第33卷第6期 重庆工商大学学报(自然科学版) 2016年12月 Vo1.33 NO.6 J Chongqing Technol Business Univ.(Nat Sci Ed) Dec.2016 doi:10.16055/j.issn.1672—058X.2016.0006.014 重庆市土地利用与生态环境耦合关系研究术 薛成谦,牟凤云 (重庆交通大学建筑与城市规划学院,重庆400074) 摘要:土地利用与生态环境之间存在着客观的动态耦合关系;利用2003--2012年数据,构建重庆市土 地利用.生态环境耦合发展模型,并分析其耦合动态,结果表明:研究期间,土地利用水平与生态环境效益整 体呈上升趋势,后者增速更为明显;土地利用水平和生态环境效益的耦合发展度逐年升高,经历了初级、中 级、良好、优质4个发展阶段,今后可适当加强土地利用程度。 关键词:土地利用;生态环境;耦合关系;重庆市 中图分类号:X821 文献标志码:A 文章编号:1672.058X(2016)06.0066.06 重庆地处东经105。17 一110。11 、北纬28。10 ~ 上)系统或运动方式之间通过相互作用而相互影响 32。13 之间,辖区东西长470 km,南北宽450 km,全 以至协同的现象,用耦合度来描述这种系统或运动 市土地总面积82 400 km 。重庆是中国西部地区 相互影响程度 J。土地利用与生态环境之间呈相 唯一的直辖市,也是长江上游最大的经济中心、西 互联系、相互影响的动态耦合关系。土地是人类生 南地区工商重镇和综合交通枢纽。自成为直辖市 产生活的基本载体,它是宝贵的自然资源,是生态 以来,经济发展迅速,城市规模持续向外扩展,原有 环境的载体,可通过改变地表物理特征引起地貌生 的农用地及生态用地大量转化为建设用地,生态安 态环境因子变化。生态环境则是土地的物质能量 全受到挑战。据统计,2012年全市水土流失面积达 31 400 km ,占幅员面积的38.02%,石漠化总面积 的储备库,为土地利用提供养料支撑,影响着土地 9 257 km ,占幅员面积ll% 。虽然近些年植被覆 利用效益。若能协调两者发展,形成优势互补、合 盖率有所上升,但大多为人工林地,天然林地的比 作共赢,对实现社会可持续发展有着重要意义。 重在下降;大量天然湿地向人工、半人工湿地演变, 环境质量下降。生态环境水平正制约着土地利用 2耦合模型的建立 效益,严重影响城市的健康可持续发展,如何科学、 合理地实现土地利用与生态环境协调稳定发展,提 耦合度评价模型建立在土地利用综合指数和 高土地利用水平与生态环境质量,是重庆市在未来 生态环境综合指数的基础上。可以用变异系数来 发展中面临的重要问题。 衡量数据之间的耦合度。变异系数反映的是数据 问的变异或离散程度,离差越大,表明土地利用与 1 土地利用与生态环境耦合关系原理 生态环境之间的耦合程度越低,反之则越高[4]。 n “耦合”一词起源于物理学,指两个(或两个以 土地利用综合指数: ( )= (1) 收稿日期:2016-03-10;修回日期:2016-04-12. 基金项目:国家自然科学基金(412O1546). 作者简介:薛成谦(1991一),男,江苏苏州人,硕士研究生,从事国土资源研究 第6期 薛成谦,等:重庆市土地利用与生态环境耦合关系研究 67 其中, 为土地利用第i个指标的权重,z 为土 地利用第i个指标的标准化值,n为描述土地利用 状况的指标个数。 ( )越高,表示土地利用水平 越高。 r ( )E( ) 1 i[ ] j 式(3)、(4)中:C(O≤c≤1)为土地利用与生态 环境的耦合度,c值越大,土地利用与生态环境耦合 生态环境综合指数:E( )=∑ ; J (2) 程度越高; 值为调节系数,设定尼=2。 为全面、准确地描述土地利用与生态环境的耦 其中, 为生态环境第 个指标的权重,ej为生 态环境第 个指标的标准化值,m为描述土地利用 状况的指标个数。E( )越高,表示生态环境状况越 良好。 合关系,进一步反映系统整体功能和综合发展水 平,构建了耦合发展度模型,用来判断两者交互耦 合的程度,公式如下: D= (5) L(x)和E( )的离差系数可以用C 表示,公式 如下: = :2 T=口 ( )+bE( ) (6) 式(5)、(6)中:c为耦合度,D为耦合发展度, 为土地利用一生态环境综合评价指数。0、6分别为 土地利用和生态环境发展水平权重。土地利用与 (3) 生态环境权重相等,故口=6=0.5。 总结众多研究成果后得到土地利用与生态环 境耦合度及耦合发展度的评价标准(表1)。 c 取极小值时,可得土地利用系统与生态环境 系统的耦合度公式 : 表1土地利用与生态环境耦合发展分类标准 Table 1 Standard for coupling classification between land use and eco-environment 重庆工商大学学报(自然科学版) 第33卷 系,而且彼此之间存在错综复杂的联系,两系统呈 3评价指标体系 3.1评价指标选取与权重确定 现复杂的交互胁迫约束机制 J。因此选取的指标 要能够反映系统的内部特征、发展状态以及相互关 系 。遵循科学性、层次性、系统性和可获得性原 土地利用系统和生态环境系统都是由众多因 则,结合重庆市实际情况和数学模型的要求,构建 子构成的复杂系统,不仅系统内部存在着复杂的关 符合重庆市区域特征的评价指标体系 (表2)。 表2重庆市土地利用与生态环境耦合评价指标体系及其权重 Table 2 The indexes and their weights of land_use and eco。environment coupling in Chongqing City .第6期 薛成谦,等:重庆市土地利用与生态环境耦合关系研究 69 最后通过分析各方法特点,综合使用熵值法和 正向指标:X = 玎/maxXj. (7) CRITIC法求取权重_9’加j。此法可客观反映各指标 之间的关联程度和区别程度,并可减少主观因素对 评价过程的干扰。 3.2数据来源与量化 逆向指标:X =minX/X (8) 式(7)、式(8)中, 为经过标准化处理后的指 标值,X 为第 项指标的第i个观测值,maxX ̄.、min 分别为第 项指标值的极大值和极小值。 数据主要来源于:重庆市统计年鉴(2003— 2012)、重庆市水资源公报(2003--2012)、重庆市环 4重庆市土地利用与生态环境耦合关 境状况公报(2003--2012)、重庆市土地利用变化情 系分析 况分析报告(2004--2009)、重庆市国土资源和房屋 管理公报、2012年重庆市水土保持公报,以及其他 根据构建的模型,将标准化后的重庆市2003— 相关实地调研资料。 2012年各项指标代入公式,可计算出土地利用综合 评价指标之间存在量纲及数量级大小的区别, 评价指数L( )、生态环境综合评价指数E( )、耦合 数据无法直接比较,因此首先得对各指标进行无量 度C和耦合发展度D。再依据分类标准(表1),即 纲。为消除负值和0值对计算结果的影响以及考虑 可判别重庆市2003--2012年间土地利用与生态环 到正负指标之间的差异性,通过比较各种标准化方 境耦合发展分类(表3),并绘制重庆市土地利用与 法并结合前人的研究 ,选取线性比例变换法作为 生态环境耦合发展曲线图(图1)。 标准化手段。 表3重庆市土地利用与生态环境耦合发展分类 Table 3 The development type of land use and eco-environment of Chongqing City ・ ・ ・ 一 一 一 ÷!=,,—_ . .. ・一 : ■—r I・I 、J _◆. 0)土地利用综合指数-m-E )生态环境综合指数 -._C耦合度-.._D耦合发展废 图1重庆市土地利用与生态环境耦合发展曲线(2003--2012年) Fig.1 The curve of coupling factor between lnad use and eco—environment in Chongqing City(2003--2012) 70 重庆工商大学学报(自然科学版) 第33卷 由表3和图1可以看出,重庆市土地利用与生 态环境耦合关系在研究期间的变化有以下特征。 (1)土地开发利用强度持续增强。在2003— 2012年间,土地利用综合指数整体呈上升状态。 2003--2006年,土地开发利用强度相对稳定,无明 显增长;2006年以后,随着社会经济发展和各项建 设力度加大,重庆市土地利用强度快速增强。总 体而言,研究期间重庆市土地开发利用程度持续 加强,地区生产总值从2 555.72亿元,上升至 1 1 409.60亿元;2012年重庆市固定资产投资额总 计9 380.00亿元,较2003年增长638.96%;人均 建设用地、人口密度、单位土地生产总值皆有大幅 度的增加。 (2)生态环境状况整体提升。重庆市生态环境 水平保持先稳定后快速上升的趋势:2003--2006年 间,研究区生态环境状态平稳,无明显变化,因这一 时期重庆市社会经济发展相对缓慢,对生态环境影 响较弱。但在随后年间,过于追求经济效益的土地 利用方式带来社会经济快速增长的同时也破坏了 原有的生态平衡,生活垃圾以及工业三废等污染物 的随意排放,使得生态环境安全受到严峻挑战。对 此重庆市政府采取了总量减排倒逼、提高环评门 槛、经济政策引导以及挂牌限批制度等手段有效地 提高生态环境水平。2003--2012年重庆市环保污 染治理投资从44.72亿元上涨到232.40亿元,各类 污染物的处理率逐年递增,污染物的排放得到了有 效控制。 (3)耦合发展度逐年提高。重庆市土地利用与 生态环境耦合发展度的变化大致分为两个阶段: 2003--2006年为初级耦合生态环境制约型;2009— 2012年为中级耦合生态环境制约型 良好耦合生态 环境制约型发展 优质耦合两者同步型的过渡阶 段。整体上讲,研究期间土地利用综合指数L( )和 生态环境综合指数 ( )皆不断上升,但2003— 2009年间重庆市生态环境综合指数始终低于土地 利用综合指数,特别是在2006年及以前,重庆市生 态环境水平明显滞后。2006年以后生态环境指数 上升速度明显高于土地利用指数,致使两者差距越 来越小,最后同步发展。这表明,在加强土地利用 水平提高社会经济效益的同时,重庆市越发重视生 态环境的保护,加大了保护力度,生态环境水平不 断上升,使重庆市从生态环境制约型向两者同步发 展型演变。 5 结 论 通过分析土地利用与生态环境综合效益,建立 了重庆市土地利用和生态环境耦合关系模型及对 应的评价指标体系,并用耦合发展度评价这两者之 间的耦合关系。结果表明:研究期间,重庆市土地利 用水平与生态环境效益均处于上升状态;除2010年 和2012年两者协调发展外,其余年份生态环境水平 均落后于土地利用水平。这10年间,重庆市土地利 用与生态环境的耦合发展程度逐年上升,先后经历 了初级耦合、中级耦合、良好耦合、优质耦合4个 阶段。 总体上讲,重庆市近些年注重集约节约,优化 了土地利用配置,使得社会经济和生活质量逐年提 高;同时政府逐年加大对环保的投入,生态环境质 量愈加改善,土地利用水平与生态环境水平耦合度 提高,实现同步发展。从土地利用综合指数与生态 环境综合指数的增长趋势来看,重庆市可适当加强 土地利用程度。 参考文献(References): [1]重庆市统计局.重庆市统计年鉴2013[M].北京:中国统 计出版社,2014 Chongqing Statistic Bureau.Chongqing Statistical Yearbook 2013[M].Beijing:China Statistics Press,2014 [2]重庆市水利局.2012年重庆市水土保持公报[R],2013 Chongqing Water Resources Bureau.Bulletin of Soil and Water Conservation of Chongqing 2012[R],2013 [3]吴玉鸣,张燕.中国区域经济增长与环境的耦合协调发 展研究[J].资源科学,2008,30(1):25—30 WU Y M.ZHANG Y.Analyzing Coupled Re ̄onal Economic Growth and Environmemal Consevration in China『J]. 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CAO L.Study on Coordinated Development between Land Chinese Journal of Management Science,2004,12:45—47 Research on Coupling Correlation between Land Use and Eco-environment in Chongqing City XUE Cheng-qian,MOU Feng-yun (School of Architecture and Urban Planning,Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China) Abstract:There is an objective dynamic correlation between land use and eco’environment・Based on the data during 2003--2012,this paper constructs coupling development model of land use and eco environment of Chongqing City and analyzes its coupling dynamic state.The results show that the land use level and eco。 environment return of Chongqing City demonstrate the rising trend during the studying stage,that the latter rise is more signiifcant,the coupling development degree between land use level and eco‘environment return rises year by year and undergoes four stages such as primary,middle,good and excellent development and in the future,land use extent can be properly strengthened. Key words:land use;eco—environment;coupling correlation;Chongqing City 责任编辑:罗姗姗