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浙江省城市化与生态环境协调度及其胁迫关系探讨

发布时间:2017-09-05 作者:派智库 来源:《地域研究与开发》2017年 浏览:【字体:

摘要:运用交互胁迫、耦合协调模型,结合主观均方差分析法和客观结构熵值法确定指标权重,通过建立指标体系研究2000—2014年浙江省生态环境和城市化的交互胁迫关系和协调类型。结果表明:浙江省生态环境和城市化之间存在交互胁迫关系,演变状态符合双指数函数;前者对后者有显着的约束作用,后者对前者有显着的胁迫作用。对城市化综合水平影响程度大小依次为经济、社会与人口城市化,对生态环境综合水平影响程度大小依次为生态环境压力、状态与响应。2000—2014年浙江省综合协调耦合类型分为磨合协调阶段(2000—2003年)、基本协调阶段(2003-2005年)、拮抗协调阶段(2005—2010年)和良好协调阶段(2010—2014)4个阶段。

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关键词:生态环境;城市化;协调度模型;交互胁迫模型;浙江省

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0 引言 内容来自dedecms

城市化在推动经济协调发展的同时对生态环境也有负面影响。如何协调城市化和环境保护间的关系已引起广泛关注。城市化发展和生态环境保护的目标是达到“经济高效发展一生态环境高度适应性”的双赢状态[1]。目前,国内外关于生态环境和城市化的研究主要有两方面:一是关于二者耦合机理的研究。许多学者划分了生态环境和城市化间的耦合类型[2-8]。二是运用耦合模型来预测二者的关系。运用熵变法、耦合度函数、指数计算法等推导出二者的耦合模型,从省域[9]到城市群[10]、单一城市,研究其时空规律与空间差异。研究生态环境与城市化的关系对于制定可持续发展政策至关重要。以往研究鲜有同时考虑二者的交互机制、胁迫关系与耦合基本类型的内容,多单一选取主观法或客观法确定权重,未能排除计算权重法的局限性。 内容来自dedecms

本研究分析了2000—2014年浙江省生态环境与城市化发展状况、协调发展水平,构建了生态环境与城市化的“交互胁迫模型和耦合协调模型”的新框架,用双指数交互胁迫关系曲线说明了二者交互胁迫的基本演变轨迹和耦合协调发展类型。同时,采用主观均方差决策法(AVDM)和客观结构熵值法(SEM)确定权重,以最大程度地降低单一赋权法的局限性,从而更加真实地反映浙江省的实际发展状况,为浙江省可持续发展政策制定提供参考依据。 dedecms.com

1 研究区域与研究方法 copyright dedecms

1.1 研究区域

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浙江省地处东南沿海长江三角洲,陆地面积11万km2,海域面积26万km2。2014年森林覆盖率60%,常住人口5 500万人,人均GDP 75 000元。近年来,随着经济的快速发展,浙江省资源环境问题日益突出,人类不合理开发造成资源短缺、生态破坏,尤其是环境恶化引发了生态环境危机,导致经济社会发展的不可持续性。为了避免城市化和生态环境保护之间的矛盾激化,使浙江社会发展、经济建设均可以依托良好的生态环境,对城市化和生态环境的关系进行合理、客观的评价十分必要。 内容来自dedecms

1.2评价体系构建

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根据浙江省生态环境和城市化的特点,分别选取能反映二者发展水平的多项指标,经共线性分析剔除了多重变量的相似性信息,构建浙江省城市化和生态环境水平评价指标体系(表1)。

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1.3数据处理 copyright dedecms

对原数据进行标准化处理,采用无量纲化方法[1,5-6]。公式为:

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Ai=[Xi—min(Xi)]/[max(Xi)-rain(Xi)]。(1)

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Ai=[max(Xi)-Xi]/[max(Xi)-min(Xi)]。(2)

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式中:Ai,Xi,max(Xi),rain(Xi)分别表示第i个指标的标准值、实际计算值、最大值和最小值。

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1.4交互胁迫模型(ISM) 本文来自织梦

经济发展和城市化的交互关系呈对数形式[10],公式为:

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U=mlg G+n 。(3) 织梦内容管理系统

式中:U为城市化水平;G为GDP;m,n为非负待估参数。 copyright dedecms

生态环境和城市化的交互关系曲线呈倒“U”型形式[10],公式为:

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E=a-b(G-c)2 。(4)

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式中:E为生态压力;a,b,c为非负待估参数。 织梦内容管理系统

根据公式(3)和(4)推导出生态环境和城市化的交互胁迫关系[10],公式为:

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E=a-b[10(U—n)/m—c]2 。(5)

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10(U-n)/m<c表示城市化水平提高、生态压力增加,即生态环境恶化;10(U-n)/m=c表示生态压力达到最大值,生态环境恶化度也最大;10(U-n)/m>c表示城市化水平提高、生态压力减小,即生态环境好转。 dedecms.com

1.5耦合协调模型(CCM) 织梦好,好织梦

将生态环境和城市化的非线性形式用泰勒公式表示[10],公式为: 织梦内容管理系统

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式中:x,Y分别为生态环境和城市化关系的演变状态;(E),f(U)分别为生态环境和城市化函数;Va,Vb分别为演变速度;θ为生态环境和城市化的耦合协调度。假定生态环境和城市化的演变状态呈现“S”型,X和Y呈周期性变化,则tanθ=Va/Vb,可得θ=arctan(Va/Vb)。-90°<θ≤0°为基本协调(I),生态环境和城市化保持稳定状态;0°<θ≤90°为磨合协调(II),随着城市化的低速发展,生态环境和城市化相互胁迫,已开始出现矛盾;90°<θ≤180°为拮抗协调(Ⅲ),随着城市化的快速发展,生态环境和城市化相互胁迫,矛盾增大;180°<θ≤270°为良好协调(IV),生态环境和城市化由相互胁迫变为相互促进。

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2结果与分析

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2.1生态环境和城市化的交互胁迫关系

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由R2、标准差、方差和公式(5)计算,结合Origin拟合求解,得到浙江省11个城市生态环境和城市化相互胁迫的双指数函数方程(表2)。a值代表当曲线存在拐点时所对应的生态环境恶化度,b值代表生态环境运行状况的变化速度,c则与双指数曲线拐点出现的时刻关联,b值越大,拐点出现时对应的城市化水平越大。11个城市a值由大到小依次为杭州、宁波、温州、绍兴、嘉兴、金华、台州、丽水、衢州、湖州、舟山,表明生态环境和城市化双指数曲线的拐点存在时生态压力较大,经济较发达的城市生态压力较小。11个城市b值由大到小依次为杭州、宁波、温州、绍兴、嘉兴、金华、台州、丽水、衢州、湖州、舟山,表明各城市生态压力程度与经济发展速度相关,城市化水平发展速度越快,生态压力越大。11个城市n值由大到小依次为舟山、丽水、杭州、宁波、绍兴、金华、嘉兴、台州、湖州、衢州、温州,表明经济发展速度较快的城市出现拐点时的城市化水平较高,其对应的拐点出现的时间要晚于经济发展速度较慢的城市。由双指数函数方程绘制双指数曲线拟合图(图1)。由拐点出现时对应的城市化水平和生态压力可知,经济较发达的城市城市化水平较高、经济欠发达的城市生态压力较高;由生态压力与城市化的动态趋势可知,拐点出现前的生态压力与城市化水平成正比,即城市化水平提升、生态压力增加;拐点出现后的二者成反比,即城市化水平提升、生态压力降低。这表明双指数函数方程和拟合图形能准确地反映出11个城市的生态环境与城市化交互胁迫关系的非线性曲线轨迹。 copyright dedecms

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综上所述,生态环境对城市化有显着约束作用、城市化对生态环境有显着胁迫作用。具体表现为随着城市化进程的快速发展,城市人口急剧增加,城市用地规模不断扩张,但由于保护生态环境意识淡薄,缺乏科学合理的城市化规划与布局等原因,带来了很多生态环境问题,进而严重遏制了城市化进程。因此,必须采取措施以加强生态环境保护和确保城市化可持续发展。第一,制定科学合理的城市化规划。在总体规划的基础上,制定相应的浙江省生态环境规划,以确保城市化进程中经济建设、社会发展与生态环境保护工作同步进行。同时,城市化发展规划应通过制定合理的产业布局模式,让城市的生态系统向良性方向演变,以减少城市化进程对自然资源、生态环境的影响,实现城市化的可持续发展。第二,转变经济发展方式。在城市化进程中应加快经济发展方式转变,发展低消耗、低污染的循环经济、绿色和生态经济,不仅能推动城市化的发展,还能实现经济发展与生态环境的和谐统一。第三,构建生态环境保护制度体系。建立生态环境承载能力监测预警机制,加快完善城市化地区和重点生态功能区等开发监管制度。制定和完善严格监管污染物排放的生态环境保护制度,加大生态环境执法力度和影响评价制度。第四,提高公众生态环境保护意识。让公众充分意识到生态环境保护的意义,自觉参与生态环境保护工作,真正实现城市化进程中生态环境的不断改善。

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2.2生态环境和城市化的协调耦合类型

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由表1可知,对城市化综合水平影响程度大小依次为经济、社会与人口城市化,对生态环境综合水平影响程度大小依次为生态环境压力、状态与响应。同时,为了研究生态环境和城市化的演变方向,运用公式(6)和(7)计算浙江省各城市生态环境和城市化的协调耦合度,Va表示被城市化影响下的生态环境变化状况,Vb表示被生态环境影响下的城市化变化状况,得出4种协调耦合类型(表3),应用MATLAB软件对生态环境和城市化的综合评价值进行非线性拟合(表4)。 内容来自dedecms

阶段。2000—2003年,随着城市化的发展,生态环境压力缓增,生态环境和城市化之间已开始相互胁迫,属于磨合协调阶段。2003—2005年,随着城市化发展,生态环境无进一步恶化,二者保持稳定水平,属于基本协调阶段。说明浙江省在加快经济发展的同时,已展开对生态环境的保护工作并取得了一定成效。2005—2010年,随着城市化发展,过度的资源开采和天然植被的破坏加深了生态环境恶化度,属于拮据协调阶段。浙江省经济和城市发展的同时,生态环境进一步恶化,或已采取的保护政策未得到有效实施,致使城市化快速发展的同时,并未切实有效地加大对生态环境的保护力度。2010—2014年,随着城市化发展,浙江省对环境保护工作的投入力度越来越大,生态环境和城市化之间的协调发展处于良好状态,属于良好协调阶段。协调耦合模型能反映城市化与生态环境的动态耦合演化过程。表明城市化发展需要以一定的生态环境为代价,生态环境受城市化胁迫时,给城市化带来制约和限制作用,这些作用具有一定的滞后性。

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3结论与建议

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3.1结论 织梦内容管理系统

浙江省生态环境和城市化存在交互胁迫关系,这种交互胁迫关系的演变状态符合双指数函数方程。生态环境对城市化有显着约束作用,而城市化对生态环境则有显着胁迫作用,随着城市化进程的快速发展,城市人口急剧增加,城市用地规模不断扩张,但由于保护生态环境意识淡薄,缺乏科学合理的城市化规划与布局,生态环境问题随之产生,进而严重遏制城市化进程。

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构建浙江省城市化和生态环境综合评价指标体系,得到对城市化综合水平影响程度大小依次为经济、社会与人口城市化,对生态环境综合水平影响程度大小依次为生态环境压力、状态与响应。

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2000—2014年浙江省的综合协调耦合类型分为4个阶段:2000—2003年为磨合协调阶段,2003—2005年为基本协调阶段,2005—2010年为拮抗协调阶段,2010—2014年为良好协调阶段。

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3.2建议 dedecms.com

浙江省应从政策上引导城市化的发展,不能只通过城市化发展的速度与规模来评价城市化发展的水平,还要充分考虑生态环境的水平。根据浙江省生态环境和城市化的发展趋势,关注当地资源开发和利用产生的环境问题。节约利用资源,加大环境保护力度,提高环境承载力,科学调整产业结构,强化资源与环境法制建设,促进浙江省的可持续发展。 dedecms.com

参考文献: 本文来自织梦

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[2]侯培,杨庆媛,何建,等.城市化与生态环境发展耦合协调度评价研究——以重庆市38个区县为例[J].西南师范大学学报(自然科学版),2014,39(2):80-86.

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[4]刘贤赵,王渊,张勇,等.黄河三角洲地区经济发展与生态环境建设互动度研究[J].地域研究与开发,2013,32(6):127-132. 本文来自织梦

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[7]杨晶,金晶,吴泗宗.珠三角地区城市化与生态环境协调发展的动态耦合分析——以珠海市为例[J].地域研究与开发,2013,32(5):105-108,118. dedecms.com

[8]周忠学,张芳,刘佳.陕北黄土高原城市化与生态环境空间协调程度研究[J].地域研究与开发,2010,29(2):134-138. copyright dedecms

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