摘要：为了阐释大湘西地区新型城镇化与生态环境的耦合协调机理，明确二者的耦合协调程度，通过构建新型城镇化与生态环境评价指标体系和评价模型，计算了新型城镇化与生态环境综合评价分值、耦合协调度以及灰色关联度，剖析了二者的耦合协调发展关系和相互影响程度。结果表明：（1）2007-2020 年，大湘西地区五个城市新型城镇化和生态环境综合水平均呈上升趋势。娄底、邵阳的新型城镇化水平较高，张家界和湘西州生态环境质量更好。（2）大湘西地区五个城市新型城镇化和生态环境的耦合协调度呈现持续向好的趋势。邵阳的耦合协调基础总体较好，实现了从勉强协调型到良好协调型的转变，其他城市最后转变为中级协调型。（3）新型城镇化和生态环境存在相互影响的关系。生态环境系统中响应和状态因子对新型城镇化的影响程度较高；新型城镇化系统中社会城镇化对生态环境质量具有更高的关联度。研究不仅揭示了大湘西地区新型城镇化与生态环境的耦合协调演进特征，也为推动区域可持续发展提供了科学支撑，可为相关政策制定与实践提供重要参考。

关键词：新型城镇化；生态环境；耦合协调；灰色关联度；大湘西地区

改革开放以来，我国城镇化快速推进，截至2020 年城镇常住人口突破9 亿、城镇化率达 63.89% ，超过世界平均水平。与此同时水土流失、荒漠化、环境污染等生态问题凸显，亟需在新型城镇化战略中融入生态文明理念，实现生态优先、绿色低碳发展。研究城镇化与生态环境耦合关系，有助于推动城镇建设与环境保护协同，实现宜居城市目标。

城镇化与生态环境相互关系一直是国内外研究热点。早期研究主要揭示其关系演化规律，如 Grossman 和Krueger[1]提出环境库兹涅茨曲线（EKC），显示经济发展与环境质量间存在倒“U”型关系。国内学者构建了社会—经济—自然复合系统理论框架[2]，指出城镇化与生态环境存在反馈、限制与耦合机制[3]，其演进通常经历从低水平协调到高水平协调的阶段转变[4]。近年来，研究多通过构建指标体系和耦合协调度模型，评估国家[5]、省域[6]、城市群[7]及特定区域[8-9]的城镇化和生态环境耦合的时空特征，并进一步运用地理探测器[10]、灰色关联度模型[11]、Tobit 模型[12]等探讨了耦合过程中的作用。

现有研究虽成果丰富，但多集中于省级及以上或经济发达地区，对中西部重点生态功能区关注不足，且对系统内影响力大小探讨较少。基于此，以大湘西五市为对象，构建新型城镇化与生态环境指标体系，运用耦合协调度模型与灰色关联模型分析二者关系，为区域协调发展提供参考。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

“大湘西”概念最早是在国家实施西部大开发战略时提出，其范围多次调整。湖南省在2014 年的《国民经济和社会发展统计公报》和《统计年鉴》中将大湘西地区确定为邵阳、张家界、、娄底、湘西自治州（以下简称湘西州）五市（州），总面积8.15 万平方公里，占全省 38.48% ；自然资源丰富，旅游业发达，但经济基础薄弱，发展动力不足。截至2020 年底，大湘西地区GDP 为6884.41 亿元，占全省的 16.3%： ；人均 GDP 为 36153元，仅为全省平均水平的 57.48% ，属典型欠发达地区。大湘西地区位于湖南省西部，与鄂、桂、黔、渝毗邻，位于第二级阶梯向第三级阶梯过渡的武陵山区[13]，地形以山地和丘陵为主，生态敏感性高，是典型生态脆弱区。常住人口1897.33 万人，城镇化率仅 49.67% ，整体城镇化水平偏低，城镇化进程缓慢。在“以人为核心”的新型城镇化战略和“生态优先、绿色发展”理念背景下，研究大湘西地区新型城镇化和生态环境耦合关系，对促进区域高质量发展、推动湖南省均衡协调发展具有重要意义，并可为其他欠发达地区与生态脆弱区提供参考。

1.2 数据来源

研究所需数据来源于 2007-2020 年《湖南省统计年鉴》、《中国城市统计年鉴》、《邵阳统计年鉴》、《张家界统计年鉴》、《统计年鉴》、《娄底统计年鉴》、《湘西统计年鉴》以及各市（州）国民经济和社会发展统计公报。对于极少数缺失的指标数据，采用线性插值方式进行补充。

2 研究方法与模型建立

2.1 指标体系构建

结合生态优先、绿色发展理念的要求，充分考虑新型城镇化和生态环境系统的内涵，遵循科学性、系统性、可比性、可获取性等原则，从人口城镇化、空间城镇化、经济城镇化、社会城镇化、生态城镇化五个方面选取18 项指标来测定大湘西地区各市新型城镇化综合水平；根据PSR 模型从生态环境压力、生态环境状态和生态环境响应三个方面选取13 项指标来衡量其生态环境质量水平。评价指标体系详见表1。

表 1 新型城镇化与生态环境系统评价指标体系

注：建成区占市区面积比重、城市建设用地占市区面积比重为市辖区数据，其余均为全市数据。2.2 评价模型构建

（1）数据标准化。本研究采用极差法对数据进行标准化，处理后的数据范围为[0， 1]。计算公式为：正向指标 Y_ij=（X_ij-X_min）/（X_max-X_min） （1）

负向指标 Y_ij=（X_max-X_ij）/（X_max-X_min）

其中： Y_ij 为标准化处理后得到的数据； X_ij 为指标原始数值； 分别为指标的最小值和最大值。

（2）权重确定。本研究采用熵权法确定指标权重，计算公式为：

式中，ω为平移幅度，取值0.0001； F_ij 为第i 个城市第 j 项指标的比重， e_j 为第j 项指标的信息熵， d_j 为第j 项指标的冗余度， w_j 为第j 项指标的权重。各指标权重计算结果见表1。

（3）评价分值计算。本研究采用加权多因素综合评价模型对新型城镇化和生态环境两大系统综合水平进行评价，计算公式如下：

式中， U_⋅1 为新型城镇化系统综合评价分值， U₂ 为生态环境系统综合评价分值。

（4）耦合协调度计算。耦合是指两个或两个以上的系统相互作用、影响的现象[6]。两系统的耦合协调度模型计算公式[14]如下：

T=α₁U₁+α₂U₂

式中， C 为新型城镇化和生态环境两系统的耦合度， T 为两系统的综合协调指数， D 为两系统耦合协调度， D 越大，反映两系统的耦合协调状态越好。参考相关文献的研究[9]，将大湘西地区新型城镇化和生态环境耦合协调类型划分为三大阶段十种类型（表2）。

表 2 新型城镇化与生态环境耦合协调度判别标准

（5）灰色关联度计算。鉴于新型城镇化与生态环境系统间的作用复杂交错，加之选取的研究数据有限，因此选用灰色关联度模型分析系统与其他因素间的相互关系。计算公式[15]如下：

式中， ξ_j（i） ）为灰色关联系数， Δ_j（i） 为生态环境系统评价指标体系中第j 个指标标准化后的数值与新型城镇化系统综合评价分值的绝对差值或者新型城镇化系统评价指标体系中第 j 个指标标准化后的数值与生态环境系统综合评价分值的绝对差值， Δ （max）和 Δ （min）分别为绝对差值中的最大值和最小值， α 为分辨系数， 0≤α≤1 ，通常取值为 0.5∘r_j 为灰色关联度，其值越大，说明关联性越强。参考相关研究[8]将灰色关联水平划分为：极低关联（ 0⩽⩽0.2 ）、低关联（ 0.2$＼stackrel { ＼cdot } { } 0 . 4 < r ＼leqslant 0 . 6 ＼$ ）、高关联（ 0.6 ）五个等级。

3 结果分析

3.1 新型城镇化和生态环境综合水平分析（1）新型城镇化水平演变特征

从图1 可看出，大湘西地区五个城市的新型城镇化综合水平呈现明显的上升趋势且各城市间差异明显。从增长速度看，邵阳、张家界、、娄底、湘西州新型城镇化综合评价分值分别实现了 12.35% 、15.19% 、 26.75% 、 8.45% 、 20.90% 的年均增长，新型城镇化发展最快，其次为湘西州、张家界。

从空间差异看，娄底和邵阳的新型城镇化水平较高；张家界和湘西州的新型城镇化水平较低。

图 1 大湘西地区五个城市新型城镇化水平

（2）生态环境水平演变特征

从图2 可知，大湘西地区五个城市生态环境质量总体呈上升趋势，生态环境均有了较大改善。从生态环境的空间差异上看，张家界生态环境质量最好，其次是湘西州和怀化，娄底的生态环境质量最差。

图2 大湘西地区五个城市生态环境水平

3.2 新型城镇化和生态环境耦合协调度时空分异特征

根据前述模型和数据，计算2007-2020 年大湘西地区五个城市新型城镇化和生态环境的耦合协调度，计算结果如下表所示。

表3 2007-2020 年大湘西地区新型城镇化与生态环境耦合协调度

从上表可知，大湘西地区五个城市的耦合协调度稳步上升，个别城市有小的波动；耦合协调类型发展趋势持续向好，未出现跨越式提升。同时也应看到大湘西地区耦合协调度基础不太好，起步较低，2007 年五个城市均为过渡阶段，2012 年全域为初级协调型，2017 年耦合协调度均大于0.7，全部为中级协调型，研究期内仅邵阳在2019-2020 年间为良好协调型。大湘西地区新型城镇化和生态环境耦合协调水平仍需进一步提高，促使耦合协调类型全部跨向良好协调型甚至优质协调型。

3.3 新型城镇化与生态环境灰色关联度分析

2007-2020 年大湘西地区新型城镇化水平和生态环境各因子的关联度以及生态环境质量和新型城镇化各因子的关联度见表4-5。生态环境各因子对新型城镇化水平的灰色关联度介于 0.5006～0.7039 。人均造林面积和节能环保支出占地方财政支出比重对新型城镇化水平影响程度最高，关联度超过 0.6达到0.7 为高度关联。人均农作物播种面积等生态环境状态因子、一般工业固体废物综合利用率等生态环境响应因子排序也很靠前，而人均工业二氧化硫排放量等生态环境压力因子的排序较后。由此可见，生态环境系统中的响应因子和状态因子对新型城镇化的影响程度相对较高，压力因子虽然排序靠后，但各因子的关联度均大于0.5，为中等关联。良好的生态环境可以为城市健康有序发展提供资源保障，促进城镇化高质量发展。在新型城镇化建设过程中，加大环保资金投入，做好国土空间生态修复，持续改善生态环境，以建设美丽家园、优化人居环境为新型城镇化建设注入新活力，践行绿色发展理念，推动产业转型，布局新兴产业，使得生态环境和新型城镇化耦合协调发展。

表4 生态环境指标层因子对新型城镇化水平关联度及其排序

新型城镇化各因子对生态环境质量的灰色关联度介于0.4926～0.7668，各因子对生态环境质量的关联性存在较大差异，影响程度各有不同。新型城镇化中共有13 个因子的关联度超过0.6，说明新型城镇化对生态环境的影响更大。其中，公路密度、每百人公共图书馆藏书、常住人口城镇化率、每万人在校大学生数、第三产业增加值占GDP 比重的排序靠前，说明这5 个因子对生态环境的关联度更高，影响也越大。总的来看，社会城镇化各因子均对生态环境质量具有较高的关联，体现了民生保障对生态环境的重要性。生态城镇化各因子也具有较高的关联度，说明新型城镇化建设和生态环境密不可分，生态本身就是城镇化进程中需考虑的重要部分。经济城镇化各因子对生态环境的影响也较大，在经济发展过程中，或多或少会对生态环境产生影响，因此要转变经济增长方式，优化产业结构，发展绿色产业，走可持续发展之路。人口城镇化中常住人口城镇化率、第二、三产业从业人口比重是高关联，城市人口密度为中等关联。城镇人口的增加意味着城市资源的紧张，对资源的需求增加，会一定程度上对生态环境造成负面影响；而大湘西地区因地处偏僻，经济发展缓慢，对外来人口的吸引相对较小，常住人口增加缓慢，因此城市人口密度对生态环境的影响较小。空间城镇化中除公路密度对生态环境的影响较大外，其他的因子的排序均靠后。近年来，大湘西地区大力发展交通，公路通车里程增加 30% ，交通基础设施得到大幅度提升，在此过程中不可避免会破坏生态环境，特别是山区公路的建设。随着快速城镇化带来的一系列问题，国家大力控制建设用地规模，抑制摊大饼式的无序扩张，使得大湘西地区土地城镇化趋于平缓，对生态环境的影响也随之削弱。

表5 新型城镇化指标层因子对生态环境质量关联度及其排序

4 结论与讨论

（1）2007-2020 年，大湘西地区五个城市新型城镇化和生态环境综合水平均呈上升趋势，但区域间差异明显。娄底、邵阳的新型城镇化水平较高，生态环境质量较差；而张家界和湘西州的新型城镇化水平较低，生态环境质量较高。

（2）大湘西地区五个城市新型城镇化和生态环境的耦合协调度呈现持续向好的趋势，但在空间上仍存在比较明显的差异。邵阳的耦合协调基础总体较好，实现了从勉强协调型到良好协调型的转变，也是五个城市中唯一进入良好协调型的城市。怀化、娄底、湘西州耦合协调度起始点较低，为濒临失调型，最终上升为中级协调型。张家界的耦合协调路径为勉强协调——初级协调——中级协调。

（3）新型城镇化和生态环境存在相互影响的关系。生态环境响应和状态因子对新型城镇化的影响程度较高；社会城镇化对生态环境质量具有较高的关联度，生态城镇化、经济城镇化的影响程度也很高，空间城镇化除公路密度影响较大外，其余因子对生态环境质量的影响较小。

（4）论文在参考其他文献的基础上，增加了单位 GDP 能耗、单位GDP 电耗等能源消费指标，人均造林面积、节能环保支出等生态响应指标，但由于数据获取困难，优良天数比例、人均水资源量等状态指标未能考虑在内，同时虽然考虑了两系统间的关联性，但对于耦合协调的驱动因素及未来变化趋势未能进行探讨，今后仍需进一步研究，以期为大湘西地区高质量发展和湖南省区域协调发展提供参考。

参考文献

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资助项目：湖南省教育厅科研项目（23C0311）；湖南省社会科学成果评审委员会课题（XSP2023GLC084）；怀化学院科研计划项目（HHUY2021-23）

作者简介

周芸（1991—），女，湖北钟祥人，硕士，讲师，研究方向：土地评价与土地规划。戴潇蕾，（1986—），女，汉族，山东省烟台人，硕士，讲师，研究方向：土地管理