元化發(fā)展。按照和諧發(fā)展理論,加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,走出一條高質(zhì)量、綠色、和諧、可持續(xù)發(fā)展的新型城鎮(zhèn)化道路。
由于數(shù)據(jù)的獲取難度較大,時(shí)間相對(duì)滯后,不同數(shù)據(jù)的選取對(duì)研究結(jié)果也會(huì)有所不同。本研究選取了較為適合克拉瑪依市發(fā)展的各項(xiàng)指標(biāo),這些指標(biāo)獲取難度相對(duì)較小且真實(shí)度較高。在以后的研究中可適當(dāng)延長(zhǎng)研究期,選擇其他相關(guān)數(shù)據(jù),進(jìn)一步探討城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境的內(nèi)在機(jī)理。