廣州白云山生態(tài)廊道與山麓廢棄舊機場更新的耦合研究
——以白云新城核心區(qū)規(guī)劃建設(shè)為例

俞明海

廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院,廣東 廣州510075

生態(tài)廊道原本是生物學(xué)專用詞，城市化進程加劇，城市生態(tài)空間急劇縮小，呈現(xiàn)零散、分散的特點，因此生態(tài)廊道在城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)中應(yīng)運而生，目的是打造大面積、多樣化的集中生態(tài)空間[1]。生態(tài)廊道具有防止水土流失、防風固沙、調(diào)節(jié)城市旱澇等生態(tài)功能，是解決工業(yè)化、城市化導(dǎo)致的環(huán)境弊端的有效手段[2,3]。生態(tài)廊道不僅具有生態(tài)保護與調(diào)節(jié)作用，更具備綜合效益。白云山生態(tài)廊道是白云新城核心區(qū)規(guī)劃建設(shè)的關(guān)鍵部分，白云山生態(tài)廊道對城市生態(tài)調(diào)節(jié)、周邊經(jīng)濟發(fā)展具有促進作用[4]。山麓廢棄舊機場的更新是一項持久、復(fù)雜的工程，需從生態(tài)、經(jīng)濟方面考慮周邊區(qū)域?qū)ζ渫苿幼饔茫?000～2018 年間白云新城核心區(qū)規(guī)劃建設(shè)的實踐為例，探究廣州白云山生態(tài)廊道與山麓廢棄舊機場更新的耦合關(guān)系，為重新修建廢棄舊機場提供有效分析依據(jù)[5,6]。文章構(gòu)建向量自回歸(Vector autoregression,VAR)模型，利用基于VAR 模型的廣義脈沖響應(yīng)函數(shù)研究白云山生態(tài)廊道的環(huán)境負載率、能值廢棄率與地區(qū)人均GDP 的關(guān)系[7]；同時構(gòu)建白云山生態(tài)廊道系統(tǒng)、山麓廢棄舊機場系統(tǒng)的耦合度模型、協(xié)調(diào)度模型以及耦合協(xié)調(diào)度模型，從生態(tài)與經(jīng)濟角度綜合考慮白云山生態(tài)廊道與山麓廢棄舊機場更新的耦合關(guān)系。

1 白云山生態(tài)廊道與山麓廢棄舊機場更新的耦合關(guān)系分析

1.1 向量自回歸模型

向量自回歸模型，簡稱VAR 模型。采用模型中全部當期變量對全部變量的某些滯后變量進行回歸是VAR 模型的主要運行過程，屬于非結(jié)構(gòu)化多方程范疇[8]，功能是預(yù)測相關(guān)時間序列系統(tǒng)、分析隨機擾動對變量系統(tǒng)的動態(tài)影響。方程形式如下：

其中，yt、xt分別表示m內(nèi)生變量向量、e維外生變量向量，C1,C2,…,Cg與D1,D2,…,Dr是待估計參數(shù)矩陣，g階與r階是內(nèi)生變量與外生變量的滯后期。ηt表示隨機擾動項，相同時間內(nèi)的元素互相關(guān)聯(lián)，不同自身滯后值、模型右側(cè)變量關(guān)聯(lián)。

廣義脈沖響應(yīng)函數(shù)簡稱GIRF，表達式如下：

1.2 耦合協(xié)調(diào)度模型

互相影響的兩個系統(tǒng)相互作用、和諧發(fā)展的狀態(tài)稱為耦合協(xié)調(diào)，一般用來描述兩個相互影響的系統(tǒng)耦合、協(xié)調(diào)綜合的程度。構(gòu)建耦合度、協(xié)調(diào)度、耦合協(xié)調(diào)度模型，以2000～2018 年白云新城核心區(qū)規(guī)劃建設(shè)實踐為例，研究廣州白云山生態(tài)廊道同山麓廢棄舊機場更新間耦合協(xié)調(diào)發(fā)展狀況。其中兩個系統(tǒng)分別為白云山生態(tài)廊道系統(tǒng)、山麓廢棄舊機場系統(tǒng)。

1.2.1 子系統(tǒng)的有序度評價模型構(gòu)建 有n個子系統(tǒng)存在系統(tǒng)s中，存在ci個表達系統(tǒng)i發(fā)展狀況的序參量，子系統(tǒng)第j個序參量為hij，i=1,2,…,n，j=1,2,…,ci。系統(tǒng)參數(shù)變化量即為序參量，有正向、負向兩種指標，分別為促進與抑制作用：即系統(tǒng)有序度隨序參量增加出現(xiàn)增加或減少的狀況。公式（3）為序參量對子系統(tǒng)的有序度（貢獻值）：

公式中，當生態(tài)廊道系統(tǒng)、山麓廢棄舊機場系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時，hij的最大值與最小值分別為bij、aij；qi(hij)∈[0,1]，數(shù)值較大時說明有序度對子系統(tǒng)i的貢獻度越大。

利用熵值法確定序參量hij的權(quán)重ωij，保證結(jié)果不受人為思想左右。無量綱處理全部序參量解決單位不統(tǒng)一的問題，此處使用均值法，表達式如公式（4）所示：

式中，dij是差異常數(shù)，存在幾何意義，表示信息熵zij與1 的距離，且zij與dij、序參量權(quán)重ωij成反比；公式（5）為信息熵的具體形式：

式中，y表示年份總數(shù)，l ij（t）表示第t年序參量的概率值。

1.2.2 子系統(tǒng)的耦合度模型構(gòu)建 子系統(tǒng)之間作用的強度稱為耦合度，耦合強度高說明子系統(tǒng)之間作用較強。公式（6）為耦合度計算方法：

1.2.3 子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度模型構(gòu)建 子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度模型如公式（7）所示：

式中，?,φ,…,λ表示子系統(tǒng)對符合系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的貢獻程度。

2 實驗分析

以2000～2018 年間白云新城核心區(qū)規(guī)劃建設(shè)的實踐為例，采集此期間白云山生態(tài)廊道系統(tǒng)、山麓廢棄舊機場系統(tǒng)的各項發(fā)展數(shù)據(jù)，計算數(shù)據(jù)能值得到兩系統(tǒng)的基本分析數(shù)據(jù)。應(yīng)用變量如下：環(huán)境負荷率(Environmental Load Ration,ELR)、能值廢棄率(Emerge Waste Ration,EWR)、人均GDP。

2.1 白云山生態(tài)廊道與山麓廢棄舊機場的格蘭杰因果檢驗

表1、表2 為白云山生態(tài)廊道與山麓廢棄舊機場的格蘭杰因果檢驗結(jié)果。

表1 LNRJGDP 與LNELR 的格蘭杰因果檢驗結(jié)果Table 1 Granger causality test results of LNRJGDP and LNELR

表2 LNRJGDP 與LNEWR 的格蘭杰因果檢驗結(jié)果Table 2 Granger causality test results of LNRJGDP and LNEWR

分析表1 與表2 可知，滯后期1～3 中，LNELR 不是LNRJGDP 的格蘭杰原因，僅在滯后1 期LNRJGDP 是LNELR 的格蘭杰原因，這種情況說明白云山生態(tài)廊道環(huán)境負荷率增長一定程度上促進地區(qū)經(jīng)濟增長，對山麓廢棄舊機場更新存在積極耦合作用，但是作用不顯著；滯后期1～3 中，LNRJGDP 與LNEWR 互為格蘭杰原因，說明白云山生態(tài)廊道的能值廢棄率對山麓廢棄舊機場更新耦合作用相對明顯。

2.2 廣義脈沖響應(yīng)分析

利用廣義脈沖響應(yīng)分析環(huán)境負荷率與經(jīng)濟增長的關(guān)系、能值廢棄率與經(jīng)濟增長的關(guān)系（表3）。

表3 廣義脈沖響應(yīng)分析結(jié)果Table 3 Generalized impulse response analysis results

2.2.1 環(huán)境負荷率與經(jīng)濟增長 分析表3 可知，LNELR 對LNRJGDP 的響應(yīng)正負情況如下：1～2 期為正、3～5 期為負、6～10 為正，總值為0.8241，總體看來，白云山生態(tài)廊道環(huán)境負荷率增長促進地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，對山麓廢棄舊機場更新在環(huán)境、經(jīng)濟方面具有促進作用。LNEWR 對LNRJGDP 的響應(yīng)全部為正，0.3337 是響應(yīng)總計值，數(shù)據(jù)顯示環(huán)境負荷率上升與經(jīng)濟增長成正比，有積極作用。

2.2.2 能值廢棄率與經(jīng)濟增長LNRJGDP 對LNELR 的響應(yīng)、LNRJGDP 對LNEWR 的響應(yīng)皆為正，總計數(shù)值分別為0.9376、0.8255，該數(shù)據(jù)表明白云山生態(tài)廊道能值廢棄率提升可促進經(jīng)濟發(fā)展，因此，白云山生態(tài)廊道對于山麓廢棄舊機場的更新存在耦合作用。

以上研究從環(huán)境負荷率、能值廢棄率角度對白云山生態(tài)廊道與山麓廢棄舊機場更新的耦合關(guān)系進行研究，結(jié)果表明兩者存在一定的耦合關(guān)系。接下來從白云山生態(tài)廊道與山麓廢棄舊機場的整體發(fā)展與現(xiàn)狀出發(fā)，研究兩者的耦合關(guān)系。

2.3 耦合度、協(xié)調(diào)度以及耦合協(xié)調(diào)度分析

白云山生態(tài)廊道系統(tǒng)、山麓廢棄舊機場系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度統(tǒng)計結(jié)果如圖1 所示。

圖1 2000～2018 年兩系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度統(tǒng)計Fig.1 Statistics of the coupling degrees of two systems from 2000 to 2018

2.3.1 耦合度分析 圖1 顯示：白云山生態(tài)廊道系統(tǒng)與山麓廢棄舊機場系統(tǒng)耦合度為總體提升趨勢，表明隨時序變化兩個系統(tǒng)聯(lián)動性關(guān)聯(lián)緊密。詳細分析可知：2014 年，兩系統(tǒng)耦合度出現(xiàn)階段性峰值，鄰近的2015 年出現(xiàn)下滑趨勢，出現(xiàn)階段極小值，由2015 年變化趨勢可知本年度白云山生態(tài)廊道系統(tǒng)與山麓廢棄舊機場系統(tǒng)耦合度聯(lián)動性相對較弱，呈現(xiàn)獨立發(fā)展的狀態(tài)。

2.3.2 協(xié)調(diào)度分析 總體看來白云山生態(tài)廊道系統(tǒng)與山麓廢棄舊機場系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度為波動提升趨勢，初始階段，2000～2011 年期間，兩系統(tǒng)協(xié)調(diào)度處于上升狀態(tài)，均衡發(fā)展；相對2014 年而言，2013年與2015 年協(xié)調(diào)程度有所降低，呈現(xiàn)階段性低谷，此時協(xié)調(diào)度處于不均衡發(fā)展態(tài)勢；自2015 年開始，白云山生態(tài)廊道系統(tǒng)與山麓廢棄舊機場系統(tǒng)協(xié)調(diào)度穩(wěn)步上升，兩系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展，2018 年時，兩系統(tǒng)協(xié)調(diào)度達到0.82。

2.3.3 耦合協(xié)調(diào)度分析2000～2018 年期間，系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度在0.38～0.76 之間，經(jīng)歷了失衡發(fā)展與基本均衡的階段，一番波折之后呈現(xiàn)較好的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展態(tài)勢。統(tǒng)計結(jié)果表明：兩系統(tǒng)之間存在關(guān)聯(lián)性、耦合程度較好，若要達到兩系統(tǒng)高度耦合、互相促進的狀態(tài)還需一定的積累與發(fā)展，在以后規(guī)劃中，加大兩個系統(tǒng)區(qū)域的關(guān)聯(lián)建設(shè)，白云山生態(tài)廊道發(fā)展可為山麓廢棄舊機場更新創(chuàng)造有利條件。

3 結(jié)論

本文以2000～2018 年間白云新城核心區(qū)規(guī)劃建設(shè)的實踐為例研究了白云山生態(tài)廊道與山麓廢棄舊機場更新的耦合關(guān)系，結(jié)果表明：兩者存在一定的耦合關(guān)系，但是效果不顯著，為此，可成立具有跨區(qū)域協(xié)調(diào)能力的組織機構(gòu)，協(xié)調(diào)兩個協(xié)調(diào)間規(guī)劃與建設(shè)；同時，加大建設(shè)與開發(fā)力度更新廢棄舊機場，為白云山生態(tài)廊道發(fā)展提供生態(tài)創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展機遇，提升白云山生態(tài)廊道與山麓廢棄舊機場的耦合度。