城市环境效率与新型城镇化耦合协调研究

来源:用户上传      作者:吕晓剑 邓秋玮

　　摘 要：环境治理与新型城镇化协调发展是绿色可持续发展的基本要求。通过建立考虑非期望产出的SBM模型，定量测度了2007—2017年河南省18个城市的环境效率，构建了新型城镇化指标体系。采用熵权TOPSIS法对同期新型城镇化水平进行测度，运用耦合协调度模型分析了环境效率与新型城镇化水平的相互关系，结果表明，河南省环境效率整体持续改善，但处在落后梯队的城市需在环境治理领域投入更多资源;新型城镇化水平稳步提升，但整体仍处于中等水平;环境效率与新型城镇化水平的耦合协调度呈现平稳上升趋势，总体处于可接受区间，从初级协调进入良好协调阶段。
　　关键词：环境效率;新型城镇化;耦合协调
　　中图分类号：F127;F299.22      文献标志码：A      文章编号：1673-291X（2020）35-0051-04
　　引言
　　进入21世纪以来，随着国民经济的飞速发展，我国的城镇化进程不断加快。我国的城镇化率从2000年的36%提高到了2019年的60%，大多数省会城市城镇化率达到了70%，标志着我国基本从乡村社会迈入了城市社会。然而，随着城市规模的扩张，人口和产业不断集聚，带来了一系列的资源和环境挑战，包括近年来受到公众广泛关注的空气污染等。在稳步推进城镇化的同时，改善和提升环境绩效，确保环境治理与新型城镇化协调发展，是我国实现绿色可持续发展的基本要求。
　　近年来，国内一些学者在对环境治理与新型城镇化关系开展了研究。王少剑等[1]通过构建城市化和生态环境系统综合指标体系、动态耦合协调度模型，定量分析了京津冀地区城市化与生态环境的耦合过程。杨浩等[2]构建了城鎮化与资源环境系统综合评价指标体系，运用耦合协调模型对二者协调发展水平进行了测度分析。李斌和范姿怡[3]构建了新型城镇化综合评价指标体系，实证分析了新型城镇化对区域环境效率的影响。李泽众和沈开艳[4]构建了新型城镇化综合评价体系，分析了环境规制对城镇化水平的影响。张宇[5]采用数据包络分析（DEA）和耦合度分析方法，对东北三省2003—2015年的城镇化效率及其与城市发展水平的耦合关系进行了分析研究。现有文献主要通过建立综合评价指标体系并运用耦合协调度等模型进行环境治理与城镇化关系研究，较少采用数据包络分析（DEA）方法。实际上，作为测度评价单元相对效率的有效方法之一，数据包络分析（DEA）在测算环境效率方面应用广泛，涵盖了省级、行业、城市群等多个层面[6-10]。
　　本文以河南省为研究案例，通过建立考虑非期望产出的SBM模型，定量测度2007—2017年河南省18个城市的环境效率。构建新型城镇化指标体系，采用熵权TOPSIS法对同期新型城镇化水平进行测度，运用耦合协调度模型分析了环境效率与新型城镇化水平的相互关系，以期为河南省环境治理与新型城镇化协调发展提供借鉴。
　　一、研究方法及数据来源
　　（一）研究方法
　　1.考虑非期望产出的SBM模型
　　数据包络分析（DEA）在多投入、多产出指标的相对有效性评价方面具有优势。相比传统DEA模型，非径向和非角度的SBM模型能够进一步降低测算误差，应用广泛。在环境效率测算中，污染物排放为非期望产出，因此本文采用考虑非期望产出的SBM模型进行环境效率测算，具体方法参考相关研究文献[11]。
　　2.熵权TOPSIS法
　　熵权TOPSIS法用于多指标综合评价，通过熵权法确定评价指标的权重，再通过TOPSIS法利用逼近理想解的技术确定评价对象的相对优劣。本文基于新型城镇化指标体系，采用熵权TOPSIS法对进行新型城镇化水平测度。熵权TOPSIS法具体可参考相关研究文献[12]。
　　3.耦合协调度模型
　　耦合度用于测度多个系统的相互作用程度，包括动态耦合模型和静态耦合模型。但耦合度无法反映系统间耦合协调水平，需要采用耦合协调度模型。本文建立了环境效率与新型城镇化的静态耦合模型以及耦合协调度模型，具体方法参考相关研究文献[13，14]。需要说明的是，本文认为环境效率和新型城镇化具有同等重要性，因此在计算系统间综合协调指数时系数均取1/2。本文参考邓宗兵等[14]的研究，将环境效率与新型城镇化耦合协调度划分为不可接受、勉强接受、可接受3个区间以及从极度失调到优质协调10个阶段。
　　（二）数据来源
　　本文研究期间为2007—2017年，研究范围为河南省18个城市。数据来源于2007—2017年的《中国城市统计年鉴》、《河南省统计年鉴》以及各地统计公报、统计年鉴等资料。
　　二、环境效率及新型城镇化指标体系构建
　　本文参考关于环境效率的相关研究成果，以资本、能源、劳动力作为投入指标，以地区生产总值（GDP）作为产出指标，工业二氧化硫排放和烟粉尘排放为非期望产出指标，构建河南省环境效率评价指标体系。资本投入指标采用资本存量（亿元），采用永续盘存法进行估算，资本存量初始值参考Young[15]取基年固定资产投资除以10%，年折旧率参考单豪杰[16]的研究取9.6%。能源投入指标采用规模以上工业企业综合能源消费量（吨标煤）。劳动力投入指标采用年末城镇就业人数（万人）。期望产出指标采用GDP（亿元），统一折算为2007年不变价。非期望产出采用工业二氧化硫排放量（吨）和工业烟粉尘排放量（吨）。
　　为反映河南省各市的新型城镇化水平，本文从人口城镇化、经济城镇化、土地城镇化、社会城镇化四个方面，选取了城镇人口比重（%）、第三产业占GDP比重（%）、人均城市道路面积（km2/人）、每万人医疗机构床位数（张）四个代表性指标构建新型城镇化指标体系。
　　三、实证分析
　　（一）环境效率测算结果分析
　　本文采用考虑非期望产出的SBM模型，通过MaxDEA8 Ultra软件对河南省18个城市2007—2017年环境效率值进行测算，测算结果如表1所示。 　　从测算结果看，河南省整体环境效率从2007年的0.717逐年上升至2017年的0.868，环境效率持续改善。2007年环境效率值为1的城市为济源市、漯河市两个城市。但到了2017年，环境效率值达到1的城市数量上升到了11个，环境效率提升较为显著。其中，漯河市在2007—2017年间环境效率值一直为1，保持了较高的环境效率水平。从2017年环境效率值看，18个城市明显分为了两个梯队，第一梯队是环境效率值为1的11个城市，第二个梯队是其余的7个城市，效率值在0.602至0.716之间，两个梯队之间差距较为明显。落后梯队的城市需在环境治理领域投入更多的资源，确保环境效率以更快的速度提升上来。
　　（二）新型城镇化水平测算结果分析
　　本文新型城镇化指标体系采用的指标均为正向指标，通过极差标准化法对原始数据进行标准化处理。由于标准化后会出现“0”值，本文将标准化后的数据整体向右平移0.01个单位，作为标准化后的最终数据。经过熵权法计算，城镇人口比重、第三产业占GDP比重、人均城市道路面积、每万人医疗机构床位数四项指标的权重分别为0.211、0.297、0.302和0.190。进一步按TOPSIS法进行计算，河南省新型城镇化水平见表2。
　　从表2中数据看出，河南省新型城镇化水平在2007—2017年间整体稳步提升。其中一些城市提升明显，如许昌市，从2007年的0.185（第14位）提高到了2017年的0.639（第1位）。但整体来看，2017年全省新型城镇化水平均值为0.518，处于中等水平，新型城镇化仍有较大提升潜力。从2017年各市新型城镇化水平看，许昌市、郑州市、驻马店市新型城镇化水平相对较高，均超过了0.6;而漯河市、商丘市新型城镇化水平相对较低，均低于0.45。从城市之间的差距看，2007年新型城镇化水平最高的郑州市（0.499）与最低的濮阳市（0.144）相差0.355;而到了2017年，新型城镇化水平最高的许昌市（0.639）与最低的漯河市和商丘市（0.428）相差0.211，城市之间的差距在不断缩小。加快提升新型城镇化的整体水平是河南省下一步新型城镇化推进中应关注的重点。
　　（三）环境效率与新型城镇化水平耦合协调分析
　　利用耦合协调度模型，河南省2007—2017年环境效率与新型城镇化水平耦合协调度测算结果见表3。
　　由表3知，河南省环境效率与新型城镇化水平的耦合协调度在2007—2017年间呈现平稳上升趋势，且总体处于可接受区间，从初级协调进入良好协调阶段。从单个城市耦合协调度变化情况看，所有18个城市的耦合协调度均有不同程度的提高，未出现耦合协调度降低的情况。从2007年数据看，有5个城市的耦合协调度在0.500—0.599之间，处于勉强协调阶段。但到了2017年，11个城市的耦合协调度处于0.800—0.899之间，达到了良好协调阶段;其他7个城市的耦合协调度也达到了中级协调阶段。
　　四、结论与启示
　　本文通过对河南省2007—2017年环境效率、新型城镇化水平及两者耦合协调度的分析，得出主要结论如下：（1）河南省环境效率整体持续改善，但部分城市的环境效率存在先上升后下降的情况。2017年，18个城市的环境效率明显分为两个梯队，梯队之间差距较为明显，处在落后梯队的城市需在环境治理领域投入更多的资源，确保尽快提升环境效率水平。（2）河南省新型城镇化水平稳步提升，尤其是2011年以后保持了较快的提升速度。但整体看，河南省新型城镇化仍处于中等水平，还有较大的提升潜力。（3）河南省环境效率与新型城镇化水平的耦合协调度呈现平稳上升趋势，总体处于可接受区间，从初级协调进入良好协调阶段。
　　由于条件和能力限制，本文研究存在一些不足之处。环境效率测度与投入、产出指标的选择有很大关系，应尝试纳入更多的环境指标以提升研究结果的可靠性。另外，城市类型多样，本文参考现有文献选择了具有代表性的四项指标，可能难以对部分城市的新型城镇化水平进行准确测度。后续研究中可纳入更多相关指标，提升指标体系的有效性。
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