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中國城鎮(zhèn)化—資源—環(huán)境耦合協(xié)調(diào)關(guān)系研究

2018-05-08 11:11王新蕓瓦哈甫·哈力克王芳王亞菲
關(guān)鍵詞:耦合協(xié)調(diào)城鎮(zhèn)化

王新蕓 瓦哈甫·哈力克 王芳 王亞菲

摘 要 通過對全國(除港、澳、臺)31個省域2000,2005,2010和2015年4個時間段城鎮(zhèn)化、資源承載力以及環(huán)境支撐力三大子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行測算與空間分析,得出:(1)2015年,各省耦合度范圍在0.9~1.0之間,均處于城鎮(zhèn)化與資源、環(huán)境發(fā)展的高耦合時期,說明我國城鎮(zhèn)化在快速發(fā)展,資源與環(huán)境之間的互動關(guān)系也相對符合各區(qū)域發(fā)展的實際情況,總體狀況良好.(2)2000—2015年,就整體而言,城市化-資源-環(huán)境的耦合度與協(xié)調(diào)度呈橫躺的“S”型,先降后升再降,趨于穩(wěn)定;就局部而言,各省三大子系統(tǒng)的綜合發(fā)展指數(shù)演變格局是“東南沿海遙遙領(lǐng)先,黃土高原和云貴高原有待提升”.(3)低耦合協(xié)調(diào)區(qū)集中在我國西部地區(qū),高耦合協(xié)調(diào)區(qū)集中在我國東南沿海地區(qū),中度及以上耦合協(xié)調(diào)地區(qū)占的省份數(shù)量比相對較大.

關(guān)鍵詞 城鎮(zhèn)化;資源承載力;環(huán)境支撐力;耦合協(xié)調(diào)

中圖分類號 F299.27;F205;F224文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1000-2537(2017)06-0017-07

Abstract Based on the measurement and spatial analysis from the coupling coordination degrees of three subsystems on urbanization, resource carrying capacity and environmental supporting power for 31 provinces in the years of 2000, 2005, 2010 and 2015, in this work, we show that: (1) The year of 2015 with the coupling degree between different provinces at the range of 0.9~1.0 was at the high coupling period of developments for urbanization,resources and environment, suggesting that during Chinas rapid urbanization process in this period of time,the interactive relationship between the resources and the environment is relatively consistent with the regional development, and, because of that, the overall situation is good. (2) From the year of 2000 to 2015, locally speaking, the comprehensive development index of the three subsystems possesses the evolution pattern that “the southeast coast is way ahead and the Loess Plateau and Yunnan Guizhou Plateau need to be improved”.Overall, the coordination coupling degree among urbanization, resource and environment can be expressed as alaid-down “S” shape, which increases first, then decrease, and, after that, increases again until it becomes stabilized. (3) The low coupling coordination area is concentrated in the western region of China, and the high coupling coordination area is concentrated in the southeast coastal area of China.

Key words urbanization;resource carrying capacity; environmental supporting force; coupling coordination

城市是人類文明的產(chǎn)物,也是人類利用和改造自然的集中體現(xiàn).城鎮(zhèn)化概念的提出最早可以追溯到1867年,由西班牙人Serda在其著作《城市化基本理論》中提出[1].城鎮(zhèn)化最簡單的含義就是“農(nóng)(農(nóng)業(yè)人口和農(nóng)用土地)轉(zhuǎn)非(非農(nóng)業(yè)人口和城市用地)”的現(xiàn)象及過程.從18世紀(jì)的工業(yè)革命開始,大規(guī)模的集中生產(chǎn)和消費活動促進(jìn)了人口的聚集,現(xiàn)代的交通和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加快了城鎮(zhèn)化的進(jìn)程城,城鎮(zhèn)化可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的繁榮和社會的進(jìn)步,同時不可避免的影響了自然生態(tài)環(huán)境,如何協(xié)調(diào)城鎮(zhèn)化-自然資源-生態(tài)環(huán)境三者之間的耦合關(guān)系,成為學(xué)術(shù)界持續(xù)關(guān)注的熱門話題,國內(nèi)外學(xué)者對此展開了相關(guān)研究.

人們對于城市化、資源與環(huán)境三者之間的關(guān)系研究,可以追溯到200多年前,英國經(jīng)濟(jì)學(xué)家馬爾薩斯在其《人口原理》一書中指出的人口增長、經(jīng)濟(jì)增長與資源環(huán)境之間的關(guān)系.1898年英國人霍華德在其著作《明天—一條引向真正改革的和平道路》中提出了“田園城市”的理論,指出了工業(yè)背景下城市所提供的生產(chǎn)生活環(huán)境與人們所希望的人居環(huán)境存在著矛盾以及大城市與自然之間的關(guān)系相互疏遠(yuǎn)等問題,因此,建議限制城市的自發(fā)膨脹.20世紀(jì)70年代初期,石油危機(jī)對西方意識形成了強(qiáng)烈的沖擊,二戰(zhàn)之后重建時期的以破壞環(huán)境為代價的樂觀主義人類發(fā)展模式被徹底打敗,保護(hù)環(huán)境從一般的社會呼吁逐漸在城市規(guī)劃界產(chǎn)生了思想共鳴并實踐.1981年,布朗發(fā)表了《建設(shè)一個可持續(xù)發(fā)展的社會》,分析了人居環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的問題,提出了控制人口增長、保護(hù)自然基礎(chǔ)和開發(fā)再生資源的三大永續(xù)發(fā)展途徑.1992年,布雷赫尼發(fā)表《永續(xù)發(fā)展與城市形態(tài)》,分析了城市的可持續(xù)發(fā)展[2].近10年來,國外對于城市化的實證研究涉及各個方面,如Jantz等研究了1990—2000年切薩皮克灣流域的城市化發(fā)展對資源土地流失的影響[3].Lin等探討了1995—2004年老年人(65歲以上)死亡的地方與城市化水平之間的關(guān)聯(lián)[4].William分析了拉丁美洲的布宜諾斯艾利斯、圣地亞哥和墨西哥城3個城市擴(kuò)大的現(xiàn)象,得出城市化的可持續(xù)發(fā)展離不開政策,環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)[5].Son等評估了1996—2016年越南胡志明市的城市化和熱島效應(yīng)[6].

國內(nèi)對城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境關(guān)系的理論研究,代表人物是馬世俊和王松如院士,1984年,馬世俊院士提出了“社會-經(jīng)濟(jì)-自然符合生態(tài)系統(tǒng)”,雖然社會、經(jīng)濟(jì)和自然大系統(tǒng)性質(zhì)不同,但其生存和發(fā)展相互作用、相互制約[7].王松如院士在前者的基礎(chǔ)上,提出了復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論的根本是生態(tài)整合,社會、經(jīng)濟(jì)和自然3個子系統(tǒng)之間在時空分布、數(shù)目和構(gòu)造等方面的生態(tài)耦合關(guān)系和彼此作用機(jī)制決定了復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展與演替方向[8].實證研究主要集中在演進(jìn)趨勢[9-10]、影響機(jī)制[11-12]、動態(tài)模擬[13-15]和路徑建議[16-17]等方面.

然而,以上工作對城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境的耦合研究,大多是把資源與環(huán)境分開,如城鎮(zhèn)化與資源關(guān)系研究、城鎮(zhèn)化與環(huán)境關(guān)系研究,鮮見城鎮(zhèn)化-資源-環(huán)境三者的關(guān)系研究.其次,多數(shù)研究地區(qū)以單一省市為單位,集中于中尺度研究,以國為單位的大尺度研究并不多見.因此,本文在借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上,以國家31個?。ㄊ?、自治區(qū))為研究對象,通過歸納、概括三大子系統(tǒng)(城鎮(zhèn)化、資源、環(huán)境)的影響因素,建立三者協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合評價指標(biāo)體系,基于GIS空間分析方法,測算各省城鎮(zhèn)化-資源承載力-環(huán)境支撐力發(fā)展指數(shù)及耦合協(xié)調(diào)情況,為促進(jìn)我國城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展提供借鑒.

1 數(shù)據(jù)來源及指標(biāo)選取

本文研究數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計鑒(2001—2016)》、《中國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報(2001—2016)》以及各?。ㄊ?、自治區(qū))的統(tǒng)計年鑒和統(tǒng)計公報中相關(guān)資料.

關(guān)于指標(biāo)的選取,在參考前人大量研究成果的基礎(chǔ)之上[18-21],除去數(shù)據(jù)不易獲得、指標(biāo)內(nèi)容相近的14個指標(biāo),最終篩選出盡可能代表城市化、資源承載力、環(huán)境支撐力三者的20個指標(biāo)(表1).

2 研究方法

基于GIS空間分析方法,以 ArcGIS 10.0 為軟件支撐平臺,按照最終所求得的協(xié)調(diào)度D的大小,采用自然間斷點分級法,對省際城鎮(zhèn)化-資源承載力-環(huán)境支撐力的耦合協(xié)調(diào)類型進(jìn)行劃分(表2).

3 結(jié)果分析

3.1 綜合發(fā)展指數(shù)測算及評價

通過模糊綜合指數(shù)法測算4個時間段(2000年,2005年,2010年和2015年)中國各地區(qū)城鎮(zhèn)化、資源承載力與環(huán)境支撐力3個子系統(tǒng)發(fā)展指數(shù)以及城鎮(zhèn)化-資源承載力-環(huán)境支撐力綜合發(fā)展指數(shù)(表3),分析其變化趨勢,可以進(jìn)一步揭示其時間和空間變化的內(nèi)在機(jī)理。

分析城鎮(zhèn)化(U1)發(fā)展指數(shù)得出:中國省際城鎮(zhèn)化發(fā)展水平總體上呈現(xiàn)“東北部較強(qiáng),西南部較弱”的現(xiàn)狀,其中得分較高地區(qū)基本上在東南沿海一帶地區(qū),而西南的貴州成為得分最低的地區(qū)。相比2000年,2015年絕大部分省份城鎮(zhèn)化水平都保持著增強(qiáng)的態(tài)勢,其中江蘇、河南、安徽、廣東、江西、貴州等地區(qū)的增長幅度較大,福建、山西、西藏、云南、浙江增長幅度相對較小,而北京、天津、黑龍江、上海、海南、青海、新疆有所降低。

分析資源承載力(U2)的發(fā)展指數(shù)得出:總體上呈現(xiàn)“東南部較強(qiáng),西北部較弱”的格局。其中東南沿海一帶的廣東、江蘇、浙江,西部的西藏,南部的海南、廣西等地成為全國資源承載力最強(qiáng)的地區(qū),而山西、貴州、甘肅、河南、天津、內(nèi)蒙則成為全國資源承載力最弱的地區(qū)。2000—2015年間,西部的云南、西藏以及東部、東北地區(qū)的大部分?。ㄊ校┵Y源承載能力呈現(xiàn)降低的趨勢。海南、貴州、青海、江蘇則成為資源承載力增長幅度最大的地區(qū)。

環(huán)境支撐力(U3)方面,總體格局呈現(xiàn)“東高西低”,尤其是東北地區(qū)和東南沿海地區(qū),明顯高于其他地區(qū)。如山東、廣東、江蘇、上海等地區(qū)成為環(huán)境支撐力最強(qiáng)的地區(qū),西藏、貴州。寧夏、青海則成為最低地區(qū)。除東北地區(qū)的遼寧、黑龍江、吉林以及上海、天津、湖北,其他地區(qū)的環(huán)境承載力相對于2000年而言,2015年都有所下降。

城鎮(zhèn)化-資源-環(huán)境綜合發(fā)展指數(shù)(T)的變化趨勢是“東南沿海遙遙領(lǐng)先,黃土高原和云貴高原處于落后階段”,大體上與子系統(tǒng)的格局一致,而東南沿海的江蘇、山東、廣東及海南相比2000年,2015年成為增長幅度較大地區(qū),而上海、天津、北京、西藏、黑龍江等地區(qū),有所下降。

3.2 時序耦合協(xié)調(diào)分析

在2000—2015年之間,中國城市化-資源-環(huán)境的耦合度與協(xié)調(diào)度在整體上呈橫躺的“S”型(圖1),先降后升,趨于穩(wěn)定,說明城鎮(zhèn)化、資源與環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)度處于平衡穩(wěn)定發(fā)展的態(tài)勢.城市化發(fā)展指數(shù),資源承載力發(fā)展指數(shù),環(huán)境支撐力發(fā)展指數(shù)以及城市化-資源-環(huán)境系統(tǒng)的綜合評價指數(shù)在 2000-2015年間大體處于上升趨勢,而且該趨勢與城市化-資源-環(huán)境耦合度及耦合協(xié)調(diào)度的趨勢基本一致.從圖1可以看出,綜合評價得分較大的年份,資源承載力評價指數(shù)和環(huán)境支撐力的評價指數(shù)以及協(xié)調(diào)度也會呈現(xiàn)與之一致的波動,但是城市化評價指數(shù)與耦合度卻呈現(xiàn)相反的趨勢,如2004年與2015年,這說明城市化-資源-環(huán)境系統(tǒng)的耦合度與各個子系統(tǒng)呈反比,而協(xié)調(diào)度與各個子系統(tǒng)成正比.

3.3 截面耦合協(xié)調(diào)類型分析

針對全國城市化-資源-環(huán)境耦合度評價,采用2015年城鎮(zhèn)化指數(shù)、資源承載力指數(shù)與生態(tài)環(huán)境支撐力的指數(shù)進(jìn)行截面耦合分析,得到全國31個?。ㄊ?、自治區(qū))的耦合度與協(xié)調(diào)度 (表2和圖2)的類型與波動狀態(tài).整體上看,全國各省耦合度范圍在0.9~1.0之間,均處于城鎮(zhèn)化與資源、環(huán)境發(fā)展高耦合時期,說明城鎮(zhèn)化在快速提高,各要素之間的互動關(guān)系也相對比較符合各區(qū)域發(fā)展實際情況.全國絕大多數(shù)地區(qū)屬于資源滯后型,除江西屬于環(huán)境滯后性,福建、湖南、廣東、廣西、海南、貴州、西藏和新疆等地區(qū)屬于城市化滯后型,其他地區(qū)都屬于資源滯后型.這與我國雖地大物博,但人口眾多的國情有一定關(guān)系.

3.4 耦合協(xié)調(diào)度時空演變分析

基于 GIS 空間分析方法平臺,根據(jù)協(xié)調(diào)度 D 值區(qū)間劃分標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行空間化處理,從而揭示 2000—2015年省際城鎮(zhèn)化-資源承載力-環(huán)境支撐力的空間分異演化特征.通過表4得出:低耦合協(xié)調(diào)區(qū)集中在我國西部地區(qū),高耦合協(xié)調(diào)區(qū)集中在我國東南沿海地區(qū),處在高、低邊緣較低耦合協(xié)調(diào)區(qū)和較高耦合協(xié)調(diào)區(qū),集中地較少,變化較大,中度及以上耦合協(xié)調(diào)地區(qū)占的省份數(shù)量比還是相對較大,2000—2010年數(shù)量明顯增加,2010—2015年有所減少,低耦合協(xié)調(diào)地區(qū)相比2000年,2015年有增加的趨勢.

4 討論

(1)以全國31 個省域單元作為研究靶區(qū),構(gòu)建城鎮(zhèn)化、生態(tài)、環(huán)境三大系統(tǒng)的評價指標(biāo)體系,運用變異系數(shù)法測算出 2000,2005,2010以及2015 年城鎮(zhèn)化、資源承載力、環(huán)境支撐力3個子系統(tǒng)的得分,并以GIS 為軟件依托,得出城鎮(zhèn)化-資源-環(huán)境三者綜合發(fā)展趨勢是 “東南沿海遙遙領(lǐng)先,黃土高原和云貴高原處于落后階段”,大體上與3個子系統(tǒng)的格局分布一致.這與張榮天與焦華富(2015)得出的結(jié)論相一致,在中國省際尺度上,城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)具有顯著的地域空間分異—東部地區(qū)整體上高于中西部地區(qū)[18].

(2)通過耦合協(xié)調(diào)度模型對我國各省城鎮(zhèn)化-資源-環(huán)境系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行評價及空間分異探討.發(fā)現(xiàn): 2000—2014年,全國城鎮(zhèn)化-資源承載力-環(huán)境支撐力的 C 及 D 均值呈現(xiàn)出上升態(tài)勢,但是2014—2015,呈現(xiàn)下降趨勢.盡管全國各省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平逐步提高,但是東中西耦合協(xié)調(diào)的空間差異明顯.在耦合協(xié)調(diào)的視角下分析城鎮(zhèn)化、生態(tài)、環(huán)境三大系統(tǒng)的空間關(guān)系及分布格局,得出三者間彼此作用的基本規(guī)律,可為區(qū)域內(nèi)及區(qū)域間的和諧發(fā)展提供有益參考.

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