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user: 2. 研究方法与指标体系 2.1. 研究方法 (1) 层次分析法(AHP) 层次分析法，是将决策分为目标层，准决策层，方案层，在此基础上进行的定性和定量分析的决策方法 [ 6 ] 。根据各个对象之间的重要性，对于相对重要的对象给予较高的权重，相对不重要的对象给予较低的权重。并对准决策层和方案层逐层赋权，具体步骤如下。 对于各对象之间进行两两对比，然后按照9分位比率，排定各个对象之间优先顺序，构造出评价对象的判断矩阵A1。A1判别矩阵中 为第i个要素和第j个要素， 有9种取值，分别为1/9，1/7，1/5，1/3，1/1，3/1，5/1，7/1，9/1，分别表示i要素对于j要素的重要程度由轻到重。计算判断矩阵B1，将A1各行对象的乘积得到n行1列B1矩阵，对于B1每个元素开方处理，得到标准化Z1矩阵，计算矩阵的最大特征根并计算一致性指标。 其中平均随机一致性指标RI为同阶随机互反矩阵的一致性指标CI的平均值，RI的值可以由专业软件自动生成计算。计算CR当CR < 0.1的平均值，RI的值可以由专业软件自动生成计算，并计算CR当CR < 0.1可以认为满足一致性要求，如果不满足调整判断矩阵元素，则继续调整，直到满足为止。 (2) 耦合机制与耦合模型 在城市化的进程中，无时无刻都存在着城市与生态环境交互作用，城市和生态环境不断的进行着能量和物质的交互 [ 7 ] 。物理上所定义的耦合关系是指一个以上之间的相互作用，因此从物理学的含义上，城镇化和生态环境的相互影响也可以称为相互耦合关系。 城镇化与生态环境是相互作用的，两者在自然、经济、社会等多个角度进行耦合，自然系统的变化表现在自然回复力、自然灾害，以及自然条件方面，这些都会影响到城市经济系统中产业调整和产业结构的变化，最终产品，特别是废弃物，又会加重生态环境的压力。同时城市的变化直接或者间接影响社会文明，社会保障，以及整个社会的健康运行，这些因素也会进一步影响生态环境 [ 4 ] 。 1992年美国经济学家格鲁斯曼和克鲁格受库兹涅茨通过研究发达国家环境和经济的数据关系，首次提出了“环境库兹涅茨倒U型曲线”的假设 [ 8 ] ，并且对不同经济时期的环境特征作出了界定。后来哈佛大学的帕纳约托教授通过收集经济和生态数据验证了“环境库兹涅茨倒U型曲线”。 随后一大批学者也进行了相似的研究和探索，他们的研究成果证明了生态环境指标和城镇化水平具有统计上的关联。黄金川经过研究提出城镇化和生态环境之间存在交互机制，而且交互机制交互耦合的过程分为低水平协调、拮抗、磨合和高水平协调四个阶段，具有明显的阶段性 [ 9 ] ；陈晓红指出生态环境与城市化耦合协调是城市化与生态环境相互作用方向 [ 4 ] ；候培指出：耦合追求的是协调、互利共生、整体和谐发展．城镇化系统与生态环境系统是“人—地”大系统中的子系统，二者的耦合协调程度极大地影响着人类社会的发展进程 [ 10 ] 。 通过借鉴上诉已有的研究成果，可以发现城镇化与生态环境之间不仅存在统计学上的关联性，还存在耦合机制，且其耦合过程具有明显阶段性。 耦合协调度模型 [ 8 ] 。由于指标体系是个综合的多指标体系，指标之间具有明显的差异性，所以要对指标进行标准化处理，转化为无量纲差异，方向一致的标准指标值，然后才能进行合成。具体操作如下: (正向指标) (逆向指标) 设城镇化水平为： ，设生态环境水平为： ，其中 ， 为城镇化系统的权重和指标， ， 为生态环境系统的权重和体系。T表示两个子系统的发展水平即发展度： 其中 ， 分别为两个子系统的特定权重， 。基于耦合模型有： 其中， 是各个子系统的评价函数，本问题中， ， ， ，由此得： 其中D为协调度，协调度的取值范围在 ，取值越大，协调程度越好。根据耦的大小，利用均匀分布函数 [ 6 ] 可以划分标准(见表1)。 2.2. 指标体系 对于城镇化和生态环境的描述，有些研究中采用了较为单一的指标，有些研究为了避开数据标准化的过程而采用统一的变化率的指标；也有研究采用了较为完善的指标系统。从目前的研究来看，两者的指标体系并没有确定的标准。 (1) 评价指标体系的确定 赵宏林和陈东辉(2008)提出：城市化要素和生态环境要素的筛选应遵循科学性、可操作性、完备性、动态性、主成分性和独立性等原则 [ 11 ] 。侯培杨，庆媛(2014)提出：城镇化指标要选取时，所选取指标力求涵盖城镇化发展的社会经济环境和自然环境内容，体现社会经济和生态环境的系统性。要能反映出城镇化过程中人口数量的变化和贡献，同时要反映人口对社会与环境之间协调发展的压力 [ 10 ] 。张引(2016)提出：城镇化的本质由发展效率和发展水平决定。因此在指标确立是应该综合考虑两方面因素 [ 12 ] 。刘耀彬(2005)提出：分别对城市化与生态环境概念进行外拓和界定：初步将城市化划分为人口城市化、经济城市化、空间城市化和社会城市化等四个方面；由水、土地、大气、生物、资源和能源等五个方面将生态环境予以指标分解与特征细化，同时考虑到生态环境众指标对整个系统的正负功效的差异，并将生态环境指标划分为生态环境水平、生态环境压力和生态环境保护三个功能团 [ 7 ] 。同时宁登(2000)提出：城市化的动力来源于外生系统和内生系统，外生系统主要起到输入影响，其中包括技术变革，以及生产体制的变化。内生系统影响包含经济结构，社会机构以及生产机构的变化 [ 13 ] 。戚晓旭(2014)提出：要将社会进步，经济发展，城市生活质量等要素纳入城镇化考察范围中，对于基本指标要从教育、文化、城市用地人口结构、产业结构、房屋以及道路面积等多个方面全面性的考察城镇化水平 [ 14 ] 。成金华(2014)提出：对于东南地区生态环境指标体系的确立时要考虑到生产环境的高效，生活环境的健康以及生态环境的和谐 [ 15 ] 。 基于上述对于城镇化和生态环境的界定，本文借鉴已有的研究文献，根据城镇化的内涵、生态环境机制、专家调查意见，并集合评价区域的现状以及社会经济发展状况，考虑到数据的可得性而进一步筛选指标，最终构建7个二级指标和21个具体指标(见表2)。 (2) 指标权重的确定 城镇化和生态环境指标体系是两个综合的复杂的指标体系，其每个指标在各自的评价体系中处于不同的重要地位，需要确定各个指标的权重。本文采用层次分析法，问卷调查法，菲尔德法，综合确定指 Table 1 The list of harmonious level and its corresponding valu 协调等级 高度失调 中度失调 低度失调 低度协调 中度协调 高度协调 协调度 0 < C < 0.165 0.165 < C < 0.33 0.33 < C < 0.505 0.505 < C < 0.67 0.67 < C < 0.835 0.835 < C < 1 表1. 协调度等级及其对应数值 Table 2 Specific content of indicator syste 目标层 准决策层 方案层 指标反映类别 城镇化 人口城镇化 城镇人口数量(万人) 人口总量 非农业人员比重(%) 人口结构 第三产业就业比重(%) 经济城镇化 人均GDP(元) 经济总量 工业经济占比重(%) 经济结构 工业总产值(亿元) 经济成果 社会城镇化 人均可支配收入(元) 社会生活质量 人均住房面积(平方米) 人均通路拥有量(平方米/人) 基础建设水平 平均每万人在校大学生情况(人) 科教文化水平 空间城镇化 城市人口密度(人/每平方公里) 城市密度水平 城镇房屋投资竣工面积(万平方米) 城市规模水平 生态环境 生态水平 人均粮食产量(吨/人) 生态条件 建成区绿化覆盖率(%) 人均耕地面积(平方米/人) 资源条件 生态压力 人均废水排放总量(吨/人) 人均负荷 以及排放强度 人均废气排放总量(立方米/人) 人均工业固体废弃物产生量(吨/人) 生态保护 规模产业平均能源消耗量(吨/人) 技术水平 工业废弃物综合处理率(%) 环境治理水平 污水处理厂集中处理率(%) 表2. 指标体系具体内容 反应 标权重。通过匿名方式征询专家意见，对得到数据进行处理、统计、归纳并进行多轮的意见征询、探讨、反馈、调整得到各个层次的对象的比较打分；并按照9分位比率得到(1)式中的判断矩阵A1；并通过(2)式，(3)式，(4)式得到各个层次的标准化矩阵Z1；最后通过(5)式进行一致性检验。各个指标均满足一致性检验，结果较为准确。通过上述过程得到各个具体指标权重(见表3，表4)。 2.3. 研究区域和基本数据 本文基于武汉市2004年~2014年的经济数据，数据均来源于历年武汉市统计年鉴，极少数据缺少，本文通过移动平均计算而来(见表5)。