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第 35 卷 第 2 期 213 年 2 月 213,35(2):447-454 Resources Science Vol.35,No.2 Feb.,213 文 章 编 号 :17-7588(213)2-447-8 广 州 市 城 市 扩 张 和 经 济 发 展 之 间 的 关 系 郭 瑞 敏, 千 怀 遂, 李 明 霞, 梁 圆 ( 广 州 大 学 地 理 科 学 学 院, 广 州 516) 摘 要 : 本 文 基 于 广 州 市 1987 年 -21 年 的 建 成 区 面 积 和 第 二 三 产 业 GDP 的 统 计 数 据, 应 用 协 整 分 析 库 兹 涅 茨 曲 线 和 脱 钩 理 论 对 建 成 区 面 积 扩 张 和 经 济 发 展 之 间 的 关 系 进 行 实 证 研 究 结 果 表 明 两 者 之 间 存 在 长 期 协 整 关 系, 并 得 到 两 者 之 间 的 协 整 方 程, 通 过 Granger 因 果 检 验, 发 现 两 者 之 间 不 存 在 Granger 因 果 关 系 通 过 误 差 修 正 模 型 发 现 修 正 系 数 为 负, 符 合 误 差 修 正 机 制 通 过 对 建 成 区 面 积 和 第 二 三 产 业 GDP 之 关 系 的 库 兹 涅 茨 曲 线 研 究, 结 果 表 明 两 者 的 坐 标 曲 线 呈 倒 U 型 进 一 步 对 建 成 区 面 积 扩 张 和 第 二 三 产 业 GDP 进 行 总 量 脱 钩 研 究, 探 究 不 同 发 展 阶 段 城 市 扩 张 和 经 济 发 展 的 关 系 关 键 词 : 城 市 扩 张 ; 经 济 发 展 ; 协 整 分 析 ; 库 兹 涅 茨 曲 线 ; 脱 钩 分 析 ; 广 州 市 1 引 言 城 市 的 扩 张 受 多 种 因 素 的 影 响, 城 市 化 水 平 的 提 高 以 及 经 济 的 发 展 都 对 城 市 扩 张 有 着 重 要 影 响, 本 文 主 要 针 对 经 济 发 展 对 城 市 扩 张 的 影 响 进 行 研 究 选 取 城 市 建 成 区 面 积 的 变 化 作 为 城 市 扩 张 的 指 标 城 市 建 成 区 是 指 城 市 政 区 范 围 内 经 过 征 用 的 土 地 和 实 际 建 设 发 展 起 来 的 非 农 业 的 生 产 建 设 地 段, 包 括 市 区 集 中 连 片 的 部 分 以 及 分 散 在 近 邻 区 与 城 市 有 着 紧 密 联 系, 具 有 基 本 完 善 的 市 政 公 用 设 施 的 城 市 建 设 用 地 城 市 建 成 区 在 中 国 比 较 接 近 城 市 实 体 [1], 因 此 可 以 用 建 成 区 面 积 的 变 化 来 表 示 城 市 的 扩 张 很 多 专 家 和 学 者 在 对 建 成 区 扩 张 研 究 时 主 要 是 对 建 成 区 的 空 间 扩 张 特 征 及 其 影 响 因 素 进 行 研 [2] 究 彭 淑 贞 在 遥 感 和 GIS 技 术 的 支 持 下 对 泰 安 市 建 成 区 的 变 化 进 行 了 研 究, 得 出 泰 安 市 建 成 区 的 扩 张 与 固 定 资 产 投 资, 人 口 增 长 等 社 会 经 济 因 素 有 密 [3] 切 的 关 系 李 明 财 基 于 遥 感 和 GIS 对 天 津 市 建 成 区 扩 张 特 征 及 驱 动 力 进 行 了 分 析, 得 出 经 济 的 发 展 [4] 对 建 成 区 扩 张 起 了 主 要 作 用 徐 改 花 在 对 西 安 市 建 成 区 扩 张 及 动 力 机 制 进 行 分 析 时 得 出 社 会 经 济 的 发 展 是 建 成 区 扩 张 的 动 力 目 前 宏 观 经 济 学 中 Granger(1987) 提 出 的 协 整 检 验 已 经 成 为 分 析 非 平 稳 变 量 之 间 的 重 要 工 具 之 一, 通 过 线 性 误 差 修 正 模 型 来 刻 画 经 济 变 量 之 间 的 线 性 调 整 机 制 协 整 理 论 被 广 泛 的 应 用 到 各 个 领 域, 在 土 地 利 用 方 面, 目 前 关 注 较 多 的 是 耕 地 占 用 [5] 或 建 设 用 地 和 经 济 发 展 之 间 的 关 系 叶 浩 对 江 苏 省 1981 年 -24 年 间 的 耕 地 面 积 与 经 济 增 长 进 行 协 整 检 验 和 因 果 分 析, 结 果 发 现 耕 地 面 积 变 化 和 经 济 增 长 之 间 不 存 在 协 整 关 系, 但 是 存 在 着 单 向 的 [6] Granger 因 果 关 系 赵 可 依 据 我 国 1981 年 -27 年 的 时 序 数 据, 利 用 协 整 检 验 脉 冲 响 应 函 数 方 差 分 解 等 方 法, 对 城 市 建 设 用 地 经 济 发 展 之 间 的 关 系 进 行 了 分 析, 得 出 城 市 建 设 用 地 对 经 济 发 展 起 了 重 [7] 要 作 用 马 爱 慧 通 过 ADF 检 验 协 整 检 验 Granger 因 果 关 系 检 验 对 我 国 建 设 用 地 和 经 济 发 展 进 行 研 究, 得 出 建 设 用 地 面 积 增 加 是 经 济 发 展 的 Granger 原 因, 以 城 市 建 设 用 地 扩 张 换 取 经 济 的 发 展 只 是 短 期 的 增 长 运 用 Granger 因 果 关 系 检 验 法 对 哈 尔 滨 市 用 地 规 模 与 经 济 发 展 进 行 研 究, 得 出 城 镇 化 进 程 对 建 成 区 面 积 的 影 响 比 GDP 的 影 响 更 加 收 稿 日 期 :212-1-5; 修 订 日 期 :212-12-7 作 者 简 介 : 郭 瑞 敏, 女, 河 南 安 阳 人, 硕 士 生, 主 要 研 究 方 向 为 土 地 生 产 潜 力 与 高 效 管 理 E-mail:rmg1988@163.com 通 讯 作 者 : 千 怀 遂,E-mail:hsqian1956@163.com http://www.resci.cn

448 资 源 科 学 第 35 卷 第 2 期 显 著 [8] 2 世 纪 5 年 代, 库 兹 涅 茨 首 次 利 用 倒 U 型 曲 线 来 描 述 经 济 增 长 和 收 入 之 间 的 关 系, 提 出 库 兹 涅 茨 假 说, 后 来 被 引 用 到 生 态 环 境 领 域 来 描 述 经 济 增 长 和 环 境 之 间 的 关 系 [9] 库 兹 涅 茨 曲 线 被 广 泛 地 应 用 在 碳 排 放 和 经 济 发 展 以 及 环 境 污 染 和 经 济 增 长 的 关 系 研 究 中 [1-12] 通 过 对 建 成 区 面 积 和 经 济 发 展 关 系 的 库 兹 涅 茨 研 究, 可 以 探 究 建 成 区 面 积 扩 张 随 着 经 济 发 展 的 关 系 脱 钩 对 应 的 英 文 单 词 是 Decoupling, 源 于 物 理 学 领 域 OECD 将 脱 钩 概 念 应 用 于 农 业 政 策 领 域, 分 析 农 业 政 策 与 贸 易 和 市 场 均 衡 之 间 的 相 互 关 系 [13] 后 来 脱 钩 被 较 为 广 泛 地 应 用 在 资 源 环 境 领 域,OECD 认 为 脱 钩 就 是 打 破 环 境 危 害 和 经 济 财 [14] [15] 富 之 间 的 联 系 陆 钟 武 从 资 源 消 耗 及 废 物 排 放 与 经 济 增 长 的 定 量 关 系, 分 别 导 出 了 资 源 脱 钩 指 数 和 排 放 脱 钩 指 数, 将 结 果 划 分 为 绝 对 脱 钩 相 对 脱 钩 和 未 脱 钩 近 年 来 很 多 专 家 和 学 者 应 用 这 一 方 法, 研 究 耕 地 占 用 和 GDP 之 间 的 关 系 研 究 主 要 包 括 两 方 面 的 内 容 : 一 是 定 性 分 析 GDP 增 长 过 程 中 耕 地 流 失 和 建 设 用 地 占 用 耕 地 问 题, 探 讨 其 原 因 和 对 策 ; 二 是 定 量 分 析 耕 地 总 量 或 减 少 量 和 GDP 或 者 人 [16] [17] 均 GDP 或 者 其 他 指 标 之 间 的 关 系 其 中 陈 百 明 用 脱 钩 指 标 分 析 耕 地 占 用 和 GDP 增 长 之 间 的 关 系, 并 建 立 了 驱 动 力 - 压 力 - 响 应 系 统, 揭 示 耕 地 占 用 与 GDP 增 长 的 相 互 关 系 为 了 探 讨 经 济 增 长 和 建 设 [18] 用 地 扩 张 之 间 的 关 系, 钟 太 洋 将 脱 钩 的 概 念 和 计 算 方 法 引 入 土 地 利 用, 在 IPAT 模 型 基 础 上 建 立 建 设 用 地 和 GDP 增 长 之 间 的 关 系 1987 年 -21 年, 广 州 市 的 建 成 区 面 积 扩 张 了 将 近 3 倍, 从 一 定 程 度 上 反 映 了 广 州 市 城 市 化 发 展 迅 速 近 2 多 年 来 广 州 市 经 济 发 展 十 分 迅 速, 经 济 的 增 长 必 然 会 对 城 市 的 空 间 发 展 造 成 影 响 为 了 定 量 地 研 究 两 者 之 间 的 关 系, 本 文 通 过 ADF 平 稳 性 检 验, 协 整 检 验, 误 差 修 正 模 型,Granger 因 果 检 验, 探 究 建 成 区 面 积 扩 张 和 GDP 之 间 的 关 系 用 库 兹 涅 茨 曲 线 诊 断 两 者 关 系 的 变 化, 定 量 表 示 建 成 区 面 积 和 GDP 之 间 的 关 系 将 脱 钩 理 论 应 用 于 建 成 区 扩 张 与 非 农 GDP 的 关 系 研 究, 反 映 城 市 经 济 发 展 对 城 市 扩 张 的 压 力 变 化 2 数 据 来 源 和 研 究 方 法 本 文 选 取 建 成 区 面 积 作 为 城 市 扩 张 的 指 标, 考 虑 了 城 市 扩 张 的 累 积 效 应 和 城 市 扩 张 的 规 模 效 应 建 成 区 面 积 扩 张 主 要 用 于 第 二 三 产 业 的 发 展, 因 此 选 取 第 二 三 产 业 的 GDP( 非 农 GDP) 作 为 经 济 发 展 的 数 据 本 文 选 取 建 成 区 面 积 ( 单 位 为 km 2 ) 作 为 城 市 扩 张 的 数 据, 数 据 来 源 于 历 年 的 中 国 城 市 统 计 年 鉴 选 取 的 经 济 数 据 为 广 州 市 1987 年 -21 市 区 第 二 三 产 业 的 GDP( 单 位 为 万 元 ), 数 据 来 源 于 历 年 的 广 东 省 统 计 年 鉴, 为 了 消 除 价 格 因 素 的 影 响, 第 二 三 产 业 的 GDP 是 根 据 以 1978 年 为 基 期 的 GDP 指 数 计 算 获 得 的, 得 到 的 GDP 数 据 均 为 1978 年 不 变 价 格 的 实 际 GDP 由 于 经 济 数 据 和 城 市 扩 张 的 数 据 都 是 不 平 稳 的, 直 接 回 归 会 产 生 伪 回 归, 本 文 首 先 利 用 ADF 检 验 对 数 据 的 平 稳 性 进 行 检 验, 如 果 两 者 是 同 阶 单 整 的, 就 可 以 对 他 们 进 行 协 整 分 析, 得 出 它 们 之 间 的 长 期 协 整 关 系, 通 过 建 立 误 差 修 正 模 型, 得 出 长 期 关 系 变 化 中 的 短 期 波 动 并 检 验 其 格 兰 杰 因 果 关 系 ; 通 过 对 两 者 之 间 关 系 的 库 兹 涅 茨 曲 线 研 究, 定 量 地 表 示 两 者 之 间 的 关 系 变 化 ; 将 脱 钩 理 论 应 用 于 两 者 关 系 的 研 究 中, 对 较 长 的 一 个 时 期 段 内 不 同 的 阶 段 的 脱 钩 状 态 进 行 研 究 3 计 量 模 型 和 实 证 结 果 分 析 3.1 平 稳 性 检 验 传 统 的 回 归 分 析 要 求 数 据 是 平 稳 的, 否 则 就 会 产 生 伪 回 归 在 进 行 协 整 检 验 之 前 要 先 对 时 间 序 列 数 据 的 平 稳 性 进 行 分 析 本 文 采 用 ADF 单 位 根 检 验, 对 数 据 进 行 平 稳 性 分 析 建 立 原 假 设 H: 序 列 是 不 平 稳 的, 如 果 ADF 检 验 的 结 果 大 于 临 界 值, 则 H, 判 定 时 间 序 列 不 平 稳 ; 否 则 拒 绝 H, 判 定 时 间 序 列 是 平 稳 的 进 行 对 数 变 换 不 会 影 响 数 据 之 间 关 系 的 研 究, 为 了 消 除 异 方 差 的 影 响, 本 文 对 GDP 和 建 成 区 面 积 的 数 据 做 对 数 变 换, 分 别 为 LNG 和 LNA 由 表 1 可 以 看 出, 两 变 量 都 是 不 平 稳 的, 一 阶 差 分 序 列 DLNG 在 1% 显 著 性 水 平 是 平 稳 的, 一 阶 差 分 序 列 DLNA 在 5% 的 显 著 水 平 下 是 平 稳 的 得 到 两 序 列 都 是 一 阶 单 整 的 序 列, 因 此 可 以 检 验 他 们 之 间 http://www.resci.net

213 年 2 月 郭 瑞 敏 等 : 广 州 市 城 市 扩 张 和 经 济 发 展 之 间 的 关 系 449 的 协 整 关 系 3.2 协 整 检 验 虽 然 多 个 非 平 稳 的 时 间 序 列 变 量 具 有 各 自 的 长 期 波 动 规 律, 但 是 如 果 它 们 都 是 d 阶 单 整, 则 它 们 存 在 着 长 期 稳 定 的 比 例 关 系, 那 么 就 可 以 对 这 些 变 量 进 行 协 整 分 析 目 前 协 整 检 验 主 要 有 两 种 方 法 : 11987 年 Engle 和 Granger 提 出 的 基 于 两 变 量 的 协 整 回 归 残 差 ADF 检 验 ;2Johansen 和 Juselius 提 出 的 基 于 VAR 方 法 多 变 量 的 协 整 系 统 检 验 ( 又 称 JJ 检 验 ) [19] 本 文 采 用 两 变 量 的 EG 两 步 检 验 法 进 行 协 整 检 验 第 一 步, 用 普 通 最 小 二 乘 法 (OLS) 估 计 LNG 和 LNA 之 间 的 方 程 第 二 步, 检 验 残 差 et 的 单 整 性, 确 定 残 差 是 否 是 平 稳 序 列 如 果 残 差 是 平 稳 的, 那 么 两 者 之 间 存 在 长 期 关 系 本 文 将 LNG 和 LNA 进 行 OLS 回 归 得 到 的 长 期 均 衡 方 程 为 : LNA = -3.247 64 +.533 2 LNG +.5781 22LNA(-1)-.3213 59LNA(-2) R 2 =.9897 55,F =576.6556,DW =1.787 4 残 差 序 列 et 的 估 计 方 程 是 : et = LNA + 3.247 64 -.533 2 LNG -.5781 22LNA(-1) +.3213 59LNA(-2) (1) (2) 对 残 差 序 列 进 行 ADF 单 位 根 检 验, 若 残 差 是 平 稳 的, 则 变 量 之 间 存 在 协 整 关 系 检 验 结 果 如 表 2 所 示 由 表 2 可 以 看 到 et 通 过 1% 显 著 水 平 上 的 单 位 根 检 验, 所 以 LNG 和 LNA 是 协 整 的, 则 方 程 (1) 是 它 们 的 长 期 均 衡 方 程 从 长 期 均 衡 方 程 可 知, 经 济 增 长 1% 时, 建 成 区 面 积 增 长.533 2%, 它 同 时 还 受 到 上 两 期 建 成 区 面 积 的 影 响 3.3 误 差 修 正 模 型 如 果 变 量 间 存 在 协 整 关 系, 则 可 以 建 立 误 差 修 正 模 型 (ECM) 对 变 量 的 短 期 波 和 长 期 的 均 衡 直 接 描 述 LNG 和 LNA 之 间 存 在 长 期 协 整 关 系, 建 立 以 下 误 差 修 正 模 型 : 变 量 LNG DLNG LNA DLNA 注 : 检 验 类 型 (C,T,K) 分 别 代 表 是 否 包 含 常 数 项 趋 势 项 以 及 滞 后 阶 数 ;D 表 示 对 变 量 的 一 阶 差 分 变 量 et 检 验 类 型 (C T K) (C T ) (C ) (C ) (C ) 检 验 类 型 (C T K) ( ) 表 1 ADF 单 位 根 检 验 结 果 Table 1 The results of ADF test T 统 计 量 -1.6225 3-4.2173 41.5476 47-3.3965 8 1% 临 界 值 -4.4163 45-3.7695 97-3.7529 46-3.7695 97 DLNA =.8769 92 DLNG -.8575 52Residual(-1) -.62 98 +.464497 DLNA(-1) (3) R 2 =.712 3,F =13.2983,DW =1.7562 33 从 公 式 (3) 中, 当 期 建 城 区 面 积 短 期 变 动 不 仅 受 到 上 一 期 建 成 区 面 积 及 当 期 经 济 增 长 变 动 的 影 响, 而 且 还 受 到 上 一 期 长 期 均 衡 关 系 的 影 响 当 其 他 变 量 不 变 的 情 况 下, 上 一 期 建 成 区 面 积 增 长 1% 时, 本 期 建 城 区 面 积 增 加.4644 97%; 当 期 经 济 增 长 1% 时, 本 期 建 成 区 面 积 增 加.8769 92% 误 差 修 正 项 系 数 为 -.8575 52, 误 差 修 正 系 数 为 负 符 合 修 正 机 制 表 明 当 能 源 消 费 偏 离 均 衡 态 时, 误 差 修 正 项 将 以.8575 52 的 调 整 力 度 调 整 到 平 衡 状 态 3.4 Granger 因 果 关 系 检 验 Granger 因 果 关 系 检 验 可 以 发 现 协 整 关 系 中 的 因 果 方 向, 所 以 对 LNA 和 LNG 进 行 Granger 因 果 分 析 由 于 Granger 因 果 检 验 对 滞 后 期 十 分 敏 感, 所 以 本 文 选 取 了 滞 后 期 1~5 以 使 得 出 的 结 果 全 面 准 确, 结 果 如 表 3 所 示 5% 临 界 值 -3.622 33-3.48 61-2.998 46-3.48 61 表 2 残 差 序 列 et ADF 单 位 根 检 验 结 果 Table 2 The results of the ADF test of et residuals T 统 计 量 -3.9844 61 1% 临 界 值 -2.6797 35 5% 临 界 值 -1.958 88 注 : 检 验 类 型 (C,T,K) 分 别 代 表 是 否 包 含 常 数 项 趋 势 项 以 及 滞 后 阶 数 1% 临 界 值 -3.2485 92-2.6422 42-2.6387 52-2.6422 42 1% 临 界 值 -1.678 3 结 论 不 平 稳 平 稳 不 平 稳 平 稳 结 论 平 稳 从 表 3 可 以 看 出, 原 假 设 DLNG 不 是 DLNA 的 Granger 原 因 的 成 立 在 滞 后 阶 数 从 1 增 加 到 5 的 过 程 中 在 1% 的 显 著 性 水 平 下 一 直 都 原 假 设 同 时 另 外 一 个 原 假 设 DLNA 不 是 DLNG 的 Granger 原 因 在 滞 后 从 1 增 长 到 5 的 过 程 中 在 1% 的 显 著 性 水 平 下, 也 是 原 假 设 的 通 过 上 述 两 个 原 假 设 的 http://www.resci.cn

45 资 源 科 学 第 35 卷 第 2 期 表 3 LNA 与 LNG 格 兰 杰 因 果 关 系 检 验 结 果 Table 3 Granger causality test of LNA and LNG 滞 后 Null Hypothesis F-Statistic Probability 阶 数.2171 5.6468 1 1.2228 3.6425 7.387 6.962 8 2.1813 3.8359 6.128 6.9561 8 3 1.5829 9.245 9.5698.6913 8 4.8348 7.536 3.249 1.93 7 5.6843 3.6529 5 判 定, 可 以 粗 略 认 为 建 成 区 面 积 扩 张 和 经 济 发 展 之 间 是 没 有 Granger 因 果 关 系 的 3.5 建 成 区 面 积 和 经 济 发 展 间 的 库 兹 涅 茨 曲 线 分 析 1987 年 -21 年 建 设 用 地 和 经 济 总 量 都 在 增 加, 虽 然 通 过 格 兰 杰 因 果 检 验 两 者 之 间 不 存 在 Granger 因 果 关 系, 但 是 两 者 之 间 存 在 长 期 的 均 衡 关 系 在 城 市 化 发 展 初 期, 经 济 发 展 需 要 开 发 大 量 建 设 用 地 和 进 行 基 础 设 施 建 设, 导 致 城 市 向 外 大 量 扩 张 但 是 当 经 济 发 展 到 一 定 程 度 就 会 采 取 措 施 对 城 市 土 地 进 行 整 理, 使 城 市 土 地 利 用 更 加 集 约 通 过 对 两 者 之 间 关 系 的 库 兹 涅 茨 曲 线 研 究, 定 量 分 析 两 者 关 系 的 变 化 以 建 成 区 面 积 为 因 变 量, 非 农 GDP 为 自 变 量, 建 立 一 次 二 次 三 次 回 归 模 型 : Y = β + β 1 X + β 2 X 2 + β 3 X 3 (4) 式 中 Y 表 示 建 成 区 面 积 ;X 表 示 第 二 三 产 业 GDP 建 成 区 面 积 和 非 农 GDP 之 间 可 能 存 在 三 种 曲 线 关 系 : 线 性 U 型 或 者 倒 U 型 N 型 或 者 倒 N 型 ( 表 4) 通 过 对 建 成 区 面 积 和 非 农 GDP 进 行 一 次 方 二 次 方 三 次 方 的 估 计, 并 针 对 回 归 系 数 T 值 检 验 结 果 拟 合 系 数 R 2 和 F 值, 判 断 是 否 存 在 一 次 二 次 三 次 曲 线 关 系, 拟 合 参 数 见 表 5 从 表 5 中 的 回 归 结 果 可 以 看 出 二 次 曲 线 的 拟 合 效 果 最 好, 回 归 系 数 拟 合 系 数 和 F 值 均 通 过 1% 置 信 水 平 的 显 著 性 检 验 回 归 模 型 为 : Y = 81.1595 6 +.1 36X +( - 5.3 1-12 )X 2 R 2 =.9868 F = 784.5116 (5) 通 过 回 归 模 型 可 以 看 出, 广 州 市 建 成 区 面 积 和 非 农 GDP 之 间 的 库 兹 涅 茨 曲 线 呈 倒 U 型, 根 据 库 兹 涅 茨 U 型 曲 线 的 转 折 点 为 X = -β 1 /2β 3, 可 知 当 非 农 GDP 为 135 亿 元 时 建 成 区 面 积 达 到 顶 点, 此 时 建 成 区 面 积 为 18.19km 2, 当 非 农 GDP 小 于 135 亿 元 时, 建 成 区 面 积 随 着 非 农 GDP 数 值 的 增 长 而 变 大, 当 到 达 转 折 点 以 后 随 着 经 济 发 展 建 城 区 面 积 减 少 当 建 成 区 面 积 的 扩 张 到 一 定 程 度 以 后 再 增 加 面 积 就 会 减 弱 城 市 凝 聚 力, 造 成 土 地 利 用 效 率 减 弱, 不 利 于 经 济 的 发 展 所 以 当 建 成 区 的 面 积 达 到 18.19km 2 时 再 增 加 建 成 区 的 面 积, 就 可 能 会 阻 碍 经 济 的 发 展, 到 21 年 广 州 市 建 成 区 面 积 已 达 952km 2, 已 经 很 接 近 最 高 点, 在 目 前 的 经 济 模 式 下 不 宜 过 快 扩 大 表 4 建 城 区 面 积 和 非 农 GDP 之 间 的 三 种 曲 线 关 系 Table 4 Three curves between urban built-up area and the 类 型 1 2 3 non-agricultural GDP β1 β2 β3 曲 线 类 型 正 相 关 负 相 关 倒 U 型 U 型 倒 N 型 N 型 表 5 建 成 区 面 积 和 非 农 GDP 库 兹 涅 茨 曲 线 拟 合 结 果 Table 5 Kuznets curve estimation results of urban built-up area expansion and the non-agricultural GDP 曲 线 β β 1 β 2 β 3 R 2 F 一 次 166.1835 *.765 1-4*.9489 48.2928 二 次 81.15956 *.1 36 * -5.3 1-12*.9868 784.5116 三 次 82.3854 3 *.1 34 * -5.2 1-12 -1.52 1-2.9868 498.2158 注 :* 表 示 在 1% 的 水 平 上 显 著 http://www.resci.net

213 年 2 月 郭 瑞 敏 等 : 广 州 市 城 市 扩 张 和 经 济 发 展 之 间 的 关 系 451 建 成 区 的 面 积 3.6 脱 钩 分 析 脱 钩 的 测 度 方 法 目 前 主 要 有 变 化 量 综 合 分 析 法 脱 钩 指 数 法 弹 性 分 析 法 基 于 完 全 分 解 技 术 的 脱 钩 分 析 方 法 IPAT 模 型 法 描 述 统 计 分 析 法 计 量 分 析 法 和 差 分 回 归 系 数 法 [18] 不 同 研 究 对 于 脱 钩 的 定 义 和 类 型 划 分 有 差 异, 脱 钩 指 标 的 选 取 也 不 尽 相 同, 目 前 还 没 有 统 一 的 规 定 变 化 量 综 合 法 主 要 是 根 据 环 境 压 力 经 济 增 长 以 及 单 位 GDP 环 境 压 力 等 变 量 的 变 化 综 合 情 况 来 划 分 脱 钩 类 型 的, 将 脱 钩 情 况 分 为 强 脱 钩 弱 脱 钩 衰 退 性 脱 钩 强 复 钩 弱 复 钩 和 扩 张 性 脱 钩 弹 性 分 析 法 以 环 境 压 力 对 驱 动 因 素 弹 性 值 为 依 据 来 划 分, 将 结 果 分 为 强 脱 钩 弱 脱 钩 衰 退 性 脱 钩 强 负 脱 钩 弱 负 脱 钩 扩 张 性 负 脱 钩 以 及 扩 张 性 耦 合 和 衰 退 性 耦 合 IPAT 模 型 法, 在 IPAT 方 程 基 础 上 推 导 出 脱 钩, 可 以 将 划 分 为 脱 钩 和 未 脱 钩 [2] 脱 钩 评 价 模 式 较 常 用 的 有 总 量 评 价 和 IU 曲 线 评 价 总 量 评 价 主 要 考 察 经 济 总 量 增 长 与 环 境 压 力 总 量 的 变 化 情 况, 后 者 则 从 单 位 GDP 与 环 境 压 力 的 角 度 考 察 经 济 与 环 境 的 关 系 在 评 价 脱 钩 对 实 际 资 源 消 费 的 影 响 方 面, 总 量 评 价 法 具 有 优 势, IU 曲 线 评 价 可 以 体 现 脱 钩 的 内 在 机 理 脱 钩 经 常 用 来 形 容 阻 断 经 济 和 污 染 之 间 的 关 系, 具 体 的 可 以 用 脱 钩 指 数 来 表 示 依 据 Tapio [21] 等 人 的 思 路, 以.8 和 1.2 的 弹 性 值 作 为 划 分 脱 钩 状 态 的 临 界 值 采 用 建 成 区 面 积 扩 张 值 为 EP, 采 用 非 农 GDP 产 值 作 为 经 济 增 长 指 标 DF, 构 建 如 下 脱 钩 模 型 : T n + 1 = (EP n + 1 - EP n )/EP n (DF n + 1 - DF n )/DF n (6) 式 中 n 为 第 n 个 年 份 ;T n + 1 为 第 n +1 个 年 份 的 脱 钩 弹 性 ;EP n + 1 为 第 n +1 年 建 成 区 面 积 增 量,EP n 为 第 n 年 建 成 区 面 积 增 量,DF n + 1 为 第 n +1 年 非 农 GDP 的 产 值,DF n 为 第 n 年 非 农 GDP 的 产 值 各 类 脱 钩 指 标 见 表 6 本 文 选 取 弹 性 分 析 法 对 建 成 区 面 积 变 化 和 非 农 GDP 增 长 之 间 的 脱 钩 情 况 进 行 研 究 由 于 建 成 区 面 积 的 变 化 和 政 策 的 影 响 不 可 能 对 经 济 即 刻 产 生 影 响, 往 往 具 有 滞 后 性 常 用 的 消 除 滞 后 期 的 方 [23] 表 6 建 成 区 面 积 扩 张 和 经 济 增 长 脱 钩 程 度 定 义 Table 6 The decoupling degree definition of urban built-up area 负 脱 钩 脱 钩 连 接 [21] 法 主 要 有 两 种, 一 种 是 宋 伟 在 研 究 常 熟 市 耕 地 占 用 时 选 取 比 当 期 耕 地 占 用 数 据 推 迟 数 年 的 GDP 数 [16] 据 做 比 对 分 析 ; 另 一 种 是 杨 克 在 研 究 河 北 省 耕 地 占 用 时 采 用 的 将 研 究 期 分 段, 用 累 计 值 消 除 滞 后 效 应 本 文 采 用 第 二 种 方 法, 设 滞 后 期 为 3 年, 将 研 究 时 期 划 分 为 8 个 时 段 本 文 采 用 总 量 评 价 模 式 来 评 价 物 质 消 耗 总 量 和 经 济 增 长 总 量 之 间 的 关 系 通 过 进 一 步 计 算 得 出 建 成 区 面 积 扩 张 和 非 农 GDP 变 化 之 间 的 脱 钩 关 系 如 表 7 所 示,199 年 -1992 年 1993 年 -1995 年 1999 年 -21 年 建 成 区 面 积 和 非 农 GDP 表 现 为 扩 张 负 脱 钩, 建 成 区 面 积 扩 张 的 速 率 大 于 非 农 GDP 增 长 的 速 率, 经 济 的 增 长 对 建 成 区 扩 张 的 压 力 较 大 25 年 -27 年 两 者 的 状 态 表 现 为 弱 脱 钩, 这 一 时 期 建 成 区 面 积 和 非 农 GDP 都 在 增 加, 但 是 建 成 区 面 积 扩 张 的 速 率 比 经 济 增 长 的 速 率 要 低, 经 济 发 展 对 建 成 区 扩 张 的 压 力 较 小 1996 年 -1998 年 22 年 -24 年 28 年 -21 年 表 现 为 强 脱 钩 状 态 4 结 果 与 讨 论 expansion and economic growth [23] 脱 钩 状 态 扩 张 性 负 脱 钩 强 负 脱 钩 弱 负 脱 钩 弱 脱 钩 强 脱 钩 衰 退 脱 钩 增 长 连 接 衰 退 连 接 ΔEP ΔDF 通 过 对 广 州 市 1987 年 -21 年 建 成 区 面 积 和 非 农 GDP 之 间 关 系 的 研 究 表 明, 虽 然 两 者 各 有 自 己 的 波 动, 但 是 建 成 区 面 积 和 非 农 GDP 之 间 存 在 着 协 整 关 系, 非 农 GDP 每 增 长 1%, 建 成 区 面 积 扩 张.5332%, 即 他 们 之 间 存 在 着 长 期 均 衡 的 关 系, 短 期 内 通 过 误 差 修 正 系 数 调 节 使 之 到 达 平 衡 状 态 通 过 Granger 因 果 检 验 得 出 两 者 之 间 不 存 在 Granger 因 果 关 系 非 农 GDP 和 建 成 区 面 积 之 间 呈 现 倒 U 型 关 系, 处 于 建 成 区 面 积 随 着 经 济 的 发 展 在 不 断 扩 张 的 阶 段 从 脱 钩 结 果 可 以 看 出, 两 者 之 间 从 扩 张 T >1.2 <T.8 <T.8 >1.2.8<T<1.2.8<T<1.2 http://www.resci.cn

452 资 源 科 学 表 7 建 城 区 面 积 扩 张 和 非 农 GDP 脱 钩 指 标 和 弹 性 计 算 Table 7 The decoupling elasticity between urban built-up area and the non-agricultural GDP 时 期 ( 年 ) 建 成 区 面 积 建 成 区 面 积 非 农 GDP 非 农 GDP 扩 张 (km 2 ) 扩 张 率 产 值 ( 亿 元 ) 产 值 变 化 率 T 脱 钩 状 态 1987-1989 -48-21.16 - - 199-1992 6 1.125 32.41.44 2.556 扩 张 负 脱 钩 1993-1995 71 1.833 366.1.21 51.587 扩 张 负 脱 钩 1996-1998 16 -.775 479.32.31-2.5 强 脱 钩 1999-21 251 14.6875 835.84.74 19.85 扩 张 负 脱 钩 22-24 144 -.426 1362.32.63 -.676 强 脱 钩 25-27 174.28 2278.13.67.311 弱 脱 钩 28-21 18 -.379 3212.38.41 -.925 强 脱 钩 注 : 建 成 区 面 积 扩 张 率 和 非 农 GDP 变 化 率 正 值 表 示 增 加, 负 值 表 示 减 少 第 35 卷 第 2 期 负 脱 钩 状 态 到 强 脱 钩 状 态 转 变, 说 明 经 济 发 展 对 城 市 扩 张 的 压 力 逐 渐 减 弱 近 年 来 广 州 的 经 济 迅 速 发 展, 尤 其 是 在 1987 年 到 1996 年 广 州 非 农 GDP 迅 速 增 加 经 济 的 发 展 需 要 新 增 大 量 的 建 设 用 地 而 且 基 础 设 施 的 建 设 需 要 占 用 大 量 的 土 地, 所 以 促 使 城 市 向 外 不 断 地 扩 张, 这 一 时 期 建 成 区 面 积 迅 速 增 加 所 以 这 一 时 期 两 者 的 脱 钩 状 态 呈 现 为 扩 张 负 脱 钩 之 后 随 着 经 济 的 发 展, 广 州 市 不 断 进 行 产 业 结 构 调 整, 第 三 产 业 对 地 区 生 产 总 值 贡 献 的 比 重 越 来 越 大 第 三 产 业 主 要 是 服 务 业 和 高 新 技 术 产 业, 第 三 产 业 产 值 的 增 长 较 少 依 赖 于 用 地 面 积 的 增 加 广 州 作 为 改 革 开 放 的 前 沿, 对 外 贸 易 迅 速 增 长, 在 很 大 程 度 上 推 动 了 经 济 的 快 速 发 展 再 加 上 基 础 设 施 建 设 越 来 越 完 善, 经 济 的 发 展 对 建 成 区 面 积 扩 张 的 压 力 减 小 [22] 国 内 从 199 年 后 迅 速 开 展 城 市 土 地 集 约 利 用, 为 了 经 济 可 持 续 健 康 发 展, 广 州 市 也 逐 渐 转 变 土 地 利 用 方 式, 通 过 土 地 整 理 提 高 建 筑 容 积 率 等 一 系 列 措 施 提 高 土 地 利 用 效 率 所 以 这 一 时 期 经 济 的 快 速 发 展 对 建 成 区 面 积 依 赖 减 弱, 两 者 之 间 呈 现 脱 钩 状 态 行 政 区 划 变 化 也 会 造 成 建 成 区 面 积 的 变 化, 广 州 市 在 1987 年 -21 年 进 行 了 几 次 行 政 区 划 的 调 整 2 年 广 州 市 政 府 为 了 协 调 管 理 促 进 经 济 协 调 发 展, 发 展 了 撤 市 设 区 扩 大 城 市 建 成 区 面 积 达 到 共 享 资 源, 政 府 决 策 引 导 加 快 了 建 成 区 建 设 的 [23] 步 伐, 促 进 了 建 成 区 用 地 规 模 及 基 础 设 施 的 变 化, 所 以 建 成 区 面 积 在 这 一 时 段 迅 速 增 加 以 至 于 在 出 现 强 脱 钩 之 后 1999 年 -21 年 又 出 现 了 短 暂 的 扩 张 负 脱 钩 的 不 理 想 状 态 通 过 对 经 济 发 展 和 建 成 区 面 积 扩 张 之 间 脱 钩 研 究 得 出, 经 济 发 展 初 期 对 建 成 区 扩 张 的 压 力 较 大, 表 现 出 扩 张 负 脱 钩 状 态 随 着 经 济 的 发 展 逐 渐 出 现 脱 钩 状 态, 经 济 发 展 对 建 设 用 地 压 力 减 小 非 农 GDP 和 建 成 区 之 间 的 倒 U 型 库 兹 涅 茨 曲 线 也 与 脱 钩 描 述 的 状 态 相 符 根 据 目 前 所 处 的 脱 钩 状 态 可 以 预 测 倒 U 型 库 兹 涅 茨 曲 线 将 会 出 现 拐 点 城 市 土 地 扩 张 的 主 要 驱 动 因 素 有 城 市 人 口 和 社 会 经 济 的 发 展 城 市 土 地 为 人 们 提 供 生 活 工 作 和 学 习 的 场 所, 城 市 人 口 对 空 间 的 需 求 会 对 城 市 扩 张 产 生 动 力 城 市 人 口 增 加 必 然 会 增 加 对 住 房 交 通 和 公 共 设 施 的 压 力 随 着 广 州 市 的 发 展, 广 州 的 人 口 压 力 也 越 来 越 大 巨 大 的 人 口 压 力 对 城 市 的 扩 张 产 生 巨 大 的 动 力, 必 然 会 使 建 城 区 的 面 积 扩 张 经 济 的 增 长 也 是 城 市 扩 张 的 一 个 主 要 动 因, 城 市 空 间 的 扩 展 是 城 市 经 济 发 展 的 需 求 经 济 增 长 会 带 来 城 市 规 模 变 化 当 经 济 发 展 了 必 然 会 使 企 业 扩 大 生 产 规 模 以 求 取 更 多 的 发 展, 经 济 越 发 展 人 们 会 对 居 住 环 境 和 配 套 设 施 产 生 更 高 的 要 求, 例 如 对 人 均 住 房 面 积 人 均 绿 地 人 均 公 共 设 施 的 要 求 增 加, 必 然 会 导 致 用 地 需 求 的 增 加 建 成 区 面 积 及 其 与 经 济 发 展 的 关 系 受 多 方 面 的 因 素 影 响, 也 说 明 了 两 者 不 存 在 Granger 因 果 关 系 的 原 因 从 整 体 上 看, 广 州 市 的 非 农 经 济 发 展 和 建 成 区 面 积 之 间 存 在 着 长 期 均 衡 的 关 系 在 城 市 化 初 期, 大 量 的 人 口 涌 入 城 市, 城 市 基 础 建 设 和 公 共 设 施 的 需 求 加 大 了 对 城 市 面 积 的 扩 张 的 压 力, 城 市 建 成 区 http://www.resci.net

213 年 2 月 郭 瑞 敏 等 : 广 州 市 城 市 扩 张 和 经 济 发 展 之 间 的 关 系 453 面 积 不 断 地 扩 张 以 满 足 经 济 发 展 的 要 求 随 着 产 业 结 构 的 调 整 城 市 基 础 设 施 的 完 善 及 土 地 的 集 约 利 用, 建 成 区 域 面 积 扩 张 速 度 下 降, 城 市 的 发 展 对 城 市 扩 张 的 要 求 降 低 城 市 经 济 发 展 和 城 市 扩 张 的 倒 U 型 曲 线 表 明, 建 城 区 的 面 积 随 着 经 济 的 发 展 不 断 增 加, 但 是 当 经 济 发 展 到 一 定 程 度, 通 过 对 城 市 土 地 的 整 理, 提 高 土 地 的 利 用 效 率, 促 使 经 济 增 长 从 粗 放 型 向 集 约 型 转 变, 城 市 建 成 区 的 面 积 可 能 会 下 降 目 前 正 处 于 建 成 区 面 积 随 着 经 济 增 长 而 逐 渐 增 加 的 阶 段, 但 已 经 接 近 最 高 转 折 点 通 过 对 它 们 之 间 的 脱 钩 研 究, 从 开 始 的 扩 张 负 脱 钩 的 不 理 想 状 态 到 强 脱 钩 的 理 想 状 态 也 表 明 城 市 经 济 发 展 对 城 市 扩 张 的 压 力 逐 渐 的 减 小 目 前 应 该 立 足 于 城 市 内 部, 调 整 土 地 利 用 结 构, 集 约 和 合 理 的 利 用 土 地, 大 力 发 展 第 三 产 业 以 及 高 新 技 术 产 业 等, 促 进 经 济 快 速 健 康 发 展 参 考 文 献 (References): [ 1 ] 谈 明 洪, 李 秀 彬, 吕 昌 河. 我 国 城 市 用 地 扩 张 的 驱 动 力 分 析 [J]. 经 济 地 理,23,23(5):635-639. [ 2 ] 彭 淑 贞, 程 鹏, 张 伟, 等. 1979 26 年 泰 安 市 建 成 区 扩 展 特 征 及 影 响 因 素 分 析 [J]. 资 源 开 发 与 市 场,211,27(6):57-51. [ 3 ] 李 明 财, 郭 军, 熊 明 明. 基 于 遥 感 和 GIS 的 天 津 建 成 区 扩 张 特 征 及 驱 动 力 [J]. 生 态 学 杂 志,211,3(7):1521-1528. [ 4 ] 徐 改 花, 张 福 平, 赵 沙. 西 安 市 建 成 区 扩 张 及 动 力 机 制 分 析 [J]. 干 旱 区 资 源 与 环 境,212,26(4):37-43. [ 5 ] 叶 浩, 濮 励 杰. 江 苏 省 耕 地 面 积 变 化 与 经 济 增 长 的 协 整 性 与 因 果 关 系 分 析 [J]. 自 然 资 源 学 报,27,22(5):766-774. [ 6 ] 赵 可, 张 安 录. 城 市 建 设 用 地 经 济 发 展 与 城 市 化 关 系 的 计 量 分 析 [J]. 中 国 人 口 资 源 与 环 境,211,21(1):7-12. [ 7 ] 马 爱 慧, 张 安 录. 建 设 用 地 扩 张 与 经 济 发 展 动 态 计 量 分 析 [J]. 经 济 纵 横,211,(4):112-114. [ 8 ] 郝 丽 梅, 栾 超, 王 蓥, 等. 哈 尔 滨 市 用 地 规 模 与 经 济 发 展 的 相 关 性 分 析 [J]. 黑 龙 江 科 技 信 息,211,(3):19. [ 9 ] 张 润 森, 濮 励 杰, 文 继 群, 等. 建 设 用 地 扩 张 与 碳 排 放 效 应 的 库 兹 涅 茨 曲 线 假 说 及 验 证 [J]. 自 然 资 源 学 报,212,27(5):723-733. [1] 杨 丹 辉, 李 红 莉. 地 方 经 济 增 长 与 环 境 质 量 以 山 东 省 域 为 例 的 库 兹 涅 茨 曲 线 分 析 [J]. 经 济 管 理,211,33(3):37-45. [11] 高 宏 霞, 杨 林, 王 节. 经 济 增 长 与 环 境 污 染 关 系 的 研 究 基 于 环 境 库 兹 涅 茨 曲 线 的 实 证 分 析 [J]. 云 南 财 经 大 学 学 报,212, (2):7-79. [12] 李 国 华, 王 志 宪. 青 岛 市 环 境 库 兹 涅 茨 曲 线 特 征 分 析 及 空 气 质 量 评 价 [J]. 安 徽 农 业 科 学,211,39(27):1673-1676. [13] OECD. Decoupling:A conceptual overview[r]. Paris:OECD, 2. [14] OECD. Environmental indicators-development,measurement and use[r]. Paris:OECD,23. [15] 陆 钟 武, 王 鹤 鸣, 岳 强. 脱 钩 指 数 : 资 源 消 耗 废 物 排 放 与 经 济 增 长 的 定 量 表 达 [J]. 资 源 科 学,211,33(1):2-9. [16] 杨 克, 陈 百 明, 宋 伟. 河 北 省 耕 地 占 用 与 GDP 增 长 的 脱 钩 分 析 [J]. 资 源 科 学,29,31(11):194-1946. [17] 陈 百 明, 杜 红 亮. 试 论 耕 地 占 用 与 GDP 增 长 的 脱 钩 研 究 [J]. 资 源 科 学,26,28(5):36-42. [18] 钟 太 洋, 黄 贤 金, 王 柏 源. 经 济 增 长 与 建 设 用 地 扩 张 的 脱 钩 分 析 [J]. 自 然 资 源 学 报,21,25(1):18-28. [19] 路 世 昌, 高 丽 艳. 辽 宁 省 能 源 消 费 与 经 济 增 长 关 系 的 协 整 分 析 [J]. 工 业 技 术 经 济,211,(8):43-47. [2] 宋 伟, 陈 百 明, 陈 曦 炜. 常 熟 市 耕 地 占 用 与 经 济 增 长 的 脱 钩 (Decoupling) 评 价 [J]. 自 然 资 源 学 报,29,24(19):1532-154. [21] Petri Tapio. Towards a theory of decoupling:degrees of decoupling in the EU and case of road traffic in Finland between 197 and21[j]. TransportPolicy,25,12(2):137-151. [22] 朱 天 明, 杨 桂 山, 万 荣 荣. 城 市 土 地 集 约 利 用 国 内 外 研 究 进 展 [J]. 经 济 地 理,29,29(6):977-983. [23] 杨 瑞 妍. 城 市 建 城 区 面 积 扩 张 驱 动 力 研 究 以 广 州 市 为 例 [J]. 中 国 名 城,21,(12):64-69. http://www.resci.cn

454 资 源 科 学 第 35 卷 第 2 期 The Relationship between Urban Expansion and Economic Development of Guangzhou City GUO Ruimin,QIAN Huaisui,LI Mingxia,LIANG Yuan ( College of Geographical Science,Guangzhou University,Guangzhou 516,China) Abstract:Economic development is one of the major drivers of urban expansion. Here, we address the relationship between urban expansion and economic development from 1987 to 21 for Guangzhou by combining the three methods of cointegration analysis, Kuznets Curve and decoupling analysis. Change in built-up areas was the indicator of urban expansion. We found that built-up areas have expanded by.533 2%, as the economy increased by 1%. The relationship between the urban built-up area and the second and tertiary industry GDP Kuznets Curve is an inverted U. The inflection point appears when GDP for second and tertiary industries reaches 13.5 1 6 million CNY; thus far this point has not been reached. Due to changes in built-up areas and the impact of policy, the impact on the economy is not immediate and often has hysteresis qualities. We used the cumulative value to eliminate lag effects and divided the study period into eight parts. Results showed that economic development placed large pressure on urban expansion initially, but with the development of the economy pressure eased. It appears that economic development and urban expansion have a close relationship and the built up area should not be further expanded. Future rapid and sound development should be based on internal urban environments, adjusted land use structure, and land use intensity. Key words:urban expansion;economic development;co-integration analysis;kuznets Curve; Decoupling analysis;guangzhou City http://www.resci.net