鄒欣怡, 趙 偉, 蒲海霞, 周佳松

(1.重慶工商大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院, 重慶 400067; 2.重慶工商大學(xué)長江上游經(jīng)濟(jì)研究中心, 重慶 400067; 3.四川省土地統(tǒng)征整理事務(wù)中心, 成都 610041)

黨的十八大以來，生態(tài)文明體制建設(shè)已經(jīng)成為新時(shí)代中國發(fā)展的大背景，目前中國城市化正處于快速城市化時(shí)期，單目標(biāo)規(guī)劃使迅速膨脹的城市系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境之間未經(jīng)歷良好的磨合與適應(yīng)，從而不可避免地造成了兩系統(tǒng)的脫節(jié)與失衡，擴(kuò)張與生態(tài)保護(hù)之間的矛盾是急需解決的問題。

國內(nèi)學(xué)者對城市擴(kuò)展與生態(tài)效應(yīng)的研究主要基于兩個(gè)研究視角，其一是城市用地?cái)U(kuò)展對某種生態(tài)環(huán)境單因素影響的分析研究，主要包括城市用地?cái)U(kuò)張對氣候、大氣環(huán)境、水資源等單因素脅迫作用影響分析，如張?zhí)K等[1]、韋亮英[2]運(yùn)用遙感反演方法測度環(huán)境參數(shù)間的相關(guān)性，來研究擴(kuò)展對大氣的影響；吳宏安等[3]學(xué)者通過對城鎮(zhèn)擴(kuò)展導(dǎo)致的水域的減少及用水量的變化等來進(jìn)行城鎮(zhèn)擴(kuò)張對水環(huán)境的影響研究。其二是區(qū)域綜合生態(tài)環(huán)境影響分析和評價(jià)，主要包括從景觀生態(tài)學(xué)的角度來分析評價(jià)城市擴(kuò)展土地利用變化生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，探索土地利用格局與生態(tài)過程的互相影響機(jī)理；從生態(tài)敏感性、生態(tài)安全的角度來探討城市空間的增長界線；以及構(gòu)建綜合評價(jià)指標(biāo)定量分析和評價(jià)城市邊界擴(kuò)展的生態(tài)環(huán)境效益并探索其二者的耦合機(jī)制[4-9]。如：崔佳等[4]學(xué)者利用景觀格局指數(shù)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)兩種生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評價(jià)指數(shù)，定量對比分析土地利用變化帶來的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)；趙丹陽等[5]通過構(gòu)建城市用地?cái)U(kuò)張的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)綜合評價(jià)模型來進(jìn)行城市擴(kuò)展的生態(tài)研究?？偟膩碚f現(xiàn)有研究關(guān)于城市擴(kuò)展對生態(tài)單要素的影響方面已經(jīng)有了較深入且全面的研究，而對綜合生態(tài)環(huán)境效益影響的研究較少，加之綜合研究的復(fù)雜性及定量分析的重要性，對土地利用變化環(huán)境效應(yīng)的綜合定量分析和評價(jià)仍處于探索中；此外國內(nèi)學(xué)者的研究尺度多為大城市、城市群以及生態(tài)脆弱敏感地區(qū)等中大尺度，對中小城市的關(guān)注較少。

伴隨著重慶成為直轄市、西部大開發(fā)政策的實(shí)施、兩江新區(qū)的建設(shè)，南岸區(qū)作為重慶主城九區(qū)之一，城市化發(fā)展給南岸區(qū)帶來了巨大的變化。城市化快速發(fā)展為地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)勁動(dòng)能的同時(shí)也深刻影響著土地利用與區(qū)域生態(tài)環(huán)境，且其特殊的依山臨江位置，區(qū)域生態(tài)環(huán)境較為敏感，人類活動(dòng)易產(chǎn)生較大影響。因此，本文以重慶市南岸區(qū)為對象，研究結(jié)合城市邊界擴(kuò)張研究生態(tài)環(huán)境效益，宏觀把握小尺度范圍的城市發(fā)展規(guī)律，客觀反映城市擴(kuò)張對生態(tài)的影響，以期對優(yōu)化城市空間發(fā)展模式、促進(jìn)社會(huì)生態(tài)的協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展，建設(shè)生態(tài)城市提供理論支撐。

1 研究區(qū)概況

1.1 研究區(qū)區(qū)位

重慶市南岸區(qū)位于東經(jīng)106°3′14″—106°47′2″、北緯29°27′2″—29°37′2″，重慶市西南部，是重慶主城區(qū)、大都市區(qū)之一。區(qū)域東南部與巴南區(qū)相接，西臨九龍坡區(qū)、渝中區(qū)，北瀕江北區(qū)、渝北區(qū)，轄區(qū)面積達(dá)265 km2。南岸區(qū)位于川東平行嶺谷區(qū)，背斜、向斜平行分布，構(gòu)成低山、丘陵、平壩、河流的組合地貌特征[10]。南岸區(qū)作為典型山地城市，城市的擴(kuò)展受到自然地貌環(huán)境制約的同時(shí)，對生態(tài)環(huán)境也產(chǎn)生了極大的影響。

1.2 研究區(qū)經(jīng)濟(jì)情況

截至2016年全區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)總量745.5億元，增長10.8%。其中一產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)增加值4.3億元，下降6.8%；二產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)增加值433.8億元，增長11.3%；三產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)增加值307.4億元，增長10.3%。三次產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)從2015年的0.7︰59.2︰40.1調(diào)整為0.6︰58.2︰41.2，提高了第三產(chǎn)業(yè)的占比。城鄉(xiāng)居民收入繼續(xù)增加，2016年居民人均可支配收入32 160元，同比增長8.5%，其中城鎮(zhèn)常住居民人均可支配收入32 983元，增長8.3%，農(nóng)村常住居民人均可支配收入17 839元，增長9.0%。城鄉(xiāng)居民收入比縮小到1.85︰1。

1.3 生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

2016年南岸區(qū)政府有力推進(jìn)宜居南岸建設(shè),繼續(xù)深入“藍(lán)天、碧水、寧靜、綠地、田園”環(huán)保五大行動(dòng)，全區(qū)環(huán)境保護(hù)力度進(jìn)一步加強(qiáng)。2016年全區(qū)空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)為295 d；二氧化硫年平均濃度為15 μg/m3；二氧化氮年平均濃度為38 μg/m3；可吸入顆粒物(PM10)年平均濃度為73 μg/m3；細(xì)顆粒物年平均濃度為49 μg/m3。與上年相比：空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)增加5 d，二氧化硫濃度下降11.8%，二氧化氮濃度下降2.6%，可吸入顆粒物濃度下降11.0%，細(xì)顆粒物濃度下降7.5%。總體來說為實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善，努力打造生態(tài)南岸。

2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源及處理

本研究城市邊界擴(kuò)展研究數(shù)據(jù)所用遙感圖像來源于地理空間數(shù)據(jù)云。獲取1996年、2004年、2009年、2016年4期重慶市TM遙感影像圖，采用ERDAS 9.3對影像進(jìn)行融合、矯正，運(yùn)用目視解譯法提取出建成區(qū)柵格數(shù)據(jù)，利用ArcGIS 10.2.2進(jìn)行柵格矢量化，得到南岸區(qū)城市建成區(qū)圖斑，最后提取建成區(qū)規(guī)模面積，并對各年數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析；生態(tài)環(huán)境研究中所需數(shù)據(jù)主要來源于《重慶市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《重慶市水資源公報(bào)》、《重慶市環(huán)境狀況公報(bào)》、《重慶市南岸區(qū)統(tǒng)計(jì)公報(bào)》以及南岸區(qū)政府網(wǎng)站等，從中直接獲取或經(jīng)過一定計(jì)算得到。由于數(shù)據(jù)的可獲取性，生態(tài)研究部分利用的是2000年、2004年、2009年和2016年的數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

為研究南岸區(qū)城市邊界擴(kuò)展的生態(tài)環(huán)境效益，首先對南岸區(qū)的城市邊界擴(kuò)張進(jìn)行分析，并建立以擴(kuò)展為主線的DPSR綜合生態(tài)評價(jià)模型，定量評價(jià)城市用地?cái)U(kuò)張的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，最后通過SPSS軟件利用回歸分析的方法識別城市用地?cái)U(kuò)張系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)交互作用的主要因素。

2.2.1 城市邊界擴(kuò)張研究方法 主要運(yùn)用建設(shè)用地?cái)U(kuò)張速度、擴(kuò)張強(qiáng)度、人口彈性系數(shù)來研究城市邊界擴(kuò)展數(shù)量變化以及運(yùn)用緊湊度、分形維數(shù)來研究城市邊界擴(kuò)展的形態(tài)變化(表1)。

2.2.2 城市邊界擴(kuò)張的生態(tài)環(huán)境效益研究方法

(1) 指標(biāo)體系構(gòu)建?！癙-S-R”模型別學(xué)者廣泛地應(yīng)用于環(huán)境質(zhì)量評價(jià)中，最初由加拿大統(tǒng)計(jì)學(xué)家David J.Rapport和Tony Friend于1979年提出，后由經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)用于研究環(huán)境問題的框架體系P-S-R(Pressure-State-Response)即壓力—狀態(tài)—響應(yīng)模型；而后UNCSD將PSR改進(jìn)為DSR(驅(qū)動(dòng)力—狀態(tài)—響應(yīng))框架，將人類活動(dòng)的過程與形態(tài)納入可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系[18-19]；1993年由歐洲環(huán)境署首次提出DPSIR框架模型。后有學(xué)者構(gòu)建了“DPSR”模型，即驅(qū)動(dòng)力、壓力、狀態(tài)、響應(yīng)為評價(jià)目標(biāo)的模型，多用來評價(jià)生態(tài)安全等。本文參照了一些學(xué)者的“DPSR”模型，根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)的可獲得性，構(gòu)建了以擴(kuò)張為主線的“DPSR改進(jìn)模型”：從“擴(kuò)張的驅(qū)動(dòng)力、擴(kuò)張的壓力、擴(kuò)張的狀態(tài)以及擴(kuò)張的生態(tài)響應(yīng)”來考慮，選取了15項(xiàng)指標(biāo)，構(gòu)建城市邊界擴(kuò)展的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)D-P-S-R模型，計(jì)算生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)REI來評價(jià)城市擴(kuò)展對生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的影響[13,20]。

(2) 數(shù)據(jù)無量綱化處理。由于各項(xiàng)數(shù)據(jù)數(shù)值相差很大，計(jì)量單位也不同，采用極差正規(guī)劃法進(jìn)行無綱量化處理，根據(jù)正向指標(biāo)值越高越好，負(fù)向指標(biāo)值越低越好的原則，分為兩種計(jì)算方法：

(6)

(7)

式中：Sij為第i個(gè)對象的第j個(gè)指標(biāo)的數(shù)值。

(3) 熵值法求取權(quán)重。熵值法是一種客觀賦權(quán)法，其根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)觀測值所提供的信息的大小來確定指標(biāo)權(quán)重。設(shè)有i個(gè)待評方案，j項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)，形成原始指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣，對于某項(xiàng)指標(biāo)，指標(biāo)值的差距越大，則該指標(biāo)在綜合評價(jià)中所起的作用越大；如果某項(xiàng)指標(biāo)的指標(biāo)值全部相等，則該指標(biāo)在綜合評價(jià)中不起作用。首先，為了便于計(jì)算和優(yōu)選分析，消除指標(biāo)間由于量綱不同而帶來比較上的困難，先利用標(biāo)準(zhǔn)化公式將決策矩陣轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣Xij，然后利用i方案在j屬性下的貢獻(xiàn)度形成新的矩陣P，公式如下[21-22]：

(8)

再用Ej來表示所有方案對屬性Xj的貢獻(xiàn)總量：

(9)

式中：常數(shù)K=1/lnm，這樣能保證0≤Ej≤1，即Ej

最大為1。當(dāng)某個(gè)屬性下各方案的貢獻(xiàn)度趨于一致，Ej趨于1；dj為第j屬性下各方案貢獻(xiàn)度的一致性程度。dj=1-Ej，利用上面求得的Ej，可以得到dj；各屬性權(quán)重為對應(yīng)的dj與所有dj和的商。

指標(biāo)權(quán)重公式：

(10)

最后得到評價(jià)模型以及指標(biāo)權(quán)重見表2。

表2 生態(tài)綜合分值REI評價(jià)模型及指標(biāo)權(quán)重

2.2.3 城市邊界擴(kuò)展生態(tài)響應(yīng)影響因素分析方法 通過SPSS 19軟件采用回歸分析中一次與二次曲線擬合的方法來探討社會(huì)經(jīng)驅(qū)動(dòng)力、擴(kuò)展壓力、土地利用狀態(tài)對空間擴(kuò)展的生態(tài)環(huán)境響應(yīng)的影響，影響因素分析模型如下[16]：

Y=a0+a1X+ε

(11)

Y=a0+a1X+a2X2+ε

(12)

式中：Y為因變量，綜合生態(tài)環(huán)境效益分值；X為自變量，分別為人均國內(nèi)生產(chǎn)總值(X1)、社會(huì)固定資產(chǎn)投資(X2)、第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重(X3)、建設(shè)用地?cái)U(kuò)展強(qiáng)度(X4)、非農(nóng)業(yè)人口比重(X5)、單位生產(chǎn)總值能源消費(fèi)量(X6)、城鎮(zhèn)化率(X7)、人均公共綠地面積(X8)、每hm2耕地化肥施用量(X9)、城市擴(kuò)展人口彈性系數(shù)(X10)、城市用地緊湊度(X11)。

根據(jù)公式，利用SPSS軟件分別對Y與X1—X11進(jìn)行一次及二次回歸曲線擬合，來分析城市空間擴(kuò)展生態(tài)環(huán)境響應(yīng)的影響因素。

3 結(jié)果與分析

3.1 城市邊界擴(kuò)張研究方法

3.1.1 重慶南岸區(qū)建成區(qū)數(shù)量變化特征分析

(1) 南岸區(qū)城市用地面積變化(表3)。1996年重慶市南岸區(qū)建成區(qū)面積為33.03 km2，此時(shí)城市建成區(qū)主要集中于西南方向，東北部峽口鎮(zhèn)、廣陽鎮(zhèn)以及迎龍鎮(zhèn)建成區(qū)極少；2004年建成區(qū)面積為44.24 km2，增長39.89%，大多分布于長生橋鎮(zhèn)，峽口、廣陽、迎龍鎮(zhèn)依然較少；2009年南岸區(qū)建成區(qū)面積為79.27 km2，較2004年增加了33.06 km2，南坪鎮(zhèn)以及長生橋鎮(zhèn)擴(kuò)張較快，共增加18.47 km2，西北部3鎮(zhèn)也開始擴(kuò)張；2016年建成區(qū)面積122.39 km2，增長54.4%。這個(gè)時(shí)間段南岸區(qū)建成區(qū)快速擴(kuò)展，較2009年增長了43.12 km2，此時(shí)南坪鎮(zhèn)建成區(qū)能增長面積已很有限，因此增長較少，南岸區(qū)擴(kuò)展方向主要為東北方向的廣陽鎮(zhèn)峽口鎮(zhèn)，擴(kuò)展35.05 km2。

(2) 擴(kuò)展強(qiáng)度和速度分析(表4)。南岸區(qū)城市擴(kuò)展速度以及強(qiáng)度都呈現(xiàn)先增后降的狀態(tài)。1996—2009年建成區(qū)擴(kuò)展多為向外擴(kuò)張，速度高、強(qiáng)度較大；2009—2016年，城市用地朝集約方向發(fā)展，建設(shè)用地?cái)U(kuò)展速度放慢，不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)強(qiáng)度有增有減，較前一段時(shí)間，建成區(qū)擴(kuò)展總體表現(xiàn)偏向于內(nèi)部填充調(diào)整。其中2004—2009年擴(kuò)展速度、擴(kuò)展強(qiáng)度都為最大，是南岸的快速發(fā)展時(shí)期，強(qiáng)度指數(shù)達(dá)到2.52，為1996—2004年階段的3倍。重慶直轄后，由于三峽庫區(qū)的建設(shè)，重慶當(dāng)下主要任務(wù)為轉(zhuǎn)移安置三峽庫區(qū)群眾，這期間建設(shè)用地增長較為緩慢，擴(kuò)展強(qiáng)度只有0.63；后隨著三峽移民安置工作不斷完成，重慶經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，城市邊界擴(kuò)展明顯。

表3 南岸區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)1996-2016年建成區(qū)面積 km2

表4 近20 a重慶市南岸區(qū)擴(kuò)展強(qiáng)度與擴(kuò)展速度

(3) 城市擴(kuò)展人口彈性系數(shù)(表5)。南岸區(qū)人口彈性系數(shù)由1996年的較低水平經(jīng)歷上升及下降發(fā)展到接近中國最適宜城市擴(kuò)展人口彈性系數(shù)。1996—2004年人口彈性系數(shù)為0.816，低于1.12最適宜水平，此時(shí)南岸區(qū)發(fā)展較為緩慢，城市化進(jìn)程不高，土地利用方式較為粗放；2004—2009年，在此階段城市化進(jìn)程較快，建設(shè)用地?cái)U(kuò)展速度迅速，經(jīng)濟(jì)發(fā)展也相對較快，人口彈性系數(shù)增長到1.31，土地利用程度高于最適宜狀態(tài)；2009—2016年彈性系數(shù)降為1.16，更接近于1.12，表明南岸區(qū)近段時(shí)間城市化發(fā)展更加合理。

表5 南岸1996-2016年城市擴(kuò)展人口彈性系數(shù)

3.1.2 重慶南岸區(qū)城市空間形態(tài)變化特征

(1) 各階段重慶南岸區(qū)建成區(qū)空間分布。南岸建成區(qū)空間分布由最初的僅西部片區(qū)即銅鑼山脈以西，發(fā)展為西部成片、銅鑼一線以及中部聚集東部小分散的狀態(tài)。1996年，南岸區(qū)建成區(qū)主要集中于銅鑼山脈以西，南坪鎮(zhèn)、南山街道辦事處以及涂山鎮(zhèn)，其余鎮(zhèn)區(qū)位于銅鑼山脈以東，明月山脈以西，由于地理位置特殊，建成區(qū)分布稀少；2004年，位于銅鑼山脈明月山脈正中的長生橋鎮(zhèn)出現(xiàn)連片建成區(qū)，峽口、廣陽、迎龍鎮(zhèn)建成區(qū)依然很少且空間分布分散；2009年南岸區(qū)銅鑼山脈以西南坪鎮(zhèn)以及涂山鎮(zhèn)逐漸填充接近飽和，明月山脈西北部三鎮(zhèn)也開始擴(kuò)張但建成區(qū)面積仍較小，南岸區(qū)處于“西部大連片、中東部小分散”狀態(tài)；到2016年南岸區(qū)銅鑼山脈以西的鎮(zhèn)區(qū)已經(jīng)接近飽和狀態(tài)，中部建成區(qū)為連片聚集的形態(tài)，靠近明月山脈東部的迎龍與廣陽鎮(zhèn)也出現(xiàn)了小范圍的連片建成區(qū)，但距離飽和狀態(tài)還有一段距離，今后南岸建成區(qū)向外擴(kuò)展方向主要集中在銅鑼山脈以東以及明月山脈以西，具體分布情況見圖1。

圖1 1996年、2004年、2009年、2016年4期南岸區(qū)建成區(qū)空間分布

(2) 緊湊度及分維數(shù)分析(表6)。南岸區(qū)1996—2016年城市緊湊度先下降后輕微上升再趨于水平。1996—2004年緊湊度最大，此時(shí)建成區(qū)主要集中在南坪鎮(zhèn)以及長生橋鎮(zhèn)，建成區(qū)集中，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)建成區(qū)少，為“大分散小聚積”狀態(tài)；2004—2009年，緊湊度降到0.063，此時(shí)建成區(qū)擴(kuò)張較快南岸區(qū)東北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)建成區(qū)增多，比較分散，緊湊度降低；2009—2016年，發(fā)展較充分，緊湊度無太大變化。

對于分形維數(shù)，南岸區(qū)1996—2016年城市分形維數(shù)與緊湊度相反，先上升再下降后趨于平緩。1996—2004年分維數(shù)上升，此時(shí)城市以外部擴(kuò)展為主；2004—2009年，此時(shí)建成區(qū)擴(kuò)張較快南岸區(qū)東北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)用地增多，比較分散，分維數(shù)也有輕微下降，城市穩(wěn)定性增強(qiáng)；2009—2016年，南岸區(qū)發(fā)展已經(jīng)較為充分，分維數(shù)也無太大變化，南岸西南方向多為內(nèi)部填充發(fā)展，東北方向向外擴(kuò)展為主，內(nèi)部填充為輔，發(fā)展較為穩(wěn)定。

3.2 南岸區(qū)城市邊界擴(kuò)展生態(tài)環(huán)境效益評價(jià)結(jié)果分析

利用加權(quán)求和分別計(jì)算經(jīng)濟(jì)社會(huì)驅(qū)動(dòng)力D、擴(kuò)展壓力P、土地利用狀態(tài)S、生態(tài)環(huán)境響應(yīng)R以及城市用地?cái)U(kuò)張的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)綜合指數(shù)REI(表7)。

表6 南岸區(qū)緊湊度及分維數(shù)

表7 南岸區(qū)城市邊界擴(kuò)展生態(tài)環(huán)境效益評價(jià)系統(tǒng)得分

2000—2016年重慶南岸區(qū)生態(tài)環(huán)境效應(yīng)綜合指數(shù)呈逐步上升的趨勢，各系統(tǒng)中生態(tài)環(huán)境響應(yīng)得分逐步上升、經(jīng)濟(jì)社會(huì)驅(qū)動(dòng)力有所下降、擴(kuò)展壓力以及土地利用狀態(tài)總體為上升。2000—2004年REI上升較緩慢增長近0.1，達(dá)到0.454，這期間經(jīng)濟(jì)社會(huì)驅(qū)動(dòng)力下降近0.1，但壓力上升0.33，提高了2004年的綜合生態(tài)分值；2004—2009年綜合指數(shù)上升趨勢加大，除壓力較2004年有輕微下降外，驅(qū)動(dòng)力、狀態(tài)、響應(yīng)均上升0.15以上，尤其生態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)上升力度最大為0.23，南岸區(qū)改善了2004年快速擴(kuò)展的勢頭，同時(shí)注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與改善，2009年環(huán)保投資占GDP比例為近年來最高，政府開始重視發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展有了較大的成果；2009—2016年綜合生態(tài)環(huán)境效益分值比較穩(wěn)定，僅增長0.006，這期間驅(qū)動(dòng)力、擴(kuò)展壓力、土地利用狀態(tài)系統(tǒng)分值均下降，2016年城市擴(kuò)展部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)，為內(nèi)部填充擴(kuò)張，加大了建成區(qū)的密度造成土地利用狀態(tài)分值下降，但生態(tài)環(huán)境響應(yīng)分值繼續(xù)保持較高的上升趨勢，增長0.32，南岸區(qū)對生態(tài)環(huán)境的重視很大程度上改善了生存環(huán)境，如對南山生態(tài)帶的建設(shè)與保護(hù)，對生態(tài)保護(hù)紅線劃定的重視，以及南岸區(qū)“生態(tài)屏障區(qū)生態(tài)林低效林”改造以及對生態(tài)環(huán)境損害賠償制度的試行等，環(huán)境污染也得到了很大的改善，SO2年平均濃度從最開始的0.156 mg/m3降到0.015 mg/m3，但工業(yè)固廢處置等還有待提高；總體來說，經(jīng)濟(jì)社會(huì)驅(qū)動(dòng)力處于下降趨勢，擴(kuò)展壓力先上升后下降總體為上升，土地利用狀態(tài)分值先上升后下降總體有所改善，生態(tài)響應(yīng)系統(tǒng)分值一直處于上升趨勢，且上升力度逐年加大，南岸區(qū)生態(tài)環(huán)境效應(yīng)綜合指數(shù)呈逐步上升，在0.6左右穩(wěn)定。

3.3 南岸區(qū)城市邊界擴(kuò)展生態(tài)環(huán)境效益影響因素分析

根據(jù)公式、利用SPSS軟件分別對Y與X1—X11進(jìn)行一次及二次回歸曲線擬合，來分析城市空間擴(kuò)展生態(tài)環(huán)境響應(yīng)的影響因素，分析結(jié)果見表8。

表8 南岸區(qū)城市擴(kuò)展的生態(tài)環(huán)境響應(yīng)影響因素分析

注：*表示10%水平下顯著，**表示5%水平下顯著，***表示1%水平下顯著。

一次二次回歸分析結(jié)果表示，R2衡量了回歸方程整體的擬合度，越接近1說明回歸直線對觀測值的擬合程度越好，反之越差。回歸結(jié)果中大多R2都處于大于0.9的水平，表明各項(xiàng)指標(biāo)與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)指數(shù)擬合程度都較高。且人均國內(nèi)生產(chǎn)總值、非農(nóng)業(yè)人口比重這兩項(xiàng)指標(biāo)為在1%水平下顯著；社會(huì)固定資產(chǎn)投資、建設(shè)用地?cái)U(kuò)展強(qiáng)度、城鎮(zhèn)化率、每hm2耕地化肥施用量、城市用地緊湊度為5%水平下顯著，人均公共綠地面積、第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重以及城市擴(kuò)展人口彈性系數(shù)在10%水平下也有較為顯著的回歸關(guān)系。

(1) 非農(nóng)業(yè)人口比重增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展是影響生態(tài)環(huán)境指數(shù)的重要因素。非農(nóng)業(yè)人口比重與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)指數(shù)之間表現(xiàn)出顯著回歸關(guān)系，隨著比重的上升，環(huán)境指數(shù)有先上升再下降的趨勢，非農(nóng)業(yè)人口增長使城市建設(shè)用地的需求量變大，進(jìn)而改變土地使用類型以及規(guī)模，隨之影響土地利用狀態(tài)以及生態(tài)環(huán)境；經(jīng)濟(jì)發(fā)展是一個(gè)地區(qū)的命脈，隨著人均國內(nèi)生產(chǎn)總值不斷增大，生態(tài)環(huán)境指數(shù)也呈現(xiàn)先升后減的趨勢，經(jīng)濟(jì)的正常增長是生態(tài)環(huán)境維持良好的保障，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值擬合曲線與非農(nóng)業(yè)人口比重?cái)M合曲線相似，理論上社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境變化之間存在倒U型曲線關(guān)系[16-17]，在重慶剛直轄時(shí)，經(jīng)濟(jì)增長緩慢對生態(tài)環(huán)境并無太大改善作用，后隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，逐漸改善了噪音、大氣污染等狀況，提高了生態(tài)環(huán)境效應(yīng)指數(shù)，注重經(jīng)濟(jì)生態(tài)的平衡，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

(2) 建設(shè)用地?cái)U(kuò)展等指標(biāo)對生態(tài)環(huán)境有負(fù)面影響。建設(shè)用地?cái)U(kuò)展強(qiáng)度、城鎮(zhèn)化率以及城市用地緊湊度對生態(tài)環(huán)境指數(shù)也有顯著影響，隨著人口增長、城市化快速推進(jìn)帶來了建成區(qū)規(guī)模的快速擴(kuò)展，是影響土地利用變化、生態(tài)環(huán)境的重要因素，南岸區(qū)建成區(qū)面積從1996年33.03 km2增長到122.39 km2，擴(kuò)展強(qiáng)度也從0.63增長到2.35，2000年前后居民生活水平、城鎮(zhèn)化水平還處于較低的階段，對資源的消耗也不大，但利用效率不高浪費(fèi)較大，總體來說對環(huán)境破壞力度較小，但2000年生態(tài)環(huán)境指數(shù)只有0.359，處于較差的水平，說明當(dāng)時(shí)南岸區(qū)的發(fā)展已經(jīng)對生態(tài)造成了嚴(yán)重的影響；城市化進(jìn)程的推進(jìn)，經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，對生態(tài)環(huán)境的修復(fù)改善作用大于對生態(tài)的利用破壞程度，2009年之后，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、建成區(qū)擴(kuò)展加快，生態(tài)環(huán)境指數(shù)改善的勢頭逐漸變緩，負(fù)面作用開始明顯，對資源的消耗、耕地林地面積的壓縮等都會(huì)使生態(tài)環(huán)境負(fù)向演化，且南岸區(qū)部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)仍然處于建成區(qū)快速擴(kuò)張的狀態(tài)，意味著耕地、林地等農(nóng)用地還會(huì)繼續(xù)減少，生存環(huán)境會(huì)有繼續(xù)下降風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論與建議

(1) 重慶市南岸區(qū)在研究期間內(nèi)，城市邊界擴(kuò)展明顯，建成區(qū)規(guī)模逐年增長，由西部單中心連片發(fā)展成為西部成片、銅鑼一線以及東部小分散的狀態(tài)。1996—2016年南岸區(qū)建成區(qū)面積增長3.7倍，尤其是在2004年之后政府工作重心由三峽庫區(qū)移民轉(zhuǎn)移到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，南岸區(qū)建成區(qū)規(guī)模開始成倍增長?？臻g分布上，1996年南岸區(qū)處于“西多東少、西部集中東部零星”的狀態(tài)，由于山脈的限制，建成區(qū)主要集中在銅鑼山山脈以西，到2016年，發(fā)展成為中西部兩中心集中分布、東部零星小面積分布。

(2) 擴(kuò)張速度強(qiáng)度以及城市形態(tài)方面，南岸區(qū)中部以及西部地區(qū)擴(kuò)張速度以及強(qiáng)度最大，西部后期以內(nèi)部填充為主，中部地區(qū)向外擴(kuò)展趨勢大。研究期內(nèi)，中部以及西部增長速度最快，中部擴(kuò)展強(qiáng)度最大；南岸區(qū)緊湊度為凹曲線，分形維數(shù)為凸曲線，都趨于穩(wěn)定，近20 a城市發(fā)展主要以向外擴(kuò)展為主，城市形態(tài)處于較穩(wěn)定的狀態(tài)；城市邊界擴(kuò)展人口彈性系數(shù)逐步趨于合理，城市擴(kuò)展速度與人口發(fā)展相適應(yīng)。但擴(kuò)展速度仍然較快，合理規(guī)劃好城市發(fā)展，控制建成區(qū)擴(kuò)展勢頭。

(3) 南岸區(qū)綜合生態(tài)環(huán)境效益處于中等水平，總體為上升趨勢但強(qiáng)度逐漸降低。南岸建成區(qū)不斷擴(kuò)張，影響土地利用狀態(tài)進(jìn)而對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面作用，但經(jīng)過經(jīng)濟(jì)社會(huì)驅(qū)動(dòng)力、土地利用狀態(tài)等系統(tǒng)效益疊加，環(huán)境綜合指數(shù)呈現(xiàn)不斷增加的趨勢。在未來發(fā)展中加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)力度、控制建設(shè)用地?cái)U(kuò)展速度、增加環(huán)保設(shè)施投入等，合理規(guī)劃城市發(fā)展兼顧生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“城市—生態(tài)”和諧穩(wěn)定發(fā)展。

(4) 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及建成區(qū)擴(kuò)展各指標(biāo)對生態(tài)環(huán)境效應(yīng)指數(shù)有明顯的影響作用。非農(nóng)業(yè)人口比重增長、建設(shè)用地?cái)U(kuò)展強(qiáng)度、城鎮(zhèn)化率以及城市用地緊湊度對生態(tài)環(huán)境指數(shù)有顯著影響，經(jīng)濟(jì)發(fā)展是一個(gè)地區(qū)的命脈也是生態(tài)環(huán)境保護(hù)改善的保障，但建成區(qū)的擴(kuò)展對生態(tài)環(huán)境有負(fù)面影響作用，在擴(kuò)大城鎮(zhèn)規(guī)模的同時(shí)保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，重點(diǎn)把握影響顯著的一些指標(biāo)，切實(shí)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，堅(jiān)持綠色發(fā)展、協(xié)調(diào)發(fā)展、共同發(fā)展。