1、河北省城镇化与生态环境耦合关系时空演变研究谢 意1,王贺封1,2,曹 媛1,2,赵 傲1(1.河北工程大学矿业与测绘工程学院,河北邯郸 056038;2.邯郸市自然资源空间信息重点实验室,河北邯郸 056038)摘要 以河北省为研究对象,构建城镇化与生态环境评价指标体系,运用耦合协调度模型定量分析 20082019 年城镇化与生态环境耦合关系时空演变特征。结果表明,城镇化与生态环境综合水平呈现上升趋势,社会城镇化对城镇化综合水平贡献度最大,生态环境压力与保护表现为先下降后上升,生态环境水平不断提高;到 2019 年,各地级市城镇化和生态环境水平分别处于较高水平和较优水平。耦合协调度不断提高,各
2、地级市均步入协调发展阶段且多属于良好协调发展型,石家庄率先成为优质协调发展型城市。各地级市耦合协调度空间集聚现象显著,京津城市辐射作用明显,环京津周边城市发展迅速,空间差异逐渐消失。总体来看,河北省城镇化与生态环境耦合协调发展程度不断提升,京津冀协同发展有效促进了河北省城镇化与生态环境协调发展。关键词 城镇化;生态环境;耦合协调;时空演变;河北省中图分类号 X321 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2023)11-0035-08doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2023.11.010 开放科学(资源服务)标识码(OSID):Study on the Spa
3、tial and Temporal Evolution of the Coupling Relationship between Urbanization and Ecological Environment in He-bei ProvinceXIE Yi1,WANG He-feng1,2,CAO Yuan1,2 et al(1.School of Mining and Mapping Engineering,Hebei University of Engineering,Handan,Hebei 056038;2.Key Laboratory of Natural Resources Sp
4、atial Information,Handan,Hebei 056038)Abstract Taking Hebei Province as the research object,an evaluation index system of urbanization and ecological environment was construc-ted.The coupling coordination degree model was used to quantitatively analyze the spatiotemporal evolution characteristics of
5、 the coupling rela-tionship between urbanization and ecological environment from 2008 to 2019.The results showed that the integrated level of urbanization and ecological environment showed an upward trend,social urbanization contributed the most to the integrated level of urbanization,ecological env
6、i-ronment pressure and protection showed first decline and then rise,and the ecological environment level kept improving;by 2019,the urbaniza-tion and ecological environment levels of each prefecture-level city were at a higher level and a better level,respectively.The degree of cou-pling and coordi
7、nation was improving,and all prefecture-level cities were entering the stage of coordinated development and mostly belong to the good coordinated development type.Shijiazhuang has taken the lead in becoming a high-quality coordinated development city.The spatial clustering phenomenon of coupling and
8、 coordination degree of each prefecture-level city was remarkable,and the radiation effect of Beijing and Tianjin cities was obvious.Overall,the degree of coupled and coordinated development of urbanization and ecological environment in Hebei Province had been increasing,and the coordinated developm
9、ent of Beijing-Tianjin-Hebei had effectively promoted the coordinated development of urbanization and ecological environment in Hebei Province.Key words Urbanization;Ecological environment;Coupling and coordination;Spatial and temporal evolution;Hebei Province基金项目 河北省高等学校科学技术研究重点项目(ZD2020312);教育部人文社
10、科青年基金项目(19YJCZH155)。作者简介 谢意(1996),男,江西赣州人,硕士研究生,研究方向:城市与生态环境关系。通信作者,副教授,博士,硕士生导师,从事 GIS 与 RS 应用、城市地理数据挖掘研究。收稿日期 2022-07-18 自改革开放以来,我国城镇化建设蹄疾步稳地向纵深推进,城镇化率从 1978 年的 17.92%增至 2020 年的 63.89%,大规模城镇化已成为各地发展趋势。随着我国不断完善城镇化发展战略,城镇化成为推动我国经济社会发展的巨大引擎,但同时也带来了环境污染、生态破坏以及资源短缺等生态环境问题,城镇化发展将受到阻碍。因此,如何推动城镇化与生态环境耦合协调
11、发展已成为政府决策部门关注的重点问题。城镇化与生态环境存在着极其复杂的交互耦合关系,城镇化通过人口增长、资源消耗和用地扩张对生态环境产生胁迫作用,而同时生态环境通过环境选择、人口分散、资金争夺和政策干预对城市发展产生约束1。二者耦合关系研究主要涉及地理学、社会学、生态学等相关领域,经历了起源、发展和多元化等不同阶段。早期 Grossman 和 Krueger 应用计量经济学等方法对不同国家面板数据进行实证分析,得出在城镇化推进过程中,生态环境质量与其呈现倒“U”型的演变特征,进一步证实了环境库兹涅茨曲线(EKC)的假设2。同时,许多学者对城镇化与水资源、土地资源、大气环境、能源、气候等生态环境
12、子系统之间耦合关系展开了研究3-5。总体来看,国内外研究主要体现在以下几个方面:从研究方法来看,主要运用耦合协调模型、灰色关联度模型、系统动力学模型、回归分析等方法,通过构建综合评价指标体系测度城镇化与生态环境协调发展水平,指标的选取多侧重于人口、经济、社会、生态等方面6-7,部分研究则更加侧重“以人为本”的发展理念来选取指标;从研究尺度来看,涵盖了省、市、县级城市以及城市群8-9,多分布于沿海城市、长江流域、黄河流域等城镇化水平较高和经济发达地区10-11,对旧工业地区以及二三线城市城镇化与生态环境协调发展水平缺乏研究;从协调发展的时空演化特征来看,多采用地理空间探索工具等空间计量方法,借助
13、 GIS 技术,从区域整体及内部多城市角度对城镇化和生态环境耦合关系及时空格局演变特征进行研究12-13。城市群地区是国家经济发展的核心区和新型城镇化的主体区,其健康协调发展主导着国家新型城镇化战略的成败。河北省作为京津冀一体化国家战略和雄安新区建设的主战场具有其特殊性,为推动京津冀协同发展,以疏解北京安徽农业科学,J.Anhui Agric.Sci.2023,51(11):35-42 非首都功能为“牛鼻子”,在缩小与京津经济发展差距的同时,保持区域经济与生态建设协调健康发展就显得尤为重要。因此,笔者以河北省为研究对象,测度该区域各地级市城镇化与生态环境综合水平及二者耦合关系,结合 GIS 技
14、术,探讨其时空格局演变特征,以期为河北省及其他地区协调发展提供参考依据,同时弥补当前城镇化与生态环境耦合效应在尺度、时空特征分析方面研究的不足。1 资料与方法1.1 指标体系构建 城镇化与生态环境的耦合协调程度反映着区域可持续发展的状态,对推动区域高质量发展至关重要,如何从两者中筛选出合适的指标是分析城镇化与生态环境交互耦合的关键。该研究基于指标选取的科学性、全面性、客观性,数据可获得性以及现有研究成果14-15,筛选出代表性强、契合河北省实际情况与特点的指标,构建了以 28 个基础指标的评价指标体系(表 1)。其中,城镇化包含人口城镇化、经济城镇化、社会城镇化、空间城镇化,生态环境包含生态环
15、境水平、生态环境压力、生态环境保护。表 1 河北省城镇化与生态环境评价指标体系Table 1 Urbanization and ecological environment evaluation index system of Hebei Province目标层Target layer准则层Criterion layer指标层Index layer单位Unit指标属性Index attribute权重Weight城镇化 Urbanization人口城镇化人口密度人/km2-0.076城镇化率%+0.062人口自然增长率+0.044城镇单位就业人员万人+0.074经济城镇化人均地区生产总值元+0
16、.050城镇居民人均可支配收入元+0.066第二产业占 GDP 比重%+0.043第三产业占 GDP 比重%+0.063社会城镇化全社会固定资产投资亿元+0.056供水综合生产能力万 m3/d+0.077每万人拥有病床数张+0.064城镇消费品零售总额亿元+0.057普通高等学校在校生数万人+0.033空间城镇化城镇建设用地面积km2+0.057人均城市住房面积m2+0.068人均城市道路面积m2+0.040公路通车里程km+0.070生态环境 生态环境水平建成区绿化覆盖率%+0.050Ecological environment人均日生活用水量L+0.096人均公园绿地面积m2+0.046人均耕地面积m2+0.089生态环境压力人均工业废水排放量t-0.144人均 SO2排放量kg-0.149人均烟(粉)尘排放量kg-0.069人均工业能源消费量(标准煤)t-0.134生态环境保护生活垃圾无害化处理率%+0.079城镇生活污水处理率%+0.047一般工业固体废物综合利用率%+0.0971.2 研究方法1.2.1 综合评价模型。在对指标数据标准化处理与确定权重后,需要构建模型对城镇化和