辽宁省城市化与生态环境非协调性耦合关系研究

城市化与生态环境两大系统属于一对交互耦合的时空响应函数，两大系统之间经过不断地进行物质、能量和系统等要素的耦合流动，引起系统的熵变，进而形成一对耗散结构体[1]。关于两大协调耦合关系已有多篇研究成果，美国罗斯曼和克鲁格曼(Grossman﹠Krueger，1991)关于生态环境与经济增长“倒U型曲线”，即库兹涅茨曲线(Environmental Kuznets Curve，EKC)[2]，基本内涵是在经济发展水平较低时，环境污染程度较严重，当经济发展状况变好以后，环境污染得到改善；在20世纪70年代末由加拿大统计学家Rapport D.J和Tony Friend提出压力(Pressure)‐状态(State)‐响应(Response)模型，此后经济合作组织(OECD)对其进行修正，该模型充分考虑外界的人外干扰、流域的状态变化和各种响应措施[3]；20世纪60年代末期由经济合作组织(OECD)提出的阻断经济增长与环境污染之间联系的脱钩理论(Decoupling Theory)[4]，在经济水平处于良好的状态时，将不再投入大量资源带动经济发展，实现经济发展与资源利用的脱钩。国内学者黄金川(2004)在分析环境库兹涅茨曲线(EKC)的基础上，认为城市化与生态环境在时间上耦合规律性呈现双指数倒“U”曲线，在空间上有下降型、正U型、上升型、倒U型和再下降型，说明协调耦合性符合否定之否定发展规律[5]；刘耀彬(2005)对城市化与生态环境耦合关系进行分析，将耦合协调度划分为4个标准[6]。纵观以往成果，笔者认为城市化与生态环境的非协调性耦合关系是在社会发展过程中所产生的区域效应、相互作用和演化趋势呈现出非良性互动现象，属于区域发展阶段性问题，具有一定的必然性。因此，笔者欲想从逆向思维来识别城市化与生态环境的非协调性耦合关系，从理论上架构起由非协调性向协调性耦合发展的桥梁[7]。当前辽宁省正处于城市化加速时期，但是也面临着生态环境污染和破坏的危机[8]。鉴于此，本文拟以辽宁省1996～2015年的城市化与生态环境为研究对象，判定非协调性耦合关系和形成机理，旨在为辽宁省各级政府在制定可持续发展战略时提供理论参考。

一、研究基础准备

(一)研究区域概况

辽宁省位于东经181°53′～125°46′和北纬38°43′～43°26′之间，陆地面积为14.59万Km2，海岸线长达2178Km，约占全国的12%。全省下辖2个副省级城市和12个地级市[9]。从建国至今辽宁城市化速度在高速增长，到2010年全省城市化水平为63%，高出全国城市化水平近20%，已步入城市化大省。但在快速的城市化快速进程，导致生态环境遭到严重破坏，主要原因辽宁省受地域资源禀赋的影响，产业以资源型行业为主，由于工艺落后和工业“三废”利用率低，导致城市的大气环境严重污染。同时辽宁省近海城市排污治理设施不够完善，给辽宁省近海海域带来严重的污染。基于此，如何促进城市化与生态环境协调发展是当前亟待解决的问题之一。

(二)指标体系

在判定城市化与生态环境的非协调性耦合度时，遵循数据具有可得性、可比性的原则，借鉴以往研究成果[10,11]，结合辽宁省实际情况构建城市化与生态环境评价指标体系(见表1)。首先，部分学者认为城市化涉及到人口、经济、空间三个维度，人口方面选取非农业比重、第二产业就业人数比重、第三产业就业比重和每万人在校大学生数来表征；经济方面选取人均GDP、第二产业比重、第三产业比重和城镇居民可支配收入来表征；空间方面选取城镇人均住房面积、人均建成区面积、万人拥有道路面积和城市人口密度来表征。在评价生态环境质量时，由于辽宁省是工业大省，工业污染严重影响着生态环境。本文依据OECD提出的生态环境的压力(Pressure)-状态(State)-响应(Response)评价模型构建评价指标，生态环境压力方面选取工业粉尘、废水、废气、固体废弃物的排放量来表征；生态环境状态方面选取人均绿地面积、建成区绿化覆盖率、人均耕地面积和自然保护区占辖区比重来表征；生态环境响应方面选取万元GDP能耗、燃气普及率、工业废弃物利用率和工业废水达标排放率来表征。

一台中联QY25汽车起重机的柴油机（型号：WP7.270E30）连续3次出现熔顶故障，给维修工作带来了很大的困扰。由于起重设备在矿山设备的维修中起着非常重要的作用，所以一定要找出柴油机经常出现熔顶故障的原因，杜绝今后再出现类似的故障。

(三)数据来源

在判定辽宁省城市化与生态环境非协调性耦合度时，本文所有指标数据均来自《中国统计年鉴》和《辽宁省统计年鉴》(1997～2016年)，其中万元GDP能耗以当年GDP总额除以当年能耗总量所得。为消除数据之间的量纲差异，本文采用数量极化处理模型进行无量纲处理，其中正向指标处理模型Zij=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)；负向指标处理模型为Zij=( Xjmax-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)。

(四)研究方法

本文采用熵权法计算城市化与生态环境质量综合得分。

残阳终于坠落，山林、天空，满目青翠外涂了一层玫瑰红的颜色都忽然转暗了，天地之间一片黯然，她的那张脸也一片幽黯。如果不是因为暮色笼罩，就一定可以在她的脸上看到一种可怕的痛苦与绝望，就像头顶愈来愈浓重的夜色，压得她抬不起头来，喘不过气来。她的心再次收缩了起来，像一座冰山一样沉入了万丈深渊的海洋底部。她明白，这突如其来的痛苦，终将化作精神层面的忧伤，伴其终生，挥之不去。风一阵一阵地吹来，像鞭子一样抽打在她的身上与心上，一记一记的清脆有声，每一道鞭影从她眼前飘过，似乎都会裂开一道道带血的伤口。而这根鞭子，曾经是一条红色的腰带。

耦合属于物理学科的研究内容，是两个或多个系统相互作用和彼此影响的各种表征，耦合度是表征系统之间相互作用影响的程度。因此，经过长期实践已形成交互耦合的时空函数关系。

1.耦合度模型

本文利用物理学中的容量耦合(Capacitive coupling)系数模型[12]，计算出城市化与生态环境的耦合协调度：

C=[(UP·UE)/(UP+UE)(UP+UE)]1/2

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ND=1-D

其中C为耦合度，UP为城市化，UE为生态环境质量。通常耦合度C介于0～1之间，当C越大(趋接于1)时，两大系统指之间越接近有序状态。

由于耦合度C用于城市化与生态环境耦合的时序状态，但在部分时段不能充分反映城市化与生态环境整体的“功效”和“协同”效应，对指导城市化与生态环境协同发展的意义不大。因此，本研究引用城市化与生态环境的耦合协调度，判定城市化与生态环境协调耦合关系，计算模型如下：

D=(C×T)1/2 T=αUP+βUE

2.耦合协调度模型

式中D为耦合协调度，ND为非协调耦合系数，T为城市化与生态环境耦合的调和指数，用于反映两大系统对整体系统的贡献度，α、β为待定系数，由于城市化和生态系统两大系统同等重要，分别令α、β为0.5。

通过以上分析可知，在城市化进程中，虽然辽宁省城市化水平增长很快，但进入21世纪以后，经济发展并没有使全省人均国民生产总值提高，说明辽宁省属于政策拉动型城市化发展模式。在人口就业方面，第二产业就业比重对全省城市化水平提升发挥的作用较大，这符合辽宁省工业大省的发展实际。虽然第三产业总产值对城市化发挥很大的推动作用，但第三产业就业人口增长速度较慢，1996年三产占全部就业人数比重为31.3%，到2015年为45.3%，年均增长速度仅为0.72%。按着发达国家或地区在第三产业就业人口的比重应为60%以上，但辽宁省还不到50%，由此表明应该加快发展服务业，为进城人口创造更多的岗位，提高居民的经济收入水平。最后是人均建成区面积(0.069)和万人拥有道路(0.068)的权重系数也很低，充分表明在城市基础设施建设与城市规模发展脱钩现象比较严重，对提升城市化质量贡献较小。

在经历了十年成本管理经验积淀后，2015年12月，重庆市卫生计生委批准在重庆九院成立重庆市医院成本管理研究中心（简称“成研中心”），中心继而成为中国医院成本管理领域首个、全国唯一的省部级医学重点研究中心。

从计算结果中可知，耦合协调度系数介于0～1之间，划分标准如下：首先，协调耦合度D划分标准，即0≤D<0.4低水平耦合阶段、0.4≤D<0.5为拮抗时期、0.5≤D<0.8为磨合阶段、0.8≤D<1.0为高水平耦合阶段；其次，非协调性耦合ND划分标准：当0≤ND<0.2低水平协调耦合阶段；0.2≤ND<0.5拮抗非协调耦合阶段；0.5≤ND<0.8磨合非协调性耦合阶段；0.8≤ND<1为高水平非协调耦合阶段[11]。

二、计算结果分析

首先，由于中央政府和地方政府实行“分灶吃饭”的财政与税收管理体制，地方政府为了获得城市建设和经济发展的“事权”，失去雄厚的“财权”支撑是没有办法搞城市建设。因此，地方政府为提高政府绩效，崇拜“GDP”之风非常盛行，久而久之形成“重经济发展、轻生态保护”的发展模式。

(一)城市化综合水平

通过表2可知，在1996～2015年辽宁省城市化综合水平快速增长的趋势非常明显，在1996年的基期得分仅为0.014，到2015年为0.078，增长幅度近6倍。在表1中第二产业就业比重(0.114)、二产GDP比重(0.128)三产GDP比重(0.124)的权重系数较高，表明以上指标对提升辽宁省城市化水平具有很大的促进作用，但人均GDP(0.051)、三产就业比重(0.060)、城镇居民可支配收入(0.058)的权重系数较低，对提升城市化质量贡献较小。

 

表1 城市化与生态环境评价指标体系

  

系统准则指标EjDjWj系统准则指标EjDjWj城市化人口(P)非农业人口比重0．9080．0930．073二产人口比重0．8550．1450．114三产人口比重0．9240．0760．060每万人在校大学生数0．8870．1130．089经济(E)人均GDP0．9350．0650．051二产GDP比重0．9270．0730．128三产GDP比重0．8420．1580．124城镇居民可支配收入0．8380．1620．058空间(S)城镇人均住房面积0．9060．0940．074人均建成区面积0．9120．0880．069万人拥有道路面积0．9130．0870．068城市人口密度0．8830．1170．092生态环境压力(P)工业粉尘排放量∗0．9680．0320．040工业废水排放量∗0．9320．0680．066工业废气排放量∗0．9420．0590．064工业固体废物排放量∗0．9720．0280．036状态(S)人均绿地面积0．8780．1220．155建成区绿化覆盖率0．9100．0900．124人均耕地面积0．9180．0820．123自然保护区占辖区比重0．9340．0660．094响应(R)万元GDP能耗∗0．9560．0440．055燃气普及率0．9140．0860．109工业废弃物利用率0．9470．0530．068工业废水达标排放率0．9400．0600．066

注：Ej、Dj、Wj分别代表代表指标的信息熵、冗余度和权重，带*号指标为负向指标，其余均为正向指标.

 

表2 城市化与生态环境的协调耦合关系判别

  

年份UPUETDND年份UPUETDND19960．0140．0130．0130．3090．69120060．0620．0420．0520．4580．54219970．0190．0170．0180．3350．66520070．0630．0440．0540．4630．53719980．0290．0160．0220．3510．64920080．0680．0490．0590．4770．52319990．0330．0170．0250．3630．63720090．0780．0530．0650．4930．50720000．0370．0180．0280．3730．62820100．0870．0590．0730．5100．49120010．0390．0200．0300．3820．61820110．0780．0640．0710．5090．49120020．0440．0210．0330．3900．61020120．0830．0680．0750．5180．48220030．0510．0240．0380．4070．59420130．0880．0750．0810．5310．46920040．0550．0260．0410．4160．58420140．0780．0780．0780．5250．47520050．0590．0290．0440．4290．57120150．0780．0760．0770．5230．477

注：UP、UE、T、D、ND分别代表城市化和生态系统综合分值，其余字母同公式含义.

3.协调耦合关系判定标准

(二)生态环境综合水平

从表2中可知，在1996～2015年期间辽宁省生态环境综合水平呈现出快速增长的态势。1996年全省生态环境综合水平得分为0.013，到2015年为0.078，增长幅度也达6倍，尤其是在2005年到2006年两年时间之内，生态环境综合水平由0.029上升到0.042，增长近10个百分点，呈现出迅速增长的态势，说明生态环境质量在治理的情况由低质向高质迈进。在表1中可知，反映生态环境水平的人均绿地面积(0.155)、建成区绿化覆盖率(0.114)、人均耕地面积(0.103)、燃气普及率(0.109)等指标权重系数较高，对生态环境的质量贡献较大。但工业粉尘排放量(0.040)、工业固体废弃物排放量(0.036)、万元GDP能耗(0.055)等指标的权重系数较低，说明辽宁省在经济社会发展过程中，由于资本密集型产业占到60%以上，多数企业由于设备陈旧、工艺落后和管理粗放，工业废弃物等指标和工业废水达标排放率对生态环境质量贡献度较低，说明辽宁省城市发展工业生产破坏了城市生态环境。因此，在新型城市化道路上，向绿色产业转型实现可持续发展尤为重要。

(三)协调耦合关系判别

依据判定标准和图1可知，城市化和生态环境非协调耦合关系阶段性特征非常明显。

本文在建立房价模型时，假设住房的基本面可以由一系列经济社会变量构成，且每个城市在每个时期都对应一个反映这些经济社会变量的住房基本面价格。参考李永友(2014)[12]的模型设定，结合长三角地区的实际情况，选择人均可支配收入(hp)、年末贷款余额占GDP比重(loan)、人口规模(pop)、住房建设成本(cost)、城镇化率(urban)、土地价格(lp)和城市绿化覆盖率(green)作为基本面价格解释变量。每个城市在每个时期的住房基本面价格可通过估算模型的拟合值得出，其与同期实际房价的差值即为房价偏离。

首先，在1996～2002年期间，辽宁省城市化与生态环境的协调耦合度系数D介于0.3～0.4之间，属于极度不协调型，城市化发展速度超前于生态环境承载范围。说明辽宁省作为在计划经济发展的基础上，虽然在“八五”和“九五”期间进行技术改造，但辽宁省工业落后的生产方式改进速度，导致城市化与资源环境呈现极度不协调的状态。在新世纪以后，辽宁省大部分地区遭遇了严重的环境污染，给人民的生产和生活带来了严重的损失。

  

图1 辽宁省城市化与生态环境非协调耦合曲线

首先，从建国到至今，辽宁省利用地方资源禀赋，在经济社会发展过程中，以资本密集型产业为基础，向全国输送产品中，有80%的产品都是初级加工品和原材料，形成了“资源立省”的经济发展模式，但由于大量资源是粗放型加工，对部分地区的海洋、河流、生态植被、大气环境产生了严重的环境污染。

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第三，在2009～2015年期间，协调耦合度系数D介于0.5～0.8之间，步入磨合阶段，城市化与生态环境形成拮抗非协调性耦合关系。从图1中可知，在2009年非协调耦合曲线和协调耦合曲线略有交叉，非协调耦合曲线下降，协调耦合曲线出现上升，说明辽宁省城市化与生态环境非协调耦合开始向协调耦合方向转化，未来两大系统的关系由非协调向协调转化。通过以上情况表明，辽宁省在“十一五”和“十二五”期间，比较注重中保护生态环境。在行业上、环保设施和战略布局上注重环境保护和资源可持续发展，变化最明显是以下四方面：一是在“十二五”期间，辽宁省规划20个环保类产业园区(包括5个综合环保类产业园、15个静脉环保产业园)，形成以沈阳经济区为核心，构建废旧资源综合利用、工业固体废弃物和处置环保产业的集聚区，促进资源循环利用；二是在辽北地区构建节水环保、清洁能源和生态修复的产业集聚区，实现生态环境可持续发展；三是在辽宁省沿海经济带建立洁能源和生态修复的产业集聚区，实现生态环境可持续发展；三是在辽宁省沿海经济带建立环保装备制造业聚集区；四是辽宁省加大环保产业的投入力度，带动环保产业收入水平快速提升。

三、非协调性耦合关系的形成机理

在1996～2015年之间辽宁省生态环境与城市化始终处于非协调耦合状态，未能达到高水平的耦合协调状态，主要从以下四个方面考虑。

(一)计划经济时期遗留问题影响城市治污设施的完善

其次，在2003～2008年期间，辽宁省城市化与生态环境协调耦合度系数D介于0.4～0.5之间，步入拮抗阶段以后，仍然是城市化综合水平高于生态环境综合水平。在此阶段是国家实施振兴东北老工业基地初期阶段，在国务院领导下辽宁省城市化进程开始加速向前推进，对资源枯竭型城市棚户区进行改造，高污染、高耗能的行业被逐渐淘汰，城市化综合水平和生态环境质量都呈现出快速提高的局面，两大系统的协调耦合度开始逐渐向好。

制定跌倒、导管滑脱、压疮、烫伤、走失、药物使用错误等7个类目的护理SOP，使护理评估操作程序化、标准化，有利于帮助护理人员对操作流程的掌握，通过培训可快速提高全院护理人员护理操作的综合水平，不会因个人能力、工作经验的差别有所差异[11]。确保为病人提供同质化的护理服务，有利于提升护理服务质量。观察组护理质量得分(92.5±4.1)分高于对照组(80.4±3.9)分， 差异有统计学意义(t=8.285 2，P=0.004 2)。

其次，据全国第一次污染源普查可知，辽宁省出现环境污染的原因是多家重点企业的工业设备比较落后，省内仅有6.18%的重点企业的生产设备达到国际标准。由于生产设备落后，在进行资源型产品加工时，资源浪费现象比较严重，尤其冶金和煤化工企业给环境带来的污染比较严重。

第三，在计划经济时期，辽宁省向全国输送大量资源型产品，输出产品与卖出价格的“剪刀差”，导致资源型产品回报率很低，省内很多城市没有充足的资金建设环保设施。在改革开放以后随着经济规模开始逐渐扩大，排污数量快速增加，到20世纪90年代末节能减排成为经济发展的约束性指标，导致城市发展与生态环境保护之间的矛盾日益加剧。

(二)政府管理体制影响到城市建设与环境协调发展

利用模型计算城市化和生态系统的熵权值、权重和综合得分(见表1和表2)。

其次，地方政府领导任期为五年，为了完成政绩考核，在任期内将周期长和见效慢，保护青山绿水的生态环保型项目往往被搁置，相反一些短期利润大、污染大的项目倍受青睐，虽然短期内是具有重大的政绩，但带来的生态环境破坏和资源的低效利用，产生的损失是无法衡量的。

第三，由于我国实行土地补偿使用制度，地方政府为扩大城市规模，多地掀起一场声势浩大的圈地运动和造城运动，以此来实现城市化战略，导致城市周边的优质农田、自然保护区和生态湿地被大量征用，这也成为生态环境污染又一个诱因。

(三)地方政府盲目招商引资影响环境保护与城市化的协调发展

首先，改革开放以后，在国家政策支持下，辽宁省建起多个经济开发区和产业园区，招商引资成各地快速兴起。部分地方政府为了吸引外商或者国内大型企业来市内安家落户，在土地、税收和电价方面给予更多政策优惠，但是引进的企业是省外即将淘汰的产业，涵盖电解铝、水泥、烧碱、电石、煤化工、铁合金等6个行业，在短期内能促进辽宁省城市化和工业化进程，解决人口就业问题，但多数企业将污染物直接排入河流，进入新世纪以后，经环保部门监测，省内6条主干河流有5条河流遭到污染，47条支流有33条遭到严重污染，城市酸雨和雾霾天数常年居高不下，如2009年大连和丹东两市的酸雨频率分别达45%和52%。

其次，在2009年国家公布《辽宁沿海经济带发展规划》，辽宁省近海六市的经济水平得到了长足发展，由于辽宁沿海经济带位于环渤海和黄海北部，多数企业是石化和冶金企业，由于排污设施不完善，渤海自净能力差，污染物被排入河流和海洋，导致近海海域水质都呈劣质V类，给辽宁省近海海域造成严重污染。

“唯有人文医院，可以把医院管理者与从业者带向一个全新的境界！”不知何时起，这句话几乎成为医疗界的共识。

(四)环境监管不力和规划未能有效衔接

首先，辽宁省是处于传统工业化向新型工业化过渡时期，在城市建设与环境保护之间形成了“两难”境地，原因是在确立城市重大发展战略时，往往面临着“环境保护”让位于“城市建设和经济发展”的局面。国家环保部门执行的环保标准对地方企业没有起到更多的限制，环境部门在环境监管过程中处于被动局面。

第二，各级政府对环境管理制度和各种法律认识不清或者无法可依，直到2015年辽宁省政府才出台《关于试行辽宁省企业投资项目负面清单管理的指导意见》，负面清单列出禁止或限制企业投资项目达768项，由于环境监管法规和各项政策出台晚，导致环境管理没有监管到位。

第三，在科学发展观的指导下，辽宁省面对着节能减排和高耗能、高污染，环境治理滞后和经济增长速度快的矛盾日益加剧。归根到底是缺乏系统的规划，没有形成城市规划和环保规划“一张蓝图干到底”的协同发展状态，导致环境保护与城市建设错位现象非常严重。

心动为啥难以转化为行动？自然条件差、经济基础薄弱等是常见理由。比如在发展农业产业中，看到典型地区龙头企业数量多，带动能力强，因自身经济底子薄，就声称“有心发展，无力实施”。在农村改厕中，反复强调群众参与积极性不高，改厕工作难度大。

四、结论

本文利用城市化与生态环境耦合协调模型，对辽宁省城市化与生态环境协调耦合关系进行识别，结论显示辽宁省城市化和生态环境综合水平都得到了快速发展，在1996-2002年协调耦合关系极不协调，2003-2008年处于拮抗阶，从2009年开始步入磨合阶段，说明城市化与生态环境耦合关系开始逐渐好转，从历史遗留问题、国家政策和环境监管方面讨论城市化与生态环境非协调性耦合关系的形成机理。

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