基于耦合模型的土地利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展探究——以貴陽市為例

喬清亮　魏　媛

基于耦合模型的土地利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展探究——以貴陽市為例

喬清亮1魏媛2

（1.貴州財(cái)經(jīng)大學(xué)公管學(xué)院貴州貴陽550025；2.貴州財(cái)經(jīng)大學(xué)管科學(xué)院貴州貴陽550025）

為實(shí)現(xiàn)土地利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。文章選取貴陽市土地利用與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系作為研究對象，利用主成分分析法對貴陽市土地利用、生態(tài)環(huán)境以及兩者之間的耦合關(guān)系進(jìn)行分析。研究表明，貴陽市土地利用與生態(tài)環(huán)境在2007—2017年間經(jīng)歷了勉強(qiáng)耦合、初級耦合、中級耦合和良好耦合四個(gè)階段。由此推斷出貴陽市在土地開發(fā)利用的同時(shí)要進(jìn)一步加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，維持生態(tài)環(huán)境平穩(wěn)運(yùn)行，從而保持區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

耦合關(guān)系；主成分分析；土地利用；生態(tài)環(huán)境

貴陽市由多資源密集型產(chǎn)業(yè)支撐的經(jīng)濟(jì)，經(jīng)過長期發(fā)展，呈現(xiàn)出高排放、高投入、高消耗、低效率的現(xiàn)象[1]。隨著貴陽市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化水平的不斷提高，建設(shè)用地占用了大量的耕地，導(dǎo)致城市土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化[2]。近年來，貴陽市堅(jiān)持把生態(tài)文明建設(shè)作為協(xié)調(diào)推進(jìn)“四個(gè)全面”戰(zhàn)略布局和統(tǒng)籌推進(jìn)“五位一體”總體布局的重要內(nèi)容，堅(jiān)持綠水青山就是金山銀山，堅(jiān)決守好發(fā)展和生態(tài)兩條底線，在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面取得了新成效。

21世紀(jì)初期蘇維詞等針對貴陽市土地利用和生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的關(guān)系進(jìn)行研究，并對土地利用變化帶來的環(huán)境效應(yīng)做出了評價(jià)[3]。魏媛等結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值表相關(guān)內(nèi)容，對貴陽市土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響進(jìn)行研究[2]。本文以喀斯特山地城市貴陽市為例，選取2007—2017年間有代表性的指標(biāo)，分析土地利用和生態(tài)環(huán)境之間存在的耦合關(guān)系，對其進(jìn)行衡量，并提出針對性建議，以期為貴陽市在兩者之間的發(fā)展平衡性政策制定方面做出貢獻(xiàn)。

1 土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合發(fā)展協(xié)調(diào)性指標(biāo)體系構(gòu)建

結(jié)合相關(guān)學(xué)者觀點(diǎn)及建議，考慮貴陽市的地貌特征和相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取可能性，最后選取了土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系的影響指標(biāo)。具體指標(biāo)見表1。

表1　貴陽市土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合發(fā)展協(xié)調(diào)性指標(biāo)體系

2 數(shù)據(jù)的來源與處理分析

2.1 數(shù)據(jù)的來源

本文指標(biāo)數(shù)據(jù)來源于2008—2018年的《貴陽統(tǒng)計(jì)年鑒》、貴陽市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)。其中耕地復(fù)種指數(shù)、牧業(yè)占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值比重、種植業(yè)占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值比重都是通過對原始數(shù)據(jù)計(jì)算得出的。

2.2 指標(biāo)權(quán)重的確定及計(jì)算

合理判定和計(jì)算指標(biāo)權(quán)重對研究結(jié)果的準(zhǔn)確度有重要作用，為使研究結(jié)果全面準(zhǔn)確，本文借鑒前人研究成果，首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，然后用變異系數(shù)法[4]來確定指標(biāo)權(quán)重。

各指標(biāo)權(quán)重如表1所示，其中第一產(chǎn)業(yè)占GDP的比重、固定資產(chǎn)投資額、人均生產(chǎn)總值和耕地復(fù)種指數(shù)的權(quán)重值均大于土地利用子系統(tǒng)中的權(quán)重平均值0.111 1，對土地利用影響較大。人口密度、人均公園綠地面積、二氧化硫年平均濃度值、每畝耕地化肥施用量和城市生活垃圾無害化處理率的權(quán)重值均大于生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)平均權(quán)重值0.111 1，對生態(tài)環(huán)境有較大影響。

2.3 模型的構(gòu)建與計(jì)算

文章首先采取數(shù)學(xué)相關(guān)公式計(jì)算其土地利用指數(shù)和生態(tài)環(huán)境評價(jià)指數(shù)，分別用（）、（）表示。其次通過耦合度模型計(jì)算兩者的耦合度，∈[0，1]，值越大，說明土地利用與生態(tài)環(huán)境之間的耦合度越高；反之，則越低。當(dāng)=1時(shí)，兩者的耦合關(guān)系達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。

最后，運(yùn)用耦合發(fā)展度來衡量兩者的耦合關(guān)系：

=（）+（） （1）

式中：為耦合發(fā)展度；為綜合發(fā)展指數(shù)；和取值為0.5。的數(shù)值越大，代表兩者之間的耦合關(guān)系相對比較協(xié)調(diào)。

3 貴陽市土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)評價(jià)的實(shí)證分析

3.1 土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合發(fā)展變化

2007—2017年貴陽市土地利用指數(shù)、生態(tài)環(huán)境指數(shù)和耦合度發(fā)展變化情況，如表2所示。

表2　貴陽市土地利用與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)耦合發(fā)展變化

3.2 貴陽市土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度結(jié)果分析

結(jié)合數(shù)學(xué)相關(guān)函數(shù)特征，針對貴陽市土地利用與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系建立相關(guān)函數(shù)模型，對貴陽市土地利用發(fā)展指數(shù)以及生態(tài)環(huán)境發(fā)展指數(shù)，以及兩者之間的耦合發(fā)展度變化進(jìn)行分析。

3.2.1 土地利用指數(shù)分析

由表2可知，貴陽市土地利用綜合指數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)上升態(tài)勢，得出貴陽市經(jīng)濟(jì)加快發(fā)展，人口增多使土地利用程度不斷提高，土地利用指數(shù)不斷上升，貴陽市對生態(tài)環(huán)境更加重視，退耕還林、植樹造林等措施得到了有效實(shí)施。

3.2.2 生態(tài)環(huán)境指數(shù)分析

由表2可知，貴陽市2007—2017年生態(tài)環(huán)境指數(shù)呈上升趨勢，但是在2014—2017年上升速度低于土地利用指數(shù)的上升速度，表明隨著貴陽市進(jìn)行土地開發(fā)利用的同時(shí)，生態(tài)環(huán)境遭受破壞。生態(tài)環(huán)境指數(shù)總體呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢，表明相關(guān)措施得到了有效實(shí)施：一方面，政府加大了對生態(tài)環(huán)境治理的力度，嚴(yán)格控制二氧化硫的排放，提高城市生活垃圾無害化處理率，減輕環(huán)境污染壓力；另一方面，積極植樹造林，擴(kuò)大公園面積，提高森林覆蓋率。

3.2.3 土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合發(fā)展關(guān)系分析

耦合發(fā)展度從2007年的0.537 6增長到2017年的0.861 4，表明貴陽市2007—2017年的土地利用與生態(tài)耦合發(fā)展協(xié)調(diào)關(guān)系不斷增強(qiáng)。貴陽市從最初的勉強(qiáng)耦合類型逐漸發(fā)展成為良好耦合類型，同時(shí)從滯后型層面來看，由最初的勉強(qiáng)耦合發(fā)展土地利用滯后型逐漸發(fā)展成為良好耦合發(fā)展生態(tài)環(huán)境滯后型。

4 研究結(jié)論與對策建議

4.1 研究的主要結(jié)論

由上可以得出，隨著經(jīng)濟(jì)水平和科技水平的不斷提高，人口數(shù)量不斷增加，城市化發(fā)展快速推進(jìn)，貴陽市土地利用開發(fā)程度不斷提高，土地利用指數(shù)不斷攀升。與此同時(shí)，生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)呈現(xiàn)先下降后上升的態(tài)勢。

4.2 對策建議

（1）控制人口增長，提高人口素質(zhì)。

隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，城市人口急劇增長，貴陽市山多地少，適宜人類生活的空間小。政府職能部門應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采取綜合措施控制人口數(shù)量。與此同時(shí)，提高人口的科學(xué)文化素質(zhì)，通過多種方式提高全民素質(zhì)。

（2）調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)業(yè)層次。

貴陽市產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要以勞動(dòng)密集型和資源密集型產(chǎn)業(yè)為主，轉(zhuǎn)變粗放的經(jīng)濟(jì)增長方式，推動(dòng)二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)為依托，走新型發(fā)展道路。

（3）加大環(huán)境治理力度，加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)。

水土流失是貴陽市喀斯特地貌的顯著特征，因此貴陽市環(huán)境治理應(yīng)以保護(hù)和預(yù)防為主，堅(jiān)持資源開發(fā)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)并進(jìn)。在環(huán)境治理方面，應(yīng)采取生物措施和工程措施相結(jié)合，科學(xué)規(guī)劃，增加城市建成區(qū)綠地面積；健全監(jiān)督機(jī)制，執(zhí)行嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)；加大環(huán)境保護(hù)宣傳力度，提高環(huán)保意識，減少使用化肥農(nóng)藥，增施有機(jī)肥。

[1]方愷,吳次芳,董亮.城市化進(jìn)程中的土地自然資本利用動(dòng)態(tài)分析[J].自然資源報(bào),2018,33(1):1-13.

[2]魏媛,吳長勇,徐筑燕.貴陽市土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,43(2):185-188,192.

[3]蘇維詞.貴陽城市土地利用變化及其環(huán)境效應(yīng)[J].地理科學(xué),2000(5):462-468.

[4]魏媛,王曉穎,吳長勇,等.喀斯特山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)性評價(jià)——以貴州省為例[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì),2018,34(10):69-75.

2020年度貴州省理論創(chuàng)新課題（GZLCLH-2020-063）；國家商務(wù)部聯(lián)合研究項(xiàng)目（2016SWBZD12）

喬清亮（1992- ），男，河南駐馬店人，碩士，研究方向：土地開發(fā)利用與保護(hù)。

魏媛（1976- ），女，博士，教授，研究方向：生態(tài)經(jīng)濟(jì)與資源開發(fā)與可持續(xù)利用。

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.08.07

F301.2

A

2095-1205(2020)08-15-03