陳奕璋，周國華,b,c，王 華,b，崔樹強,b，畢方澤，于雪霞

（a.湖南師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院；b.地理空間大數(shù)據(jù)挖掘與應(yīng)用湖南省重點實驗室；c.城鄉(xiāng)轉(zhuǎn)型過程與效應(yīng)重點實驗室，長沙 410081）

城市群協(xié)同發(fā)展，以經(jīng)濟發(fā)展一體化、社會福利均等化、生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)化為主要目標，是凝聚各城市發(fā)展合力的內(nèi)在要求，更是實現(xiàn)整體效益最大化、提升城市群整體競爭力的關(guān)鍵路徑。作為新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的主體形態(tài)，城市群在承載地區(qū)人口活動與經(jīng)濟社會發(fā)展核心功能的同時，也面臨著生態(tài)環(huán)境退化、人地關(guān)系失衡的挑戰(zhàn)（Fang et al., 2017；方創(chuàng)琳 等，2017，2018；宮清華 等，2020）。二十大報告強調(diào)要“堅定不移走生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的中國式現(xiàn)代化文明發(fā)展道路”，在此背景下，促進城市群經(jīng)濟-社會-生態(tài)的協(xié)調(diào)共榮，既是新時代城市群協(xié)同發(fā)展的題中之義，也是聚焦城市群人地矛盾與實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要舉措。

以城市群協(xié)同發(fā)展為議題，學(xué)界主要圍繞功能協(xié)同和主體協(xié)同兩大視角進行研究。功能協(xié)同以特定區(qū)域中的功能系統(tǒng)為研究對象，以區(qū)域可持續(xù)發(fā)展與高質(zhì)量發(fā)展為目標，關(guān)注經(jīng)濟、社會、生態(tài)、人口、土地等功能系統(tǒng)之間的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系（方創(chuàng)琳 等，2016；李久楓 等，2018；范擎宇 等，2020；蔡勃偉 等，2022）。已有研究聚焦于經(jīng)濟-社會-生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展進行深入的理論探析（馬世駿等，1984；趙景柱，1995；王如松 等，2012）。如馬世駿等（1984）提出社會-經(jīng)濟-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的概念，認為應(yīng)基于自然系統(tǒng)的合理性、經(jīng)濟系統(tǒng)的利潤、社會系統(tǒng)的效益來綜合衡量復(fù)合系統(tǒng)的發(fā)展水平；在實證研究方面，已有研究針對京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、天山北坡城市群、武漢城市圈、洞庭湖區(qū)等案例地進行分析（劉承良等，2009；王愛輝 等，2014；王琦 等，2015；倪維秋，2016；張楊 等，2017；李雪松 等，2019）。如劉承良等（2009）運用系統(tǒng)協(xié)調(diào)度和協(xié)調(diào)發(fā)展度模型揭示了武漢城市圈經(jīng)濟-社會-資源-環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展特征。主體協(xié)同是指城市群內(nèi)不同城市主體間的聯(lián)合、互動與協(xié)作共建，通常以城市群整體及各城市為研究對象，從城市協(xié)同能力（曾剛 等，2018；2020；2022）、城市間要素流動（Scott et al., 2015; Storper et al., 2016；邱堅堅 等，2019；郭杰 等，2022）、城市間協(xié)同治理（秦立春等，2013；張銜春 等，2015）等方面闡釋協(xié)同發(fā)展。如曾剛等（2022）從經(jīng)濟發(fā)展、科技創(chuàng)新、交流服務(wù)、生態(tài)保護等4個維度出發(fā)對長江經(jīng)濟帶城市協(xié)同發(fā)展能力進行評價；王長建等（2022）基于要素流動的視角對粵港澳大灣區(qū)城市間的相互關(guān)系、流動性、連通性與邊界效應(yīng)進行量化分析；張銜春等（2015）從區(qū)域治理的視角提出應(yīng)構(gòu)建長株潭城市群多中心網(wǎng)絡(luò)治理機制。然而，基于功能視角，現(xiàn)有關(guān)于城市群經(jīng)濟-社會-生態(tài)復(fù)合系統(tǒng)的研究多僅側(cè)重時空演化特征的分析，對其提升路徑的探討相對薄弱；基于主體視角，學(xué)界對于城市群經(jīng)濟、社會、生態(tài)等一體化維度的互動關(guān)系研究仍有待深入。同時，當(dāng)前以長株潭城市群為對象的研究主要從區(qū)域治理（秦立春 等，2013；張銜春 等，2015）、產(chǎn)業(yè)發(fā)展（唐承麗 等，2012，2018；楊珍麗 等，2018）、空間沖突（周國華 等，2012；賀艷華 等，2014）等視角展開，但對于長株潭城市群經(jīng)濟、社會、生態(tài)等不同系統(tǒng)之間的相互作用和協(xié)同機制仍缺乏較為深入的探討。

基于此，本文選擇以“兩型”社會建設(shè)為特色的長株潭城市群為研究區(qū)域，基于功能視角將城市群復(fù)合系統(tǒng)分解為經(jīng)濟、社會、生態(tài)三大子系統(tǒng)，采用復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型對城市群協(xié)同發(fā)展水平進行測度評價，并進一步結(jié)合主體視角探索城市群及各城市提升經(jīng)濟-社會-生態(tài)協(xié)同水平的具體路徑。綜合考慮城市群發(fā)展實際及數(shù)據(jù)的可獲取性，以2007年長株潭國家“兩型”社會試驗區(qū)的成立作為研究時段起點，至新冠肺炎疫情大規(guī)模發(fā)生前一年（2019 年）為止，對長株潭城市群經(jīng)濟-社會-生態(tài)協(xié)同發(fā)展水平的演化歷程進行探究，揭示長株潭城市群協(xié)同發(fā)展的演化特征及趨勢，并謀劃提升協(xié)同發(fā)展水平的優(yōu)化路徑，以期為長株潭及國內(nèi)其他城市群提高協(xié)同發(fā)展能力提供經(jīng)驗借鑒。

1 研究設(shè)計

1.1 研究區(qū)概況

長株潭城市群包括長沙、株洲、湘潭3個省轄市，總面積為28 069 km2，2021年城市群常住人口1 683.16萬人，城鎮(zhèn)化率為77.70%，地區(qū)生產(chǎn)總值19 239.3億元，占全省的41.77%，是湖南經(jīng)濟發(fā)展的核心增長極（圖1）。1997年長株潭城市群經(jīng)濟合作戰(zhàn)略首次被提出；2007年長株潭城市群獲批成為國家“兩型”社會綜合配套改革試驗區(qū)，城市群協(xié)同發(fā)展進入新階段；近年來，長株潭城市群多次召開一體化發(fā)展聯(lián)席會議并簽署一體化發(fā)展行動計劃，長株潭城市群協(xié)同發(fā)展持續(xù)推動（周國華 等，2009；2018）。作為全國第一個自覺進行區(qū)域一體化發(fā)展實驗的區(qū)域，湖南省先后于1998 和2008 年提出長株潭城市群基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的“五同規(guī)劃”①1998 年，湖南省開始編制和實施長株潭經(jīng)濟一體化“五同”規(guī)劃，即“交通同環(huán)、電力同網(wǎng)、金融同城、信息同享、環(huán)境同治”。http://www.hnsk.gov.cn/content/2016/01/27/9597201.html和“新五同規(guī)劃”②2008 年，時任湖南省長周強提出長株潭一體化“新五同”，即“交通同網(wǎng)、能源同體、信息同享、生態(tài)同建、環(huán)境同治”。http://news.cctv.com/china/20080120/102051.shtml，重點關(guān)注交通、能源、生態(tài)環(huán)境、信息化建設(shè)等層面；2021 年，《長株潭一體化發(fā)展五年行動計劃（2021-2025）》③2021年，湖南省委辦公廳、省政府辦公廳印發(fā)《長株潭一體化發(fā)展五年行動計劃（2021-2025年）》。https://www.hunan.gov.cn/hnszf/hnyw/zwdt/202106/t20210602_19412348.html提出“十同”行動，涉及規(guī)劃、設(shè)施、市場、產(chǎn)業(yè)等多個方面，為城市群多個維度的協(xié)同發(fā)展進一步指明方向。

圖1 長株潭城市群區(qū)位Fig.1 Location of Changsha-Zhuzhou-Xiangtan urban agglomeration

1.2 指標體系構(gòu)建

根據(jù)《長株潭城市群資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會建設(shè)綜合配套改革試驗總體方案》④2009年，湖南省人民政府印發(fā)《長株潭城市群資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會建設(shè)綜合配套改革試驗總體方案》。http://www.hunan.gov.cn/hnszf/xxgk/wjk/zcfgk/202007/t20200730_f1eba169-c6fe-4ccd-b690-40415108c26e.html《長株潭城市群區(qū)域規(guī)劃》⑤2015 年，湖南省人民政府印發(fā)《長株潭城市群區(qū)域規(guī)劃（2008—2020）》（2014 年調(diào)整）。https://fgw.hunan.gov.cn/fgw/xxgk_70899/ghjh/201605/t20160517_3058399.html《長株潭區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》⑥2020 年，湖南省人民政府印發(fā)《長株潭區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》。http://hunan.gov.cn/hnszf/xxgk/tzgg/swszf/202010/t20201030_13946516.html《長株潭都市圈發(fā)展規(guī)劃》⑦2022 年，湖南省人民政府印發(fā)《長株潭都市圈發(fā)展規(guī)劃》。http://www.hunan.gov.cn/hnszf/xxgk/wjk/szfwj/202203/t20220329_22725038.html等文件對城市群協(xié)同發(fā)展的要求，并參考已有研究（干春暉 等，2011；魏敏 等，2018；孫久文 等，2022），將長株潭城市群分為經(jīng)濟、社會、生態(tài)3個子系統(tǒng)，構(gòu)建經(jīng)濟-社會-生態(tài)協(xié)同發(fā)展水平測度指標體系（表1）。在指標體系中，經(jīng)濟子系統(tǒng)是影響公共服務(wù)及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、污染治理與綠化建設(shè)的動力基礎(chǔ)，社會子系統(tǒng)是經(jīng)濟規(guī)模、發(fā)展質(zhì)量所產(chǎn)生社會效益的直接體現(xiàn)，生態(tài)子系統(tǒng)是促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)能化建設(shè)的重要指引。3個子系統(tǒng)間具有密切、復(fù)雜的內(nèi)在聯(lián)系和關(guān)聯(lián)邏輯，共同作用于城市群的協(xié)同發(fā)展。各項指標中，泰爾系數(shù)、恩格爾系數(shù)、城鎮(zhèn)登記失業(yè)率、單位工業(yè)產(chǎn)值綜合能耗、單位GDP耗電量、單位工業(yè)產(chǎn)值工業(yè)廢水排放量、單位工業(yè)產(chǎn)值工業(yè)SO2排放量、單位工業(yè)產(chǎn)值工業(yè)煙塵排放量等8項指標的屬性為逆向，其余均為正向指標。通過熵值法對指標進行賦權(quán)，數(shù)據(jù)主要來源于研究時段內(nèi)各年份的《中國城市統(tǒng)計年鑒》（《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》編輯委員會，2008—2020）、《湖南統(tǒng)計年鑒》（《湖南統(tǒng)計年鑒》編輯委員會，2008—2020）、《長沙統(tǒng)計年鑒》（《長沙統(tǒng)計年鑒》編輯委員會，2008—2020）、《株洲統(tǒng)計年鑒》（《株洲統(tǒng)計年鑒》編輯委員會，2008—2020）、《湘潭統(tǒng)計年鑒》（《湘潭統(tǒng)計年鑒》編輯委員會，2008—2020）及各市年度統(tǒng)計公報⑧各市年度統(tǒng)計公報來源于湖南統(tǒng)計信息網(wǎng)。http://tjj.hunan.gov.cn/hntj/tjfx/tjgb/szgb/index.html。

表1 長株潭城市群經(jīng)濟-社會-生態(tài)協(xié)同發(fā)展水平測度評價體系Table 1 Measurement and Evaluation System of Coordinated Development Level of Economy-Society-Ecology in Changsha-Zhuzhou-Xiangtan Urban Agglomeration

1.3 研究模型選取

考慮到城市群作為一個復(fù)雜巨系統(tǒng)，其內(nèi)部各子系統(tǒng)之間具有錯綜復(fù)雜的聯(lián)系和相互作用機制，參考孟慶松等提出的復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型對長株潭城市群協(xié)同發(fā)展水平進行測算（孟慶松 等，1999；項國鵬 等，2021）。設(shè)長株潭城市群復(fù)合系統(tǒng)為S，S=｛S1，S2，…Sj｝，Sj為復(fù)合系統(tǒng)S的第j個子系統(tǒng)，j∈［1，3］，其中經(jīng)濟子系統(tǒng)為S1，社會子系統(tǒng)為S2，生態(tài)子系統(tǒng)為S3。首先對研究時段內(nèi)各子系統(tǒng)的有序度進行計算，進而評估子系統(tǒng)之間的相互影響，最終求得城市群復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展水平。

1.3.1 子系統(tǒng)有序度 有序度是各子系統(tǒng)發(fā)展有序程度的反映，體現(xiàn)各子系統(tǒng)接近其最佳狀態(tài)的程度。子系統(tǒng)由多項序參量組成，序參量是決定系統(tǒng)協(xié)同演變進程的根本變量，其內(nèi)部存在多項序參量分量，即序變量。設(shè)子系統(tǒng)Sj在協(xié)同發(fā)展過程中的序參量為ej=（ej1,ej2,…,ejn），n≥1，αji≤eji≤βji。定義當(dāng)i∈ [1,k] 時，序變量eji為正向指標；當(dāng)i∈ [k+1,n] 時，序變量eji為逆向指標。序變量eji的有序度計算公式為（孟慶松 等，1999）：

式中：αji和βji分別是第j個子系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)下序變量eji的下限值和上限值，各序變量有序度uj(eji)∈[0, 1]，其取值越大，則表明序變量eji對系統(tǒng)有序度的貢獻越高。子系統(tǒng)Sj的有序度通過序變量eji的集成進行計算，一般采用線性加權(quán)求和法或幾何平均法進行計算。本文采用線性加權(quán)求和法計算子系統(tǒng)Sj的有序度，計算公式為（項國鵬 等，2021）：

式中：ωi為序變量eji的權(quán)重，子系統(tǒng)有序度uj(sj)∈[0, 1]，其值越大意味著子系統(tǒng)j的有序程度越高，反之越低。

1.3.2 復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度 協(xié)同度反映各子系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系與相互作用，用于衡量復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展水平。若在給定初始時刻t0，各子系統(tǒng)的有序度為，當(dāng)復(fù)合系統(tǒng)運行到時刻t時，各子系統(tǒng)有序度為，通過幾何平均法計算兩兩系統(tǒng)間的協(xié)同度C（Sx，Sy），再利用系數(shù)θ反映子系統(tǒng)對協(xié)同度的作用方向。計算公式為（孟慶松 等，1999）：

由式（3）-（4）可知，復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度U（S）∈ [-1, 1]，取值越大表征復(fù)合系統(tǒng)具有越高的協(xié)同發(fā)展水平。復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度受子系統(tǒng)間的相互作用影響，若子系統(tǒng)間協(xié)同水平較低，則復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度呈較低水平。目前關(guān)于復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度階段等級的劃分還未有統(tǒng)一標準，參考已有研究（孟慶松等，1999；鄔彩霞，2021），設(shè)定系統(tǒng)間協(xié)同度等級與劃分標準（表2）。

表2 復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同水平劃分Table 2 Synergy level division table of composite system

1.3.3 指標權(quán)重的確定 在科學(xué)選取模型的基礎(chǔ)上，需采用合適的方法為指標賦權(quán)。目前關(guān)于權(quán)重確定的方法主要有主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法，客觀賦權(quán)法主要有主成分分析、熵值法、CRITIC 賦權(quán)法等（王昆 等，2003；楊珍麗 等，2018）。熵值法根據(jù)各項指標信息熵的大小確定權(quán)重，能較好地克服主觀判斷帶來的隨機性，又能有效解決多指標變量間信息的重疊問題。由于篇幅所限，其計算步驟參考文獻（陳明星 等，2009），此處不再贅述。經(jīng)熵權(quán)法賦權(quán)得到的各指標權(quán)重見表1。

2 長株潭城市群協(xié)同發(fā)展水平演化特征

2.1 城市群尺度的協(xié)同發(fā)展水平演化特征

2.1.1 各子系統(tǒng)有序度總體呈提升趨勢 經(jīng)模型計算得到長株潭城市群各子系統(tǒng)有序度的演化趨勢如圖2所示。研究時段內(nèi)，長株潭城市群各子系統(tǒng)有序度總體呈平穩(wěn)上升趨勢。其中，經(jīng)濟子系統(tǒng)的有序度在經(jīng)歷2008—2009 年的回落之后得到較快提升，先后于2017、2019年超越社會子系統(tǒng)和生態(tài)子系統(tǒng)，成為有序度最高的子系統(tǒng)。2008—2009 年，受全球金融危機影響，長株潭城市群國際貿(mào)易出現(xiàn)大幅度下滑，進出口總值由2008年的81.77億美元跌落至2009 年的67.01億美元。面對國際金融危機的沖擊，長株潭城市群積極謀求經(jīng)濟發(fā)展轉(zhuǎn)型，圍繞長株潭國家自主創(chuàng)新示范區(qū)等平臺基地，大力激發(fā)經(jīng)濟發(fā)展動能；在此背景下，2010—2019年城市群泰爾系數(shù)由0.25下降至0.13，第三第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比、高新技術(shù)創(chuàng)收度、對外開放度分別增長61.73%、38.43%、5.26%，表征產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化、高級化進程明顯，發(fā)展質(zhì)量穩(wěn)步提升。

圖2 2007—2019年長株潭城市群子系統(tǒng)有序度演化趨勢Fig.2 Evolution trend of the orderly degree of Changsha-Zhuzhou-Xiangtan urban agglomeration subsystems during 2007-2019

長株潭城市群社會子系統(tǒng)有序度由0.281 提升至0.688，基本呈波動上升之勢，但提升幅度小于其他2個子系統(tǒng)。一方面，研究初期城市群通信服務(wù)、交通設(shè)施、公共服務(wù)等的協(xié)同共建取得較大進展，長株潭3市區(qū)號統(tǒng)一、城際鐵路全線開通、教育及醫(yī)療資源的一體化等建設(shè)發(fā)揮了良好的社會效益；另一方面，城市群內(nèi)各城市生活水平差距稍有增大，雖然城市群全體居民可支配收入由2007年的10 046.99 元提升至2019 年的36 129.66 元，但同期收入最高的長沙與最低的湘潭可支配收入比由1.26升至1.43，內(nèi)部差距的擴大對社會子系統(tǒng)有序度的提升形成一定制約。生態(tài)子系統(tǒng)有序度在2007—2008年下降了0.082，而在2010年之后長達9 a的時間迅速上升至各子系統(tǒng)之首，產(chǎn)生該變化的可能原因是長株潭城市群在能源消耗、污染排放治理、綠化建設(shè)等方面取得較大突破，研究期內(nèi)城市群萬元工業(yè)產(chǎn)值綜合能耗由0.55 t 標準煤降到0.29 t 標準煤，單位工業(yè)產(chǎn)值工業(yè)廢水排放量、工業(yè)SO2排放量、工業(yè)煙塵排放量分別下降了79.12%、93.54%、80.07%，市區(qū)人均公園綠地面積則提升了53.81%，湘江流域污染綜合治理、城市群生態(tài)綠心保護取得顯著成效。但自2017年起生態(tài)子系統(tǒng)有序度值呈略微回落的趨勢，工業(yè)固體廢物治理水平的退步或能解釋該現(xiàn)象，2017—2019年長株潭城市群工業(yè)固體廢物綜合利用率下降了7.49%，昭示著長株潭城市群污染治理面臨新的挑戰(zhàn)，需進一步提升工業(yè)固廢的綜合利用能力。

2.1.2 復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度由輕度失調(diào)走向中度協(xié)同從表3中可以發(fā)現(xiàn)，2008—2019年長株潭城市群復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度由輕度失調(diào)走向中度協(xié)同，大致可分為3個階段：第一階段為2008—2011年，復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同水平處于輕度失調(diào)狀態(tài)，除C（S2,S3）于2010年率先實現(xiàn)輕度協(xié)同外，受經(jīng)濟子系統(tǒng)有序度下降的影響C（S1,S2）、C（S1,S3）均為輕度失調(diào)，這既緣于“兩型”試驗區(qū)建設(shè)伊始、各項體制機制尚未成熟，又緣于全球性金融危機等外部因素的強烈沖擊；第二階段為2012—2016年，復(fù)合系統(tǒng)處于輕度協(xié)同狀態(tài)，各子系統(tǒng)間的協(xié)同度普遍上揚，受益于社會、生態(tài)子系統(tǒng)有序度保持在前兩位，C（S2,S3）表現(xiàn)為三者間最優(yōu)，并于2016 年率先實現(xiàn)中度協(xié)同；第三階段為2017—2019年，復(fù)合系統(tǒng)實現(xiàn)中度協(xié)同，各子系統(tǒng)間的協(xié)同度繼續(xù)上升，在經(jīng)濟、生態(tài)子系統(tǒng)有序度上升的影響下C（S1,S3）提高最為迅速，并于2019 年超越其余二者；C（S2,S3）則由于社會子系統(tǒng)的相對落后而增速放緩。

表3 長株潭城市群復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度Table 3 Synergy degree of Changsha-Zhuzhou-Xiangtan urban agglomeration complex system

具體分析各子系統(tǒng)間的兩兩協(xié)同關(guān)系，從變化幅度上看，研究期內(nèi)C（S1,S2）、C（S1,S3）、C（S2,S3）的增長量分別為0.455、0.489、0.453，經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)同度變化最大，其后依次為經(jīng)濟-社會子系統(tǒng)、社會-生態(tài)子系統(tǒng)；從研究期末的協(xié)同水平看，從高到低同樣為經(jīng)濟-生態(tài)、經(jīng)濟-社會、社會-生態(tài)，各子系統(tǒng)之間的協(xié)同水平差距較小，總體態(tài)勢向好。1）C（S1,S2）呈先下降后上升的趨勢。2008—2011年，由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)展質(zhì)量維度波動下滑，經(jīng)濟-社會子系統(tǒng)間的協(xié)同水平處于輕度失調(diào)狀態(tài)；2012—2019年，隨著經(jīng)濟規(guī)模的快速增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，城市群居民生活水平改善明顯，勞動生產(chǎn)率提升66.95%，經(jīng)濟發(fā)展效率明顯提高；至2018年，經(jīng)濟-社會子系統(tǒng)的協(xié)同度達到0.364，步入中等協(xié)同階段。2）C（S1,S3）變化相對較大，實現(xiàn)由末位至首位的轉(zhuǎn)變。2008—2011年，城市群的經(jīng)濟增長以高能耗、高污染為代價，低碳經(jīng)濟和綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型任務(wù)艱巨；而2012—2019年，隨著高污染型企業(yè)得到大力整頓、環(huán)境污染治理投入持續(xù)加大、清潔低碳技術(shù)得以鼓勵推廣，經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)的協(xié)同程度大幅改善。2008年萬元工業(yè)產(chǎn)值綜合能耗和工業(yè)廢水排放量分別達到0.81 t 標準煤、11.09 t，而2019 年上述指標分別下降至0.29 t標準煤、1.58 t，這正與環(huán)境庫茲涅茨曲線規(guī)律不謀而合，即隨著經(jīng)濟發(fā)展水平的提升及人均收入的增長，生態(tài)環(huán)境會出現(xiàn)先惡化、再改善的過程。3）C（S2,S3）呈先迅速提升、后平緩增長的趨勢。2009—2010年提升迅速的主要原因在于當(dāng)年基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善以及綠化建設(shè)的提升，2010年公路密度、市區(qū)人均綠地面積分別同比增長20.36%、21.26%；2011—2018年C（S2,S3）排位最高但增速不斷放緩，至2019年被其余二者超越，說明該時段內(nèi)長株潭資源要素更多地流入經(jīng)濟生產(chǎn)領(lǐng)域，資源節(jié)約、環(huán)境友好指導(dǎo)下的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍需獲得更多的關(guān)注。

2.2 城市尺度的協(xié)同發(fā)展水平演化特征

基于城市尺度，研究期內(nèi)長沙、株洲、湘潭3市的復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度分別提升0.471、0.434、0.347，各城市的復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度呈長沙持續(xù)強化、株洲與湘潭相對弱化的趨勢；長沙、株洲均于2017年實現(xiàn)中度協(xié)同，而湘潭至研究期末仍處于低度協(xié)同階段（表4）。其中，長沙市復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度由-0.052 提升至0.420，經(jīng)歷了2008—2010 年下滑、2011—2019年不斷攀升的過程，其變化趨勢與城市群整體趨勢較為貼合且長期高于城市群平均水平，體現(xiàn)長沙作為城市群“主心骨”對城市群的發(fā)展具有引領(lǐng)作用和顯著影響。株洲市復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度由-0.020提升至0.414，總體呈波動上升趨勢，基本與城市群的步調(diào)基本保持一致，但在2017年后逐漸低于城市群復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度，表明在長沙市不斷強化核心地位的同時，株洲市在城市群中的控制力和影響力受到一定程度的削弱。湘潭市復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度由-0.043 提升至0.305，除了2010 年高于其他2 市外，大部分時間均處于落后位置，從整體上其與城市群復(fù)合系統(tǒng)的發(fā)展趨勢偏離程度最大，說明湘潭市作為城市群中經(jīng)濟體量與人口規(guī)模最小的城市，對城市群復(fù)合系統(tǒng)的整體發(fā)展走向影響較為有限。

表4 長株潭城市群各城市復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度演化特征Table 4 Synergy degree of each city in Changsha-Zhuzhou-Xiangtan urban agglomeration complex system

結(jié)合研究結(jié)果與各城市發(fā)展實際，對各城市經(jīng)濟-社會-生態(tài)子系統(tǒng)間的兩兩協(xié)同關(guān)系做進一步解析。1）長沙市C（S1,S2）、C（S1,S3）、C（S2,S3）于研究期內(nèi)分別提升了0.497、0.485、0.438。與其他2市相比，長沙C（S1,S3）、C（S1,S2）優(yōu)勢突出，經(jīng)濟規(guī)模、經(jīng)濟效率、發(fā)展質(zhì)量等維度處于明顯的領(lǐng)先地位。從發(fā)展趨勢看，C（S2,S3）穩(wěn)步提升，C（S1,S3）、C（S1,S2）經(jīng)歷了先下降后上升的變化過程，三者于2016—2018年先后實現(xiàn)中度協(xié)同，這主要得益于長沙市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化進程提速、發(fā)展質(zhì)量持續(xù)提升，第三第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比、高新技術(shù)創(chuàng)收度分別由2008 年的80.46%、37.74%提高為2019年的152.62%、91.06%；在經(jīng)濟發(fā)展的新舊動能轉(zhuǎn)換顯著的背景下，長沙市居民生活水平、污染排放治理等維度亦呈良好的發(fā)展態(tài)勢，尤其是億元工業(yè)產(chǎn)值SO2、工業(yè)煙塵排放量分別由2008 年的46.18、29.17 t下降至0.80、2.02 t，綠色發(fā)展成效顯著。

2）株洲市C（S1,S2）、C（S1,S3）、C（S2,S3）在研究期內(nèi)分別提升了0.428、0.428、0.454，各子系統(tǒng)間的協(xié)同水平在城市群中處于中游，主要緣于經(jīng)濟效率、生活水平、環(huán)境治理、綠化建設(shè)等維度的發(fā)展水平均居于中位。值得關(guān)注的是，研究期內(nèi)株洲市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與污染排放變化較為明顯，其主要原因為株洲以關(guān)停高能耗、高污染企業(yè)為重點工作，不斷謀求傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，以2014年末開始的清水塘老工業(yè)區(qū)搬遷改造為典型，當(dāng)年株洲泰爾系數(shù)為0.23、億元SO2排放量達34.79 t，至2018 年清水塘老工業(yè)區(qū)261家企業(yè)全部關(guān)停退出，上述指標分別下降至0.12、16.21，且C（S2,S3）、C（S1,S3）、C（S1,S2）也于2016—2018年先后實現(xiàn)中度協(xié)同。此外，2019年株洲C（S2,S3）以微弱差距超過其他城市，說明株洲在生態(tài)建設(shè)與民生福祉方面于城市群中具有一定的相對優(yōu)勢。

3）湘潭市C（S1,S2）、C（S1,S3）、C（S2,S3）于研究期內(nèi)分別提升了0.286、0.333、0.400，各子系統(tǒng)間協(xié)同度的增量均居于末位，僅有社會-生態(tài)子系統(tǒng)于2018 年實現(xiàn)中度協(xié)同，其余二者2019 年仍處于輕度協(xié)同狀態(tài)。其發(fā)展趨勢可劃分為2個階段：2008—2014年，C（S1,S2）、C（S1,S3）呈小幅度波動變化，其原因在于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理導(dǎo)致的經(jīng)濟子系統(tǒng)有序度提升緩慢，C（S2,S3）則提升迅速，主要歸功于市區(qū)人均公園綠地面積、工業(yè)固體廢物綜合利用率等指標均迅速提高；2014—2019年，C（S1,S2）、C（S1,S3）實現(xiàn)較大幅度的提升，C（S2,S3）增速回落，三者逐漸趨近，這主要緣于2014年后以竹埠港為典型的重金屬污染區(qū)逐漸關(guān)停清退，湘潭市發(fā)展質(zhì)量顯著提升、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化。2019年，湘潭各項能源消耗、污染排放指標較2014年均實現(xiàn)下降，資源浪費、環(huán)境破壞得到一定程度的遏制，但與長沙、株洲相比仍存在較大差異，湘潭市綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型仍任重道遠。

3 長株潭城市群協(xié)同發(fā)展的問題解析及提升路徑

3.1 長株潭城市群協(xié)同發(fā)展的問題解析

綜上，長株潭城市群經(jīng)濟-社會-生態(tài)協(xié)同發(fā)展水平整體趨勢向好，但仍存在部分問題亟待關(guān)注與解決。1）城市群尺度下，總體協(xié)同水平偏低、社會-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)同度增長緩慢。一方面，總體協(xié)同水平仍未達到高度協(xié)同。根據(jù)《長株潭城市群資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會建設(shè)綜合配套改革試驗總體方案》中對綜合配套改革試驗發(fā)展階段的謀劃，2019年長株潭城市群“兩型”建設(shè)已步入第三階段，基本實現(xiàn)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變及經(jīng)濟社會發(fā)展與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。2007—2019年長株潭城市群經(jīng)濟-社會-生態(tài)復(fù)合系統(tǒng)由輕度失調(diào)走向中度協(xié)同，雖已取得一定成就，但復(fù)合系統(tǒng)及各子系統(tǒng)間的協(xié)同發(fā)展程度仍有較大上升空間。另一方面，社會-生態(tài)子系統(tǒng)近年提升緩慢，2019 年與經(jīng)濟-社會、經(jīng)濟-生態(tài)子系統(tǒng)相比分別落后0.014、0.019，與前期的提升迅速及地位領(lǐng)先形成明顯對比。2）城市尺度下，城市間經(jīng)濟-社會-生態(tài)協(xié)同水平存在明顯差距。湘潭市復(fù)合系統(tǒng)及各子系統(tǒng)間的協(xié)同水平在城市群中均處于弱勢，雖在2014—2018年其協(xié)同度得到較大提升，但與其他二市相比各子系統(tǒng)的發(fā)展差距仍然顯著，成為城市群中唯一未實現(xiàn)中度協(xié)同的城市。長沙市作為復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同水平最高的城市，其優(yōu)勢在近年來不斷鞏固提升；而株洲市復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度提升幅度則在近年低于城市群平均水平，其在城市群的影響力存在相對弱化的趨勢。各城市差距的擴大，成為長株潭城市群一體化發(fā)展中亟需解決的問題。

進一步挖掘問題背后的核心制約因素。1）城市群層面，各子系統(tǒng)發(fā)展目標及定位的差異影響總體協(xié)同水平的提升，基礎(chǔ)設(shè)施與環(huán)境治理等序參量的變化減緩制約了社會-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)同度的發(fā)展。首先，長株潭城市群的協(xié)同發(fā)展始于對經(jīng)濟一體化的關(guān)注，而2007年“兩型”示范區(qū)成立后生態(tài)子系統(tǒng)的關(guān)注程度得到空前提高，在此背景下生態(tài)子系統(tǒng)的有序度、經(jīng)濟-生態(tài)及社會-生態(tài)子系統(tǒng)的協(xié)同度提升明顯?？梢?，長株潭城市群發(fā)展的不同階段對不同子系統(tǒng)的關(guān)注程度有所差異，而近年來長株潭城市群更側(cè)重于經(jīng)濟子系統(tǒng)的規(guī)模性發(fā)展，社會、生態(tài)子系統(tǒng)仍較大程度地依賴于經(jīng)濟子系統(tǒng)，綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型、現(xiàn)代化生態(tài)型城市群建設(shè)仍需持續(xù)推進。其次，在基礎(chǔ)設(shè)施方面，城市群近年來萬人擁有公路里程呈下降趨勢，隨著城市群常住人口規(guī)模的增加，需進一步提升城市群內(nèi)部道路的通達水平；環(huán)境治理方面，城市群工業(yè)固體廢物綜合利用率近年波動下降，昭示著循環(huán)經(jīng)濟的技術(shù)與效率仍需提升。2）城市層面，制約株洲、湘潭2市復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度的核心序參量包括經(jīng)濟規(guī)模、發(fā)展質(zhì)量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、污染排放等。首先，株洲的對外開放程度及創(chuàng)新驅(qū)動能力相比其他2市稍顯遜色，2019年株洲對外開放度及高新技術(shù)創(chuàng)收度分別為長沙的48.72%、82.68%，湘潭的67.01%、63.74%；湘潭的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及污染排放治理能力仍有待加強，2019年其第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占比將近50%，仍有一定數(shù)量的重污染工業(yè)在湘潭市經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)重要地位，這也導(dǎo)致湘潭市單位工業(yè)產(chǎn)值主要污染物排放量遠高于其他城市。其次，株洲、湘潭地方財政收入增長乏力，2016—2019年長沙、株洲、湘潭3市的地方一般公共預(yù)算收入年均增長率依次為6.32%、-2.03%、-2.02%，財政實力偏弱、增速低緩成為株洲、湘潭2市高質(zhì)量發(fā)展的掣肘，也成為株洲、湘潭出于對本地財稅收入考慮形成“地方保護主義”的可能誘因。

3.2 長株潭城市群協(xié)同發(fā)展的提升路徑

基于長株潭城市群經(jīng)濟-社會-生態(tài)復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展水平的演化特征，并針對其存在的問題及影響因素，從城市群、各城市等層面提出提升路徑。城市群層面，應(yīng)合理制定各子系統(tǒng)有序發(fā)展與協(xié)同目標，健全城市群財政及公共事務(wù)統(tǒng)籌管理機制；城市層面，各城市應(yīng)以補足發(fā)展短板為重點、不斷提升城市發(fā)展能級，完善城市間互動合作機制、推動各城市聯(lián)動發(fā)展（圖3）。

圖3 長株潭城市群協(xié)同發(fā)展水平問題解析及提升路徑Fig.3 The problem analysis and enhancement paths of the coordinated development of Changsha-Zhuzhou-Xiangtan urban agglomeration

1）合理制定各子系統(tǒng)有序發(fā)展與協(xié)同目標，推動“經(jīng)濟驅(qū)動+社會支持+生態(tài)承載”形成發(fā)展合力。其一，以經(jīng)濟子系統(tǒng)的提質(zhì)增量加強城市群發(fā)展的驅(qū)動力。通過經(jīng)濟規(guī)模的做大做強、財稅制度的合理分配，為社會子系統(tǒng)和生態(tài)子系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展強基固本；通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的技術(shù)化、綠色化轉(zhuǎn)型，優(yōu)化城市群的就業(yè)結(jié)構(gòu)、服務(wù)于城市群“雙碳”目標的實現(xiàn)。其二，以社會子系統(tǒng)的繁榮穩(wěn)定夯實城市群發(fā)展的支持力。以提升全體居民可支配收入水平、縮小地區(qū)間及城鄉(xiāng)間的收入差距作為重要的目標，切實提升人民的獲得感，從而刺激區(qū)域消費水平，提升城市群發(fā)展的經(jīng)濟活力。其三，以生態(tài)子系統(tǒng)的綠色安全鞏固城市群發(fā)展的承載力。以制定長株潭城市群“雙碳”目標行動方案為重點，關(guān)注資源利用效率和生態(tài)環(huán)境供容能力的提高；以綠色新基建為抓手，推動城市群生產(chǎn)、生活方式向低碳化、節(jié)能化轉(zhuǎn)型，指引城市群產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，促進城市群社會-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)同水平的提升。

2）健全城市群財政及公共事務(wù)統(tǒng)籌管理機制，推進城市群基礎(chǔ)設(shè)施共同建設(shè)及生態(tài)環(huán)境聯(lián)防聯(lián)治。城市規(guī)劃學(xué)者劉易斯·芒福德（1995）曾指出“促進區(qū)域經(jīng)濟的進一步發(fā)展須設(shè)立具有法定資格的、有規(guī)劃和投資權(quán)利的區(qū)域性權(quán)威機構(gòu)”，而城市群經(jīng)濟、社會、生態(tài)協(xié)同發(fā)展更離不開跨城市區(qū)域性權(quán)威機構(gòu)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。目前，長株潭城市群已經(jīng)成立“長株潭一體化發(fā)展事務(wù)中心”，但其在城市群財權(quán)、事權(quán)統(tǒng)一層面仍存在完善空間，針對基礎(chǔ)設(shè)施一體化建設(shè)及生態(tài)環(huán)境聯(lián)防聯(lián)治工作的實際作用仍較為有限。為此，建議在一體化發(fā)展事務(wù)中心的基礎(chǔ)上增設(shè)分管公共財政協(xié)調(diào)、公共事務(wù)統(tǒng)籌的部門，不斷完善城市群公共財政儲備機制與公共事務(wù)管理機制，推動城市群財政一體化、事權(quán)一體化，從而更好地服務(wù)于城市群基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和生態(tài)環(huán)境防護治理的統(tǒng)籌建設(shè)。

3）各城市聚焦于補足短板，提升城市發(fā)展能級。對于長沙而言，作為城市群綜合實力最強、復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同水平最高的城市，應(yīng)繼續(xù)保持經(jīng)濟-社會-生態(tài)子系統(tǒng)的協(xié)同，同時以強化輻射帶動能力為重點，通過在科技創(chuàng)新、智能制造、文化創(chuàng)意等方面提升核心競爭力，引領(lǐng)城市群實現(xiàn)更大進步。對于株洲而言，針對創(chuàng)新驅(qū)動力及對外開放程度偏弱的問題，應(yīng)以軌道交通制造等主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)為主體，增強與城市群內(nèi)高校的合作，推動產(chǎn)學(xué)研一體化與技術(shù)進步，重點提升中高附加值產(chǎn)品的產(chǎn)出，進而實現(xiàn)外貿(mào)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與對外開放水平的提高，通過創(chuàng)新引領(lǐng)、擴大開放增強城市地方財政實力、為城市及城市群的高質(zhì)量發(fā)展賦能。對于湘潭而言，針對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及污染排放治理欠優(yōu)的問題，應(yīng)繼續(xù)以“退二進三”為重點，積極培育商業(yè)服務(wù)業(yè)的發(fā)展，同時進一步清退高污染型企業(yè)、提升污染綜合治理技術(shù)，在推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化、高級化進程的同時，從根源處解決污染排放量過大的問題。

4）完善城市間互動合作機制，推動各城市聯(lián)動發(fā)展。長株潭城市群經(jīng)濟-社會-生態(tài)協(xié)同水平的提升，不僅在于城市群層面的整體統(tǒng)籌及各城市自身的補足短板，還在于完善城市與城市之間的互動合作機制，形成互為依托、相互促進的健康合作關(guān)系。首先，強化市場主導(dǎo)作用。應(yīng)充分發(fā)揮市場在城市群資源配置中所起的決定性作用，進一步破除行政壁壘引致的要素流動阻隔，為促進資金、人才、技術(shù)、土地等各種要素在城市群內(nèi)部有序流動、優(yōu)化配置制定合理有效的引導(dǎo)和保障政策，推動城市群統(tǒng)一開放大市場的建設(shè)。其次，提升平臺引領(lǐng)功能。依托長株潭國家自主創(chuàng)新示范區(qū)等平臺，進一步推動長沙、株洲、湘潭各開發(fā)園區(qū)的要素互通、資源共享及聯(lián)合創(chuàng)新，共同聚焦于長株潭城市群科創(chuàng)高地的培育建設(shè)，各市也可憑借平臺優(yōu)勢實現(xiàn)優(yōu)勢互補、“借力”發(fā)展。最后，完善利益聯(lián)結(jié)機制。按照成本共擔(dān)、收益共享、投資與回報對等、消費與付費對應(yīng)的原則，完善城市群橫向利益分享機制、利益補償機制，優(yōu)化城市群再分配機制，逐步提升株洲、湘潭2市的地方財稅收入及人均可支配收入水平，推動各城市社會子系統(tǒng)的均衡化發(fā)展。

4 結(jié)論與討論

本文基于復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型，以長株潭城市群為研究對象，將城市群復(fù)雜巨系統(tǒng)解析為經(jīng)濟、社會、生態(tài)3 個子系統(tǒng)，基于城市群和城市2 個尺度，對2007年長株潭獲批成為國家“兩型”社會綜合配套改革試驗區(qū)以來城市群的協(xié)同發(fā)展水平進行測度，進而探析長株潭城市群協(xié)同發(fā)展存在的問題并探索提升路徑。得到的主要結(jié)論為：

1）基于城市群尺度，長株潭城市群經(jīng)濟、社會、生態(tài)子系統(tǒng)有序度總體呈提升趨勢，復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度由輕度失調(diào)走向中度協(xié)同。各子系統(tǒng)間的協(xié)同度差異較小，從研究期間的變化幅度和研究期末的協(xié)同水平看，從大到小均依次為經(jīng)濟-生態(tài)、經(jīng)濟-社會、社會-生態(tài)。

2）基于城市尺度，長沙、株洲均于2017 年實現(xiàn)中度協(xié)同，而湘潭尚未實現(xiàn)低度協(xié)同向中度協(xié)同的轉(zhuǎn)變。從發(fā)展趨勢看，各城市復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度呈長沙持續(xù)強化、株洲與湘潭相對弱化的趨勢。

3）城市群尺度下，長株潭城市群主要表現(xiàn)為總體協(xié)同水平偏低、社會-生態(tài)子系統(tǒng)協(xié)同度增長緩慢，基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境治理是核心制約序參量；城市尺度下，城市間經(jīng)濟-社會-生態(tài)協(xié)同水平存在明顯差距，經(jīng)濟規(guī)模、發(fā)展質(zhì)量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、污染排放等序參量是主要的制約因素。

4）城市群層面，長株潭城市群應(yīng)合理制定各子系統(tǒng)有序發(fā)展與協(xié)同目標，健全城市群財政及公共事務(wù)統(tǒng)籌管理機制；城市層面，一方面，各城市應(yīng)補足發(fā)展短板、提升發(fā)展能級，長沙以強化輻射帶動能力為核心、株洲聚焦于主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的提升發(fā)展、湘潭以持續(xù)推進“退二進三”為重點；另一方面，應(yīng)從強化市場主導(dǎo)作用、提升平臺引領(lǐng)功能、完善利益聯(lián)結(jié)機制等層面健全城市間互動合作機制。

城市群協(xié)同發(fā)展，既是各城市之間基于共同發(fā)展目標和各自發(fā)展實際，通過政策制定、機制構(gòu)建等途徑實現(xiàn)規(guī)劃同編、交通同網(wǎng)、產(chǎn)業(yè)同鏈的發(fā)展，又是經(jīng)濟、社會、生態(tài)等各子系統(tǒng)之間相互聯(lián)系、相互作用，形成良性協(xié)同、互促共贏的發(fā)展。本文主要的創(chuàng)新之處在于將城市群作為一個整體，基于城市群和城市雙重尺度，以經(jīng)濟、社會、生態(tài)各子系統(tǒng)之間的聯(lián)系、復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同為主題進行研究，并對城市群協(xié)同發(fā)展的進一步優(yōu)化提出建議。作為一個復(fù)雜的巨系統(tǒng)，城市群內(nèi)部子系統(tǒng)、要素繁多，各子系統(tǒng)、各項要素之間的關(guān)聯(lián)和互動機制仍有待進一步深入探索，從而更好地揭示城市群協(xié)同發(fā)展的演化過程和內(nèi)在機理，為提升城市群發(fā)展效率、實現(xiàn)城市群綜合競爭力的增強提供更科學(xué)的借鑒。