郭衛(wèi)華，周永章，闞興龍

( 1. 中山大學地理科學與規(guī)劃學院， 廣東 廣州 510275; 2. 中山大學地球環(huán)境與地球資源研究中心, 廣東 廣州 510275; 3. 吉林大學珠海學院, 廣東 珠海 519041)

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基于遙感影像的中山市城市生態(tài)環(huán)境狀況及經濟協(xié)調發(fā)展度分析*

郭衛(wèi)華1,2，周永章2，闞興龍3

( 1. 中山大學地理科學與規(guī)劃學院， 廣東 廣州 510275; 2. 中山大學地球環(huán)境與地球資源研究中心, 廣東 廣州 510275; 3. 吉林大學珠海學院, 廣東 珠海 519041)

構建一種以濕度指數(shù)、綠度指數(shù)、建筑覆蓋度指數(shù)為分指標，以主成分分析法實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成的城市生態(tài)環(huán)境質量評價方法，并以珠三角中山市不同年份的Landsat TM遙感影像為例，探討該方法的適用性和準確性。結果表明，該方法可較好地反映研究區(qū)生態(tài)環(huán)境質量的變化，研究區(qū)1994年和2009年生態(tài)環(huán)境質量整體上均處于良好水平，2009年整體生態(tài)環(huán)境質量優(yōu)于1994年，生態(tài)環(huán)境質量等級為較差的面積大幅度下降，但局部區(qū)域中生態(tài)環(huán)境退化的面積有所增加。生態(tài)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展度的研究結果表明，1994年中山市各鎮(zhèn)區(qū)的協(xié)調發(fā)展度狀況較好，而2009年大部分鎮(zhèn)區(qū)協(xié)調發(fā)展度呈下降趨勢，部分鎮(zhèn)區(qū)出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境和經濟發(fā)展嚴重失調的狀況。

中山市；生態(tài)環(huán)境質量評價；GIS；協(xié)調發(fā)展度

當前，我國已進入城市化快速發(fā)展階段。在城市發(fā)展過程中，人類活動的范圍和強度空前擴大。而作為城市發(fā)展的物質支撐和載體，隨著城市的不斷發(fā)展，城市生態(tài)環(huán)境對城市發(fā)展的影響也將越來越明顯。一般而言，城市生態(tài)環(huán)境與城市發(fā)展之間存在著一種交互耦合的脅迫約束機制，具體表現(xiàn)在城市通過人口增長，經濟發(fā)展，消耗能源和交通擴張對生態(tài)環(huán)境產生脅迫，而生態(tài)環(huán)境又通過人口驅逐、資本排斥、資金爭奪和政策干預對城市發(fā)展產生約束[1]?？梢哉f，城市的生態(tài)環(huán)境決定并制約著城市發(fā)展的質量及未來趨勢。因此，客觀的認識和了解城市生態(tài)環(huán)境的質量狀況及變化情況，開展城市生態(tài)環(huán)境質量評價研究，對于城市的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

大量學者針對不同區(qū)域開展了城市生態(tài)環(huán)境質量評價工作，評價標準、方法不一。有針對單因素的評價，如水體、土地、大氣等[2-4]。有針對多環(huán)境要素的綜合評價，評價方法涉及層次分析法、主成分分析法、模糊綜合評價法、綜合指數(shù)法、灰色關聯(lián)度分析法等[5]。珠三角地區(qū)是我國最發(fā)達的三大經濟區(qū)域之一，經過多年的高速發(fā)展，目前區(qū)域內生態(tài)環(huán)境問題突出，而針對珠三角地區(qū)城市生態(tài)環(huán)境質量評價的相關研究卻很少[6-7]?；诖耍疚倪x取位于珠三角核心地區(qū)的中山市作為研究區(qū)域，通過基于遙感影像信息的城市生態(tài)環(huán)境評價方法，開展中山市生態(tài)環(huán)境質量評價。并在此基礎上，分析區(qū)域內生態(tài)環(huán)境與經濟的協(xié)調發(fā)展情況。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)

1.1 中山市概況

中山市位于東經113°9′2″至113°46′，北緯22°11′12″至22°46′35″之間，地處珠江三角洲中南部，珠江出?？谖靼叮边B廣州，毗鄰港澳?？偯娣e約1 783 km2，人口約314萬。中山市經濟發(fā)達，2013年全年生產總值(GDP)已超過2 600億元，其中第二產業(yè)和第三產業(yè)占比超過95%，經濟總量連續(xù)多年位居廣東省前五。中山市以全省1%的國土面積，不到2%的戶籍人口，創(chuàng)造了占廣東省4.2%的國內生產總值。中山市產業(yè)集群密集，多年以來，資源環(huán)境承載壓力處于較高的水平。

1.2 數(shù)據(jù)來源及預處理

本研究中采用的遙感影像數(shù)據(jù)為Landsat5 TM衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于美國地質勘探局(http://landsat.usgs.gov/)，條帶號/行編號為122/44和122/45，成像時間分別為1994年10月24日和2009年11月2日*美國地質勘探局網站于2010年后停止更新本研究區(qū)域TM影像數(shù)據(jù)，2009年11月2日為符合本研究要求的最新TM影像成像時間。。在進行衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)預處理時，以中山市 1∶5萬土地利用類型圖和地形圖為基準，對原始遙感影像進行幾何糾正工作，同時進行輻射定標、大氣校正、圖像拼接和圖像裁剪等處理。考慮到水體生態(tài)環(huán)境特征的單一性，本研究中對研究區(qū)域內的主要水道和近岸海域進行掩膜處理，使得相關水體區(qū)域不參與評價，最終得到了研究區(qū)域內的預處理影像。本文涉及到的中山市統(tǒng)計數(shù)據(jù)均來自1994年和2009年中山市統(tǒng)計年鑒。

2 研究方法

2.1 分指標構建

用于研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境質量狀況的遙感指標眾多，選取何種遙感指標用于生態(tài)環(huán)境質量評價是本研究的首要問題[8]。本研究中，按照區(qū)域性(能夠體現(xiàn)珠三角地區(qū)城市生態(tài)環(huán)境基本特征)、規(guī)范性(相關指標科學、規(guī)范，在生態(tài)遙感領域得到廣泛使用)、便利性(數(shù)據(jù)便于獲得，利用推廣應用及區(qū)域間的比較)原則，結合中山市的區(qū)域特征和Landsat TM影像特點，經過多種方案比較，選取濕度指數(shù)(Humidity Index，HI)、綠度指數(shù)(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)、建筑覆蓋度指數(shù)(Index Based Built-up Index, IBI)等3項指數(shù)作為評價中山市生態(tài)環(huán)境質量狀況的指標。各指數(shù)的生態(tài)環(huán)境意義及計算方法如下：

1)濕度指數(shù)(HI)

纓帽變換所獲得的濕度指數(shù)可以較好地去除土壤對植物反射率的影響，所反映出來的水熱狀況更接近實際分布狀況，可以對區(qū)域的水分狀況有較詳細的反映[9]。 對于Landsat TM影像，濕度指數(shù)計算公式為：

HI=0.031 5ρ1+ 0.202 1ρ2+0.310 2ρ3+

0.159 4ρ4-0.680 6ρ5-0.610 9ρ7

(1)

式中，ρi(i= 1,...,5, 7)為TM 影像數(shù)據(jù)各波段的反射率，由原始遙感圖像經輻射定標和大氣校正處理后得到，下同。

2)植被指數(shù)(NDVI)

植被指數(shù)用來反映植被狀況、植被覆蓋、生物量等信息，是反映生態(tài)環(huán)境質量的重要指標[10]。該指數(shù)對土壤背景的變化較為敏感，在很大程度上消除了地形和群落結構陰影的影響，并削弱了大氣的干擾，因而大大擴展了對植被覆蓋度的監(jiān)測靈敏度，常用來反映植被狀況、植被覆蓋、生物量等信息，其計算公式為[11]：

(2)

3)建筑覆蓋度指數(shù)(IBI)

中山市土地利用程度較高，經過多年的發(fā)展，建筑用地發(fā)展成為僅次于農林、水體的第3大土地利用類型?？梢哉f，中山市建筑用地面積和分布發(fā)生變化，將會對城市生態(tài)環(huán)境產生重大影響。基于此，本文選用徐涵秋等提出的基于建筑用地的指數(shù)IBI(Index Based Built-up Index)[12]來反映中山市建筑用地的空間分布特點。IBI的計算公式為：

(3)

考慮到上述3個指標計算結果存在量綱和數(shù)量級的差異，在應用上述公式計算得到結果后，需對結果進行標準化處理。標準化處理公式如下：

(4)

式中，X為指標值；Xmin為指標最低閾值；Xmax為指標最高閾值

2.2 綜合指數(shù)構建

本文擬構建綜合生態(tài)指數(shù)對區(qū)域內的生態(tài)環(huán)境質量進行綜合評價。所構建的生態(tài)指數(shù)要求既能以單一指標的形式出現(xiàn)，又可以綜合以上3個指標的信息。因此，如何以單一變量來耦合以上多個變量，是本研究的關鍵。當前常用的方法是指標加權法，如《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術規(guī)范》中推薦的方法即是[13]。但該方法最大的弊端是，指標之間權重的人為確定，往往會影響結果的合理性[14]。因此，本文選用多元統(tǒng)計方法中的主成分分析法(PCA)對指標進行集成。主成分分析法的最大優(yōu)點是集成各指標的權重不是人為確定，而是根據(jù)數(shù)據(jù)本身屬性得到指標間的內在結構關系，權重具有較好的客觀性，便于定量分析[15-16]。鑒于主成分分析法已使用較多，這里不再進行方法介紹，詳情可參考文獻[15-16]。

生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)的計算公式如下：

(5)

式中，E0為評價單元生態(tài)環(huán)境綜合評價指數(shù)，Pi為第i個成分得分，Ai為第i個成分貢獻率。

值得注意的是，在利用公式(5)計算得到初始生態(tài)環(huán)境指數(shù)E0后，為便于指標的度量和比較，需對E0進行正規(guī)化，操作步驟可參照公式(4)進行，正規(guī)化后獲得最終的生態(tài)環(huán)境指數(shù)E。E值介于[0,1]之間，數(shù)值越高表示該像元所對應區(qū)域的生態(tài)環(huán)境質量越好。

3 結果與討論

3.1 生態(tài)環(huán)境質量評價結果

表1是主成分分析結果。從表1可以看出，對于不同時期的遙感指標，主成分1和主成分2的特征值貢獻率之和均超過了90%。這說明，主成分1和主成分2集中了各指標的大部分特征，可以用于創(chuàng)建生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)。

以0.25為間隔，將生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)分為4個等級，依次為較差、中等、良好、優(yōu)秀，對生態(tài)環(huán)境質量狀況進行分級評價。中山市1994年和2009年生態(tài)環(huán)境質量的總體評價結果和各級別土地面積統(tǒng)計值見表2。

表1 主成分分析結果

表2 不同年份中山市生態(tài)環(huán)境評價結果1)

1) 各級別所占面積按像元數(shù)統(tǒng)計值換算

從表2可以看出，1994和2009年中山市全市生態(tài)環(huán)境質量綜合評價等級均處于良好級別，說明中山市整體生態(tài)環(huán)境質量較好。在具體的評價結果上，2009年中山市生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)要高于1994年，顯示近年來中山市整體生態(tài)環(huán)境狀況有所改善。各像元值的標準偏差統(tǒng)計結果顯示，1994年該值為0.283，而2009年該值為0.165，這說明2009年中山市全市的生態(tài)環(huán)境質量較之1994年要趨于平均化。對不同評價等級區(qū)域的面積統(tǒng)計結果顯示，2009年中山市生態(tài)環(huán)境質量狀況為優(yōu)秀級別的區(qū)域面積較1994年下降了26.3%，這表明中山市的城市發(fā)展，對原有較高等級生態(tài)環(huán)境狀況的區(qū)域造成了一定影響。同時，2009年中山市生態(tài)環(huán)境質量狀況為良好和中等級別的區(qū)域面積則分別增加了20.6%和158.5%，較差級別的區(qū)域面積下降了66.4%，這說明近年來中山市生態(tài)環(huán)境狀況較差區(qū)域的生態(tài)環(huán)境質量得到了很大程度的改善。總體來看，中山市生態(tài)環(huán)境質量呈良好發(fā)展態(tài)勢。雖然部分區(qū)域的生態(tài)環(huán)境受到了經濟發(fā)展的影響，生態(tài)環(huán)境質量有所下降，但整體上中山市生態(tài)環(huán)境質量呈上升趨勢，較差級別區(qū)域所占面積也從1994年的16.4%下降到了2009年的5.5%。

3.2 評價結果的空間分析

由于生態(tài)環(huán)境質量與空間屬性緊密相關，研究區(qū)內生態(tài)環(huán)境質量往往存在著一定的空間差異，因此有必要對評價結果進行空間分析。中山市不同年份生態(tài)環(huán)境質量的分級顯示結果見圖1。

由圖1可以看出，中山市生態(tài)環(huán)境受影響區(qū)域主要集中在中心城區(qū)、西北片區(qū)和南部片區(qū)，這與中山市的城鎮(zhèn)空間發(fā)展戰(zhàn)略相一致。20世紀90年代，中山市開始實施“一核”(石岐區(qū))、“兩副”(小欖鎮(zhèn)、三鄉(xiāng)鎮(zhèn))城市中心發(fā)展戰(zhàn)略，其中，西北片區(qū)以小欖鎮(zhèn)為核心，大力發(fā)展與金屬制品、電器機械、食品加工相關的優(yōu)勢產業(yè)；南部片區(qū)以三鄉(xiāng)鎮(zhèn)為核心，大力發(fā)展出口加工制造業(yè)；而中部地區(qū)作為主城區(qū)，大力發(fā)展綜合服務業(yè)和高新技術產業(yè)。目前，小欖鎮(zhèn)、三鄉(xiāng)鎮(zhèn)已打造成為片區(qū)中心城鎮(zhèn)，具備中山市城市副中心的地位[17]。

圖1 不同時期中山市生態(tài)環(huán)境狀況分級顯示Fig.1 Gradation display of ecological environment status of Zhongshan in different years

對比1994年和2009年中山市生態(tài)環(huán)境質量評價圖，可以看出，雖然中山市生態(tài)環(huán)境受人類活動影響的區(qū)域在不斷擴大，但已受影響區(qū)域的生態(tài)環(huán)境質量卻在不斷好轉。這與前面的分析結果相一致。近年來，中山市在經濟發(fā)展過程中注重生態(tài)環(huán)保工作，注重城市環(huán)境質量的改善。曾先后投入大量資金進行城市水環(huán)境、大氣環(huán)境整治，建設固體廢物處理基地，著力構建“五桂山”生態(tài)保護區(qū)生態(tài)屏障。另外，大力發(fā)展生態(tài)產業(yè)，全面落實污染減排工作，加強污染源監(jiān)管[18]。在產業(yè)結構方面，中山市加快產業(yè)結構調整，大力發(fā)展現(xiàn)代服務業(yè)和高新技術產業(yè)，優(yōu)化工業(yè)產業(yè)結構，淘汰高污染、高能耗的工業(yè)企業(yè)，實現(xiàn)產業(yè)優(yōu)化調整[17]。這一系列措施，都促進了中山市生態(tài)環(huán)境質量的改善， 2009年中山市的生態(tài)環(huán)境質量較1994年呈上升趨勢。

4 生態(tài)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展度分析

4.1 協(xié)調發(fā)展度

近年來，國家在大力推進生態(tài)文明建設。生態(tài)文明建設其中的一個目的就是要實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境與經濟的協(xié)調發(fā)展，而“協(xié)調發(fā)展度”則是度量生態(tài)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展水平高低的定量指標。它不僅可以反映區(qū)域環(huán)境質量變化與社會經濟發(fā)展之間的同步性，還可以反映區(qū)域環(huán)境與經濟發(fā)展之間的綜合實力水平[19]。協(xié)調發(fā)展度的計算公式如下[20]：

(6)

式中，F(xiàn)、E分別為經濟綜合指數(shù)和生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)；α和β分別為經濟和生態(tài)環(huán)境在綜合評判中的權重，本研究中認為經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境狀況同等重要，故α和β均取值為0.5；k為調節(jié)系數(shù)，本研究中取值為3；H為協(xié)調發(fā)展度，反映生態(tài)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展水平的高低。將協(xié)調發(fā)展度的計算結果以0.2為間隔，可分成嚴重失調、中度失調、瀕臨失調、中等協(xié)調、良好協(xié)調5個協(xié)調狀態(tài)。在本研究中，以中山市23個鎮(zhèn)區(qū)作為研究樣本，開展各鎮(zhèn)區(qū)不同時期生態(tài)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展度分析(注：五桂山鎮(zhèn)屬于自然保護區(qū)范圍，屬于限制開發(fā)區(qū)域，因此不參與分析)。各鎮(zhèn)區(qū)生態(tài)環(huán)境質量指數(shù)E在本文第三節(jié)計算成果的基礎上，由ArcGIS 10.0軟件中的區(qū)域統(tǒng)計模塊(Zonal Statistics)計算得出。經濟綜合指數(shù)F通過選擇各鎮(zhèn)區(qū)總人口、常住人口人均生產總值、農業(yè)總產值、工業(yè)總產值、第三產業(yè)總產值等5項指標，采用主成分分析法計算得出。采取該方法能夠客觀確定指標權重，同時保證生態(tài)環(huán)境指數(shù)和經濟指數(shù)在形式和取值范圍上保持一致性，有利于開展兩者的協(xié)調發(fā)展程度分析[21]。

4.2 生態(tài)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展評價結果

對中山市各鎮(zhèn)區(qū)協(xié)調發(fā)展度的統(tǒng)計結果表明，1994年中山市各鎮(zhèn)區(qū)協(xié)調發(fā)展度H值的平均值是0.711，處于“中等協(xié)調”等級；而2009年中山市各鎮(zhèn)區(qū)H值的平均值是0.512，處于“瀕臨協(xié)調”等級。這說明，整體上中山市經濟與城市生態(tài)環(huán)境之間的差距在逐漸擴大，二者向著不協(xié)調方向發(fā)展。表3是對中山市不同協(xié)調發(fā)展等級鎮(zhèn)區(qū)數(shù)量的統(tǒng)計。從表3中可以看出，1994年中山市74%以上的鎮(zhèn)區(qū)處于“中等協(xié)調”以上發(fā)展等級(包括“中等協(xié)調”等級)，“瀕臨失調”等級以下的鎮(zhèn)區(qū)個數(shù)只有3個(包括“瀕臨失調”等級)。而到了2009年，只有不到50%的鎮(zhèn)區(qū)處于“中等協(xié)調”以上發(fā)展等級，“瀕臨失調”等級以下的鎮(zhèn)區(qū)數(shù)量則大幅度增加，增加到了11個，甚至個別鎮(zhèn)區(qū)出現(xiàn)了“嚴重失調”的發(fā)展結果。

以上結果表明，1994年中山市生態(tài)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展程度整體處于較好的水平，而到了2009年，中山市生態(tài)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展的優(yōu)勢不復存在，部分鎮(zhèn)區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護和改善與經濟的發(fā)展程度不匹配，兩者失調的狀況較為嚴重。

表3 不同年份各協(xié)調發(fā)展等級鎮(zhèn)區(qū)數(shù)

為對中山市各鎮(zhèn)區(qū)生態(tài)環(huán)境與經濟的協(xié)調發(fā)展水平進行空間變化分析，本文繪制了不同時期中山市各鎮(zhèn)區(qū)生態(tài)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展水平空間分布圖，結果見圖2。

圖2表明，1994年中山市絕大部分鎮(zhèn)區(qū)生態(tài)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展水平處于“中等協(xié)調”等級以上。而2009年，除北部，中部和南部部分鎮(zhèn)區(qū)生態(tài)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展水平保持不變外，其余鎮(zhèn)區(qū)區(qū)域內生態(tài)環(huán)境與經濟均朝著不協(xié)調方向發(fā)展。這些鎮(zhèn)區(qū)主要集中在中山市中北部、中南部和南部區(qū)域，且有兩個鎮(zhèn)區(qū)(神灣鎮(zhèn)與民眾鎮(zhèn))出現(xiàn)了“嚴重失調”情況。

基于協(xié)調發(fā)展度的計算結果，本文判斷得出在1994年，中山市生態(tài)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展的關系屬于“良好協(xié)調發(fā)展類經濟滯后型”，2009年環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展的關系屬于“勉強協(xié)調發(fā)展類經濟滯后型”。結合對中山市各鎮(zhèn)區(qū)的經濟狀況、地理環(huán)境狀況的統(tǒng)計，本文認為，中山市整體上生態(tài)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展水平從1994年的“中等協(xié)調”等級下降到2009年的“瀕臨協(xié)調”等級，主要是由于中山市的經濟建設落后于環(huán)境保護造成的。在具體的鎮(zhèn)區(qū)上，表現(xiàn)為經濟不發(fā)達鎮(zhèn)區(qū)的生態(tài)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展狀況較差，而經濟發(fā)達鎮(zhèn)區(qū)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展狀況較好。例如2009年出現(xiàn)“嚴重失調”的民眾鎮(zhèn)和神灣鎮(zhèn)，都是典型的不發(fā)達鎮(zhèn)區(qū)。鎮(zhèn)區(qū)第一產業(yè)所占比例大，分別占到了當年鎮(zhèn)區(qū)生產總值的11%和6%。鎮(zhèn)區(qū)內較多基本農田，其面積分別占到了鎮(zhèn)區(qū)面積的51%和24%[22]。長期的經濟落后，使得該區(qū)域經濟發(fā)展遠遠落后于該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境保護工作。對于出現(xiàn)“瀕臨失調”等級的港口鎮(zhèn)、阜沙鎮(zhèn)、大涌鎮(zhèn)和板芙鎮(zhèn)等鎮(zhèn)區(qū)，也均屬于經濟不發(fā)達鎮(zhèn)區(qū)，各鎮(zhèn)區(qū)在中山23個鎮(zhèn)區(qū)的經濟排名均在17名以后。這說明，中山市環(huán)境與經濟的不協(xié)調發(fā)展主要是由于不發(fā)達鎮(zhèn)區(qū)的經濟發(fā)展落后于環(huán)境保護工作造成的。

圖2 中山市各鎮(zhèn)區(qū)生態(tài)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展水平空間分布圖Fig. 2 The spatial distribution of coordination degree between different towns in Zhongshan

4.3 建議

從長遠來看，中山市的生態(tài)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展主要存在以下兩個挑戰(zhàn)。一是在中北部各鎮(zhèn)區(qū)，該區(qū)域國土開發(fā)強度高，資源環(huán)境承載壓力大；盡管社會經濟各方面的建設取得巨大成就，但該區(qū)域生態(tài)環(huán)境脆弱，生態(tài)環(huán)境保護工作面臨巨大的壓力，易出現(xiàn)不協(xié)調情況。二是在中山市東西兩側及南部鎮(zhèn)區(qū)，該區(qū)域集中了全市大多數(shù)的農用地、基本農田保護區(qū)、水源保護地等，是全市乃至珠江口西岸生態(tài)保護的重要區(qū)域，農業(yè)生產和生態(tài)功能突出，但社會經濟發(fā)展程度較低。經濟發(fā)展長期落后于生態(tài)環(huán)境保護工作，也易出現(xiàn)不協(xié)調情況。

上述兩種環(huán)境-經濟系統(tǒng)失調類型的形成，既受到各鎮(zhèn)區(qū)自然地理格局的客觀因素影響，也是近年來中山市城鎮(zhèn)化進程加快、國土開發(fā)強度逐步加大造成的。如何在中山市有限的國土空間內，既滿足工業(yè)化發(fā)展、人民生活改善、經濟增長對國土空間開發(fā)的巨大需求，又能為保障生態(tài)安全和人民健康提供綠色生態(tài)空間？本研究認為，應該在尊重各區(qū)域自然地理格局和社會發(fā)展現(xiàn)狀的前提下，對不同協(xié)調類型的區(qū)域實施差別化的國土開發(fā)政策和生態(tài)環(huán)境保護策略。對于經濟發(fā)達-生態(tài)脆弱型區(qū)域，當前首要任務是充分考慮環(huán)境容量、土地資源等剛性約束條件，嚴格控制開發(fā)強度，提高土地集約開發(fā)水平，挖掘現(xiàn)有建設用地潛力，通過探索城市土地立體化利用模式，緩解各種開發(fā)活動對資源和生態(tài)環(huán)境的壓力。具體可采取的措施包括：① 包括整合優(yōu)化中心城區(qū)現(xiàn)有的建設用地，更新改造三舊用地，強化中心城區(qū)(包括石岐區(qū)、東區(qū)、西區(qū)和南區(qū))的生活服務功能和綠色生態(tài)空間，實現(xiàn)已有產業(yè)的優(yōu)化轉型升級；② 對于中北部當前處于經濟建設高速發(fā)展階段的鎮(zhèn)區(qū)(如阜沙鎮(zhèn)、東升鎮(zhèn)、大涌鎮(zhèn)等)，應積極整合現(xiàn)有工業(yè)園區(qū)，推動工業(yè)項目集中布局，促使國土開發(fā)從占用土地的外延擴張為主，轉向調整優(yōu)化空間結構為主。

對于生態(tài)良好-經濟滯后型區(qū)域，則應以保護生態(tài)環(huán)境為前提，以水土資源承載能力為基礎進行有序有度的開發(fā)。具體措施包括：① 在三角鎮(zhèn)、民眾鎮(zhèn)等具有一定農業(yè)發(fā)展基礎和條件的鎮(zhèn)區(qū)，構建現(xiàn)代都市農業(yè)體系，發(fā)展高效優(yōu)質生態(tài)農業(yè)和觀光農業(yè)；② 充分利用神灣鎮(zhèn)、板芙鎮(zhèn)等西江磨刀門水道沿岸鎮(zhèn)區(qū)的區(qū)位優(yōu)勢，發(fā)展臨港制造業(yè)和現(xiàn)代物流業(yè)，并打造以游艇觀光、水鄉(xiāng)風情為核心的休閑旅游業(yè)；③ 創(chuàng)新和完善生態(tài)保護補償機制、財政轉移支付制度和政府績效考核方法，確保該區(qū)域的生態(tài)保護成效與當?shù)卣斦杖霋煦^，在滿足相應鎮(zhèn)區(qū)政府和居民經濟發(fā)展需求的同時，提高其保護生態(tài)環(huán)境的積極性。

5 結 論

基于Landsat TM遙感影像數(shù)據(jù)，對不同時期中山市的生態(tài)環(huán)境質量進行了評價，并結合中山市的相關經濟指標，對中山市的生態(tài)環(huán)境與經濟協(xié)調發(fā)展情況進行了分析，得到如下結論：

1)將GIS技術應用于城市生態(tài)環(huán)境質量評價，可在無需環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)的情況下達到區(qū)域生態(tài)環(huán)境質量評價的目的。同時評價結果具有直觀、形象、動態(tài)的特點，便于可視化和空間分析。本文所使用的主成分分析法，提高了指標權重的客觀性，該方法可移植性較強，有助于實現(xiàn)城市生態(tài)環(huán)境的規(guī)范化評價和科學化管理。

2)對不同時期中山市的生態(tài)環(huán)境質量評價結果表明，中山市的生態(tài)環(huán)境質量較好，整體呈良好發(fā)展趨勢。生態(tài)環(huán)境較差級別區(qū)域的面積大幅度下降，中等級別和良好級別的區(qū)域面積增加明顯。中山市的生態(tài)環(huán)境良好得益于中山市在經濟發(fā)展過程中，注重生態(tài)環(huán)境保護工作；同時積極推進產業(yè)結構調整，大力發(fā)展高新技術產業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè)，堅決淘汰高耗能、高污染的落后產業(yè)。

3)對不同時期生態(tài)環(huán)境和經濟發(fā)展協(xié)調發(fā)展度研究表明，1994年中山市生態(tài)環(huán)境和經濟發(fā)展較為協(xié)調，但2009年協(xié)調程度大幅下降，部分鎮(zhèn)區(qū)甚至出現(xiàn)了“嚴重失調”狀況。中山市生態(tài)環(huán)境與經濟發(fā)展出現(xiàn)不協(xié)調的原因，主要是由于不發(fā)達鎮(zhèn)區(qū)經濟發(fā)展落后于生態(tài)環(huán)境保護工作造成的。

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Assessment of Urban Eco-Environment Status Based on Remote Sensing Image and the Coordination Development Degree with Economic Development in Zhongshan City

GUOWeihua1,2,ZHOUYongzhang2,KANXinglong3

(1. Geography and Planning School, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China; 2. Environment and Resources Center, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China; 3. Zhuhai College of Jilin University, Zhuhai 519041, China)

A method, which was constituted by humidity index (HI), Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and Index Based Built-up Index (IBI), was built to evaluate urban eco-environment quality based on remote sensing data and data-synthesized by principal component analysis. It was applied in Zhongshan City, Guangdong Province. The Landsat TM images in different years were used to explore the applicability and accuracy. The results showed that this method can reflect the variation of regional eco-environment quality. The eco-environment quality of Zhongshan in 1994 and 2009 was both at a good level. The overall eco-environment quality in 2009 was better than in 1994. In 2009, the area with poor eco-environment quality decreased, but the area of eco-environmental degradation increased in local region. The coordinative development degree between environment and economy was at a good level in 1994, but declined generally in 2009. Serious imbalance between eco-environment and economic development occurred in some towns.

Zhongshan City；eco-environment quality assessment；GIS；coordination development degree

10.13471/j.cnki.acta.snus.2015.06.027

2015-01-07 基金項目：廣東省科技計劃基金資助項目(2009B030801003)；中山市科技計劃基金資助項目(2013A3FC0247)

郭衛(wèi)華 ( 1971 年生 ), 男;研究方向：資源環(huán)境一體化與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展;E-mail:guoweihua001@ foxmail.com

X171.1

A

0529-6579(2015)06-0156-07