阿克苏地区经济发展与建设用地集约利用耦合研究

郭焕焕++高敏华

摘要：以阿克苏地区的经济发展与建设用地集约利用的两个子系统为研究对象，基于二者与社会协同理论，同时运用熵值法、统计分析、系统评价和耦合模型等方法对其进行研究。建立阿克苏地区经济发展与建设用地耦合模型，然后对耦合关系进行探讨，揭示经济发展与建设用地集约利用的关系。研究结果表明，阿克苏地区经济发展和建设用地集约利用水平都较低；经济发展—建设用地集约利用系统中两子系统在反正切函数模型中的协调性越来越差；两子系统在经济和建设用地集约利用水平较低时高度耦合，阿克苏地区的经济水平较建设用地集约利用水平快速发展，建设用地集约水平急需改善。

关键词：耦合；经济发展；建设用地集约利用；阿克苏地区；协调度

中图分类号：F127；F321.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）21-5719-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.21.069

The Coupling Rsearch of Aksu Region's Economic Development

and Intensive Use of Construction Land

GUO Huan-huana，GAO Min-huaa，b

（a.Key Laboratory of Oasis Ecology；b.College of Research and Environment Sciences，Xinjiang University，Urumchi 830046，China）

Abstract：Taking economic development and Intensive use of construction land in Aksu as two subsystems of the study and based on both theory and social coordination，entropy method，statistical analysis，system evaluation and coupled model were used. Aksu region's economic development and construction land coupled model was built， and then discussed the coupling relationship， revealed the relationship between economic development and Intensive use of construction land. The results showed that the level of economic development and Intensive use of construction land in Aksu were low；economic development-construction land intensive utilization system in two subsystems arc tangent function model of coordination was worse；two highly coupled subsystems in the economic and Intensive use of construction land level were lower；the Aksu region's intensive use of construction land developed rapidly， there was the urgent need to improve the level of Intensive use of construction land.

Key words：coupling； economic development； intensive use of construction land； Aksu region； coordination

經济与土地的诸多研究成果表明，经济因素是土地利用和建设用地利用变化的不可或缺的驱动因子[1-4]；同样土地对经济发展具有不可替代的作用[5-6]。对于经济和建设用地集约利用的关系方面，杜亚娟等[7]对哈尔滨市1991-2010年经济发展水平与建设用地集约利用水平间的动态关系分析得出二者存在长期均衡关系，而且经济发展是土地集约利用的单向因果关系。随着对两者相互关系研究的深入，越来越多的专家学者们更推崇经济和建设用地间的耦合关系。经济发展和建设用地集约利用是两个相对复杂的系统，单纯分析个别指标的相关性，远远不能解释两系统间的协调关系。因此，本研究在各系统指标高度相关的层次上，深入分析了两者的耦合关系协调度。

1 阿克苏地区经济发展与建设用地利用情况

1.1 阿克苏地区经济发展

阿克苏地区生产总值持续增长，2013年地区生产总值692.60亿元，相对2002年增长553.4亿元，地区生产总值年均增长36.14%。2013年地区全社会固定资产投资490.39亿元，2002-2013年该地区全社会固定资产投资稳步增长，年均增长151.73%，其中2013年比上年增长11.56%。2013年地区财政总收入102亿元，2002-2013年阿克苏地区财政收入逐步增加，年均增长率140.47%，其中2013年较上年增长10.20%。

该地区经济水平也逐年提高，2013年人均生产总值28 535元，比2002年的6 615元增加了21 920元，年均增长30.12%，人均生产总值虽然在稳步增长，但相对全国平均水平还有一定差距。2013年该地区人均财政收入4 150.4元，人均财政收入稳步增长，但相对全国平均水平差距明显。衡量民生经济的主要指标为城镇居民可支配收入、农村居民可支配收入与居民消费水平，其中城镇居民可支配收入年均增长31%，农村居民可支配收入年均增长32%，居民消费水平年均增长25%。阿克苏地区这3个指标的水平均低于全国平均水平。

1.2 阿克苏地区建设用地集约水平

1.2.1 建设用地集约利用强度 人口利用强度和经济利用强度是表征建设用地利用强度的主要指标，人口利用强度主要体现在人均建设用地面积方面，经济利用强度则体现在地均生产总值、地均固定资产投资、地均财政收入3项指标。阿克苏地区的人口和建设用地规模逐年攀升，但人口增长速度远不及建设用地规模的增速，导致人均建设用地面积一直呈增长趋势，这也正是阿克苏地区的建设用地人口利用强度不断下降的原因。阿克苏地区地均生产总值、地均财政收入、地均固定资产投资都有不同程度的增长，阿克苏地区建设用地集约水平不断上升（图1）。

1.2.2 经济增长耗地 经济增长耗新增建设用地面积多少反应了该地区经济是否主要靠建设用地扩张来促进经济发展，如图2所示阿克苏地区经济增长耗地较多，为较粗放增长类型。图2中除了2006年建设用地出现负增长以外，各指标的走势整体呈现下降趋势。一方面表现为集约利用水平不断提升，另一方面表征建设用地集约水平的指标为管理绩效，也就是对存量建设用地的盘活效率。存量建设用地的重新利用不仅可以缓解新增建设用地压力，促进建设用地集约利用，而且可以调节土地市场。

2 阿克苏地区经济发展与建设用地耦合关系

2.1 耦合模型的建立

耦合原是物理概念，表示两个或者多个系统亦或两种运动方式间相互作用而相互影响以至联合起来的现象[8]。在此基础上，吴玉鸣等[9]提出多个系统的相互作用耦合度模型：

Cn={（u1，u2，…，un）/∏（ui+uj）} （1）

式中，n为耦合系统子系统的个数；u为各子系统对耦合系统的贡献；C为耦合度值，C∈[0，1]。

在前人研究成果的基础上，结合专家打分法分别选取了表征经济规模增长的生产总值增长及财政收入增长2个指标；表征经济发展水平的人均生产总值、城镇居民可支配收入、农村居民可支配收入以及居民整体消费水平4个指标；表征经济结构的第三产业比重和财政占生产总值比值2个相关指标。建设用地集约利用子系统则根据建设用地利用强度、经济增长耗地及管理绩效三方面确定人均建设用地、地均GDP、地均固定资产投资、地均财政收入、单位GDP增长耗新增建设用地、单位固定资产耗新增用地、单位财政收入耗新增用地以及存量建设用地供应效率指标。

2.2 耦合模型各指标权重的确定

权重的确定方法有很多，如AHP、特尔非法等，鉴于研究两个子系统十几项指标的耦合关系，熵值法可以更好地体现各指标间的非线性关系。因此，引入熵值法这种客观赋权法[10]来确定各指标权重。熵的概念是由克劳德·艾尔伍德·香农首次引入信息论中的，用来度量随机变量的不确定程度。熵值越大，离散程度越大，则该熵值对应的指标的权重值越大。用指标Xij表示第i年第j项指标，计算指标权重的前提是要将所有数据归一化（由于涉及正向、反向两种指标，可以将数据归一化到一个数据区间内，正向指标不作处理，反向指标做反向处理）得到Gij，则第j项指标的熵值[11]：

Sj=-kQijlnQij，（k=，Qij=） （2）

式中，k为调节系数，m为涉及年限。由熵值确定j项标权重：

Wj=，（0≤Wj≤1，Wj=1） （3）

根據上述公式计算2002-2013年阿克苏地区的经济发展与建设用地集约耦合系统的各指标权重值。

2.3 耦合模型

根据耦合模型所选取的各项指标权重值得到耦合系统（表1）。

3 耦合系统分析

3.1 指标功效系数

通常用指标功效系数来表示指标对系统的贡献，用功效系数Uij表示，其计算方法如下：

Uij=（Gij-α）/（β-α） （4）

式中，α、β是数据归一化处理中临界值的最小值和最大值。

3.2 综合指数

综合指数是耦合系统中各子系统对耦合系统的贡献。本研究耦合系统中有经济发展综合指数和建设用地集约利用综合指数。

1）经济发展综合指数。经济发展综合指数即为经济子系统Ai对系统的贡献，表示为：

Ai=Uij×Pj （5）

式中，Pj表示第j项指标的权重，对计算出的经济综合指数进行一元二次拟合，得到如下方程：

F（x）=0.004 6x2+0.023 6x+0.030 5（R2=0.979 5）（6）

式中，x=1代表2002年，依次递进。

2）建设用地集约利用综合指数。建设用地集约利用综合指数为建设用地集约利用子系统对耦合系统的贡献：

Bi=Uij×Pj （7）

对其一元二次拟合，得到下述方程：

G（x）=-0.000 9x2+0.043 3x+0.120 2（R2=0.963 2）（8）

根据阿克苏地区2002-2013年的经济与建设用地数据，结合式（6），（8）中的一元二次拟合方程，计算出阿克苏地区经济发展和建设用地集约综合指数变化情况（图3）。阿克苏地区经济发展综合指数和建设用地综合指数均为上升趋势，经济指数较建设用地指数上升较快，2007年经济指数超越建设用地指数。借鉴郭杰等[12]对土地利用等级划分，阿克苏地区建设用地2002-2010年都不满足集约利用等级，2010-2013年为一般等级，可见阿克苏地区建设用地整体集约水平较低，集约上升空间较大（表2）。

3.3 耦合系统协调度分析

3.3.1 两个子系统综合指数协调度 两个系统的同步性用协调度来表示，参照方方[13]的研究用反正切函数来描述两个子系统综合指数的发展水平的接近程度，则阿克苏地区经济和建设用地集约利用综合指数协调度表示为：

Ci=arctan（Ai/Bi-1） （9）

根据反正切函数的特点，协调度C的值域在 （-π/2，π/2）之间，如果两个子系统协调共同发展，那么Ai/Bi的值应该趋近1，换句话说Ci越趋近于0时，两个子系统协调性越好，相反经济发展指数大于或者小于建设用地集约指数时，Ci越远离0，协调度降低。根据阿克苏地区两个子系统的两指数数据，得出其综合协调度函数变化。由图4可以看出，2002-2013年阿克苏地区两项综合指数协调度呈现上升趋势，且2002-2007年间建设用地集约利用指数大于经济发展指数，协调度趋近于0，并在2007年达到最好；2008-2013年经济指数反超建设用地指数较快上升，系统综合指数协调度有所下降。

3.3.2 两个子系统综合指数变化速度协调度 根据数学中导数的概念可知，对时间的函数进行一次求导，可得到该函数的变化速度（率）函数。张振杰[14]的研究表明，通过研究主关联双系统的演化速度，可以得到整个系统或系统间的演变趋势。研究还提出用两个子系统变化速度的夹角作为系统耦合度进行分析。

1）经济发展综合指数的变化速度函数：

VA=dF（X）=0.009 2X+0.023 （10）

2）建设用地集约利用综合指数变数速度函数：

VB=dG（X）=-0.001 8X+0.043 3 （11）

3）双系统演进速度的协调度：

?=arccot（VA/VB） （12）

随着两速度變化，协调度输出不同的角度（图5），根据阿克苏地区2002-2013年的数据，速度协调度范围只有2002年在（π/4，π/2）时建设用地集约利用速度稍快于经济发展速度，两速度协调度增强。2003-2013年均在（0，π/4）范围内，此时经济发展速度加快。虽然建设用地集约利用速度还是正向速度，但越来越低于经济发展速度，双系统速度协调度不断降低。

3.3.3 耦合度分析

1）耦合度分析。王硕[15]根据两个子系统对系统的贡献U1、U2的组合来表示系统的耦合度，其模型如下：

Ci= （13）

式中，U1=Ai，U2=Bi，Ci越大则表示两系统耦合越好，相反耦合越差。

阿克苏地区2002-2013年系统耦合度均在（0.88，1）范围内（图6）。根据吴玉鸣等[9]的研究将耦合度不同的等级进行划分，得到该耦合系统属于高度耦合阶段，但这点又与综合指数协调度和综合指数速度协调度的结论不相符，所以该耦合系统出现了“伪协调”[16]现象。

2）耦合协调度分析。许多研究针对“伪协调”提出了系统综合评价指数和对应的耦合协调度判定方法。综合评价指数：T=aU1+bU2；耦合协调度：D=。式中，a、b为贡献系数，考虑经济和建设用地对系统的相互作用，令a=b=1/2，得到协调度D（图6）。参照耦合研究中对耦合协调度的等级划分，该耦合系统在2002-2005年为轻度失调，2006-2010年为初步协调，2011-2013年刚刚进入良好协调的范围，随着两个子系统友好发展，有希望发展为优质协调。

4 小结

1）阿克苏地区经济发展和建设用地集约利用水平都较低；虽然两个子系统的综合指数都有上升趋势，但2010年经济发展指数才超越0.5，直到2013年集约利用综合指数都还处于一般水平，相对国家中部甚至东部还有很大差距，提升空间巨大。

2）系统耦合出现“伪协调”现象，在经济发展水平略低，建设用地集约水平一般的情况下，可能是两个系统相互作用的关系紧密，才导致系统出现高度耦合。耦合协调度的好坏只能说明两个子系统的协调情况，不能反映系统现阶段的发展水平，两个子系统的综合指数协调情况依然是耦合系统发展水平的关键。

3）耦合模型2007年综合指数协调度最好，说明当时低水平的经济和建设用地集约利用促进耦合系统发展。现阶段经济与建设用地集约利用有相互抑制的趋势，建议相关部门在经济发展不放缓的前提下，严格杜绝建设用地粗放、浪费的情况，科学控制建设用地需求和节约使用效率，促进建设用地集约利用，使得系统良好健康发展。

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