貴州省生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟相關(guān)性分析

王后陣,蔡廣鵬,郜紅娟

(1.貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，中國 貴陽 550001；2.貴州師范學(xué)院地理與旅游學(xué)院，中國 貴陽 550018)

貴州省生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟相關(guān)性分析

王后陣1,蔡廣鵬1,郜紅娟2

(1.貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，中國 貴陽 550001；2.貴州師范學(xué)院地理與旅游學(xué)院，中國 貴陽 550018)

為探究生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟的相關(guān)性，基于貴州省生態(tài)敏感性和社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，利用GoeDa模型和ArcGIS軟件，探究了生態(tài)敏感性和人口密度、人均GDP、城鎮(zhèn)化率的相關(guān)性.結(jié)果表明：(1)貴州省生態(tài)敏感性空間異質(zhì)性突出，呈現(xiàn)西部高，東北部較高，中北部、東南部較低的特征；(2)全省生態(tài)敏感性與人口密度、人均GDP、城鎮(zhèn)化率均存在弱的負相關(guān),其相關(guān)性順序為：人口密度<人均GDP<城鎮(zhèn)化率；(3)低-低型集中于貴州省南部,低-高型集中于中北部，高-低型分布差異較大, 與人口密度的高-高型多分布在西北部，與人均GDP、城鎮(zhèn)化率的高-高型集中于中部.山多人少的省情是影響其相關(guān)性強度及其空間相關(guān)性的重要原因.

生態(tài)敏感性；社會經(jīng)濟；相關(guān)性；貴州省

近年來，隨著人口不斷膨脹、經(jīng)濟飛速發(fā)展和城市化進程加快，人類活動影響生態(tài)環(huán)境的范圍和強度都在不斷增大，因而區(qū)域性的生態(tài)環(huán)境問題(如石漠化、水土流失等)日益突出并不斷加劇[1-2].生態(tài)環(huán)境敏感性是指生態(tài)系統(tǒng)對自然環(huán)境異變及人類活動干擾的反映程度，是衡量發(fā)生區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題難易程度或可能性大小的重要指標[3]，而生態(tài)敏感性研究已經(jīng)成為確定重點生態(tài)建設(shè)和解決生態(tài)環(huán)境問題的重要手段[4-5].

早年國內(nèi)外對生態(tài)敏感性研究多集中在單一的生態(tài)環(huán)境問題[6-7]，如郝吉明等分析了土壤對酸沉降的相對敏感性[8]，王思敬等探討了地質(zhì)環(huán)境的生態(tài)敏感性[9].近年來，對多個生態(tài)因子進行綜合分析的研究才逐漸增多，如穆媛芮等以氣候、地貌、土壤、植被等因子分析了西天山吐拉蘇地區(qū)生態(tài)敏感程度[10]，楊美玲等選取了土壤侵蝕、土地沙漠化等因子，對研究區(qū)進行了生態(tài)敏感性的綜合評價[11].然而，目前國內(nèi)還未有涉及針對生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟相關(guān)性分析的研究.

貴州省氣候溫暖濕潤，多陰雨，日照少，境內(nèi)地貌類型復(fù)雜，巖溶地貌廣泛且典型，素有“天無三日晴、地無三里平”之說.巖性、土壤類型、土地利用類型、生物多樣性等空間異質(zhì)性顯著，水土流失和石漠化生態(tài)問題較為突出[12].為此，本文以貴州省為例，針對研究區(qū)域的特點，綜合考慮起伏度、巖性、土壤類型、土地利用類型、生物多樣性、水體流失、災(zāi)害程度等7個具有代表性的評價因子，采用加權(quán)疊加法綜合分析貴州省生態(tài)環(huán)境敏感性，并且利用GoeDa模型分析貴州省生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟之間的關(guān)系，力圖為區(qū)域生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護提供科學(xué)參考.

1 研究區(qū)概況

貴州省位于中國西南地區(qū)云貴高原的東部(103°36′～109°35′E，24°37′～29°13′N)，總面積為176 167 km2，轄 6個地級市、3個自治州，13個市轄區(qū)、7個縣級市、56個縣、11個自治縣、1個特區(qū).境內(nèi)地勢西高東低且向北、東、南三面傾斜，平均海拔1 100m左右，喀斯特地貌分布范圍廣泛，地形以高原、山地為主，而丘陵、盆地面積較小.地處亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，溫暖濕潤，平均氣溫約為15 ℃，年降水量達1 200 mm，氣候宜人.至2014年末， 全省常住人口為3 508.04萬人，人口密度約為199人/km2，GDP為9 251.01億元，人均GDP達2.64萬元，全省居民人均可支配收入為1.24萬元，城鎮(zhèn)化率40.01%.

貴州省屬于少數(shù)民族聚集區(qū)，開發(fā)方式落后，經(jīng)濟基礎(chǔ)較薄弱，是全國少有的生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)之一.

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

2010年土地利用數(shù)據(jù)來自Landsat TM/ETM (30 m×30 m)遙感影像，經(jīng)過影像波段選擇與組合、系統(tǒng)投影、幾何精糾正和圖像配準，然后采取人機交互解譯的方法獲取2010年土地利用現(xiàn)狀圖.坡度數(shù)據(jù)(30 m×30 m)來源于美國國家航空航天局(NASA)公布的ASTERGDEM數(shù)據(jù)，使用ArcGIS計算地形起伏度.巖性、土壤類型、災(zāi)害程度數(shù)據(jù)來源于貴州省地圖集.生物多樣性來自于《貴州省生物多樣性現(xiàn)狀》.社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來源于貴州省《2011年貴州省統(tǒng)計年鑒》.

2.2 生態(tài)敏感性評價方法

2.2.1 生態(tài)敏感因子的選擇 影響生態(tài)敏感性的因素通常由自然生態(tài)因子和人類活動因子共同組成[13]，而評價因子的選擇往往考慮研究區(qū)的生態(tài)環(huán)境特點以及評價內(nèi)容[14]，如尹海偉等在評價吳江東部地區(qū)生態(tài)敏感性時,主要選取了水域、海拔與堤防、植被、耕地地力4個評價指標[15].因而，本文選取了巖性、土壤類型、土地利用類型、生物多樣性、水體流失、災(zāi)害程度等7個對研究區(qū)影響比較大的評價因子，并將單個生態(tài)因子的敏感程度分為5個等級,依次為不敏感、輕度敏感、中度敏感、高度敏感和極度敏感(表1).

表1 單因子生態(tài)敏感性分級

2.2.2 指標權(quán)重確定 為確保評價的科學(xué)性，通過邀請相關(guān)專家對各評價因子中兩兩因子的相對重要性給予評價, 然后通過層次分析法計算出各個評價因子的權(quán)重值(表2).

表2 評價因子的權(quán)重值

2.2.3 單因子加權(quán)疊加綜合分析 對單因子進行加權(quán)疊加綜合分析參照如下計算模型[16]:

(1)

式中:i為評價單元，k為評價因子，n為評價因子總數(shù),Si為第i個評價單元的綜合值，Wk為第k個評價因子的權(quán)重,Ci(k)為第i個評價單元的第k個評價因子敏感性評價值.根據(jù)以上公式運用ArcGIS進行單因子加權(quán)疊加，得到生態(tài)敏感度綜合分值，將結(jié)果進行重分類，分為不敏感、輕度敏感、中度敏感、高度敏感、極度敏感5個等級(如圖1).

2.3 空間相關(guān)性分析方法

Moran’s I統(tǒng)計量是一種應(yīng)用非常廣泛的相關(guān)性統(tǒng)計量，其具體表達形式如下[17]

(2)

式中：Zi和Zj是分別是空間單元i和j的標準化值；Wij是空間權(quán)重.Moran’s I取值范圍為[-1，1]，當其大于0 表示呈正相關(guān)，等于0 表示不相關(guān)，小于0 表示呈負相關(guān).

使用GeoDA模型中的Moran’s I工具，分別分析生態(tài)敏感性與人口密度、人均GDP和城鎮(zhèn)化率的相關(guān)性，然后進行Z檢驗(其中p=0.05)，生產(chǎn)LISA集聚圖.LISA聚集圖分為4種不同類型：低-低型，低-高型，高-低型，高-高型，其中低-低型和高-高型表示區(qū)域之間存在正相關(guān)；反之，低-高型和高-低型表示區(qū)域之間存在負相關(guān).

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟的空間格局

從圖1可以看出，極度敏感區(qū)最為集中，主要分布在貴州省西部地區(qū)(六盤水市、畢節(jié)市西南部、黔西南州中北部)；高度敏感區(qū)主要集中于貴州省東北部(黔東南州的東北部、銅仁市西部和遵義市東部)及極度敏感區(qū)周圍的七星關(guān)區(qū)、鎮(zhèn)寧縣、紫云縣、貞豐縣和興義市；中度敏感區(qū)比較分散，主要分布于黔西南州的南部和西北部、遵義市西南部、銅仁市中西部和貴陽市北部；輕度敏感區(qū)主要分布于貴州省中部地區(qū)(畢節(jié)市東部和貴陽市西北部、遵義市東北部、黔南州的東部和西部、黔東南州的北部和南部)；不敏感區(qū)主要集中于遵義市、貴陽市、黔東南州的大部及銅仁市東北部.

人口密度、人均GDP和城鎮(zhèn)化率高的地區(qū)主要分布于貴陽市和其他市州的中心城區(qū)；人口密度較高地區(qū)主要分布在西北部，而人均GDP和城鎮(zhèn)化率較高地區(qū)主要分布于中北部；中等人口密度地區(qū)主要分布在東北部，中等人均GDP地區(qū)主要分布在西北部，中等城鎮(zhèn)化率地區(qū)主要分布在北部；人口密度、人均GDP較低和低的地區(qū)主要分布在南部，城鎮(zhèn)化率較低和低的地區(qū)主要分布在貴州省周邊地區(qū).

圖1 生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟的空間分布圖Fig.1 The spatial distribution maps of ecological sensitivity and social economy

3.2 生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟空間相關(guān)性

3.2.1 生態(tài)敏感度與社會經(jīng)濟之間的Moran’s I值 全省生態(tài)敏感性與人口密度、人均GDP和城鎮(zhèn)化率均呈負的空間相關(guān)性.其中生態(tài)敏感性與人口密度之間相關(guān)性最小，其Moran’s I值為-0.113 373；生態(tài)敏感性與人均GDP之間相關(guān)性居中，Moran’s I值為-0.147 606；生態(tài)敏感性與城鎮(zhèn)化率之間的相關(guān)性最大，其Moran’s I值為-0.195 526(表3).

表3 生態(tài)敏感度與社會經(jīng)濟因素的Moran’s I值

3.2.2 生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟之間的LISA聚集圖

圖2 生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟的LISA聚集圖Fig.2 The LISA maps of ecological sensitivity and social economic factors

生態(tài)敏感性與人口密度的低-低型分布在貴州省的南部，如黔東南州的從江縣、黔南州的羅甸縣和黔西南州的望謨縣；低-高型集中于中北部，如貴陽市的云巖區(qū)、安順市的平壩縣、畢節(jié)市的黔西縣和遵義市的遵義縣；高-低型主要分布在南部，如黔南州的平塘縣和黔西南州的冊亨縣；高-高型集中于西北部，如畢節(jié)市的赫章縣、納雍縣(圖2).

生態(tài)敏感性與人均GDP的低-低型主要分布于貴州省的東南部及北部，如黔東南州的黎平縣和遵義市的正安縣；低-高型集中于中北部，如貴陽市的云巖區(qū)、畢節(jié)市的金沙縣和遵義市的遵義縣；高-低型主要分布于東北部，如銅仁市的沿河縣和遵義市的務(wù)川縣；而高-高型僅分布在中部的修文縣、開陽縣和龍里縣(圖2).

生態(tài)敏感性與城鎮(zhèn)化率的低-低型分布于貴州省的南部，如黔東南州的榕江縣、黔南州的羅甸縣和黔西南州的望謨縣；低-高型主要集中于中北部，如貴陽市的云巖區(qū)和遵義市的遵義縣；高-低型的主要分布于西部，如六盤水市的水城縣和黔西南州的冊亨縣；高-高型集中于中部，如開陽縣、龍里縣等(圖2).

4 結(jié)論

全省生態(tài)敏感性的空間異質(zhì)性顯著是受自然和人文因素共同作用的結(jié)果，本研究選取的7個具有代表性的評價指標，比較客觀地反映了全省生態(tài)敏感性分布的特點.其中生態(tài)敏感性受地形起伏度影響最為強烈，它是產(chǎn)生生態(tài)敏感性空間異質(zhì)性的基礎(chǔ)，另外土地利用類型與生態(tài)敏感性呈反向作用，人類開發(fā)活動越強的地區(qū)生態(tài)敏感度往往越低，因而輕度敏感區(qū)和不敏感區(qū)主要集中于黔中地區(qū).

生態(tài)敏感性與人口密度、人均GDP和城鎮(zhèn)化率之間的Moran’s I值為分別為-0.113 373，-0.147 606和-0.195 526，說明生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟呈弱的負相關(guān)，這主要是由貴州山多人少的省情決定的，人口密度、人均GDP和城鎮(zhèn)化率偏低，自然生態(tài)環(huán)境受人文干擾較弱，自然因素起主導(dǎo)作用，而社會經(jīng)濟因素只是重要驅(qū)動力，所以部分區(qū)域的相關(guān)性不顯著.生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟空間相關(guān)性分布特征主要受其空間異質(zhì)性的影響：社會經(jīng)濟水平偏低，且生態(tài)敏感度偏低的南部地區(qū)，多為低-低型；貴陽市整體生態(tài)環(huán)境敏感度低，而人口密度、人均GDP和城鎮(zhèn)化率均較高，故為低-高型；貴州省周邊地區(qū)一般生態(tài)敏感度偏高，而社會經(jīng)濟水平較差，多為高-低型；西北部地區(qū)人口密度偏大，修文縣、開陽縣和龍里縣人均GDP、城鎮(zhèn)化率均偏高，而生態(tài)敏感度偏高，所以呈高-高型.

生態(tài)敏感度的高低是判斷某個區(qū)域發(fā)生生態(tài)環(huán)境問題的重要衡量指標，近年來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，生態(tài)環(huán)境問題日益突出，而生態(tài)文明建設(shè)又是建設(shè)中國特色社會主義 “五個文明”中的重要組成部分，因而分析區(qū)域生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟的相關(guān)性特征，可以為當?shù)氐恼疀Q策提供一定的參考價值，對我國全面建設(shè)小康社會和構(gòu)建社會主義和諧社會具有重要的意義.

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(編輯 HWJ)

Correlation Analysis between Ecological Sensitivity and Social Economy in Guizhou Province

WANGHou-zhen1,CAIGuang-peng1*,GAOHong-juan2

(1.School of Geography and Environment Science, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, China;2.School of Geography and Tourism, Guizhou Education University, Guiyang 550015, China)

In order to explore the correlation between ecological sensitivity and social economy, based on Guizhou Province ecological sensitivity and social economic data, we investigate the relationship of the ecological sensitivity with the population density, per capita GDP, and urbanization rate by using the GoeDa model and ArcGIS software. Our results are as follows. (1) The spatial heterogeneity of ecological sensitivity of Guizhou Province is salient, which presents the characteristics of being the highest in western region, higher in the northeast, and lower in the middle north and southeastern areas. (2) The ecological sensitivity of the Province is negatively correlated with the population density, per capita GDP, and urbanization rate according to the increasing order: population density, percapita GDP, and urbanization rate. (3)The low-low type concentrated in the south part of the Province and the low-high type in the northern region, the high-low type possesses a large distribution difference. The high-high type of ecological sensitivity compared with population density is located in the northwest and the high-high type of compared with the per capita GDP and urbanization rate concentrated in the central region. The provincial situation of a less populated in broadly mountainy areas is the important factor impacting its correlation intensity and spatial correlation.

ecological sensitivity; social economy; correlation; Guizhou Province

10.7612/j.issn.1000-2537.2017.02.002

2016-04-17

貴州省軟科學(xué)研究項目[黔科合體R字(2012)2030]

Q149；X171.1

A

1000-2537(2017)02-0011-06

*通訊作者,E-mail：cgp0123@sina.com