蔡振饒, 李玉紅, 李旭東

貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 貴陽(yáng) 550001

貴陽(yáng)市城市化與生態(tài)環(huán)境耦合研究

蔡振饒, 李玉紅, 李旭東*

貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 貴陽(yáng) 550001

隨著中國(guó)西部地區(qū)城市化的快速推進(jìn), 生態(tài)脆弱城市的環(huán)境問(wèn)題日益引起國(guó)內(nèi)學(xué)者的重視。通過(guò)構(gòu)建貴陽(yáng)市城市化與生態(tài)環(huán)境指標(biāo)體系, 以綜合指數(shù)評(píng)價(jià)模型為基礎(chǔ)分析貴陽(yáng)市城市化與生態(tài)環(huán)境發(fā)展趨勢(shì), 并利用協(xié)調(diào)發(fā)展度模型揭示貴陽(yáng)市城市化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)的演化軌跡。結(jié)果表明, 貴陽(yáng)市城市化綜合指數(shù)與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)總體上呈上升趨勢(shì), 兩大系統(tǒng)的發(fā)展均依賴于各子系統(tǒng)的共同進(jìn)步, 不同子系統(tǒng)與指標(biāo)對(duì)綜合評(píng)價(jià)體系具有不同的作用;協(xié)調(diào)度的演變明顯表現(xiàn)為不同的兩個(gè)階段, 而協(xié)調(diào)發(fā)展度演變表現(xiàn)為線形的上升趨勢(shì), 由嚴(yán)重不協(xié)調(diào)階段逐漸步入高級(jí)協(xié)調(diào)階段。只有兩大系統(tǒng)共同發(fā)展, 二者的耦合關(guān)系才會(huì)逐漸增強(qiáng)。

城市化; 生態(tài)環(huán)境; 耦合; 協(xié)調(diào); 貴陽(yáng)

1 前言

中國(guó)正處于工業(yè)化與城市化的中期階段, 快速的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與城市化進(jìn)程對(duì)生態(tài)環(huán)境的脅迫作用日益突出[1]。目前, 國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)城市快速發(fā)展地區(qū)的城市化與生態(tài)環(huán)境耦合交互關(guān)系已有大量的研究[2-4]。然而受較弱的技術(shù)、制度、城市文明與系統(tǒng)自身恢復(fù)力影響, 西部地區(qū)城市在城市化發(fā)展過(guò)程中與生態(tài)環(huán)境的耦合關(guān)系具有明顯的脆弱性[5], 如何把握西部生態(tài)脆弱地區(qū)城市化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)的作用機(jī)制與規(guī)律日益成為學(xué)者研究的焦點(diǎn), 例如喬標(biāo)、方創(chuàng)琳等對(duì)生態(tài)脆弱的干旱區(qū)城市化與生態(tài)環(huán)境耦合規(guī)律進(jìn)行了一系列研究[6-7], 驗(yàn)證了城市化與生態(tài)環(huán)境交互耦合的雙指數(shù)變化規(guī)律, 提出耦合規(guī)律是動(dòng)態(tài)的螺旋式上升過(guò)程, 初步構(gòu)建了干旱區(qū)城市化與生態(tài)環(huán)境耦合理論。此后, 不少學(xué)者對(duì)干旱區(qū)具體城市與地區(qū)展開(kāi)了更為豐富的研究, 陸媛媛等對(duì)寧夏自治區(qū)進(jìn)行了城市化與生態(tài)環(huán)境耦合對(duì)比研究[8], 瑪伊熱姆古麗·依明等對(duì)南疆綠洲城市的城市化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)性進(jìn)行了研究[9-11], 甚至也有學(xué)者以干旱的高原城市為例展開(kāi)研究[12], 進(jìn)一步完善了干旱區(qū)城市化與生態(tài)環(huán)境耦合理論。在中國(guó)南方的喀斯特高原, 城市與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)同樣脆弱, 近些年城市的發(fā)展速度領(lǐng)先中東部地區(qū)[13], 然而學(xué)者對(duì)喀斯特高原地區(qū)在快速城市化背景下的城市化與生態(tài)環(huán)境耦合研究關(guān)注較少[14-15], 且研究的時(shí)間尺度較短。以西南喀斯特高原城市——貴陽(yáng)市為例, 構(gòu)建起較為科學(xué)的指標(biāo)體系, 試圖探求貴陽(yáng)市快速城市化背景下與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)的發(fā)展規(guī)律,并提出相關(guān)對(duì)策建議促進(jìn)貴陽(yáng)市生態(tài)文明建設(shè)。

2 區(qū)域與方法

2.1 研究區(qū)域

貴陽(yáng)市是貴州省省會(huì), 也是全省的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。貴陽(yáng)屬于亞熱帶濕潤(rùn)溫和型氣候, 座落在貴州省中部群山環(huán)繞的喀斯特盆地中。近年來(lái)隨著諸條高鐵線與高速路的修建, 貴陽(yáng)市集聚資源要素的能力進(jìn)一步加強(qiáng), 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度位居全國(guó)前列,城市化水平快速提高。然而貴陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)總量偏小,經(jīng)濟(jì)發(fā)展嚴(yán)重依賴于不可再生資源, 在經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展的同時(shí), 能源、原材料等物質(zhì)消耗和生活垃圾、城市廢水、廢氣等排放物總量一直增長(zhǎng); 同時(shí)貴陽(yáng)市屬于喀斯特高原城市, 地形封閉, 空氣污染物不易向外疏散; 平地少, 可利用土地不多; 水土易流失, 土壤涵養(yǎng)水源的能力差, 石漠化風(fēng)險(xiǎn)大,生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱。貴陽(yáng)市對(duì)生態(tài)環(huán)境的建設(shè)歷史欠賬多, 環(huán)保設(shè)施薄弱與資金投入不足, 因此, 制約貴陽(yáng)市城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的一些長(zhǎng)期性和深層次問(wèn)題依然存在。

2.2 研究方法

研究數(shù)據(jù)包括城市化指標(biāo)數(shù)據(jù)與生態(tài)環(huán)境指標(biāo)數(shù)據(jù), 原始數(shù)據(jù)來(lái)源于《貴陽(yáng)市統(tǒng)計(jì)年鑒》(2000—2015)、《貴陽(yáng)年鑒》(2000—2015)、《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》(2000—2015)及《貴陽(yáng)市環(huán)境狀況公報(bào)》(1999—2014), 《貴陽(yáng)市水資源公報(bào)》(1999—2014), 部分?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理與計(jì)算。

2.2.1 構(gòu)建城市化與生態(tài)環(huán)境指標(biāo)體系

城市化與生態(tài)環(huán)境通過(guò)相互作用形成復(fù)雜的系統(tǒng), 結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 層次多樣, 具有多變量、多指標(biāo)影響的特點(diǎn)。城市化系統(tǒng)內(nèi)含了人口城市化、經(jīng)濟(jì)城市化、社會(huì)城市化、空間城市化四個(gè)子系統(tǒng), 生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)含了生態(tài)環(huán)境水平、生態(tài)環(huán)境壓力、生態(tài)環(huán)境保護(hù)三個(gè)子系統(tǒng)。在遵循簡(jiǎn)單科學(xué)性、典型性、可獲取性等原則下[16], 構(gòu)建起二級(jí)指標(biāo)層共31個(gè)指標(biāo)的較為科學(xué)的指標(biāo)體系(表1)。

2.2.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

考慮到原始數(shù)據(jù)間量綱不同且指標(biāo)間數(shù)量級(jí)存在明顯的差異, 因此首先要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[17]。標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程如下:

公式中x′ij是標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù),xij為原數(shù)據(jù),xmaxj和xminj分別為原數(shù)據(jù)的最大值和最小值。本文對(duì)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后產(chǎn)生的極值處理的方法是給予一個(gè)正的微小值。

2.2.3 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

確定指標(biāo)權(quán)重的方法有許多種, 本文采用客觀賦值的熵權(quán)法來(lái)確定權(quán)重, 熵權(quán)法確定權(quán)重的原則是: 指標(biāo)數(shù)據(jù)的離散程度越大, 信息熵越小, 其提供的信息量越大, 則指標(biāo)對(duì)綜合評(píng)價(jià)的影響越大,其權(quán)重也就越大[18]。一級(jí)指標(biāo)層與二級(jí)指標(biāo)層權(quán)重?cái)?shù)據(jù)均在熵權(quán)法基礎(chǔ)上求得, 一級(jí)指標(biāo)層權(quán)重均值為二級(jí)指標(biāo)層各指標(biāo)權(quán)重的平均值。熵權(quán)法具體方法如下:

(1)計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)下第i年份的指標(biāo)值的比重Pij:

(2)計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的熵值ej:

(3)計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的熵權(quán)Wij:

表1 城市化與生態(tài)環(huán)境耦合的指標(biāo)體系及權(quán)重Tab.1 The coupling indicator system and weights of urbanization and ecological environment

2.2.4 綜合指數(shù)計(jì)算

根據(jù)各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值與權(quán)重, 加權(quán)求和計(jì)算城市化與生態(tài)環(huán)境的綜合指數(shù)。其計(jì)算公式為[19]:

Si表示綜合指數(shù),x′ij為數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化值。

2.2.5 協(xié)調(diào)發(fā)展度模型計(jì)算

為了明確地揭示出貴陽(yáng)市城市化與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系, 依據(jù)以下模型公式計(jì)算貴陽(yáng)市城市化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)度與協(xié)調(diào)發(fā)展度[20]。

式中,k為協(xié)調(diào)系數(shù),k≥2, 一般取k=2;C為協(xié)調(diào)度,是度量系統(tǒng)或系統(tǒng)內(nèi)部要素之間在發(fā)展過(guò)程中彼此和諧一致的程度, 是協(xié)調(diào)狀況好壞程度的定量指標(biāo);T為城市化與生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指數(shù), 反映了兩者的整體效益與水平。α、β為待定權(quán)數(shù), 由于城市化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境發(fā)展同等重要, 故取0.5;D為協(xié)調(diào)發(fā)展度, 協(xié)調(diào)發(fā)展度D綜合了城市化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)狀況C以及兩者所處的發(fā)展層次T, 可以反映出城市化與生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì), 因此協(xié)調(diào)發(fā)展度模型具有更高的穩(wěn)定性及更廣的適用范圍。

2.2.6 協(xié)調(diào)發(fā)展類型的判別

為了更好地說(shuō)明城市化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)的程度, 對(duì)協(xié)調(diào)發(fā)展度等級(jí)進(jìn)行劃分(見(jiàn)表2), 協(xié)調(diào)發(fā)展度越小, 等級(jí)越低; 協(xié)調(diào)發(fā)展度越高, 等級(jí)越高[21]。

表2 協(xié)調(diào)發(fā)展等級(jí)類型Tab.2 Types of coordinated development

3 結(jié)果與分析

3.1 城市化綜合指數(shù)變化特征

根據(jù)公式(6)計(jì)算出貴陽(yáng)市城市化與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù), 并制作成圖(見(jiàn)圖1), 如圖1所示, 自1999年以來(lái), 貴陽(yáng)市城市化綜合指數(shù)增長(zhǎng)表現(xiàn)出穩(wěn)定的上升趨勢(shì)。

從二級(jí)指標(biāo)層角度進(jìn)行分析: 第一, 在人口城市化子系統(tǒng)中, 在崗職工人數(shù)的權(quán)重最大(0.0601),說(shuō)明就業(yè)人口的快速增長(zhǎng)對(duì)貴陽(yáng)市人口城市化的快速推進(jìn)貢獻(xiàn)最大。遷入地的居民收入與就業(yè)可達(dá)性影響著人口的遷移[22], 貴陽(yáng)市作為省域中心城市,每年新增數(shù)萬(wàn)的在崗職工人數(shù), 吸引著周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)及其他地級(jí)市人口遷入及就業(yè)。非農(nóng)業(yè)人口比重權(quán)重最低(0.0305), 在研究時(shí)段 16年間非農(nóng)業(yè)人口比重增長(zhǎng)了 4%左右, 很大程度上表明農(nóng)民市民化的步伐較慢, 貴陽(yáng)市城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)未發(fā)生根本改變。第二, 在經(jīng)濟(jì)城市化子系統(tǒng)中, 權(quán)重最大的是社會(huì)固定資產(chǎn)投資總額(0.1274), 說(shuō)明固定資產(chǎn)投資總額的快速增長(zhǎng)是目前貴陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最重要推動(dòng)力。投資是拉動(dòng)西部城市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要因素[23], 1999-2014年間貴陽(yáng)市社會(huì)固定資產(chǎn)投資總額年均增長(zhǎng)70%, 在經(jīng)濟(jì)城市化過(guò)程中扮演著至關(guān)重要的角色。第三, 在空間城市化子系統(tǒng)中, 建成區(qū)面積的權(quán)重(0.0956)略大于道路面積(0.0938)的權(quán)重, 說(shuō)明貴陽(yáng)市建成區(qū)面積的擴(kuò)張一定程度上與城市道路面積的擴(kuò)展相適應(yīng), 在研究時(shí)段內(nèi)貴陽(yáng)市建成區(qū)面積擴(kuò)大了2.3倍, 道路面積增長(zhǎng)了3.5倍, 在交通條件改善的基礎(chǔ)上貴陽(yáng)市土地城市化速度較快。第四, 在社會(huì)城市化子系統(tǒng)中, 職工平均工資權(quán)重最大(0.0768),權(quán)重值略大于其他指標(biāo), 以職工平均工資為例, 在研究時(shí)段內(nèi)年均增長(zhǎng) 14.7%, 幾項(xiàng)有關(guān)民生事業(yè)的指標(biāo)數(shù)值在研究期內(nèi)均有較大提高, 意味著貴陽(yáng)市社會(huì)城市化步伐有序推進(jìn)。

從一級(jí)指標(biāo)層角度進(jìn)行分析, 四個(gè)子系統(tǒng)權(quán)重均值從大到小依次為空間城市化、經(jīng)濟(jì)城市化、社會(huì)城市化、人口城市化, 說(shuō)明貴陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)城市化與空間城市化對(duì)城市發(fā)展的貢獻(xiàn)較大, 而人口城市化的貢獻(xiàn)小且發(fā)展變化的步伐落后于其他城市化子系統(tǒng)。城市健康穩(wěn)定的發(fā)展依賴于各城市化子系統(tǒng)的共同進(jìn)步, 在四個(gè)子系統(tǒng)綜合作用下貴陽(yáng)市城市化綜合指數(shù)呈穩(wěn)定上升趨勢(shì)。

3.2 生態(tài)環(huán)境指數(shù)變化特征

3.2.1 生態(tài)環(huán)境各子系統(tǒng)變化特征

根據(jù)公式(6)計(jì)算生態(tài)環(huán)境各子系統(tǒng)綜合指數(shù)并制作成圖(見(jiàn)圖2), 由圖2所示, 貴陽(yáng)市生態(tài)環(huán)境各子系統(tǒng)指數(shù)在研究時(shí)段內(nèi)表現(xiàn)出不同的變化特征。第一, 生態(tài)環(huán)境水平指數(shù)呈類似 W 型的變化趨勢(shì),1999-2006年間指數(shù)一直處于低水平徘徊狀態(tài), 而此時(shí)段生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)與保護(hù)指數(shù)均處于較低的水平(圖2); 2007年是指數(shù)變化的節(jié)點(diǎn), 從圖2可以發(fā)現(xiàn)在 2007年生態(tài)環(huán)境保護(hù)指數(shù)有了明顯的提高,2007年貴陽(yáng)市通過(guò)生態(tài)文明城市總體規(guī)劃, 得益于對(duì)環(huán)境保護(hù)建設(shè)的重視, 生態(tài)環(huán)境水平有了較快的提高; 2008-2011年指數(shù)有所下降, 此時(shí)段降水量比常年平均水平偏低, 貴陽(yáng)市人均水資源利用量從2008年的1544立方米下降到2011年的616立方米,此外二氧化氮年均值不斷上升(2008年為 0.023 mg·m–3, 2011 年為 0.03 mg·m–3); 2011-2014 年生態(tài)環(huán)境水平指數(shù)又轉(zhuǎn)變上升, 此時(shí)段貴陽(yáng)市獲批建設(shè)全國(guó)生態(tài)文明示范城市, 對(duì)城市生態(tài)環(huán)境治理強(qiáng)度又逐漸加強(qiáng)。第二, 生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)表現(xiàn)為倒U型變化趨勢(shì)。1999—2008年間指數(shù)值緩慢增長(zhǎng), 說(shuō)明污染物總量排放對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力逐漸下降; 2008—2011年壓力指數(shù)值保持較高的水平, 污染物排放總量在此時(shí)段較小; 2011—2014年間指數(shù)值有所下降, 說(shuō)明此時(shí)段污染物排放總量有所增長(zhǎng), 城市化對(duì)生態(tài)環(huán)境的脅迫效應(yīng)增強(qiáng)。第三, 生態(tài)環(huán)境保護(hù)指數(shù)呈現(xiàn)出曲折的上升趨勢(shì)。1999—2006年指數(shù)值處于低水平狀態(tài), 說(shuō)明該時(shí)段對(duì)生態(tài)環(huán)境治理的水平較低; 自 2007年起保持較高的水平, 但2008—2009年、2013年指數(shù)有所下降, 表明生態(tài)環(huán)境治理水平的不穩(wěn)定性。

圖1 貴陽(yáng)市城市化與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)變化趨勢(shì)Fig.1 The trend of urbanization and ecological environment comprehensive index in Guiyang City

圖2 貴陽(yáng)市生態(tài)環(huán)境各子系統(tǒng)變化趨勢(shì)Fig.2 Variation trend of each subsystem of the ecological environment in Guiyang City

3.2.2 生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)變化特征

從圖2可以發(fā)現(xiàn)在2008年以前生態(tài)環(huán)境水平指數(shù)變化與壓力指數(shù)、保護(hù)指數(shù)有著較好的同步性,說(shuō)明在研究時(shí)段的前中期生態(tài)環(huán)境水平明顯受到其他子系統(tǒng)變動(dòng)影響, 到后期生態(tài)環(huán)境水平指數(shù)的變化滯后于其他子系統(tǒng)的變化, 子系統(tǒng)之間演化的同步性較差。生態(tài)環(huán)境水平子系統(tǒng)在綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中權(quán)重均值最大(0.0753), 結(jié)合圖 2可以發(fā)現(xiàn)在大部分年份生態(tài)環(huán)境水平子系統(tǒng)指數(shù)高于其他子系統(tǒng)指數(shù), 說(shuō)明生態(tài)環(huán)境水平子系統(tǒng)對(duì)生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)的提升影響最大。在三個(gè)子系統(tǒng)綜合作用下, 生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)總體上呈上升趨勢(shì), 大致可以劃分為三個(gè)階段: 1999—2006年較低水平階段; 2007—2008年快速上升階段; 2009—2014年穩(wěn)定高水平階段。

3.3 城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度與協(xié)調(diào)發(fā)展度變化特征

3.3.1 協(xié)調(diào)度變化特征

根據(jù)協(xié)調(diào)發(fā)展度模型計(jì)算出貴陽(yáng)市城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度與協(xié)調(diào)發(fā)展度并制作成圖(見(jiàn)圖 3), 如圖3所示, 貴陽(yáng)市城市化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)度演變過(guò)程表現(xiàn)出不同的兩個(gè)階段, 1999—2004年為快速上升階段, 城市化與生態(tài)環(huán)境兩大系統(tǒng)協(xié)調(diào)度由低到高快速上升, 協(xié)調(diào)程度迅速變好; 2005—2014年為高水平低波動(dòng)階段, 經(jīng)歷前期磨合作用后, 兩大系統(tǒng)耦合模式從 2005年起轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的成熟狀態(tài),但受生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)個(gè)別年份的振蕩波動(dòng)影響協(xié)調(diào)度有略微波動(dòng)。

圖3 協(xié)調(diào)度與協(xié)調(diào)發(fā)展度變化趨勢(shì)Fig.3 Variation trend of coordination degree and coordinated development degree

3.3.2 協(xié)調(diào)發(fā)展度變化特征

貴陽(yáng)市城市化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展度在研究時(shí)段內(nèi)穩(wěn)定上升(見(jiàn)圖 3), 表現(xiàn)為線形的增長(zhǎng)趨勢(shì)(y=0.0498x+ 0.1343,R2= 0.9801)。根據(jù)協(xié)調(diào)發(fā)展度分類標(biāo)準(zhǔn)(表2), 將貴陽(yáng)市協(xié)調(diào)發(fā)展度進(jìn)行等級(jí)歸類(見(jiàn)表3)。

從表3可以發(fā)現(xiàn)貴陽(yáng)市協(xié)調(diào)發(fā)展度介于0.1014—0.8903之間, 擁有從嚴(yán)重失調(diào)型至高度協(xié)調(diào)型所有等級(jí)類型, 為了更好地分析貴陽(yáng)市城市化與生態(tài)環(huán)境耦合演變規(guī)律, 將貴陽(yáng)市16年的協(xié)調(diào)發(fā)展度演化脈絡(luò)劃分為4大階段:

1)1999—2001年嚴(yán)重不協(xié)調(diào)階段。該階段城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展度處于最低的水平, 保持在嚴(yán)重不協(xié)調(diào)階段。這個(gè)階段城市化綜合指數(shù)增長(zhǎng)速度稍慢于生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)增長(zhǎng)速度, 且指數(shù)值仍明顯低于生態(tài)環(huán)境綜合數(shù)值, 說(shuō)明該階段城市化水平較低, 并未對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。

2)2002—2004年基本不協(xié)調(diào)階段。該時(shí)段城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展度有所增加, 協(xié)調(diào)類型過(guò)渡至基本不協(xié)調(diào)類型。城市化綜合指數(shù)與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)的差距有所縮小, 生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)有略微波動(dòng), 說(shuō)明城市化發(fā)展的速度較快且對(duì)生態(tài)環(huán)境的脅迫作用加大。

3)2005—2011年基本協(xié)調(diào)階段。協(xié)調(diào)發(fā)展度在該階段快速增加, 協(xié)調(diào)類型轉(zhuǎn)變?yōu)榛緟f(xié)調(diào)類型。該時(shí)段城市化綜合指數(shù)與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)之間的差距由小到大再縮小, 生態(tài)環(huán)境綜合數(shù)值的增長(zhǎng)變化呈倒V型, 說(shuō)明該階段城市化與生態(tài)環(huán)境的耦合狀態(tài)具有不穩(wěn)定性, 城市化對(duì)生態(tài)環(huán)境既有促進(jìn)作用也有負(fù)面影響。

4)2012—2014年高級(jí)協(xié)調(diào)階段。該時(shí)段城市協(xié)調(diào)發(fā)展度上升到較高的階段, 協(xié)調(diào)類型為高級(jí)協(xié)調(diào)類型。該時(shí)段城市化綜合指數(shù)開(kāi)始超過(guò)生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)且差距逐漸擴(kuò)大, 表明城市化快速發(fā)展的同時(shí)給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的促進(jìn)作用有限。

表3 貴陽(yáng)市城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展度及協(xié)調(diào)類型Tab.3 The coordinated development degree between urbanization and eco-environment and coordination type in Guiyang City

4 結(jié)論

1) 自1999年以來(lái), 貴陽(yáng)市城市化綜合指數(shù)增長(zhǎng)呈線性的上升趨勢(shì)。四個(gè)城市化子系統(tǒng)的共同發(fā)展支撐了城市化綜合水平的快速提升, 其中經(jīng)濟(jì)城市化與空間城市化對(duì)城市發(fā)展的影響較大, 人口城市化對(duì)城市發(fā)展影響最小。在崗職工人數(shù)、社會(huì)固定資產(chǎn)投資總額、建成區(qū)面積、職工平均工資分別是對(duì)所在的子系統(tǒng)影響最大的因素。

2) 貴陽(yáng)市生態(tài)環(huán)境水平指數(shù)呈W型變化趨勢(shì),生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)表現(xiàn)為倒U型變化趨勢(shì), 而生態(tài)環(huán)境保護(hù)指數(shù)呈現(xiàn)出曲折的上升趨勢(shì)。生態(tài)環(huán)境的三大子系統(tǒng)在研究時(shí)段前中期具有較好的變化同步性, 步入后期生態(tài)環(huán)境水平子系統(tǒng)滯后于其他子系統(tǒng)的變化。生態(tài)環(huán)境水平子系統(tǒng)對(duì)生態(tài)環(huán)境綜合系統(tǒng)影響最大, 在三大子系統(tǒng)綜合作用下生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)總體上呈上升趨勢(shì)。

3) 貴陽(yáng)市城市化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)度演變過(guò)程分為兩個(gè)階段, 第一階段屬于快速上升階段, 第二階段屬于高水平低波動(dòng)階段。城市化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展度演化表現(xiàn)為線形的增長(zhǎng)趨勢(shì), 可以將協(xié)調(diào)發(fā)展度演化脈絡(luò)劃分為 4個(gè)階段, 從嚴(yán)重不協(xié)調(diào)階段逐步進(jìn)入高級(jí)協(xié)調(diào)階段。城市化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)性的增強(qiáng)依賴于兩大系統(tǒng)的共同作用, 只有二者綜合指數(shù)不斷提高, 耦合關(guān)系才會(huì)穩(wěn)定增強(qiáng)。

5 討論

由于貴陽(yáng)市與國(guó)內(nèi)發(fā)達(dá)城市相比, 城市發(fā)展的各方面相對(duì)落后, 因此追求城市擴(kuò)張與經(jīng)濟(jì)發(fā)展就成為縮小差距的必要途徑, 而脆弱的高原生態(tài)環(huán)境與有限的資源難以承受城市化快速發(fā)展帶來(lái)的壓力,城市化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展將面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。針對(duì)貴陽(yáng)市城市化子系統(tǒng)發(fā)展速度不同與生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)變化的波動(dòng)性, 未來(lái)應(yīng)注重城市化質(zhì)量與生態(tài)環(huán)境建設(shè)的穩(wěn)定性, 促進(jìn)城市化與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)。從城市化方面, 貴陽(yáng)市要推進(jìn)以人為本的新型城鎮(zhèn)化, 加快農(nóng)民轉(zhuǎn)移人口市民化; 繼續(xù)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu), 發(fā)揮消費(fèi)在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中的重要作用; 優(yōu)化城市土地利用結(jié)構(gòu), 提高城市綠化覆蓋率, 加大對(duì)城市道路建設(shè)的投入; 加大對(duì)教育、衛(wèi)生等公共事業(yè)的投入, 逐步提高居民收入水平。從生態(tài)環(huán)境方面, 要以建設(shè)生態(tài)城市為目標(biāo), 做好城市園林規(guī)劃與建設(shè); 加強(qiáng)對(duì)大氣環(huán)境與水環(huán)境的監(jiān)管, 削減各種污染物排放總量; 加大對(duì)環(huán)保投入, 提高企業(yè)環(huán)保技術(shù)水平, 提高資源利用效率。城市化與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系是隨時(shí)間不斷變化的過(guò)程, 從研究中發(fā)現(xiàn)在研究時(shí)段后期生態(tài)環(huán)境的綜合指數(shù)已滯后于城市化綜合指數(shù)且差距不斷擴(kuò)大, 貴陽(yáng)市在推進(jìn)城市化進(jìn)程的同時(shí)要繼續(xù)保持對(duì)生態(tài)環(huán)境的高度重視。此外, 生態(tài)環(huán)境是開(kāi)放的復(fù)雜系統(tǒng), 生態(tài)環(huán)境水平系統(tǒng)不僅受到保護(hù)子系統(tǒng)與壓力子系統(tǒng)的影響, 也受到外部區(qū)域環(huán)境變化的影響, 在研究中出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境水平演化并未與其他子系統(tǒng)保持高度同步性的現(xiàn)象, 因此對(duì)喀斯特高原城市的城市化與生態(tài)環(huán)境耦合研究有待進(jìn)一步深入。

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Coupling research on urbanization and ecological environment in Guiyang City

CAI Zhenrao, LI Yuhong, LI Xudong*
College of Geography and Environmental Science, Guizhou Normal University, Guiyang550001, China

With the rapid development of urbanization in Western China, the environmental problems of ecological fragile cities have been attracted more and more attention by domestic scholars.Setting up the urbanization and ecological environment index system of Guiyang, we analyzed the development trend of urbanization and ecological environment in Guiyang through the comprehensive index evaluation model, and revealed the evolution trajectory of the coupling coordination between urbanization and ecological environment in Guiyang by coordinated development degree model.The results showed that both the comprehensive index of urbanization and ecological environment showed an upward trend in Guiyang.The development of the two systems depended on the common progress of each subsystem and the different subsystem and index had different effects on the comprehensive evaluation system.The evolution of the coordination degree showed two different stages, and the evolution of the coordinated development degree showed a linear upward trend, entering into the advanced coordination stage from the serious uncoordinated stage step by step.The coupling relationship between the two systems will gradually increase no other than the two are jointly developed.

urbanization; ecological environment; coupling; coordination; Guiyang

10.14108/j.cnki.1008-8873.2017.05.025

S435.11, Q14

A

1008-8873(2017)05-196-08

蔡振饒, 李玉紅, 李旭東.貴陽(yáng)市城市化與生態(tài)環(huán)境耦合研究[J].生態(tài)科學(xué), 2017, 36(5): 196–203.

CAI Zhenrao, LI Yuhong, LI Xudong.Coupling research on urbanization and ecological environment in Guiyang City[J].Ecological Science, 2017, 36(5): 196–203.

2017-03-06;

2017-04-21

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41261039)

蔡振饒(1992—), 男, 碩士研究生, 主要從事人口與城市化研究, E-mail: 1532406016@qq.com

*通信作者: 李旭東(1969—), 男, 教授, 碩士生導(dǎo)師, 研究方向?yàn)槿丝谂c城市化, E-mail: