学士学位论文—-研究长江三角洲城市群的城市化与生态环境大学本科

1、兰州交通大学本科毕业设计（论文）摘要城市群是城市区域发展的重要形式和一个地区的经济实力的集中表现。城市群的城市化水平是衡量一个城市发展的重要标准，但盲目提高城镇化水平和忽视生态环境的保护将增加城市群的不可持续发展， 从而影响城市发展在区域发展中 的主导作用。为了使城市群健康持续的发展，本文对城市化与生态环境协调发展 的问题进行了深入研究。本文建立了城市化评价指标体系及对生态环境发展水平 评价，然后对城市化与生态环境各指标权重进行了确定，计算了长江三角洲16个城市的城市化与生态环境发展水平。我们计算了 16个城市城市化和生态环境 的协调发展的协调发展度，并将16个城市划分为四种发展类型。研究表明

2、，16 个城市的城市化与生态环境的可持续发展水平有很大的不同。最后，我们对每一城市发展种类提出的建议。关键字：长江三角洲；城市群；城市化；生态环境；和谐发展-I -研究长江三角洲城市群的城市化与生态环境目录摘要 I1引言 12指标体系和评价模型 22.1指标体系的建立 22.2评价模型 22.2.1 确定各指标的权重 22.2.2协调发展度评价模型 43实证研究 73.1研究区的定义 73.2数据来源 73.2.1计算结果及分析 73.2.2指标标准化 73.3 确定指标权重 73.4评价结果 9结论 11参考文献 12-II -兰州交通大学本科毕业设计（论文）1引言城市群是一个国家和地区经济

3、实力在空间形式上的集中表现，以及城市群的发展程度标志着一国经济发展水平。城市群经济特征可以通过创新的示范作用以 及自我发展来促进一个国家经济的发展。 从全球的角度来看，城市群是取代国家 和地区成为全球经济发展的新的温床，而城市群的整体发展水平与每个城市发展 水平密切相关（张.2008）。城市化是世界最重要的社会和经济现象的必然产物之一，是人类社会发展的 必然趋势和经济技术进步的必然产物，是一个国家或地区走向现代化的必要步 骤。因此可以说，城市化水平是衡量一个城市的发展的一个重要标准和提高城市 群的一个重要动力。世界城市化已经给全人类带来了经济效益和社会效益，同时城市群的发展也带来了许多问题，尤

4、其是城市居民带来的一系列生态环境问题（Lietal.2005）。本文以长江三角洲的16个城市为研究对象，以城市群的城市化与生态环境 为基础，来衡量城市化与生态环境之间的协调发展程度，并对结果进行分析。-1 -兰州交通大学本科毕业设计(论文)2指标体系和评价模型2.1指标体系的建立正确选择和合理的测量是系统分析和评价的基础。而城市化与生态环境两个 系统的耦合具有复杂性和时序性，为了分析和突出这两个系统协调发展的特点和 规律，当我们设定评价指标时必须遵守以下规则：（1）全面性的原则。城市化与 生态环境发展水平的指标应考虑城市化与生态环境的相关性，对每个指标的关系 进行系统和全面的描述。（2）客观性

5、原则。指标体系应客观真实的体现目标和指 标的关系，信息应尽量减少重叠和遗漏。（3）可比性原则。指标体系的建立，应 考虑区域城市的横向比较，因此它必须考虑结果在区域间的相似性和可比性目的 地位。2.2评价模型本文首先计算了城市化与长江三角洲城市群16个城市生态环境发展的水平，然后措施协调发展度在16个城市的城市化进程，利用协调度评价模型的生 态环境。2.2.1确定各指标的权重在当前使用的综合评价方法的实践中，一个重要的元素是指标的权重分配。根据研究，确定指标权重的方法主要有主观评价方法和客观评价方法。前者的方法是以评价者对各指标的主观兴趣程度来确定指标的权重，如层次分析法，专家评价法等；后者是指

6、基于原始数据信息的链接强度和每个指标提供的信息确定了 指标的权重，如熵方法，因子分析法，复相关系数法等。因此，本文采用层次分 析法（Saaty 1980和客观熵值法相结合的综合分析分配方法。（1）与层次分析法确定指标权重。（i）建立判断矩阵A，用1-9等级标准和他们的倒数，对因素集中各评价因素相互间相对的重要性进行两两比较来标定。判断矩阵的一般表达式:a11a12a1 - a1 n-5 -a21a22a23： a2nA 二(aij)n*n831832 333 -:-a3n(1)ann其中aj表示第i个因素对第j个因素的重要程度，用1-9标度法作为评价标 准（见表1）表1标度及含义标度含义1两兀

7、素相比，具有相等的重要性3两兀素相比，前者比后者略微重要5两兀素相比，前者比后者明显重要7两兀素相比，前者比后者强烈重要9两兀素相比，前者比后者极度重要2、4、6、8两相邻标度之间的水平(ii) 权重的计算，是基于判断矩阵使用最大特征根法计算权向量T和最大特征根Kmax,具体步骤如下：计算判断矩阵A中每一行元素的乘积nMi 汕 aj (i=1,2,n)j弓计算Mi的n次方根W = n M (i=1,2,n)对标准化(归一化处理)W(i=1,2,n)n 、Wj丄计算判断矩阵A的最大特征值检验判断矩阵的一致性(i)计算一致性指标CI其中，max为判断矩阵A的最大特征值，n是判断矩阵A的阶数和衡量不

8、一 致程度的数量标准。(ii)计算RI，一个判断矩阵的随机一致性指标(iii) 计算随机一致性比率：CRRI当CK0.1,我们可以说判断矩阵的一致性比较满意。 否则，必须再次进行比 较来调整判断矩阵中的元素，直到得到判断矩阵的较为满意的一致性。然后，计算标准化后的最大特征根所对应的特征向量，作为层次分析的排序权重To熵值法确定权重熵值法的主要原理是设有 m个待评方案和n项评价指标(本文中，m代表 评审级别，n代表24项评价指标)由24项指标的各种评价等级形成原始指标数 据矩阵X=(xij)m*n,对于一个特定的指标xj,指标值xij之间的距离越大，则该指 标在综合评价中的作用越大。若某项指标的

9、的指标值全部相等，则该指标是无关 的综合评价。具体步骤如下(郭 1998,徐和有2003):= xijmn Xij ,ex 八byiii(i )计算指标xij的比重Pij，其中，其中in mPjm(ii)计算第j项指标的熵值ej,其中勺=kin Poi4可以证明ej0,11,是调节系数。(iii)计算第i项指标的差异性系数gi,其中计算公式为gi=1-ej,当gi值越大, 则指标xj在综合评价中的重要性越强。(iv )计算指标xj的权重数wj，计算公式为，Wj =gin=1 _ejn lYjj生(j=1,2,3，,n)综合权重的确定。设对第i项指标主、客观赋权的权重分别为 wsi、woi，则

10、综合赋权的权重按以下公式计算(Lietal.2008)。WiWsiWoimWsiWoii=12.2.2协调发展度评价模型假设x1,x2,x3,xm是m个反映城市化发展水平的指标，y1，y2，y3，, yn是n个反映生态环境发展水平的指标，那么城市化与生态环境的综合发展水 平为：兰州交通大学本科毕业设计（论文）nu x = aiXii -4u （x）, e （x）分别代表城市化与生态环境综合发展水平，ai,bi分别代表了城市化与生态环境各指标权重。根据相关文献，城市化与生态环境协调度公式为：(8)其中，C是协调度（协调协调系数），k是调整系数（k2）。公式（8）反 映了在某些情况下城市化与生态环

11、境（即 u （x） + e （x）是一定的），为了实现 城市化与生态环境发展的最高水平（u （x）和e （x）的乘积），对城市化与生态 环境的发展水平进行组合协调的数量程度。它可以很容易地证明Ov= Cv= 1,当协调度C较大，则城市化与生态环境更加协调；反之，二者是不协调的。因 此，本文将协调度等级分类标准，如表 2所示。表2协调等级分类协调度0-0.20.2-0.40.4-0.60.6-0.80.8-1.0协调等级严重失调中度失调勉强协调中度协调良好协调协调发展度（或协调发展系数），作为一种定量的指数来衡量城市化与生态环境协调发展水平，不仅同时考虑城市化与生态环境协调的情况（C值），还代表

12、了城市化与生态环境的良性发展水平相结合的数量程度，因此它综合反映了城市化与生态环境的全面协同或贡献。(9)在这个公式中，D是协调发展度（系数）；C是协调度；T是城市化与生态 环境效益（水平）的综合评价指标，它反映了生态环境与旅游经济的整体效益和 水平关系；a， B为待定系数，可以使用专家系统来确定具体的。在前面分析的 基础上，本文根据协调发展度 D将城市化与生态环境协调发展状况从简单到详 细的两个层次，共五大类15种（见表3），从而进行城市化与生态环境协调发展 情况的定量评判。表3长江三角洲城市群城市化和生态环境协调发展类型的分类系统及判别标准D类型第一层次第二层次u(x)dy)0.8-1.0

13、良好协调发展类u(x )：e(x )良好协调发展类生态环境滞后型u(x )=e(x )艮好协调发展类城市化与生态环境同步型u(x )ve(x )艮好协调发展类城市化滞后型0.6-0.8中度协调发展类u(x )e(x )中度协调发展类生态环境滞后型u(x )=e(x )中度协调发展类城市化与生态环境同步型u(x )ce(x )中度协调发展类城市化滞后型0.4-0.6勉强协调发展类u(x )e(x )勉强协调发展类生态环境滞后型u(x )=e(x )勉强协调发展类城市化与生态环境同步型u(x )ce(x )勉强协调发展类城市化滞后型0.2-0.4中度失调衰退类u(x )e(x )中度失调衰退类生态

14、环境滞后型u(x )=e(x )中度失调衰退类城市化与生态环境同步型u(x )ce(x )中度失调衰退类城市化滞后型0-0.2严失调衰退类u(x )e(x )严失调衰退类生态环境滞后型u(x )=e(x )严失调衰退类城市化与生态环境同步型u(x )ce(x )严失调衰退类城市化滞后型-13 -3实证研究3.1研究区的定义该项研究是指长江三角洲地区，包括目前“城市的长江三角洲经济协调委员 会”所属的城市：上海、江苏省内的南京、无锡、常州、苏州、南通、扬州、镇 江、泰州和浙江省内的杭州、宁波、嘉兴、湖州、绍兴、舟山、台州16个城市地区总管辖的。3.2数据来源3.2.1计算结果及分析本文中选择的城

15、市化与生态环境有关指标来自于由政府统计部门公布的权威性的统计数据的文章。其中，生态环境统计是从上海统计年鉴2008，江苏统计年鉴2008，南京统计年鉴2008和中国统计年鉴 2008；城市化的 统计数据是从中国城市统计年鉴 2008，还采取各种城市的经济和社会发展统 计公报的数据作为参考，从而保证了数据的可靠性和权威性。3.2.2 指标标准化因为城市化与生态环境这两个系统的内在指标和系统间指标的量纲和它们 对系统的指向不同，为了消除数据的屏蔽效应和量纲差异， 我们应在对城市化与 生态环境发展水平测算前先对指标进行标准化。作为生态环境负指标，本文采用极差标准化方法来规范的原始数据，具体如下：正向

16、指标：X,二 x min Xjmax人 一 min 人(10)yi=y - min ymax% - min y(11)负向指标：x-maxXj !，minXj -max(12)y 二 y-maxyi minyi-max%(13)其中，xi, yi，分别代表城市化与生态环境原始指标的标准值；xi, yi是指标的原始值；min，max分别是原始指标的最小以最大值。3.3确定指标权重使用主观的AHP法和客观的熵值法结合前面的方法确定城市化和生态环境指标体系的权重，如表4所示。在表格中，U是城市化子系统，E是生态环境子系统。表4长江三角洲城市群城市化与生态环境协调发展评价指标体系及权重目标层A准则层B

17、指标层P层次分析法得到的权重熵值法得到的权重组合权重相对于B权重Wij相对于A权重Wij城市人口U110.05890.06060.35330.0642人口城第三产业从业人口 U0.02950.05160.15080.0274市化U城镇登记失业人口数U130.01960.02030.03960.00720.1817非农业人口U140.05890.05680.33190.0603城在校大学生数U50.02360.05330.12440.0226市人均GDP U10.07370.05550.17700.0736城经济城人均工业产值出0.03690.06180.09860.0410市市化U固定资产总投

18、资U230.04910.04780.10150.0422化0.4158人均地方财政收入也0.07370.05720.18230.0758统第三产业产值占GDP勺比重U250.14740.06910.44060.1832生社会消费品零售总额U310.06660.04740.21700.0569态社会城电话用户数L320.05550.05000.19030.0499环 境 协 调市化U公共汽车数量U330.04990.04950.16930.04440.2622医生数量U340.05830.05590.22360.0586互联网用户数U350.05550.05240.19980.0524建成区面积

19、L410.05220.06400.42840.0601发空间城城市建设用地U420.03480.05040.22450.0315展市化U城市道路面积U430.02610.04350.14540.0204的0.1403人口密度U440.02980.05290.20170.0283W 究态生人均耕地面积E110.06460.12980.22810.1025生态环人均国土面积E120.07760.07440.15710.0706环境水平人均绿地面积E130.08160.11310.25100.1128境E1绿地覆盖率E140.19390.04610.24320.1093子0.4494人均家庭用水量E

20、150.03230.13720.12060.0542系生态环人均工业废水排放量E210.06920.11280.30330.0954统境压力工业二氧化硫排放量E220.09230.09720.34880.1097EE2工业粉尘排放量E230.13840.06460.34790.10940.31453.4评价结果根据协调发展评价模型和城市化与生态环境的分类标准，我们得到长江三角洲城市群16个城市的城市化与生态环境协调发展的情况，如表 5所示。表5长江三角洲城市群的城市化与生态环境协调发展状况序号城市u(x)e(x)CTD第一层次第二层次比较 u(x )e(x )基本类型1南京0.60160.63

21、660.99840.61910.7862u(x )e(x )中度协调、城市化滞后2杭州0.59880.98590.55240.7380u(x )e(x )中度协调、生态滞后4无锡0.49110.50310.99970.49710.7050u(x )e(x )中度协调、城市化滞后5苏州0.42280.53580.97240.47930.6827u(x )e(x )中度协调、城市化滞后6宁波0.40850.56720.94780.48780.6800u(x )e(x )中度协调、城市化滞后7舟山0.38490.44590.98920.41540.6410u(x e(x )中度协调、城市化滞后8常州

22、0.32600.57130.85610.44870.6198u(x )e(x )中度协调、城市化滞后9镇江0.24450.58740.68910.41600.5354u(x )e(x )中度协调、城市化滞后10绍兴0.19750.55480.59990.37620.4750u(x Xe(x )中度协调、城市化滞后11嘉兴0.19100.59320.54320.39210.4615u(x )e(x )中度协调、城市化滞后12湖州0.17790.69380.42220.43580.4290u(x )e(x )中度协调、城市化滞后13台州0.15400.53000.48690.34200.4081u

23、(x )e(x )中度协调、城市化滞后14扬州0.14150.58000.39750.36070.3787u(x )e(x )中度协调、城市化滞后15南通0.11950.73390.23210.42670.3147u(x )e(x )中度协调、城市化滞后16泰州0.07450.73330.11220.40390.2129u(x )e(x )中度协调、城市化滞后从表5中，我们可以看到，长江三角洲城市群 16个城市的城市化与生态环 境协调发展应分为四种类型：第一，中度协调发展的城市化滞后型，包括南京、 杭州、无锡、苏州、宁波，舟山和常州7个城市。这七个城市有较高水平的城市 化和生态环境，但城市化水平低于生态环境。这意味着目前生态环境的建设技术 的比较先进，而城市现代化水平不适应环境的需要。上海城市化水平最高的，是标准的国际大都市，但随着国际化程度的近几年 来的不断发展，城市化发展速度相对较快，导致生态环境持续发展的改进。第三，轻微的协调发展城市化滞后，包括镇江，绍兴，嘉兴，湖州和泰州5个城市。更重要的是，这五个城市的城市化水平和生态环境水平有很大差距，城市化是明显落后于生态环境。城市