张晓娟，高敏华*，孜比布拉·司马义,3，王 英

(1.新疆大学资源与环境科学学院，新疆乌鲁木齐 830046；2.新疆大学绿洲生态教育部重点实验室，新疆乌鲁木齐 830046；3.新疆大学新智慧城市与环境建模普通高校重点实验室，新疆乌鲁木齐 830046)

城镇化是当今世界上重要的社会、经济现象之一，城市化进程反映了各国在实现工业化和现代化进程中的社会变化．改革开放以来，我国经历了世界上前所未有的最快速度、最大规模的城镇化进程[1]，表现在常住人口城镇化率开始从1978年的17.92%上升到了2018年的59.58%(国家统计局)．城镇化是一个综合的过程，它包括了经济城镇化、人口城镇化、社会城镇化以及土地城镇化等方面的内涵[2]．人口城镇化是农村区域人口流向城镇区域，导致城镇人口规模扩大和生活方式发生改变的过程；土地城镇化是农村土地转变为城镇土地，致使城镇土地规模扩大和生产方式转变的过程，人口城镇化与土地城镇化是相互依存、相互促进的动态关联关系[3-4]．当前，我国人口城镇化和土地城镇化呈现出明显的不协调发展特征，突出表现为城市地域外延平面式无序扩张以及人口迅速向城市集聚，这种粗放外延式的城镇化模式已不能适应社会发展，迫切需要寻求一种新型城镇化发展模式[5]．只有这二者协调发展，才能有效提高城镇化质量．

探讨二者之间的耦合协调发展，对于实现城镇化的高质量发展、城镇化道路的可持续发展具有指导作用．因此，关于人口城镇化与土地城镇化协调发展关系的研究已逐渐成为学术界的研究热点．有国外学者研究发现，在城镇化进程中，大量农村劳动力转移与城镇土地扩张之间相互影响，相互推动[6]；在城镇化建设过程中，当城市周围的农业人口开始转变为城市人口时，人口转移的成本就会导致贫困的集中发生，以至于产生不可逆转的负外部性[7]；在城市人口增长和城市化率升高的过程中，由于土地建设与规划之间不协调，城市边缘的建成区与农用地布局不合理，容易造成环境恶化[8]．国内学者尹红玲等[9]通过测算人口城镇化与土地城镇化的离差系数，研究了我国人口城镇化与土地城镇化失衡的空间特征状况；陈凤桂等[10]通过时间序列演算分析研究了我国人口城镇化与土地城镇化的发展水平及两者协调发展情况；林爱文等[11]对湖北省人口城市化与土地城市化的协调发展程度采用拟合回归模型法进行了综合分析与评价；张鹏岩等[12]对中原经济区运用耦合协调度模型进行了人口城镇化和土地城镇化耦合协调关系研究；李纪鹏等[13]利用主成分分析法、协调发展模型以及回归分析模型评价了武汉市人口城镇化与土地城镇化的协调发展状况．总的来看，关于二者时空耦合关系的研究成果相对较少．此外，相关的研究区域大多集中在我国的南部和东部地区，而针对西部地区的研究则较少．人口城镇化与土地城镇化的耦合协调发展是实现一个区域城镇化协调可持续发展的关键，文中以新疆为研究区，研究人口城镇化和土地城镇化的时空特征，以及二者间的耦合协调性关系的时空变化及空间聚集情况，以期为今后加强新疆人口城镇化与土地城镇化的耦合协调发展提供科学参考．

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

新疆维吾尔自治区，简称新疆，首府乌鲁木齐，是我国5个少数民族自治区之一．新疆位于中国西北边陲，地处73°40′～96°18′E，34°25′～48°10′N之间，地理位置十分重要．面积166万km2，约占中国国土面积的1/6，是中国行政面积最大的省级行政区，全区辖有14个地州市，其中包括5个自治州、7个地区和2个地级市．2018年末全区常住人口2 486.76万人，全年实现地区生产总值(GDP)12 199.08亿元(数据来源于《新疆统计年鉴2018》)．但是，新疆城镇化发展水平较长时期落后于全国平均水平，城镇化建设较为滞后．

1.2 数据来源

本文研究的时间段是2008—2018年，所用的研究数据主要来源于《新疆统计年鉴》《中国城市统计年鉴》以及新疆14个地州市的国民经济和社会发展统计公报，资源环境科学数据中心获取研究区行政区划矢量图．

2 指标体系构建与研究方法

2.1 指标体系构建

在学习借鉴已有研究成果的基础上[14-17]，依照指标选取的综合性、科学性、实用性、可操作性、针对性等原则，结合新疆的实际情况，并考虑数据的可获得性等，采用综合指标法构建了新疆人口城镇化与土地城镇化的评价指标体系(表1)．该指标体系分为3个层次，分别是目标层、准则层和指标层．目标层包括人口城镇化和土地城镇化2个系统，准则层包括5个因素，指标层包括12个指标．

表1 新疆人口城镇化与土地城镇化评价指标

2.2 研究方法

2.2.1 熵权法 熵权法是依据评价对象的指标值所构成的判断矩阵来确定指标权重的一种研究方法，是一种客观的赋权方法,所以文中采用熵权法来计算指标权重．

1)评价指标标准化.计算公式为[18]67：对正向指标:

对负向指标:

其中，xij为第i个评价指标的值；min{xij}为xij的最小值；max{xij}为xij的最大值；Xij为xij的标准化值.

2)计算指标权重.计算公式为[19]1325

其中，k=1/ln(m)且k>0；

其中，Pij为第i年第j个指标的比重；Hj为信息熵；Gj为信息熵冗余度；Wj为评价指标权重.

3)计算人口城镇化综合水平与土地城镇化综合水平.研究中把人口城镇化综合水平设定为U1，土地城镇化综合水平设定为U2，则计算公式为[19]68

其中，xi和yi分别为人口城镇化与土地城镇化指标标准化结果;ai和bi分别为相应指标权重．

2.2.2 耦合协调度模型 本研究的耦合协调度是用人口城镇化与土地城镇化这2个系统它们各自要素产生相互作用、相互影响的程度来定义的，由发展度(T)、耦合度(C)及协调度(D)3部分组成[20-21]．

1)发展度.发展度用来反映人口城镇化与土地城镇化发展的总体水平情况，计算公式为[22]89

T=aU1+bU2，

其中，a和b为待定权重，这里a和b取相同权重值0.5．

2)耦合度.耦合度是用来衡量2个系统之间耦合发展程度的定量指标，参考借鉴物理学中的相关耦合概念和模型，用人口城镇化与土地城镇化的耦合度，来评判人口城镇化系统与土地城镇化系统之间相互依赖的程度，计算公式为[22]89

3)协调度.协调度是衡量协调发展状况的定量指标，它综合了C和T，稳定性较高，来衡量人口城镇化与土地城镇化之间的协调发展程度，计算公式为[22]90

4)协调度等级划分.在参考已有文献研究的基础上[23-26]，根据协调度D的大小，将人口城镇化与土地城镇化之间的耦合协调类型划分为4个协调区间，10个协调类型(表2)．

表2 人口城镇化与土地城镇化协调类型划分

2.2.3 探索性空间数据分析 探索性空间数据分析(ESDA)主要用于描述地理现象的空间分布规律，能够有效探测数据间的空间格局特征，包括全局和局部空间自相关．全局空间自相关通常用Moran指数I来衡量，用于检验空间邻接或临近研究单元之间的相似程度．局部空间自相关主要用LISA、Moran散点图、G统计量来衡量，用于研究观测值的高值或低值的局部空间集聚，能更细致地刻画区域内研究单元的空间分异特征．I和G的计算公式为[27]165

3 结果与分析

3.1 新疆人口城镇化与土地城镇化协调发展演变特征

3.1.1 人口城镇化发展水平与土地城镇化发展水平分析 从表3可知，2008年以来，随着新疆经济的进一步较快发展，人口城镇化综合水平与土地城镇化综合水平均呈现出波动上升趋势．从人口城镇化综合水平与土地城镇化综合水平的变化情况来看，土地城镇化综合水平发展速度明显快于人口城镇化综合水平的发展速度，它可以分为2个阶段．

表3 新疆人口城镇化与土地城镇化协调发展结果

1)第一阶段(2008—2012年).新疆人口城镇化综合水平显著高于土地城镇化综合水平，表明土地城镇化发展水平相对滞后于人口城镇化发展水平.

2)第二阶段(2013—2018年).新疆土地城镇化综合水平高于人口城镇化综合水平，表明人口城镇化发展水平相对滞后于土地城镇化发展水平．

由表4和表5可知，2008—2018年14个地州市的人口城镇化综合水平和土地城镇化综合水平都呈现出波动增大的变化趋势，人口城镇化综合水平普遍高于土地城镇化综合水平，说明土地城镇化发展水平相对滞后于人口城镇化发展水平；2008—2018年乌鲁木齐市人口城镇化综合水平和土地城镇化综合水平普遍高于其他13个地州市，其次是克拉玛依市，说明乌鲁木齐市作为新疆的首府经济社会发展水平较高；和田地区人口城镇化综合水平和土地城镇化综合水平最低，说明和田地区城镇化发展较慢，经济社会发展水平较低．

表4 各地州市人口城镇化综合水平变化情况

表5 各地州市土地城镇化综合水平变化情况

3.1.2 协调发展水平时间分析 依据表3，可以大致把 2008—2018年的新疆人口城镇化与土地城镇化耦合协调发展过程分为失调衰退阶段(2008—2009年)、过渡协调阶段(2010—2013年)、中度协调阶段(2014—2018年)3个阶段．

1)失调衰退阶段.这一阶段，协调度D分别为0.052 451 和0.192 632,均低于0.2，处于失调衰退阶段．这主要是由于这期间人口城镇化综合发展水平与土地城镇化综合发展水平较低，使得耦合度C、发展度T均不高，进而导致协调发展水平不高．

2)过渡协调阶段.2010年，协调度D为0.297 883，高于0.2，进入过渡阶段．人口城镇化综合发展水平与土地城镇化综合发展水平不断提高，使得发展度T、耦合度C和协调度D较之前有所增大，开始进入过渡协调阶段．

3)中度协调阶段.2014年新疆人口城镇化与土地城镇化的耦合协调发展水平达到0.521 267，开始进入中度协调发展阶段.这一时期发展度T耦合度C和协调度D较高，协调发展水平较好．

3.1.3 协调发展水平空间分析 如图1，新疆14个地州市的人口城镇化与土地城镇化耦合协调度值从2008—2018年呈现增大趋势，说明新疆人口城镇化与土地城镇化的协调程度越来越好．从地区来看，乌鲁木齐市的耦合协调度值明显高于其他地区，和田地区耦合协调度值变化较小，耦合协调度值较低．

图1 各地州市耦合协调度变化趋势

选取2008,2013,2018年3个时间节点来研究新疆人口城镇化与土地城镇化耦合协调度空间分布情况，从图2可以明显看出2008—2018年新疆人口城镇化与土地城镇化协调发展的空间分布情况，可以得出2008—2018年新疆人吐鲁番市口城镇化与土地城镇化协调发展的空间格局主要表现为如下特征.

图2 2008—2018年人口城镇化与土地城镇化耦合协调度空间分布

A)各个地州市的人口城镇化与土地城镇化耦合协调发展度在波动中呈现上升趋势，但协调发展水平总体偏低．14个地州市中，2008年属于调和协调类的只有乌鲁木齐市，不协调类的地州市较多；到2013年调和协调类增加了克拉玛依市，2018年属于中级协调类的只有首府乌鲁木齐市，没有初级协调类．

B)协调发展阶段差距大．协调发展水平最高的是乌鲁木齐市，2008年其协调发展度达到 0.427 0，属于调和协调发展类，而克孜勒苏柯尔克孜自治州的耦合协调发展度仅0.154 6，处于中度不协调状态，相差3个阶段．2013年府乌鲁木齐市协调发展度达到 0.557 2，属于初级协调发展类，而和田地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州、哈密市和阿克苏地区处于轻度不协调状态，与之相差3个阶段．2018年府乌鲁木齐市协调发展度达到0.611 2，属于中级协调发展类，而和田地区的耦合协调发展度仅0.259 4，处于轻度不协调状态，与之相差4个阶段．

C)协调发展类型区域分异较明显．从空间具体分布看，北疆地区人口城镇化与土地城镇化耦合协调度高于南疆地区，北疆地区人口不仅更加集中，而且土地也得到了更有效的利用．

3.2 人口城镇化与土地城镇化耦合协调度空间集聚特征

3.2.1 全局空间自相关分析 为了进一步分析新疆人口城镇化与土地城镇化耦合协调度空间集聚特征，计算全局Moran指数I，并且利用相关蒙特卡

罗模拟的方法检验I的显著性，从而可以得到人口城镇化与土地城镇化耦合协调度的全局空间自相关情况．

由表6可知，2008,2013,2018年的I值均为正，说明整个地区人口城镇化与土地城镇化协调发展水平具有全局空间正相关关系，新疆各地州市人口城镇化与土地城镇化D值水平接近的地区空间集聚现象明显．2008年I值比2013年I值显著增大，说明二者D值相似地区集聚趋势逐渐增强，而2018年I值相比2013年I有小幅下降，说明集聚情况有所减慢．其空间关联特征是：协调发展水平较高的地州市趋于相互邻近，协调发展水平较低的地州市趋于相互邻近．

表6 耦合协调度的全局Moran 指数I值

3.2.2 局部空间自相关分析 为了更直观地看出区域内研究单元观测值的高值或低值的空间集聚程度及空间分异特征，对新疆各地州市人口城镇化与土地城镇化耦合协调发展水平进行局部空间自相关分析，利用GeoDa软件将Moran散点图与LISA显著性水平相结合可以得到LISA聚集图(图3)．LISA聚集图对应4种不同的空间差异类型:第Ⅰ象限：高高集聚；第Ⅱ象限：低高集聚；第Ⅲ象限：低低集聚；第Ⅳ象限：高低集聚．

从图3显示的2008—2018年新疆14个地州市人口城镇化与土地城镇化耦合协调度聚集状态变化情况，可知耦合协调度空间分布呈现空间集聚态势，高高聚集主要集中于乌鲁木齐、克拉玛依地区，说明这些地区是中心辐射地带，经济发展较好，城镇化水平较高，有带动周边地区协调发展的作用；低低聚集主要分布在阿克苏、喀什与和田地区，说明这些地区以及周边地区城镇化发展水平低，比较落后，协调发展水平较弱；塔城地区为低高聚集，说明周边地区协调发展水平较高;其他地区聚集状态不显著.

图3 人口城镇化与土地城镇化耦合协调度的LISA集聚

4 结论

城镇化是一个长期的、动态的、综合的社会经济空间变迁过程，人口城镇化水平和土地城镇化水平是衡量城镇化进程的两个重要维度，二者耦合协调发展是推进城镇化高质量发展的关键．文中构建了人口-土地城镇化协调发展评价指标体系，计算了新疆人口城镇化和土地城镇化指数，利用耦合协调度模型测算新疆14个地州市2008—2018年的城镇化耦合协调水平，利用空间自相关分析方法对耦合协调度进行空间差异、集聚程度分析．结果显示：

1)2008—2018 年新疆人口城镇化综合发展水平与土地城镇化综合发展水平呈现波动上升的趋势．同时这一时期新疆人口城镇化与土地城镇化协调发展水平也逐步提高；但是人口城镇化综合发展水平、土地城镇化综合发展水平总体较低，这表明新疆城镇化总体水平偏低．今后提高城镇化水平应体现在：① 不断提高人口素质和生活水平；② 加大土地投入和产出、优化土地利用结构．

2)通过构建耦合协调度模型研究发现，2008—2018年新疆地区人口城镇化与土地城镇化的耦合协调关系在不断提高，并且呈现出显著的地域性特征，但是协调发展水平总体不高，还有很大提升空间．协调发展度呈现北疆地区高于南疆地区的特点，与经济发展水平有一定的空间响应关系．

3)对新疆人口城镇化与土地城镇化耦合协调度进行空间自相关分析，可知新疆整个区域人口城镇化与土地城镇化协调发展水平具有全局空间正相关关系，新疆各地州市人口城镇化与土地城镇化协调度水平接近的地区空间集聚现象明显，协调度空间分布呈现空间集聚态势，即协调发展水平较高的地级市趋于相互邻近，协调发展水平较低的地级市趋于相互邻近．