耦合协调视角下城市土地利用效益与城市化研究——以厦门市和深圳市为例

冯桂英,陈松林

(1.湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地; 2.福建师范大学 地理科学学院,福建 福州 350007)

耦合协调视角下城市土地利用效益与城市化研究
——以厦门市和深圳市为例

冯桂英1,陈松林2

(1.湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地; 2.福建师范大学 地理科学学院,福建 福州 350007)

以厦门市和深圳市为例,从社会——经济——生态环境等角度构建城市土地利用效益与城市化水平评价指标体系,运用功效系数法和层次分析法计算其指标权重,并基于城市土地利用效益与城市化的交互耦合机制,建立两者之间的耦合协调模型,以期探寻最早经济特区2000-2012年城市土地利用效益与城市化的耦合协调发展状况．结果表明:在2000-2012年,城市土地利用效益与城市化的耦合度和耦合协调度主要表现为厦门市和深圳市均处于较高水平,且深圳市一直高于厦门市;另外,基于相对发展状态,厦门市和深圳市均存在滞后型、同步型和超前型,呈现不稳定发展趋势．

城市土地利用效益;城市化;耦合协调性分析;厦门市;深圳市

城市土地利用效益是众多学者关注的研究课题,从宏观、中观、微观阐述城市土地利用效益的内涵、评价指标体系构建与评价方法、时空差异等方面,取得丰富成果[1-6]．中国城市化进程的快速发展,使得提高城市土地利用效益成为缓解城市土地供需矛盾的重要途径,因此,开展研究中国城市土地利用效益与城市化协调发展尤为迫切．如今,直接以城市土地利用效益与城市化关系为研究的论文较少,但两者间关系也一直是专家研究的重点领域．除城市土地利用效益评价,土地集约利用、土地利用社会、经济与生态效益动态耦合研究、城市化与生态环境演化协调发展研究等也为城市土地利用效益与城市化研究奠定了坚实基础．

设立并发展经济特区是中国发展史上重要举措,改革开放30多年以来,特区的经济社会建设发展已赢得斐然的成就,特别以紧挨香港的深圳市和邻近台湾的厦门市这两个特区的经济发展最具代表性,它们是区域经济发展的主要载体,土地利用强度大,城市化发展迅速．厦门市和深圳市虽在建立特区之初均享受关于包括吸引外资、税率、外汇体制等更为宽松更为优惠的中央政策,但在利用程度上,加上特区特色政策制定上的区别,使其在发展过程中有所差异;虽都属中国东南沿海发达城市,但深圳与香港毗邻、厦门与台湾邻近,各自的经济发展基础也不同等,这些因素必将引起厦门市和深圳市土地利用效益与城市化发展进程存在耦合协调差异．因此,本研究试图以厦门市和深圳市为重点案例分析区,在解析城市土地利用效益、城市化概念及其耦合关系的基础上,基于统计资料,测算并探讨最早经济特区2000-2012年城市土地利用效益与城市化的耦合协调发展演化机制．

1 理论基础

1.1 城市土地利用效益

城市土地利用效益是以符合城市总体规划、土地利用规划等为原则,通过增加投入、合理投放配置土地数量,改善土地利用空间结构布局,以挖掘用地潜力,节约有效利用土地资源的一种提高土地利用效益新途径．本研究将城市土地利用效益定义为:单位土地面积投入在不同时段和不同区域内消耗在城市社会、经济、生态环境效益等各方面实现的产出物质及有效成果,涉及社会效益、经济效益和生态环境效益．社会效益是指对社会需求的满意程度及其对社会的影响;经济效益是指土地投入的产出率;生态环境效益是指生态环境质量方面及对区域生态平衡的维持度[2,3,7]．

1.2 城市化

城市化是指人口逐渐往城市集中,农业人口变为非农业人口、非农业活动代替农业活动、农村地区逐渐与城市地区融为一体,城市生活理念、方式等逐步向农村推广、渗入和影响的过程．基于这种认识,城市化不仅仅是社会经济的发展,城市人口和城市数量的增加,也涵盖城市复杂的空间形态变化及进一步社会化、资源集约化,可将城市化过程概况为人口城市化、经济城市化、社会城市化和空间城市化4个维度．人口城市化是人类进步必然经历的一个过程,在一定程度上反映了人口素质的提高,主要表现在人口向城市集中、非城镇人口占总人口比重减少的动态过程,有利于集聚生产,但资源消耗加快;经济城市化主要指经济活动转变,即农业活动向非农业活动开展的运行轨迹,还有产业结构的优化升级;社会城市化是城市化进程中最高的层次,主要表现在改变农村地区的思想观念,城市生活方式、价值、文明等成为主体,并不断冲击农村;空间城市化则是指城市数量的增加及其规模的扩大,城市用地需求量迅速增长,特别是建设用地,必然引起城市土地资源的紧张稀缺[8-9]．

1.3 城市土地利用效益与城市化的耦合关系

城市土地是城市生活、生产、交通等活动的物质载体,其供需矛盾成为城市化发展的一大瓶颈,与城市化同存,故城市土地利用效益的高低直接关系到一个地区的兴衰成败,维持适当比例的各用地指标比例适,将有限城市用地指标用到最适宜的区域,规划有条不紊的城市功能区,充分利用后备资源开发空间及竭力提高土地利用效益才能使城市得以可持续发展．城市土地利用效益与城市化相互影响、相互制约,城市化的合理有序能提高城市土地利用效益,城市土地利用效益的提高又将有效推动城市化可持续发展,它们之间存在着天然的耦合协调关系,正确合理处理两者在不同时期的关系变得极其重要[6,9-11]．

2 研究方法

2.1 数据无量纲化

本研究运用功效系数法对指标进行标准化处理,它是依据多目标规划原理,确定各个评价指标的满意值和不允许值,将满意值定为上限,不允许值定为下限[12]．参考2008 年住房和城乡建设部修订的《中国人居环境奖参考指标体系定量指标》,建成区绿化覆盖率、城市人均道路面积、万人拥有公共汽车数量的满意值可确定,对于其他指标,则按研究时段内的最大、最小值确定为正功效指标满意值和不允许值．

(1)

式中,di为第i个指标的功效系数;Xi为第i个指标的实际数值;ai和bi分别为第i个指标的满意数值和不允许数值．

2.2 确定指标权重

城市土地利用效益与城市化综合评价指标体系是个多层次多因素评价体系,本研究采用层次分析法来确定指标权重．APH是一种定性与定量分析相结合的多目标决策分析方法,用1-9标度法建立比较判断矩阵,并计算各层次的单排序、总排序,最后需对判断矩阵进行一致性检验[13]．

2.3 评价模型

耦合度是指系统之间作用强度的大小,不分好坏,是度量系统走向有序机理的协同作用的一种方式．在本研究中指城市土地利用效益与城市化在耦合空间逻辑上相互依存、促进发展的正向相关程度．耦合协调度则是衡量系统之间或系统内部各要素之间协调程度的定量指标,对于城市土地利用效益和城市化,则是判定两者在耦合时间逻辑上发展状况的重要指标．本研究参考张明斗、莫冬燕[14]的城市土地利用效益与城市化的耦合协调评价模型,依据数据可获取性原则,构建耦合度和耦合协调度模型．

2.3.1 综合评价指数

计算综合评价指数的函数为:

(2)

式中,wi为第i个评价指标的权重;di为第i个指标的功效系数值．

2.3.2 耦合度评价模型

设C为城市土地利用效益与城市化水平的耦合度,U1、U2则是城市土地利用效益和城市化的综合指数．本研究根据物理学上的容量耦合系数模型,将城市土地利用效益与城市化看作一个整体,构建了城市土地利用效益与城市化的耦合模型．

(3)

参考已有相关文献,结合所求耦合度的大小,将城市土地利用效益与城市化耦合度划分为:0

2.3.3 协调度评价模型

耦合度能有效衡量系统间耦合强度大小,但在研究空间上难以评价其耦合协调发展等级,因此,本研究用协调发展度来评价两系统之间的耦合协调发展水平．

(4)

其中,D表示为耦合协调程度;T为两者间综合协调指数,以城市经济社会和生态可持续发展思想为原则,将城市土地利用效益与城市化看成同一水平线上,因此,α=β=0.5．

2.3.4 相对发展度模型

协调发展度模型难以评价双方相对发展状况,故采用相对发展度模型[9]来计算城市土地利用效益与城市化的相对发展度F,即F=U1/U2．

(5)

2.4 耦合协调发展阶段

本研究将耦合协调发展度纳入到研究城市土地利用效益与城市化发展的层面上,并参考城市土地利用效益与城市化的耦合协调分类标准[9,15],可将其分为三大阶段:拮抗阶段、磨合阶段与协调阶段．城市土地利用效益与城市化的耦合协调发展内涵表明在实际中难以实现城市土地利用效益和城市化是同步优化发展,故本研究设当0≤F<0.8时,城市土地利用效益滞后于城市化水平,城市土地趋于粗放式开发经营;当0.8≤F<1.2,城市土地利用效益与城市化处于同步优化阶段,彼此促进、推动;当1.2≤F,则表明城市土地利用效益超前于城市化水平,城市土地开发利用过度．综上所述,城市土地利用效益与城市化的耦合协调发展状况分为3大阶段9个类型见表1．

表1 城市土地利用效益与城市化的耦合协调发展阶段类型

3 实证分析

3.1 数据来源

受限于数据可获取性,本研究仅选取5个年份(2000年、2003年、2006年、2008年、2012年)的厦门市和深圳市为研究对象,数据来源于厦门经济特区统计年鉴、深圳统计年鉴、中国城市统计年鉴等．

3.2 评价指标体系构建

由于全国区域土地资源禀赋、主体功能区位和社会经济发展水平的差异,一套统一普遍适用于全国的评价指标体系很难形成．本研究据城市土地利用效益与城市化的理论基础及其交互性,结合厦门市和深圳市自身土地利用城市化特征,基于数据可获取性、科学性、全面性、代表性和前瞻性等原则,建立如表1所示的指标体系并计算其权重．

表2 城市土地利用效益与城市化综合评价指标体系

3.3 评价结果

根据公式(3)、(4)、(5)计算出城市土地利用效益与城市化的耦合度及两个子系统之间的耦合协调度和相对发展度(表3)．为了更为直观地观察对比厦门市和深圳市的城市土地利用效益与城市化耦合度及其耦合协调发展的变化趋势,根据表3中所得数据做出城市土地利用效益与城市化耦合演化态势图(见图1)．

表3 城市土地利用效益与城市化耦合度、耦合协调度和相对发展度

4 结果分析

4.1 城市土地利用效益分析

将厦门市和深圳市的土地利用效益耦合协调度分值作算术平均(0.535 1,0.584 3),以此作为现阶段两城市土地利用效益的平均值,可知2000-2012年间,厦门市和深圳市的土地利用效益均较高,但深圳市高出厦门市．从地理位置上看,两者均处于中国东南沿海,但深圳市一开始就紧抓“经济特区”这一重大契机,充分发挥位于珠江三角洲发达地带,毗邻香港、澳门这一区位优势,其积攒的经济基础比厦门市雄厚,且在城市化发展过程中,深圳市比厦门市更加注重“重内部挖潜,轻外延扩张”的发展模式,使得尚有土地效益增长空间得到较高程度的提升,从而加快“经营城市”理念与城市发展融为一体的步伐,促进城市的健康可持续发展．

图1 城市土地利用效益与城市化耦合演化态势

4.2 耦合度与耦合协调度分析

从表3可看出,2000-2012年间,厦门市和深圳市土地利用效益与城市化耦合度均处于0.3～0.7之间,属于中度耦合类型,但两者之间仍存在差异．由图1可看出,厦门市的土地利用效益与城市化耦合度变化幅度相对于深圳市的大,特别是2000-2006年期间;而深圳市城市土地利用效益与城市化耦合度以2006年为分水岭,处于先上升后下降的状态．需要说明一点:在过去13年里,从所收集得到的原始数据可以清楚地显示,城市土地利用效益与城市化都以较快的速度发展,但由于各指标发展速率基本相同,出现系统之间耦合度变化不大的现象．

与耦合度相比,城市土地利用效益与城市化之间的耦合协调度均有明显变化趋势,厦门市由拮抗阶段发展为协调阶段,即从2000年的0.435 5发展到2012年的0.675 1,厦门市进入经济快速发展阶段,经济发展对土地的需求与土地的有限供给矛盾非常敏感,短期内无法得到缓解,使得城市土地利用效益与城市化在空间上起先处于拮抗阶段,且2003年为最低,主要是因为2003年厦门市招商引资面临着伊拉克战争、“非典”、限电等不利因素的影响,厦门市又是一个外向型经济程度较高的城市,因此严重影响经济快速发展势头．深圳市的耦合协调度从2000年的0.485 1发展到2012年的0.652 3,呈波动上升趋势,较厦门市缓慢变化,由磨合阶段发展为协调阶段,说明深圳市建立“经济特区”以来,将国家倾斜性政策与区域特色政策有机结合,促进经济较快速发展,以全面提高城市土地利用效益为目标,将经济增长所带来的良好效益更多的投入到社会、生态、环境方面,从而使得深圳市城市化与城市土地利用效益较早的进入良性互动关系．

4.3 相对发展度分析

根据表1和表3,基于城市土地利用效益与城市化的相对发展状态,研究期间厦门市和深圳市的耦合协调发展等级均有滞后发展状态、同步发展状态与超前发展状态．2000年和2003年,厦门市和深圳市处于超前发展阶段中的Ⅲ类和Ⅵ类;2006年,厦门市处于超前发展阶段Ⅵ类,而深圳市处于同步发展阶段Ⅴ类;2008年,厦门市处于同步发展阶段Ⅴ类,而深圳市处于滞后发展阶段Ⅳ类;2012年,厦门市和深圳市均处于滞后发展阶段Ⅶ类．随着城市化的发展,城市土地利用呈现粗放利用,以“摊大饼”式扩张,而不是注重内涵挖潜以提高土地集约利用来提升城市化水平．在以GDP为政绩考核的时效体制下,城市往往忽略生态效益和环境效益,导致城市生态环境受到影响,同时本研究在指标选取时将生态因子和环境因子也重点考虑,从而降低城市土地利用的整体效益．

5 结语

通过耦合协调度模型与相对发展度模型对最具代表性的特区厦门市和深圳市的土地利用效益与城市化耦合协调发展进行实证研究表明:厦门市和深圳市的土地利用效益与城市化的耦合度和耦合协调度总体均处于较高水平,且深圳市一直高于厦门市,说明城市土地利用效益的高低影响着城市化水平,区域城市化水平与城市土地利用效益在空间上存在较强的对应关系;但在相对发展速度上,均存在滞后型、同步型和超前型,呈现不稳定发展趋势,厦门市和深圳市今后应注重提高城市土地利用效益与城市化的质量．

厦门市和深圳市都以“经济特区”为契机,大力发展社会经济．厦门市已从昔日落后的海防小城建设成为经济发达、和谐文明的现代化都市,由海岛型向海湾型及生态型城市发展．深圳市也已从传统渔耕为主的边陲小镇发展成为无农村、少有农业的高度快速城市化地区．在今后的发展中,应严格控制人口迅猛增长,优化土地利用结构布局,促进各产业的升级;开源节流,加大土地整理、整治力度,盘活城市建设用地存量,特别需要加大生态环保投入,提高工业废水排放达标率、生活污水处理率等,提高城市的宜居性,以增强深圳市和厦门市城市竞争力;应注重土地集约节约利用,提高区域生产力,逐渐缩小厦门市岛外与岛内、深圳市特区外和特区内的差距,将经济特区建设得更快更好,从而带动周边欠发达地区和中西部的发展．

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A Research on the Urban Land Use Benefit and Urbanization by the Perspective of Coupling Coordination——A Case Study of Xiamen and Shenzhen

Feng Guiying1, Chen Songlin2

(1.State Key Laboratory Breeding Base of Humid Subtropical Mountain Ecology;2. College of Geographical Sciences,Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China)

To take Xiamen and Shenzhen City as the research object,the study established a set of evaluation index system in urban land use benefits and urbanization from social,economic, and ecological environment and so on, used the efficacy coefficient method and analytic hierarchy process to calculate the index weight, based on the interaction coupling mechanism between land use benefit and urbanization, then set up the degree model of harmonious development between them to explore the earliest Special Economic Zones 2000-2012 urban land use benefit and urbanization coupled coordinated development. The result showed that from 2000 to 2012, the coupling degree and the coupled coordinated degree in Xiamen City and Shenzhen City are both at a higher level and Shenzhen,s always have been higher than Xiamen,s.What’s more, based on its relative state of development, there are synchronized development, statues in delay and in advance in Xiamen city and Shenzhen City, it presents an unstable development trend.

urban land use benefit;urbanization;coupling coordination analysis;Xiamen City;Shenzhen City

2014-11-22

福建省科技重大专项(2012NZ0002-1-5)；福建省公益类研究院所科技项目(K3-297)；福建省属高校科技专项计划(JK2010009)．

冯桂英(1990-),女,福建龙岩人,硕士,主要从事土地利用评价研究.

1672-2027(2015)01-0070-06

F301

A