中国不同城市群的经济社会与环境可持续发展协调度分析.docx
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中国不同城市群的经济社会与环境可持续发展协调度分析
第24卷6期2011年12月城市环境与城市生态
URBANENVIRONMENT＆URBANECOLOGYVol．24No．6Dec．2011
1*
中国不同城市群的经济社会与环境可持续发展协调度分析
黄焕春，运迎霞
（天津大学建筑学院城市规划系，天津300072）
摘要：
采用定量为主和定量定性相结合的分析方法，研究了中国不同城市群的经济社会与环境协调度。
通过分析发现：
第一，中国城市经济社会环境整体协调度不高，绝大部分属于轻度失调类，经济发展是其主要影响因素；第二，协调度呈现出由东部沿海城市向内陆城市递减的梯度变化，而社会与经济的滞后性影响力却呈现出东高西低的现象；“三高两低”第三，协调度呈现的城市集聚格局，其中3个协调度高值城市集聚群分别位于珠三角、长三角、环渤海地区；2个协调度低值城市集聚群位于内陆中部地区。
关键词：
协调度；可持续发展；空间集聚；城市；经济；社会；环境中图分类号：
X22
文献标识码：
A
文章编号：
（K）11088（原1002－1264）（2011）06－0001－05
CoordinatedDevelopmentofSocialEconomyandEnvironment
ofChineseCitiesBasedonGIS-ESDAHUANGHuan-chun，YUNYing-xia
（UrbanPlanningDepartmentSchoolofArchitecture，TianjinUniversity，Tianjin300072，China）
Abstract：
Throughquantitativeandqualitativeanalyze，keyfindingsshowedthatthecoordinationlevelofsocial，economicandenvironmentaldevelopmentofChinesecitieswasrelativelylow．Economicdevelopmentwasthemostinfluentialfactor．Thecoordinationleveldegradedfromeasterncoastalcitiestoinlandcities．However，thehysteresiseffectofthesocialandeconomicleggedpowerwashigherinthecoastalcitiesthanwesternareas．Thecoordinationlevelofsustainabledevelopmentpresentedthepatternof“threehigh”and“twolow”cityagglomerations：
threecityclusterswithhighvaluesofcoordinationlevelwerelocatedinthePearlRiverDeltaregion，YangtzeRiverDeltaandtheBohaiSearegion；andthetwocityclusterswithlowcoordinationlevelwerelocatedininlandcentralregions．Keywords：
coordinationdegree；sustainabledevelopment；spatialstructure；city；economy；society；environment
随着中国城市化进程的不断加快，开展城市经济社会与环境的协调发展格局研究显得尤为重要。
城市的可持续发展是环境、社会、经济三个系统的协调平衡发展
［1，2］
城市的可持续发展政策和城市空间发展战略的制定提供科学依据。
，三者的协调发展空间结构、梯度分布、
1．1
研究方法
协调度评价体系的构建协调度评价指标的确定
协调度评价指标体系的构建，直接影响经济社会
局部空间集聚等问题，是制定正确政策、规划等调节措施的基础，也是提高城市与区域协调发展能力的基础。
协调度是衡量城市的经济、社会、环境的协调可持续发展程度的重要指标。
本文构建了城市经济社模型评价结果会与环境协调发展的协调度评价模型，
体现了协调发展水平和发展中存在的问题，并应用该模型以2010年中国城市统计年鉴数据为原始数据（除西藏外的所有地级以上城市），对中国城市经济社以期为中国会与环境协调发展空间规律进行了研究，
1．1．1
参与环境的协调发展评价结果。
本文根据研究目的，考相关专家的指标评价
［3－8］
，在遵循科学性、系统性、
可比性原则的前提下，构建了城市经济社会与环境的协调度评价指标体系。
评价体系分为环境、社会、经济3个子系统，其中环境子系统有9个指标，社会和见表1：
经济子系统各有16个，
*基金项目：
国家自然科学基金（40861007）；建设部软科学研究项目（06－R1－17）收稿日期：
2011－05－26；修订日期：
2011－11－15
通信作者：
运迎霞，教授，博士生导师
表1
子系统
城市经济社会与环境的协调度评价指标体系
指标
GDP、地方财政收入、人均GDP、工业生产人均财政收入、
人均社会消费品零售总额、全社会固定资产投资、总值、
GDP增长率、地方财政收入占GDP比重、第一产业从业人员比重、第二产业从业人员比重、第三产业从业人员比重、第三产业比重、第二产业比重、第一产业比重、实际利用外资额
人均绿地面积、建成区绿化覆盖率、人均耕地面积、城市建
、、设用地占市区比例工业废水排放达标率工业固体废物SO2排放达标率、综合利用率、城市污水处理率、生活垃圾
无害化处理率
市区人口密度、储蓄余额占GDP比重、储市域人口密度、
蓄余额、科技支出、科技支出占GDP比重、教育费支出占GDP比重、高校在校人数、互联网用户数、城镇生活消费用电、居民人均生活用电量、人均用水量、人均道路面积、用
、、气普及率万人拥有公交车辆千人拥有医生数
城市环境与城市生态24卷6期2011年
的原因又是不同的。
目前协调度的计算方法主要有：
比值模型型
［13］
［10］
［11］［12］
、弹性模型、离差模型、函数关联模
［14］［15］
、贴近度模型、系统动态综合模型，但主要
经济
限于两个子系统组成的系统协调评价。
本文基于离以反映差模型构建了3个子系统的协调度评价模型，各城市可持续发展水平、协调水平、存在的问题，且计算结果可以进行纵向、横向的比较。
1．2．1
数据无量纲化处理
由于指标的原始数据单位各不相同，无法进行比较，因此需要对数据进行无量纲化处理。
原始数据包含正指标和负指标，正指标数据越大越好，负指标数据越小越好。
为方便研究，在无量纲化过程中，把负指标标准化为正指标。
无量纲化计算公式为：
当x为正指标时：
Xij=
xij
maxxi
minxi－xij
maxxi
（3）（4）
环境
社会
1．1．2评价指标权重的确定方法
在城市经济社会与环境的协调度评价体系中，指标的权重也是影响评价结果的一个因素。
在评价子系统的指标选取不可避免的有重复体系构建中，
从而或多或少的带来评价结果的失真。
因和掩盖，
此，本文采用复相关系数法确定各子系统的指标权重大小。
若某一指标与其它指标体系重复的越多，就说明相应的权重就越该指标的变化越能被其它指标代替，
小；反之指标权重越大。
反映这一重复信息大小的就是复相关系数，复相关系数计算公式为：
Ry．12．．．k=
－（1－ry1）（1－ry2．1）…［1－ryk．12．．．（k－1）］当x为负指标时：
Xij=1+
Xij为标准化后的第j个城市第i项的指标值，其中，
maxxi和minxi是所有城市第i项指标原始值的最大值和最小值。
1．2．2
协调度计算方法
各城市的社会、经济、环境子系统的发展水平，可根据权重利用公式进行加权计算，其计算公式分别为：
n
n
n
（1）
Sj=ΣwiXij，Fj=ΣwiXij，Ej=ΣwiXij
i=1
i=1
i=1
（5）
复相关系数Ry．12．．．k介于0到1之间，复相关系数越则表明要素（变量）之间的相关程度越密切。
复相大，
关系数为1，表示完全相关；复相关系数为0，表示完全无关。
借用总和标准化公式，构建权重计算公式：
1/Ri
Wi=n
Σi=11/Ri
（2）
Sj、Fj、Ej分别是第j个城市社会、其中，经济、环境子Xij为子系统中第i个城市的第j项系统的发展水平，
Wi为第i项指标的权重。
指标的标准化值，
Sj、Fj、Ej离差越小。
用社会、经济、环境越协调，SS
，（1－）越大越离差系数来表示越小越好也就是XXii好。
（Y×α+β×Ei+γ×Si）表示社会经济与环境的复合效益或发展水平，理想的最好协调发展水平值为1。
因此笔者将各城市可持续发展的协调度计算公式构造为：
Di=
（1－）（Y×α+β×Ei+γ×Si）
Xi
Wi是权重，Ri是第i个指标在其所在子系统中其中，
的复相关系数。
这样在各子系统内部所有指标权重相加为1，并且避免了各指标信息的重复计算，增强了计算结果的科学性。
1．2
协调度评价模型
协调度是度量城市经济、环境、社会子系统之间协调程度好坏的指标。
协调度的评价应该具备两个基本特点：
第一体现系统内部组成要素的相互协作能力，第二体现不同发展阶段的系统协调发展水平
［9］
（6）
Di为第i个城市的社会经济与环境的协调度，S为总珔X体标准差，社会、环境的平均发i为第i个城市经济、Y、展水平，β、γ分别为3个子系统在评价系统中的权1表示协调发重。
计算结果Di，介于0到1之间的值，0则最差。
展水平最高最好，
。
协调度是一个相对概念，既有低水平的协调和不协调，又有高水平的协调和不协调，造成协调发展状态
黄焕春，等基于GIS－ESDA的中国城市经济社会与环境协调发展空间格局分析
1．2．3协调度等级划分标准进而利用协调度公式（6）计算出每个城市的经水平，
对每个城市进行经济社会与济社会与环境的协调度，环境的协调度类型的划分。
中国城市经济社会与环境的协调度计算结果表明：
第一，协调度极差值较大，说明城市间协调发展水协调度最好的深圳市（0．717）与最差的平差距较大，
阜阳市（0．41）相差0．307；全国城市协调度平均值0．484，平均水平处于轻度失调；标准偏度系数g1=0．043＞0，属于正偏，这说明中国城市的整体协调度“后进”，“后进”被大量的城市所拖累城市对中国城市的经济社会与环境的协调发展能力的迅速提升至76%的城市属于轻度失调，其中有近关重要。
第二，
七成属于经济滞后型；21%的城市处于勉强协调类，其中经济滞后型略多于社会滞后型；1．8%的城市属于初级协调型，其中绝大部分属于社会滞后型；目前34．5%的城我国没有优质协调和严重失调类。
第三，
64．1%的城市属于经济滞后型，另市为社会滞后型，
汕尾市、上海市、深圳市4个城市属于环有六盘水市、
境滞后型，仅占总数的1．4%。
这表明在中国城市可持续发展中，经济因素是影响城市可持续发展的主要社会子系统滞后性影响位居次要地位，而环境因素，
因素目前并未对城市内部协调的可持续发展带来很而且绝大部分城市环境效益均超过了经济大的影响，
根据计算结果对其进行协调度计算结果为0～1，
以反映城市可持续发展协调能力水定性的类型划分，
平和存在的问题。
笔者结合本研究的实际，参照方创廖重斌等人的研究琳、
［16－20］
，将协调度等级划分为优
质协调（1～0．8）、良好协调（0．8～0．7）、初级协调（0．7～0．6）、勉强协调（0．6～0．5）、轻度失调（0．5～0．4）、严重失调（0．4～0）六大类。
根据滞后的子系统类型，每类又分为4个小类型，即社会滞后型、经济滞后型、环境滞后型、同步型。
1．3
ESDA分析方法
根据地理学第一定律和第二定律，事物在空间上具有相似性和相异性规律，笔者采用ESDA（空间探索性分析）方法，分析中国城市经济社会与环境的空间s检验方分异规律。
本文运用ESDA的localGeary’法，检验局部空间相关性。
它能对给定一组加权要素进行空间聚类和异常值分析，识别具有统计显著性的评估是高值还是低值在空间高值和低值的空间聚类，上发生聚类
［21］
，确定城市协调度的高/低值在空间的
集聚分布特征。
xj是j个要素的属性值，wij是第i和j个要素的空n为所有要素数。
间权重值，
localGeary’s的计算公式是：
nn
珔Σj=1WijXj－XΣj=1Wij*
Gi=
Σj=1wij－（Σj=1Wij）S×
n－1
（7）
与社会效益。
2．2
协调度空间趋势分析
在ArcGIS10．0软件中，利用kring插值方法，研究全国城市经济社会与环境的协调度宏观空间趋势。
该方法是通过对已知样本点赋权重来求得未知采样点值，考虑了已知样本点的空间分布及未知样本点的空间方位关系，是在有限的区域内对区域变量进行无偏最优估计的一种方法。
中国城市经济社会与环境的协调度分析结果表明：
协调度梯度变化呈现出由东协调度局部空间分布部沿海向内陆逐渐递减的趋势，
不均匀，区域性空间集中特点明显，协调发展能力较好的区域位于广东、江浙和环渤海区域，较差的位于豫晋鲁皖鄂和陕川云贵。
经济、社会子系统的滞后（滞后量定义为与本城能够很好的市最好子系统的差值）空间梯度的研究，
解释中国城市经济社会和环境协调度的梯度变化原因。
本研究利用ArcGIS10．0的kring插值法，分析中国城市经济、社会子系统滞后梯度，研究结果表明：
经济与社会子系统的空间滞后梯度与协调度空间梯度
Σx
珔=j=1j，XS=其中，
n
n
）j=1xj－（X
，j个要素的空间
n
*
n为所有要素数，Gi为空间集聚值。
权重值，
localGeary’s空间相关性计算结果，需要用z得分和p值进行统计显著性检验，确定是否存在空间集聚和空间结构，证明某些基础空间过程在发挥作用。
s值的检验，本文localGeary’采用显著水平p＜0．05、置信度水平95%的检验标准。
通过显著性检验后，方可着手对数据进行空间结构分析。
2
2．1
经济社会与环境协调度分析
协调发展阶段分析
首先，按照公式
（1），利用SPSS18计算出每个指
标的复相关系数，并利用公式
（2）计算出每个指标的权重；然后，利用标准化公式（3－4）对各指标进行无量纲化处理；最后，利用公式（5）计算出各子系统的发展
变化正好相反，协调度最高的区域恰恰是社会与经济滞后最严重的区域。
这说明，当前东部地区城市的经社会与经济滞后性影响济社会与环境的协调发展中，
更严重，城市可持续发展中的不协调程度更为突出，应特别重视经济社会和环境的协调发展。
需要注意的是在东北地区城市经济社会与环境的协调度相对较好，但是社会子系统滞后最为严重，而经济的滞后影响相对次要，这说明当前东北地区的社会子系统的滞后是影响城市经济社会与环境协调发展的主要因素。
2．3
协调度城市空间集聚分析
根据地理学第一和第二定律，城市经济社会与环境协调度在空间上必定存在集聚群。
其集聚的空间结构形态和分异特征是本研究的重点。
首先，利用公s的值；然后，式（7）计算出localGeary’再计算出用于将所有城市采用显著性检验的z得分和p值；最后，
p＜0．5，置信度水平95%的标准进行检验，对具有统计显著性的数据进行空间结构确定分析，生成中国城市经济社会与环境协调度的城市集聚群表（表2）。
上述计算步骤，均在ArcGIS10．0软件中计算完成。
中国城市经济社会与环境的协调度空间集聚群的分析结果（表2）表明：
在空间上有5个城市集聚2个协调度高群，其中有2个协调度低值城市集聚群，1个相对较弱的高值城市集聚群。
两值城市集聚群，
一个是珠三角协调度高值个协调度高值城市集聚群，
城市集聚群，由深圳、广州、中山、佛山为首的24个城
表2
协调度城市集聚群珠三角高值集聚群长三角高值集聚群环渤海较弱的高值集聚群以河南为中心的低值集聚群（地跨晋豫鲁皖鄂）以陕西为中心的低值集聚群（地跨川陕甘云贵）
城市数量241452534
城市环境与城市生态24卷6期2011年
14个城市属于社会滞后型城市，8个属于经市组成，
2个属于环境滞后型城市，济滞后型城市，这说明该区域城市可持续发展水平已处于很高的阶段；另一个是长三角协调度高值城市集聚群，由以上海、苏州、杭8个城市属于社州、宁波、无锡为首的14个城市组成，5个属于经济滞后型城市，1个属于环会滞后型城市，
境滞后型城市，这说明该区域城市可持续发展水平也已处于很高的阶段。
另有一个较弱的环渤海协调度高值城市集聚群，仅有天津、唐山、赤峰、大连、秦皇岛4个属于社会滞后型，1个城市属于经济等5个城市，
说明该区域城市可持续发展的空间聚集群尚滞后型，
待进一步发育。
两个协调度低值城市集聚群，一个是以河南为中心地跨晋、豫、鲁、皖、鄂5省，以商丘、周口、信阳、阜阳、宿州、菏泽、郑州、开封、鄂州、毫州为首的25个城市组成，其中4个城市属于社会滞后型21个属于经济滞后型城市，经济滞后性影响已城市，
成为该城市集聚群发展的绝对制约因素；另一个是协调度低值城市聚集群是以陕西为中心，地跨川、陕、甘、云、贵5省，是以绵阳、铜川、宝鸡、安康、天水、商重庆、西安为首的34个城市组成，其中12个城市洛、
22个属于经济滞后型城市，属于社会滞后型城市，经济滞后影响因素是城市可持续发展的主要制约因素。
相比较而言，河南为中心的低值城市集聚群更为落后，经济因素成为其可持续发展的绝对制约因素。
两成为我国城个空间上相邻的协调度低值城市集聚群，市协调度空间格局的南北分割带。
城市集聚群包含的城市名称
协调度区域城市集聚群一栏表
赣州、郴州、汕尾、惠州、深圳、河源、广州、佛山、清远、东莞、珠海、江门、肇庆、中山、茂名、韶关、汕头、梅
阳江、梧州、潮州、揭阳、云浮、贺州州、
上海、苏州、南通、杭州、宁波、温州、嘉兴、绍兴、金华、衢州、舟山、台州、无锡、常州天津、唐山、赤峰、大连、秦皇岛
晋城、长治、淮北、阜阳、宿州、济宁、菏泽、郑州、开封、洛阳、平顶山、安阳、鹤壁、新乡、焦作、濮阳、许昌、漯河、商丘、周口、驻马店、南阳、信阳、鄂州、毫州十堰、雅安、成都、自贡、重庆、南充、泸州、德阳、绵阳、遂宁、内江、乐山、宜宾、广元、遵义、西安、铜川、宝
咸阳、渭南、汉中、安康、天水、定西、平凉、固原、庆阳、广安、巴中、资阳、眉山、达州、陇南、商洛鸡、
总之，从中国城市的局部空间协调度来看，呈现三高两低的五大协调度城市集聚群，协调度较高的位于沿海经济发达的城市群，协调度较低的位于内陆中部地区。
其中协调度低值城市集聚群，正好位于中国高程的第一、二阶梯交界处，生态环境脆弱，该区人口较多，连接南北贯通东西，并且两个低值协调度的城市集群可能出现相连的危险。
3
3．1
结论与对策
主要结论
通过对中国地级以上城市的经济社会与环境的
协调度研究，得出以下结论：
第一，中国城市经济社会与环境的协调度，整体协调度低的城市所占比重过大，影属于轻度失调类，
黄焕春，等基于GIS－ESDA的中国城市经济社会与环境协调发展空间格局分析
响了整体可持续发展能力的提升。
当前经济因素是影响城市协调发展的主要因素，社会因素将会随着城市的发展逐步上升为主要的制约因素。
第二，从城市经济社会与环境的协调度空间格局来看，呈现出由东部沿海向内陆递减的梯度变化，协社会与经济滞后反而最严重，调度越高的东部城市，
经济、社会、环境更需要协调平衡发展。
社会子系统滞后影响是东北地区城市可持续发展的首要障碍。
“三高两低”第三，中国城市呈现的五大协调度城市空间集聚群。
协调度高值城市集聚群分别位于珠长三角地区和辽中南地区；协调度低值城市集三角、
聚群的位于内陆中部地区，分别以河南、陕西为中心的地跨多省区，如果不注意这两个城市集聚群的发展，将对全国城市的可持续发展带来重大压力。
3．2
发展对策
第一，协调人地关系，探索现代城市的可持续协调发展道路。
坚持环境优先的城市发展道路，划定城乡
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作者简介：
黄焕春（1983－），男，河南开封人，天津大学博士，主要从事人文地理与城市规划研究，发表论文8篇。
续发展的基础生态安全区。
在由传统社会向现代社会“天地人神”城市应做到的和谐共处。
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