乌昌石地区城镇化与资源环境耦合协调研究

摘要 [目的]研究乌昌石地区城镇化与资源环境系统之间的耦合协调关系。[方法]借助耦合协调度模型和地理探测器模型，对乌鲁木齐-昌吉-石河子（乌昌石）地区城镇化与资源环境之间的耦合协调程度进行分析。[结果]该区域2008—2018年城镇化与资源环境系统之间的耦合度与协调度在不断增强，但协调度增长较为缓慢，空间分布上总体呈现出自东向西“凸状”、自南向北“凹状”降低的格局;从协调度类型看，大多集中于0.20～0.39，处于中度失调或轻度失调，只有乌鲁木齐市达到勉强耦合协调状态;城镇人口总数、社会消费品零售总额、地区生产总值、城市能源消耗总量、城市生活垃圾清运量五大因子的影响力较大。[结论]该研究结果可为乌昌石地区城镇化与资源环境系统之间的协调有序发展提供参考。

关键词 城镇化;资源环境;耦合协调度;时空特征;乌昌石地区

中图分类号 X 24  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2022）01-0086-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.01.022

Research on the Coupling Coordination between Urbanization and Resources and Environment in Wuchangshi Area

HE Zhong-fa1，2，CAO Yue-e3，HE Hao-tian1，2 et al

（1.College of Resources and Environmental Sciences，Xinjiang University，Urumqi，Xinjiang 830046;2.Key Laboratory of Oasis Ecology，Ministry of Education，Urumqi，Xinjiang 830046;3.School of Environmental and Geographical Sciences，Shanghai Normal University，Shanghai 200234）

Abstract [Objective]To study the coupling and coordination relationship between urbanization and resource and environmental systems in Wuchangshi area.[Method]With the aid of coupling coordination degree model and geo-detector model，the degree of coupling coordination between urbanization and resource environment in Urumqi-Changji-Shihezi （Wuchangshi） area was analyzed.[Result]The degree of coupling and coordination between urbanization and resource and environmental systems in the region from 2008 to 2018 had continued to increase，but the degree of coordination had grown relatively slowly，the spatial distribution generally presents a pattern of “convex” from east to west and “concave” from south to north.From the perspective of coordination degree types，most of them were concentrated in 0.20-0.39，and they were in a moderate or mild disorder.Only Urumqi had reached a state of barely coupled coordination.The total urban population，the total retail sales of consumer goods，the regional GDP，the total urban energy consumption，and the amount of municipal solid waste removal and transportation，had a greater influence.[Conclusion]The research results can provide references for the coordinated and orderly development of urbanization and resource and environmental systems in Wuchangshi area.

Key words Urbanization;Resource environment;Degree of coupling and coordination;Temporal and spatial characteristics;Wuchangshi area

作者简介 贺忠发（1996—），男，甘肃武威人，硕士研究生，研究方向：干旱区城乡可持续发展。通信作者，副教授，博士，硕士生导师，从事国土资源评价和国土空间规划研究。

收稿日期 2021-04-12

城镇化是国家现代化的标志之一，是伴随工业发展，农业逐渐非农化、农村人口集聚变为城市人口的自然历史过程，资源环境则是提供给人类最基本资源物质和生存环境的有机载体[1]。城镇化是驱动多尺度环境变化的重要因素，从根本上改变了地区生态景观[2]，同时也是区域发展的必然趋势，期间伴随着城市空间扩张、人口转型、经济社会发展的复杂过程，并成为一个国家实现工业化和走向现代化的必要过程[3]。

城镇化与资源环境内部耦合关系极其紧密，因此在2个系统相互影响与作用的过程中会形成一个较为稳定的系统[4-5]，系统内部的协调是城镇化与资源环境保持健康稳定发展的核心。城镇化与生态环境之间也存在着相互作用、交互耦合的关系，并成为影响其健康发展的重要因素[6]。国内外关于城镇化与资源环境相互作用关系的研究成果颇丰。在自然环境相对恶劣的区域，学者们也探讨了二者之间的耦合作用关系。例如，乔标等[7]分析了干旱区城镇化与生态环境耦合的函数、轨迹、类型和阶段，认为二者的关系呈现交互胁迫的动态过程;张雷[8]则认为资源环境对城镇化所产生的作用既包括基础作用也包括约束作用;李双成等[9]认为城镇化对资源环境会产生不同形式的影响，通过理论分析和定量评价相结合的基础上得出城镇化对资源环境会产生正负两方面的影响;张胜武等[10]则认为西北干旱区的城镇化承担着促进经济社会发展和维护边疆安全的双重任务。城镇化与资源环境的关系研究主要集中在区域或城市群的资源环境承载力的研究[11-12]、资源环境对城镇化质量影响的研究[13] 、资源环境约束下的城镇化模式研究[14]等。总之，对于区域及城市群内城镇化与资源环境的耦合协调研究已成为现今热点。

城市群是现代文明和现阶段区域一体化发展的总体趋势和主要途径[15]。天山北坡城市群位于丝绸之路经济带核心区新疆北疆地区，是国家“十三五”期间推动建设的19个城市群之一，也是重点建设的2个边疆地区城市群和丝绸之路经济带核心区建设的唯一一个城市群[16]，乌鲁木齐—昌吉—石河子（乌昌石）地区是天山北坡城市群内经济发展水平较高、自然环境压力较大的区域。从自治区党委九届十一次全会获悉：“十四五”时期，新疆将深入实施新型城镇化战略，乌昌石地区便是乌鲁木齐都市圈重要的一部分。研究乌昌石地区城镇化与资源环境之间的耦合协调关系，有助于深入理解干旱胁迫环境下自然环境对社会经济发展的响应机制，对于加快乌昌一体化和加速天山北坡城市群的建设有重要意义，城市集群的发展和完善也已成为推进城市化发展的重要途径[17]。

1 资料与方法

1.1 研究区概况 乌昌石区域（图1）位于天山北坡地区，是天山北坡区域性城市群的重要组成部分，是中国—中亚西亚经济走廊、中蒙俄经济走廊和中巴经济走廊辐射带动的交汇地带，也是陆上丝绸之路的重要节点区域，具有联动内外、承东启西、通达南北的特殊战略区位优势。在国家西部大开发和对外开放中发挥着重要的作用。

乌昌石地区是新疆经济发展活力较强、水平较高的区域，该地区行政区域面积6.38万km2，占天山北坡经济带面积的21.3%，占全疆总面积的3.8%，截至2018年，地区总人口384.51万，是新疆总人口数的15.46%，城镇总人口305.24万，城镇化率达到79.38%。据统计，2018年乌昌石地区完成地区生产总值合计4 710.86亿元，比2017年增长12.37%，占全疆生产总值的38.61%。

1.2 数据来源 该研究所需数据主要来源于《新疆统计年鉴》《中国县域统计年鉴》《新疆生产建设兵团统计年鉴》、地方统计年鉴、地方统计公报等，所用新疆县级行政边界数据来自中国科学院与中国资源环境科学数据中心（http：∥www.resdc.cn）。

1.3 研究方法

1.3.1 指标体系的构建。城镇化具有多维内涵，其内部的人口、经济、土地、社会系统之间相互关联、互相作用，而资源环境系统内则主要涉及城市系统对于资源的消耗量和因生产生活而对环境造成的污染量。Wang等[18]认为城镇化与生态环境耦合系统由城镇化子系统（人口、空间、经济、社会）和生态系统（水平、禀赋、压力）构成;张荣天等[19]将城镇化系统分为人口、空间、经济、社会4个方面，并将生态系统分成环境污染和环境治理2个方面。通过文献梳理，结合乌昌石地区的实际情况以及数据的可获得性，该研究构建了如表1示的指标体系。为了能够量化评价维度，将准则层细分至具体指标[20]，最终结合研究实际选择了城镇化系统的8个指标和资源环境系统的4个指标（表1）。

1.3.2 指标标准化。

由于城镇化系统与资源环境系统下的各项指标数据存在量纲差异，且指标内部有正向与负向2种作用，不能直接进行比较，为增强指标数据的可比性，需要对所有数据进行数据的标准化处理，使得处理过后的数据归一于[0，1][21]。该研究采用标准化方法为极差标准化法，具体处理方式如下：

正向指标标准化：zij=xij-xjmaxxjmax-xjmin（1）

负向指标标准化：zij=xjmax-xijxjmax-xjmin（2）

式中，zij为指标j的标准化值，xij为指标j的原始指标值，xjmax为指标j的最大值，xjmin为指标j的最小值。

1.3.3 熵值法赋权。熵值法的基本思想是从指标的离散程度，即通过指标熵的角度来反映指标对评价对象的区分程度[22]。因为耦合不考虑变量间的因果关系，故权重可通过熵值法这种客观赋权方法确定。

第一步，计算第j项指标的熵值（Ej）：

Ej=-ni=1（pij×lnpij）lnn（3）

pij=xijni=1xij（j=1，2，…，m）（4）

第二步，确定各指标的权重（wi）：

wi=1-Ejni=1（1-Ej）（5）