基于耦合模型的土地利用与生态环境协调发展探究——以贵阳市为例

乔清亮　魏　媛

基于耦合模型的土地利用与生态环境协调发展探究——以贵阳市为例

乔清亮1魏媛2

（1.贵州财经大学公管学院贵州贵阳550025；2.贵州财经大学管科学院贵州贵阳550025）

为实现土地利用与生态环境协调发展。文章选取贵阳市土地利用与生态环境的关系作为研究对象，利用主成分分析法对贵阳市土地利用、生态环境以及两者之间的耦合关系进行分析。研究表明，贵阳市土地利用与生态环境在2007—2017年间经历了勉强耦合、初级耦合、中级耦合和良好耦合四个阶段。由此推断出贵阳市在土地开发利用的同时要进一步加强生态环境保护，维持生态环境平稳运行，从而保持区域经济的可持续发展。

耦合关系；主成分分析；土地利用；生态环境

贵阳市由多资源密集型产业支撑的经济，经过长期发展，呈现出高排放、高投入、高消耗、低效率的现象[1]。随着贵阳市经济的快速发展和城市化水平的不断提高，建设用地占用了大量的耕地，导致城市土地利用结构发生了显著变化[2]。近年来，贵阳市坚持把生态文明建设作为协调推进“四个全面”战略布局和统筹推进“五位一体”总体布局的重要内容，坚持绿水青山就是金山银山，坚决守好发展和生态两条底线，在生态环境保护方面取得了新成效。

21世纪初期苏维词等针对贵阳市土地利用和生态环境效应的关系进行研究，并对土地利用变化带来的环境效应做出了评价[3]。魏媛等结合生态系统单位面积生态服务价值表相关内容，对贵阳市土地利用变化对生态系统服务价值的影响进行研究[2]。本文以喀斯特山地城市贵阳市为例，选取2007—2017年间有代表性的指标，分析土地利用和生态环境之间存在的耦合关系，对其进行衡量，并提出针对性建议，以期为贵阳市在两者之间的发展平衡性政策制定方面做出贡献。

1 土地利用与生态环境耦合发展协调性指标体系构建

结合相关学者观点及建议，考虑贵阳市的地貌特征和相关数据的获取可能性，最后选取了土地利用与生态环境耦合关系的影响指标。具体指标见表1。

表1　贵阳市土地利用与生态环境耦合发展协调性指标体系

2 数据的来源与处理分析

2.1 数据的来源

本文指标数据来源于2008—2018年的《贵阳统计年鉴》、贵阳市国民经济和社会发展统计公报。其中耕地复种指数、牧业占农业总产值比重、种植业占农业总产值比重都是通过对原始数据计算得出的。

2.2 指标权重的确定及计算

合理判定和计算指标权重对研究结果的准确度有重要作用，为使研究结果全面准确，本文借鉴前人研究成果，首先对数据进行标准化处理，然后用变异系数法[4]来确定指标权重。

各指标权重如表1所示，其中第一产业占GDP的比重、固定资产投资额、人均生产总值和耕地复种指数的权重值均大于土地利用子系统中的权重平均值0.111 1，对土地利用影响较大。人口密度、人均公园绿地面积、二氧化硫年平均浓度值、每亩耕地化肥施用量和城市生活垃圾无害化处理率的权重值均大于生态环境子系统平均权重值0.111 1，对生态环境有较大影响。

2.3 模型的构建与计算

文章首先采取数学相关公式计算其土地利用指数和生态环境评价指数，分别用（）、（）表示。其次通过耦合度模型计算两者的耦合度，∈[0，1]，值越大，说明土地利用与生态环境之间的耦合度越高；反之，则越低。当=1时，两者的耦合关系达到最优状态。

最后，运用耦合发展度来衡量两者的耦合关系：

=（）+（） （1）

式中：为耦合发展度；为综合发展指数；和取值为0.5。的数值越大，代表两者之间的耦合关系相对比较协调。

3 贵阳市土地利用与生态环境耦合协调评价的实证分析

3.1 土地利用与生态环境耦合发展变化

2007—2017年贵阳市土地利用指数、生态环境指数和耦合度发展变化情况，如表2所示。

表2　贵阳市土地利用与生态环境系统耦合发展变化

3.2 贵阳市土地利用与生态环境耦合协调度结果分析

结合数学相关函数特征，针对贵阳市土地利用与生态环境的关系建立相关函数模型，对贵阳市土地利用发展指数以及生态环境发展指数，以及两者之间的耦合发展度变化进行分析。

3.2.1 土地利用指数分析

由表2可知，贵阳市土地利用综合指数呈现波动上升态势，得出贵阳市经济加快发展，人口增多使土地利用程度不断提高，土地利用指数不断上升，贵阳市对生态环境更加重视，退耕还林、植树造林等措施得到了有效实施。

3.2.2 生态环境指数分析

由表2可知，贵阳市2007—2017年生态环境指数呈上升趋势，但是在2014—2017年上升速度低于土地利用指数的上升速度，表明随着贵阳市进行土地开发利用的同时，生态环境遭受破坏。生态环境指数总体呈现波动上升趋势，表明相关措施得到了有效实施：一方面，政府加大了对生态环境治理的力度，严格控制二氧化硫的排放，提高城市生活垃圾无害化处理率，减轻环境污染压力；另一方面，积极植树造林，扩大公园面积，提高森林覆盖率。

3.2.3 土地利用与生态环境耦合发展关系分析

耦合发展度从2007年的0.537 6增长到2017年的0.861 4，表明贵阳市2007—2017年的土地利用与生态耦合发展协调关系不断增强。贵阳市从最初的勉强耦合类型逐渐发展成为良好耦合类型，同时从滞后型层面来看，由最初的勉强耦合发展土地利用滞后型逐渐发展成为良好耦合发展生态环境滞后型。

4 研究结论与对策建议

4.1 研究的主要结论

由上可以得出，随着经济水平和科技水平的不断提高，人口数量不断增加，城市化发展快速推进，贵阳市土地利用开发程度不断提高，土地利用指数不断攀升。与此同时，生态环境综合指数呈现先下降后上升的态势。

4.2 对策建议

（1）控制人口增长，提高人口素质。

随着城镇化的发展，城市人口急剧增长，贵阳市山多地少，适宜人类生活的空间小。政府职能部门应根据实际情况采取综合措施控制人口数量。与此同时，提高人口的科学文化素质，通过多种方式提高全民素质。

（2）调整产业结构，提高产业层次。

贵阳市产业发展主要以劳动密集型和资源密集型产业为主，转变粗放的经济增长方式，推动二、三产业发展，以大数据产业为依托，走新型发展道路。

（3）加大环境治理力度，加强生态保护。

水土流失是贵阳市喀斯特地貌的显著特征，因此贵阳市环境治理应以保护和预防为主，坚持资源开发和生态环境保护并进。在环境治理方面，应采取生物措施和工程措施相结合，科学规划，增加城市建成区绿地面积；健全监督机制，执行严格的排放标准；加大环境保护宣传力度，提高环保意识，减少使用化肥农药，增施有机肥。

[1]方恺,吴次芳,董亮.城市化进程中的土地自然资本利用动态分析[J].自然资源报,2018,33(1):1-13.

[2]魏媛,吴长勇,徐筑燕.贵阳市土地利用变化对生态系统服务价值的影响[J].贵州农业科学,2015,43(2):185-188,192.

[3]苏维词.贵阳城市土地利用变化及其环境效应[J].地理科学,2000(5):462-468.

[4]魏媛,王晓颖,吴长勇,等.喀斯特山区经济发展与生态环境耦合协调性评价——以贵州省为例[J].生态经济,2018,34(10):69-75.

2020年度贵州省理论创新课题（GZLCLH-2020-063）；国家商务部联合研究项目（2016SWBZD12）

乔清亮（1992- ），男，河南驻马店人，硕士，研究方向：土地开发利用与保护。

魏媛（1976- ），女，博士，教授，研究方向：生态经济与资源开发与可持续利用。

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.08.07

F301.2

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2095-1205(2020)08-15-03