doi：10.3969/j.issn.1005-8141.2021.07.006
资源利用一生态环境一新型城镇化耦合协调发展分析与预测
—
—以新疆为例
刘国锋a，冶建明a，踞望静b，楚光明a
（石河子大学a.农学院；•经济与管理学院，新疆石河子832000）
摘要：基于新疆2008-2018年面板数据，构建资源利用一生态环境一新型城镇化系统评价指标体系，测算分析了三系统发展水平及耦合协调关系，并运用GM(1,1)灰色模型预测了三系统耦合协调度发展趋势。结果表明：①2008-2018年各子系统及三系统综合发展水平呈波动上升态势，新型城镇化子系统发展速度最快。②系统间耦合度水平较高,2016-2018年稳定在0.9766—0.9998之间，三系统耦合协调发展水平由2008年的初级协调发展至2018年的中级协调。③2019—2023年，新疆三系统耦合协调度的发展将延续前10年波动上升的变化特征，预计2023年达到优质协调。
关键词：资源利用；生态环境；新型城镇化；耦合协调；新疆
中图分类号：F205；X22文献标志码：A文章编号:1005-8141(2021)07-0800-07
Analysis and Prediction of the Coordinated Development of Resource Utilization—E cological
Environment—New Urbanization Coupling
-------Taking Xinjiang as an Example
LIU Guo-feng a,YE Jian-ming a, JU Wang-jing b,CHU Guang-ming a
(Shihezi University a.Agricultural College;b.College of Economic and Management,Shihezi832000,China) Abstract:Bad on the panel data of Xinjiang from2008to2018,this paper constructed the evaluation index system of resource utilization -ecological environment-new-type urbanization system,and measured the development level and coupling coordination relationship of the three systems.This paper ud the GM(1,1)grey model to predict the development trend of coupling coordination degree of the three systems. The results showed that：①From2008to2018,the comprehensive development level of each subsystem and three systems fluctuates,and the development speed of new-type urbanization subsystem was the fastest.②The coupling degree between the three systems was relatively high, which was stable betw
een0.9766and0.9998from2016to2018.The coupling coordination development level of the three systems developed from the primary coordination in2008to the intermediate coordination in2018.③The development of the coupling coordination degree of the three systems in Xinjiang from2019to2023would continue to fluctuate and ri in the previous10years,and will reach high quality coordination in2023.
Key words:resource utilization;ecological environment;new-type urbanization;coupling coordination;Xinjiang
近年来，城镇化的快速发展往往以牺牲资源与环境为代价，导致资源浪费和环境污染等问题，而这些问题又进一步制约了城镇化的发展［1-4］o新疆新型城镇化发展同样也面临着资源利用结构不合理、生态环境质量下降等问题，资源利用、生态环境与新型城镇化之间的矛盾日益突出。因此，在新型城镇化背景下探求三者的协调发展关系具有重要的理论价值和现实意义。
国内外关于资源利用、生态环境和新型城镇化
收稿日期：2021-01-20；修订日期：2021-03-26
基金项目：兵团社科基金项目（编号：18YB08）；教育部人文社会科学研究青年基金项目（编号：17YJCZH227）。
第一作者简介：刘国锋（1996-），男，河南省西平人，硕士研究生，研究方向为城市环境与生态治理。
通讯作者简介：冶建明（1981-），男，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐人，副教授，硕士生导师，研究方向为人居环境。的研究主要体现在两两系统。一方面是资源利用与新型城镇化发展研究。许多学者将水资源作为影响城镇化的一个重要因素。Gober认为，在城镇化发展中，水资源起着重要的支持作用［］;Biswas通过研究，指出城镇化的无规律发展将导致水资源的污染与严重缺乏问题［6］；刁艺璇、左其亭、马军霞研究了黄河流域城镇化与水资源利用水平及其耦合协调分析［］。另一方面是生态环境与新型城镇化发展研究。城镇化与生态环境协调发展是建立新型城镇化的核心目标Walter提出，资源利用对城镇化与生态环境的协调发展起着重要作用，因此需要优化自身资源利用结构，提高资源利用效率［9］;Adams和Klobodu结合STIRPAT模型研究了城镇化与生态环境退化之间的联系［0］;Treglia、Landon、Fisher等借助结构方程模型探究了城镇化对生态环境的多重影
-800-
响［11］；方创琳、周成虎、顾朝林等认为，城镇化系统和生态环境系统各自的耦合元素产生相互作用彼此影响反映了两系统之间存在的耦合关系［12］。目前研究方法主要采用关联度和耦合协调模型，对资源利用、生态环境与新型城镇化进行耦合协调发展研究，研究尺度涵盖了全国［13］、中原城市群［14］、长江经济带［”］、张掖市［16］等。
目前国内考察资源利用、生态环境与新型城镇化三系统耦合协调的文献较少，与本文联系最为紧密的文献是王爱辉、龙海丽、彭健［17］以干旱区城市乌苏市为例，构建了经济、社会与环境协调发展水平评价指标体系，并对协调发展机理进行了分析。相比之下，本文具有以下不同：首先是研究视角的差别。前者测算的是经济、社会与环境三系统的耦合协调发展水平，而本文考察的是资源利用、生态环境与新型城镇化三系统的耦合协调发展水平，为已有研究提供了新颖的视角，拓展了关于新型城镇化综合协调发展的研究。其次是样本数据的差别。前者主要采用2006—2011年乌苏市经济社会与生态指标的数据，而本文基于2008—2018年资源利用、生态环境与新型城镇化三系统10个准则层共计44个指标数据进行综合发展水平与耦合协调水平的测算与分析。最后是研究维度的差别。前者仅停留在系统耦合协调发展水平的分析，本文不仅探究了三系统的综合发展水平与耦合协调发展水平，还进一步对资源利用、生态环境与新型城镇化耦合协调度2019—2023年的发展情况进行了预测。鉴于此，本文基于耦合协调分析视角，以新疆维吾尔自治区为研究对象，通过构建资源利用一生态环境一新型城镇化系统评价指标体系，测算了新疆2008—2018年三系统综合评价指数，并对三系统耦合协调发展水平展开探讨，并基于GM（1,1）灰色预测模型预测了未来新疆资源利用、生态环境与新型城镇化耦合协调度，以期促进三系统的协调与可持续发展。
reflect1研究区概况与数据来源
1.1研究区概况
语文辅导
新疆维吾尔自治区位于我国西北边陲地区，介于75。一95°E、35。一50°N之间，总面积约166万km2，是我国丝绸之路经济带的重要通道和对外开放的西部门户，拥有独特的地理位置与重要的经济战略地位。截至2018年，新疆总人口达到2486.76万人，GDP总量达到12199亿元，人均GDP约49474元。新疆城镇化水平取得了长足发展，城镇人口比例由2008年的39.65%增长到2018年的50.90%。新疆属于典型的干旱半干旱地区，资源丰富、光照充足、干旱少雨、蒸发量大、植被覆盖度较低、土地荒漠化严重，是我国西北干旱区典型的生态脆弱区。在城镇化快速推进过程中，原本脆弱的生态环境遭到破坏，资源未得到充分利用，出现了环境污染、生态破环、产业与资源耦合度不高等一系列问题，限制了新疆资源利用、生态环境与新型城镇化的可持续发展。
1.2数据来源
本文选取新疆维吾尔自治区作为样本区域，研究时段为2008—2018年，资源利用、生态环境与新型城镇化系统数据均来源于Wind数据库和2009—2019年的《新疆统计年鉴》，个别缺失数据采用插值法填补。
2研究方法
2.1熵值法
区别于主观赋权法，熵值法是通过判断指标离散程度来决定指标权重的客观赋权法。本文采用熵值法对资源利用—生态环境—新型城镇化系统层准则层和指标层进行计算。通过搜集样本和数据，共有m个样本、n个指标。鉴于指标的性质不同和量纲差异，需对正向指标和负向指标分别进行标准化，具体步骤下：
x；；一min x；十亠丄一、亠八
a------亠正向标准化
iax Xj—minxy
max珀一切负向标准化
；；
⑴
式中，X ij表示标准化后的结果；X ij表示第i个样本第j个指标的原始数值（1W i W m,1W j W n）minX j 表示第i个样本中的最小值；maxX j表示第i个样本中的最大值。
归一化处理：
y y=x；x0.99+0.01 (2)
计算第j项指标下第i个样本值占该指标的比重：
P；=打/丫九 (3)
；=1
第j项指标的熵值：
I m
勺=猛；=1p E p J (4)
第j项指标的差异系数：
supply是什么意思
g；=1-勺 (5)
第j项指标权重：
•801•
w - = B ./ S
B . (6)
i = i
2.2耦合协调度模型
在参照方创琳、崔学刚与梁龙武［18］、廖重斌［20］、
唐晓华、张欣珏与李阳［21］和周成、冯学钢与唐睿［22］
的研究的基础上，为了更精确衡量系统间相互作用
的程度，本文计算了三大系统的耦合度与耦合协调
度：
C =
F (X ) x
G (X ) x
H (X )F (X ) x G (X ) x H (X)
］丁3
i am legendJ
1
⑺
式中，C 为耦合度。C 的取值范围是［0,1］,C 越 大，系统间的关联度越高；反之，C 值越低，关联度越 低。F 、G 、H 分别表示资源利用、生态环境与新型城
镇化三大系统综合评价值。
为了进一步探究三系统的协同作用，本文构建
了耦合协调度模型：
葡萄的英文
T = aF (X ) x hG (X ) x cH (X ) (8)
D =槡 C x T (9)
式中，D 为耦合协调度；T 为系统间的综合协调 指数，表示三大系统对综合评价水平的协调贡献;a 、
b 、
c 为待定系数，系数越大，对应子系统的贡献度越
高。本文认为，在经济可持续发展进程中，资源利用 系统、生态环境系统和新型城镇化系统的重要度基 本相同，因此赋值a = b = c = 1/3。
耦合协调度等级划分：借鉴廖重斌［20］对协调度 的等级及其划分标准，耦合度等级划分标准见表1，
耦合协调度等级划分标准见表2。
表1耦合度等级分类
表2耦合协调度等级分类耦合度
等级分类耦合度
等级分类0.0000--0.3900极度失调0.6000-0.6900初级耦合
0.4000--0.4900中度失调
0.7000-0.7900中级耦合
0.5000-0.5900
勉强耦合0.8000--1.0000
良好耦合
2.3 GM (1,1)灰色预测模型
耦合协调度
等级分类耦合协调度
等级分类
0.0000-0.0900极度失调0.5000-0.5900勉强协调0.1000--0.1900严重失调0.6000-0.6900初级协调0.2000-0.2900中度失调
0.7000-0.7900中级协调
0.3000-0.3900轻度失调0.8000-0.8900良好协调
0.4000-0.4900
濒临失调
0.9000--1.0000
优质协调
本文采用GM (1,1)灰色预测法，即通过数列模
拟对三系统未来的耦合协调度进行了定量预测，得
到具体数值。具体步骤如下：
设时间序列为 X o = 1 X o (1) , X o (2),…，“0 (” ) !, 共有n 个观测值，通过对X o 进行累加处理，生成序
-802 -
列 X 1 = j X 1 (1) , X 1 ⑵，…，X 1 ( n )］，则 GM (1 , 1)模型 对应的微分方程为：
.1 + aX 1 = p (10)
式中，a 为发展灰度；为内生控制灰数。
其次，设a 为待估参数向量；=(卡)
，利用最小 二乘法对求解，解得a= (B T B- 1)B T Y n ，求解微分方
程，得到预测模型：
x ［ X (k + 1)= ［ X 0 (1) -上］
e + 出(
k = 1,2,
...，n ) .. (11)
最后，对预测模型进行精确度检验，结果见
slide to unlock
表3。如果P 和C 都在合理范围内，则可以计算出 该项指标合理有效的预测值，否则需要通过残差模
型进行修正。
表3灰色预测精确度检验等级
倾销是什么意思精确等级
P C 精确等级 P C 好 合格
>0.95
>0.80<0.35<0.50勉强
>0.70
不合格 W 0.70
< 0 . 65
$0.65
2.4指标选取
一套科学有效的指标评价体系将直接影响到研 究内容的真实性和准确性，资源利用、生态环境与新
型城镇化是紧密相连的，本文指标选取基于相关研 究成果［7-19］，以科学性、全面性、层次性为原则，力
求结合新疆独特的资源、环境与城镇化实际，建立了
包含10个准则层共计44个指标的新疆资源利用一
生态环境一新型城镇化系统耦合协调度评价指标体 系(表4)。
在资源利用子系统中，资源利用规模选用的指
标为干旱区社会生产和经济发展不可或缺的物质资 源，如能源消耗总量、用水总量和全社会用电量、耕 地面积、水资源总量等，若这些资源匮乏，势必会对
新疆的发展造成一定程度的影响；资源利用结构选
用煤炭消费占比、天然气消费占比，用以反映资源利 用结构特点；资源利用效率选用粮食单位面积产
量、 单位GDP 同比电耗、单位GDP 同比能耗、建成区单
位面积GDP 、单位耕地GDP 等，用以反映资源利用
的有效性。
在生态环境子系统中，生态环境禀赋选用了森 林覆盖率、人均湿地面积、城市园林绿地面积、有效
灌溉面积，代表生态环境的先天条件，用以衡量地区 资源对经济生态的承载能力；生产生活产生的污染
物是影响生态环境质量的重要因素，新疆经济发展 主要为资源型工业和传统农业为主，生态环境压力
来源于工业固体废弃物、废水废气的排放和农业生产过程中农药、塑料薄膜、化肥的大量使用为主，这些反映了生态环境面临的污染压力和恢复能力；环境治理响应则选用地方财政环境保护支出、生活垃圾无害化处理率、当年人工造林面积、自然保护区面积占辖区面积比重等指标，表明近年来新疆生态污染治理和环境保护的措施及实施成效。
表4新疆三系统评价指标体系及其权重
子系统淮则层指标层单位指标属性权重
能源消耗总量万tce逆向0-0794
用水总量亿m3逆向0.0884资源
利用
劳动投人量万人正向0.0937规模全社会用电量万 kW-h逆向0.0730
耕地面积千hm2正向0.1336
资源利用
水资源总量亿m2正向0.0703资源利煤炭消费占比%逆向0.0763用结构
天然气消费占比%正向0.0579
粮食单位面积产量kg/hm2正向0.1110资源
单位GDP同比电耗%逆向0.0458利用单位GDP同比能耗%逆向0.0313
效率
建成区单位面积GDP元/km2正向0.0599
单位耕地GDP元/hm2正向0.0792
森林覆盖率%正向0.1285
生态人均湿地面积hm2?人正向
0.1037环境
禀赋城市园林绿地面积hm2正向0.0525
有效灌溉面积千hm2正向0.0504一般工业固体废弃物产生量万t逆向0.0885
废水排放总量万t逆向0.0663
生态生态二氧化硫排放量
t逆向0.0572
环境
环境
压力农药使用量万t逆向0.0598农用塑料薄膜使用量万t逆向0.0796
农用化肥施用折纯量万t逆向0.0746
地方财政环境保护支出亿元正向0.0354环境生活垃圾无害化处理率
%正向0.0258响应当年人工造林面积千hm2正向0.0879自然保护区面积占辖区面积比重%正向0.0899城镇人口占总人口比重%正向0.0593人口
城镇化
第二、三产业从业人员比重%正向0.0978
城镇人口密度
人?km2
正向0.0903
人均GDP元正向0.0624经济第二、三产业占GDP比重%正向0.0373城镇化城镇居民人均可支配收人元正向0.0753人均固定资产投资总额元正向0.0660
人均社会消费品零售总额元正向0.0576
新型
城镇
每万人拥有医疗床位数张正向0.0442
化每万人拥有公共汽车量台正向0.0434社会城镇登记失业率%逆向0.0570
城镇化教育支出占财政支出比重
%正向0.0471
城市燃气普及率%正向0.0393
城市用水普及率%正向0.0224
移动电话用户数万户正向0.0547空间
人均拥有道路面积m2正向0.0868
城镇化
建成区面积占总面积比重%正向0.0591新型城镇化子系统中人口城镇化选用了城镇人口占总人口比重，第二、三产业从业人员比重和城镇人口密度等，代表近年来新疆新型城镇化人口发展水平；经济城镇化选用人均GDP，第二、三产业占GDP比重，城镇居民人均可支配收入、人均固定资产投资总额，反映新疆新型城镇化经济发展水平；社会城镇化选用人均社会消费品零售总额、每万人拥有医疗床位数、每万人拥有公共汽车量，同时城镇登记失业率、教育支出占财政支出比重、城市燃气普及率、城市用水普及率和移动电话用户数也能反映新疆新型城镇化社会发展水平；空间城镇化选用人均拥有道路面积和建成区面积占总面积比重，用以反映新疆新型城镇化空间发展水平。
3结果及分析
3.1三系统综合发展水平分析
在测算资源利用、生态环境和新型城镇化3个子系统综合评价值的基础上，本文分别赋予1/3的权重，最终得出新疆三系统整体综合评价值（表5）。2008-2018年，新疆资源利用、生态环境、新型城镇化和三系统整体发展水平总体上均呈不同程度的波动上升态势（图1）其中，新型城镇化子系统波动增长幅度最大，资源利用子系统波动增长幅度较小，生态环境子系统增幅最小，具体分析如下：
在研究期间，资源利用子系统发展水平以年均2.46%的增速，由2008年的0.4435上升至2018年的0.5528，增幅为24.64%，增速较小,2018年时发展水平低于其他两个子系统和系统整体发展水平。近年来，新疆不断调整资源利用结构，通过经济、技术等手段提高资源利用效率，资源利用子系统综合评价值实现稳步增长。生态环境子系统发展水平增幅最小，以年均1.18%的增速，由2008年的0.5132上升至2018年的0.5738，增幅为11.81%，经历了先下降后增长的“V”型波动增长形式。新疆经济发展主要为资源型工业和传统农业为主，生态环境随着经济增长受到一定破坏，忽略了生态环境的治理，生态环境子系统综合评价值到2014年仅为0.3103。随着自治区政府近年来不断加强完善生态保护与监管制度后,2014—2018年生态环境综合评价2018达到最大值0.5738，生态环境得到了有效改善。新型城镇化子系统发展水平增长幅度最大，以年均22.51%的增速由2008年的最低值0.2342上升至2018年的最高值0.7613，增幅为225.09%。2008—2011年，新型城镇化子系统综合评价值低于资源利用、生态环境子系统及三系统综合评价值,012—2018年发展
-803-
水平高于另外两个子系统和系统整体发展水平。近 年来，新型城镇化发展备受重视，国家和地方相继出
台了一系列政策以支持新疆新型城镇化的发展，城
镇人口数量、城市基础设施建设、居民生活水平等方 面得到了显著提高，城镇化建设取得了明显的成效。
新疆资源利用一生态环境一新型城镇化系统综合发 展水平呈波动上升的状态，以年均5.85%的增速，
由2008年的0. 3970上升至2018年的最高值
0.6293，增幅达到58.53%，三系统的协调取得了长
足的发展。
表5 2008—2018年新疆三系统综合评价值
年份
资源利用系统 综合评价值F
bittersmile
生态环境系统 综合评价值G
新型城镇化 系统评价值H
三大系统综合 评价值T
20080-4435
0.5132
0.2342
0.3970
20090.38560.54670.25770.39672010
0.49130.47550.32580.430820110.43590.35860.40320.3992
2012
0.4120
0.3142
0.4642
0.396820130.47890.38130.56390.474720140.46710.31030.6324
0.469920150.55060.35630.62910.5120
20160.50580.45260.62180.526720170.5242
0.4672
0.72350.57162018
0.55280.5738
0.7613
0.6293
0.800. 750.700.650. 600. 550. 500.450.400. 350. 300. 250.20
源利用 Y-生态环境 新型城镇化
T （一资源利用一生态环境一新型城镇化
图1 2008—2018年新疆三系统综合评价值变化趋势
3.2三系统耦合度及耦合协调度分析
新疆资源利用、生态环境与新型城镇化二元系 统、三元系统的耦合度计算结果见表6。与表1的
耦合等级对照可见，新疆二元系统和三系统的耦合 度均大于0.8000，属于良好等级。2008—2018年，耦 合度均呈现出波动上升的态势;2016—2018年，稳定
在0.9766—0.9998之间。由此可见，新疆资源利用、 生态环境、新型城镇化之间具有较强的相互作用，但
耦合度的大小仅能反映各系统之间作用的强弱，不
能反映系统之间的协调发展水平，因此引出耦合协 调度模型，测算出两元系统以及三系统间的耦合协 调度值（表7），从而评价系统的协调发展水平。从
图2可见，对于二元系统耦合协调水平而言，资源利 用一生态环境系统经历了先下降后上升的趋势，
2008—2011年，明显高于其他两个二元系统，但呈下
降趋势，于2012年协调度达到最低值0. 5998,
2012—2018年之后，呈波动上升状态但明显低于另
外两个系统。另外，两个系统基本维持在相同水平 并不断波动上升，表明两系统之间的关联度逐渐增 强，其中资源利用一新型城镇化系统耦合协调水平 增幅最大，协调等级实现从勉强协调到中级协调的
转换。
表6 2008—2018年新疆三系统耦合度
年份gift什么意思
资源利用一 生态环境）
C （资源利用一
新型城镇化）
生态环境一 新型城镇化）
C （资源利用一生态 环境一新型城镇化）
20080.99730.9511hurry是什么意思
0.92770.9481
2009
0.9850
0.98000.93330.954820100.99990.97930.98240.98362011
0.99530.99920.99830.996820120.99090.9982
0.98130.9871
20130.99350.99670.9812
0.987420140.97940.98860.93980.959420150.97680.99780.96090.972420160.99850.99470.98750.991320170.99830.9872
0.97660.98262018
0.9998
0.9873
0.9901
0.9895
l.OOl 0.950.90- 邂0, 85- 腥 0.80 ^0.75- ^0.70-^0.65-0.600.550.50
资源利用-生态环境生态环境-新型城镇化资源利用-生态环境生态环境-新型城镇化9—资源利用-新型城镇化
咲…资源利用-生态环境-新型城镇化—资源利用-新型城镇化
* 资源利用-生态环境-新型城镇化
图2 2008—2018年新疆三系统耦合协调度时序演化
结果表明，新疆资源利用一生态环境一新型城
镇化系统耦合协调发展水平呈稳步波动上升的态 势，以年均2. 86%的增速由2008年的初级协调 （0.6135）上升至2018年的中级协调（0.7891），三系
统协调水平取得了长足发展，有步入良好协调发展
阶段的趋势。2008—2010年主要制约因素为新型城
镇化滞后型，这一时期新型城镇化水平较低，随着经 济快速发展，城镇人口不断扩大、基础设施逐渐
完
善、公共服务能力增强、城镇化水平不断提高。同
时，污染等问题导致环境子系统综合评价值下降。
2011—2017年主要制约因素为生态环境滞后型，政
府不断加强城市生态环境保护和污染治理力度，如
生活垃圾无害化处理率逐年提高，新疆地方财政环
境保护支出也由2008年的30.47亿元增加到2018 年的94.33亿元，治理成效显著，生态环境水平提高。
2018年主要制约因素转为资源利用滞后型，资源利
-804
-
