天山北坡城市群高质量测度与障碍因子诊断研究

A Study on High Quality Measurement and Obstacle Factor Diagnosis of Urban Agglomeration on the North Slope of Tianshan Mountains

摘要

通过熵权TOPSIS方法，测度2020年天山北坡城市群高质量发展水平，并采用障碍因子模型和耦合协调模型，判定影响高质量发展的障碍因子和城市内部协调度。结果表明：高质量综合得分排名为乌鲁木齐市>克拉玛依市>石河子市>吐鲁番市>五家渠市>昌吉市>阜康市；影响乌鲁木齐市主要障碍因子是建成区绿化覆盖率、每万人图书馆数量、人均城市道路面积、建成区排水管道密度；其余城市的主要障碍因子是进出口贸易额、城市GDP、每万人专利授予量、参加基本养老保险的人数；乌鲁木齐市属于轻度失调，石河子市、克拉玛依市和昌吉市属于严重失调，吐鲁番市、五家渠市和阜康市属于极度失调。天山北坡城市群高质量发展水平与内部耦合协调水平低且呈非均衡的空间分布格局，未来应充分发挥各市的区位、资源和产业优势，着力补齐短板，注重全方位协调发展，提升发展质量。

Abstract

A high quality development index evaluation system was constructed based on the five development concepts， which was applied to measure the level of high quality development of the urban agglomeration on the northern slope of the Tianshan Mountains in 2020 by using the entropy weight TOPSIS method，and to determine the obstacle factors that affect high-quality development and the internal coordination degree of the city by using the obstacle factor model and coupling coordination model. The results showed that the comprehensive scores in high quality development ranked as Urumqi>Karamay>Shihezi>Turpan>Wujiaqu>Changji>Fukang； the main obstacle factors affecting Urumqi city were the green coverage rate in the built-up area， the number of libraries per 10 000 people， the per capita urban road area， and the density of drainage pipelines in the built-up area； for other cities， the main obstacle factors were import and export trade volume， urban GDP， patent grants per 10 000 people， and the number of people participating in basic pension insurance； in term of the internal coordination degree， Urumqi belonged to mild imbalance， Shihezi， Karamay and Changji belonged to serious imbalance， and Turpan， Wujiaqu and Fukang belonged to extreme imbalance. The analysis indicated that the high-quality development level and internal coupling coordination level of the urban agglomeration on the northern slope of the Tianshan Mountains were low and exhibited an uneven spatial distribution pattern. It was suggested that the advantages of each city in geographical location， resources and industry should be fully utilized， more effort should be focused on filling the gaps and more attention should be paid to all-round coordinated development to improve the quality of development.

Graphical abstract

关键词

天山北坡城市群 / 高质量发展 / 熵权-TOPSIS / 障碍因子 / 协调度

Key words

urban agglomeration in northern slope of Tianshan Mountains / high quality development / entropy weight TOPSIS / obstacle factor / coordination degree

高质量发展的本质是以满足人民日益增长的对美好生活需要为目标的高效率、公平和绿色可持续的发展。高质量发展内涵有以下观点：（1）高质量发展等同于五大新发展理念；（2）高质量发展应着眼于当前经济发展中的不足，从社会福利、经济结构改革、生态环境等多角度探讨经济高质量发展的内涵与发展目标^［1］。目前，高质量发展研究主要包括城市群、耦合协调、数字经济、产业结构、生态环境、绿色发展等。研究区主要集中在长三角、京津冀、黄河流域等。在评价体系的构建上，从多视角探索改善了以往研究的局限性。综合来看，以创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念为主流，其次从城市流、社会发展、经济增长、生态环境、创新效率、民生改善、绿色生态等多个方面构建评价指标体系。研究方法包括熵权法、云模型、马尔科夫转移矩阵、地理加权回归模型、Dagum基尼系数、Kernel密度、泰尔指数、莫兰指数等。

高质量发展以城市群经济研究较多。如石彩霞等^［2］揭示长江经济带高质量发展水平的时空演进规律，并采用障碍度模型诊断障碍因子；康艳青等^［3］研究表明黄河流域各城市群在经济增长和生态建设维度上差异较大，在社会发展和环境保护维度上差异较小；安欣等^［4］认为要因地制宜探索特色化的发展路径，促进各城市分工合作，实现资源互补与功能融合；裴玮^［5］测度国家中心城市高质量发展水平呈东、中、西的梯度分布和空间集聚性，城市差异化发展的态势更加明显；杨传明^［6］测度长三角城市群高质量发展水平总体呈上升趋势，经济运行和创新效率表现突出，协调性存在不足；王小华等^［7］研究表明省际经济高质量发展的空间关联网络通达性较强且存在多重叠加现象和一定的等级性。随着研究的不断深入，学者们逐渐开展城市高质量发展趋同俱乐部时空演进研究，农业生产性服务业高质量发展研究，数字经济驱动与文化产业高质量发展研究以及体育产业对经济高质量发展影响及耦合度分析研究等。

综上，学界已从不同方面运用多种方法探讨了不同区域的高质量发展相关问题。但对新疆维吾尔自治区（简称新疆）高质量发展的研究鲜有报道。新疆地域辽阔，市镇之间距离远，布局分散，唯一一个城市群—— 天山北坡城市群，经济欠发达。从西部城市群整体发展水平看，天山北坡城市群发展水平最低^［8］。关于新疆城市高质量发展的研究，一方面是以新疆14个地州为研究对象，分析空间差异；另一方面是以整个新疆为研究对象，分析高质量发展时间变化，而基于天山北坡城市群视角的研究较少。在“一带一路”倡议中，新疆被明确定位为丝绸之路经济带的核心地区，而天山北坡城市群作为新疆经济发展的核心区域，也是新疆经济发展的增长极，在打造向西开放的区域经济中心的过程中，起区域引领作用，有独特的区位优势^［9⁃10］。 高能级的城市群以贯彻落实五大新发展理念为新动能，新动能的释放和能级的提升将推动城市群进一步实现高质量发展^［11］。鉴于此，本文基于五大新发展理念，构建评价指标体系，首先，采用熵权-TOPSIS法，测度2020年天山北坡城市群高质量发展指数，并对高质量发展水平的影响机制进行分析。其次，采用障碍度和耦合协调模型，探讨影响城市高质量发展的主要因素和城市内部协调度，以期为天山北坡城市群高质量发展提供科学参考。

1 研究区概况

天山北坡城市群位于准噶尔盆地南缘（39°40′~45°30′N、82°30′~91°30′E），背靠天山山脉，北部为古尔班通古特沙漠，区域狭长^［12］（图1）；该区域是国家“十三五”期间推动建设的19个城市群之一，也是丝绸之路 经济带核心区建设的唯一一个城市群。

基于数据的可获取性以及结果的可对比性，天山北坡城市群包括乌鲁木齐市、克拉玛依市、吐鲁番市、昌吉市、石河子市、五家渠市、阜康市。2020年研究区城镇人口342.74万人，占新疆总人口的27.07%；生产总值为5 760.32亿元，占新疆总产值的41.75%，其中非农产值达到5 555.53亿元，占47.02%；社会消费品零售总额1 451.18亿元，占全部的47.38%。天山北坡城市群是目前新疆最为发达的地区，也是未来引领新疆进行新型城镇化建设和社会经济发展的战略核心区^［13］，其高质量发展对整个新疆高质量发展具有带动作用。

2 指标评价体系构建

本文具体的指标选择方式在借鉴相关研究的基础上^［14］，依据科学、全面、可操作等原则，最终构建了包括5个维度、27个具体指标的天山北坡城市群高质量发展水平评价指标体系，见表1。

3 研究方法与数据来源

3.1 熵权TOPSIS法

采用熵权TOPSIS法对城市高质量发展水平进行测度。首先利用熵权法对各指标权重进行赋值计算，然后用TOPSIS法测度其靠近或偏离正、负理想解的程度来最终确定城市高质量发展指数值。具体公式见文献［15⁃16］。

3.2 障碍度模型

为进一步厘清天山北坡城市群高质量发展的短板，引用障碍度模型^［17］分析影响城市高质量发展的障碍因子，具体步骤为

H_{ij}=\left(\mathrm{1}-X_{ij}\right)\times W_{ij}，（1）

M_{ij}=H_{ij}\times \mathrm{100}\mathrm{\%}/{\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^n}\left(H_{ij}\right)，（2）

其中：H_{ij}为该因子的贡献程度；W_{ij}为第i项指标所占的权重；M_{ij}为该指标障碍度。

3.3 耦合协调度模型

参照文献［18］，本文引入耦合协调度模型，对天山北坡主要城市内部五大准则层的耦合协调度进行测算，具体公式为

C={\left\{\frac{U_{\mathrm{1}}\times U_{\mathrm{2}}\times U_{\mathrm{3}}\times U_{{}_{\mathrm{4}}}\times U_{\mathrm{5}}}{{\left[U_{\mathrm{1}}+U_{\mathrm{2}}+U_{\mathrm{3}}+U_{{}_{\mathrm{4}}}+U_{\mathrm{5}}\right]}^{\mathrm{5}}}\right\}}^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{5}}}，（3）

D=\sqrt[]{C\times S}，（4）

式中：U₁、U₂、U₃、U₄、U₅分别是创新、协调、绿色、开放、共享指数；C为耦合度；D为协调度；S为高质量发展综合指数。耦合协调度反映各准则层之间相互影响相互促进的程度，协调度越高表明准则层之间能够协调共进，说明发展质量越高。

3.4 数据来源

行政边界矢量数据来源于资源环境科学与数据中心（https：//www.resdc.cn/）；指标层数据来源于2021年《新疆统计年鉴》以及研究城市的2020年国民经济和社会发展统计公报；阜康市进出口贸易额是去除研究区最大值和最小值后的平均值，所以不对阜康市的开放程度进行具体分析。

4 结果分析

4.1 城市高质量发展评价

基于构建的高质量发展指标评价体系及测算方法，得出评价结果见表2、图2、图3。

从表2可知，2020年天山北坡城市高质量发展综合指数介于0.019~0.845，均值E为0.230，标准差SD为0.257，各城市的差异较大。借鉴相关研究^［19］，根据均值和标准差的关系，将综合指数大于Ｅ+0.5SD，即 大于等于0.359的城市称为“高水平城市”；将综合指数介于Ｅ-0.5SD至Ｅ+0.5SD之间，即小于0.359大于0.102的称为“中等水平城市”；将综合指数小于Ｅ-0.5SD，即小于等于0.102的城市称为“低水平城市”。城市高质量综合得分排名呈乌鲁木齐市>克拉玛依市>石河子市>吐鲁番市>五家渠市>昌吉市>阜康市，得分最高的是乌鲁木齐市，远高于其他城市而成为天山北坡城市群中高质量高水平城市，中等水平城市是克拉玛依市、石河子市、吐鲁番市、五家渠市、昌吉市，低水平城市是阜康市。

天山北坡城市群高质量发展指数差距最大的是创新指数和开放指数，差距最小的是绿色指数（表2）。乌鲁木齐市的创新性、开放性、共享性和协调性远高于其他城市，绿色状况较好；克拉玛依市的绿色状况优于其他城市，其共享、协调状况较好，创新次于乌鲁木齐市、昌吉市和石河子市，开放度低；吐鲁番市的共享准则层得分较好，其余准则层得分不高；昌吉市协调、开放与创新准则层得分状况较好，绿色准则层得分不高，共享性差；石河子市创新、开放准则层得分状况较好，共享和协调准则层结果不突出，绿色准则层得分较低；除五家渠市绿色状况优，阜康市开放度因数据缺失不参与评比外，两个城市的其余准则层得分都不高。

4.2 障碍度结果分析

分析影响天山北坡城市群高质量发展的障碍因子的结果见图4和表3。

本文共涉及27个准则层指标，借鉴相关研究^［20］，图4仅列出影响天山北坡城市群高质量发展障碍度排序前6位的因子，分别是进出口贸易额（14.73%）、城市GDP（10.42%）、每万人专利授予量（9.98%）、参加基本养老保险的人数（8.90%）、产业结构高级化指数（6.04%）、建成区绿化覆盖率（5.74%）。排名前6位障碍因子的障碍度总和为55.81%。表3是针对不同城市影响其发展的障碍度排序前6位的因子，其障碍度总和介于52.22%~71.49%。分析结果可知：（1）影响乌鲁木齐市高质量发展的主要因子是建成区绿化覆盖率、每万人图书馆数量、人均城市道路面积、建成区排水管道密度等，原因在于乌鲁木齐市人口规模大，人均社会公共资源量较少，加之老城区面积较其他城市大而导致建成区排水管道密度小于其他城市；（2）影响克拉玛依市高质量发展的主要因子是进出口贸易额、城市GDP、产业结构高级化指数等；（3）影响吐鲁番市高质量发展的主要因子是进出口贸易额、城市GDP、建成区绿化覆盖率、产业结构高级化指数等；（4）影响昌吉市高质量发展的主要因子是进出口贸易额、城市GDP、建成区绿化覆盖率等；（5）影响石河子市高质量发展的主要因子是进出口贸易额、城市GDP、产业结构高级化指数、第三产业占GDP比重等；（6）影响五家渠市高质量发展的主要因子是进出口贸易额、城市GDP、产业结构高级化指数等；（7）影响阜康市高质量发展的主要因子是进出口贸易额、城市GDP、产业结构高级化指数等。

4.3 高质量发展协调类型

根据耦合协调度模型，计算出城市内部五大准则层的耦合协调度。通常可将协调度D分为10种类型^［21］，由于研究区的具体情况，形成了三种类型（图5）。其中乌鲁木齐市属于轻度失调，石河子市、克拉玛依市和 昌吉市属于严重失调，吐鲁番市、五家渠市、阜康市属于极度失调。总体来看，天山北坡主要城市内部耦合协调水平低，发展质量低。相较于其他城市，五家渠市和 阜康市的成立时间最晚（2002年9月，国务院批准新疆维吾尔自治区设立县级五家渠市；阜康市是1992年撤县设市），发展历程短。此外乌鲁木齐市、克拉玛依市、吐鲁番市为地级市，昌吉市、石河子市、五家渠市和阜康市均为县级市，行政级别与等级规模的不同，影响城市高质量发展。

5 讨论与结论

天山北坡城市群内部各城市之间高质量综合发展不平衡。城市内部五大准则层的耦合协调水平低，呈非均衡的空间分布格局，整体发展质量低，这与已有研究结果基本一致^［10］。高志刚等^［8］研究表明，从西部城市群整体发展水平来看，天山北坡城市群发展水平最低。城市综合发展情况与内部耦合协调水平与城市的行政级别以及等级规模相关。

天山北坡城市群五大发展准则具体情况如下。（1）乌鲁木齐市是新疆政治、经济中心，集政策与区位优势于一体，城镇人口占90%以上，人口密度大，产业集聚；2018年3月底前，政府制定《关于建设环境质量优良首府城市的实施方案》，进一步强化冬季大气污染防治措施，通过系列大气污染防治措施，生态环境得到改善。（2）2020年，克拉玛依市环境空气质量稳定达到国家二级标准，优良率88.5%；此外，因有坚实的石油石化产业链基础，2020年城市GDP仅次于乌鲁木齐市，人均社会消费品零售总额最大，提高了协调准则层得分；加之社会公共设施较好，共享准则层得分较高。（3）吐鲁番市建成区排水管道密度最大，人均城市道路面积仅次于第一的克拉玛依市，人均社会公共资源量较好，共享性较好。而多风天气、燃煤采暖、荒漠化、 草原植被遭破坏、水资源匮乏，使生态环境恶化，影响了城区的大气环境^［22］；水资源匮乏也限制了吐鲁番市的经济发展。（4）昌吉市进出口贸易额、产业结构高级化指数、第三产业占GDP比重、经济增长率在研究城市中位列第二；国务院2018年11月批复同意“乌昌石”高新技术产业开发区建设国家自主创新示范区， 昌吉高新区深度融入创新链、科技链、价值链，走在科技创新的前沿，创新性较好；但共享性较差，与参加基本养老保险的人数较少、建成区排水管道密度较低、人均社会公共资源量较低有关。（5）石河子市积极推进“乌昌石国家自主创新示范区”建设，组建丝路中小企业孵化器科技创新联盟，发明专利数量排名兵团第一、新疆第二；石河子市工业布局较为集中，单位面积污染排放总量较大，加之机动车尾气排放与输入性沙尘天气的影响，导致石河子市大气污染严重，绿色准则层得分较低^［23］。（6）除五家渠市绿色表现优，阜康市开放度因数据缺失不参与评比外，两个城市的其余准则层得分都较低。阜康市虽然人口少，但是城市化率很低， 大气污染较为严重^［24］，城市化对城市生态环境产生胁迫^［25］。五家渠市绿色准则层得分高与其高度的建成区绿化覆盖度密切相关。

乌鲁木齐市是新疆经济发展的增长极，人口与建筑物密度大，土地资源相对紧张，相对于其他城市，影响其高质量发展的主要障碍因子是建成区绿化覆盖率、每万人图书馆数量、人均城市道路面积、建成区排水管道密度。与乌鲁木齐市相比，其他城市人口规模小，开放度不高，经济发展较落后，创新性有待继续提高，影响高质量发展的主要障碍因子是进出口贸易额、城市GDP、每万人专利授予量和参加基本养老保险的人数。

综上，提出以下建议。

（1）区域间存在发展不平衡现象，可依托中心城市带动，缩小城市发展差距。乌鲁木齐市作为城市群

高质量发展的增长极，可通过构建区域协调发展的合作机制以及区域性综合交通枢纽，利用经济、政策优势的核心辐射能力，带动天山北坡乃至全新疆联动发展。各城市在优势领域发挥其扩散效应，构建互联互通体系，健全内外联动、商贸物流体系，深化交流合作，带动周边城市发展，改善发展不平衡的问题，提升天山北坡城市群总体实力。

（2）不同城市应立足新发展理念，制定差别化方案，因地制宜，破解当前存在的主要障碍。乌鲁木齐市需要在绿化覆盖率、道路与排水管道建设等方面重点推进高质量发展；其余城市需要注重进出口贸易额、 城市GDP、每万人专利授予量以及参加基本养老保险人数的制约，利用“一带一路”的政策优势和对外开放的新浪潮，加强人力资源建设，完善社会保障体系，在开放、创新、经济发展等方面重点推进高质量发展。

（3）天山北坡城市群五大准则层之间耦合协调水平低，未来需推动城市群的协调发展，把握住西部开发的大好时机，充分发挥各市的区位、资源和产业优势，着力补齐短板，注重全方位协调发展，提升发展质量。

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基金资助

国家民委“一带一路”国别与区域研究中心“中巴经济走廊研究中心”高质量发展资助项目“基于可达性的中巴经济走廊城市空间结构研究”(ZBJJZL2023B01)

新疆维吾尔自治区社会科学基金资助项目“高质量发展背景下伊犁河谷旅游产业集聚新动能培育研究”(2023BYJ033)