中文西部欠发达地区农村城镇化与生态环境耦合协调度研究Word下载.docx
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二是生态环境内嵌于城镇化形成的城镇生态环境模式研究。
邓清华(2003)把城镇的空间结构划分为不同的模式,认为生态环境模式是未来城镇化发展的主要方向〔13〕;
刘耀彬和宋学锋(2005)基于耗散结构理论提出城镇化与生态环境耦合的五种模式,认为耦合城镇化和生态环境的发展模式能够确保城镇化健康推进〔14〕;
王新杰和薛东前(2009)构建出多种城镇化与生态环境协调发展模式,指出城镇化的不同发展阶段可通过内嵌的生态环境模式来划分,进而可以生态环境为基准有效改善新型城镇化发展轨迹〔15〕。
三是运用不同数量方法对城镇化与生态环境耦合协调度的研究。
刘耀彬和宋学锋(2005)通过建立耦合协调度函数对城镇化与生态环境耦合协调度值进行了测定与估计〔16〕;
罗能生等(2013)运用IPAT模型对城镇化与生态环境协调关系估计发现两种呈非对称U型关系〔17〕;
张荣天和焦华富(2015)基于主成分分析法,用耦合协调度模型对省际城镇化与生态环境的耦合协调演化规律进行了细致分析〔18〕。
虽然不同学者对城镇化与生态环境的协调关系从多角度开展了研究,研究的深度也逐步增强。
但纵览现有文献,关于城镇化与生态环境耦合关系评价指标体系的构建仍然缺乏科学性和区域代表性,且评价模型有待进一步改进优化。
因此,本研究试图通过构建新疆农村城镇化与生态环境指标体系,选用改进的熵值法构建耦合协调度模型,对新疆农村城镇化与生态环境耦合协调度进行有效估计,以期准确把脉农村城镇化与生态环境的耦合协调关系,探析出新型农村城镇化建设的优化创新路径,为新疆新型城镇化健康可持续发展提出有效的政策含义。
3农村城镇化与生态环境协调度综合评价方法
3.1评价方法设定
3.1.1改进的熵值法
熵值法是从客观角度对指标权重进行赋权的有效工具,其已得到了理论界和实践界的广泛重视,且该方法利用对数和熵的概念,通过对指标的客观评价而有效运用到实践中。
然而,由于传统的熵值法在运算过程中剔除了极端指标值和负指标值,结果破坏了指标评价值的完整性,使得评价结论不能够有效反映现实。
为了确保指标数据的完整性,必须通过对指标数据进行相应变换以期把极端指标值和负指标值包括到赋权法中,因此本文运用改进的熵值法对指标权重进行赋权。
功效系数法虽然能够处理极端指标值和负指标值,但带来了主观评价的非科学性。
而标准化变换法能够有效处理极端指标值和负指标值,但并不会参杂主观因素,且评价结果唯一,也利于把极端指标值对综合评价的影响降低到最低水平。
鉴于此,本研究选取运用标准化变换的改进熵值法对指标权重进行赋权。
应用改进熵值法对农村城镇化和生态环境发展水平综合评价的运算步骤为:
(1)对各指标采用无量纲化处理,用以消除各指标在单位、量级、数据性质等方面存在的差异,确保指标能够实现同度量化。
本研究无量纲化处理采用如下运算公式:
,其中,
为年份(
),
为无量纲化处理后的指标值;
为第
项指标的均值;
项指标的标准差,
。
(2)为确保指标数据为非负,对指标数据进行平移处理。
指标数据经过
单位平移处理后得到非负指标值
,运算公式为:
(3)确定指标
的比重
(4)测算熵值
,运算公式为:
(5)进一步测算指标差异性系数
,其中,指标
在综合评价中的重要性与指标差异性系数
存在正相关关系,即
愈大,表明指标
在综合评价中的重要性愈强。
(6)测算指标权重
(7)计算年份
时指标的综合评价值
3.1.2耦合协调度评价模型设定
耦合度模型取自于物理学中的容量耦合概念及容量耦合系数模型,该模型能够有效计算出多个系统相互作用的耦合度,进而明确各系统的耦合关系及整体协同效应。
为了能够有效探析出农村城镇化与生态环境的耦合关系及整体协同效应,本研究在以上改进熵值法运算的基础上,继续构建农村城镇化与生态环境的耦合度模型。
耦合度模型运算公式为:
由此可以构建起农村城镇化与生态环境的耦合度模型:
耦合度模型只能估计出农村城镇化与生态环境间的相互耦合程度,却难以有效诠释两者间存在的协调发展程度,得出的结论与实际偏差较大。
比如,当农村城镇化水平和生态环境发展水平都处于低水平阶段时,但两者的协调度却仍然较高。
鉴于此,本文引入协调度构建出耦合协调度模型,用以克服单独凭借耦合度模型分析时所存在的缺陷,耦合度和协调度相结合的耦合协调度模型能够有效反映农村城镇化与生态环境真实的耦合协调发展水平。
因此构建农村城镇化系统与生态环境系统的耦合协调度模型,模型构建如下:
,其中
式中,G表示农村城镇化与生态环境的耦合协调度;
S表示农村城镇化系统与生态环境系统的综合协调指数,综合协调指数反映农村城镇化与生态环境的整体发展水平对协调度的贡献;
和
为待定参数,分别代表农村城镇化与生态环境的贡献系数,由于农村城镇化系统与生态环境系统存在相互作用力,两者地位同等,因此本研究把
均设定为0.5。
3.1.3耦合协调度等级类型划分
要想清楚知道农村城镇化系统与生态环境系统之间的耦合协调发展程度,需设定科学有效的评判标准划分出耦合协调度等级类型,为此本文以耦合协调等级为切入点,将耦合协调度在[0,1]区间内划分为10个等级类型,每个等级类型相应代表每类协调状态,形成连续有序的阶梯,从而能够更为直观有效的观察到农村城镇化系统与生态环境系统之间的耦合协调发展程度。
本文耦合协调度等级类型划分标准见表1所示。
表1耦合协调度等级类型划分
Tab.1Classificationforcouplingcoordinationdegree
协调等级
耦合协调度等级区间
等级类型
1
0.0000—0.0900
极度失调
6
0.5000—0.5900
勉强协调
2
0.1000—0.1900
高度失调
7
0.6000—0.6900
低度协调
3
0.2000—0.2900
中度失调
8
0.7000—0.7900
中度协调
4
0.3000—0.3900
低度失调
9
0.8000—0.9900
高度协调
5
0.4000—0.4900
濒临失调
10
0.9000—1.0000
极度协调
3.2评价指标体系构建及数据来源
3.2.1评价指标体系构建
构建科学合理的评价指标体系是估计农村城镇化和生态环境耦合协调度的关键。
基于农村城镇化系统和生态环境系统的本质属性和本质特征,遵循系统性、综合性、重点性、代表性、可比性等多指标体系构建原则,本文将两个抽象系统分别分解为若干能够量化操作的子系统,实现全面、多角度地探析两大系统的耦合协调关系。
农村城镇化是步向现代化轨道的必选理路,是破解“三农”经济发展问题的帕累托改进路径。
农村城镇化不单是农村人口向城镇区域动态迁移的过程,而是涉及经济、社会、生活方式、硬件条件等多方面向城镇形态的变迁过程。
通过从经济、社会、居民生活方式、配套设施建设等层面建立城镇化评价指标体系,才能够较为全面的对农村城镇化进行考察,从而本文通过建立经济发展水平指标、居民生活水平指标、城镇建设水平指标及社会发展水平指标等4项一级指标构建起农村城镇化水平的要素层,来综合反映农村城镇化的整体水平,其中一级指标经济发展水平下属6项二级指标,一级指标居民生活水平下属6项二级指标,一级指标城镇建设水平下属5项二级指标,一级指标社会发展水平下属5项二级指标,农村城镇化水平共有22项二级指标。
同时伴随着农村城镇化进程的不断推进,生态环境水平来自于城镇化的压力越趋于明显,城镇化的胁迫压力给生态环境带来消极影响的同时也为催生了生态环境的抗压能力,这种抗压能力可以通过生态环境水平和生态环境抗逆水平来反映。
鉴于此,为了全面有效地洞悉农村城镇化与生态环境的耦合协调关系,本文从生态环境水平、生态环境压力水平和生态环境抗逆水平等3个方面为基准构建起生态环境发展水平的3项一级指标,且一级指标生态环境水平下属5项二级指标,一级指标生态环境压力水平下属10项二级指标,一级指标生态环境抗逆水平下属7项二级指标,生态环境发展水平共有22项二级指标。
农村城镇化和生态环境指标体系的构建具体见表2所示。
3.2.2数据来源
本文指标数据区间设定为1994年至2013年。
其中,新疆农村城镇化22项二级指标数据取自于《中国统计年鉴》、《新疆统计年鉴》、《中国农村统计年鉴》;
新疆生态环境发展水平涉及的22项二级指标的数据取自于《中国统计年鉴》、《新疆统计年鉴》,部分数据取自于国家统计局官方网站。
表2农村城镇化和生态环境指标体系
Tab.2Thecouplingevaluationindicatorssystemofruralurbanizationandeco-environment
目标层
要素层
权重
指标层
方向
农
村
城
镇
化
水
平
X
经济发展水平
(X1)
0.3342
X11人均GDP(元)
0.0575
+
X12城镇居民家庭人均可支配收入(元)
0.0625
X13农牧民人均纯收入(元)
0.0471
X14非农就业比重(%)
0.0531
X15非农产业增加值比重(%)
0.0492
X16人均生活能源消费量(公斤标准煤)
0.0648
居民生活水平
(X2)
0.3061
X21城镇居民家庭食品消费支出比重(%)
0.0716
-
X22教育支出占GDP比重(%)
0.0563
X23城镇人均住房建筑面积(平方米)
0.0529
X24城镇天然气普及率(%)
0.0389
X25城镇自来水普及率(%)
0.0483
X26城镇居民家庭家用汽车拥有量(辆)
0.0381
城镇建设水平
(X3)
0.1935
X31公路网密度(千米/万平方千米)
0.0327
X32人均拥有道路面积(平方米)
0.0441
X33城镇供热面积(万平方米)
0.0555
X34城镇绿化面积(公顷)
0.0277
X35城镇自来水年供水量(万立方米)
0.0335
社会发展水平
(X4)
0.1662
X41城镇人口占总人口比重(%)
0.0461
X42万人拥有医生数(人)
0.0304
X43万人大学生数(人)
0.0238
X44城乡居民收入差异度(%)
0.0337
X45城镇人口密度(人/平方公里)
0.0322
生
态
环
境
发
展
水
Y
生态环境水平
(Y1)
0.2714
Y11人均造林面积(公顷/人)
0.0589
Y12人均耕地面积(公顷/人)
0.0717
Y13人均水资源量(立方米/人)
Y14人均粮食产量(公斤/人)
0.0497
Y15单位面积粮食产量(万吨/公顷)
0.0574
生态环境压力水平
(Y2)
0.4353
Y21人均废水排放量(吨/人)
Y22人均二氧化硫排放量(吨/人)
0.0395
Y23人均烟尘排放量(吨/人)
0.0404
Y24工业固体废物产生量(万吨)
0.0396
Y25生活垃圾清运量(万吨)
0.0618
Y26农用塑料薄膜使用量(吨)
0.0273
Y27农用柴油使用量(万吨)
0.0365
Y28农药使用量(吨)
0.0361
Y29农用化肥使用量(万吨)
0.0517
Y210草地退化面积(千公顷)
0.0553
生态环境抗逆水平
(Y3)
0.2933
Y31工业废水排放达标率(%)
0.0269
Y32工业固体废物综合利用量(万吨)
0.0326
Y33固体废物综合利用率(%)
0.0267
Y34生活垃圾无害处理率(%)
0.0399
Y35水土流失治理率(%)
0.0448
Y36城镇绿化面积(公顷)
0.0693
Y37当年新增种草面积(千公顷)
4研究结果及分析
根据改进熵值法的运算思路,本文计算出新疆农村城镇化系统的综合评价函数值
和生态环境系统的综合评价函数值
;
根据耦合协调度评价模型的运算思路,计算出两个系统之间的耦合度C与耦合协调度G,计算结果见表3和图1。
表3新疆农村城镇化与生态环境综合评价值及耦合协调程度
Tab.3Thecomprehensiveevaluationlevelandcouplingcoordinationdegreeofruralurbanizationandeco-environmentinXinjiang
年份
V1
V2
C
G
耦合评价
1994
0.3021
0.3186
0.4998
0.3939
1995
0.3136
0.3201
0.4997
0.3981
1996
0.3429
0.4070
1997
0.3473
0.3619
0.4999
0.4210
1998
0.3499
0.3856
0.4994
0.4286
1999
0.3624
0.4123
0.4990
0.4396
2000
0.3753
0.4097
0.4995
0.4428
2001
0.3552
0.4182
0.4983
0.4390
2002
0.3438
0.4153
0.4978
0.4347
2003
0.3842
0.4209
0.4484
2004
0.4482
0.4227
0.4665
2005
0.4829
0.4237
0.4989
0.4756
2006
0.5017
0.2572
0.4733
0.4238
2007
0.5423
0.1973
0.4423
0.4044
2008
0.5574
0.2791
0.4715
0.4441
2009
0.5905
0.3916
0.4896
0.4903
2010
0.6347
0.4208
0.5083
2011
0.6518
0.5691
0.5518
2012
0.7249
0.6213
0.4985
0.5793
2013
0.8428
0.6537
0.4960
0.6092
图1新疆农村城镇化与生态环境综合评价水平及耦合协调度
Fig.1Thecomprehensiveevaluationlevelandcouplingcoordinationdegreeofruralurbanizationandeco-environmentinXinjiang
4.1农村城镇化综合评价指数变化特征
从表3和图1可见,新疆农村城镇化综合评价函数值整体上呈波动上升趋势,自1994年的0.3021上升至2013年的0.8428,增长趋势比较明显,样本考察期内新疆农村城镇化综合评价函数值呈现出了“缓慢增长”、“快速增长”的两阶段特征,即1994年至2003年呈“缓慢增长”态势,其中2001年和2002年出现2个低值,自2003年后呈“快速增长”态势,且2013年农村城镇化综合评价函数值最高,达到0.8428。
自1994年以来,在开发性金融政策的驱动下,中国已步入城镇化第二阶段的“快速发展”轨道〔19-20〕,而新疆农村城镇化却在1994年至2003年仍然处于缓慢增长阶段,探究其原因,新疆区域环境特点和禀赋劣势成为制约农村城镇化有序推进的主要原因,作为西部欠发达地区,新疆遥远的空间距离、分散的绿洲布局及极低的人口密度使得新疆城镇化发展的步子始终迈不开,以农业为基础的农村城镇化发展模式在2003年以前始终得不到规模化推动,传统依赖单一化农业要素流动的发展惯性仍然抑制着农村城镇化发展,城镇分布的散状化造成各城镇发展辐射带动能力弱;
城镇建设所需的要素受制于禀赋条件劣势的影响而得不到有效供应,城镇建设材料严重依赖于外部供给,基础设施的落后也严重阻滞了工业化发展,进而难以实现工业化驱动城镇化发展。
从表3和图1也可以看出,1998年后的1999年和2000年,新疆农村城镇化发展速度较1994年至2003年整个阶段较高,这主要在于中国为了应对1998年亚洲金融危机而提出来了“城镇化”发展战略,使得1999年和2000年的城镇化推进较为顺利,但刺激政策与新疆当时的区位环境和禀赋条件不匹配,结果2001年和2002年的农村城镇化水平有所降低,只到2003年新疆农村城镇化在国家利好政策和自身禀赋提升的基础上才开始走上快速发展的道路,从2003年至2013年,新疆农村城镇从经济、社会、硬件建设、居民生活等方面都得较大提升,城镇非农居民人数、居民消费、民生设施、教育环境都得到了较大程度的提高。
4.2生态环境综合评价指数变化特征
从表3和图1可见,新疆生态环境综合评价函数值在1994年至2005年在基本上保持着缓慢增长的态势,但在2006年和2007年却出现了迅速下降,结果2005年至2009年新疆生态环境综合评价函数值呈现了“U”形增长,从2010年以后才开始超过2005年的综合评价函数值,表明新疆生态环境水平在2005年以前逐年有所改善但改善力度不大,而2006年和2007年的生态环境水平出现了明显下滑,只到2008年开始才得到明显改善,2008年后的生态环境水平改善力度显著加大,且2010年后的生