城市化水平与城市资源压力的定量关系研究——以宝鸡市为例

城市化水平与城市资源压力的定量关系研究 以宝鸡市为例 赵安周，卫海燕，白凯 (陕西师范大学 旅游与环境学院，西安 710062) 摘要：从人口、经济、社会、土地 4 个方面构建宝鸡市城市化水平综合评价指标，应 用熵值法对 19902009 年宝鸡市城市化水平进行综合测度；同时，使用资源压力指数对宝 鸡市城市资源压力进行了定量评价，并对二者进行了相关分析和回归分析。结果表明： 19902009 年间宝鸡市城市化综合水平持续提高；在城市化进程中，相应的资源压力 也会发生变化，二者存在着极强的相关性；宝鸡市城市化水平的增长率在 1990 年代初期 低于资源压力的增长，盲目的粗放型资源利用发展模式不但不能加速城市化进程，反而造 成了资源的严重浪费。 关键词：城市化；熵值法；资源压力；宝鸡市 0 引言 资源是人类社会赖以生存和发展的保障。资源人均占有量少和资源利用率低一直制约 着我国经济的发展。目前，我国主要资源人均占有量不足世界平均水平的 12 或 13， 单位 GDP 能耗却是世界平均水平的 3.4 倍 1；另一方面，城市化是人类社会经济发展的必 由之路。目前我国正处于城市化加速发展阶段，城市数量和规模急剧增加，在城市化进程 中，不可避免地要消耗大量的资源，如何协调缓解城市资源压力与加快城市化进程之间的 矛盾是目前亟待解决的问题。 城市化水平和城市资源压力的关系已经受到高度关注，许多学者从不同角度对其进行 了研究。AI-Khar-absheh 应用数学模拟方法对城市化与地表水质量作过定位跟踪研究 2。吴 群、郭贯成以江苏省为例，从城市非农人口占总人口的比例，非农产业 GDP 占总 GDP 的 比重两方面探讨了城市化水平对耕地资源压力的影响 3。吴璞周、卫海燕以西安市为例， 从人口、经济、社会、地域景观 4 个方面入手，通过主成分分析城市化的主要影响因素， 建立数学模型，对两者的相互关系进行了研究，发现城市化水平越高，城市资源压力越大。 4。高桂芝、刘俊良以河北省为例，通过非农人口比重、产业结构、服务设施、居民生活 水平 4 项指标，建立数学模型，分析了城市化水平和水资源压力的关系 5。以往的研究主 要集中在城市化水平对水资源、耕地资源等单一方面城市资源压力的影响，而关于城市化 对城市土地资源、人力资源、水资源、用电资源等多个方面的资源压力的影响研究较少。 本研究引入城市资源压力指数作为衡量资源压力大小的指标，并选择宝鸡市为研究对象， 通过对其 20 年的城市化水平与城市资源压力指数关系的分析，构建了宝鸡市城市化水平和 城市资源压力的关系模型，为宝鸡市未来城市化可持续发展提供借鉴。 1 城市化内涵及水平测度 1.1 城市化内涵 关于城市化，虽然国际学界的研究已有数 10 年历史，但是，由于各学科对城市化理解 不一，迄今为止，关于城市化的定义仍没有一个完整统一的解释，人口学、地理学、经济 学等学科对城市化的界定都偏重于自己的学科领域，存在一定的局限性 6。现代城市化是 一个涉及人口、经济、社会、地域空间等诸多方面的复杂过程 7。因此，现代城市化的内 涵应该包括：城市人口占全社会人口比重提高；城市地域的扩大及城市关系圈的形成 和变化；拥有现代市政服务设施系统；城市生活方式、组织结构、文化氛围等上层建 筑的形成。 1.2 指标体系的构建 宝鸡市位于关中平原西部，地处东经 106o18108 o03，北纬 33o3535 o06，是陕西 省第二大城市。借鉴已有的城市化综合测度指标体系成果，遵循全面性、主导型、层次性 及可操作性等原则 8-9，从城市化内涵出发，选取 4 个方面： 人口城市化，主要包括非农 人口占全市总人口的比重，市区人口占全市人口的比重，城市第三产业从业人员占全市从 业人员的比重，城市人口密度；经济城市化，主要包括人均 GDP，第三产业比重，第三 产业与第二产业产值比，人均地方财政收入，城镇人均消费支出；社会城市化，主要包 括百人拥有公共图书馆藏书数，在校大学生人数，卫生机构技术人员数，人均城市居民生 活用电量，每万人拥有公交车数目；土地城市化，主要包括城市人均居住面积，人均公 共绿地面积，人均道路面积，建成区面积，建成区绿化覆盖率。4 个方面既相互联系又相 互区别，力求全面准确反映城市化进程的综合水平。 1.3 研究方法引入熵值法 在综合指标的测度中，目前权重赋值的方法主要分为主观赋值法和客观赋值法 10，前 者主要包括 Delphi，APH 等；后者主要包括变异系数法，熵值法等。为了消除人为因素对 权重的影响，本研究采用熵值法 11来确定各个指标的权重，熵是物理学中的一个概念，在 社会系统的应用中，信息熵主要是指系统状态不确定性程度的度量。信息熵值越高，系统 结构越均衡，差异越小；反之，则系统结构越是不均衡差异越大。因此，可以根据熵值的 大小，计算出各指标的权重，具体步骤如下。数据标准化处理。由于各指标量纲、数量级 等有差异，需要对原始数据进行标准化处理。对于正向指标， - . 式中：X ij 表示第 i 年第 j 项评价指标的值；max(X j)和 min(Xj)分别表示所有年份中第 j 项评 价指标的最大值和最小值；m 为评价年数；n 为指标数。 1.4 数据来源与处理 人均 GDP、第三产业与第二产业产值比、人均地方财政收入、城镇人均消费支出、卫 生机构技术人员数、市区居民生活用电量、每万人拥有公交车数目、城市人均居住面积、 人均公共绿地面积、人均道路面积几项指标的数据来源于各年的陕西统计年鉴，其他 数据来源于各年的中国城市统计年鉴，部分数据是计算后的结果，个别年份数据的缺 失采用相邻年份值插值法补齐。 根据熵值法的计算步骤，对宝鸡市 19902009 年间的 20 项指标进行处理，计算出相 应的值(表 1)。从指标的权重来看，排名前 3 位的分别是人均道路面积 (0.079 9)，在校大学 生人数(0.077 2)和人均公共绿地面积(0.074 3) 。说明在 19902009 年间土地城市化是宝鸡 城市化进程的最主要因素。其余指标的权重从高到低依次排序为市区人口占全市人口的比 重，城市人均居住面积，建成区面积，每万人拥有公交车数目，人均 GDP，人均地方财政 收入，城市第三产业从业人员占全市从业人员的比重，人均城市居民生活用电量，第三产 业与第二产业产值比，建成区绿化覆盖率，城镇人均消费支出，卫生机构技术人员数，城 市人口密度，第三产业比重，百人拥有公共图书馆藏书数，非农人口占全市总人口比重， 说明 1990 年以后的宝鸡市城市化进程中以土地城市化和经济增长为主要特征，而非农人口 占全市总人口比重、百人拥有公共图书馆藏书数权重最小，分别只为 0.011 6 和 0.007 9， 对城市化演进的影响很弱。 再根据步骤和计算出宝鸡城市化综合得分及子系统得分(表 2)，结果显示宝鸡市城 市化水平综合得分 19902009 年逐年递增，表明城市化水平逐年提高。再将 4 个子系统的 得分和城市化综合得分相比较发现其变化趋势基本相同，说明城市化水平不仅意味着经济 的增长、城市面积的扩张和人口的增加，文化事业的建设和城市基础设施建设也是其城市 化水平提高的重要体现。 2 城市资源压力指数(URSI)计算城市资源压力指数由 4 个分指数构成，即土地资源压 力指数(LRSI)，人力资源压力指数 (HRSI)，水资源压力指数(WRSI)和用电资源压力指数 (ERSI)12。其计算公式 式中：URSI 为城市资源压力总指数；W1，W2，W3 ，W4 分别为 4 个分指数的权重； LRSI 用建成区土地面积与市辖区年末总人口的比值来表示，凡是大于等于 250m2人时， 城市土地资源无压力；HRSI 用城市第三产业从业人员比重() 与城市第二产业从业人员比 重()的比例来衡量，凡是比率大于等于 1 时，城市人力资源无压力； WRSI 用全年供水总 量与市辖区非农业人口的比率来表示，凡是人均持水量大于等于 250t 时，城市水资源无压 力；ERSI 用人均生活用电量来表示，当人均生活用电量大于等于 600kWh 时无用电压力。 各分指数标准化处理的计算公式 - . 式中：Y ij 表示 i 年的第 j 个分指数的值；i 代表年份；j 代表分指数；x ij 表示 i 年的第 j 个分 指数指标的实际值；在利用公式(8)计算城市资源压力总指数时，可利用经验法、层次分析 法及其相互结合等方法确定 4 个分指数在总指数中所占的权重。本研究采用经验法与层次 - . 分析法相互结合的方法确定各分指数的权重均为 0.25。通过计算，最终得出宝鸡市 1990 2009 年城市资源压力指数(表 3)。 3 城市化水平和资源压力关系分析宝鸡市城市化水平综合得分与城市资源压力指数状 况见图 1，由图 1 可知，城市资源压力指数在 19921993 年期间突增 6.01，这是因为在 1990 年代初期，中国经济发展过热 13，对城市的资源压力也相应增大，但城市化的综合得 分增长速度却较前一年降低 3.35，这说明盲目的粗放型资源利用发展模式不但不能加速 城市化进程，反而造成了资源的严重浪费；后来由于政府的宏观调控作用，使经济过热的 现象得到控制，相应的城市资源压力也降低。在 2005 年，城市资源压力激增 14.69，由 于西部大开发战略的实施，宝鸡市经济迅速发展，工矿企业迅速增多，相应的房地产市场 蓬勃发展，加大了对城市资源的需求，相应的城市资源压力增大；在政府的宏观调控下， 到 2006 年这种不利局面迅速扭转，城市资源压力下降 3.76，城市化水平的综合得分也稳 步增长。说明通过资源整合，人才调配，生产要素优化，可以在城市化的过程中减小资源 的压力。 3.1 相关分析 利用表 2 和表 3 的数据，对宝鸡市 19902009 年城市化水平和城市资源压力指数进行 Pearson 相关分析，得到两者的相关系数为 R0.739，根据皮尔逊检验相关系数标准(相关 系数绝对值1，完全相关；0.70相关系数绝对值0.99，高度相关；0.40相关系数绝对值 0.69，中度相关；0.10 相关系数绝对值0.39 ，低度相关；相关系数绝对值0.10，微弱或 无相关)，以双尾检验结果门槛 14(Si9.2-tailed)说明二者关系密切。城市化水平的提高必然 伴随着城市资源压力的加大。再分别对“人口城市化”，“ 经济城市化 ”，“ 社会城市化”，“土 地城市化”与城市资源压力指数进行相关分析，得到其相关系数分别为 R10.603，R2=0.564 ，R30.768，R40.789。这说明，资源压力指数与之关系都比较密 切，但是与土地城市化关系更为密切。 - . 3.2 回归分析依据相关分析结果，选择“Enter” 方法建立多元线性回归模型。设城市资 源压力为 Y，人口城市化因子为 x1。，经济城市化因子为 x2，社会城市化因子为 x3，土地 城 对该多元回归模型进行检验，其回归平方和 U691.050，剩余平方和 Q261.954，总 平方和 953.004；F 检验法中，检验值 F9.893，大于显著性水平为 0.01 时的临界值 4.89，说明该多元回归模型高度显著。因此，该模型充分揭示了城市化水平与城市资源压 力之间的相互关系。 4 结论与讨论 (1)通过对 19902009 年宝鸡市城市化水平与城市资源压力的研究表明，近 20 年来， 宝鸡市城市化进程参数随时间增大，说明城市化水平在不断提高。 (2)人口城市化、经济城市化、社会城市化和土地城市化是推动城市化的 4 个主要因子， 同时也是加大资源压力的主要因素，其中土地城市化在其中最为重要。 (3)随着城市化进程的快速发展，城市化水平已经对城市资源压力造成了巨大的影响， 宝鸡市城市化水平在 1990 年代初期的增长速率低于资源压力的增长速率，说明盲目的粗放 型资源利用发展模式不但不能加速城市化进程，反而造成了资源的严重浪费。 (4)伴随着城市化的发展，技术的进步，科学发展观的践行，宝鸡市资源压力在 2005 年以后缓慢降低并趋于平缓，但同期的城市化水平却持续增高。 本研究从人口城市化、经济城市化、社会城市化、土地城市化 4 个方面入手对宝鸡市 城市化水平和城市资源压力之间的关系，应用相关分析和回归分析进行了定量分析，今后 应在此基础上探讨利用其他模型来检验城市化水平和资源压力之间的关系，以期更准确地 表达城市化水平和资源压力之间的关系。 参考文献： 1 世界银行2004 世界发展报告M 北京：中国财政经济出版社， 2004 2 Atef Al-KharabshehRakad TaanyInfluence of Urbanization on Water Quality Deterioration during Drought Periods at South JordanJJournal of Arid Environments，2003，53：619-630 3 吴群，郭贯成城市化水平与耕地面积变化的相关研究以江苏省为例J 南 京农业大学学报，2002，25(3)：95-99 4 吴璞周，杨芳，卫海燕西安市城市化水平与城市资源压力的定量关系研究 J干旱区资源环境，2008， 22(5)：42-46 5 高桂芝，刘俊良，田智勇，等城市水资源利用与城市化的关系J 中国给水排 水，2002，18(2)：32-34 6 许学强，周一星，宁越敏城市地理学M 北京：高等教育出版社， 1997：43- 97 7 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 8 HackenbergNew Patterns of Urbanization in SoutheastAsia：An AssessmentJPopulation and DevelopmentRevie