基于耦合模型的土地利用與生態環境協調發展探究——以貴陽市為例

喬清亮　魏　媛

基于耦合模型的土地利用與生態環境協調發展探究——以貴陽市為例

喬清亮1魏媛2

（1.貴州財經大學公管學院貴州貴陽550025；2.貴州財經大學管科學院貴州貴陽550025）

為實現土地利用與生態環境協調發展。文章選取貴陽市土地利用與生態環境的關系作為研究對象，利用主成分分析法對貴陽市土地利用、生態環境以及兩者之間的耦合關系進行分析。研究表明，貴陽市土地利用與生態環境在2007—2017年間經歷了勉強耦合、初級耦合、中級耦合和良好耦合四個階段。由此推斷出貴陽市在土地開發利用的同時要進一步加強生態環境保護，維持生態環境平穩運行，從而保持區域經濟的可持續發展。

耦合關系；主成分分析；土地利用；生態環境

貴陽市由多資源密集型產業支撐的經濟，經過長期發展，呈現出高排放、高投入、高消耗、低效率的現象[1]。隨著貴陽市經濟的快速發展和城市化水平的不斷提高，建設用地占用了大量的耕地，導致城市土地利用結構發生了顯著變化[2]。近年來，貴陽市堅持把生態文明建設作為協調推進“四個全面”戰略布局和統籌推進“五位一體”總體布局的重要內容，堅持綠水青山就是金山銀山，堅決守好發展和生態兩條底線，在生態環境保護方面取得了新成效。

21世紀初期蘇維詞等針對貴陽市土地利用和生態環境效應的關系進行研究，并對土地利用變化帶來的環境效應做出了評價[3]。魏媛等結合生態系統單位面積生態服務價值表相關內容，對貴陽市土地利用變化對生態系統服務價值的影響進行研究[2]。本文以喀斯特山地城市貴陽市為例，選取2007—2017年間有代表性的指標，分析土地利用和生態環境之間存在的耦合關系，對其進行衡量，并提出針對性建議，以期為貴陽市在兩者之間的發展平衡性政策制定方面做出貢獻。

1 土地利用與生態環境耦合發展協調性指標體系構建

結合相關學者觀點及建議，考慮貴陽市的地貌特征和相關數據的獲取可能性，最后選取了土地利用與生態環境耦合關系的影響指標。具體指標見表1。

表1　貴陽市土地利用與生態環境耦合發展協調性指標體系

2 數據的來源與處理分析

2.1 數據的來源

本文指標數據來源于2008—2018年的《貴陽統計年鑒》、貴陽市國民經濟和社會發展統計公報。其中耕地復種指數、牧業占農業總產值比重、種植業占農業總產值比重都是通過對原始數據計算得出的。

2.2 指標權重的確定及計算

合理判定和計算指標權重對研究結果的準確度有重要作用，為使研究結果全面準確，本文借鑒前人研究成果，首先對數據進行標準化處理，然后用變異系數法[4]來確定指標權重。

各指標權重如表1所示，其中第一產業占GDP的比重、固定資產投資額、人均生產總值和耕地復種指數的權重值均大于土地利用子系統中的權重平均值0.111 1，對土地利用影響較大。人口密度、人均公園綠地面積、二氧化硫年平均濃度值、每畝耕地化肥施用量和城市生活垃圾無害化處理率的權重值均大于生態環境子系統平均權重值0.111 1，對生態環境有較大影響。

2.3 模型的構建與計算

文章首先采取數學相關公式計算其土地利用指數和生態環境評價指數，分別用（）、（）表示。其次通過耦合度模型計算兩者的耦合度，∈[0，1]，值越大，說明土地利用與生態環境之間的耦合度越高；反之，則越低。當=1時，兩者的耦合關系達到最優狀態。

最后，運用耦合發展度來衡量兩者的耦合關系：

=（）+（） （1）

式中：為耦合發展度；為綜合發展指數；和取值為0.5。的數值越大，代表兩者之間的耦合關系相對比較協調。

3 貴陽市土地利用與生態環境耦合協調評價的實證分析

3.1 土地利用與生態環境耦合發展變化

2007—2017年貴陽市土地利用指數、生態環境指數和耦合度發展變化情況，如表2所示。

表2　貴陽市土地利用與生態環境系統耦合發展變化

3.2 貴陽市土地利用與生態環境耦合協調度結果分析

結合數學相關函數特征，針對貴陽市土地利用與生態環境的關系建立相關函數模型，對貴陽市土地利用發展指數以及生態環境發展指數，以及兩者之間的耦合發展度變化進行分析。

3.2.1 土地利用指數分析

由表2可知，貴陽市土地利用綜合指數呈現波動上升態勢，得出貴陽市經濟加快發展，人口增多使土地利用程度不斷提高，土地利用指數不斷上升，貴陽市對生態環境更加重視，退耕還林、植樹造林等措施得到了有效實施。

3.2.2 生態環境指數分析

由表2可知，貴陽市2007—2017年生態環境指數呈上升趨勢，但是在2014—2017年上升速度低于土地利用指數的上升速度，表明隨著貴陽市進行土地開發利用的同時，生態環境遭受破壞。生態環境指數總體呈現波動上升趨勢，表明相關措施得到了有效實施：一方面，政府加大了對生態環境治理的力度，嚴格控制二氧化硫的排放，提高城市生活垃圾無害化處理率，減輕環境污染壓力；另一方面，積極植樹造林，擴大公園面積，提高森林覆蓋率。

3.2.3 土地利用與生態環境耦合發展關系分析

耦合發展度從2007年的0.537 6增長到2017年的0.861 4，表明貴陽市2007—2017年的土地利用與生態耦合發展協調關系不斷增強。貴陽市從最初的勉強耦合類型逐漸發展成為良好耦合類型，同時從滯后型層面來看，由最初的勉強耦合發展土地利用滯后型逐漸發展成為良好耦合發展生態環境滯后型。

4 研究結論與對策建議

4.1 研究的主要結論

由上可以得出，隨著經濟水平和科技水平的不斷提高，人口數量不斷增加，城市化發展快速推進，貴陽市土地利用開發程度不斷提高，土地利用指數不斷攀升。與此同時，生態環境綜合指數呈現先下降后上升的態勢。

4.2 對策建議

（1）控制人口增長，提高人口素質。

隨著城鎮化的發展，城市人口急劇增長，貴陽市山多地少，適宜人類生活的空間小。政府職能部門應根據實際情況采取綜合措施控制人口數量。與此同時，提高人口的科學文化素質，通過多種方式提高全民素質。

（2）調整產業結構，提高產業層次。

貴陽市產業發展主要以勞動密集型和資源密集型產業為主，轉變粗放的經濟增長方式，推動二、三產業發展，以大數據產業為依托，走新型發展道路。

（3）加大環境治理力度，加強生態保護。

水土流失是貴陽市喀斯特地貌的顯著特征，因此貴陽市環境治理應以保護和預防為主，堅持資源開發和生態環境保護并進。在環境治理方面，應采取生物措施和工程措施相結合，科學規劃，增加城市建成區綠地面積；健全監督機制，執行嚴格的排放標準；加大環境保護宣傳力度，提高環保意識，減少使用化肥農藥，增施有機肥。

[1]方愷,吳次芳,董亮.城市化進程中的土地自然資本利用動態分析[J].自然資源報,2018,33(1):1-13.

[2]魏媛,吳長勇,徐筑燕.貴陽市土地利用變化對生態系統服務價值的影響[J].貴州農業科學,2015,43(2):185-188,192.

[3]蘇維詞.貴陽城市土地利用變化及其環境效應[J].地理科學,2000(5):462-468.

[4]魏媛,王曉穎,吳長勇,等.喀斯特山區經濟發展與生態環境耦合協調性評價——以貴州省為例[J].生態經濟,2018,34(10):69-75.

2020年度貴州省理論創新課題（GZLCLH-2020-063）；國家商務部聯合研究項目（2016SWBZD12）

喬清亮（1992- ），男，河南駐馬店人，碩士，研究方向：土地開發利用與保護。

魏媛（1976- ），女，博士，教授，研究方向：生態經濟與資源開發與可持續利用。

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.08.07

F301.2

A

2095-1205(2020)08-15-03