中国土地集约利用与区域生态效率耦合协调度时空格局

朱庆莹，陈银蓉，胡伟艳，梅 昀

·土地整理工程·

中国土地集约利用与区域生态效率耦合协调度时空格局

朱庆莹，陈银蓉※，胡伟艳，梅 昀

（华中农业大学公共管理学院，武汉 430070）

土地集约利用与区域生态效率的耦合协调发展对城市可持续发展和生态文明建设意义重大。该文采用熵权法和非期望产出的超效率SBM模型分别评价了2004—2016年中国284个地级市土地集约利用程度和区域生态效率；在此基础上，分别运用耦合协调度模型和空间自相关分析方法研究了两者耦合协调度及空间关联格局的时空演变特征。研究结果表明：当前中国城市土地集约利用与区域生态效率协调性整体处于轻度失调阶段，但耦合协调度随时间呈逐步增强态势。协调度空间分布整体呈现“东部和中部高，西部低”的格局，且随时间推移发生较小改变。全局空间自相关结果表明：耦合协调度存在显著空间正相关性，且随时间推移关联程度先增强后减弱。局部空间自相关结果显示：正相关类型高高集聚（HH）与负相关类型低高集聚（LH）主要分布在东部地区，而正相关类型低低集聚（LL）和负相关类型高低集聚（HL）主要分布在西部地区，其中，HH、LH和LL型主要以“组团”形式出现，聚集性强，HL型则散乱分布。随时间推移，除HL型外，其余类型空间分布的整体格局较为稳定。应制定科学的环境经济和环境技术政策，加强对城市的差异化监控与管理，合理进行分区管控并推进市域之间的技术与创新合作等来增强土地集约利用与区域生态效率的协调性，促进城市可持续发展。

土地利用；生态；耦合协调度；时空格局；空间关联格局

0 引 言

土地利用与经济发展、生态环境之间的协调关系一直都是土地领域的研究重点[1-3]。土地集约利用是指在经济社会发展过程中，通过增加对单位面积土地的要素投入、优化土地利用结构、改善土地管理制度等手段，以提高土地利用产出效率和经济效益的行为，已成为当前政府和学术界在城镇化进程中倡导的主要土地利用方式。生态效率的概念由Schaltegger和Sturm在1990年首次提出，指增加的价值与增加的环境影响的比值[4]；世界可持续发展工商业委员会（WBCSD）对生态效率的定义被广泛认可，即“生态效率是指提供能满足人类需要和提高生活质量的有价格竞争优势的产品和服务，同时使整个生命周期的生态影响和资源强度逐渐降低到和地球的估计承载力相一致的水平，并同时达到环境与社会协调发展的目标”[5]。可见，生态效率代表着经济增长与环境压力的关系，代表着经济效率与环境效益的统一。经过经合组织（OECD）对其概念的延伸，生态效率的应用范围从企业[6]逐步延伸到行业[7]和区域[8]层次。

耦合协调是指系统与系统之间相互作用达到共同促进和发展的一种状态。从土地集约利用和区域生态效率的内涵看，土地集约利用通过与区域经济发展和生态环境的相互作用与区域生态效率相互影响。两者的相互作用存在两种情况：一方面，土地集约利用与区域生态效率相互促进。土地集约利用通过改善土地投入水平，改变土地利用强度，进而提高土地利用产出效益和土地可持续利用水平，促进区域经济增长和生态环境改善，提升区域生态效率。生态效率提升可使获得同等经济增长和生态环境改善所消耗的环境和资源代价降低，土地的产出效益和利用可持续性明显增强，土地集约利用程度增加。另一方面，土地集约利用与区域生态效率相互制约。土地粗放或过度集约利用都会导致资源浪费和环境污染，从而减弱生态效率。而区域生态效率降低意味着环境污染加重，环境承载力减弱，土地产出生态效益和土地利用可持续性都会减弱，土地集约利用受到制约。

当前，土地集约利用与生态环境、经济发展矛盾日益突出，严重威胁人类可持续发展，引起了学者和政府部门对生态文明和区域可持续发展的高度重视。林坚等认为土地集约利用对生态文明建设和区域可持续发展意义重大[9-10]。十八届五中全会提出“创新、协调、绿色、开放、共享”5大发展理念，提出建设生态文明成为当前中国的重要战略任务；十九大报告中也强调要推动形成人与自然和谐发展现代化建设新格局，建设美丽中国；《国家新型城镇化规划（2014－2020）》中也提出要将生态文明理念全面融入城镇化建设进程之中。可见，研究土地集约利用与区域生态效率之间的协调关系具有重要的现实意义。现有研究主要侧重于土地利用与经济发展或土地利用与生态环境之间关系的分析[11-15]。在土地利用与经济发展方面，韩德军等通过研究贵州省土地利用与区域经济耦合关系时发现，经济发展受不同土地利用因素制约，经济发展也会通过不同方式影响土地利用[11]。郇红艳等通过对城乡一体化进程中耕地利用变化的驱动因素的研究表明，耕地利用变化与经济发展密切相关，不同经济发展阶段的耕地变化的驱动特征差异明显[12]。唐亮等通过研究城市建设用地消耗与经济社会的协调性发现，不同发展阶段城市建设用地消耗强度与社会经济发展水平之间的协调程度存在显著差异，耦合协调度沿城市等别由高到低呈下降趋势[13]。在土地利用与生态环境方面，赵亚莉等通过研究省会城市土地开发强度与生态环境关系发现，土地开发强度对区域生态环境的影响的边际效应区域差异明显；且随着土地开发强度的变化，生态环境效应变化的显著程度也明显不同[14]。赵丹阳等对松花江流域城市用地扩张的生态环境效应的研究表明，城市用地扩张系统要素与生态环境系统要素之间存在很强的相互作用关系，城市扩张系统中的土地集约利用要素对生态环境系统产生较大胁迫作用，而生态环境系统中各要素则对城市用地扩张表现出较强的约束力[15]。综上可见，土地利用与经济发展、生态环境之间存在着复杂的相互作用关系。研究土地利用与区域生态效率之间的相互作用关系能够较好地统筹研究土地利用与经济发展、生态环境之间的关系。截至目前，仅个别学者从省域层面研究了土地集约利用与区域生态效率之间的协调关系[16]。基于以上分析，本文拟研究全国市域尺度土地集约利用与区域生态效率协调性时空格局及变化特征及空间关联格局空变化规律，进而为实现土地集约利用与经济增长、生态环境协调发展，促进生态文明建设和城市可持续发展提供科学参考。

1　研究方法

1.1　土地集约利用程度测度

目前，土地集约利用程度一般通过建立评价指标体系进行测度。借鉴已有研究成果[17-20]，结合指标选取的科学、系统、可比和可获取性等原则，本文从土地投入水平、土地产出效益（社会、经济和生态）、土地利用可持续性3方面构建土地集约利用评价指标体系。在土地投入水平方面，参考已有研究[18]，本文选取地均固定资产投资和地均就业人数2项指标来表征。现有文献指出[17-18,20]，在土地产出效益方面，地均地区生产总值、地均工业总产值、地均财政收入和地均社会消费品零售总额是衡量经济效益的重要指标；人均城市道路面积、人口密度和人均建设用地面积是表征社会效益的重要指标；人均绿地面积和建成区绿化覆盖率则是生态效益的重要表征指标。除此之外，土地利用可持续性也是评价土地集约利用的重要方面，参考相关研究[19,21]，本文选用GDP增长与建设用地增长弹性系数和人口增长与建设用地增长弹性系数来衡量土地利用可持续性。所有指标均为正向指标，指标体系详细说明见表1。土地集约利用程度计算公式（1）-（4）所示。

表1 土地集约利用评价指标及其权重

1.2 区域生态效率测度

数据包络分析法已被广泛运用于生态效率的测度，它能较好地克服单一比值法和指标体系法的缺陷[23-24]，其中，超效率SBM模型结合了超效率DEA模型和SBM模型的优势。相比传统DEA模型，第一，将非期望产出纳入考量；第二，较好解决投入产出变量的松弛性问题；第三，解决了多个决策单元同时有效时的排序问题[25]。因此，本文采用非期望产出的超效率SBM模型对区域生态效率进行测算。

本研究将期望产出和非期望产出同时当作产出指标，考虑个地级市单元（DMU），每个地级市包括个投入指标、1个期望产出指标和2个非期望产出指标。参考相关研究[26-28]，选取的投入指标有全社会固定资产投资、就业人数、全年供水量、全社会供电量、能源消耗量、城市建设用地面积；选取的期望产出指标为地区GDP，非期望产出指标为工业废水排放量、工业SO2排放量、烟（粉）尘排放量，具体指标说明见表2。本文测度区域生态效率的超效率SBM模型如公式（5）所示。

表2 区域生态效率评价指标体系

1.3 耦合协调度评价

土地集约利用与区域生态效率的协调发展强调整体性、综合性和内生性的发展，以耦合耦合协调度来衡量较为科学。借鉴廖重斌对耦合耦合协调度的定义和计算方法[29]。计算公式如式（6）-（8）所示。

参考已有的研究成果[32]，依据如表3所示的划分依据对土地集约利用与区域生态效率之间的耦合协调度进行定量判断。

表3 耦合协调度等级划分依据

1.4 空间自相关分析

空间自相关分析可反映一个区域单元上的某种地理现象或某一属性值与邻近区域单元上同一现象或属性值的关联程度[33]。为避免空值单元对研究结果造成影响，本文在删除非研究区的基础上进行空间自相关分析。分别采用Global Moran’I指数、Local Moran’I指数和Lisa图来衡量土地集约利用与区域生态效率耦合协调度的全局和局部空间自相关情况。Lisa图中正相关类型高高值集聚区（HH）和低低值集聚区（LL）分别代表高耦合协调度关联性大和低耦合协调度关联性大的区域，负相关类型低高值集聚区（LH）和高低值集聚区（HL）分别代表低-高和高-低耦合协调度关联性较大的区域；不显著区则为独立关系。Global Moran’I指数和Local Moran’I指数计算如公式（9）、（10）所示。

式中GMI和LMIi分别代表Global Moran’I指数和Local Moran’I指数。X和X分别代表第和第个地级市土地集约利用与区域生态效率耦合协调度；为地级市个数；W为空间权重矩阵，鉴于部分地级市数据缺失，本文选择距离型空间权重矩阵。

通常采用Z检验法Global Moran’I指数进行统计检验，公式如式（11）所示。

1.5 数据来源与处理

本文所用数据为各地级市的市辖区数据。数据主要来源于2005—2017年《中国城市统计年鉴》，部分数据来源于各地级市的统计公报和统计年鉴，历年各产值的价格指数（包括工业总产值、地区生产总值、地方财政收入及社会消费品零售总额）来源《中国统计年鉴》。个别地级市个别年份数据的缺失以相邻年份数据为基础，采用移动平均、趋势外推的方法进行数据重建；所有涉及产值的数据都用相应的价格指数以2004年为基期进行平减，消除价格因素的影响。

2 结果与分析

2.1 耦合协调度时空格局分析

中国地级市土地集约利用与区域生态效率的耦合协调度的平均值处于0.30～0.36之间（图1），2004、2008、2012和2016年的平均耦合协调度依次为0.314、0.331、0.347和0.354。整体上，中国城市土地集约利用与区域生态效率协调性整体处于轻度失调衰退，这是由于目前城市发展侧重经济增长而忽视生态环境。协调程度随时间呈增强态势，这是由于地方政府对区域生态环境越来越重视，注重经济增长数量质量并重，出台了许多促进土地集约利用和实现经济发展，保护区域生态环境的相关政策。如推动小城镇试点政策，推进农民向小城镇集中，集约利用土地；政府注重社会效益和生态效益在土地集约利用中所起的作用；政府将集约用地指标纳入经济社会发展规划并进行集约用地绩效考核。政府对超标排放SO2、烟尘等企业进行行政和经济处罚；大量环境技术政策的实施提高了能源和资源利用效率、减少污染物的排放，如企业在进行生产时使用先进的技术、清洁生产工艺和无毒无害的原料等等。从表4可以看出，失调衰退型地级市数量占总数的80%以上。据环境污染部门最新数据统计，2017年中国大气中SO2排放量居世界第一，高达1.6×108t；废水排放量高达2.0×107t；工业烟尘排放量1.5×108t，大量污染物排放导致生态环境受损严重，造成区域生态效率较低，与土地集约利用之间的协调性较差。各协调性等级数量随时间推移主要存在3种特征：逐步增加型、逐步减少型和稳定型。逐步增加型包含轻度失调衰退、濒临失调衰退和勉强协调3种，其中，轻度失调衰退型从2004年的107个增加到2016年的130个；濒临失调衰退型从2004年的42个增加到2016年的64个；勉强协调型从2004年的7个增加到2016年的15个。逐步减少型包含极度失调衰退、严重失调衰退、中度失调衰退型3种。极度失调衰退型从2004年的4个减少到2016年的1个；严重失调衰退型从2004年的43个减少到2016年的9个；中度失调衰退型从2004年的81个减少到2016年的65个。稳定型主要初级、中级、良好和优质4种类型，研究期内还未出现良好和优质协调的城市，且历年的初级和中级协调型也只出现个别城市。综上，当前只是部分城市由极度、重度或中度向轻度或濒临失调型勉强协调型发生转化，而几乎没有向初级、中级、良好和优质协调型进行转化。因此，目前全国地级市土地集约利用与区域生态效率的协调性虽有所增强，但一直还是处于轻度失调状态。这就要求各级地方政府进一步加强土地集约利用和经济增长、生态环境的协调发展，如积极发展绿色型经济，综合考核企业土地利用所带来的经济发展绩效和生态环境代价，提高相关企业准入门槛等，促使土地集约利用与区域生态效率协调性大幅提高。

图1 土地集约利用程度与区域生态效率耦合协调度变化趋势

2004、2008、2012和2016年土地集约利用与区域生态效率耦合协调度的空间分布图如图2所示。从图2可以看出，2004年，中级和初级协调城市只有深圳和上海；勉型协调城市主要包含东部沿线的北京、东莞、广州、厦门和苏州等城市。极度失调衰退型城市散乱分布于保山、来宾、昭通和武威等几个城市；严重失调衰退城市主要存在以下几个集中区：黑河-绥化、通辽-赤峰、天水-庆阳-榆林-沂州一线和吉安-抚州-南平-宁德一线，还有部分城市散乱分布；中度失调衰退型主要有以下几个集中区：内蒙呼伦贝尔和黑龙江东部佳木斯-双鸭山一线，内蒙巴彦淖尔-鄂尔多斯一线、纵跨陕西和山西的晋中-运城-安康-南充一带，纵跨湖北和湖南的荆门-荆州-益阳-怀化一带，还有位于江苏、浙江、福建、湖南等省内部的小型城市群。濒临和轻度失调衰退型城市主要位于东三省、河北、山西、陕西、河南和山东等省份组成的超大城市群；东部的长三角、海峡西岸与珠三角组成的城市群及贵州、重庆组成的城市群和江西、湖南、广西组成的城市群。2008年，中级协调型发展型城市依旧只有深圳市；勉强协调型城市除了2004年东部沿海的7个城市外，还增加了杭州、成都、长沙、沈阳等城市。极度失调衰退型城市只有陇南和武威市；严重失调衰退型城市主要沿延安-庆阳-天水一线和贺州-来宾-崇左一线分布，其余散乱发生于赤峰、绥化、阜阳等城市；相比2004年，中度失调衰退型数量稍微有所减少，空间分布格局整体没有发生太大的变化；濒临和轻度失调衰退型增加了个别省份的少数城市，如广东省的河源、清远等城市，其空间分布整体格局也较为稳定。

表4 2004—2016年各耦合协调度等级地级市个数及占比

2012年，中级和初级协调型城市分别只有深圳市和东莞市；勉强协调型城市空间分布格局较2008年相对稳定，个别城市发生变化。极度失调衰退型城市缩减至0；严重失调衰退型主要位于甘肃的定西-天水-陇南一线，其余城市散乱分布；中度失调衰退型城市存在于以下集中区：黑龙江黑河-伊春-佳木斯一线，内蒙赤峰-通辽-白城一线，甘肃酒泉-嘉峪关-张掖一线，四川南充-资阳-眉山-乐山一线，广西百色-河池-来宾一线，横跨甘肃、陕西、山西所组成的超大城市群，纵跨跨河南、湖北的商州-阜阳-六安-池州一线，横跨江西、浙江的宜春-抚州-南平-丽水一线，还有部分城市散乱分布；濒临和轻度失调衰退型城市整体的空间分布格局较2008年相对稳定，局部有一定程度变化。2016年，处于极度衰退型的只有陇南市，严重失调衰退型的空间格局经历了由“聚集”到“扩散”的变化，其余各协调类型的空间格局相比2012年整体较为稳定，同样只是局部存在一定改变，例如，位于黑龙江省内的中度失调类型处于“内缩”状态等等。

从图2中可以看出，协调型城市多数为省会和东部沿海的经济发达的城市，此类地区土地集约利用程度较高，经济发展程度也相对较高，地方政府注重融入生态和资源环境保护理念的经济增长，对区域生态环境的较为重视，合理的土地集约利用带来了区域生态环境和经济发展水平的同步提高；除此以外，该类城市科技创新能力较强，能源和资源的利用效率相对中西部和东北部地区要高，排放的SO2、废水以及烟尘等污染物较少，因此，区域生态效率和土地集约利用之间表现出较好的同步性。失调型城市主要是中西部及东北部城市，这些经济发展程度大都相对较低，目前以土地粗放式利用为主，并且以追逐GDP最大化为目的，一直走“高消耗、高污染、高排放、低产出”的经济发展之路，不合理的土地利用方式对地区生态环境造成了严重土地集约利用破坏，与区域生态环境之间严重失调。各类型空间格局的变化与历年各地区实施的土地利用、环境保护和经济发展等相关政策有关。

图2 2004—2016年耦合协调度空间分布

综上可见，2004年和2008年以及2012年和2016年的整体空间格局类似，局部有所变化。但相比于2008年，2012年空间格局发生较大程度改变，表现为失调型（极度和重度）缩减至“西南”部分城市；失调型（中度和轻度）主要在东部地区分别有所减少和增加；而失调型（濒临）主要沿东部沿海城市有所增加。而所有协调类的空间分布格局整体较为稳定，但城市个数在局部有所增加或较少。历年土地集约利用与区域生态效率耦合协调度的空间格局呈现“东部和中部高，西部低”的特征，两者的耦合协调度呈现明显的“俱乐部趋同”现象，各城市土地集约利用与区域生态效率的空间分布呈现一定的空间集聚特征。因此，有必要运用空间相关性分析方法对土地集约利用与区域生态效率的协调性的空间关联格局进一步分析。

2.2 耦合协调度空间关联格局时空特征分析

全局自相关分析得到的土地集约利用与区域生态效率发展耦合协调度的Moran散点图，鉴于历年Moran散点图的趋势相同，只是各区间数量小幅度有所增加或减少，绘制出2016年的Moran散点图（图3）。散点图以平均值为中心被分成4个象限。从各象限统计结果看，图中点主要分布在第一和第三象限，表现为高高集聚（H-H）和低低集聚（L-L）正相关类型。表5显示，历年的全局自相关指数在=0.05的水平下显著为正，表明土地集约利用与区域生态效率的耦合协调度存在正向空间相关关系，耦合协调度在地域分布上有一定规律，呈空间集聚状态。2004、2008、2012和2016年土地集约利用与区域生态效率耦合协调度的Global moran’I指数值分别为0.079 5、0.085 6、0.102 2和0.075 9，指数先增强后减弱，2012年的正向空间关联性最强。为进一步明晰土地集约利用与区域生态效率耦合协调度局部的空间关联格局，运用GEODA软件进行发展耦合协调度的局部空间自相关分析，并采用Arcgis绘制了显著性<0.05水平下两者耦合协调度的局部空间自相关Lisa图（图4），同时汇总了两者耦合协调度的空间自相关类型及个数（表5）。

图3 2016年耦合协调度Moran散点图

表5 全局自相关指数显著性检验

注：HH为高高集聚；HL为高低集聚；LH为低高集聚；LL为低低集聚

从表6可以看出，2004年，HH和LL型分别占地级市总数的25.5%与17.8%；HL和LH型共占总数19.9%；非显著型占地级市总数的36.4%。2008年，HH和LL型分别占总数的28.0%与18.2%；HL和LH型共占总数18.5%；非显著型占总数的35.3%。2012年，HH和LL型分别占总数的29.7%与16.4%；HL和LH型共占总数18.5%；非显著型占总数的35.3%。2016年，HH和LL型分别占总数的24.5%与17.5%；HL和LH型共占总数19.2%；非显著型占总数的38.8%。由表6可知，HL、LH和LL型数量随时间推移较为稳定；HH型区随时间推移数量先增后减；而非显著型类型区先减后增。从图4看，空间分布上，HH和LH型区主要位于东部地区，LL和HL型主要位于偏西部地区，非显著型主要位于中部，各类型空间分异明显。土地集约利用与区域生态效率的协调性呈现一定的空间聚集特征：其中，HH、LL和LH类型主要以“组团”形式出现，呈显著集聚特征，HL型除在2004年呈现出部分聚集性特征外，其余年份大都随机分布在LL型周围。HH型区在2012年之前整体格局较为稳定，2016年则表现为大量减少，有“向北缩减”的趋势；HL型区随时间推移发生了由“聚集”转为“扩散”的变化；LL型局部发生了变化，表现为重庆、恩施、遵义等几城市由HL型转化而来，2012和2016年的空间格局较为稳定；LH和非显著型区的空间格局随时间推移较为稳定。

各类型区的集聚特征与城市之间土地集约利用所带来的区域经济发展与生态环境效应空间溢出与空间辐射息息相关。对东部地区而言，地区之间的土地集约利用与区域生态效率耦合协调度较高，区域之间存在着高协调辐射与溢出，形成HH型区；同时，高协调城市与相邻的低协调城市形成LH型区。对偏西部地区而言，地区之间的土地集约利用与区域生态效率耦合协调度较低，区域之间存在着低协调辐射与溢出，形成LL型区；同时个别高协调城市与相邻的低协调城市形成HL型区。结合两者耦合协调度的空间分布图（图2）分析可知，HH型区域对应的主要是中级、初级协调区、濒临和轻度失调区；HL型区域主要对应的是轻度和中度失调区；LL型区域主要对应中度、严重和极度失调区；LH型区域主要对应的是轻度、中度和严重失调区。可见，基于局部空间自相关分析得到的耦合协调度的空间关联图与其空间分布的实际情况基本相符。

表6 2004—2016年耦合协调度空间自相关类型的地级市个数及占比

3 结论讨论与政策建议

本文以2004—2016年全国284个地级市为研究对象，在评价和测度土地集约利用程度和区域生态效率的基础上，构建两者的耦合协调度模型和采用空间自相关方法分别分析了两者耦合协调度的时空变化特征和空间关联格局的时空演变规律。得到的主要结论如下：

1）全国地级市土地集约利用与区域生态效率的协调等级整体处于轻度失调衰退阶段，两者的协调性不容乐观；协调程度随时间推移呈增强态势。空间上，耦合协调度等级整体表现出东中部地区高于偏西部地区的特征；空间分布格局在2004—2008年和2012—2016年两时间段间整体较为稳定，局部有所变化；但2012年耦合协调度的空间分布格局较2008年变化明显，主要体现在极度、严重和中度失调3种类型，表现为极度失调区个数在空间上急剧减少，严重失调区由全国范围缩减至偏西部地区，中度失调区则呈现更进一步“集聚”的态势，其他类型区空间格局较为稳定，只是局部在数量上有所变化。

2）全局自相关结果表明全国地级市土地集约利用与区域生态效率的耦合协调度存在着显著的正向空间相关关系，相关程度先增强后减弱。局部空间自相关结果显示，耦合协调度呈现明显的空间集聚特征，表现为HH、LL和LH型聚集性较强，多以“组团”形式出现；而HL类型除2004年表现出部分聚集规律外，其余年份大都无规律分布于LL类型周围。HH和HL类型主要位于东部，而LL和LH类型主要位于偏西部地区。各类型区整体空间分布格局随时间推移较为稳定，只是局部发生不同程度的变化。

基于上述研究结论，为提高土地集约利用与区域生态效率的协调性，促进城市可持续发展，本文提出如下政策建议：1）加强土地合理集约利用。加强规划，调控土地利用方向，引导人口、产业等要素的合理流动。进一步推进小城镇试点工作，将人口向小城镇集中，集约利用土地；注重生态效益和社会效益对土地集约利用的贡献程度，合理考虑人口密度、人均建设用地、人均绿地面积等指标；2）制定科学合理的环境经济和环境技术政策。如地方政府可对利用废水、废气、废渣等废弃物作为原料进行生产的企业长期免征所得税。同时，加强对技术落后企业、工厂等的技术改造，引导企业采用先进的技术和清洁的生产工艺，提高资源和能源的利用效率，减少污染物的排放；3）政府相关部门应加强对城市的监控与管理。必须加强对处于极度、重度和中度失调衰退型城市的土地集约利用政策调控和区域生态环境治理，促进协调程度改善。重点加强勉强协调区和濒临失调区两类过度型城市的监控，促进两者耦合协调度向更高类型转化；进一步加强处于中级和初级协调区土地集约利用程度和区域生态环境的优化和改善，促使其向良好和优质协调型转变；4）科学分区管控并积极推进市域之间技术与创新合作。正相关类型（HH和LL）和负相关类型（HL和LH）分别是空间扩散效应和空间极化效应的客观体现。HH型为高耦合协调度高度集中区，受空间扩散效应的影响，应划为“协调优势区”；LL型与HH型相反，应划为“协调全面改良区”；HL型为局部区域内高耦合协调度城市集中于中部，被周边低耦合协调度城市包围，受空间极化效应的影响，HL易转化为LL型，应划为“协调适度保护区”；LH型则与HL型相反，应划为“重点改良区”。在分区的基础上，要充分发挥HH型城市的土地利用、环境创新和技术优势等，引领HL、LH和LL型城市土地利用和环境技术改造。具体而言，就是要中西部和东北部城市要借鉴和引进东部沿海城市的土地利用、环境治理等的经验和技术，促进城市可持续发展。

本文虽然对土地集约利用与区域生态效率耦合协调度时空格局及其空间关联格局的时空演变特征进行了分析，但囿于数据的可获取性，土地集约利用与区域生态效率测度的指标体系还需进一步的完善和优化；例如，土地集约利用中的生态效益方面只选取了人均绿地面积和建成区绿化覆盖率指标，后期还可增加污水集中处理率和生活垃圾无害化处理率等指标；生态效率测算中非期望产出指标还可以增加城市垃圾清运量等指标，使得测算结果更加精确；另外，本文只是对两者的时空格局特征及关联格局规律做了定性层面的研究，在未来的研究中，应分析两者之间更为具体的影响机制，从定量化的角度揭示最优区域生态效率视角下的城市土地集约利用程度，为城市的建设和可持续发展提供更为科学的参考。

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Spatiotemporal pattern of coupling coordination degree between land intensive use and regional ecological efficiency in China

Zhu Qingying, Chen Yinrong※, Hu Weiyan, Mei Yun

(,,430070,)

There is a complex interaction mechanism between land intensive use and regional ecological efficiency, and research on their coupling coordination is of great significance to promote urban sustainable development and construction of ecological civilization. Based on the definition of land intensive use and regional ecological efficiency, this paper established an evaluation index system to measure land intensive use and regional ecological efficiency respectively. Firstly, the entropy weight method and the non-expected output super-efficient SBM model were employed to evaluate and measure the land intensive use degree and regional ecological efficiency of 284 prefecture-level cities from 2004 to 2016 in China respectively. Secondly, the coupling coordination degree model was adopted to evaluate their coordination degree, and the paper analyzed the spatial-temporal evolution characteristics of coupling coordination degree.The spatial auto-correlation method was employed to measure the spatial correlation pattern of the coupling coordination degree between intensive land use and regional ecological efficiency. The results showed that the coordination of land intensive use and regional ecological efficiency of prefecture-level city was in a mild imbalance stage at present in the whole, and the coupling coordination degree between the two increased over the time.The spatial distribution of the coordination between land intensive use and regional ecological efficiency showed a pattern of “higher in the mid and east, lower in the west”; and the spatial distribution of the coupling coordination degree between the two had little transformation over the time.The global spatial auto-correlation results showed that there was a significant positive correlation of the coupling coordination degree between land intensive use and regional ecological efficiency, and the correlation degree between the two increased first and then weakened over the time.The results of local spatial auto-correlation analysis showed that there were four types of the coordination spatial association between land intensive use and regional ecological efficiency, these were the spatial positive correlation type including high-high aggregation (HH) and low-low aggregation (LL) and the spatial negative correlation type including high-low aggregation (HL) and low-high aggregation (LH).The results showed that spatial positive correlation type of HH and LH were mainly distributed in the east, and the spatial negative correlation type of HL and LL were mainly distributed in the middle region,the types of HH,LH and LL emerged as the shape of cluster and always had a powerful agglomeration, and the LH type distributed discretely; except for the HL type, the overall pattern of the spatial distribution of the other types were stable over the time relatively and only the number increased or decreased partially. The major findings derived from the study can be summarized as follows: it is necessary to implement scientific environmental economic and environmental technology policies, strengthen differentiated monitoring and management of cities, carry out district management and control rationally and promote technical and innovation cooperation between cities. Only in this way, can we enhance the coordination of land intensive use and regional ecological efficiency, then promote the sustainable development of the cities.

land use; ecology; coupling coordination degree; spatiotemporal pattern; spatial correlation pattern

朱庆莹，陈银蓉，胡伟艳，梅 昀. 中国土地集约利用与区域生态效率耦合协调度时空格局[J]. 农业工程学报，2020，36(4)：234－243. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.04.028 http://www.tcsae.org

Zhu Qingying, Chen Yinrong, Hu Weiyan, Mei Yun. Spatiotemporal pattern of coupling coordination degree between land intensive use and regional ecological efficiency in China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering

(Transactions of the CSAE), 2020, 36(4): 234－243. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.04.028 http://www.tcsae.org

2019-08-17

2020-02-06

国家社科基金项目：基于系统仿真的城市土地利用碳排放分析与低碳利用调控研究（批准号：14BGL203）；规划基金项目：生计资本视角下农地流转行为决策机理、绩效评估与改进研究

朱庆莹，博士生。主要研究方向为土地资源经济与土地利用规划。Email：1257019206@qq.com

陈银蓉，教授，博士生导师。主要研究方向为土地经济与管理。Email：chyinrong@126.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.04.028

F301.2

A

1002-6819(2020)-04-0234-10