土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系研究
——以呼和浩特市為例

孫紅星

(內(nèi)蒙古師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系研究
——以呼和浩特市為例

孫紅星

(內(nèi)蒙古師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

為探討呼和浩特市土地利用與生態(tài)環(huán)境的耦合關(guān)系，文章選取了反映土地利用與生態(tài)環(huán)境狀況的17個(gè)指標(biāo)，經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，得出權(quán)重，得到各年的耦合類(lèi)型與耦合關(guān)系。研究表明：2006年兩者耦合關(guān)系為勉強(qiáng)耦合，2007年、2008年為初級(jí)耦合，2009年、2010年為中度耦合，2011年達(dá)到良好耦合。在未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展時(shí)期，當(dāng)?shù)貞?yīng)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。

土地利用;生態(tài)環(huán)境;耦合;呼和浩特市

0 引言

土地利用是某一區(qū)域內(nèi)各環(huán)境因子的綜合產(chǎn)物。自然環(huán)境對(duì)土地利用方式有明顯的限制作用，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)同樣對(duì)其產(chǎn)生影響[1]。合理開(kāi)發(fā)土地有助于改善人類(lèi)社會(huì)生活水平，但近年來(lái)因人類(lèi)不合理利用土地，使生態(tài)環(huán)境不斷惡化。如何促進(jìn)土地利用與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，尤其是大城市中兩者的耦合關(guān)系，引起了人們的廣泛關(guān)注，并成為學(xué)術(shù)專(zhuān)家討論的熱點(diǎn)話(huà)題。

呼和浩特市土地利用類(lèi)型以耕地、林地為主，土地利用存在結(jié)構(gòu)單一，用地不合理等問(wèn)題，且土壤鹽漬化現(xiàn)象嚴(yán)重，生產(chǎn)力較為低下。當(dāng)?shù)貧夂蝾?lèi)型為半干旱溫帶大陸性季風(fēng)氣候，降水較少，屬于生態(tài)環(huán)境脆弱地帶。在此基礎(chǔ)上研究?jī)烧咧g的耦合關(guān)系變得尤為重要。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《呼和浩特市統(tǒng)計(jì)年鑒》(2006—2011年)和《呼和浩特市國(guó)民和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》(2006—2011年)。

1.2 方法

1.2.1 構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

在對(duì)本文基本概念深刻理解的基礎(chǔ)上，遵循科學(xué)性、可操作性和系統(tǒng)性原則，借鑒有關(guān)專(zhuān)家和學(xué)者的研究，從土地利用與生態(tài)環(huán)境水平兩個(gè)方面共選取了17個(gè)指標(biāo)，構(gòu)建了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[2](詳見(jiàn)表1)。

1.2.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

為消除量綱、數(shù)量級(jí)等不同對(duì)研究結(jié)果的影響，采用極差標(biāo)準(zhǔn)化方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。數(shù)值越大對(duì)上一級(jí)系統(tǒng)越有利采取正向公式，數(shù)值越小越有利采取負(fù)向公式。為消除數(shù)據(jù)0的影響，保證計(jì)算公式有意義，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平移。公式如下：

正向指標(biāo)公式：

(1)

表1 土地利用與生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

續(xù)表

負(fù)向指標(biāo)公式：

(2)

注：上式中xij是指第i年第j項(xiàng)指標(biāo)；Xij是標(biāo)準(zhǔn)后的數(shù)值；max(xj)和min(xj)是指第j項(xiàng)指標(biāo)的最大值和最小值。

1.2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

本文采用客觀分析法中的熵值法來(lái)計(jì)算權(quán)重[3-4]。

(1)規(guī)范化：計(jì)算第i年第j項(xiàng)指標(biāo)的比重

(3)

(2)計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值

(4)

(3)計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的差異性系數(shù)

gj=1-hj

(5)

(4)計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重

(6)

1.2.4 評(píng)價(jià)模型及評(píng)價(jià)值的確定

本文采用耦合度模型[5]，其計(jì)算公式如下：

地利用函數(shù):

(7)

生態(tài)環(huán)境函數(shù):

(8)

注：F(x)為土地利用綜合指數(shù)，Wi為土地利用第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，Xi為土地利用第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；G(y)為生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)，Wj為生態(tài)環(huán)境第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；Xj為生態(tài)環(huán)境第j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值。

土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合度評(píng)價(jià)函數(shù)：

(9)

注：上式中，C代表耦合度，k代表調(diào)節(jié)系數(shù)，這里設(shè)k=2。

但是此函數(shù)僅能說(shuō)明耦合水平，并不能說(shuō)明發(fā)展情況，為此我們選擇下列具有較強(qiáng)穩(wěn)定性和操作性的函數(shù)。

耦合發(fā)展度函數(shù)：

T=aF(x)+bG(y)

(10)

注：T代表綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；這里取a=b=0.5

(11)

注：D代表耦合發(fā)展度。

2 土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系分析

據(jù)表2可得出以下結(jié)論：

(1)近幾年呼和浩特市土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合發(fā)展關(guān)系是逐年上升的。2006年耦合關(guān)系為勉強(qiáng)耦合，2007年和2008年屬于初級(jí)耦合，2009年和2010年屬于中度耦合，2011年為良好耦合發(fā)展。在當(dāng)?shù)亍?006年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展計(jì)劃執(zhí)行情況》中說(shuō)明其城市建設(shè)項(xiàng)目取得明顯進(jìn)展。土地利用綜合指數(shù)在近幾年中排名第一。但是生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)卻是近幾年中最低的，反映生態(tài)環(huán)境水平的指標(biāo)中權(quán)重值最大的C15-工業(yè)煙塵去除量在近幾年中也是排名較后的，原因可能是在加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中，沒(méi)有兼顧到對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，導(dǎo)致“三廢”排放量較高。由于以上原因，2006年兩者間呈現(xiàn)勉強(qiáng)耦合。2007年和2008年土地利用綜合指數(shù)有小幅下降。2007年是內(nèi)蒙古自治區(qū)成立60周年，為做好迎慶工作，當(dāng)?shù)刂攸c(diǎn)開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目，建設(shè)用地明顯增多。2008年土地利用綜合指數(shù)較低，可能是由于2008年的“三鹿奶粉”事件造成了以奶制品為主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源的該市經(jīng)濟(jì)水平的下降，其間接影響著土地利用水平。但2007年和2008年生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)卻逐年上升。相關(guān)資料顯示當(dāng)?shù)卦谶@兩年內(nèi)加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，在工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方面做了以下工作，一是引進(jìn)新能源、新材料、新技術(shù)為主的工業(yè)重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目；二是積極引進(jìn)風(fēng)能、太陽(yáng)能和生物質(zhì)能等可再生能源。隨著節(jié)能減排和環(huán)保措施的逐步落實(shí)，2008年全市好于二級(jí)以上空氣質(zhì)量天數(shù)達(dá)341天，在北方15個(gè)省會(huì)城市中位居第一，屬于初級(jí)耦合。2009～2010年土地利用綜合指數(shù)和生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)較2008年有所上升。2011年土地利用綜合指數(shù)達(dá)到與2006年相差不大的水平，生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)也達(dá)到近年來(lái)最高水平，屬于良好耦合。土地利用方面，在人口自然增長(zhǎng)率減少3%的基礎(chǔ)上，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為快速，單位土地面積GDP(萬(wàn)元/km2)比上年提高了180.88 萬(wàn)元，其土地利用尤其是耕地利用程度顯著提高；單位面積固定資產(chǎn)投資額(萬(wàn)元/km2)也比上一年增加了約87.34萬(wàn)元；單位面積工業(yè)生產(chǎn)總值(萬(wàn)元/km2)比上年增長(zhǎng)了近54.79萬(wàn)元；城鎮(zhèn)居民人均可支配收入(元/人)比上年增長(zhǎng)了3703元，農(nóng)村居民人均純收入(萬(wàn)元/人)比上年增長(zhǎng)了1292元。可見(jiàn)土地利用方式較為合理。

(2)生態(tài)環(huán)境總是處于滯后型，也就是土地利用水平較生態(tài)環(huán)境水平要高。雖然當(dāng)?shù)卣c企業(yè)采取了相關(guān)措施來(lái)改善生態(tài)環(huán)境，但因?yàn)橐韵聠?wèn)題而不能跟上土地利用發(fā)展的步伐。地處干旱溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，春季多大風(fēng)，地理位置對(duì)其環(huán)境問(wèn)題存在很多不利因素。近些年來(lái)國(guó)家普遍注重追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展而忽視了對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，導(dǎo)致環(huán)境問(wèn)題的積累，故不能短時(shí)間內(nèi)取得明顯成效。2011年工業(yè)煙塵排放量(噸)比上年增加了8373噸，但是工業(yè)煙塵去除量(噸)比上年增加了2782931噸，可見(jiàn)當(dāng)?shù)卦诠I(yè)煙塵去除這方面，政府和環(huán)境部門(mén)等較為重視，采取了相應(yīng)措施來(lái)改善這一環(huán)境問(wèn)題，并取得明顯成果。工業(yè)廢水排放量(萬(wàn)噸)比上年減少了160萬(wàn)噸，工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)量率連續(xù)3年達(dá)到100%，實(shí)為不易。當(dāng)?shù)貞?yīng)該總結(jié)以上經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，更好地規(guī)劃土地利用，改善生態(tài)環(huán)境。

表2 2006～2011年土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系計(jì)算結(jié)果

3 呼和浩特市土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合發(fā)展的解決對(duì)策

3.1 加大環(huán)境整治力度，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)與保護(hù)

堅(jiān)持預(yù)防為主、防治結(jié)合的方針，建立生態(tài)保護(hù)機(jī)制,加強(qiáng)對(duì)城市“三廢”排放量的監(jiān)督與治理，增加自然保護(hù)區(qū)、生態(tài)示范區(qū)和生態(tài)功能保護(hù)區(qū)的數(shù)量和面積，統(tǒng)一協(xié)調(diào)土地利用與生態(tài)環(huán)境的發(fā)展水平，通過(guò)科學(xué)、合理的手段引導(dǎo)耦合關(guān)系達(dá)到同步型。

3.2 優(yōu)化城市土地結(jié)構(gòu)，促進(jìn)土地集約利用

優(yōu)化城市土地結(jié)構(gòu)，對(duì)統(tǒng)籌城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)土地利用與生態(tài)環(huán)境優(yōu)質(zhì)耦合關(guān)系具有重要的指導(dǎo)意義，同時(shí)應(yīng)該集約、節(jié)約利用土地，達(dá)到城市經(jīng)濟(jì)又快又好的發(fā)展[6-7]。

3.3 構(gòu)建生態(tài)環(huán)境友好型土地利用模式，確保土地可持續(xù)利用

現(xiàn)階段，應(yīng)進(jìn)行土地整理，努力建成生態(tài)功能區(qū)；改善土地生態(tài)環(huán)境和生產(chǎn)條件；實(shí)行現(xiàn)代農(nóng)業(yè)土地利用模式，同時(shí)要多渠道加大對(duì)農(nóng)業(yè)投入，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新能力，保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，力求實(shí)現(xiàn)土地利用、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境三者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。

[1] 范海嬌.呼和浩特市土地利用與生態(tài)效益動(dòng)態(tài)變化規(guī)律研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古師范大學(xué),2014：21-22．

[2] 劉新平,孟梅.土地持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的耦合關(guān)系分析[J].干旱區(qū)地理，2011，34(1)：173-178．

[3] 孫興輝.呼和浩特市土地利用變化與可持續(xù)利用對(duì)策分析[J].經(jīng)濟(jì)論壇，2012，509(12)：38-41．

[4] 余鳳鳴,周杜輝,杜忠潮，等.陜西省經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系研究[J].水土保持學(xué)報(bào)，2012，32(4)：292-297.

[5] 李佳.河南省土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系分析[D]．哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013：15-17．

[6] 顏丙金.干旱綠洲區(qū)土地集約利用與生態(tài)環(huán)境的耦合關(guān)系研究：以甘州區(qū)為例[D]．蘭州：西北師范大學(xué)，2012：44-46．

[7] 董建軍,張慶,朱建明.呼和浩特市土地利用變化及其景觀格局和生態(tài)環(huán)境效應(yīng)分析[J].內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008，39(4)：417-424．

責(zé)任編輯：何玉付

2017-03-20

孫紅星(1992—),女,山西呂梁人,自然地理學(xué)專(zhuān)業(yè)2015級(jí)碩士研究生，研究方向：水資源利用。

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