郭煥煥++高敏華

摘要：以阿克蘇地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與建設(shè)用地集約利用的兩個(gè)子系統(tǒng)為研究對(duì)象，基于二者與社會(huì)協(xié)同理論，同時(shí)運(yùn)用熵值法、統(tǒng)計(jì)分析、系統(tǒng)評(píng)價(jià)和耦合模型等方法對(duì)其進(jìn)行研究。建立阿克蘇地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與建設(shè)用地耦合模型，然后對(duì)耦合關(guān)系進(jìn)行探討，揭示經(jīng)濟(jì)發(fā)展與建設(shè)用地集約利用的關(guān)系。研究結(jié)果表明，阿克蘇地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)用地集約利用水平都較低；經(jīng)濟(jì)發(fā)展—建設(shè)用地集約利用系統(tǒng)中兩子系統(tǒng)在反正切函數(shù)模型中的協(xié)調(diào)性越來(lái)越差；兩子系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)和建設(shè)用地集約利用水平較低時(shí)高度耦合，阿克蘇地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平較建設(shè)用地集約利用水平快速發(fā)展，建設(shè)用地集約水平急需改善。

關(guān)鍵詞：耦合；經(jīng)濟(jì)發(fā)展；建設(shè)用地集約利用；阿克蘇地區(qū)；協(xié)調(diào)度

中圖分類號(hào)：F127；F321.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）21-5719-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.21.069

The Coupling Rsearch of Aksu Region's Economic Development

and Intensive Use of Construction Land

GUO Huan-huana，GAO Min-huaa，b

（a.Key Laboratory of Oasis Ecology；b.College of Research and Environment Sciences，Xinjiang University，Urumchi 830046，China）

Abstract：Taking economic development and Intensive use of construction land in Aksu as two subsystems of the study and based on both theory and social coordination，entropy method，statistical analysis，system evaluation and coupled model were used. Aksu region's economic development and construction land coupled model was built， and then discussed the coupling relationship， revealed the relationship between economic development and Intensive use of construction land. The results showed that the level of economic development and Intensive use of construction land in Aksu were low；economic development-construction land intensive utilization system in two subsystems arc tangent function model of coordination was worse；two highly coupled subsystems in the economic and Intensive use of construction land level were lower；the Aksu region's intensive use of construction land developed rapidly， there was the urgent need to improve the level of Intensive use of construction land.

Key words：coupling； economic development； intensive use of construction land； Aksu region； coordination

經(jīng)濟(jì)與土地的諸多研究成果表明，經(jīng)濟(jì)因素是土地利用和建設(shè)用地利用變化的不可或缺的驅(qū)動(dòng)因子[1-4]；同樣土地對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有不可替代的作用[5-6]。對(duì)于經(jīng)濟(jì)和建設(shè)用地集約利用的關(guān)系方面，杜亞娟等[7]對(duì)哈爾濱市1991-2010年經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與建設(shè)用地集約利用水平間的動(dòng)態(tài)關(guān)系分析得出二者存在長(zhǎng)期均衡關(guān)系，而且經(jīng)濟(jì)發(fā)展是土地集約利用的單向因果關(guān)系。隨著對(duì)兩者相互關(guān)系研究的深入，越來(lái)越多的專家學(xué)者們更推崇經(jīng)濟(jì)和建設(shè)用地間的耦合關(guān)系。經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)用地集約利用是兩個(gè)相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)，單純分析個(gè)別指標(biāo)的相關(guān)性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能解釋兩系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)關(guān)系。因此，本研究在各系統(tǒng)指標(biāo)高度相關(guān)的層次上，深入分析了兩者的耦合關(guān)系協(xié)調(diào)度。

1 阿克蘇地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與建設(shè)用地利用情況

1.1 阿克蘇地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展

阿克蘇地區(qū)生產(chǎn)總值持續(xù)增長(zhǎng)，2013年地區(qū)生產(chǎn)總值692.60億元，相對(duì)2002年增長(zhǎng)553.4億元，地區(qū)生產(chǎn)總值年均增長(zhǎng)36.14%。2013年地區(qū)全社會(huì)固定資產(chǎn)投資490.39億元，2002-2013年該地區(qū)全社會(huì)固定資產(chǎn)投資穩(wěn)步增長(zhǎng)，年均增長(zhǎng)151.73%，其中2013年比上年增長(zhǎng)11.56%。2013年地區(qū)財(cái)政總收入102億元，2002-2013年阿克蘇地區(qū)財(cái)政收入逐步增加，年均增長(zhǎng)率140.47%，其中2013年較上年增長(zhǎng)10.20%。

該地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平也逐年提高，2013年人均生產(chǎn)總值28 535元，比2002年的6 615元增加了21 920元，年均增長(zhǎng)30.12%，人均生產(chǎn)總值雖然在穩(wěn)步增長(zhǎng)，但相對(duì)全國(guó)平均水平還有一定差距。2013年該地區(qū)人均財(cái)政收入4 150.4元，人均財(cái)政收入穩(wěn)步增長(zhǎng)，但相對(duì)全國(guó)平均水平差距明顯。衡量民生經(jīng)濟(jì)的主要指標(biāo)為城鎮(zhèn)居民可支配收入、農(nóng)村居民可支配收入與居民消費(fèi)水平，其中城鎮(zhèn)居民可支配收入年均增長(zhǎng)31%，農(nóng)村居民可支配收入年均增長(zhǎng)32%，居民消費(fèi)水平年均增長(zhǎng)25%。阿克蘇地區(qū)這3個(gè)指標(biāo)的水平均低于全國(guó)平均水平。

1.2 阿克蘇地區(qū)建設(shè)用地集約水平

1.2.1 建設(shè)用地集約利用強(qiáng)度 人口利用強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)利用強(qiáng)度是表征建設(shè)用地利用強(qiáng)度的主要指標(biāo)，人口利用強(qiáng)度主要體現(xiàn)在人均建設(shè)用地面積方面，經(jīng)濟(jì)利用強(qiáng)度則體現(xiàn)在地均生產(chǎn)總值、地均固定資產(chǎn)投資、地均財(cái)政收入3項(xiàng)指標(biāo)。阿克蘇地區(qū)的人口和建設(shè)用地規(guī)模逐年攀升，但人口增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)不及建設(shè)用地規(guī)模的增速，導(dǎo)致人均建設(shè)用地面積一直呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，這也正是阿克蘇地區(qū)的建設(shè)用地人口利用強(qiáng)度不斷下降的原因。阿克蘇地區(qū)地均生產(chǎn)總值、地均財(cái)政收入、地均固定資產(chǎn)投資都有不同程度的增長(zhǎng)，阿克蘇地區(qū)建設(shè)用地集約水平不斷上升（圖1）。

1.2.2 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)耗地 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)耗新增建設(shè)用地面積多少反應(yīng)了該地區(qū)經(jīng)濟(jì)是否主要靠建設(shè)用地?cái)U(kuò)張來(lái)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，如圖2所示阿克蘇地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)耗地較多，為較粗放增長(zhǎng)類型。圖2中除了2006年建設(shè)用地出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)以外，各指標(biāo)的走勢(shì)整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。一方面表現(xiàn)為集約利用水平不斷提升，另一方面表征建設(shè)用地集約水平的指標(biāo)為管理績(jī)效，也就是對(duì)存量建設(shè)用地的盤活效率。存量建設(shè)用地的重新利用不僅可以緩解新增建設(shè)用地壓力，促進(jìn)建設(shè)用地集約利用，而且可以調(diào)節(jié)土地市場(chǎng)。

2 阿克蘇地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與建設(shè)用地耦合關(guān)系

2.1 耦合模型的建立

耦合原是物理概念，表示兩個(gè)或者多個(gè)系統(tǒng)亦或兩種運(yùn)動(dòng)方式間相互作用而相互影響以至聯(lián)合起來(lái)的現(xiàn)象[8]。在此基礎(chǔ)上，吳玉鳴等[9]提出多個(gè)系統(tǒng)的相互作用耦合度模型：

Cn={（u1，u2，…，un）/∏（ui+uj）} （1）

式中，n為耦合系統(tǒng)子系統(tǒng)的個(gè)數(shù)；u為各子系統(tǒng)對(duì)耦合系統(tǒng)的貢獻(xiàn)；C為耦合度值，C∈[0，1]。

在前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合專家打分法分別選取了表征經(jīng)濟(jì)規(guī)模增長(zhǎng)的生產(chǎn)總值增長(zhǎng)及財(cái)政收入增長(zhǎng)2個(gè)指標(biāo)；表征經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的人均生產(chǎn)總值、城鎮(zhèn)居民可支配收入、農(nóng)村居民可支配收入以及居民整體消費(fèi)水平4個(gè)指標(biāo)；表征經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的第三產(chǎn)業(yè)比重和財(cái)政占生產(chǎn)總值比值2個(gè)相關(guān)指標(biāo)。建設(shè)用地集約利用子系統(tǒng)則根據(jù)建設(shè)用地利用強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)耗地及管理績(jī)效三方面確定人均建設(shè)用地、地均GDP、地均固定資產(chǎn)投資、地均財(cái)政收入、單位GDP增長(zhǎng)耗新增建設(shè)用地、單位固定資產(chǎn)耗新增用地、單位財(cái)政收入耗新增用地以及存量建設(shè)用地供應(yīng)效率指標(biāo)。

2.2 耦合模型各指標(biāo)權(quán)重的確定

權(quán)重的確定方法有很多，如AHP、特爾非法等，鑒于研究?jī)蓚€(gè)子系統(tǒng)十幾項(xiàng)指標(biāo)的耦合關(guān)系，熵值法可以更好地體現(xiàn)各指標(biāo)間的非線性關(guān)系。因此，引入熵值法這種客觀賦權(quán)法[10]來(lái)確定各指標(biāo)權(quán)重。熵的概念是由克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)首次引入信息論中的，用來(lái)度量隨機(jī)變量的不確定程度。熵值越大，離散程度越大，則該熵值對(duì)應(yīng)的指標(biāo)的權(quán)重值越大。用指標(biāo)Xij表示第i年第j項(xiàng)指標(biāo)，計(jì)算指標(biāo)權(quán)重的前提是要將所有數(shù)據(jù)歸一化（由于涉及正向、反向兩種指標(biāo)，可以將數(shù)據(jù)歸一化到一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)，正向指標(biāo)不作處理，反向指標(biāo)做反向處理）得到Gij，則第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值[11]：

Sj=-kQijlnQij，（k=，Qij=） （2）

式中，k為調(diào)節(jié)系數(shù)，m為涉及年限。由熵值確定j項(xiàng)標(biāo)權(quán)重：

Wj=，（0≤Wj≤1，Wj=1） （3）

根據(jù)上述公式計(jì)算2002-2013年阿克蘇地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與建設(shè)用地集約耦合系統(tǒng)的各指標(biāo)權(quán)重值。

2.3 耦合模型

根據(jù)耦合模型所選取的各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重值得到耦合系統(tǒng)（表1）。

3 耦合系統(tǒng)分析

3.1 指標(biāo)功效系數(shù)

通常用指標(biāo)功效系數(shù)來(lái)表示指標(biāo)對(duì)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)，用功效系數(shù)Uij表示，其計(jì)算方法如下：

Uij=（Gij-α）/（β-α） （4）

式中，α、β是數(shù)據(jù)歸一化處理中臨界值的最小值和最大值。

3.2 綜合指數(shù)

綜合指數(shù)是耦合系統(tǒng)中各子系統(tǒng)對(duì)耦合系統(tǒng)的貢獻(xiàn)。本研究耦合系統(tǒng)中有經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指數(shù)和建設(shè)用地集約利用綜合指數(shù)。

1）經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指數(shù)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指數(shù)即為經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)Ai對(duì)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)，表示為：

Ai=Uij×Pj （5）

式中，Pj表示第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，對(duì)計(jì)算出的經(jīng)濟(jì)綜合指數(shù)進(jìn)行一元二次擬合，得到如下方程：

F（x）=0.004 6x2+0.023 6x+0.030 5（R2=0.979 5）（6）

式中，x=1代表2002年，依次遞進(jìn)。

2）建設(shè)用地集約利用綜合指數(shù)。建設(shè)用地集約利用綜合指數(shù)為建設(shè)用地集約利用子系統(tǒng)對(duì)耦合系統(tǒng)的貢獻(xiàn)：

Bi=Uij×Pj （7）

對(duì)其一元二次擬合，得到下述方程：

G（x）=-0.000 9x2+0.043 3x+0.120 2（R2=0.963 2）（8）

根據(jù)阿克蘇地區(qū)2002-2013年的經(jīng)濟(jì)與建設(shè)用地?cái)?shù)據(jù)，結(jié)合式（6），（8）中的一元二次擬合方程，計(jì)算出阿克蘇地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)用地集約綜合指數(shù)變化情況（圖3）。阿克蘇地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指數(shù)和建設(shè)用地綜合指數(shù)均為上升趨勢(shì)，經(jīng)濟(jì)指數(shù)較建設(shè)用地指數(shù)上升較快，2007年經(jīng)濟(jì)指數(shù)超越建設(shè)用地指數(shù)。借鑒郭杰等[12]對(duì)土地利用等級(jí)劃分，阿克蘇地區(qū)建設(shè)用地2002-2010年都不滿足集約利用等級(jí)，2010-2013年為一般等級(jí)，可見(jiàn)阿克蘇地區(qū)建設(shè)用地整體集約水平較低，集約上升空間較大（表2）。

3.3 耦合系統(tǒng)協(xié)調(diào)度分析

3.3.1 兩個(gè)子系統(tǒng)綜合指數(shù)協(xié)調(diào)度 兩個(gè)系統(tǒng)的同步性用協(xié)調(diào)度來(lái)表示，參照方方[13]的研究用反正切函數(shù)來(lái)描述兩個(gè)子系統(tǒng)綜合指數(shù)的發(fā)展水平的接近程度，則阿克蘇地區(qū)經(jīng)濟(jì)和建設(shè)用地集約利用綜合指數(shù)協(xié)調(diào)度表示為：

Ci=arctan（Ai/Bi-1） （9）

根據(jù)反正切函數(shù)的特點(diǎn)，協(xié)調(diào)度C的值域在 （-π/2，π/2）之間，如果兩個(gè)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)共同發(fā)展，那么Ai/Bi的值應(yīng)該趨近1，換句話說(shuō)Ci越趨近于0時(shí)，兩個(gè)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性越好，相反經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)大于或者小于建設(shè)用地集約指數(shù)時(shí)，Ci越遠(yuǎn)離0，協(xié)調(diào)度降低。根據(jù)阿克蘇地區(qū)兩個(gè)子系統(tǒng)的兩指數(shù)數(shù)據(jù)，得出其綜合協(xié)調(diào)度函數(shù)變化。由圖4可以看出，2002-2013年阿克蘇地區(qū)兩項(xiàng)綜合指數(shù)協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，且2002-2007年間建設(shè)用地集約利用指數(shù)大于經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)，協(xié)調(diào)度趨近于0，并在2007年達(dá)到最好；2008-2013年經(jīng)濟(jì)指數(shù)反超建設(shè)用地指數(shù)較快上升，系統(tǒng)綜合指數(shù)協(xié)調(diào)度有所下降。

3.3.2 兩個(gè)子系統(tǒng)綜合指數(shù)變化速度協(xié)調(diào)度 根據(jù)數(shù)學(xué)中導(dǎo)數(shù)的概念可知，對(duì)時(shí)間的函數(shù)進(jìn)行一次求導(dǎo)，可得到該函數(shù)的變化速度（率）函數(shù)。張振杰[14]的研究表明，通過(guò)研究主關(guān)聯(lián)雙系統(tǒng)的演化速度，可以得到整個(gè)系統(tǒng)或系統(tǒng)間的演變趨勢(shì)。研究還提出用兩個(gè)子系統(tǒng)變化速度的夾角作為系統(tǒng)耦合度進(jìn)行分析。

1）經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指數(shù)的變化速度函數(shù)：

VA=dF（X）=0.009 2X+0.023 （10）

2）建設(shè)用地集約利用綜合指數(shù)變數(shù)速度函數(shù)：

VB=dG（X）=-0.001 8X+0.043 3 （11）

3）雙系統(tǒng)演進(jìn)速度的協(xié)調(diào)度：

?=arccot（VA/VB） （12）

隨著兩速度變化，協(xié)調(diào)度輸出不同的角度（圖5），根據(jù)阿克蘇地區(qū)2002-2013年的數(shù)據(jù)，速度協(xié)調(diào)度范圍只有2002年在（π/4，π/2）時(shí)建設(shè)用地集約利用速度稍快于經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，兩速度協(xié)調(diào)度增強(qiáng)。2003-2013年均在（0，π/4）范圍內(nèi)，此時(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快。雖然建設(shè)用地集約利用速度還是正向速度，但越來(lái)越低于經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，雙系統(tǒng)速度協(xié)調(diào)度不斷降低。

3.3.3 耦合度分析

1）耦合度分析。王碩[15]根據(jù)兩個(gè)子系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)U1、U2的組合來(lái)表示系統(tǒng)的耦合度，其模型如下：

Ci= （13）

式中，U1=Ai，U2=Bi，Ci越大則表示兩系統(tǒng)耦合越好，相反耦合越差。

阿克蘇地區(qū)2002-2013年系統(tǒng)耦合度均在（0.88，1）范圍內(nèi)（圖6）。根據(jù)吳玉鳴等[9]的研究將耦合度不同的等級(jí)進(jìn)行劃分，得到該耦合系統(tǒng)屬于高度耦合階段，但這點(diǎn)又與綜合指數(shù)協(xié)調(diào)度和綜合指數(shù)速度協(xié)調(diào)度的結(jié)論不相符，所以該耦合系統(tǒng)出現(xiàn)了“偽協(xié)調(diào)”[16]現(xiàn)象。

2）耦合協(xié)調(diào)度分析。許多研究針對(duì)“偽協(xié)調(diào)”提出了系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)和對(duì)應(yīng)的耦合協(xié)調(diào)度判定方法。綜合評(píng)價(jià)指數(shù)：T=aU1+bU2；耦合協(xié)調(diào)度：D=。式中，a、b為貢獻(xiàn)系數(shù)，考慮經(jīng)濟(jì)和建設(shè)用地對(duì)系統(tǒng)的相互作用，令a=b=1/2，得到協(xié)調(diào)度D（圖6）。參照耦合研究中對(duì)耦合協(xié)調(diào)度的等級(jí)劃分，該耦合系統(tǒng)在2002-2005年為輕度失調(diào)，2006-2010年為初步協(xié)調(diào)，2011-2013年剛剛進(jìn)入良好協(xié)調(diào)的范圍，隨著兩個(gè)子系統(tǒng)友好發(fā)展，有希望發(fā)展為優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)。

4 小結(jié)

1）阿克蘇地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)用地集約利用水平都較低；雖然兩個(gè)子系統(tǒng)的綜合指數(shù)都有上升趨勢(shì)，但2010年經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)才超越0.5，直到2013年集約利用綜合指數(shù)都還處于一般水平，相對(duì)國(guó)家中部甚至東部還有很大差距，提升空間巨大。

2）系統(tǒng)耦合出現(xiàn)“偽協(xié)調(diào)”現(xiàn)象，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平略低，建設(shè)用地集約水平一般的情況下，可能是兩個(gè)系統(tǒng)相互作用的關(guān)系緊密，才導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)高度耦合。耦合協(xié)調(diào)度的好壞只能說(shuō)明兩個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)情況，不能反映系統(tǒng)現(xiàn)階段的發(fā)展水平，兩個(gè)子系統(tǒng)的綜合指數(shù)協(xié)調(diào)情況依然是耦合系統(tǒng)發(fā)展水平的關(guān)鍵。

3）耦合模型2007年綜合指數(shù)協(xié)調(diào)度最好，說(shuō)明當(dāng)時(shí)低水平的經(jīng)濟(jì)和建設(shè)用地集約利用促進(jìn)耦合系統(tǒng)發(fā)展?，F(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)與建設(shè)用地集約利用有相互抑制的趨勢(shì)，建議相關(guān)部門在經(jīng)濟(jì)發(fā)展不放緩的前提下，嚴(yán)格杜絕建設(shè)用地粗放、浪費(fèi)的情況，科學(xué)控制建設(shè)用地需求和節(jié)約使用效率，促進(jìn)建設(shè)用地集約利用，使得系統(tǒng)良好健康發(fā)展。

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