基于質(zhì)和量測(cè)度視角的云南省州市城市化水平研究

陳錫才，任均益，趙亞俊，曹 塵

（楚雄師范學(xué)院 資源環(huán)境與化學(xué)學(xué)院，云南 楚雄 675000）

李克強(qiáng)總理強(qiáng)調(diào)城市化是“實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的重大戰(zhàn)略選擇”和推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的持續(xù)動(dòng)力［1］。城市化在很大程度上能夠改善民生，能夠促進(jìn)區(qū)域增長(zhǎng)極的形成。因此，區(qū)域城市化意義深遠(yuǎn)。然而，在我國(guó)的城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，存在著人口城鎮(zhèn)化滯后于工業(yè)化，經(jīng)濟(jì)發(fā)展、土地城鎮(zhèn)化快于人口城鎮(zhèn)化、“被城鎮(zhèn)化”“大躍進(jìn)城鎮(zhèn)化”“貴族化城鎮(zhèn)化”城市生存條件不佳和環(huán)境質(zhì)量惡化等問題［2］，因此，高質(zhì)和高量并重的城市化方式成為城市化的最佳路徑。云南省是我國(guó)西南邊境的重要省份，該區(qū)域的資源開發(fā)、生態(tài)建設(shè)和邊境安全，對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展與社會(huì)和諧穩(wěn)定有著重大貢獻(xiàn)。該地區(qū)在國(guó)家戰(zhàn)略中除了保護(hù)生態(tài)環(huán)境和繼續(xù)維護(hù)社會(huì)的和諧穩(wěn)定之外，自身也要充分、合理、科學(xué)地利用區(qū)域的資源稟賦優(yōu)勢(shì)、區(qū)位優(yōu)勢(shì)、發(fā)展機(jī)遇，通過“高質(zhì)”和“高量”的城鎮(zhèn)化，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。然而，云南省城市化水平的質(zhì)和量高否？針對(duì)這一科學(xué)性問題，目前尚缺乏系統(tǒng)的研究。李繼云等［3］用人口從業(yè)結(jié)構(gòu)單一指標(biāo)法測(cè)度了云南省的城市化水平，但該方法不能全面表征云南省的城市化水平。潘玉君教授在主持完成“云南省主體功能區(qū)區(qū)劃研究”的過程中構(gòu)建了云南省主體功能區(qū)指標(biāo)體系，在進(jìn)行區(qū)域“現(xiàn)有開發(fā)強(qiáng)度的‘城鎮(zhèn)化’”測(cè)度時(shí)，采用人口城鎮(zhèn)化、城區(qū)城鎮(zhèn)化和經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化同權(quán)重的測(cè)度方法［4］，此種賦權(quán)方法為專家賦權(quán)法。童彥等［5，6］對(duì)云南省人口城市化與土地城市化的協(xié)調(diào)度、耦合協(xié)調(diào)發(fā)展進(jìn)行研究，該研究也尚未全面測(cè)度出云南省的城市化狀況。鑒于研究區(qū)山地多、平地少的特殊地理情況，基于“質(zhì)和量”測(cè)度的視角從人口城市化、經(jīng)濟(jì)城市化、社會(huì)生活城市化、土地城市化和環(huán)境城市化五大維度綜合測(cè)度云南省的城市化水平。完善土地城市化率指標(biāo)算法，新增“衛(wèi)生技術(shù)人員數(shù)與城鎮(zhèn)人口的比值”“病床數(shù)與城鎮(zhèn)人口的比值”等社會(huì)城市化指標(biāo)，構(gòu)建新的城市化測(cè)度體系，用縱橫向拉開檔次法賦權(quán)，用灰色系統(tǒng)建模并預(yù)測(cè)2025年各州市的城市化水平，用空間自相關(guān)分析方法探索州市城市化水平空間格局。

1 研究方法

1.1 城市化測(cè)度指標(biāo)體系的構(gòu)建遵循系統(tǒng)性、科學(xué)性、可比性、有效性和可操作性等原則，從人口城市化、經(jīng)濟(jì)城市化、社會(huì)生活城市化、土地城市化和環(huán)境城市化五個(gè)維度構(gòu)建指標(biāo)體系（見表1）。對(duì)土地城市化率進(jìn)行測(cè)度時(shí)，鑒于研究區(qū)山地多、平地少的情況，根據(jù)文件《城市用地豎向規(guī)劃規(guī)范（CJJ 83－99）》要求及指導(dǎo)思想，運(yùn)用Arcgis10.2提取云南省各州市坡度小于等于25%的DEM數(shù)據(jù)，提取的各地區(qū)數(shù)據(jù)減去各地區(qū)相應(yīng)的基本農(nóng)田面積，以此數(shù)據(jù)作為云南省各州市可以用于城鎮(zhèn)建設(shè)的國(guó)土面積。研究所需的其余數(shù)據(jù)主要來自《云南省統(tǒng)計(jì)年鑒》以及各州、市年鑒。

表1 云南省州、市城市化水平綜合評(píng)價(jià)體系Table 1 The urbanization level evaluation system for prefectures of Yunnan Province

1.2 極差法采用極差法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

對(duì)于正向指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)化處理公式為

對(duì)于逆向指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)化處理公式為

公式中，x′ij(t k)為某一年某一研究區(qū)某一指標(biāo)值標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)果，且x′ij(t k)∈[ ]0,1，x ij(t k)為某一年某一指標(biāo)原始值

1.3 縱橫向拉開檔次法賦權(quán)鑒于研究以云南省12個(gè)州市多年數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)賦權(quán)，這些數(shù)據(jù)同時(shí)具有時(shí)間維度和空間維度兩個(gè)特性，所以采用縱橫向拉開檔次法對(duì)指標(biāo)體系進(jìn)行賦權(quán)?？v橫向拉開檔次法［7］是一種適用于三維面板數(shù)據(jù)、不受主觀色彩影響、完全基于觀測(cè)數(shù)據(jù)挖掘的綜合評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)步驟如下：

第一步，取綜合評(píng)價(jià)的函數(shù)為：

(i=1,2,…,n;j=1,2,…,m;k=1,2,…,T)，x ij(t k)表示在t k時(shí)間上第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的第j個(gè)指標(biāo)值，w j表示第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，y i(t k)表示第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象在t k時(shí)間的綜合得分。

第二步，確定指標(biāo)權(quán)重w j(j=1,2,…,m)。原則是最大可能地體現(xiàn)出各被評(píng)價(jià)對(duì)象之間的差異，即令y i(t k)的總離差平方和σ2=取到最大值，由于對(duì)原始數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理，有，所以，

采用縱橫向拉開檔次法對(duì)指標(biāo)體系賦權(quán)的結(jié)果見表1。

1.4 實(shí)際GDP的計(jì)算由于受價(jià)格水平變動(dòng)的影響，時(shí)間維度的名義GDP不具備可比較性，故需將名義GDP轉(zhuǎn)換為實(shí)際GDP。

轉(zhuǎn)換公式為：

具體以2005年為基期，利用GDP指數(shù)、一產(chǎn)指數(shù)、二產(chǎn)指數(shù)、三產(chǎn)指數(shù)和工業(yè)產(chǎn)值指數(shù)計(jì)算2005年至2017年云南省各州市的實(shí)際GDP、實(shí)際一產(chǎn)產(chǎn)值、實(shí)際二產(chǎn)產(chǎn)值、實(shí)際三產(chǎn)產(chǎn)值和實(shí)際工業(yè)產(chǎn)值。

1.5 灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)法本研究擬對(duì)研究區(qū)城市化水平趨勢(shì)做出判斷，故采用灰色系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)?；疑到y(tǒng)由學(xué)者鄧聚龍于1982年提出，用于解決信息不完備系統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法，它把控制論的觀點(diǎn)和方法延伸到復(fù)雜的大系統(tǒng)中，將自動(dòng)控制與運(yùn)籌學(xué)的數(shù)學(xué)方法相結(jié)合，用于研究廣泛存在于客觀世界中具有灰色性的問題。

1.6 空間自相關(guān)分析空間自相關(guān)分析是空間數(shù)據(jù)探索分析的一種類型，空間數(shù)據(jù)探索分析是一般數(shù)據(jù)探索分析的擴(kuò)展，具有一些針對(duì)空間數(shù)據(jù)特性的工具，目的在于探測(cè)數(shù)據(jù)的空間屬性［8］?？臻g自相關(guān)是檢驗(yàn)?zāi)骋灰氐膶傩灾凳欠耧@著地與其相鄰空間點(diǎn)上的屬性值相關(guān)聯(lián)的重要指標(biāo)［9，10］，可以分為正相關(guān)和負(fù)相關(guān)兩類，正相關(guān)表明某單元的屬性值變化與其相鄰空間單元具有相同變化趨勢(shì)，負(fù)相關(guān)則相反。表示全局空間自相關(guān)的指標(biāo)和方法很多，本研究欲采用Moran I來衡量局域空間自相關(guān)性。Moran’s I是對(duì)空間自相關(guān)的全局評(píng)估，不能反映某個(gè)子區(qū)域與其周邊子區(qū)域的相關(guān)程度，因此必須進(jìn)行局部空間自相關(guān)分析。每個(gè)觀察值的LISA（Local Indications of Spatial Association）是反映它與空間鄰近的觀察值空間聚集性的指標(biāo)，可將全局型空間相關(guān)系數(shù)分解成各個(gè)區(qū)域上的空間自相關(guān)性。

Moran散點(diǎn)圖分為4個(gè)象限，分別對(duì)應(yīng)4種不同的空間格局。其中，H表示變量值高于平均值，L表示變量值低于平均值。右上象限（HH）表示高值區(qū)域被高值鄰居所包圍；左上象限（LH）表示低值區(qū)域被高值鄰居所包圍；左下象限（LL）表示低值區(qū)域被低值鄰居所包圍；右下象限（HL）表示高值區(qū)域被低值鄰居所包圍。HH和LL表示區(qū)域與周邊地區(qū)的差異較小，即高值或低值的地區(qū)集中分布，而LH和HL表示區(qū)域與周邊地區(qū)的變量值具有一定程度的差異［11］。

2 結(jié)果與分析

2.1 云南省州、市城市化水平預(yù)測(cè)模型的建立根據(jù)云南省州、市12年城市化水平數(shù)據(jù)，采用灰色系統(tǒng)進(jìn)行建模，得到以下云南省各州、市城市化水平時(shí)間響應(yīng)式：

昆明市的時(shí)間響應(yīng)式為

曲靖市的時(shí)間響應(yīng)式為

玉溪市的時(shí)間響應(yīng)式為

保山市的時(shí)間響應(yīng)式為

昭通市的時(shí)間響應(yīng)式為

普洱市的時(shí)間響應(yīng)式為

臨滄市的時(shí)間響應(yīng)式為

楚雄州的時(shí)間響應(yīng)式為

紅河州的時(shí)間響應(yīng)式為

文山州的時(shí)間響應(yīng)式為

西雙版納州的時(shí)間響應(yīng)式為

迪慶州的時(shí)間響應(yīng)式為

以上預(yù)測(cè)模型都通過了殘差、關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)進(jìn)行GM（1，1）模型檢驗(yàn)，當(dāng)k取值為1時(shí)，所得的響應(yīng)式值減去2006年城市化的實(shí)際值，相應(yīng)的差值即為2007年城市化水平預(yù)測(cè)值。當(dāng)k取值為2時(shí)，所得的響應(yīng)式值減去2007年城市化的預(yù)測(cè)值，相應(yīng)的差值即為2008年城市化水平預(yù)測(cè)值，依次計(jì)算得到2025年云南省州、市城市化水平數(shù)據(jù)。

2.2 云南省州、市城市化水平時(shí)間序列分析2006年至2017年云南省州、市城市化水平演變情況如圖1和圖2所示：

圖1 云南省州、市城市化水平時(shí)間序列Fig 1 The time series of urbanization level in cities and prefectures of Yunnan Province

圖2 云南省州、市城市化水平時(shí)間序列Fig 2 The time series of urbanization level in cities and prefectures of Yunnan Province

（1）玉溪市的城市化水平始終高于其他區(qū)域且保持穩(wěn)定態(tài)勢(shì)；（2）昆明市和曲靖市的城市化水平都經(jīng)歷了降低—升高—微小擺幅中降低三個(gè)階段，并且在2012都有一個(gè)峰值；（3）保山市和昭通市的城市化都呈現(xiàn)出在微小波動(dòng)中降低的態(tài)勢(shì)；（4）普洱市的城市化水平呈現(xiàn)兩個(gè)顯著的階段，2006年至2009年大致不增不減階段，2009年至2016年顯著增長(zhǎng)但也不乏微小波動(dòng)的階段；（5）楚雄州和紅河州的城市化水平都經(jīng)歷了降低—升高—降低三階段。2014年以后，兩個(gè)區(qū)域都在微小的擺動(dòng)中下降；（6）迪慶州的城市化水平呈現(xiàn)出與其余11個(gè)區(qū)域顯著不同的態(tài)勢(shì)，2006年至2007年微微地降低，2007年至2009年急劇增長(zhǎng)，2009年至2010年急劇下降，2010年至2017年這一階段幾乎零增長(zhǎng)；（7）文山州、西雙版納州和臨滄市的城市化水平有大致相同的變化趨勢(shì)，即降低—微小擺動(dòng)中升高—微小波動(dòng)中降低，但是也存在一個(gè)2009年至2010年文山州和臨滄市顯著升高而西雙版納州微小降低的異常小階段。

2.3 三個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的云南省州、市城市化水平分析三個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的云南省州、市城市化水平如表2所示。2006年，在云南省12個(gè)研究區(qū)中，玉溪、昆明、曲靖和楚雄的城市化水平在0.3至0.9之間，其余地區(qū)均在0.3以下，云南省城市化水平的“質(zhì)”和“量”總體偏低。城市化水平最高的區(qū)域是玉溪市，昆明市位居第二，曲靖市位居第三，最低的是臨滄市和普洱市。玉溪市城市化水平最高，原因是：（1）人口城市化水平的質(zhì)和量都極高；（2）經(jīng)濟(jì)城市化水平的質(zhì)和量都最高；（3）社會(huì)生活城市化水平極高；（4）非農(nóng)產(chǎn)值與建成區(qū)面積的比值最高；（5）環(huán)境城市化水平的質(zhì)和量最高。昆明市城市化水平低于玉溪市，原因?yàn)椋海?）城鎮(zhèn)人口增長(zhǎng)率低；（2）經(jīng)濟(jì)城市化水平“量”雖大，“質(zhì)”卻低于玉溪市；（3）社會(huì)生活城市化水平質(zhì)量略低；（4）土地城市化水平的“量”和“質(zhì)”略低。普洱市的城市化水平位居末位，原因?yàn)椋海?）人口城鎮(zhèn)化率偏低；（2）經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化水平的質(zhì)和量都極低；（3）衛(wèi)生技術(shù)人員數(shù)與城鎮(zhèn)人口的比值、病床數(shù)與城鎮(zhèn)人口的比值極低，即社會(huì)生活城市化水平極低；（4）土地城鎮(zhèn)化率處于中等水平；（5）非農(nóng)產(chǎn)值與建成區(qū)面積的比值最低；（6）第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值極低（根本原因）。臨滄市的城市化水平位居倒數(shù)第二，原因?yàn)椋海?）人口城鎮(zhèn)化率極低；（2）經(jīng)濟(jì)城市化水平的質(zhì)和量都最低；（3）社會(huì)生活城市化水平質(zhì)和量都最低；（4）土地城市化的量為中等水平，但“質(zhì)”極低；（5）綠化覆蓋面積與城鎮(zhèn)人口的比值極低，即環(huán)境城市化質(zhì)量不高；（6）第二產(chǎn)業(yè)不發(fā)達(dá)（根本原因）。

表2 云南省各州、市城市化水平Table 2 The urbanization level in cities and prefectures of Yunnan Province

2017年，云南省州、市城市化水平處于0.24至0.97的區(qū)域有4個(gè)，其余8個(gè)區(qū)域城市化水平偏低，云南省城市化水平的“質(zhì)”和“量”仍然總體偏低。在12個(gè)研究區(qū)中，玉溪市的城市化水平仍然穩(wěn)居第一位，昆明市仍然保持在第二位，紅河州由2006年的第五位升至第三位，曲靖市由2006年的第三位降至第四位，臨滄市由2006年的第十一位降至第十二位，普洱市由2006年的第十二位升至第十位，保山市由2006年的第十位降至第十一位。玉溪市城市化水平最高的原因?yàn)椋海?）人口城市化水平的質(zhì)和量都最高；（2）經(jīng)濟(jì)城市化水平的質(zhì)和量都最高；（3）土地城市化的質(zhì)量最高。昆明市城市化水平低于玉溪市，原因?yàn)椋海?）城鎮(zhèn)人口增長(zhǎng)率最低；（2）經(jīng)濟(jì)城市化水平“量”和“質(zhì)”都低于玉溪市；（3）社會(huì)生活城市化水平質(zhì)量偏低；（4）非農(nóng)產(chǎn)值與建成區(qū)面積的比值偏低，即土地城市化水平質(zhì)量偏低。紅河州城市化水平位居第三的原因?yàn)椋海?）人口城市化水平的質(zhì)和量都較高；（2）經(jīng)濟(jì)城市化水平的質(zhì)和量都較高；（3）環(huán)境城市化水平極高。臨滄市城市化水平最低的原因?yàn)椋海?）人口城市化水平的“量”極低；（2）經(jīng)濟(jì)城市化水平的質(zhì)和量都最低；（3）社會(huì)生活城市化水平接近最低；（4）土地城市化水平的質(zhì)量接近最低；（5）環(huán)境城市化水平較低；（6）第二產(chǎn)業(yè)態(tài)勢(shì)欠佳（根本原因）。

預(yù)測(cè)2025年，云南省州、市城市化水平處于0.24至0.97的區(qū)域有5個(gè)，其余7個(gè)區(qū)域城市化水平偏低，雖然云南省城市化水平的“質(zhì)”和“量”有所提升，但總體仍然偏低。在12個(gè)研究區(qū)中，玉溪市的城市化水平仍然穩(wěn)居第一位，昆明市降至第三位，紅河州升至第二位，曲靖市保持第四位，臨滄市升至第十位，普洱市升至第六位，迪慶州降至第十二位。

2.4 云南省州、市城市化水平空間分析2006年、2017年和2025年云南省州、市城市化水平的Moran’s I值 分 別 是0.289616、0.231295和0.289633。通過做三個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的云南省州、市城市化水平Moran散點(diǎn)圖進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：（1）昆明市、曲靖市、楚雄市、玉溪市、紅河州城市化水平具有相同變化趨勢(shì)，這些區(qū)域空間差異程度較小，區(qū)域集中分布，存在較強(qiáng)的空間正相關(guān)，為高—高集聚區(qū)。這些區(qū)域極為發(fā)達(dá)的工業(yè)推動(dòng)了區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口就業(yè)、人口城市化和土地城市化；（2）昭通市、文山州和普洱市被城市化水平高的區(qū)域包圍，這些區(qū)域與周邊地區(qū)的城市化水平具有一定程度的差異，為低—高集聚區(qū)；（3）迪慶州、保山市、臨滄市、西雙版納州與周邊地區(qū)的差異較小，即低值集中分布區(qū)。基于三個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的Moran散點(diǎn)圖做出的州、市城市化LISA聚類圖（圖3）表明：（1）城市化高—高集聚區(qū)分布在滇中地區(qū)，與滇中城市群的范圍吻合；（2）低—低集聚區(qū)分布在滇西地區(qū)。

圖3 云南省州市城市化水平LISA聚類圖Fig.3 The LISA cluster graph of cities and prefectures of Yunnan Province

3 結(jié)論與討論

在國(guó)內(nèi)已有的“城市化質(zhì)和量”理論和研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合云南省山地多平地少的自然地理狀況，從“質(zhì)”和“量”測(cè)度的視角完善土地城市化率指標(biāo)，構(gòu)建新的城市化測(cè)度體系，并用縱橫向拉開檔次法賦權(quán)?；诿總€(gè)研究區(qū)12年的城市化水平數(shù)據(jù)，進(jìn)行各個(gè)研究區(qū)城市化水平灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建，得出12個(gè)時(shí)間響應(yīng)式，并對(duì)時(shí)間響應(yīng)式進(jìn)行了檢驗(yàn)。用各地區(qū)的時(shí)間響應(yīng)式預(yù)測(cè)出各地區(qū)2025年的城市化水平。進(jìn)行云南省州市三個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的城市化水平分析、城市化水平時(shí)間序列分析和城市化水平空間分析，結(jié)論為：（1）2006年、2017年和2025年三個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，云南省城市化水平總體偏低。2025年，云南省城市化水平有所提升；（2）2006年至2017年，大部分研究區(qū)的城市化水平都呈現(xiàn)降—升—降的變化特點(diǎn)；（3）滇中城市群為城市化水平高高集聚區(qū)；（4）昭通市、文山州和普洱市為城市化水平低高集聚區(qū)；（5）迪慶州、保山市、臨滄市、西雙版納州為城市化水平低低集聚區(qū)。

由于部分?jǐn)?shù)據(jù)的不可獲得性，此次研究未能對(duì)大理州、德宏州、麗江市和怒江州進(jìn)行研究。在所構(gòu)建的指標(biāo)體系中，未包括體現(xiàn)居民受教育水平的指標(biāo)，如中專以上學(xué)歷人數(shù)在區(qū)域總?cè)丝谥械恼急?，這是后續(xù)研究需要完善的地方，因?yàn)槿丝谑芙逃降奶岣吣軌虼龠M(jìn)城市化水平的提升。12個(gè)研究區(qū)應(yīng)在秉持習(xí)近平總書記提出的“綠水青山就是金山銀山”綠色發(fā)展理念以及深刻認(rèn)識(shí)“城鎮(zhèn)化是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、社會(huì)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方式、生活方式的根本性改變，涉及產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型和新產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)、城鄉(xiāng)社會(huì)結(jié)構(gòu)的全面調(diào)整以及龐大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、資源、環(huán)境的支撐以及大量的立法、管理、國(guó)民素質(zhì)提高等方面，它必然是長(zhǎng)期的積累和長(zhǎng)期發(fā)展的漸進(jìn)式過程”［11］的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身主體功能區(qū)定位，通過加強(qiáng)城鎮(zhèn)化的宏觀管理和科學(xué)規(guī)劃［2］、科學(xué)的工業(yè)化來推進(jìn)城市化水平的提升。