土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系研究
——以呼和浩特市為例

孫紅星

(內(nèi)蒙古師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系研究
——以呼和浩特市為例

孫紅星

(內(nèi)蒙古師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

為探討呼和浩特市土地利用與生態(tài)環(huán)境的耦合關(guān)系，文章選取了反映土地利用與生態(tài)環(huán)境狀況的17個指標(biāo)，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，得出權(quán)重，得到各年的耦合類型與耦合關(guān)系。研究表明：2006年兩者耦合關(guān)系為勉強耦合，2007年、2008年為初級耦合，2009年、2010年為中度耦合，2011年達到良好耦合。在未來經(jīng)濟社會發(fā)展時期，當(dāng)?shù)貞?yīng)總結(jié)經(jīng)驗與教訓(xùn)，促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。

土地利用;生態(tài)環(huán)境;耦合;呼和浩特市

0 引言

土地利用是某一區(qū)域內(nèi)各環(huán)境因子的綜合產(chǎn)物。自然環(huán)境對土地利用方式有明顯的限制作用，經(jīng)濟和社會同樣對其產(chǎn)生影響[1]。合理開發(fā)土地有助于改善人類社會生活水平，但近年來因人類不合理利用土地，使生態(tài)環(huán)境不斷惡化。如何促進土地利用與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，尤其是大城市中兩者的耦合關(guān)系，引起了人們的廣泛關(guān)注，并成為學(xué)術(shù)專家討論的熱點話題。

呼和浩特市土地利用類型以耕地、林地為主，土地利用存在結(jié)構(gòu)單一，用地不合理等問題，且土壤鹽漬化現(xiàn)象嚴重，生產(chǎn)力較為低下。當(dāng)?shù)貧夂蝾愋蜑榘敫珊禍貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，降水較少，屬于生態(tài)環(huán)境脆弱地帶。在此基礎(chǔ)上研究兩者之間的耦合關(guān)系變得尤為重要。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)主要來源于《呼和浩特市統(tǒng)計年鑒》(2006—2011年)和《呼和浩特市國民和經(jīng)濟社會發(fā)展統(tǒng)計公報》(2006—2011年)。

1.2 方法

1.2.1 構(gòu)建評價指標(biāo)體系

在對本文基本概念深刻理解的基礎(chǔ)上，遵循科學(xué)性、可操作性和系統(tǒng)性原則，借鑒有關(guān)專家和學(xué)者的研究，從土地利用與生態(tài)環(huán)境水平兩個方面共選取了17個指標(biāo)，構(gòu)建了評價指標(biāo)體系[2](詳見表1)。

1.2.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

為消除量綱、數(shù)量級等不同對研究結(jié)果的影響，采用極差標(biāo)準(zhǔn)化方法對數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化。數(shù)值越大對上一級系統(tǒng)越有利采取正向公式，數(shù)值越小越有利采取負向公式。為消除數(shù)據(jù)0的影響，保證計算公式有意義，對數(shù)據(jù)進行平移。公式如下：

正向指標(biāo)公式：

(1)

表1 土地利用與生態(tài)環(huán)境評價指標(biāo)體系

續(xù)表

負向指標(biāo)公式：

(2)

注：上式中xij是指第i年第j項指標(biāo)；Xij是標(biāo)準(zhǔn)后的數(shù)值；max(xj)和min(xj)是指第j項指標(biāo)的最大值和最小值。

1.2.3 評價指標(biāo)權(quán)重的確定

本文采用客觀分析法中的熵值法來計算權(quán)重[3-4]。

(1)規(guī)范化：計算第i年第j項指標(biāo)的比重

(3)

(2)計算第j項指標(biāo)的熵值

(4)

(3)計算第j項指標(biāo)的差異性系數(shù)

gj=1-hj

(5)

(4)計算各指標(biāo)的權(quán)重

(6)

1.2.4 評價模型及評價值的確定

本文采用耦合度模型[5]，其計算公式如下：

地利用函數(shù):

(7)

生態(tài)環(huán)境函數(shù):

(8)

注：F(x)為土地利用綜合指數(shù)，Wi為土地利用第i個指標(biāo)的權(quán)重，Xi為土地利用第i個評價指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；G(y)為生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)，Wj為生態(tài)環(huán)境第j個指標(biāo)的權(quán)重；Xj為生態(tài)環(huán)境第j個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值。

土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合度評價函數(shù)：

(9)

注：上式中，C代表耦合度，k代表調(diào)節(jié)系數(shù)，這里設(shè)k=2。

但是此函數(shù)僅能說明耦合水平，并不能說明發(fā)展情況，為此我們選擇下列具有較強穩(wěn)定性和操作性的函數(shù)。

耦合發(fā)展度函數(shù)：

T=aF(x)+bG(y)

(10)

注：T代表綜合評價指數(shù)；這里取a=b=0.5

(11)

注：D代表耦合發(fā)展度。

2 土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系分析

據(jù)表2可得出以下結(jié)論：

(1)近幾年呼和浩特市土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合發(fā)展關(guān)系是逐年上升的。2006年耦合關(guān)系為勉強耦合，2007年和2008年屬于初級耦合，2009年和2010年屬于中度耦合，2011年為良好耦合發(fā)展。在當(dāng)?shù)亍?006年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃執(zhí)行情況》中說明其城市建設(shè)項目取得明顯進展。土地利用綜合指數(shù)在近幾年中排名第一。但是生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)卻是近幾年中最低的，反映生態(tài)環(huán)境水平的指標(biāo)中權(quán)重值最大的C15-工業(yè)煙塵去除量在近幾年中也是排名較后的，原因可能是在加快經(jīng)濟發(fā)展的過程中，沒有兼顧到對生態(tài)環(huán)境的影響，導(dǎo)致“三廢”排放量較高。由于以上原因，2006年兩者間呈現(xiàn)勉強耦合。2007年和2008年土地利用綜合指數(shù)有小幅下降。2007年是內(nèi)蒙古自治區(qū)成立60周年，為做好迎慶工作，當(dāng)?shù)刂攸c開發(fā)建設(shè)項目，建設(shè)用地明顯增多。2008年土地利用綜合指數(shù)較低，可能是由于2008年的“三鹿奶粉”事件造成了以奶制品為主要經(jīng)濟來源的該市經(jīng)濟水平的下降，其間接影響著土地利用水平。但2007年和2008年生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)卻逐年上升。相關(guān)資料顯示當(dāng)?shù)卦谶@兩年內(nèi)加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，在工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方面做了以下工作，一是引進新能源、新材料、新技術(shù)為主的工業(yè)重點建設(shè)項目；二是積極引進風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能等可再生能源。隨著節(jié)能減排和環(huán)保措施的逐步落實，2008年全市好于二級以上空氣質(zhì)量天數(shù)達341天，在北方15個省會城市中位居第一，屬于初級耦合。2009～2010年土地利用綜合指數(shù)和生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)較2008年有所上升。2011年土地利用綜合指數(shù)達到與2006年相差不大的水平，生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)也達到近年來最高水平，屬于良好耦合。土地利用方面，在人口自然增長率減少3%的基礎(chǔ)上，經(jīng)濟發(fā)展較為快速，單位土地面積GDP(萬元/km2)比上年提高了180.88 萬元，其土地利用尤其是耕地利用程度顯著提高；單位面積固定資產(chǎn)投資額(萬元/km2)也比上一年增加了約87.34萬元；單位面積工業(yè)生產(chǎn)總值(萬元/km2)比上年增長了近54.79萬元；城鎮(zhèn)居民人均可支配收入(元/人)比上年增長了3703元，農(nóng)村居民人均純收入(萬元/人)比上年增長了1292元?？梢娡恋乩梅绞捷^為合理。

(2)生態(tài)環(huán)境總是處于滯后型，也就是土地利用水平較生態(tài)環(huán)境水平要高。雖然當(dāng)?shù)卣c企業(yè)采取了相關(guān)措施來改善生態(tài)環(huán)境，但因為以下問題而不能跟上土地利用發(fā)展的步伐。地處干旱溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，春季多大風(fēng)，地理位置對其環(huán)境問題存在很多不利因素。近些年來國家普遍注重追求經(jīng)濟發(fā)展而忽視了對生態(tài)環(huán)境的保護，導(dǎo)致環(huán)境問題的積累，故不能短時間內(nèi)取得明顯成效。2011年工業(yè)煙塵排放量(噸)比上年增加了8373噸，但是工業(yè)煙塵去除量(噸)比上年增加了2782931噸，可見當(dāng)?shù)卦诠I(yè)煙塵去除這方面，政府和環(huán)境部門等較為重視，采取了相應(yīng)措施來改善這一環(huán)境問題，并取得明顯成果。工業(yè)廢水排放量(萬噸)比上年減少了160萬噸，工業(yè)廢水排放達標(biāo)量率連續(xù)3年達到100%，實為不易。當(dāng)?shù)貞?yīng)該總結(jié)以上經(jīng)驗與教訓(xùn)，更好地規(guī)劃土地利用，改善生態(tài)環(huán)境。

表2 2006～2011年土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系計算結(jié)果

3 呼和浩特市土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合發(fā)展的解決對策

3.1 加大環(huán)境整治力度，加強生態(tài)環(huán)境建設(shè)與保護

堅持預(yù)防為主、防治結(jié)合的方針，建立生態(tài)保護機制,加強對城市“三廢”排放量的監(jiān)督與治理，增加自然保護區(qū)、生態(tài)示范區(qū)和生態(tài)功能保護區(qū)的數(shù)量和面積，統(tǒng)一協(xié)調(diào)土地利用與生態(tài)環(huán)境的發(fā)展水平，通過科學(xué)、合理的手段引導(dǎo)耦合關(guān)系達到同步型。

3.2 優(yōu)化城市土地結(jié)構(gòu)，促進土地集約利用

優(yōu)化城市土地結(jié)構(gòu)，對統(tǒng)籌城市經(jīng)濟社會發(fā)展，實現(xiàn)土地利用與生態(tài)環(huán)境優(yōu)質(zhì)耦合關(guān)系具有重要的指導(dǎo)意義，同時應(yīng)該集約、節(jié)約利用土地，達到城市經(jīng)濟又快又好的發(fā)展[6-7]。

3.3 構(gòu)建生態(tài)環(huán)境友好型土地利用模式，確保土地可持續(xù)利用

現(xiàn)階段，應(yīng)進行土地整理，努力建成生態(tài)功能區(qū)；改善土地生態(tài)環(huán)境和生產(chǎn)條件；實行現(xiàn)代農(nóng)業(yè)土地利用模式，同時要多渠道加大對農(nóng)業(yè)投入，增強農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新能力，保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，力求實現(xiàn)土地利用、社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境三者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。

[1] 范海嬌.呼和浩特市土地利用與生態(tài)效益動態(tài)變化規(guī)律研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古師范大學(xué),2014：21-22．

[2] 劉新平,孟梅.土地持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的耦合關(guān)系分析[J].干旱區(qū)地理，2011，34(1)：173-178．

[3] 孫興輝.呼和浩特市土地利用變化與可持續(xù)利用對策分析[J].經(jīng)濟論壇，2012，509(12)：38-41．

[4] 余鳳鳴,周杜輝,杜忠潮，等.陜西省經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系研究[J].水土保持學(xué)報，2012，32(4)：292-297.

[5] 李佳.河南省土地利用與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系分析[D]．哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013：15-17．

[6] 顏丙金.干旱綠洲區(qū)土地集約利用與生態(tài)環(huán)境的耦合關(guān)系研究：以甘州區(qū)為例[D]．蘭州：西北師范大學(xué)，2012：44-46．

[7] 董建軍,張慶,朱建明.呼和浩特市土地利用變化及其景觀格局和生態(tài)環(huán)境效應(yīng)分析[J].內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2008，39(4)：417-424．

責(zé)任編輯：何玉付

2017-03-20

孫紅星(1992—),女,山西呂梁人,自然地理學(xué)專業(yè)2015級碩士研究生，研究方向：水資源利用。

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1671-8275(2017)04-0113-03