干旱区绿洲城市城镇化发展状况及协调性浅析--以吐鲁番地区为例
[党建华1, 2 
, 瓦哈甫.哈力克1, 3, * , 张玉萍3 , 邓宝山1, 2 ]
, 瓦哈甫.哈力克, 张玉萍引用本文
党建华, 瓦哈甫.哈力克, 张玉萍, 邓宝山. 干旱区绿洲城市城镇化发展状况及协调性浅析--以吐鲁番地区为例. 地球科学进展, 2014, 29(3): 0420-428[Dang Jianhua, Wahap Halik, Zhang Yuping, Deng Baoshan. A Brief Analysis of the Situations of the Urbanization Development and the Coordination in Arid Area. 地球科学进展, 2014, 29(3): 0420-428] 
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干旱区绿洲城市城镇化发展状况及协调性浅析--以吐鲁番地区为例
党建华(1989-),女,陕西宝鸡人,硕士研究生,主要从事干旱区可持续发展研究.E-mail:dangjianhua0217@163.com
摘要
城镇化是一个国家或地区经济发展的必经途径,同时也是衡量某地区经济发展水平的重要标志之一。城镇化进程不仅关系到区域人口、经济和环境的可持续发展,还关系到区域平衡与区域生产效率,以致关系到区域的综合竞争力。利用2001—2011年吐鲁番地区人口、经济、社会和生态方面的相关数据,剖析吐鲁番地区城镇化系统,选出并构建吐鲁番地区人口、经济、社会和生态4个城镇化系统的6个评价指标体系,对指标进行定量分析;计算城镇化4个系统以及城镇化发展水平的综合评价指数及其各系统的协调度,根据各子系统评价指数建立数学模型,分析吐鲁番地区城镇化驱动因子以及制约该地区城镇化进程的影响因素;并推算出吐鲁番地区城镇化的变化和发展趋势。
关键词:
城镇化; 人口; 经济; 社会; 生态
中图分类号:K901.2
文献标志码:A
文章编号:1001-8166(2014)03-0420-428
A Brief Analysis of the Situations of the Urbanization Development and the Coordination in Arid Area
Abstract
The urbanization is the necessary way for the economic development of a country or region and at the same time one of the important signs to measure the level of economic development in a region. This study focuses on the urbanization in Turpan area to analyze the situation and the coordination of the urbanization development in the oasis of the arid area. By building the index system of urbanization in population, economy, society and ecology system including 16 evaluation index and using the entropy-based weight to determine the weight of each index, with the weighted sum of the Turpan area in 2001-2011, the urbanization of the composite index were quantitatively analyzed. Based on the situation of urbanization, the coordination of the urbanization is calculated and the future development trend on the mathematical models is predicted. On this basis, the development trend of Turpan area in the future is predicted with linear-regression analysis method and trend extrapolation method. Through the above information, the main driving force and the restricting factors of urbanization development in Turpan area can be found. Then, the specific suggestions and opinions in the development of the urbanization in Turpan area, even in the arid area are put forward. The innovation of this study is the study area located in the arid zone in oasis area and then the calculation of the coordination in the urbanization development process. Therefore, a more in-depth understanding of urbanization in the arid zone in oasis area is achieved.
Keyword:
Urbanization; Population; Economy; Society; Ecology.
1 引言
城镇化是一个国家或地区经济发展的必经之路,同时也是衡量某地区经济发展水平的重要标志之一。城镇化也是一种复杂的、多维的社会、经济、文化等相互作用的过程与结果。城镇化对区域发展的影响主要体现在4个方面:组织和带动区域发展、完善区域空间结构、推动区域社会和经济演进、促进城市文明的扩展和现代化水平的提高[ 1]。城镇化进程主要受到城镇引力和农村推力2种力量的影响[ 2]。其中发达国家和发展中国家呈现出2种不同的城市化特点,发达国家起步早、水平高出现了逆城市化现象,而发展中国家城市化起步晚、发展速度快。
西班牙工程师赛达于1867年首次使用“Urbanization”这一概念,美国学者诺瑟姆发现发达国家城市化变化呈现“S”型曲线,并把城市化过程分为3个阶段,认为城市化曲线反映的阶段性是与导致城市化发展的社会经济结构变化的阶段性密不可分的;经济学家H·钱纳里和塞尔奎因运用回归分析,得出城市化进程与经济发展水平之间存在一定联系,并认为在一定人均国民生产总值水平上,一定的产业结构、就业结构和城市化水平与之相对应;霍尔针对以美国为首的发达资本主义国家城市化发展演进特征,提出了“城市发展阶段”模式,并引入生命周期理论,认为一个城市从“年轻”的增长阶段发展到“年老”的衰退阶段,然后再进入到一个新的发展周期,且将发达国家的城市化过程归纳为:城市化、郊区化、逆城市化、再城市化4个阶段[ 3]。Ceyhun等[ 4]分析了城市化和非正式经济因素之间的关系;Veena等[ 5]研究了城市化对水的脆弱性的影响;国外对于城市化的研究侧重于理论上的分析,如二元结构理论、人口迁移理论、城市规模与城市体系理论、区位理论和可持续发展视角的城市化理论。20世纪70年代后期开始在中国流行,不同学者将“Urbanization”译为“城镇化”、“城市化”、“都市化”等多个版本。周一星[ 6]认为Urbanization直译为“城镇化”是比较准确的。
近年来,我国学者对于城镇化的研究也取得了一定的进展,陆大道等[ 7]认为目前中国城镇化正处于一个“大跃进”和空间扩展失控状态,“土地城镇化”的速度过快,经济发展、产业结构的水平及就业岗位增加不能适应冒进的城镇化,对资源环境带来了巨大的压力以致破坏;周迪[ 8]指出中国城镇化过快导致一系列问题,如城乡差距拉大等;赵玉红等[ 9]分析了我国城镇化的发展趋势以及面临的新问题;王德利等[ 10]、方创琳等[ 11]从城市基础实力、城市发展协调度、城市可持续发展水平衡量了我国各省区市实际城镇化和理想城镇化的差距,并指出了造成这种差距的主要原因;乔标等[ 12]和刘耀彬[ 13]研究了我国以及西北干旱区城镇化与生态环境交互耦合规律;安瓦尔·买买提明等[ 14]基于灰色关联分析法对新疆南疆地区5座城市城镇化与生态环境进行了耦合关联分析,得出5座城市的耦合度及耦合度排名。上述研究大多基于城市群或区域城镇化进程研究,而对于干旱区小区域城镇化发展及其发展协调性的研究相对较少。
绿洲城市是干旱区内部人类活动最为集中、人地关系最为敏感的区域,所以干旱区绿洲的城镇化发展对干旱地区具有重要的意义。我国西部干旱区城镇化尤其具有特殊性,该地区城镇化的研究对促进西部地区的现代化发展、落实科学发展观、保障全国的可持续发展都具有重要的理论与现实意义[ 15]。本研究靶区选择在新疆吐鲁番地区,该地区是新疆典型的绿洲,自然环境较为恶劣,随着城镇化进程的加快,日益增强的人类活动和高强度的开发利用加剧了地区社会经济与生态环境失衡,导致沙漠化、生物多样性降低、盐渍化等土地退化问题愈发严重,生态环境的脆弱性更加显著。随着社会经济的发展,尤其是农业、工业和特色旅游业的发展,使得目前吐鲁番地区的生态环境面临着更加严峻的挑战。因此,如何认识该地区城镇化的综合水平以及该地区城镇化是否协调发展是吐鲁番地区乃至干旱地区发展中面临的一个科学难题。本研究立足于西北干旱区的吐鲁番绿洲地区,对该地区的城镇化发展状况与城镇化发展协调状况进行定量分析评价,对于客观认识干旱区绿洲地区城镇化发展以及未来科学城镇化具有十分重要的意义。
2 材料与方法
2.1 研究区概况
吐鲁番地区位于新疆维吾尔自治区中东部,天山东部山间盆地,又称“火洲”。地理坐标位于41°12'43″~43°37'50″N,87°41'45″~91°54'00″E之间,面积7.0049×104 km2,辖吐鲁番市、鄯善县和托克逊县。特殊的地理位置及盆地内地形、地势特点形成了该地区独特的暖温带干旱荒漠气候特征。吐鲁番盆地是一个干旱、高温、多大风的地区。据历史资料统计,历史最高温度为47.7 ℃,日最高气温高于40 ℃的极热日全年为40~50 d[ 16]。吐鲁番地区也是我国降水最少、最干旱的地区之一。据统计,托克逊县年平均降水量不足7 mm,吐鲁番盆地南边的库鲁克塔格山几乎终年无降水。历史上吐鲁番地区境内天然湖泊较多,由于人类活动影响,来自上游的入湖水系被人为截潜,加剧了湖泊的萎缩和消亡[ 17]。
吐鲁番地区城镇化发展迅速,2011年地区总人口为631 883人,其中市镇人口比重为37.85%。建设用土地仅占全区土地总面积的1.12%,由于自然条件的限制,未利用地占土地总面积的79.6%。地区建成区面积为9.083 km2。吐鲁番地区依托其独特的文化与自然景观,使得特色旅游业成为了该地区经济增长的主要带动力。同时,吐鲁番地区在新疆具有重要的地缘优势,是古代丝绸之路的重要地段,是中国内地连接新疆、中亚地区的交通枢纽,也是南北疆及东疆之间的铁路、公路交通枢纽。
 | 图1 研究区概况图Fig.1 The overview diagram in the study area |
2.2 数据来源及指标体系建立
本研究在吐鲁番地区的现有资料、前人研究成果和课题组多年现场调研资料的基础上建立了吐鲁番地区城镇化发展的人口—经济—社会—生态子系统数据库。数据库包括了新疆统计年鉴(2002—2012年)、吐鲁番地区统计年鉴(2002—2012年)以及吐鲁番地区地影像、地形图和土地利用现状图等空间数据资料。
城镇化水平测度的指标有很多,在不同的指标体系下结果各异。对于城镇化的衡量指标,本文从吐鲁番地区人口、经济、社会发展等多方面综合考虑,意在建立一个城镇化综合指标体系,使得此评价体系能反映真实、全面的区域城镇化水平。在指标选取时,遵循科学性、系统性、可比性、可操作性和独立性原则,借鉴王富喜等[ 18]、李爱军等[ 19]和张园园等[ 20]的研究成果,根据研究内容的需要、数据的可获得性以及SPSS17.0软件进行因子分析,以KMO大于0.6的条件,通过从人口城镇化子系统中的总人口(人)、城镇人口比重(人)、农村人口比重(人)、第一产业就业人口(人)、第二产业就业人口(人)、第三产业就业人口(人)、人口自然增长率(%)、城镇登记失业率(%)等指标中选取符合条件的4个指标——城镇人口比重(人)、第二产业就业人口(人)、第三产业就业人口(人)、城镇登记失业率(%);同样从经济城镇化子系统的12个指标中选取符合条件的4个指标——人均GDP(元/人)、第二产业占GDP的比重(%)、社会零售品销售总额(亿元)和乡镇企业总产值(万元);从社会城镇化子系统的8个指标中选取符合条件的4个指标——燃气普及率(%)、用水普及率(%)、万人拥有床位数(张)和万人拥有医生数(人);从生态城镇化子系统的7个指标中选取符合条件的4个指标——固体废弃物综合利用率(%)、人均公共绿地面积(m2)、工业废水排放达标率(%)和工业废水排放量(t)。最终的16个指标数据组成了吐鲁番地区城镇化水平综合测度指标。指标体系如表1所示。
2.3 城镇化发展水平测算
,计算第 j指标下的第 i个年份下指标值所占的比重 
为了消除指标权重确定过程中人为主观因素的影响,本研究采用熵值法来确定权重,即熵权系数法。设有 n个指标, m个年份,则形成的数据矩阵 X= 
 | 表1 吐鲁番地区2001—2011年城镇化水平分析系统 Table 1 The urbanization level analysis system in Turpan region at 2001-2011 |
(1) 设 n个指标, m个年份,其中 n=1,2,…, j; m=1,2,…, i。则存在原始矩阵
 | (1) |
同度量化后得到的矩阵 
(2)指标的信息熵,
各子系统综合评价指数和城镇化综合评价指数分别为各系统各指标评价之和以及各子系统综合评价指数之和。得出 fa, fb, fc和 fd计算公式以及城镇化综合水平计算公式:
根据时间序列的数据,可以算出4个子系统和系统整体的发展速度,分别求出其导数,其公式如下:
2.4 城镇化系统协调度模型
设综合城镇化系统分别由人口子系统、经济子系统、社会子系统和生活子系统构成,各子系统的发展情况由 fa, fb, fc和 fd表示,它们是各个二级指标的函数表示,而综合城镇化系统的总体发展状况用 f*表示,则单个系统协调度 Hi的定义为:
则综合城镇化系统的整体协调度为:
2.5 城镇化发展水平预测
对于吐鲁番地区城镇化发展水平分别采用趋势外推法和线性回归分析法进行综合预测。根据国际城镇化进程经验,从长时期来看,某一地区在城镇化进程高速发展时期,其城镇化水平增长的速度比较稳定,在小范围内波动。通过计算时间序列上吐鲁番地区城镇化水平的平均增上速率,可以预测未来城镇化发展趋势;根据已有的城镇化发展水平以时间序列为自变量建立线性回归方程,可以预测目标年份的城镇化发展水平[ 23]。
3 结果分析
3.1 吐鲁番地区城镇化水平及协调度分析
利用吐鲁番统计年鉴和野外调查相关数据,根据公式(1)对数据进行标准化处理,运用SPSS17.0软件对4个子系统的各项评价指标进行主成分分析,得到了吐鲁番地区表征城镇化发展各指标的权重。
根据公式(1)~(10),在Excel软件中建立吐鲁番地区城镇化各系统以及综合城镇化发展水平、发展协调程度的分析模型,对吐鲁番地区城镇化过程的4个有机组成部分和整体发展状况进行相关分析,测算得到各个子系统和系统权重整体的发展状况(表2),协调度测算如表3所示。
| 表2 吐鲁番地区城镇化水平表 Table 2 The urbanization level table in Turpan area |
| 表3 吐鲁番地区城镇化进程系统协调度测算表 Table 3 The urbanization system coordination degree measurement in Turpan area |
3.2 吐鲁番地区城镇化发展水平结果评价
3.2.1 城镇化各子系统发展时间序列分析
从吐鲁番地区2001—2011年的时间序列数据的分析来看(图2,3),11年间吐鲁番地区城镇化发展的总体水平呈现上升状态,说明随着社会经济的发展以及西部大开发的推进,吐鲁番地区城镇化进程是稳步提升的。
 | 图2 吐鲁番地区各子系统城镇化发展时间序列趋势Fig.2 The development trend of time series in Turpan area urbanization |
 | 图3 吐鲁番地区综合城镇化发展时间序列趋势Fig.3 The comprehensive development trend of time series in Turpan area urbanization |
人口城镇化是城镇化的核心,其实质是人口经济活动的转移过程。人口城镇化在吐鲁番地区的变化态势较为平稳,增长幅度不大,整体上处于小幅度的增长趋势;经济城镇化是城镇化的动力,主要指经济总量的提高和经济结构的非农化,其中工业化是直接推动因素,而第三产业的兴起与兴旺则是城镇化程度的表现。从吐鲁番地区近11年的城镇化发展情况中可以发现,经济城镇化的增长幅度最大,由2001年的0.34%上升到2011年的0.91%,说明经济是该地区社会发展的主要驱动力;社会城镇化,伴随着城镇化的进程,人们的生产生活方式乃至价值观都会发生转变,是城市文化、生活方式等扩散的过程。该地区的社会城镇化水平总体变化平稳,期间存在部分波动年份,变化幅度较小,表明社会生活层面是城镇化的一部分,但不是最主要的驱动因素。在全球变暖的大趋势下,生态环境的可持续性发展也成为了城镇化发展的重要方面,良好的生态环境是城镇化发展的重要支撑[ 24]。通过生态城镇化的动态变化可以发现吐鲁番地区生态城镇化发展波动较大,2006年之前处于一个上升的态势,2006年到达顶峰,之后出现了大幅的下降,说明随着城镇化的推进,对该地区本已十分脆弱的生态环境造成了很大的威胁。
吐鲁番地区城镇化的综合水平呈现出上升的趋势,但上升的幅度较为缓慢,综合水平均介于4个城镇化子系统之间,说明吐鲁番地区城镇化发展均受人口、经济、社会和生态系统影响,其中经济子系统的带动作用较为明显。
3.2.2 城镇化协调度时间序列分析
从吐鲁番地区人口城镇化、经济城镇化、社会城镇化和生态城镇化各子系统的协调度测度来看(图4),大都呈现出“V”字形的走势,截止2011年,4个子系统的发展协调度都升到0.9以上。人口城镇化系统协调度的高峰值出现在2002年,低谷值出现在2009年,其协调度相对于其他子系统而言变化幅度不大。
 | 图4 吐鲁番地区城镇化发展协调度时间序列趋势Fig.4 The development coordination degree of time series trend in Turpan area urbanization |
经济城镇化系统协调度整体呈现上升的趋势,其中2002年经济城镇化协调度最低,达到了0.2以下,之后增长虽然出现波动性,但整体处于上升发展的趋势;在2007—2009年,经济城镇化的协调度均高于其他子系统,这说明吐鲁番地区的经济结构不够完整、平衡,但经济发展是持续上升的。
社会城镇化系统协调度发展变化趋势大体呈现先下降后上升的趋势,但总体而言较其他3个子系统平稳。在2003年和2005年低于其他3个子系统以及综合水平协调度。
生态城镇化协调度在11年间的波动起伏最大,分别于2003年、2006年到达了顶峰值。2007年后呈现阶梯性的增长性趋势,这说明吐鲁番地区的生态环境是十分脆弱的,伴随着社会经济的发展,原本脆弱的生态环境更加难以承受该地区城镇化发展的巨大压力。
由4个子系统组成的吐鲁番地区城镇化综合水平系统也同样出现协调度曲折发展的走势,协调度发展整体呈现上升的发展趋势,对四大系统整体而言既促进了该地区城镇化的进程同时也制约着城镇化进程的步伐以及协调发展水平。
4 吐鲁番地区城镇化发展水平预测分析
4.1 趋势外推法
利用趋势外推法原理,通过已得出的2001—2011年吐鲁番地区人口、经济、社会和生态城镇化水平以及城镇化综合发展水平,计算出11年城镇化综合系统的平均增长率为0.06027%。以此增长率测算出2015年、2020年和2025年吐鲁番地区城镇化综合发展水平分别为13.68%,18.33%和24.56%。
4.2 线性回归分析
以2001—2011年吐鲁番地区城镇化综合发展水平为因变量,以时间序列为自变量建立回归方程: y=0 .3181 x-628.93,式中 x为预测年份在时间轴上序列; y为预测目标年份的城镇化综合发展水平。方程拟合度为0.8524,可用于预测,从而得到吐鲁番地区2015年、2020年和2025年城镇化综合发展水平分别为:12.04%,13.62%和15.22%。
采用加和平均法综合预测吐鲁番地区未来城镇化发展水平,得到2015年、2020年和2025年该地区综合城镇化水平分别为:12.86%,15.97%和19.89%。
5 结论及建议
通过对吐鲁番地区城镇化发展水平的分析发现,以水为约束的绿洲城镇化发展有一定的限制性,城市扩张表现为总量的扩张[ 25],水制约了其发展的速度与模式,在其城镇化发展中,应主要解决好用水结构与人类生产生活这一主要矛盾。
由于吐鲁番地区是典型的绿洲型城镇,自然地理条件的限制性很大,不可能实行2种典型的城镇化发展模式:城镇数量的增加和城市规模的扩大。过量的人口和土地利用开发都会加剧本已十分脆弱的绿洲生态系统消亡。所以针对该地的实际情况,结合上述分析结果,提出吐鲁番地区城镇化发展建议:
(1) 在不扩大城镇用地、不增加人口规模的前提下,调整吐鲁番地区的产业结构,利用已有的资源和品牌优势,大力发展第三产业,增加第三产业的就业人数,特别是利用好吐鲁番已有的特色旅游招牌,发展具有地方特色的旅游业和瓜果产业,引导农业产业化经营,实现产供销一条龙,农工商、贸工农一体化,带动农业的产业化和企业化[ 24]。增强县区与村镇之间交通的通达性,可把城乡2个市场较好、较快地连接起来,拉动农村居民消费需求和投资需求,从而有利于启动庞大的农村市场乃至国内市场,促进全国消费增长,推动经济发展。从而根据点轴理论,实现整个地区的共同发展[ 26]。
(2) 吐鲁番地区没有综合型大中院校,使得当地的人力资源十分稀缺。应创办相应的旅游、农业职业技能培训机构,或将人才送到发达地区培养学习,提高现有劳动力的素质。帮助进城务工人员及家属真正融入城镇生活,实现真正意义上的人口城镇化[ 27]。根据适度人口理论[ 28],确定吐鲁番地区的人口容量,使适度的人口在不破坏生态环境承载能力的基础上有效地推动当地的经济发展。依靠国家和当地政府的财政支持,并给予一定的优惠政策,优惠政策包括企业的税收优惠、贷款优惠、基金优惠、生态产业奖励基金、生态产业产品出口优惠等。依靠科技进步和产业链条的延伸,不断提高绿洲水土资源的承载力,从而建设社会进步、经济发展、生态良好的资源型现代绿洲[ 29]。搞好地区基础设施建设,通过各种各样的产业政策倾斜,培育民族地区产业体系,来帮助地区实现产业结构调整。借鉴国际上通用的BOT,ABS等融资方式,按“谁投资,谁经营,谁受益”的原则,大力吸引国内外商业投资[ 30]。
(3) 科学合理调整用水结构,全地区倡导居民节约用水,工业循环用水、农业科学灌溉。倡导居民适度消费、绿色消费的概念,反对奢侈性消费行为,引导居民消费模式向可持续方向发展[ 31]。工业上严格控制高耗水生产,大力发展节水工艺的高新科技产业[ 32]。采用滴灌、管灌、喷灌取代传统的漫灌方式,再结合塑料温室和地膜覆盖措施,从而实现干旱区水资源的合理科学利用。在荒漠区利用大型提灌工程发展相对集中的人工绿洲或改造现存绿洲的面积,使其达到能够自我维持的空间尺度[ 33]。与此同时,要突出区域环境管制,保护好自然与文化遗产空间[ 34]。
The authors have declared that no competing interests exist.
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