城市化是推动地区社会经济发展、实现中国现代化的必由之路^[1-2]。自1978年以来,我国城市化水平取得了显著的进步,国家统计局数据显示2018年中国城市化率已达59.58%,目前正在形成长三角、珠三角、京津冀、长江中游和成渝5个特大城市群^[3]。旅游业作为无烟工业已成为城市经济增长的重要推动力,其发展会对当地的社会、经济、文化、环境等方面产生深远的影响^[4]。2016年国家发展改革委、国家旅游局《关于实施旅游休闲重大工程的通知》中明确提出中国旅游消费总额到2020年对国民经济增长的综合贡献率要达到10%以上。随着旅游业的快速发展,城市作为旅游活动开展的物质载体,其城市化水平的高低对旅游产业的发展具有重要的作用^[5]。在旅游业和城市化发展过程中,生态环境是其依托和物质基础,良好的生态环境可以促使旅游产业发挥其联动效应,从而推动地区城市化的进程^[6]。与此同时,在旅游业和城市化快速发展的同时也产生了诸如大气污染、水污染、耕地面积减少等诸多生态环境问题,阻碍和制约了城市化和旅游业的可持续发展^[7]。因此,综合分析城市化、旅游业以及生态环境三者之间的关系,辨识区域要素对三者的影响对于国家和地区城市社会经济发展规划的制定具有重要的借鉴意义。

目前已有诸多学者对城市化、旅游业以及生态环境的关系开展了研究。早期的研究多集中在城市化与旅游业、城市化或旅游业与生态环境两两子系统之间的交互关系研究^[8]。在城市化与旅游产业方面,高楠等^[9]构建了西安市旅游业和城市化的耦合评价模型,认为两个子系统之间存在明显的耦合发展特征; 王新越等^[10]认为2000—2014年中国东部地区国内旅游消费与城市化的协调度不断提高,但存在空间上的差异; 在城市化与生态环境方面,He^[11]等探索了1980—2013年上海市城市化与生态环境之间的交互耦合关系,认为二者之间的耦合度呈现S型曲线的形式; 方创琳等^[12]分析了天山北坡城市群城市扩张对生态环境的影响,认为该城市群在未来发展过程中要充分考虑其生态环境的承载力及其敏感性; 在旅游业与生态环境方面,刘遗志等^[13]构建了贵州省旅游业和生态环境的压力—状态—响应框架,认为二者的耦合程度与人类活动密切相关; 熊建新等^[14]认为旅游产业的快速发展会对生态环境造成一定的压力,进而限制地区旅游城镇化的提升。随着研究的不断深入,也有学者尝试构建区域城市化—旅游业—生态环境三者的耦合框架,如Liu等^[15]构建了陕西省旅游产业—城市化—生态环境的耦合协调度模型,认为该省份三者之间的耦合协调度经历了北部低、中南部高到中部高、南部和北部低的发展趋势; 赵胡兰^[8]、李秋雨^[16]、高杨^[17]等分别对新疆省、吉林省以及京津冀地区旅游产业—城市化—生态环境的关系进行了研究,探讨了其耦合关系的时空演变规律。然而现有的有关城市化、旅游业和生态环境的关系研究缺乏对未来耦合协调度演变趋势以及对影响三者演变的障碍性因子的诊断分析^[8],且研究区多集中在国家、省市尺度,对城市群,特别是对特大城市群地区的研究略显不足。

京津冀城市群是中国重点建设的5个特大城市群之一,也是中国北方重要的社会经济核心区域^[3]。随着近些年来城市化和旅游业的快速发展,该地区生态环境受到一定程度的破坏^[18-19],其城市化—旅游业—生态环境出现了不协调发展的局面。因此,深入研究京津冀城市群的城市化—旅游业—生态环境耦合协调过程、未来演变趋势,找出影响其演变的障碍性因子,有利于推动京津冀协调发展战略取得更大进展,对实现该城市群城市化—旅游业—生态环境的协调和可持续发展具有现实的指导意义。

京津冀城市群地处华北平原北部,位于36.1°—42.7°N,113.5°—119.8°E,地势由西北向东南倾斜,北部为燕山山脉,西部为太行山脉,东部为渤海,包括北京、天津两个直辖市以及河北省的11个城市,总面积达216 485.2 km²(图1)。地形以平原和山地为主,气候类型为温带半湿润半干旱大陆性季风气候,春季干旱多大风,夏季高温多降水,冬季寒冷干燥少降水^[20-21]。该地区是中国北方经济规模最大、旅游业发展态势强劲和最具有活力的地区之一^[17]。据统计,2017年京津冀城市群接待海内外游客人数达到10.53亿人次,实现旅游收入11 922.8亿元,约占全国旅游总收入的22.04%^[22]。从城市发展水平来看,2018年该城市群城市化水平达到65.9%,高于全国城市化水平约6%。城市化和旅游业在促进京津冀城市群社会经济发展的同时,也给周边生态环境造成了巨大的压力^[23]。《京津冀协同发展规划纲要》明确指出经济发展的同时要兼顾生态环境的保护。

图1 研究区范围

(1)从3个子系统的时间变化趋势来看,城市化综合水平子系统和旅游产业子系统均呈现增加的趋势,其值由2000年的0.126,0.025分别上升到2017年的0.887,0.869。生态环境子系统呈现减少的趋势,其值由2000年的0.634下降到2017年的0.407。从贡献份额来看,2010年之前,其UPI对UI的贡献份额最大,TEI和TN对TI的贡献份额最大,REI对ECEI的贡献份额最大; 2010年以后,其USI对UI的贡献额度开始超过UPI,TN和TRI对TI的贡献额度开始超过TEI,EEI对ECEI的贡献额度开始超过REI。

(2)2000—2017年期间京津冀城市群城市化—旅游业—生态环境三者之间具有较高的关联度(C>0.8),耦合协调度经历了轻度失调—濒临失调—勉强协调—初级协调—中级协调—良好协调的变化趋势,其耦合的类型可划分为生态环境超前和城市化超前型。

(3)灰色Verhulst模型预测精度达到97.59%,其预测的京津冀城市群城市化—旅游业—生态环境耦合协调度在未来10 a(2018—2027年)保持小幅度的持续上升趋势。

(4)从各个一级指标对子系统的障碍度来看,人口城市化水平(UPI)对其城市化子系统的影响较大(32.63%),其呈现逐年增加的趋势,年均增长达3.38%; 旅游收入(TRI)对旅游业子系统的影响最大,其均值为32.38%,时间上呈先上升后下降的波动变化趋势; 资源要素条件(REI)对生态环境子系统的影响最大,其均值达到47.73%,时间上呈现增加的趋势,其增加速率为0.78%。

目前已有诸多学者对城市化、旅游业和生态环境的耦合关系进行了研究^[8,16,32-33],但是针对特大城市群地区的研究仍处于探索阶段。本研究借鉴已有的研究成果测算2000—2017年京津冀城市群地区耦合协调度,预测了未来10 a(2018—2027年)该地区的耦合协调度,并诊断了影响3个子系统的障碍因子(图7),为提升京津冀城市群地区城市化、旅游业和生态环境的耦合协调关系提供一定的指导和借鉴。今后,京津冀城市群应重点关注人口城市化水平(UPI)、旅游收入(TRI)和资源要素条件(REI)对城市化、旅游业和生态环境的影响。研究结果可以更好地了解京津冀城市群城市化—旅游业—生态环境的耦合协调发展情况,并为合理制定和规划未来城市发展、推动旅游产业健康发展给予参考。然而,区域城市化、旅游业和生态环境涉及指标众多,相关政策、规划等诸多定性指标无法直接量化,同时由于数据的可获取性,没有对不同地市的城市化—旅游业—生态环境的耦合协调关系在空间上进行横向比较研究,今后研究中因综合考虑以上因素,以便更加全面地测度城市化—旅游业—生态环境的耦合协调发展情况,为城市社会经济的可持续发展提供更多指导和借鉴。