淳 阳,潘洪义*,周介铭,邓元杰,吴佳俣,税 丽

(1.四川师范大学 西南土地资源评价与监测教育部重点实验室,四川 成都 610066;2.四川师范大学 地理与资源科学学院,四川 成都 610066)

基于组合赋权法的四川省城市化水平时空演变研究

淳 阳1,2,潘洪义1,2*,周介铭1,2,邓元杰1,2,吴佳俣1,2,税 丽1,2

(1.四川师范大学 西南土地资源评价与监测教育部重点实验室,四川 成都 610066;2.四川师范大学 地理与资源科学学院,四川 成都 610066)

城市化是当今社会发生的最为显著的变化,受到广泛的关注;因此对城市化进行综合、客观的评价就显得尤为重要.传统的评价方法在赋权时并不完全合理;采用AHP-熵值法结合的组合赋权法,以四川省21个地(市)州为研究单元,结合重心转移模型和Arc GIS软件对2003—2013年四川省城市化水平进行研究.研究表明:2003年以来,四川省城市化水平取得了一定程度的提升,但各城市间的水平差异较大,并呈现逐步拉大的趋势;全省城市化水平重心转移距离和空间波动均较小,向东北方向偏移;四川省城市化水平在空间上有较强的正相关性,但集聚趋势在减弱,有随机分布的态势;川东北传统农业区和三州地区的城市化水平普遍偏低,亟待转变发展方式.

组合赋权法; 城市化水平; 重心转移模型; 时空演变

城市化是随着经济增长、工业化等社会生产力的不断发展,人类的生产、生活活动不断从农村向城市转移及城市空间不断扩大的过程[1],是一个国家和地区经济发展水平的重要标志.改革开放后,由于发展的需要,我国放松了对流动和迁移人口的控制,城市化发展进入了前所未有的新时期[2].长期以来,城市化水平受到国内外学者的广泛关注,诸如城市化水平、区域差异、影响因素及动力机制等[3],积累了大量的理论和经验方法.从研究尺度来看,评价单元从全国或省域转向市、县域[4-8];从研究方法来看,一般分为单指标法和综合指标体系法.单指标法仅采用非农业人口或城镇人口比重衡量城市化水平,虽然方法简单,但只反映了人口数量的变化,未考虑到其它因素的影响,缺乏一定的科学性.综合指标体系法则运用能代表城市化内涵的多级指标,以及更为科学的方法进行综合评价,从而具有较高的实用性.主要方法有主成分分析法[9]、线性加权法[10]、聚内分析法[11]等.这些方法中权重的确定都比较单一,因此本文拟将较主观的AHP法和较客观的熵值法结合确定综合权重,探讨四川省2003—2013年间的城市化水平及其空间格局,以期为该地区今后的发展提供一定的参考.

1 研究区概况

四川省位于东经97°21′—108°33′和北纬26°03′—34°19′之间,位于中国西南腹地,辖区面积48.6万km2,下辖18个地级市,3个自治州.作为人口大省的四川来讲,随着大量的人口向城市转移,各地区人口结构也发生了巨大的变化,促进了人口的重新布局,加快了城市化进程.

图1显示了自1995年四川省及全国城市化率的时间序列差异.1995—1999年四川省城市化率平均水平只有全国的50%,1999年实施西部大开发以后,四川省2000年城市化率的平均增速达到了7.55%,超过了全国的平均增速5.33%,并持续保持良好的增长势头,与全国的差距日益缩小.

2 研究方法及数据来源

2.1 数据处理设指标样本集为(xij)m×n,xij代表样本i的第j个指标值,m、n分别代表样本的个数和指标的数目,i=(1,2,…m),j=(1,2,…n).为了排除各指标量纲的不一致对计算结果准确性的影响,本文采用极差法对数据进行标准化处理,公式为

(1)

式中,Yij为城市j第i个指标的标准化值,Xij为城市j第i个指标的原始值,Xmax和Xmin分别为第i个指标的最大值和最小值.

2.2 主客观组合赋权法

2.2.1 AHP-熵值法 熵值法[12]是一种客观赋权法,根据各项指标观测值所提供的信息的大小来确定指标的权重W1j.AHP是由T.L.Satty[13]提出的一种定性与定量结合的赋权方法.即通过对同一层次的各元素进行两两比较,计算各元素对上层元素的相对重要性,确定出每个元素对总目标的权重W2j.由于这2种方法在应用方面已经很成熟,本文不再赘述,具体方法见参考文献[12-13].

2.2.2 组合权重及综合得分的计算 由客观权重W1j和主观权重W2j可以得到组合权重Wj,W1j和W2j应该尽可能地接近.根据最小相对信息熵原理构建函数

(2)

(3)

综合评价得分

(4)

2.3 重心转移模型重心转移模型是研究区域发展过程中要素空间变动的重要分析工具,要素重心的移动客观地反映了观测时期内区域发展诸要素空间集聚及其位移规律,是地理学常用的分析模型[14],其重心拟合模型公式为:

(5)

式中,Zij(i=1,2,3,…,n)表示第i评价单元第j年城市化水平综合得分,xi、yi为第i评价单元的地理经纬、度,xj、yj为第j年的重心横、纵坐标.设第k、k+m年四川省城市化水平重心坐标分别为Pk(xk,yk)、Pk+m(xk+m,yk+m),那么重心Pk向Pk+m移动方向模型公式和移动距离模型公式为:

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

2.5 数据来源行政区划图件来自于1∶500 000中国基础地理数据,统计数据采用社会、经济发展数据,主要来源于《四川省统计年鉴(2003—2014)》[16]及各地(市)统计局官网,部分数据由计算所得.

3 四川省城市化水平综合评价

3.1 指标体系构建参考已有的测度体系,本着客观性、系统性、代表性、实效性原则,结合四川省的实际情况和数据的可获得性,筛选能代表四川省城市化水平的人口城市化、经济城市化、社会城市化、空间城市化4个要素,共16个指标,构建城市化水平综合测度指标体系(表1).

表1 城市化水平综合评价指标体系Table 1 The comprehensive evaluation index system of urbanization level

3.2 四川省城市化水平综合评价与分析

3.2.1 区域间差异显著,总体城市化水平偏低 从表2可以看出,2003—2013年全省各地(市)城市化水平综合得分的平均值呈现逐年上升的趋势,由2003年的0.259 0增长到2013年的0.344 9,增幅为33.2%.2013年,受国家要求提升城市化发展质量的政策影响,部分地区的城市化水平出现小幅下降,转向内涵式发展;但总体上四川省城市化进程处于不断发展阶段.城市化水平得分最高的(成都市)与得分水平最低的(巴中市)相比,2003年是8倍,2013年是4.7倍;差异相当显著.2007年至今,21个地(市)州中只有成都市的城市化水平得分高于0.8,攀枝花从2010年开始城市化水平得分降到0.6以下,其它城市得分均未超过0.6.2013年城市化水平处于中高、中低及低水平的城市占全省的比例为19.0%、42.9%、28.6%;反映出四川省城市化水平总体偏低,大部分城市处于中低水平阶段,滞后于沿海发达地区的城市化水平.

表2 四川省各地区城市化水平综合得分Table 2 Regional urbanization level comprehensive score in Sichuan province

3.2.2 区内差异各具特点,发展不均衡 依据各地(市)城市化水平的综合得分和历年城市化水平的变化率,将城市化水平划分4种类型(图2).

1) 高水平稳定型.成都市一直处于较高的城市化水平并保持相对平稳的增长,由于成都的各项指标值基本上都排名第一,发展较均衡,整体实力强;故虽然增幅小但在全省城市化进程中具有绝对优势.

2) 高水平下降型.攀枝花的城市化水平排名全省第二,部分年份出现了较小幅度的逆增长,综合得分降低了0.047 2.攀枝花作为资源型城市,拥有极其丰富的矿产资源,建市之初其人口、经济、城市基础设施等起点就高,其人均GDP长期高居全省第一;后期发展中随着资源的逐步枯竭,经济发展动力不足使其城市化进程速度放缓.

3) 中高水平波动型.该类型城市占全省总量的23.8%.因地理区位、资源条件、经济发展水平等原因,导致城市化水平在不同年份有不同程度地波动,其中阿坝州增幅最大达到了0.113 3,自贡、泸州、眉山、德阳、绵阳等城市增长幅度较小,在0.05～0.10之间.

4) 中低水平增长型.该类型城市占全省总量的66.7%.基本上都是地理位置偏远或传统的农业城市,第一产业比重高、工业化进程落后、经济发展水平低等,导致城市化进程缓慢.

3.3 四川省城市化水平重心迁移变化根据重心转移模型,运用Excel和Arc GIS 10.1,计算出2003—2013年四川省城市化水平的重心及其移动距离、移动的角度及其重心移动轨迹(图3).

2003—2013年四川省城市化水平重心整体有向东北方向偏移的趋势,偏移距离为18.55 km,偏移角度为63°22′26.23″;历年重心均不同程度的偏离四川省的几何重心,位于四川省地理重心的东侧,说明四川省城市化水平的优势区域位于四川省的东部.2003—2008年四川省城市化水平重心经历了东北-西北-东北方向的偏移,这是由于2003—2006年成德绵经济区的快速发展,这些城市的人口集聚效应明显、GDP大幅增长、二、三产业比重增加,城市化重心向该地区偏移,偏移距离最大时为4.78 km.2007—2008年因内江、自贡等城市的发展逐步提高及在2008年汶川地震中成都、德阳、绵阳属于重灾区,经济损失严重,对社会发展产生较大影响,所以全省的重心又向东北方向回落.2008—2013年四川省城市化水平重心的趋势由西北-东北-西北方向.该时期内,灾后重建工作的有序展开及国家政策的大力扶持,成德绵地区的发展得到恢复,随着广元、南充、遂宁等川东丘陵区城市的发展,全省的重心又向东北方向偏移,偏移距离最大时为3.95 km、最小时为1.21 km.由此可见,全省城市化水平重心移动速度和空间波动均较小,说明全省城市化水平发展处于较稳定的状态.

4 四川省城市化水平空间格局演变

4.1 四川省城市化水平空间关系及演变采用Arc GIS 10.1的空间分析统计工具,计算四川省2003—2013年的城市化水平得分全局空间关联系数G(d),见表3.由研究期内各年份的G(d)值均为正,说明四川省各地(市)的城市化水平存在空间正相关,有较强的空间集聚性.2003—2008年,G(d)值呈波动下降的趋势,2009年达到最小值0.113 2,随后又上升但整体趋势有所下降;Z(G)值显著性逐年降低,自2006年后均未通过显著性检验.表明四川省各地(市)城市化进程的空间集聚性减弱,热点区在空间上有随机分布的态势.

表3 四川省城市化水平Getis-Ord General G指数Table 3 The urbanization level Getis-Ord General G index in Sichuan province

注:***表示0.001的显著度;**表示0.05的显著度;*表示0.1的显著度.

4.2.1 盆地中部是四川城市化进程的核心区 2003年以来,四川省城市化空间格局稳中有变,热点区和次热区主要集中在盆地中部,形成以盆地中部城市群为核心的圈层状空间结构.该地区人口密度大,工业水平高,城市数量占全省的38.1%,经济发展最具优势,也是四川省城市化进程最快、最有潜力的地区;而广元、巴中、甘孜州、凉山州等外围城市则为冷点区,这些地区由于自身的区位条件限制了它们的发展,在全省城市化进程中处于劣势,有被边缘化的趋势.

4.2.2 冷点区范围扩大,两极分化趋势明显 2003—2013年,各类区域的范围和数量均发生了变化,热点区在减少,次热区和次冷区变动幅度不大,冷点区在不断扩展.城市化热点区由2003年的5个减少为2013年的1个,次热区由2003的3个增加至2013年的4个,次冷区由2003年的7个增至2013年的9个,而冷点区则由2003年的6个上升为2013年的7个.全省形成了以成都-绵阳-乐山为增长轴的空间分布格局,位于该轴线末端的甘孜州、阿坝州、雅安、广元、巴中、达州等城市受到的吸引力较小,2013年城市化水平在全省排名均靠后,与核心区的差距在逐渐拉大;表明四川省城市化水平的内部空间分布格局不均衡,两极分化趋势明显.

5 结论与讨论

通过构建评价指标体系,引入组合赋权法对四川省城市化水平进行综合评价,得出以下几点结论:

1) 运用主客观组合赋权法确定指标权重,将可能对评价结果产生影响的因素进行一定的综合,有效避免了单独采用熵值法或AHP法确定指标权重的弊端,有利于改善和提升综合评价的质量.

2) 利用重心转移模型和空间统计分析工具进行空间可视化表达,更为直观地揭示了全省各地(市)城市化水平的空间差异和演变格局.可以看出,四川省城市化水平重心波动较小,发展趋势相对稳定.四川省城市化水平在空间上具有正相关性,但集聚趋势在逐步减弱,热点区范围缩小,表现出随机分布的态势,地区间的差异逐步扩大.

3) 四川省城市化水平总体偏低、发展速度慢,传统农业区和三州地区的城市化是四川省城市化进程中亟待解决的问题.首先,各城市应促进地方产业结构转型升级,大力发展二、三产业,降低第一产业的比重;其次,加强交通、医疗、卫生等城市基础设施建设,完善城市功能,提升城市化质量,走内涵式发展道路;最后,这类地区缺乏具有引导力的地方大城市,对周边城市的辐射带动作用弱,各城市间应该加强联合协作,对优势区域加大投入力度,打造具有潜力的地方城市增长极,带动区域城市化水平的提升,缩小城市间的差异,扭转城市化发展两极分化的趋势.

[1] 蒋来文,考斯顿.中国区域城市化水平差异原因探析[J].中国人口科学,2001(1):45-51.

[2] 朱农.中国劳动力流动与“三农”问题[M] .武汉:武汉大学出版社,2005.

[3] 藏锐,张鹏,杨青山,等.吉林省城市化水平综合测度及时空演变[J].地理科学,2013,3(10):1231-1237.

[4] 陈明星,陆大道,张华.中国城市化水平的综合测度及其动力因子分析[J].地理学报,2009,64(4):387-398.

[5] 马晓东,沈正平.江苏省城市化的空间格局及其演化[J].经济地理,2007,27(5):783-786.

[6] 周介铭,彭文甫.四川省城市化发展的综合分析[ J].四川师范大学学报(自然科学版),2004,27(5):525-528.

[7] 文余源.中国城市化水平地区差异及其变动[J].地域研究与开发,2005,24(5):25-29.

[8] 陈文峰,孟德友,贺振.河南省城市化水平综合评价及区域格局分析[J].地理科学进展,2011,30(8):978-985.

[9] 张云彬.安徽省区域城市化综合水平评价和类型分析[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2007,30(5): 598-602.

[10] 庞瑞秋,白鸿蓉,刘艳军.吉林省城市化综合水平的空间分异特征及其驱动因素[J].经济地理,2007,27(6):927-931.

[11] 穆兰.基于因子-聚类分析的四川省区域城市化水平综合测度研究[J].经济研究导刊,2012,171(25):123-125.

[12] 于国强,张维升.吉林省人口城市化水平的空间对策研究[J].商业经济,2007(6):7-8.

[13] SATTY T L.A scaling method for priorities in hierarchical structures[J].J Mathematical Sychology,1977,15(3):234-281.

[14] 文琦,赵亮.1978—2011年宁夏粮食产量重心移动轨迹及其驱动机制[J].地域研究与开发,2014,33(1):99-102.

[15] ANSELIN L.Spatial Econometrics:Methods and Models[M].Dordrecht:Kluwer,1998.

[16] 四川省统计局.四川统计年鉴(2003—2014)[M].北京:中国统计出版社,2015.

(编辑 余 毅)

Spatial and Temporal Evolution of Urbanization Level in Sichuan Province Based on Combination Weighting Method

CHUN Yang1,2,PAN Hongyi1,2,ZHOU Jieming1,2,DENG Yuanjie1,2,WU Jiayu1,2,SHUI Li1,2

(1.KeyLaboratoryofLandResourcesEvaluationandMonitoringinSouthwestofMinistryofEducation,SichuanNormalUniversity,Chengdu610066,Sichuan;2.CollegeofGeographyandResources,SichuanNormalUniversity,Chengdu610066,Sichuan)

Urbanization is the most significant changes in today,has been paid widespread attention,and it is particularly important to have a comprehensive and objective evaluation about urbanization.This paper uses AHP method and entropy value method combined to determine the weights,taking the 21 cities of Sichuan province as the study areas,and studies the urbanization levels and spatial and temporal evolution in Sichuan province from 2003 to 2013 by center of gravity model and Arc GIS software.The results show that each districts of Sichuan province’s urbanization level has achieved a certain degree of ascension since 2003,However,there is a great difference in the level of each city,and presents a trend of gradually widening.The gravity center moving distance and spatial fluctuations of the urbanization level in Sichuan province are relatively small,shift to the northeast.There is a strong positive correlation between the level of urbanization in Sichuan province,but the trend of agglomeration isweaking,has a tendency to random distribution.The urbanization level of traditional agriculture areas in northeast of Sichuan province and three regions are generally low,it is essential to change the way of development.

combination weighting method; urbanization level; center of gravity model; spatial and temporal evolution

2016-05-05

国家自然科学基金(41371120)和四川省教育厅自然科学基金(16ZB0061)

F291.1

A

1001-8395(2017)02-0234-07

10.3969/j.issn.1001-8395.2017.02.016

*通信作者简介:潘洪义(1980—),男,副教授,主要从事土地利用与评价的研究,E-mail:panhongyi80@163.com