长江经济带城市群PREED生态化耦合协调度研究

摘要

本文以党和国家关于长江经济带生态大保护的重大战略为指导，以长江经济带四大城市群（长三角城市群、长江中游城市群、成渝城市群、滇黔城市群）为例，基于其社会、经济和环境的基本概况和特点，建构了 PREED（人口-资源-环境-经济-发展）指标体系与评估模型，分析了四大城市群的生态化耦合协调度。

研究表明，四大城市群 PREED 生态化耦合协调度有明显的空间分异特性，处于下游区域的长三角城市群的耦合协调度最高，其次为成渝城市群、中游城市群，上游滇黔城市群的耦合协调度最低。本文提出了加强流域协作、共推长江经济带绿色发展、共建长江经济带生态安全的对策措施。

作为“一带一路”的重要组成部分，长江经济带串联起长江流域的九省二市，肩负着中国经济新的支撑引擎的任务，在 21% 的国土面积上承载着近 40% 的人口总量和41% 的经济规模。

随着城镇化的快速推进，长江经济带的生态环境质量面临极大的挑战，长江流域排放污水总量已远超流域生态系统的自我调节和净化能力；同时，对沿岸生态资源的过度利用，也造成了长江流域的滩涂湿地退化、景观破碎度增加以及土地石漠化问题，为长江经济带的可持续发展带来了巨大的挑战。推进长江经济带生态环境保护与修复，关键在于经济社会快速发展对良好生态的需求不断增长，而生态供给却呈现出落后状态。

国务院发布的《关于依托黄金水道推动长江经济带发展的指导意见》和《关于加强长江水生生物保护工作意见》指出，长江流域作为国家重要的生态廊道和生态经济带，需要加强对流域的生态系统修复和环境综合治理，强化对水资源和水生生物的保护，恢复流域的生态系统服务功能和关键生态过程，落实“共抓大保护、不搞大开发”的相关要求，推动人与自然和谐相处的生态安全格局。

生态化耦合是指流域、区域或城市在发展过程中，人口、资源、环境、经济与发展要素相互联系、相互作用的紧密程度的表征，其正向耦合将有助于生态系统服务功能的发挥，减少生态足迹，促进社会、经济与环境的协调发展。

• 赵旭等评价了全国 30 个省、市城市化与城市生态环境耦合协调发展状况 ；

• 江红莉等开展了江苏省区域经济与生态环境系统动态耦合协调发展研究 ；

• 张明斗开展了中国“人口—经济—空间”城市化耦合性研究 ；

• 赵先超等构建了湖南省城市现代化与生态化耦合效应评价指标体系，研究了湖南省 14 个地州市 2010 年和 2015 年城市（经济、社会、生活、空间）现代化与生态化的耦合度 。

• 李强以长江经济带 108 个城市为例证，研究了产业升级与生态环境优化耦合度评价及影响因素 ；

• 马勇和朱建庄以长江经济带 110 个城市为例， 探讨了绿色人居视角下区域“经济—生态—居住”的耦合关系 。

综合来看，前人的研究成果多基于城市个体或区域层面，从城市群层面特别是从“人口-资源-环境-经济-发展”（PREED）五维耦合角度开展的研究较为少见。

本文认为，在党和国家进一步加强生态文明建设、绿色发展以及长江流域生态大保护的国家战略背景下，进一步建构长江经济带城市群生态化耦合协调度评价指标体系，多维评估其生态化耦合状态十分重要，将为实现经济带各城市间的优势互补、功能提升、经济效益最大化、生态安全最优化提供政策制定和实施的依据。这既服务于党和国家对长江经济带“共抓大保护、不搞大开发”的重大战略需求，也将为推动我国其他城市群的经济、社会与资源环境协调发展起到重要的借鉴作用。

01

长江经济带城市群现状概况

1.1  各城市群区域概况

长江经济带自东向西由长三角城市群、长江中游城市群、成渝城市群、滇黔城市群四大城市群构成。

长三角城市群涵盖上海市、江苏省、浙江省、安徽省的 41 个地级市，并以上海为核心，形成了“两横三纵”的城市开发区域和重要产业带，面积达 35.4 万平方千米。

长江中游城市群以武汉、长沙、南昌三大都市圈为基础，联结皖、鄂、湘、赣 40 个地级市，总面积达 31.7 万平方千米。

成渝城市群位于四川盆地，主要由四川省 15 个市和重庆市 40 个区县共同组成，处于西部大开发和长江经济带两大国家战略的重要交汇区域，总面积达 18.5 万平方千米。

滇黔城市群以贵州省贵阳都市圈和云南省昆明都市圈为两大核心，总面积达 16.84 万平方千米。2014 年，四大城市群分别在仅占 2.2%、3.3%、1.92% 和 1.71% 的国土面积上承载了全国 18.5%、8.8%、5.49%、1.93% 的 GDP 总量。

1.2   各城市群生态问题

长江经济带城市化快速发展的每一阶段，都与生态环境与资源的约束和损耗相生相伴，改变了城市的土地利用结构、空间结构、能源结构、人口结构、产业结构与布局、地形地貌结构，资源环境状况对城市群的可持续发展带来深刻的影响。

长三角城市群虽然经济发达、产业齐全，但依旧面临着建设用地无序蔓延、人口与空间拥挤、绿地缺乏、交通拥堵、环境污染等诸多“城市病”。

长江中游城市群拥有良好的城镇化基础和轨道交通优势，但不合理的产业空间布局也带来了环境质量恶化、城镇发展失衡等问题。

成渝城市群拥有独特的区位优势，也存在诸多绿色发展问题。成都、重庆两大核心城市的职能重叠，对周围中小城镇的辐射带动作用有限，环境质量不容乐观，自然灾害频频发生，有些地区开发强度远远超过环境承载力，城市建设用地无限制的扩张造成耕地减少，资源利用率低，部分地区环境污染严重，生态系统服务功能退化。

滇黔城市群位于长江经济带上游，城市的环境承载力较高，但从资源现状来看，有效的水资源短缺，资源的自给率下降，产业多以向外提供原材料为主，土地利用缺乏合理配置。

在推动长江经济带的绿色发展中，长三角、长江中游、成渝、滇黔城市群占据着举足轻重的地位，必须加强城市群协作与环境共理，推动长江经济带一体化生态大保护，提升城市群绿色发展水平。

02

基于 PREED 模型的

城市群生态化耦合协调度评估

2.1  PREED 生态化耦合协调度评价指标体系

从人口（P）、资源（R）、环境（E）、经济（E）、发展（D）五个方面构建了城市群生态化耦合评价指标体系 。

本文基于人口的单元密度、总量变化、人口结构、就业比例选取人口指标；

经济方面，基于经济总量、居民可支配收入、产业产值占比选取经济指标；

依据城镇化率、医疗教育资源、科技节能环保的财政投入以及夜间灯光数据表征的人类活动强度选取发展指标；

从森林、水体、旅游、耕地、绿地资源角度，选取森林覆盖率、耕地面积、旅游资源面积、水资源总量和公园绿地面积六项资源指标，这些指标都有生态化特征的重要属性；

从水、土、气、渣四个维度的污染程度以及处置率进行环境评估，选取了烟尘排放总量、SO2 排放总量、酸雨频率、空气优良率、废水排放量、固体废弃物产生量、污水处理率、垃圾无害化和综合利用率共十项环境指标。

指标所采用的数据来源于 2015 年长江经济带四大城市群的城市统计年鉴、环境统计公报等统计资料（表 1），并采用熵值法对各类指标进行权重划分 。

表1 长江经济带城市群PREED 

生态化耦合协调度评价指标体系

2.2  生态化耦合协调度

数据标准化处理：

（1）

式中，S_i 指标准化后的指标值；a_i 为PREED 指标层中第i 个指标的系列值，n 为第n 个城市的真实值；max_i 表示第i 个指标的最大值；min_i 表示第i 个指标的最小值。

根据公式进行耦合度计算：

（2）

（3）

式中，C 为耦合度；x、y 分别代表社会经济和资源环境两个系统的综合评估结果；k 为参与耦合度评估的元素个数，这里取值为2；D 为社会经济系统与资源环境系统的协调程度，T 为赋权重后x、y 两个系统的综合评估结果。

耦合度C 代表的是社会经济系统与资源环境系统的耦合协调程度。经济系统与生态系统的耦合情况越好，C 值就越趋近于1。而耦合协调度指标D 可以在以上计算结果的基础上更加全面地表述产业升级与资源环境系统的耦合协调程度。

PREED 生态化耦合协调度越高，表征着人口、经济发展和环境资源协调共存的契合度越高，越趋于良性循环；反之，耦合协调度较低，表征城市发展与生态保护之间出现矛盾，“城市病”、生态破坏等问题会阻碍城市的发展。耦合协调度一共分为10 个等级（表2）。

表2 PREED 生态化耦合协调类型分类

03

长江经济带四大城市群

生态化耦合度评估

3.1  四大城市群PREED 要素评估

长三角城市群、中游城市群、成渝城市群、滇黔城市群四大城市群的 PREED 单一指数的变化趋势如图 1 所示。

图1 长江经济带四大城市群PREED 

指标得分状况

在四大城市群中，长三角城市群和中游城市群均面临着较大的人口压力；在经济和发展要素得分中，长三角城市群和中游城市群均远高于成渝城市群和滇黔城市群，分别位居第一、第二；

在环境要素的得分中，长三角城市群明显低于另外三个城市群，这是由于长三角城市群经济发展水平虽居于领先，但同时也是能源消耗的重点地区，污染物排放量大、人口压力大，面临更大的生态环境压力；

中游城市群和成渝城市群在各项要素的得分中均处于中等位置，而滇黔城市群在经济、人口和发展要素的得分均明显低于另外三个城市群，这表明滇黔城市群在维持良好的生态环境质量的同时，需要更多的牵引动力带动区域的经济和社会发展，提升发展水平。

3.2  四大城市群 PREED 生态化耦合协调度评估

采用熵值法对“资源-环境（R-E）”“人口-经济-发展（P-E-D）”的指标层确定权重，采用模型计算四大城市群 PREED 生态化耦合协调度（图 2），发现其具有显著的空间差异特性。

图2 长江经济带四大城市群PREED 

生态化耦合协调度

耦合协调度从高到低依次是：处于下游区域的长三角城市群的耦合协调度最高，其次为成渝城市群，之后为长江中游城市群，上游滇黔城市群的耦合协调度最低。四大城市群生态化耦合协调类型的空间分布和驱动因素也有所不同（图 3）。

图3 长江经济带各省市PREED 

生态化耦合协调度空间格局

3.2.1 长三角城市群：初级协调

长三角城市群 PREED 生态化耦合类型整体处于初级协调状态，内部区域协调度由高到低依次是：江苏、上海、浙江、安徽。浙江和江苏拥有着优越的自然环境条件和相对完善的社会人文基础设施，为生态环境保护和城市发展提供了保障。

从长三角城市群内部进行生态化耦合评估，位于长三角北部的江苏区域处于中度协调状态，其经济子系统水平较高，发达的水系以及交通条件不仅支撑着社会经济发展，还为该区域的旅游开发提供了便利。

南部的上海市以及浙江地区处于中度协调状态，上海作为“东方水都”，拥有丰富的水资源总量，但是其庞大的人口基数和环境影响使得上海成为水质型缺水城市；浙江拥有丰富的森林资源和生物的多样性，独特的区位和交通条件基本可满足其区域的经济发展。

西部的安徽濒临耦合失调的现状，虽然安徽省拥有较高的资源环境承载力，但近年来其工业生产迅速发展，其工农业污染问题对环境造成了较大的压力 。

3.2.2 长江中游城市群：濒临失调

长江中游城市群 PREED 生态化耦合类型整体处于濒临失调的边缘，内部区域协调度由高到低依次是：湖北、湖南、江西。

相对于东部沿海地区而言，中游城市群的市场化水平一般，且受市场规模、技术水平以及劳动力素质等条件限制，外资投入数量少、环境质量较差，产业结构相对落后，主要集中在一些制造业等工业行业，对环境造成的影响较大。

作为国家森林资源大省，中部的江西省，生态资源较为丰厚，人均园林绿地面积位居第三，但是其产业结构相对单一，社会系统发展状态处于长江经济带末位，在城市群生态化耦合度上处于轻度失调的状态。

3.2.3 成渝城市群：勉强协调

成渝城市群 PREED 生态化耦合类型整体属于勉强协调，成渝城市群气候温和，降雨丰沛，水资源优越。整体综合发展水平在四大沿江城市群中占据第三位，也与成渝城市群处于长江经济带西部的空间地理位置紧密联系。

城市群内部的四川区域协调度优于重庆地区，重庆虽然是长江上游最大的中心城市，但其第三产业产值较低，产业结构升级缓慢，经济水平差距与其他中心城市相比仍很靠后。在社会发展方面，社会人文以及基础设施建设较弱，与生态环境之间的耦合协调度不足。

3.2.4 滇黔城市群：轻度失调

滇黔城市群 PREED 生态化耦合类型整体处于轻度失调，城市群内部滇中城市群区域协调度优于黔中城市群。贵州省积极实施《全国生态文明示范城市规划》，自然状况有所提升，加之生态本底良好，使得贵州地区在长江经济带生态环境的排名靠前。

然而其社会资源和人们幸福感提升相对滞后，主要体现在科技、教育、医疗的投资水平和人均占有量指标上。虽然云南地区具有独特的自然资源涵养，贵州地区也具有较高的生态环境承载力，但随着工业化的发展，供水达标、道路交通建设成为制约其经济快速发展的主要瓶颈。险峻的地理环境也为社会基础设施建设和人文理念的普及增加了不少难度，在一定程度上间接影响了经济的发展。

从长江经济带整体区域来看，区域的人口、资源、环境、经济和社会各自的综合发展水平以及生态化耦合协调发展格局存在明显的空间差异 。

本文的研究结果也表明，长江经济带资源环境和人口经济发展方面的整体水平表现出东部地区高于中部地区和西部地区的状态。从各项指标层分析，产业结构、环境治理、城市生态空间面积、基础设施建设以及社会服务水平是影响地区生态化耦合协调程度的重要因素。

完善的基础设施建设和社会服务、合理的产业结构、适宜的绿地空间、高效的污染物处置效率等，多方互相耦合协调，将形成良性的反馈机制。

相反，耦合度较低的地区的发展趋势与当地现状相冲突，城市发展与生态环境保护的关系失衡，尤其体现在城市群内部各个城市的差异上。因此，统筹长江经济带协同联动一体化发展，加强生态文明建设，具有十分重要的意义。

04

结论及建议

研究结果表明，长江经济带四大城市群生态化耦合状况在空间上呈现出明显的差异性：

经济带上游生态要素丰富、资源环境良好，但其经济发展相对滞后，受产业升级的制约较大，与社会经济系统形成较弱的耦合协调度；

经济带上中游的成渝城市群和中游城市群的水生生态资源丰富，但生态化耦合协调度分别处于勉强协调和濒临失调的边缘，这与其庞大的人口规模以及区域产业结构不合理划分有很大的关系；

经济带下游江、浙、皖良好的资源环境本底支撑了城市群的经济发展，绿色基础设施建设和生态保护措施实施，也在一定程度上缓解了城市发展与生态保护之间的矛盾，自然与社会双系统呈现出初步的耦合协调。

因此，提高长江经济带生态化耦合度及生态安全度，加快推进经济社会与环境的协调发展，显得十分迫切。

4.1  经济方面：建立一体化绿色发展机制

在长江经济带的建设和发展过程中，建立一体化的生态保护机制十分重要，以便将生态保护战略贯穿于产业发展的整个生命周期之中，使经济带建设成为开展生态文明建设的先行示范带。具体举措包括：

第一，加快区域资源一体化利用。

从取材、生产、消费、回收等生命周期的各个环节降低能耗、水耗，提升产品的使用时长和再生率，减少长江经济带的自然资源消耗。

第二，提升能源多元化综合供给。增加太阳能、风能、生物能、潮汐能等清洁能源在能源消耗中的占比，并进行跨地区多领域如工业生产、基础设施、居民生活等的协同使用。

第三，建立区域固废分类回收体制。一方面使生态环境的管控更加高效、便捷；另一方面可以形成规模效益，从而刺激区域环境治理产业的产能提升。

第四，扩大区域信息共享规模，提升信息共享效率。出台区域信息一体化的政策与措施，保障在管控的各个环节能够实现信息共享与集成，建立长江经济带响应性生态安全反馈机制。

4.2  自然方面：建立区域生态安全保障体系

保障长江经济带生态安全，不仅需要着力解决突出的环境污染控制问题，还要大力推进生态文明建设先行示范带的建设。具体举措包括：

第一，推进生态系统服务提升工程。全方位评估区域生态系统服务价值，识别划定多种生态功能分区。坚持尊重自然、顺应自然和保护自然的指导思想，建立长效支持政策和生态补偿金融机制。

第二，建设水生态安全和粮食生态安全保障工程。长江作为主要干流贯穿整个长江经济带，为沿江的生产、生活提供重要的淡水资源，须提升沿江地区的洪水调蓄能力，改善水环境质量，增加水源供应量，满足周围粮食生产和南水北调需求，保障区域粮食安全和国家的水生态安全。

4.3  社会方面：健全生态文明制度体系

生态文明建设不仅仅体现在经济发展和生态保护方面，还需要社会制度的完善以及公众的广泛参与，促进人口、资源、环境、经济、发展的综合协调，提升长江经济带的绿色发展水平。具体举措包括：

第一，建立并完善长江流域保护与综合管控机制，设立长江流域综合管理委员会，编制全流域发展总体规划，对重大问题、重点项目实施责任制决议。

第二，优化核心区内部城市空间，建立城市综合解决方案。积极开展都市区绿色空间设计，提升“能源—水—粮食”等物质的跨系统传输效率，强化城市信息挖掘和公众参与度，建立响应性的反馈机制。

第三，建立健全生态环境破坏追责制。对各种损害生态环境的行为予以严惩，合法追究当事人的法律责任，完善严格禁止食用野生动物及交易其制品的立法。

第四，提高公民的环保意识，加大生态文明宣传力度。通过官方媒体专栏、网络运营传播、校园生态教育、志愿公益等途径，加大对生态文明建设的宣传教育。将居民生活赋予生态文明新内涵，从视、听、说、行多个方面提升公民的生态保护意识和爱护环境的素养，提升城市生态文明建设中公众的参与度，树立责任感和使命感。

本文构建 PREED 指标体系开展长江经济带城市群生态化耦合度现状评估，是对区域多方位协同发展的初步探索。推动生态文明建设是实现我国可持续发展的长期战略，必须将生态管理和环境治理纳入城镇化建设之中，实现有序的绿色经济发展。

绿色发展并不意味限制发展，需要政府、企业、群众的多方参与，明确生态保护底线，在发展中保护生态系统健康，在保护生态安全的前提下谋求社会发展进步。同时，由于生态环境问题具有明显的空间差异和尺度效应，其治理须着眼于全流域生态系统服务的源流汇关系调控和生态安全格局的保障。

作者：

王祥荣  复旦大学特聘教授，复旦大学城市生态规划与设计研究中心主任，一带一路及全球治理研究院环境研究所所长

朱敬烽  复旦大学环境科学与工程系硕士研究生

丁   宁  复旦大学环境科学与工程系硕士研究生

李   晓  复旦大学环境科学与工程系硕士研究生

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｜内容来源公众号：城市规划URP

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