【文献分享】多系统城镇化耦合分析:来自中国的证据

文摘   2025-01-17 08:04   北京  

摘要




中国城镇化率已经达到66.16%,进入了更为复杂的中后期阶段,这使得对城镇化进行多系统研究变得十分必要。然而,从多个角度对城镇化的研究仍然有限,阻碍了对城镇化多面性的充分认识。本研究以2000-2020年中国295个地级市及以上城市为研究对象,构建了多系统城镇化耦合协调评价体系,利用熵值法、耦合协调模型、Theil指数和Geodetector等方法,探讨了中国城镇化耦合协调的时空分异及其驱动因素。结果表明:(1)城镇化的耦合协调度呈稳步上升趋势。高度协调的城市主要分布在核心城市辐射圈、沿海经济带、中西部省会城市和北部工业城区。低协调城市主要分布在青藏高原、云贵高原、甘肃、陕西、四川、重庆、湖北边境地区、黄河流域河套地区、黄淮海平原农业区和东南部丘陵山区。(2)城镇化发展不平衡程度先扩大后缩小,区域内不平衡表现为“东部沿海地区>东北地区>长江中游地区>北部沿海地区>黄河中游地区>西南地区>南部沿海地区>西北地区”。(3)城镇化的耦合协调发展与经济基础和生产能源利用密切相关。本研究为促进中国乃至其他发展中国家乃至全球城镇多系统耦合协调发展提供决策支持。




研究背景及意义



人类进入了城镇发展的时代。在低收入国家,64%的人口居住在城市地区和城市集水区。据预测,到2050年,全球城市居民比例将接近70%。中国经济快速发展,新型城镇化成为经济增长的引擎,为中国特色现代化建设提供了强大动力。2013年至2021年,中国经济年均增长6.6%,明显高于同期世界2.6%的平均水平和发展中经济体3.7%的平均水平;据估计,中国城镇化率每提高1%,将刺激约6.6万亿元的额外投资需求。城镇化协调发展是提升区域城镇化水平的关键。然而,随着中国城镇的快速发展,一些问题已经浮出水面,例如城镇水平和质量之间的不平衡、市民化进程的延迟、激进的土地城镇政策以及城镇内部的不平衡。这些问题阻碍了中国新型城镇化的协调发展。在此背景下,研究中国城镇化协调发展问题,对于新发展范式下的新型城镇化建设和区域协调发展具有重要的现实意义。

近年来,学者们将对城镇的研究从单纯关注人口增长扩展到研究生态、城市经济、土地利用和社会动态等相互关联的各个方面,并强调这些系统之间的协调。城镇与生态环境之间的耦合关系尤为显著,学者们分析了环境库兹涅茨曲线(EKC)和“半U形”等模型,揭示了城镇与环境退化之间的相互作用。在这一过程中,生态环境评价和污染控制已成为重点研究领域,科学的管理和政策措施被认为是在快速发展中确保城市地区与自然和谐共处的关键,特别是通过绿色发展战略,如基础设施发展和生态城市规划。基于自然的解决方案强调了城镇可持续发展与生态保护之间的密切关系。例如,中国丝绸之路经济带的研究建立了旨在平衡城镇与生态保护的城镇与生态环境评估模型;为评估城市发展与生态可持续性之间的关系提供了科学基础。此外,研究人员根据发展中国家的实践经验提出,促进就业人口流动可以促进城乡协调耦合发展。这表明,人口流动不仅推动经济发展,而且促进社会公平,从而促进城乡一体化。公共服务均等化直接影响到社会公平和整体福利。这一领域的研究使得评估建立一个包容和公平的青少年心理健康城市成为一个前沿话题。此外,技术创新作为城镇和经济发展的动力,已成为近年来研究的重点领域。技术创新不仅重塑经济社会发展格局,更重要的是为城镇化特别是绿色低碳、智慧高效发展提供新动力。这些研究为全球城镇进程提供了有价值的见解,表明不同国家在实现城镇过程中多个系统的协调耦合方面面临类似的挑战和机遇。

综上所述,相关研究还存在以下不足。首先,大多数研究仍然局限于单个子系统或侧重于特定的区域经验。将社会子系统纳入城镇耦合协调框架的研究较少。对生态子系统的研究是有限的。分析生态、经济、人口、土地和社会五个子系统之间耦合协调的研究尤其罕见。为了全面推进城镇多系统的耦合与协调,未来的研究需要更加重视生态、经济、人口、土地和社会五个子系统之间的相互作用和相互影响,构建更加完整和系统的理论框架,以应对耦合与协调挑战,实现城镇的可持续发展。第二,许多研究局限于分析城镇子系统间耦合系数的时空分异和空间特征。对子系统耦合协调的驱动因素和形成机制的系统探讨明显不足。第三,现有研究大多采用计量经济模型和回归方法,假设研究单位和评价体系相互独立,互不影响。这与地理学第一定律相矛盾,该定律假定“地理现象是空间相关的”。最后,以往关于城镇耦合协调的研究主要集中在特定的城市群、省区或大都市区,在国家层面上以城市为单位分析城镇耦合协调的时空分异及其驱动因素的研究存在明显空白。




研究亮点




本研究以2000-2020年中国295个地级市及以上城市为研究对象。建立了“经济-土地-人口-社会-生态”的城镇耦合协调性评价指标体系。采用熵值法计算城镇子系统的指标权重。利用耦合协调模型对各子系统的耦合状态进行评估。使用Theil指数分析区域间和区域内的分布差异。最后,利用地理探测器识别城镇耦合协调的驱动因素,并探讨其背后的机制。





研究结果




1.耦合协调度的时间动态变化

采用熵法和耦合协调模型,对中国295个研究单位的多系统城镇进行了耦合协调度计算。选取2000年、2010年和2020年作为研究时间点。利用ArcGIS软件进行可视化,得到中国城镇五个子系统耦合协调度的空间分异图(图2)。

2000-2020年,耦合协调度呈稳步上升趋势,从2000年的0.3890上升到2010年的0.4202和2020年的0.4502(图2、图3),表明城镇化发展过程中经济、土地、人口、社会、生态等子系统之间存在一定程度的协同演化。2000-2010年耦合协调度的增长率为8.02%,2010-2020年为7.14%,表明耦合协调度的增长速度逐渐放缓。

2000年,71个城市(24.07%)的耦合协调性为“良好”,平均耦合协调度为0.5160。相反,224个城市(75.93%)被划分为“较差”城市,平均耦合协调度为0.3487(图4)。2010年,87个城市(29.49%)被划分为“较好”城市,平均耦合协调度为0.5083,2000 - 2010年的增长率为- 1.49%。相反,有208个城市(70.51%)被划分为“较差”城市,平均耦合协调度为0.3833,2000 - 2010年的复合增长率为9.92%。2000-2010年,协调性极低的城市减少了11个,协调性较低的城市减少了55个,协调性较低的城市增加了50个,协调性中等的城市增加了13个。这表明从非常低和低协调状态到相对低和中等协调状态的转变。耦合协调度的增长主要是由于协调性较差的城市的耦合演化。2020年,134个城市(45.42%)被评为协调“良好”,平均耦合协调度为0.5292,2010-2020年平均增长率为4.11%。相反,161个城市(54.58%)被划分为“差”协调,平均耦合协调度为0.3845,2000-2010年的复合增长率为0.31%。2010 - 2020年,协调性低的城市减少了14个,协调性较低的城市减少了35个,协调性中等的城市增加了16个,协调性较高的城市增加了26个,协调性较高的城市增加了5个。这表明从低和相对低的协调状态到中等、相对高和高的协调状态的转变。耦合协调度的增长主要来源于协调性较好的城市的耦合演化。

2.耦合协调度的空间动态变化

为了进一步研究中国城镇化耦合协调性的空间分布格局变化,本文采用ArcGIS三维趋势线方法绘制了295个研究单位2000年、2010年和2020年耦合协调性的三维趋势线(图5)。

总体而言,2000年城镇化耦合协调度在东西方向上呈“U”型格局,西部和东部高,中部低;随着东部和中部城市耦合演化的加速,到2010年,中西部差距逐渐缩小。到2020年,这一格局转变为中西部低、东部高的上升趋势。在南北方向上,2000年的耦合协调度呈北部高、中部低、南部相对高的“U”型格局。到2010年,这一格局演变为北部高,中部和南部低的下降趋势。到2020年,该格局进一步演变为南北低、中部高的倒“U”型趋势。

城镇耦合协调度的波动是造成这些变化趋势的主要原因。2000- 2020年,耦合协调度较高的城市主要分布在核心城市辐射区、沿海经济带、中西部省会城市和北方工业城市地区。大都市区以北京-天津、上海、广深和南京-武汉等核心城市为代表。沿海经济带以苏州、杭州、厦门、珠海、海口等城市为代表。中西部的省会城市包括郑州、西安、成都、兰州和昆明。工业城市区域以克拉玛依、沈阳、大连和太原等城市为代表。协调性较低的地区主要分布在青藏高原、云贵高原、甘陕川渝鄂边境地区、黄河流域河套地区、黄淮海平原农业区和东南部丘陵山区。

具体来看,如表3和图6所示,8个地区和全国平均耦合协调度总体呈上升趋势。与全国平均水平相比,东部沿海地区、南部沿海地区、北部沿海地区和东北地区处于领先地位,耦合协调程度高于全国平均水平。长江中游和黄河中游充分利用了赶超效应,与全国平均水平的差距逐步缩小。西南地区和西北地区低于全国平均水平。

数据显示,到2022年,东部沿海地区有7个省市的城镇化率超过70%,领先全国。南方沿海地区作为中国对外开放的前沿,改革开放后城镇率快速提高,增长了3.5倍。东北地区工业化起步较早,第二产业原始积累较多。但在城镇化后期,劳动人口大量外流,再加上产业结构落后,过度依赖高耗能的传统产业和资源型产业,导致城镇化严重依赖原有产业基础。长江中游地区积极融入长三角、粤港澳大湾区,跨区域产业合作成效显著,城镇化进程加快。中西部地区城镇起步较晚,基础较低。值得注意的是,黄河中游地区接受了东部沿海地区的产业转移,而西南地区积极融入西部陆海新走廊,吸引了大量农村劳动力,并在短时间内实现了快速城镇。这些结果表明,城镇的耦合协调程度受到经济发展和地方资源禀赋的影响。东部和沿海地区等经济条件较好、城市基础设施较发达的地区,推进新型城镇化的能力更强。而西北和西南地区作为经济欠发达地区,城镇化基础设施相对滞后,需要有针对性的区域扶持政策来实现全国协同城镇化。

3.耦合协调水平的区域不平衡

总体而言,城镇耦合水平的Theil指数呈现先上升后下降的趋势。2000-2010年,Theil指数呈上升趋势,表明总体差距逐渐扩大,区域不平衡加剧。从2010年到2020年,Theil指数呈下降趋势,表明总体差距在逐渐缩小,区域不平衡在缓解。

表4给出了8个地区城镇耦合发展水平的Theil指数和贡献率。从整体差距来看,Theil指数从2000年的0.3872上升到2010年的0.6218,然后下降到2020年的0.5051。这表明中国城镇化耦合协调发展的总体差距先扩大后缩小。2000-2010年,过度开发和生态破坏加剧了城镇化发展不平衡。2010年至2020年,国家新型城镇化发展战略的实施,增强了欠发达地区城镇化的总体势头,促进了全国城镇化的均衡发展。

在贡献率方面,2000-2020年地区间差距的平均贡献率超过80%。区域内差异的贡献率显著高于区域间差异,表明中国总体差异主要源于区域内差异。这可能是由于同一区域内不同城市的工作机制不同,对高层政策的解释不同,使得区域内的同步发展具有挑战性。具体而言,对2000-2020年区域内差异进行进一步分解,发现区域内差异和贡献率最大的区域依次为东部沿海地区、东北地区、长江中游地区和北部沿海地区。这些地区的平均Theil指数分别为0.0758、0.0649、0.0672和0.0604,平均贡献率分别为15.24、13.23、12.64和11.80。相反,区域内差异最小的区域为西北地区、南部沿海地区、西南地区和黄河中游,平均Theil指数分别为0.0174、0.0366、0.0526和0.0554,平均贡献率分别为3.33、6.89、10.21和10.86。

东部沿海地区、东北地区、长江中游地区和北部沿海地区之间的显著差异主要是由于这些地区的城市发展不平衡造成的。北京、天津、上海、杭州、南京、苏州和武汉等主要区域中心城市出现了明显的增长两极分化。而西北地区、南部沿海地区、西南地区和黄河中游地区的差异较小,主要是由于这些区域内城市发展相对同步,区域中心城市较少,极化效应不明显。这主要体现在云贵地区和西北地区的整体“下沉”。

4.耦合协调度的驱动因素及其异质性

在驱动因素的选择上,本研究整合了前人研究的核心指标,并将其与中国最新的政府文件相结合。选取6个影响因素(表5)探讨城镇空间格局的形成机制。

利用ArcGIS中的“自然断裂法”,对各因子进行自然聚类和分类。随后,利用Geodetector方法与城镇耦合协调度进行耦合匹配分析,确定各因素对城镇进程的驱动力。6个因子的解释能力均通过1%显著性水平检验,表明它们对城镇化协调发展的空间分异有影响。根据驱动因素的解释能力,将其分为核心、中等和次要驱动因素。核心驱动因素包括人均非农工业产值(X1)和人均用电量(X6)。适度驱动因素包括人均固定资产投资(X2)和财政支出占GDP的比重(X3)。二级驱动因素包括外商投资企业工业总产值占工业总产值的比重(X5)和科技支出占GDP的比重(X4)。可以看出,经济基础和生产能源消耗与城镇的协调发展密切相关,其对应因素的解释力超过40%。为进一步阐明城镇化耦合协调发展的空间格局和机制,本研究选取8个区域(图6),利用Geodetector评估各因素对区域间城镇化耦合协调发展的影响(表5)。

从表5和图7可以看出,人均非农工业产值(X1)在8个地区都是核心驱动因素,两者的平均解释能力都在70%以上,并且都通过了1%的显著性水平检验。经济强城市往往是经济实力、产业结构、城乡基础设施、科技发展、开放度等综合因素的结果。二、三产业是城镇化协调发展的前提。非农产业基础扎实的城市,规模以上工业总产值、社会消费品零售总额等主要宏观经济指标普遍处于合理区间。资产投资(X2)对北部沿海地区(0.65)、长江中游地区(0.62)、西南地区(0.44)具有较高的解释力。投资对经济增长和城镇化发展具有显著影响。在城镇进程中,京津冀、长三角、粤港澳大湾区、长江中游城市群、成渝双城经济圈等区域发展迅速,经济社会发展优势显著,往往成为资产投资活动的“中心”和“高地”。财政支出(X3)对长江中游地区具有较高的解释力(0.32)。政府财政主要支持基础交通和公共服务设施等领域,这是中国城镇化发展的重要基础。东北、西南、西北、黄河中游等部分省区城市支持城镇化协调发展的财政能力不足。技术支出(X4)对南部沿海地区具有较高的解释力(0.42)。技术创新对城镇化发展的支撑作用日益增强。广东、上海、江苏、浙江等沿海地区的科技水平在全国处于领先地位,对经济增长和城镇化起到了重要支撑作用,而甘肃、新疆、云南、贵州、西藏等西部省份和地区的科技产出相对滞后。东部沿海地区(0.54)和南部沿海地区(0.43)的外商投资开放程度(X5)具有较高的解释力。开放有利于提高人民生活水平,有力支持中国城镇化进程。在当前复杂的全球形势下,不同区域城市开放格局呈现差异化趋势。特别是自“一带一路”倡议以来,内陆城市在参与国内和国际双流通方面,相对于沿海和内河地区有较大的提升空间。能源利用(X6)对西北地区具有显著的解释力(0.63)。说明其显著解释力反映了主要中心城市城镇对生产能源的高度依赖。能源供给对西北地区中心城市城镇化协调发展具有积极影响。

除了定量分析,在政策环境方面,改革开放以来,中国经历了前所未有的城镇规模和速度。在此过程中,经济发展的空间结构发生了深刻的变化,产业和人口向比较优势地区集中。城市群、都市圈和大型中心城市成为拉动经济增长的主要引擎。自上而下的规划和支持越来越多地集中在京津冀、长三角、珠三角等世界级城市群上,推动了北部、东部和南部沿海地区城镇的高耦合发展。在城市文化特征方面,城市文化特征因城市而异,而这些特征对城镇耦合的解释有限或复杂,但对2005-2020年全国文明城市名单的分析表明,西部、中部和东部地区分别占20.08%、26.64%和53.28%,而北部和南部城市分别占33.19%和66.81%。这一分布格局与本文的城镇耦合和协调研究结果一致,表明城市文化驱动城镇。在即将到来的“十五五”期间,“城市有机更新”的步伐将加快,新的文化品质与新型城镇化的融合将更加互补。




研究展望




城镇化子系统的耦合协调发展具有丰富的内涵和内在机制。本研究分析了“经济-土地-人口-社会-生态”五个子系统的整体耦合情况,探讨了总体时空分异格局和机制。但是,子系统之间双向耦合的内在影响机制和驱动因素尚未得到分析,这需要在未来的研究中进一步探究。




初审:严   露

审核:徐彩瑶

排版编辑:王永成

文献推荐人:王永成


参考文献:Junqiang Luo, Weijing Ma, Shuang An, Zining Zhang, Yanchuan Fu, Hejun Huang, Genying Chang, Coupling analysis of multi-systems urbanization: Evidence from China, Ecological Indicators, Volume 170, 2025, 112977, ISSN 1470-160X.

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【数字经济与绿色发展学术团队】Coupling analysis of multi-systems urbanization Evidence from China.pdf

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