京津冀城市土地利用与经济发展耦合协调格局变化研究
高 星1，高 宇1，张路路2，申伟宁3
(1.河北经贸大学公共管理学院，河北省石家庄市新华区学府路47号 050061； 2.河北经贸大学旅游学院，河北省石家庄市新华区学府路47号 050061； 3.河北经贸大学发展战略研究室，河北省石家庄市新华区学府路47号 050061)
摘要： 通过对京津冀13市土地利用效益的研究，提出优化地区土地利用方式的建议；运用2009～2015年的统计数据，构建耦合协调度模型，对区域土地利用与经济发展间的关系进行实证研究；从2009年到2015年，北京、唐山、承德三市耦合协调水平有所下降，其他城市的耦合协调水平均处于增长态势；京津冀地区城市土地利用与经济发展整体耦合协调度偏低，属于轻度失调衰退类型，且区域内部发展不平衡；京津冀地区13个城市土地利用与经济发展之间总体呈正相关关系，空间集聚特征明显；根据区域土地利用经济效益的空间分异特点，制定差异化战略，争取土地利用效益取得最大化。
关键词： 京津冀；土地利用；耦合；格局
京津冀一体化是国家发展大战略之一。当前，京津冀地区土地利用显现出开发强度大、区域开发强度不均衡、开发强度增速快3个特征。在土地资源有限的条件下，现阶段的土地利用方式并未得到最大化收益，因此存在开展土地利用经济效益研究必要性，力争创造最大效益。
土地集约利用直接影响着土地生产率，提高土地集约利用率是增加土地利用经济效益、优化城市土地利用结构、盘活城市存量土地的重要手段，也是土地资源可持续利用的方式之一[1]。陈莹等以对土地利用程度与经济发展重心为切入点进行研究，认为应合理利用土地潜在利用空间，适度增加建设用地面积，科学整合农地资源，提高土地利用率[2]。耦合协调度模型是研究动态关联关系的常用研究工具之一，耦合的概念源自于物理学，指两个或两个以上的系统或要素之间互相影响以至协同的现象并反映系统或要素之间存在的动态关联关系[3]。目前耦合协调度模型在国内学术界运用较为普遍[4]，但少有对京津冀地区土地利用与经济发展协调关系的研究。鉴于此，文中以京津冀为研究区域，以市域为研究尺度，用耦合协调度模型对京津冀地区2009～2015年土地利用和经济发展进行测算和空间分析，为地区的发展和优化土地利用方式提供建议。
1 研究区域概况与数据来源
1.1 研究区概况
京津冀是中国的“首都经济圈”，面积约216020.12km2，涵盖北京市、天津市、石家庄市、唐山市、秦皇岛市、邯郸市、邢台市、保定市、张家口市、承德市、沧州市、廊坊市、衡水市。2016年，京津冀地区生产总值合计74612.6亿元，占全国的10%。
1.2 数据来源
遵循科学性、层次性、目的性和数据可获取性原则，将前人研究成果结合京津冀实际情况选取指标，指标中涉及的社会经济数据和人口数据取自于《北京统计年鉴2010～2016》《天津统计年鉴2010～2016》《河北经济年鉴2010～2016》以及京津冀各市政府网站公布的年度统计公报数据，建设用地面积指标数据取自于《中国城市统计年鉴2010～2016》。
2 研究方法
2.1 评价指标体系构建与权重确定
2.1.1 数据标准化
使用最大最小值标准化方法将源数据做无量纲化处理：
y ij =(x ij -x minij )(x maxij -x minij )
(1)
式中：y ij 为指标标准化值，x ij 为指标属性值，指标最大值和最小值则分别由x maxij ,x minij 表示。
(2)
2.3.1 变异系数
胸腔镜下肺癌根治术是治疗肺癌的常见手术方法，在确保微创的同时，也能保证肿瘤切除率[1]。快速康复外科(fast track surgery，FTS)通过微创外科技术、最佳术后镇痛以及早期活动和术后饮食等围手术期处理，减少应激反应，降低器官功能障碍的风险，维持生理状态，促进术后恢复，从而缩短住院时间[2]。我院将FTS理念应用于胸腔镜手术患者围手术期管理，现将结果报告如下。
2.1.2 指标选择及权重确定
土地投入和土地产出是评价土地利用经济效益两个重要指标，文中从土地利用和土地产出两个维度选取10项指标，并以熵值法测算指标权重。其中土地利用指标包括地均固定资产投资、地均财政支出、地均劳动力投入水平、建设用地比重和房地产投资比重共5个指标；土地产出指标包括人口密度、人均可支配收入、地均生产总值、地均社会消费零售额和地均财政收入共5个指标。
全诗叙述、描写、想象、抒情等手法并驾齐驱，将繁华和落寞互为映照，诗人没有知遇明主，理想落空，决心追寻隐居山林的商山四皓，隐居的典故表白了志向和情意。
d j =1-e j
(3)
T =αF 1+βF 2
表 1京津冀土地利用经济效益指标体系权重表
Tab.1 Weight table of land use economic benefit index system in Beijing, Tianjin and Hebei
2.2 土地利用与经济发展耦合协调度计算
土地投入用F 1来表示，土地产出用F 2来表示：
(4)
以现有研究成果为基础，用下列方法确定土地投入与土地产出两子系统的耦合协调度：
本研究认为局部空间自相关指标LISA(I i )可以体现一座城市耦合协调度和相邻城市耦合协调度相关度，计算方法如下：
C =F 1×F 2/[(F 1+F 2)/2]2
式中：e j 为第j 项指标熵值，k =1/lnn ，e j ≥0；d j 为第j 项指标的差异系数；w j 为第j 项指标的权重，计算结果如表1所示。
(5)
式中：C 为耦合协调系数，是土地投入和土地产出协调发展水平；D 为两个子系统的耦合协调度用；T 为土地利用经济效益整体水平；α ，β 作为土地投入系统与土地产出系统重要性的权重，土地投入会影响土地产出，土地产出是反映土地利用率的重要指标之一，根据已有研究表明，两系统都对土地利用效益产生重要影响，故将α ，β 都设为0.5。
研究中将以土地利用经济效益分类体系表(表2)所列区间作为耦合协调度的判定标准[7]。
表 2土地利用经济效益分类体系表
Tab.2 Table of land use economic benefit classification system
2.3 变异系数及空间自相关分析
式中：z ij 为指标标准化后，第j 项指标中、第i 城市占该指标比重；n 为样本(城市)个数，m 为指标个数。
依据上述方法对原始数据进行处理，得到2009年至2015年研究区各市土地的投入和产出之间耦合协调度评价结果(表3)。
本文分别测试了CLIQUE算法、文献[10]中的GP-CLIQUE算法和本文算法对不同大小、不同形状的二维数据进行聚类的聚类效果。使用二维数据进行实验可以更直观的看到聚类结果，也便于比较不同算法的聚类效果。图4为使用三种算法对同一个数据集进行聚类的效果对比图。
(6)
式中：V 为变异系数，
表示耦合协调度平均值；D i 则表示区域内第i 市的耦合协调度水平。
2.3.2 空间自相关分析
运用Moran’s I来衡量全局空间自相关，具体计算如下：
(7)
式中：n 为空间单元数目；
为各城市的耦合协调度方差；D i ，D j 则分别为空间单元i ，j 的耦合协调度；W ij 为空间权重系数矩阵。
加强导师队伍的建设 加强动物医学专业导师队伍的建设主要包括数量和质量两方面。在数量上，应增加导师资源，可以聘请优秀的硕士生作为副导师，在指导工作中发挥协助作用[8]。另外，还可以聘请一些专业领域内的优秀人才担任校外导师，共同完成对校内本科生的指导工作。在质量上，严格审查导师资格，作为本科生导师首先要具备扎实的专业知识和较好的沟通能力，可以顺利指导学生学习，进行毕业设计以及处理学生生活中的问题；其次，在教学与科研中要有较强的创新能力，能够引导提高学生的自主学习能力和培养创新精神，为将来就业打下坚实的基础。真正的导师也应该在指导学生过程中不断丰富自己、完善自己，让自己在专业领域变得更强大。
那夜老赵三回来得很晚，那是因为他逢人便讲亡国，救国，义勇军，革命军，……这一些出奇的字眼，所以弄得回来这样晚。快鸡叫的时候了！赵三的家没有鸡，全村听不见往日的鸡鸣。只有褪色的月光在窗上，三星不见了，知道天快明了。
(8)
3 结果与分析
3.1 土地利用与经济发展耦合协调度分析
用变异系数对城市土地投入与土地产出的耦合协调度分布进行空间分析：
综上可知，国内外学者对人力资本与企业价值关系的研究大多采用单一维度的时间序列数据或截面数据，聚焦于具体的行业或企业进行分析。由此，本文针对商业银行这一特殊金融服务行业，采用包含时间序列与截面两个维度的面板数据进行建模分析。
表 3土地投入与土地产出耦合协调度评价结果
Tab.3 Evaluation results of coupling coordination degree between land input and land output
通过分析表3，研究区内部存在巨大差距，北京协调水平最高，为优质协调发展类；承德协调度最低，为极度失调衰退类。仅有京津两市达到了较高的协调度，且协调水平明显高于河北省11市。整体来看，2009年、2011年、2013年、2015年的耦合协调度平均值分别为0.3871、0.3979、0.3995和0.3973，均为轻度失调衰退类，这表明京津冀地区土地投入与土地产出整体协调水平偏低。基于评价结果运用ArcGIS 10.5制作2009年、2011年、2013年和2015年京津冀城市土地利用与经济发展耦合协调度空间分布如图1所示。
分品类看，传统品类增速下滑，新兴品类不达预期。首先，彩电市场仍然面临着激烈的价格竞争，虽然零售量大幅上扬，但是零售额规模仍然下滑。冰洗市场的普及已基本完成，市场动力主要依靠更新换代。在产品与结构升级的带动下，实现小幅上涨。空调市场上半年增长尤其快速，但是进入下半年以来在“南冷北热”的天气条件下，空调市场持续受挫。受房地产低迷影响较为严重的厨电、热水器品类，市场发展不乐观。生活电器稳健增长，体现品质和改善类需求的小家电产品持续增长。洗碗机、吸尘器等健康电器仍然快速增长，但是增速较去年有所放缓。
(A)2009年 (B)2011年 (C)2013年 (D)2015年
图 1京津冀城市土地利用与经济发展耦合协调度空间分布图
Fig.1 Spatial distribution map of coupling coordination degree between land use and economic development in Beijing- Tianjin- Hebei cities
从表3评价结果和图1中京津冀三地耦合协调度时序格局变化趋势可以看出，京津冀地区的内部差距比较大。京津两市有着高水平的耦合协调度，而河北省11座城市的耦合协调度全部属于失调类型，尤其是承德，其耦合协调度一直未脱离区域最低水平，属于极度失调衰退类型且波动较大。因此，京津冀区域发展不平衡已然成为制约本地区协同发展的突出问题之一。
3.2 京津冀地区城市土地利用与经济发展的空间关联性分析
研究区2009年、2011年、2013年、2015年变异系数分别为0.7252，0.7225，0.6983，0.7109，都在0.7左右，表明京津冀土地利用经济效益有很大的异质性，发展不平衡的问题依然严重。根据图1可知，京津两地为高水平协调，可认定为地区两大经济增长极。空间自相关分析旨在确定变量在空间上的相关程度，莫兰散点图各象限分别表示不同的空间自相关类型：分布于第一、三象限的点呈现正相关关系，表明此单元属性值较高或较低，相邻单元属性值亦较高或较低；分布于第二、四象限的点呈现负相关关系，表明此单元属性值较低或较高，相邻单元则较高或较低。
在知识融合系统中，用户以两种主要的方式输入用户请求：以自由的形式以及使用专门开发的模板。自由形式的用户请求是以纯文本进入系统中的，系统识别了用户请求之后，就在此基础之上建立了约束条件网络以进行进一步的处理。与纯文本形式相比，利用请求模板使得系统对用户请求的识别变得更加容易。请求模板是为输入请求术语、约束条件和标准而专门开发的动态软件形式。在开发请求模板时，通过对用户请求历史的分析，发现了共同的模式和相似的请求。
通过GeoDA软件制作四个年份的莫兰指数散点图如图2所示。结果表明：2009年、2011年、2013年、2015年研究区土地投入与产出耦合协调度的全局空间自相关指数分别是0.140464，0.167289，0.140761，0.146471。从图3的样本象限分布上看，本地区多数城市集中在第三象限，包括秦皇岛、邯郸、邢台、保定、张家口、承德、沧州、衡水，表明京津冀城市土地利用与经济发展之间有着正向空间自相关关系，空间聚集特征明显。
2.2.3 分镜头3： 分析种群数量J型增长的条件 那么，为什么仅是澳大利亚野兔泛滥成灾，而其他地方却不会是这样的呢？也就是野兔种群J型增长的原因有哪些？原来，由于澳大利亚没有鹰、狐狸和狼等这些天敌，来到这里的欧洲兔子发现自己简直是来到了天堂： 这里气候宜人，遍地是可口的青草，四周又看不到天敌的踪影；另外这里土壤疏松，打洞做窝也非常方便。于是，一场几乎不受任何限制的可怕扩张就开始了。概括一下就是食物和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害，也就是理想环境条件导致了野兔种群数量的飞速增长。
(A)2009年 (B)2011年
(C)2013年 (D)2015年
图 2莫兰指数散点图
Fig.2 Moran exponential scatter plot
通过ArcGIS 10.5对四个时间节点的耦合协调度进行聚类和异常值分析，得到LISA聚集图如图3所示。在4个研究时点中，廊坊一直属于显著H—H类型，张家口、承德两市一直属于L—H类型，区域内其他城市在研究时段中均属于不显著类型。从莫兰指数散点图和LISA图分析，反映京津冀地区土地利用溢出效应明显，且两极化趋势显著。
(A)2009年 (B)2011年 (C)2013年 (D)2015年
图 3 LISA集聚图
Fig.3 LISA agglomeration figure
4 结论与讨论
以市域为尺度，以土地利用与经济发展相互作用关系为视角，对京津冀地区13市2009年～2015年土地利用与经济协调发展类型在时间变化和空间格局分异进行研究，得到以下结论。
(1)2009年～2015年，北京、唐山、邯郸、承德四市耦合协调水平有所下降，其他城市的耦合协调水平均在增长。
(2)京津冀地区城市土地利用与经济发展整体耦合协调度偏低，属轻度失调衰退类，且区域内部发展不平衡，发展两极化明显，本地区只有京津达到了协调发展水平，河北省11市均为失调衰退类。
(3)京津冀13市土地利用与经济发展之间差异性比较显著，但2015年较2009年有所缓和。
(4)在所选的10个指标中，财政支出和建设用地比重对土地投入影响较明显，财政收入和人均可支配收入对土地产出的影响效果较明显。
②中华人民共和国教育部制定，《普通高中语文课程标准·学科核心素养与课程目标》（2017年版），人民教育出版社，2018年1月第1版，第4页.
当前阶段，区域整体协调水平低、区域内部发展不平衡是京津冀协同发展面临的一个重要问题，未来应着重提升河北省11市自身的协调水平，提高河北省土地利用的产出效益。河北省应抓住京津产业向外转移这一机遇，承接适合本地发展水平的产业，优化自身产业结构，提高产出率。河北虽为工业大省，但为求整体效益，应适时关停原有的高污染高耗能的重工业企业，重点发展高端制造业和服务业行业，提高单位面积土地产出，实现自身土地投入与土地产出两者向协调方向发展。
参 考 文 献
[1] 陈田田,张红.京津冀地区土地集约利用对城市经济发展的影响[J].城市问题,2017(6):60-67.
[2] 陈莹,胡梦可,方勇.武汉市土地利用程度和经济发展的重心迁移及耦合协调性研究[J].长江流域资源与环境,2017,26(8):1131-1140.
[3] 苗苗,李长健.城市土地利用与社会-经济-自然系统协调发展研究——以长江中游城市群26市为例[J].城市发展研究,2017,24(7):1-6+18.
[4] 赵荣钦,李志萍,韩宇平,等.区域“水-土-能-碳”耦合作用机制分析[J].地理学报,2016,71(9):1613-1628.
Study on the Coupling and Coordination Pattern between Urban Land Use and Economic Development in Beijing -Tianjin -Hebei Region
GAO Xing1, Gao Yu1, ZHANG Lu-lu2, SHEN Wei-ning3
(1. School of public administration, Hebei University of Economics and Business, 050061, Shijiazhuang, Hebei, China; 2. College of tourism, Hebei University of Economics and Business, 050061, Shijiazhuang, Hebei, China; 3. Development strategy research office, Hebei University of Economics and Business, 050061, Shijiazhuang, Hebei, China)
Abstract : Through the study on the land use efficiency of 13 cities in Beijing, Tianjin and Hebei, the paper puts forward some suggestions on optimizing the land use mode in the region. Based on the panel data of 13 cities in Beijing-Tianjin-Hebei region from 2009 to 2015, an empirical study was conducted on the relationship between regional land use and economic development by constructing a coupling coordination model. From 2009 to 2015, the coupling and coordination levels of Beijing, Tangshan and Chengde have declined while the coupling and coordination levels of other cities are growing; The overall coupling degree of urban land use and economic development of Beijing-Tianjin-Hebei region is low, which is a type of mildly dysfunctional recession, and the internal development of the region is not balanced. There is a positive correlation between land use and economic development in 13 cities in the Beijing-Tianjin-Hebei region and the spatial agglomeration characteristics are obvious. According to the spatial differentiation characteristics of regional land use economic benefits, a differentiation strategy should be formulated to maximize the benefits of land use.
Keywords : Beijing-Tianjin-Hebei region; land use; coupling; pattern
收稿日期： 2019- 3- 11
修回日期： 2019- 3- 25
基金项目： 河北省社会科学基金：河北省承接京津产业转移的用地保障研究(HB17GL050)
第一作者简介： 高星(1985-)，男，河北石家庄人，博士，副教授，硕士生导师。研究方向：土地利用与评价、土地整治。E-mail:gaoxing_85@126.com
文章编号： 2096-5680(2019)02-0053-07
中图分类号： F301.2
文献标识码： A
DOI : 10.16046/ j.cnki.issn2096- 5680.2019.02.011
(责任编辑：张铁壁)
标签：京津冀论文; 土地利用论文; 耦合论文; 格局论文; 河北经贸大学 公共管理学院论文; 河北经贸大学 旅游学院论文; 河北经贸大学 发展战略研究室论文;