全 文 ：秦钟，章家恩，骆世明，张锦，李韵. 1996—2008 年广东省城市化进程与生态环境的协调性分析[J]. 生态科学, 2012. 31(1): 42-47.
QIN Zhong, ZHANG Jia-en, LUO Shi-ming, Zhang Jin, LI Yun. Study on coordinative development between urbanization and
eco-environment in Guangdong Province [J]. Ecological Science, 2012.31(1): 42-47.
1996—2008年广东省城市化进程与生态环境的协调
性分析
秦 钟1,2,3,章家恩1,2,3,骆世明1,2,3,张 锦1,2,3，李 韵1,2,3
1.华南农业大学农学院生态学系,广州 510642;
2华南农业大学农业部生态农业重点开放实验室,广州 510642;
3.广东省高等学校农业生态与农村环境重点实验室，广州 510642
【摘要】在构建城市化和城市生态环境评价指标体系、并对广东省城市化发展水平与城市生态环境质量分别进行综合评价的基
础上，将模糊数学中的隶属度引入到城市化与市生态环境协调度的计算中，并对两者协调发展程度的变化趋势进行了分析。结
果发现，1996－2008年间，广东省城市综合发展与城市环境的协调度具有明显的阶段性和波动性特征，总体均呈现下降趋势；
静态协调度可大体上划分为两个阶段，其中前9年均处于总体协调阶段，以1998年的静态协调度为最高，但自2005年后，两者的
静态协调度逐年降低，处于不协调阶段；与静态协调发展度相比较，广东省的城市化发展与城市生态环境的动态协调度变化略
为平滑。说明广东省生态环境对城市化的响应较为明显，但生态环境质量发展指数的上升滞后于城市化发展的进程。随着城市
化进程的不断发展，城市化与生态环境的矛盾逐渐加剧，生态环境对城市化的约束作用逐渐增加，系统的协调性也有所下降。
关键词：城市化；生态环境；协调度；评价
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2012.01.009 中图分类号：S435.11, Q14 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2012)01-042-06
Study on coordinative development between urbanization and eco-environment in
Guangdong Province
QIN Zhong
1,2,3
, ZHANG Jia-En
1,2,3
, LUO Shi-Ming
1,2,3
, Zhang Jin
1,2,3
, LI Yun
1,2,3

1. The Department of Ecology, College of Agriculture, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China;
2. Key Laboratory of Ecological Agriculture of Ministry of Agriculture of the Peoples Republic of China，South China Agricultural
University，Guangzhou 510642，China ;
3. Key Laboratory of Agroecology and Rural Environment of Guangdong Regular Higher Education Institutions，South China
Agricultural University，Guangzhou 510642，China
Abstract: Based on the established evaluation index systems, and corresponding comprehensive assessment of urbanization development level
and eco-environment quality, membership function of fuzzy sets were employed to measure the coordinative degree of urbanization and
eco-environment, and to probe its tendency. The results showed that during the year 1996－2008, coordinative degree of urbanization and
eco-environment exhibited apparent phases and fluctuations with upward trend on the whole. Static coordinative degree might be divided
into two phases: one began from 1996 to 2004, characterized by a general coordinative development stage, with a highest level in 1998; the
other one started from the year of 2005, during which static coordinative degree between urbanization and eco-environment reduced
gradually till to an incongruously quality. Compared with the static coordinative degree, fluctuation of dynamic coordinative degree was
smoother. It might be concluded that eco-environment responded to urbanization, while its evaluation index enhancement lagged behind the
urbanization development. With accelerating urbanization, the conflict between urbanization development and eco-environment will intensify
and constraints effects of eco-environment will be increased gradually, which may result in a decline of coordinative degree between them.
Key words: urbanization; eco-environment; coordinative degree; evaluation

收稿日期：2011-01-17 收稿，2012-01-10 接受
基金项目：广东省软科学研究项目(2010B070300066、2006B70103029)、华南农业大学农业部生态农业重点开放实验室联合课题共同资助。
作者简介：秦钟，女（1973—），宁夏银川人，博士，主要的研究领域为生态系统分析与模拟。E-mail：q_breeze@scau.edu.cn
通讯作者：章家恩， Email：jeanzh@scau.edu.cn
第 31 卷第 1 期 生 态 科 学 31(1): 42-47
2012 年 1 月 Ecological Science Jan. 2012

1 引言 (Introduction)

近年来，在经济的飞速发展、城镇建设力度不断
加大的背景下，我国城市化进程明显加快，城市化率
已由2000年的36.2%提高到2008年45.7%,年均增长1.2
个百分点[1]。与此同时，城市化进程中凸现的生态环
境问题也受到了政府部门及学术界的高度关注。许多
学者已从环境经济学、可持续发展理论与生态学、系
统科学等不同的角度，结合计量经济学、GIS与RS、
数值模拟等方法来考察城市化生态环境交互作用规律
[2-5]，分析城市化过程与生态环境效应[6-10]等。在研究
中发现，城市化与生态环境之间客观上存在着极其复
杂的交互耦合关系。一方面，城市化通过人口集聚、
经济发展、能耗增加和交通扩张对生态环境产生胁迫；
另一方面，生态环境的保护又通过限制人口、排斥资
本和干预政策对城市发展产生约束。因此，整个城市
化的过程就是城市化的各个层面与城市生态环境综合
协调、交互胁迫的发展过程[11]。从另一个角度来看，
城市化过程中资源的短缺和环境的污染，是发展中的
问题，只能在发展中得到解决。城市化所产生的资源
环境问题，关键不在于城市化本身，而在于城市化的
发展方式是否与资源环境相协调[12]。为此，学者们从
定量和定性的角度分别展开了大量的研究。刘耀彬等
[13]基于协同论的观点提出了城市化与生态环境协调
的评判标准并构建了二者之间的协调度模型。此外，
他还建立了城市化与生态环境耦合度及其预测模型，
将对应的耦合度值和耦合协调度值分别划分为几个评
判区间, 作为城市化与生态环境协调分析与预测的依
据[14]；乔标等[15]运用系统科学理论建立了城市化与生
态环境协调发展的动态耦合模型, 并进行了实证研究，
另有一些学者从区域层面的角度，对大连[16]、内蒙[17]、
西安[18]、江西[19]等地区城市化与环境协调发展的程度
与特征进行了分析或评价。由于地区间自然环境和社
会经济条件各不相同，城市化的发展阶段和特征各不
相同，因而很有必要对不同区域的城市化与生态环境
的动态关系进行大量的实证研究。作为我国改革开放
窗口城市的广东，30多年来经历了工业化推动的高速
经济发展，城市化水平显著提升，2008年城市化水平
为63.4％，年均增长1.6个百分点，比全国城市年均增
长高0.4个百分点，快速城市化进程与生态环境之间存
在着怎样的交互胁迫， 两者之间的协调程度随时间如
何变化？怎样能更好地促进城市化进程与生态环境的
良性互动？针对这些亟待解决的问题，本文利用广东
省1996－2008年间的相关数据，对城市化、生态环境
系统的发展状况及二者协调发展的态势进行了分析，
以期为相关政策和管理部门更好地引导城市化健康、
有序地发展，有效地进行城市生态环境保护与建设等
提供科学依据。

2 研究方法与资料( Study methods and materials)

2.1 城市化与生态环境系统评价指标体系的构建
从动态的观点来看，城市化包含四个方面的转换
过程：一是人口的转换，即农业人口转化为非农业人
口、并向城市集聚的过程。二是社会经济结构的转换，
即生产要素从农业向非农产业转换、第二和第三产业
向城市集聚的过程。三是地域的转换，即城市在空间
数量上的增多、规模上的扩大、功能和设施上逐步完
善的过程。四是社会生活生产方式的转换，即农村居
民生产生活方式、价值理念向城市生产生活方式转变
的过程。故可从人口城市化、经济城市化、社会生活
城市化、空间城市化四个方面构建相应的指标体系来
描述城市化进程。城市化离不开资源环境的支撑和保
障，资源环境的质量直接影响着城市经济的可持续发
展和城市社会进步，反之，城市化的发展又必然对资
源环境产生一系列的影响，这种影响可从城市化四个
方面得以实现和完成。以生态安全理论为基础，借助
经济合作和开发组织(OECD)与联合国环境规划署
(UNEP)共同提出了生态环境指标的PSR概念模型，即
压力(Pressure)一状态(State)一响应(Response)模型，
可从生态环境压力、生态环境状态和生态环境建设三
个方面设置城市化进程中生态环境质量的综合评价
指标体系。如表1所示，城市化、城市生态环境这两
个评价体系，二级指标下均由若干评价项目（三级指
标）构成，数量分别达18项和21项。

2.2 城市化与生态环境系统综合发展指数的计算
城市化和城市生态环境系统发展水平的评价指
标体系涉及了社会、环境、文化和经济因素等方面，
每个指标均从某一方面、某种程度上反映了评价对象
的信息，但由于指标数量较多，指标间存在着一定的
联系或相关关系，这种相关性使研究数据所反映的信
息一定程度上有所重叠，在客观上会影响评价结果的
有效性，从而使测评结果缺乏足够的说服力。为了克
服这一问题并避免评价过程中人为确定指标权重的
主观性，根据主成分分析原理分别建立城市化和城市
1 期 秦钟，等. 1996～2008 年广东省城市化进程与生态环境的协调性分析 43

表 1 城市化与城市生态环境各系统评价指标体系
Indicator system for comprehensive evaluation of urbanization level and eco-environment quality
城市化系统指标体系
Indicator system of urbanization level evaluation
城市生态环境系统指标体系
Indicator system of eco-environment quality evaluation
人口城市化
Population
urbanization
X1 非农业人口比例（%）
生态环境压力
Environmental
pressure
Y1 工业废水排放量（104t）
X2 第三产业劳动者比例（%） Y2 工业 COD 排放量（104t）
经济城市化
Economic
urbanization
X3 人均 GDP（元） Y3 二氧化硫排放量（104t）
X4 第三产业产值比重（%） Y4 工业烟尘排放量（104t）
X5 第三产业贡献率（%） Y5 工业粉尘排放量（104t）
X6 非农产值比重（%） Y6 工业固体废物生产量（104t）
X7 人均非农产值（元/人）
生态环境状态
Environmental
conditions
Y7 森林覆盖率（%）
生活城市化
Life urbanization
X8 社会消费品零售总额（108元） Y8 平均每人经营耕地面积（hm2）
X9 城镇居民年人均可支配收入（元） Y9 城市人均公共绿地面积（m2）
X10 万人拥有医生数（人） Y10 建成区绿化覆盖率（%）
X11 移动电话普及率（%） Y11 总供水量（108m3）
X12 万人拥有公共汽(电)车（辆） Y12 自然保护区面积（104km2）
X13 每万人口普通高校在校学生数（人） Y13
城市人均日生活用水量
（升/人·天）
X14 从事科技活动人员（人）
生态环境治理
Environmental
protection
Y14 环保投资占 GDP 比重（%）
空间城市化
Space
urbanization
X15 年末实有铺装道路面积(104m2) Y15 工业废水排放达标率（%）
X16 城市人口密度（人/km2） Y16 工业固体废物综合利用率（%）
X17 建成区面积（km2） Y17 城市污水日处理能力（104t）
X18 城市人均居住面积（m2） Y18 SO2 去除率（%）
Y19 建成噪声达标区面积（km2）
Y20 工业烟尘去除率（%）
Y21 工业粉尘回收率（%）

生态环境系统综合水平指数的测度模型。以城市化系
统为例，对城市化评价指标Xij（i=1,2,...,m; j=1,2,...,n）
进行计算，根据相关系数矩阵R的特征向量、特征根
i 及最初的标准化数据，可以得出相关系数矩阵R的
主成分[20]。如果前p个主成分对应的累积方差贡献率
1
85%
p
i
i
h

 ，可认为这p个主成分已基本反映了原
变量的主要信息，第p个主成分的得分值 pF 可表示为：
1
n
p pj j
j
F X

 ，式中 pj 为第p个主分的因子载荷值，
jX 为标准化处理后的指标值。
利用前p个主成分的得分矩阵及其对应的权重
1
i
i p
i
i
h



 

，得到城市化、城市生态环境的综合发展
指数，即：
1
*
p
i i
i
F F h


2.3 城市化与生态环境系统之间协调度的评价
利用模糊数学中的隶属度概念对两系统进行协调
度评价，若城市化和城市生态环境系统分别用 X 和 Y
来表示，则两系统对应的状态协调度函数可记为[19]：
2
2
( )
( / ) exp
i
X X
u i j
S
 
  
 

2
2
( )
( / ) exp
j
Y Y
u j i
S
 
  
  

式中 X、Y 分别表示城市生态环境和城市化发展
指数， X 为城市化发展水平对生态环境要求的协调
值，Y 为城市生态环境状况对城市化发展水平要求
的协调值，因实际中这两个系统不可能达到完全协
调，故在计算时将 X 、Y 分别取 0.8Y 和 0.8X。
2
iS 和
2
jS 分别表示城市生态
44 生 态 科 学 Ecological Science 31 卷

表 2 协调度等级划分标准
Table 2 Standard for grade classification of coordinative degree
协调度
Coordination degree
0-0.09 0.10-0.19 0.20-0.29 0.30-0.39 0.40-0.49
等级 Grade 极度失调 严重失调 中度失调 轻度失调 濒临失调
协调度
Coordination degree
0.50-0.59 0.60-0.69 0.70-0.79 0.80-0.89 0.90-1.00
等级 Grade 勉强协调 初级协调 中级协调 良好协调 优质协调

环境和城市化综合发展指数的方差。
城市化与城市生态环境系统之间的协调度可通
过下式进行计算：
 
 
min ( / ), ( / )
( , )
max ( / ), ( / )
s
u i j u j i
C i j
u i j u j i

0 ( , ) 1sC i j 
式中 ( , )sC i j 为城市环境状况与城市化发展水
平的静态协调度， ( / )u i j 为城市环境对城市化发展
的协调度， ( / )u j i 为城市化发展对城市环境的协调
度。通过这种方法求得的协调度 ( , )sC i j ，一般称为
静态协调度。在此基础上，采用均匀分布函数法拟定
协调度的等级划分标准[13]，据此判断城市化与城市
生态环境系统之间的协调程度（表2）。
1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
发
展
指
数
D
ev
el
o
p
m
en
t
In
d
ex
年份 Year
城市化发 展水平综 合指数 Synthetic appraising index of urbanization level
生态环 境质量指数 Eco-environment evaluation index

图1 1996－2008年间广东省城市化发展水平综合指数与生态
环境质量指数的动态变化
Fig.1 Variations of synthetic appraising index of urbanization
and eco-environment evaluation index in Guangdong from
1996 to 2008

为了进一步明确城市与生态环境两系统间相互
协调发展程度的变化趋势，引入了动态协调度
( )dC t ，这一指标可表示为[21]：
1
0
1
( ) ( )
T
d s
i
C t C t i
T


  0 ( )dC t t 
式 中 ( 1 ) , ( 2 ) , . . . , ( 1 ) , ( )s s s sC t T C t T C t C t    
为系统在 ( )t T t  这一时段中各个时刻的静态协调
度。设
2 1t t (任意两不同时刻) , 有 2 1( ) ( )d dC t C t ,
则表明系统一直处于协调发展的轨迹上。

2.4 数据来源
本文选取了广东省1996－2008 年人口、经济、
社会与环境的相关数据，数据主要来源于《中国建设
年鉴2005》、《中国城市建设统计年报》、《中国区域经
济统计年鉴》、《中国统计年鉴》、《广东统计年鉴 》
（1997-2009）和中经网统计数据库，分析样本总达
468个。统计分析采用SPSS17.0进行。

3 结果分析(Results and analyses)

3.1 广东省城市化与城市生态环境发展的综合发展
指数
由图1和表3可知，1996至2000年期间，广东省城
市化与城市生态环境的发展指数之间的差距随时间的
变化而发生波动。初期生态环境质量的改善速度低于
城市化发展速度，两者差距较大，随后有明显下降，
在1998至2003年期间，城市化与生态环境的综合发展
指数相当接近，处于优质或良好的协调状态，生态环
境的质量指数在2003年甚至一度略超过了同期城市化
发展水平指数。这之后，持续高速发展的城市化进程
所引发的生态环境问题开始显现，生态环境的变化对
城市化发展的影响和约束也逐渐增强，两者之间的协
调程度下降，生态环境质量已滞后于城市化的发展，
并且随着时间的推移，两者间的差距越来越大，在2007
年生态环境质量综合指数与城市化发展水平综合指数
的差值为0.117，相对滞后性表现的最为明显。

3.2 广东省城市化与城市生态环境发展的协调度
从图2可以看出，广东省的城市化发展与城市生
态环境的静态和动态协调度指数总体均呈现下降的
1 期 秦钟，等. 1996～2008 年广东省城市化进程与生态环境的协调性分析 45

表 3 广东省 1996-2008 年城市化水平与城市生态环境质量综合指数及协调度
Table3 Synthetic appraising index for urbanization and eco-environment and coordinative degree between them during 1996-2008
年份
Year
城市化发展水平综合指数
Synthetic appraising index of
urbanization
生态环境质量指数
Eco-environment evaluation index
静态协调度
Static coordination degree
协调度等级 Grade of
coordination degree
1996 0.0072 -0.0700 0.9589 优质协调
1997 0.0531 0.0284 0.9893 优质协调
1998 0.0821 0.0750 0.9940 优质协调
1999 0.1326 0.0958 0.9540 优质协调
2000 0.2645 0.2535 0.9729 优质协调
2001 0.3855 0.3648 0.9236 优质协调
2002 0.4282 0.3887 0.8386 良好协调
2003 0.4261 0.4322 0.9503 优质协调
2004 0.5052 0.4564 0.7733 中级协调
2005 0.5860 0.5016 0.5983 勉强协调
2006 0.6723 0.5901 0.5619 勉强协调
2007 0.7725 0.6559 0.3934 轻度失调
2008 0.8205 0.7050 0.3734 轻度失调

趋势，前者的波动幅度较大。在13年的研究时段中，
除1997、1998年和2003年外，其它年份的动态协调度
的水平均高于静态协调度。
1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
协
调
度
C
o
o
rd
in
at
io
n
d
eg
re
e
年份 Year
静态协调 度 Static coordination degree
动态协调 度 Dynamic coordination degree
图2 城市化进程与城市生态环境质量变化的协调度
（1996-2008年）
Fig.2 Coordination degree of urbanization level and
eco-environment quality in Guangdong (From 1996 to 2008)

具体来看，广东省的城市化发展与城市生态环境
的静态协调度在1996－2003年经历了“优质协调”
（1996－2001年、2003年）、“优质协调”（2002年）
等级阶段以后，步入了总体持续下降的阶段。2004
年处于“中级协调”状态，2005、2006年为“勉强协
调”，直到2007年，已呈现“轻度失调”的状态，城
市化与城市生态环境的静态协调度下降至0.3734。在
研究期间，城市化发展与城市生态环境的静态协调度
可大体上划分为两个阶段，其中前9年均处于总体协
调阶段，以1998年的静态协调度为最高，但自2005
年后，两者的静态协调度逐年降低，处于不协调阶段，
最高与最低静态协调度的比值约为2.7（表3）。
与静态协调发展度相比较，广东省的城市化发展
与城市生态环境的动态协调度变化更为平滑，可分为
3个阶段：1996－2004年处于优质协调阶段，2005－
2007年属于良好协调阶段，2008年则处于中度协调阶
段，城市化与城市生态环境的动态协调度的年均降幅
为1.4%左右。

4 结论和讨论 (Conclusions and discussion)

4.1 由图1可以看出，广东省生态环境对城市化的
响应较为明显，但生态环境质量发展指数的上升滞后
于城市化发展的进程。1996－1997年，城市化发展水
平高于比生态环境质量的综合水平，1998－2003年，
两者发展指数相当接近，说明城市化与城市生态环境
子系统内部要素之间按一定数量和结构所组成的有
机整体配合得当、有效运转，即城市化的发展方式与
资源环境相协调处于协调状态。自2004年以后，广东
省城市化发展水平显著上升，城市生态环境质量发展
指数逐渐滞后，协调度开始下降。2005年以后，城市
化发展速度逐渐抛离城市生态环境发展，两者发展速
46 生 态 科 学 Ecological Science 31 卷

度差距越来越大，以至系统协调度逐渐下降，在2007
年后城市化与生态环境系统协调度呈现轻度失调状
态。由此可以发现，在过去的十几年城市化发展历程
中衍生的一系列资源环境问题和出现的差距，使得城
市化进程中的生态环境保障凸显滞后，城市化与生态
环境的矛盾逐渐加剧, 生态环境对城市化的约束作
用增加，导致系统的协调性下降。
4.2 与快速的城市化进程发展相比，广东省的生
态环境质量的改善显得十分滞后，说明传统的重经济、
轻环保的思想还依然存在，在长期经济发展过程中伴
随着省内城市规模的扩大和数量的增加，土地资源短
缺、环境污染、能源消耗过快等困境，成为城市化健
康发展的制约因素。目前，广东省城市化与生态环境
系统的协调性已处于轻度失调的境地，城市化的发展
对生态环境的胁迫作用超过了资源与环境的承载能
力，从长远的观点来看，滞后于城市化发展进程的生
态环境质量最终会降低城市经济的发展速度，延缓城
市化，城市的可持续发展，解决这一问题的关键就是
要以当前广东省资源与生态环境保障程度为前提约
束条件，引导城市化保持合理的增长速度与发展质量，
科学选择符合广东省资源与生态环境实际的健康城
市化发展道路与模式。
4.3 从协同学的角度来看，协调是系统组成要素
之间在发展过程中彼此的和谐一致性。区域城市化与
生态环境系统是一个由多个子系统构成的复合系统，
各子系统之间相互关联，存在着着复杂的相互作用关
系， 并通过这些相互作用产生协调效应，保障和推
动城市化的向着健康有序的方向发展。城市化过程对
城市化地区的生态环境产生一定的影响, 但同时, 城
市化过程的任何一个层面又都受到生态环境不同程
度的限制和约束[15]，因而在研究城市化与生态环境
关系时，不仅要分析两者的总体协调度的时序变化，
还需要从城市化的多维角度出发，深入分析城市化与
市生态环境复合系统各子系统内部的相互影响、相互
制约的动态演进关系，寻找城市化与市生态环境和谐
发展的机理及相应的调控措施，这也是作者在后续研
究中的重要内容。

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