城鎮化與生態系統服務價值耦合協調關系研究
——以貴州貴陽為例

(1、2、3、4、5.貴州理工學院建筑與城市規劃學院，貴州 貴陽550003)

隨著我國社會經濟的快速發展，在能源過度消耗、生態環境污染、快速城鎮化等一系列強烈人類活動作用下，社會經濟與生態環境之間關系的矛盾日益加劇[1]，這深刻影響著區域可持續發展。城鎮化是當前我國社會經濟發展重要階段，在其影響下不僅我國社會經濟發生劇烈變化，這也對生態環境產生強烈影響[2]。生態系統服務作為表征區域生態環境質量的重要指標[3]。在快速城鎮化作用下，測度城鎮化與生態系統服務之間耦合協調關系已成為學者們關注的焦點。

目前，城鎮化與生態系統服務關系研究主要集中于城鎮化對生態系統服務的影響研究，研究對象包括不同行政單位、地區、城市群(城市密集區)，研究方法多從土地利用角度出發，利用生態系統服務價值系數進行影響分析，如鄭曉奇等[4]利用環渤海地區4期土地利用數據，分析了城鎮化對生態系統服務價值變化和流向損益的影響。此外，城鎮化與生態系統服務之間耦合關系研究亦受到學者們關注，研究視角主要從空間相關性、耦合協調關系開展，如Zhang等[5]利用空間回歸模型分析了武漢市城鎮化與生態系統服務價值的空間相關性。渠玉蓮等[6]利用耦合協調模型分析南京市城鎮化與生態系統服務價值之間耦合協調狀況。然而，這些研究主要以經濟發達地區為研究對象，鮮有關注我國西部經濟欠發達地區。

貴陽市是我國西南區域重要城市之一。近年來經濟高速發展推動了城鎮化快速增加，這對全市生態環境產生一定壓力[7]。同時，貴陽市位于長江和珠江分水嶺，其生態環境對長江和珠江流域生態安全極其重要，也為兩江流域提供了重要生態系統服務[8]，這是該區社會經濟發展的重要基礎。因此，以貴陽市為例，分析城鎮化與生態系統服務價值的耦合協調關系，以期為貴陽市社會經濟與生態環境可持續發展的政策制定提供科學依據。

1數據來源與研究方法

1.1 數據來源

研究所需數據主要有貴陽市社會經濟和土地利用數據，其中社會經濟數據主要是2000年和2015年貴陽市非農人口與農業人口、一、二和三產GDP、人均GDP、固定資產投資、規模以上工業總產值、人均城鄉居民儲蓄，主要來源于歷年貴陽市統計年鑒和貴州省統計年鑒；土地利用數據來源于地理國情監測平臺提供的30m分辨率的土地利用柵格數據，它是利用2000年和2015年Landsat影像，通過人機交互交方式解譯得到，經驗證，該數據解譯精度較高，可以滿足本研究需要。

1.2 研究方法

1.2.1 城鎮化水平計算

借鑒姚小薇等關于多維城鎮化與生態服務價值空間相關性的研究[9]，并結合數據可得性，從人口城鎮化、土地城鎮化、經濟城鎮化多維度選擇表征城鎮化的指標構建城鎮化水平評價指標體系(包括非農人口比例、城鎮用地占建設用地總面積比值、非農產業GDP、人均GDP、固定資產投資、規模以上工業總產值、人均城鄉居民儲蓄)，利用層次分析法，確定權重，進而計算貴陽市城鎮化水平。

1.2.2 生態系統服務價值評估

生態系統服務價值評估是利用謝高地等提出的中國生態系統服務價值系數表以及研究區土地利用面積進行。由于該系數表為全國尺度，進行貴陽市生態系統服務價值評估需進行系數修正，主要依據貴陽市糧食產量及價格，具體方法參考文獻[10]。此外，為更好地衡量區域生態系統服務價值差異，消除各行政區面積大小對生態系統服務價值的影響，利用單位面積生態系統服務價值開展城鎮化與生態系統價值之間耦合協調關系研究。

1.2.3 城鎮化與生態系統服務價值之間耦合協調模型

依據文獻[11]，引入耦合度模型和耦合協調度模型分析城鎮化與生態系統服務之間耦合協調關系。

(1)耦合度模型

C=2{(u1·u2)/[(u1+u2)(u1+u2)]}1/2

(1)

式中，C為耦合度，u1為標準化后的城鎮化水平，u2為標準化后的生態系統服務價值。C值分為無序發展階段(C=0)、低水平耦合階段(C≤0.3)、頡頑階段(0.3

(2)耦合協調度模型

D=(C·T)1/2

(2)

T=ɑu1+bu1

(3)

式中，D為耦合協調度，T為綜合協調指數，ɑ和b為貢獻系數，均取0.5。D值分為低度協調(0

2 結果與分析

2.1 貴陽市城鎮化水平和生態系統服務價值變化

2000年和2015年貴陽市各區縣間的城鎮化水平具有較為明顯的差距，其中云巖區和南明區城鎮化水平較高，修文縣城鎮化水平較低，并且各區縣2015年的城鎮化水平均高于2000年。2000-2015年間貴陽市城鎮化水平整體呈上升趨勢，其中烏當區上升幅度較大，南明區及云巖區呈小幅上升趨勢，其他縣區上升幅度居中(表1)。

表1 貴陽市城鎮化水平和生態系統服務價值變化

2000年和2015年烏當區生態系統服務價值較高，南明區和云巖區生態系統服務價值均較低。2000-2015年間南明區、云巖區、花溪區及烏當區的生態系統服務價值呈下降趨勢，而白云區、開陽縣、息烽縣、修文縣及清鎮市的生態系統服務價值呈上升趨勢，其中云巖區的下降幅度較大，清鎮市和白云區的上升幅度較明顯(表1)。

2.2 貴陽市城鎮化與生態系統服務價值耦合協調關系

2000年和2015年貴陽市城鎮化與生態系統服務價值的耦合度整體上均較高，為0.95以上，而南明區和修文縣的城鎮化與生態系統服務價值耦合度均較低，小于0.1。2000-2015年間云巖區、花溪區及息烽縣的城鎮化與生態系統服務價值耦合度呈下降趨勢，而除南明區無變化外，全市和其他區縣的城鎮化與生態系統服務價值耦合度均呈上升趨勢，其中烏當區的耦合度上升幅度較突出。2000年和2015年花溪區、開陽縣、息烽縣及清鎮市的城鎮化與生態系統服務價值均處于高水平耦合階段，南明區處于無序發展階段，云巖區處于頡頑階段；2000-2015年間烏當區和白云區的城鎮化與生態系統服務價值由磨合階段發展為高水平耦合階段，修文縣的城鎮化與生態系統服務價值由無序發展階段發展為低水平耦合階段，其他地區的耦合度階段特征維持不變(表2)。

表2 貴陽市城鎮化與生態系統服務價值之間耦合度及階段特征

2000年和2015年貴陽市城鎮化與生態系統服務價值的耦合協調度整體上均較高，而南明區和修文縣的城鎮化與生態系統服務價值耦合協調度均較低；2000-2015年間云巖區的城鎮化與生態系統服務價值耦合協調度呈下降趨勢，南明區的城鎮化與生態系統服務價值耦合協調度無變化，而全市和其他區縣均呈上升趨勢，其中烏當區的耦合協調度上升幅度較突出。2000年和2015年花溪區、白云區及清鎮市的城鎮化與生態系統服務價值均處于基本協調階段，南明區和修文縣均處于低度協調階段，而云巖區處于基本不協調階段。2000-2015年間烏當區的城鎮化與生態系統服務價值由基本協調階段發展為高度協調階段，開陽縣和息烽縣的城鎮化與生態系統服務價值由基本不協調階段發展為基本協調階段，其他地區的耦合協調度階段特征維持不變(表3)。

表3 貴陽市城鎮化與生態系統服務價值之間耦合協調度及階段特征

3 討論與結論

3.1 討論

隨著經濟的快速發展，貴陽市城鎮化步伐加快[12]，同時在退耕還林(還草)、天然林保護工程、石漠化治理等作用下貴陽市生態環境質量改善[13]，這使得貴陽市城鎮化與生態系統服務價值之間耦合度和耦合協調水平較高。然而，由于貴陽市不同區縣發展速度及生態環境質量的差異，導致不同區域城鎮化與生態系統服務價值之間協調關系存在不同，如南明區和云巖區的城鎮化自2000年以來就處于較高水平，而在城鎮化影響下南明區和云巖區的生態環境質量下降，進而導致這兩個區域的城鎮化與生態系統服務價值之間的耦合度和耦合協調度均較低。

3.2 結論

2000和2015年貴陽市云巖區和南明區城鎮化水平均較高，且2000-2015年間貴陽市全部區縣城鎮化水平均呈增加趨勢。2000和2015年貴陽市烏當區生態系統服務價值較高，云巖區和南明區較小，2000-2015年間除云巖區、南明區、花溪區、烏當區外，其他地區生態系統服務價值均呈增加趨勢。

2000年貴陽全市、花溪區、開陽縣、息烽縣、清鎮市城鎮化與生態系統服務價值之間耦合度較高，而南明區、云巖區、修文縣的耦合度較低。除南明區、云巖區和修文縣外，2015年貴陽全市及其他區縣耦合度均較高。2000-2015年貴陽市大部分區縣城鎮化與生態系統服務價值之間耦合度呈增加趨勢。

2000年貴陽全市及大部分區縣城鎮化與生態系統服務價值之間耦合協調度處于基本協調和基本不協調階段，2015年大部分區縣處于基本協調階段。除南明區和云巖區外，2000-2015年貴陽全市及其他區縣城鎮化與生態系統服務價值之間耦合協調度呈增加趨勢。