陸文勛，李 崢，孫鵬舉，蔡志毅，李楊帆①，郭青海

(1.廈門大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院，福建 廈門 361102；2.中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所，福建 廈門 361021)

基于脫鉤理論的城市化水平與耕地安全水平的近程耦合關(guān)系研究

陸文勛1，李 崢1，孫鵬舉1，蔡志毅1，李楊帆1①，郭青海2

(1.廈門大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院，福建 廈門 361102；2.中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所，福建 廈門 361021)

當(dāng)前我國(guó)快速城市化推進(jìn)對(duì)半城市化、農(nóng)村等近程區(qū)域分布的耕地產(chǎn)生直接、強(qiáng)烈的影響，也對(duì)耕地安全造成強(qiáng)大的脅迫效應(yīng)。為此，構(gòu)建城市化-耕地安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，分別計(jì)算城市化指數(shù)和耕地安全脅迫指數(shù)，并基于脫鉤理論方法對(duì)城市化水平與耕地安全水平的近程耦合關(guān)系進(jìn)行量化分析。以江蘇省連云港市為例，定量分析2000—2014年間其城市化水平與耕地安全的脫鉤-耦合關(guān)系及耕地安全對(duì)城市化進(jìn)程的響應(yīng)程度。結(jié)果表明，2000—2014年間，連云港市城市化指數(shù)持續(xù)增高，耕地安全脅迫指數(shù)波動(dòng)降低；2000—2007年為強(qiáng)脫鉤、弱脫鉤、擴(kuò)張負(fù)脫鉤及擴(kuò)張脫鉤的波動(dòng)狀態(tài)；2008—2014年呈更加強(qiáng)烈的波動(dòng)狀態(tài)，包括2008—2012年的強(qiáng)脫鉤和2013年的擴(kuò)張負(fù)脫鉤狀態(tài)，這反映出區(qū)域發(fā)展規(guī)劃、土地利用規(guī)劃和城市總體規(guī)劃的實(shí)施對(duì)這一典型近程耦合系統(tǒng)產(chǎn)生了較大影響。研究期內(nèi)連云港市城市化水平大幅提高，耕地安全所受脅迫程度不斷降低，兩者雖總體呈強(qiáng)脫鉤關(guān)系，但仍需注意近程耦合結(jié)果波動(dòng)性較大所揭示的不確定性問(wèn)題，需要謹(jǐn)慎權(quán)衡城市化相關(guān)政策對(duì)耕地安全的影響。與過(guò)去的宏觀、單一指標(biāo)模型相比，基于近程耦合關(guān)系提出的多指標(biāo)脫鉤-耦合模型更具綜合性，能更加全面、精細(xì)化分析快速城市化進(jìn)程與耕地安全保護(hù)之間的復(fù)雜關(guān)系，為半城市化地區(qū)景觀安全格局評(píng)估提供支撐，為城市化與耕地保護(hù)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展提供決策支持。

近程耦合；城市化；耕地安全；脫鉤；連云港

我國(guó)城市化的快速推進(jìn)將對(duì)城鎮(zhèn)地區(qū)近程的資源環(huán)境包括耕地安全造成現(xiàn)實(shí)或潛在的深刻影響。城市化過(guò)程中伴隨的耕地?cái)?shù)量、質(zhì)量下降,荒地增加以及農(nóng)藥、化肥的過(guò)度使用等問(wèn)題,嚴(yán)重威脅著我國(guó)的耕地、糧食安全以及可持續(xù)發(fā)展[1-6]。以耕地安全為基礎(chǔ)的糧食安全則是關(guān)系我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全局性重大戰(zhàn)略問(wèn)題,對(duì)城市化水平和耕地安全水平這一近程耦合關(guān)系開(kāi)展評(píng)價(jià)和量化研究,有助于為我國(guó)城市化的合理推進(jìn)及國(guó)家糧食安全的有力保障,實(shí)現(xiàn)城市化和耕地安全的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展提供相關(guān)決策支持。在可持續(xù)性研究領(lǐng)域中,LIU等[7-8]強(qiáng)調(diào)了人類與自然耦合系統(tǒng)的不同部分之間的一體化與整體觀,并總結(jié)了這一思路在行星邊界(planetary)、人-自然關(guān)系(human-nature nexus)及遠(yuǎn)程耦合(telecoupling)中的應(yīng)用。對(duì)比LIU等提出的遠(yuǎn)程耦合概念,即遠(yuǎn)距離的人類系統(tǒng)和自然系統(tǒng)響應(yīng),城市化及其周邊耕地安全之間則為較近距離、較小尺度的近程耦合關(guān)系,人口城市化、土地城市化、產(chǎn)業(yè)城市化都會(huì)直接或間接地對(duì)城市區(qū)域周邊的耕地產(chǎn)生影響,從而導(dǎo)致其數(shù)量、質(zhì)量以及生態(tài)安全方面出現(xiàn)變化(圖1)。TOBLER[9]曾提出任何事物都與其他事物相聯(lián)系,且鄰近的事物比較遠(yuǎn)事物聯(lián)系更為緊密。此外空間自相關(guān)在空間統(tǒng)計(jì)學(xué)及在生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)上的廣泛應(yīng)用也能反映出某些變量在同一個(gè)分布區(qū)內(nèi)的觀測(cè)數(shù)據(jù)之間潛在的相互依賴性[10]。這些都為城市化與耕地安全之間存在著復(fù)雜交互的近程耦合關(guān)系提供了理論支撐。

城市化和耕地安全作為重要的近程耦合系統(tǒng),近年來(lái)已成為研究熱點(diǎn),DENG等[11]定性分析了城市化對(duì)耕地的影響,張文斌等[12]、張勇等[13]和SONG[14]進(jìn)一步定量分析了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與耕地面積占用之間的脫鉤關(guān)系;SONG等[15]還從耕地質(zhì)量的角度分析了城市擴(kuò)張與耕地安全之間的關(guān)系;BOMMARCO等[16]認(rèn)為人口對(duì)糧食持續(xù)增長(zhǎng)的需求給耕地帶來(lái)了壓力;花利忠等[17]研究發(fā)現(xiàn)耕地景觀被蠶食演變?yōu)榻ㄔO(shè)用地是反映城市化進(jìn)程及半城市化地區(qū)空間擴(kuò)展情況的重要指標(biāo)。這些研究或定性評(píng)價(jià)城市化對(duì)耕地的影響,或定量分析耕地安全的單一方面(面積、質(zhì)量)與城市化的單一方面(人口、空間、經(jīng)濟(jì)發(fā)展)之間的關(guān)系,在準(zhǔn)確、全面指示城市化水平與耕地安全之間的定量關(guān)系上仍有完善空間。

圖1 耕地安全與城市化脫鉤-耦合模型Fig.1 The decoupling-coupling model for farmland safety and urbanization

從城市化與耕地安全之間的近程耦合關(guān)系出發(fā),選取能夠全面且精細(xì)化反映城市化水平及耕地安全水平變化的主要指標(biāo),以江蘇省連云港市為研究區(qū)域,結(jié)合人口、產(chǎn)業(yè)、空間的城市化與耕地的質(zhì)量、數(shù)量、生態(tài)安全構(gòu)建城市化水平與耕地安全綜合評(píng)價(jià)體系,分別計(jì)算城市化指數(shù)及耕地安全脅迫指數(shù),并對(duì)城市化與耕地安全之間的耦合、脫鉤關(guān)系進(jìn)行定量分析,以期對(duì)協(xié)調(diào)城市化進(jìn)程與耕地安全保護(hù)工作之間的關(guān)系提供建議與參考。

1 研究區(qū)域概況及數(shù)據(jù)

研究區(qū)為江蘇省連云港市的市域范圍,位于江蘇省沿海工業(yè)區(qū)與隴海線東部帶狀區(qū)域的“T”形交界處,是江蘇北部經(jīng)濟(jì)發(fā)展和江蘇“兩個(gè)率先”戰(zhàn)略的支柱區(qū)域[18-19]。2014年連云港市地區(qū)生產(chǎn)總值為1 965.89億元,戶籍總?cè)丝?26.51萬(wàn),其中市區(qū)人口219.07萬(wàn);城市化率由2000年的28.02%上升至2014年的57.13%;城市建成區(qū)面積由2000年的51.4 km2上升到2014年的275.0 km2;全市人均耕地面積由2000年的0.828 hm2下降到0.767 hm2,低于全國(guó)平均水平1.02 hm2。研究涉及數(shù)據(jù)主要來(lái)源于2000—2014年《連云港市統(tǒng)計(jì)年鑒》以及2000—2014年《連云港市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》等。

2 研究方法

2.1 城市化與耕地安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

2.1.1指標(biāo)體系構(gòu)建

綜合指數(shù)法能綜合表達(dá)城市化與耕地安全交互脅迫中的定性與定量因素,表現(xiàn)形式簡(jiǎn)潔清晰[20]。開(kāi)展城市化水平評(píng)價(jià)時(shí),應(yīng)從人口、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等諸多方面選取若干既相互聯(lián)系又相對(duì)獨(dú)立的指標(biāo),構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。在設(shè)置評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí),結(jié)合案例區(qū)實(shí)際情況,按照科學(xué)性、系統(tǒng)整體性原則以及數(shù)據(jù)的可獲取性,選取城市建設(shè)用地面積、城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诒壤?、第二與第三產(chǎn)業(yè)GDP占總GDP比例為指標(biāo),并采用熵權(quán)法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重,最后形成基于人口城市化、土地城市化、產(chǎn)業(yè)城市化的城市化水平綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。

表1城市化水平綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
Table1Thecomprehensiveurbanizationlevelevaluationindexsystem

目標(biāo)層指標(biāo)層單位權(quán)重指標(biāo)效應(yīng)城市化指數(shù)城市建設(shè)用地面積km20 519正城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诒壤?0 253正二、三產(chǎn)業(yè)GDP占總GDP比例%0 228正

耕地安全與否涉及數(shù)量、質(zhì)量和生態(tài)3個(gè)方面,即耕地資源的數(shù)量、質(zhì)量和結(jié)構(gòu)是否處于有效供給狀態(tài)[21]。以耕地安全脅迫指數(shù)為目標(biāo)層,從耕地的數(shù)量安全、質(zhì)量安全和生態(tài)安全角度選取若干指標(biāo),并采用熵權(quán)法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重,構(gòu)建耕地安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表2)。

表2耕地安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
Table2Thecomprehensivefarmlandsafetyevaluationindexsystem

目標(biāo)層指標(biāo)層單位權(quán)重指標(biāo)效應(yīng)耕地安全脅迫指數(shù)單位面積化肥使用量t·km-20 123正單位面積農(nóng)藥使用量t·km-20 129正單位面積地膜使用量t·km-20 127正耕地面積km20 085負(fù)糧食單產(chǎn)kg·hm-20 536負(fù)

2.1.2指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理,使各數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化而具備比較性。記第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象第j項(xiàng)指標(biāo)為Xij,當(dāng)指標(biāo)呈正效應(yīng)時(shí),其標(biāo)準(zhǔn)化公式為

(1)

對(duì)于負(fù)效應(yīng)指標(biāo),其標(biāo)準(zhǔn)化公式為

(2)

式(1)～(2)中,Xij為指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值。當(dāng)Yij=1時(shí),指標(biāo)代表項(xiàng)達(dá)最佳狀態(tài);相反,當(dāng)Yij=0時(shí),達(dá)最差狀態(tài)。

2.1.3指標(biāo)權(quán)重賦值及指標(biāo)值計(jì)算

權(quán)重用來(lái)表示各指標(biāo)變量或要素對(duì)于上一層次等級(jí)要素的相對(duì)重要程度。信息熵理論是一種客觀的賦權(quán)方法,信息熵權(quán)的原理為:對(duì)于某項(xiàng)指標(biāo),指標(biāo)值間的差距越大,表明該指標(biāo)在綜合評(píng)價(jià)中所起的作用越大;如果差異為0,表明該指標(biāo)在綜合評(píng)價(jià)中不起作用。該研究采用熵權(quán)法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，以盡量避免主觀因素對(duì)各指標(biāo)相對(duì)重要程度的影響[22]。

綜上所述，雷公藤內(nèi)脂醇作用于PC3細(xì)胞后可以下調(diào)腫瘤細(xì)胞VEGF的含量，抑制腫瘤血管的新生，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，抑制細(xì)胞生長(zhǎng)增殖。

第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值ej計(jì)算公式為

(3)

式(3)中,k=1/lnm,kgt;0；0≤ej≤1。如果Yij為0,則用0.000 01 代替計(jì)算。

第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重Wj計(jì)算公式為

(4)

式(4)中,dj為指標(biāo)Xj的差異系數(shù),其值等于1-ej。

在確定指標(biāo)權(quán)重的基礎(chǔ)上,可計(jì)算單指標(biāo)評(píng)價(jià)得分(Sij)及綜合評(píng)價(jià)指數(shù)(ESI,IES),公式分別為

Sij=Wi×Yij,

據(jù)此模型分別計(jì)算耕地安全脅迫指數(shù)(ALSI，IALS)與城市化指數(shù)(UI，IU)。

2.2 脫鉤

脫鉤理論(decoupling)的本質(zhì)是研究具有響應(yīng)關(guān)系的2個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)之間的相互關(guān)系的存在和消亡[23],該研究中的脫鉤則是指城市化進(jìn)程與耕地安全脅迫之間聯(lián)系的阻斷。隨著對(duì)脫鉤理論的研究不斷深入,國(guó)內(nèi)學(xué)者將其應(yīng)用于探究GDP增速、人口增速和工業(yè)產(chǎn)值增加值等變量與城市擴(kuò)張的關(guān)系,并將脫鉤概念細(xì)化為擴(kuò)張性復(fù)鉤、強(qiáng)復(fù)鉤、弱復(fù)鉤、弱脫鉤、強(qiáng)脫鉤、衰退性脫鉤等[24-25]。就脫鉤的測(cè)度方法來(lái)看,主要有IPAT模型法[24]、Tapio彈性系數(shù)法[26]和脫鉤指數(shù)法[27]等。其中Tapio彈性系數(shù)法更加全面細(xì)致,其將彈性值在0.8～1.2間視作耦合,避免了對(duì)彈性值的細(xì)微變化過(guò)度解讀。由此可以得到脫鉤狀態(tài)的8種情形及相應(yīng)判定標(biāo)準(zhǔn),見(jiàn)圖2[14,28-29]。

In—脫鉤指數(shù); △UI—城市化指數(shù)(UI)年變化量；△ALSI—耕地安全脅迫指數(shù)(ALSI)年變化量。

采用Tapio法對(duì)城市化與耕地安全的脫鉤關(guān)系進(jìn)行分析,其具體公式為

(5)

式(5)中,n為年份;In為第n年的脫鉤指數(shù);IALS，n和IALS，n-1分別為第n年和第n-1年的耕地安全脅迫指數(shù);IU，n和IU，n-1分別為第n年和第n-1年的城市化水平指數(shù)。

3 結(jié)果與討論

3.1 城市化水平及耕地安全綜合指數(shù)

采用綜合評(píng)價(jià)方法,對(duì)2000—2014年連云港市城市化水平及耕地安全脅迫程度進(jìn)行評(píng)價(jià),結(jié)果如表3和圖3所示。2000—2014年,連云港市城市化水平呈持續(xù)上升趨勢(shì),2008—2010年城市化水平增長(zhǎng)最快。相較于城市化水平的持續(xù)上升趨勢(shì),耕地安全脅迫指數(shù)則呈現(xiàn)較為復(fù)雜的波動(dòng)變化情況,2000—2014年耕地安全脅迫指數(shù)整體呈下降趨勢(shì),2000—2007年耕地安全脅迫指數(shù)在波動(dòng)中下降,2008—2014年耕地安全脅迫指數(shù)總體呈較為平穩(wěn)的下降趨勢(shì),但2013年耕地安全脅迫指數(shù)有小幅上升。

表32000—2014年連云港市城市化指數(shù)與耕地安全脅迫指數(shù)及其脫鉤關(guān)系
Table3UrbanizationindexandfarmlandsafetystressindexofLianyungangCityin2000-2014andtheirdecouplingrelationship

年份城市化指數(shù)城市化指數(shù)變化率耕地安全脅迫指數(shù)耕地安全脅迫指數(shù)變化率脫鉤指數(shù)脫鉤程度20000 0000 83020010 0290 65620020 0902 0860 639-0 025-0 012強(qiáng)脫鉤20030 1400 5600 7560 1830 327弱脫鉤20040 1950 3950 492-0 350-0 886強(qiáng)脫鉤20050 2590 3270 6970 4161 271擴(kuò)張負(fù)脫鉤20060 3160 2210 427-0 387-1 750強(qiáng)脫鉤20070 3520 1140 4670 0950 837擴(kuò)張連接20080 3900 1100 362-0 227-2 064強(qiáng)脫鉤20090 6440 6510 307-0 152-0 233強(qiáng)脫鉤20100 7870 2220 289-0 057-0 256強(qiáng)脫鉤20110 8420 0700 178-0 386-5 500強(qiáng)脫鉤20120 8890 0550 119-0 328-5 952強(qiáng)脫鉤20130 9530 0730 1510 2663 665擴(kuò)張負(fù)脫鉤20141 0000 0490 130-0 139-2 848強(qiáng)脫鉤

3.2 脫鉤指數(shù)

由表3可知,2000—2014年連云港市城市化指數(shù)與耕地安全脅迫指數(shù)的脫鉤-耦合狀態(tài)主要呈現(xiàn)出弱脫鉤、強(qiáng)脫鉤、擴(kuò)張負(fù)脫鉤和擴(kuò)張連接4種狀態(tài),并呈動(dòng)態(tài)變化態(tài)勢(shì)(圖4)。

3.2.1第1階段(2000—2007年)

第1階段的脫鉤關(guān)系經(jīng)歷了包括強(qiáng)脫鉤、弱脫鉤、擴(kuò)張連接和擴(kuò)張負(fù)脫鉤4種形態(tài)的復(fù)雜變化過(guò)程,脫鉤曲線主要處于非理想狀態(tài)—畸形狀態(tài)—理想狀態(tài)的“M”型周期性變化中的前2種狀態(tài)。在這一階段,連云港市城市化指數(shù)平穩(wěn)上升,耕地安全脅迫指數(shù)整體下降并呈波動(dòng)變化趨勢(shì)。

2007年,連云港市的城市建設(shè)面積,二、三產(chǎn)業(yè)比例與城鎮(zhèn)人口比例比2000年分別增長(zhǎng)75.10%、13.75%和44.54%,隨之增長(zhǎng)的還有對(duì)建設(shè)用地、生活空間和糧食的需求，使得連云港市城市化水平保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。連云港市大量耕地被轉(zhuǎn)變?yōu)榉寝r(nóng)用的商服用地、工礦倉(cāng)儲(chǔ)用地和住宅用地等不透水面的土地利用類型。為了提升糧食產(chǎn)量,化肥、農(nóng)藥和地膜的使用量不斷增加。該階段城市化指數(shù)持續(xù)上升但仍處于較低水平,屬于典型的半城市化狀態(tài)。盡管耕地安全脅迫指數(shù)整體呈下降趨勢(shì),但由于缺乏協(xié)調(diào)城市化與耕地安全之間關(guān)系的相關(guān)經(jīng)驗(yàn),耕地安全土地利用管理規(guī)劃滯后,耕地安全脅迫指數(shù)在2003、2005和2007年均出現(xiàn)上升趨勢(shì),城市透水地面/不透水地面比例失衡,耕地安全的保障形勢(shì)嚴(yán)峻。

圖3 2000—2014年連云港市城市化指數(shù)與耕地安全脅迫指數(shù)變化Fig.3 Variation of the urbanization index and farmland safety stress index of Lianyungang City 2000-2014

圖4 2002—2014年連云港城市化水平與耕地安全水平脫鉤彈性變化Fig.4 Variation of the decoupling elasticity of the relationship between urbanization level and farmland safety level of Lianyungang City 2000-2014

3.2.2第2階段(2008—2014年)

第2階段的城市化指數(shù)與耕地安全脅迫指數(shù)的脫鉤關(guān)系主要以強(qiáng)脫鉤為主,且波動(dòng)更為劇烈。城市化指數(shù)持續(xù)上升,耕地安全脅迫指數(shù)呈較為平穩(wěn)的下降趨勢(shì)。該階段二、三產(chǎn)業(yè)GDP增長(zhǎng)仍保持強(qiáng)勁勢(shì)頭,人口繼續(xù)保持穩(wěn)步增長(zhǎng),城市建設(shè)用地面積持續(xù)增加。2009年,連云港市建成區(qū)面積增長(zhǎng)1倍,城市化指數(shù)變化率為0.651,是城市化水平提升最快的一年?！哆B云港市城市總體規(guī)劃(2008—2030)》確定的“一體兩翼”成為連云港發(fā)展的新格局,“城市東進(jìn),擁抱大?！背蔀檫B云港市城鄉(xiāng)建設(shè)推進(jìn)工作的主題。與此同時(shí),《連云港市土地利用總體規(guī)劃(2006—2020)》中特別強(qiáng)調(diào)了對(duì)農(nóng)用地的合理利用與保護(hù),加大耕地保護(hù)力度、增加耕地轉(zhuǎn)用成本,耕地?cái)?shù)量得以保持;《到2020年江蘇省化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》大力推廣測(cè)土配方施肥對(duì)保持耕地質(zhì)量起到良好作用。2008—2012年,城市化指數(shù)與耕地安全脅迫指數(shù)呈現(xiàn)良好的強(qiáng)脫鉤關(guān)系。2012年是江蘇沿海開(kāi)發(fā)兩步走第1階段的收官期,這一時(shí)期連云港市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、灘涂圍墾等沿海開(kāi)發(fā)重點(diǎn)項(xiàng)目加速實(shí)施,但二、三產(chǎn)業(yè)比例及城市人口比例增幅,乃至城市化進(jìn)程較2010年以前有所放緩。在耕地安全脅迫指數(shù)有所上升的2013年,城市化指數(shù)與耕地安全脅迫指數(shù)呈擴(kuò)張負(fù)脫鉤關(guān)系。該時(shí)段耦合關(guān)系呈現(xiàn)的強(qiáng)烈波動(dòng)可能與前期相關(guān)政策、項(xiàng)目實(shí)施的滯后效應(yīng)有關(guān),這與LIU等[7]在遠(yuǎn)程耦合框架中所提到的時(shí)間動(dòng)態(tài)(temporal dynamics)概念相吻合。城市化進(jìn)程與耕地安全的近程耦合關(guān)系中存在著不確定性因素,需要謹(jǐn)慎權(quán)衡城市化相關(guān)政策可能對(duì)耕地安全產(chǎn)生的影響。LI等[19]在研究連云港城市化與環(huán)境耦合關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn),采用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得到的脫鉤、耦合狀態(tài)分析結(jié)果較實(shí)際情況呈現(xiàn)出向好的趨勢(shì),這樣的情況也同樣出現(xiàn)在筆者研究中。

4 結(jié)論與展望

在對(duì)城市化和耕地安全的耦合、脫鉤關(guān)系進(jìn)行研究時(shí),明確了其近程研究的尺度,綜合考慮了人口、土地、產(chǎn)業(yè)的城市化與耕地的質(zhì)量安全、數(shù)量安全、生態(tài)安全,構(gòu)建了城市化水平綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及耕地安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,采用城市化水平指數(shù)和耕地安全脅迫指數(shù)對(duì)耕地安全與城市化水平的關(guān)系進(jìn)行脫鉤、耦合分析,可以更加全面、具體地反映在城市化進(jìn)程中農(nóng)村人口轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)人口，第一產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)槎?、三產(chǎn)業(yè)，農(nóng)村區(qū)域向城市地域轉(zhuǎn)變對(duì)耕地安全的影響。

連云港市城市化水平與耕地安全之間近程耦合關(guān)系的脫鉤彈性曲線呈非理想狀態(tài)—畸形狀態(tài)—理想狀態(tài)的“M”型周期性變化,主要呈弱脫鉤、強(qiáng)脫鉤、擴(kuò)張負(fù)脫鉤和擴(kuò)張連接4種狀態(tài),研究期內(nèi)多處于強(qiáng)脫鉤狀態(tài),說(shuō)明連云港市的城市化水平與耕地安全總體上發(fā)展較為協(xié)調(diào)。2007—2014年,連云港市脫鉤指數(shù)呈強(qiáng)烈波動(dòng)變化,相關(guān)政策對(duì)城市化與耕地安全的影響增強(qiáng),且存在滯后效應(yīng)、累積效應(yīng)等不確定性因素,因此必須謹(jǐn)慎對(duì)待相關(guān)政策規(guī)劃的制定實(shí)施。

該研究提出了近程耦合理念并應(yīng)用到城市化和耕地安全耦合系統(tǒng)研究中,在對(duì)其關(guān)系進(jìn)行量化時(shí)運(yùn)用了脫鉤的基本原理方法,通過(guò)關(guān)鍵指標(biāo)的選取,對(duì)這一復(fù)雜的耦合系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)化。針對(duì)近程耦合關(guān)系提出的多指標(biāo)脫鉤-耦合模型,可用于快速分析城市化進(jìn)程-耕地安全之間的復(fù)雜關(guān)系,有助于表征半城市化區(qū)域耕地安全特點(diǎn),建立較為完善的半城市化地區(qū)-耕地耦合系統(tǒng)景觀格局分析模型。

定量評(píng)價(jià)和分析只是手段,該研究試圖從發(fā)展規(guī)劃、土地利用規(guī)劃和城市總體規(guī)劃等角度去分析研究連云港城市化-耕地安全耦合系統(tǒng)的實(shí)際內(nèi)涵和演化機(jī)理,特別是將研究結(jié)果與相關(guān)區(qū)域戰(zhàn)略政策等具體實(shí)際相結(jié)合,但仍存在一定的不確定性,需在下一步研究工作中通過(guò)完善指標(biāo)體系和評(píng)估方法,以期更全面地開(kāi)展近程耦合系統(tǒng)的研究。

致謝：感謝廈門大學(xué)李藝博士、邱建慧碩士、林靜玉碩士、Muhanmmad Sajjad碩士在指標(biāo)體系選取和英文表達(dá)方面給予的幫助。

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陸文勛(1994—)，男，福建寧德人，碩士生，主要研究方向?yàn)槌鞘信c區(qū)域環(huán)境變化。E-mail：wenxunlu@pku.edu.cn

(責(zé)任編輯：許 素)

Neighboring/AdjacentCouplingRelationshipBetweenUrbanizationandFarmlandSafetyBasedontheDecouplingTheory.

LU Wen-xun1,LI Zheng1,SUN Peng-ju1,CAI Zhi-yi1,LI Yang-fan1,GUO Qing-hai2

(1.College of Environment and Ecology,Xiamen University,Xiamen 361102,China; 2.Institute of Urban Environment,Chinese Academy of Sciences,Xiamen 361021,China)

The current rapid development of urbanization in China has directly and seriously affected farmlands distribution in its para-urbanized neighboring/adjacent regions,and also posed severe stresses on safety of these land. It is,therefore,essential to build up a comprehensive urbanization and farmland safety assessment indicator system,work out quantitatively urbanization index and farmland safety stress index,and analyze quantitatively neighboring coupling relations between urbanization and arable land safety based on the decoupling theory and method. A case study was conducted of Lianyungang City of Jiangsu Province to explore quantitatively coupling-decoupling relationship between urbanization and farmland safety and response of farmland safety to the progress of urbanization during the period from 2000 to 2014. Results show that during the study period,urbanization index of Lianyungang City increased steadily,while farmland safety stress index fluctuated with a declining trend. Their relationship displayed a wavy trend from 2000 to 2007,i.e. strong decoupling-weak decoupling-expanding negative decoupling-expanding connection and a strong fluctuation curve from 2008 to 2014,including strong decoupling during 2008-2012 and expanding negative decoupling in 2013,which reflects strong impacts of the implementation of the regional development,land use and city overall programs on this typical neighboring/adjacent coupling system. During the study period,Lianyungang City made a huge and steady progress in urbanization,while reducing fluctuation of its stress on farmland safety. Though the two posed a strong decoupling relationship,the problem of uncertainty reflected in the huge fluctuation of the result of the neighboring/adjacent decoupling calls for high attention,and the influence urbanization had on farmland safety needs to be weighed prudently. Compared to the macroscopic single indicator models used in the past,the multi-index decoupling-coupling model built for the neighboring coupling relationship is more comprehensive and capable of analyzing the complex relationship between rapid urbanization and protection of farmland safety in a more holistic and finer way. Furthermore,it may provide theoretical support to landscape safety assessment of para-urbanizd regions and to decision-making on harmonized development of both urbanization and protection of farmland.

neighboring/ adjacent coupling；urbanization；arable land safety；decoupling; Lianyungang City

2017-02-06

國(guó)家自然科學(xué)基金(41271008); 廈門大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃; 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練計(jì)劃

① 通信作者E-mail：yangf@xmu.edu.cn

F293.2; X22

A

1673-4831(2017)11-0968-07

10.11934/j.issn.1673-4831.2017.11.002