刘 颖，杨 丹

(西华师范大学国土资源学院，四川南充 637000)

0 引言

进入21世纪以来，中国城镇化在经济发展和政策的带动下快速推进，除了城市人口增加以外，快速城镇化在土地利用方面最直接的表象就是城市边界的不断外扩[1].近些年来，由于经济资源、资本和发展机会的过度集中，我国大多数城市多以“摊大饼”式的方式“巨型化”发展，无序蔓延，城市用地在为区域创造经济红利的同时也出现了诸如城市用地供应方式不合理、土地资源浪费严重以及耕地资源被破坏侵占等问题，严重影响了区域的可持续发展[2].城市扩张不是单纯的城市边界的外扩，它可以对城市内部及其周边区域经济社会和生态环境产生多位效应.基于城市扩张所产生的经济社会和生态环境效益的耦合协调度又可以反映出城市扩张内部格局是否和谐.对此，国内外诸多学者开展了研究.例如，利用多目标优化模型和 CLUE-S 模型探讨如何优化城市空间结构以期实现社会经济生态效益协同优化[3]； 利用熵值法、主成分分析法验证了城市扩张与土地经济之间的关系[4]；基于协整理论、改进后的熵值法分析南京市近18年的城市用地扩张效益[5]；借助DEA数据包络分析，通过构建土地扩张综合效益指标体系，对武汉市土地扩张效益进行了空间差异性分析[6]；以南京市为例，建立指标体系探讨了城市空间快速扩张过程中的用地效益[7].

本文以成都为研究对象，选取成都市2000—2016年共计23项指标构建城市扩张效益综合评价体系，对其城市扩张的社会、经济、生态效益进行耦合分析，旨在为成都未来城市发展提供决策参考.

1 研究区概况及研究方法

1.1 研究区概况

成都市位于四川盆地西部，地处成都平原腹地，东西横跨东经102°54′～104°53′，南北介于北纬30°05′-31°26′.受馈于都江堰水利工程，境内地势平坦、河网发达、物产富饶、灌溉农业发达，享有“天府之国”的美誉.进入21世纪以来，经济经过17年发展，人均GDP由2000年的13 020元上升至2016年的76 960元，增加了4.9倍；工业总产值、第三产业总产值和建筑业总产值分别增加了8.2、9.8、12倍；城市建成区面积由2000年的208 km2上升到2016年的837.27 km2，17年间扩张增幅3.0倍；城市的快速扩张也必然伴随显著的生态环境效应，17年间工业废气和生活废水的排放分别增加了1.9、1.6倍.

1.2 建立城市扩张效益评价指标体系

根据已有的研究基础和数据的可获得性，筛选出能反映成都城市扩张的社会、经济和生态环境效益指标，运用层次分析法从经济效益、社会效益与生态环境效益构建成都城市扩张社会-经济-生态环境效益计算指标体系.

1.3 数据来源及处理

本文的数据指标主要取自《四川统计年鉴》(2001—2017)和《成都统计年鉴》(2001—2017)，部分数据参考了成都市历年社会经济统计公报.考虑到数据量纲的不同，拟采用极差标准化[8]法消除量纲的影响，公示如下：

正向指标：Xij'=(Xij-Xj,min)/(Xj,max-Xj,min)

(1)

负向指标：Xij'=(Xj,max-Xij)/(Xj,max-Xj,min)

(2)

式子中，Xij'代表某一项指标的标准化值，Xij代表指标原值，Xi,max代表第i项指标值的最大值，Xi,min代表第i项指标值的最小值.i为样本数，j为指标数.

1.4 指标权重的确定

指标赋权的方法主要分为主观赋权法和客观赋权法，本文主要运用客观赋权法中的熵值法运用较多，熵值法是通过数据表信息计算信息熵，根据客观数据的离散程度测算指标权重[9]，某项指标所携带的信息量越大，说明其对决策的作用越大[10].熵值法具体计算过程如下：

(3)

dj=1-ej

(4)

(5)

1.5 城市扩张效益协调发展评价模型

1.5.1 综合评价模型 根据表1，目标层为城市扩张综合评价，其下有三个准则层，分别是经济效益、社会效益和生态环境效益，上述三项效益指数的计算模型如下：

(6)

式子中，Fki表示第i年的各子系统效益评价指数.Xij'是第i年第j项指标的标准化值，当k=l，2，3时，分别表示第i年的城市扩张经济效益、社会效益和生态环境效益指数；p表示指标层所包含的指标个数；Wj表示各项指标的权重.

1.5.2 耦合度模型 两个或者两个以上的系统在运行过程中有相互作用而相互影响的现象，在物理学中定义为耦合[11]，它可以反映系统之间的相关程度[12].参考该概念以及文献[13]的研究，并根据已得到的经济-社会-生态环境效益指数可以构建出3个子系统的耦合度模型：

(7)

式中，F1i表示第i年经济效益指数，F2i表示第i年社会效益指数，F3i表示第i年的生态环境效益指数，Ci即为第i年的社会-经济-生态环境效益的耦合度，Ci的取值范围介于[0,1]，C值越大，表明系统之间处于良性耦合状态且趋向新的有序结构，反则系统之间处于失调或者无序状态[14].

1.5.3 耦合协调度模型 耦合度Ci在某种程度上存在一定的局限，难以反映出三个系统的整体功能或者经济-社会-生态环境效益的发展水平[15].因此，本文再次利用耦合协调度模型来判读经济、社会和生态环境三个子系统的耦合协调发展程度，其数学模型如下：

(8)

Ti=α*F1i+β*F2i+γ*F3i

(9)

式中，Di为第i年的经济-社会-生态环境偶尔协调度，Ti为第i年的经济-社会-生态环境效益综合评价指数，α、β、γ为各个子系统的的权重，本文认为三个子效益在系统发展中同等重要，因此各取1/3.

表1 成都市城市扩张效益评价指标体系Tab.1 The evaluating Indicators System of Chengdu's urban expansion

2 成都市城市扩张效益耦合协调度分析

2.1 成都市城市扩张经济-社会-生态效益综合分析

根据表1所得到的指标权重，计算得出成都市2000—2016年城市扩张的经济效益、社会效益和生态效益以及综合效益，结果如图1所示，各个子系统效益指数和综合效益指数都表现了不同程度的上升趋势.其中，经济效益稳居要位，持续增长，由2000年的0.005上升至2016年的0.465；社会效益指数由2000年的0.051上升至2016年的0.236，变化特点表现为缓慢匀速增长；生态效益指数由2000年0.031增长到2016年的0.196，变化幅度和速度均较小；综合来看，成都市城市扩张所带来的效益是持续上升的，其中经济效益的贡献程度最大.

图1 2000—2016年成都市城市扩张效益得分变化曲线Fig.1 The changing curve of benefits' score of Chengdu's urban expansion in 2000-2016

从阶段性特征来看，2000—2008年，子效益系统均表现为持续缓慢增长，社会效益和生态效益基本持平增长，经济效益落后于社会效益和生态效益.2000年适逢“西部大开发战略”开始实施，成都作为西部重要的城市节点，响应国家政策，开始着力承接东部沿海地区的剩余经济能力，致力于提高自身的经济社会发展能力，巩固西部国防实力.这一阶段，处于成都城市总体规划(1995—2020)近中期阶段，城市发展开始起步，产生的社会效益和生态效益较好，但经济效益发展相对较缓；2008—2016年，经济发展迅速，经济效益增速加快，迅速超越社会效益和生态效益，社会效益和生态效益继续保持持平增长.5·12特大地震以后，四川自然环境遭到了重创，但并不影响成都的投资环境，这一阶段，也正处于西部大开发“十一五”、“十二五”规划的引领下，成都继续抓住机遇，经济实现了高速增长，社会生活水平和生态环境建设持续稳定提高.

2.2 系统耦合协调度实证分析

根据相关学者的研究，并联系成都市的实际，耦合协调度可以划分为以下几种类型[16-17](详见表2).将数据带入公式(7)、(8)、(9)计算得出耦合度C值和协调度D值，再根据表2的划分类型，划分出成都市城市扩张经济-社会-生态耦合协调度类型(详见表3).

表3 成都市2000—2016年城市扩张各子系统耦合协调发展变化Tab.3 The developing change of 3 subsystems' coupling coordination degree of Chengdu's urban expansion in 2000-2016

续表3：

从耦合度上来看，成都市城市扩张经济-社会-生态效益耦合度基本上处于高水平耦合状态或者有序状态，说明子效益系统之间高度关联，在推进城市发展演进的过程中交互胁迫、相互依赖与相互影响的程度较深[18].从指标数据上可以看出，除2000年和2002年耦合度指数在0.8以下的磨合阶段，其余年份均在0.8以上的高水平耦合阶段，并在2008年达到了有序状态，数据表明成都市在城市扩张发展的当中始终保持经济-社会-生态的高度联动发展，经济的高速发展的同时注重提高社会生活水平、加强公共交通、公共基础设施以及生态环境的建设.

从协调度上来看，成都市城市扩张经济-社会-生态效益三个子系统间大致经历了“严重失调-中度失调-轻度失调”的变化趋势，由2000年的0.122增加到2016年的0.366.从阶段来看，2000—2002年系统处于严重失调状态，原因在于经济滞后，该阶段为西部大开发早期，西部城市的城市化和工业化处于探索阶段，各项投资开始注入，但城市多以粗放型模式发展，建成区扩张了92 km2，人均GDP、人均社会消费品零售总额、城镇居民可支配收入等经济指标仅增长了25%、26%、7.6%，经济发展与人民日益增长的社会文化需要、以及环保需求矛盾较大；2003—2008年系统处于中度失调状态.这一阶段，城市建成区扩张了44.65 km2，经济有了较大程度的发展，经济指标中人均GDP、财政收入以及城镇居民可支配收入分别增长了70.9%、2.96倍、76.58%，产业结构的调整、产业技术的更新使得经济-社会-生态联动关系密切，市政绿化和生态环境治理方面的投入得到增强，虽然该阶段经济效益仍然相对滞后，但相对于第一阶段，系统协调度得到了提升；2009-2016年系统处于轻度失调状态，城市扩张下的系统协调度进一步增强.2010年开始，以成都为中心的成都经济区一体化战略、成都平原城市群开始起步和打造，成都天府新区也开始规划.该阶段成都城市建成区扩张了398.06 km2，城市扩张所产生的经济效益迅速超过社会、生态效益，各项经济指标均有大幅度的提升，经济发展的带动下，公共基础设施实现网络一体，交通基础设施全面对接，环保治理能力也有了明显的进步.但子系统之间仍然处于失调状态，主要原因在于生态效益滞后，后期城市扩张的过程中需更加注重对生态环境的保护.

综合耦合度、协调度来看，西部大开发进程中，成都市城市发展经济-社会-生态内部联动效应明显，但同时也面临着城市建成区不断外扩占用其他地类、人口密度不断增加以及环境污染恶劣等城市扩张问题.随着经济实力的不断壮大，城市公共建设和环境保护的投入日趋增多，但总体来说，城市扩张系统内部发展水平存在不协调现象，未来城市建设过程中，应加强对滞后效益的监管和改善.

3 结论与讨论

通过对成都市2000—2016年城市扩张经济-社会-生态效益耦合协调度进行系统分析，发现子系统效益指数表现为不同程度的增长，子系统效益之间存在极高的耦合度，表明它们之间存在着较强的相互影响、相互制约的联动关系，子系统之间的协调度由严重失调逐年过渡到轻度失调，协调度增强但总体程度较低，不同阶段呈现出不同的影响因素.

城市化高速发展的今天，人们不仅有丰富的经济物质需求，还有对优质生态环境的追求.成都作为西部重镇，在日趋严格的生态环境质量标准下，要保持城市发展过程中经济-社会-生态的协调共进，首先应该强化政府宏观调控.科学规划城市用地，大力发展循环绿色经济，助力产业结构转型升级；其次将生态环境建设和保护并重，继续完善环境基础设施，打造高质量宜居生活城市.