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        青海省湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度的時空分異

        2018-10-29 08:20:16周學斌王芳萍周華坤
        水土保持研究 2018年6期
        關(guān)鍵詞:經(jīng)濟評價發(fā)展

        郭 婧, 周學斌, 任 君, 王芳萍, 魏 珍, 師 燕, 周華坤

        (1.中國科學院 西北高原生物研究所 青海省寒區(qū)恢復(fù)生態(tài)學重點實驗室, 西寧 810008; 2.青海省社會科學院 生態(tài)環(huán)境研究所,西寧 810000; 3.青海省水文水資源勘測局, 西寧 810001; 4.青海大學 研究生院, 西寧 810016; 5.青海省社會科學院經(jīng)濟研究所, 西寧 810000; 6.西寧市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院, 西寧 810006; 7.中國科學院大學, 北京 100049)

        隨著國家在經(jīng)濟發(fā)展方面政策、投入等日益加強,極大地促進了青海省湟水谷地社會經(jīng)濟的發(fā)展,然而工業(yè)化加速,城市人口集聚、資源能源消耗等對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生極大的脅迫作用。作為青海省重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地和重點經(jīng)濟發(fā)展區(qū),探討經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系,實現(xiàn)二者向良性、可持續(xù)的耦合協(xié)調(diào)方向轉(zhuǎn)變是當前湟水谷地要著力解決的首要問題。實際上,經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境是相互作用,相互影響,構(gòu)成彼此耦合交互體,其最高形態(tài)是二者相互協(xié)調(diào)、相互融合共同構(gòu)成一個高效的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)[1-2]。因此,探討經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系已成為學術(shù)界研究的熱點,也是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求[3]。

        近年來,耦合協(xié)調(diào)度模型因具有量化分析的優(yōu)點引起了專家學者的廣泛關(guān)注。國外對于經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境關(guān)系的研究始于19世紀末期,而真正以實證研究形式來分析對經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間協(xié)調(diào)關(guān)系始于20世紀90年代[4]。如美國經(jīng)濟學家Norgaard[5]提出了協(xié)調(diào)發(fā)展理論,認為通過反饋循環(huán),在社會和生態(tài)系統(tǒng)之間可以實現(xiàn)共同發(fā)展。目前國外關(guān)于經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系探討還包括投入產(chǎn)出模型[6]、CGE模型[7]及生態(tài)經(jīng)濟學的基本視角[8]展開。

        國內(nèi)一些學者研究焦點集中在不同區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的耦合度、耦合協(xié)調(diào)度以及和空間分布及演變上。張榮天等[9]運用耦合協(xié)調(diào)模型分析泛長江三角洲地區(qū)兩系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度及其演變。易平等[10]定量評價了地質(zhì)公園社會經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境效益的耦合協(xié)調(diào)度。王琦等[11]對洞庭湖區(qū)生態(tài)—經(jīng)濟—社會復(fù)合系統(tǒng)的耦合度、協(xié)調(diào)度和綜合發(fā)展值進行了分析。初雪等[12]采用耦合度、發(fā)展度、耦合協(xié)調(diào)系數(shù)和灰色關(guān)聯(lián)度分析了欠發(fā)達地區(qū)經(jīng)濟、社會和生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系。趙旭陽等[2]定量揭示出影響山區(qū)經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)耦合的主要因素,并從時空角度分析了區(qū)域耦合度的空間分布及演變規(guī)律。丁浩等[13]通過耦合協(xié)調(diào)模型的構(gòu)建,對山東省區(qū)域經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系進行時空雙維研究,并運用灰色關(guān)聯(lián)模型進一步探索區(qū)域經(jīng)濟發(fā)生變化的深層原因。

        盡管國內(nèi)外學者進行了大量基礎(chǔ)性工作研究,但對經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)度的時空分異研究仍處于較薄弱階段。尤其是針對青海湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度尚未開展研究,相對的耦合協(xié)調(diào)度的時空分異研究也極其缺乏。鑒于此,本文利用物理學中容量耦合協(xié)調(diào)模型,充分考慮各種因素,選擇湟水谷地3個典型區(qū)縣2008—2015年的經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù),構(gòu)建經(jīng)濟發(fā)展及生態(tài)環(huán)境評價指標體系,運用熵值法確定評價指標權(quán)重,從時空角度定量揭示湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境兩系統(tǒng)之間相互耦合協(xié)調(diào)程度及空間分布規(guī)律。研究結(jié)果對于推進經(jīng)濟發(fā)展、指導(dǎo)生態(tài)環(huán)境建設(shè),提高環(huán)境保護意識,促進二者協(xié)調(diào)發(fā)展提供科學依據(jù)。

        1 研究區(qū)概況

        1.1 研究區(qū)界定

        湟水谷地位于青藏高原的東北部,是青海省重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地和重點經(jīng)濟發(fā)展區(qū)。地理位置為100°54′—103°04′E,35°30′—36°52′N,由于受地形限制,湟水河向東區(qū)域作為發(fā)展的主要方向。因此,本文選取國內(nèi)外典型區(qū)域海東市內(nèi)的樂都區(qū)、民和回族土族自治縣(簡稱“民和縣”)、互助土族自治縣(簡稱“互助縣”)3個區(qū)縣,研究區(qū)土地面積8 364.72 km2,人口111.74萬人。

        1.2 社會經(jīng)濟發(fā)展

        湟水谷地開發(fā)歷史悠久,是黃河流域人類活動最早的地區(qū)之一。隨著全面建成小康社會目標日漸臨近,研究區(qū)將通過轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,走綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展與低碳發(fā)展的道路,大力發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè),提高生產(chǎn)能力與人民生活水平,使整個湟水谷地的社會經(jīng)濟發(fā)展處于良好態(tài)勢。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,研究區(qū)共有49個鄉(xiāng)鎮(zhèn),占湟水谷地鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)的47.6%,人口密度為133.58人/km2,約是青海省平均人口密度的16倍。2008—2015年研究區(qū)總?cè)丝跀?shù)從10.65萬人增加到11.17萬人,GDP從75.97萬元增加到245.71萬元,農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值為651 523.41萬元,占青海省的20.4%。

        1.3 生態(tài)環(huán)境發(fā)展

        湟水谷地位于青藏高原與黃土高原的交錯地帶,海拔為1 650~4 635 m,地質(zhì)構(gòu)造屬于祁連褶皺系,為中新生代山間斷陷谷地。受地形、海拔以及水、熱條件的影響,形成了3種不同的生態(tài)區(qū),按當?shù)亓晳T稱為:川水區(qū)、淺山區(qū)、腦山區(qū)。研究區(qū)氣候?qū)俑咴箨懶园敫珊禋夂?,太陽輻射強、光照充足,年日照時數(shù)在2 500 h以上;境內(nèi)年平均氣溫低,在4.3~9.7℃之間;降水量少,境內(nèi)絕大部分地區(qū)年降水量在400 mm以下。此外,研究區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富,植被景觀多樣,呈現(xiàn)出草甸草原、荒漠草原、干草原、高山草甸、森林等多種自然景觀類型。

        2 研究方法

        2.1 熵值法確定權(quán)重

        1948年,Shannon[14]首次引進信息熵來描述了信號源信號的不確定性,熵值法確定權(quán)重系數(shù)在信息論中,熵值反映了信息的無序化程度,可以用來度量信息量的大小[15],某項指標攜帶的信息越多,表示該指標對決策的作用越大[16]。熵值法的計算步驟主要包括:構(gòu)建判斷矩陣、指標特征值的無量綱處理、確定評價指標的熵3部分[17]。

        2.2 經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展評價模型

        2.2.1 綜合評價模型 根據(jù)前人相關(guān)研究結(jié)果[18],結(jié)合實地情況,得到湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展子系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)綜合評價指數(shù):

        (1) 假設(shè)x1,x2,…,xm是描述經(jīng)濟發(fā)展子系統(tǒng)的m個指標,則:

        (1)

        式中:F(x)為經(jīng)濟發(fā)展子系統(tǒng)綜合評價指數(shù);m為經(jīng)濟發(fā)展子系統(tǒng)綜合評價指標個數(shù);ωi為經(jīng)濟發(fā)展子系統(tǒng)第i個評價指標的權(quán)重;xi為經(jīng)濟發(fā)展子系統(tǒng)第i個指標的標準化值。

        (2) 假設(shè)y1,y2,…,yn是描述生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)的n個指標,則:

        (2)

        式中:G(y)為生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)綜合評價指數(shù);n為生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)綜合評價指標個數(shù);ωj為生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)第j個評價指標的權(quán)重;yj為生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)第j個指標的標準化值。

        2.2.2 耦合度模型 借鑒物理學中的容量耦合定義及系數(shù)模型[9],根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展子系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)綜合評價指數(shù)可得到經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境耦合度評價模型為:

        (3)

        式中:C為經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境耦合度,C∈(0,1),C值越大表明湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間越耦合,反之則越不耦合,處于失調(diào)或無序狀態(tài);k=2,耦合度C等級值域范圍[10]見表1。

        表1 湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境耦合度類型劃分

        2.2.3 耦合協(xié)調(diào)度模型 如前所述,單純靠耦合度無法反映出湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展水平的高低,同時也很難反映出二者的整體“功效”與協(xié)同“效應(yīng)”[10]。因此,本文用耦合協(xié)調(diào)度模型分析經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境兩大子系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展貢獻程度。耦合協(xié)調(diào)度越高,表明其總體協(xié)調(diào)發(fā)展水平越高,也表明兩者的耦合關(guān)系越和諧,計算公式如下:

        (4)

        T=αF(x)+βG(y)

        (5)

        式中:D為經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度;T為經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境綜合評價指數(shù);α和β為待定系數(shù),考慮到湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境同等重要,因而α=β=0.5。

        為了更準確地表征湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境兩大子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系和階段,在借鑒已有成果[10,18]的基礎(chǔ)上,根據(jù)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度D以及經(jīng)濟發(fā)展子系統(tǒng)F(x)和生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)G(y)的大小,將其耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平劃分為協(xié)調(diào)發(fā)展、過度發(fā)展和失調(diào)衰退3個大類、10個協(xié)調(diào)等級和30個基本類型(表2)。

        3 結(jié)果與分析

        3.1 數(shù)據(jù)來源

        分析數(shù)據(jù)資料均來源于《海東統(tǒng)計年鑒(2008—2015)》、《樂都區(qū)統(tǒng)計年鑒(2008—2015)》、《青海省互助土族自治縣國民經(jīng)濟統(tǒng)計資料(2008—2015)》、《青海省民和土族自治縣國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計資料(2008—2015)》,研究尺度為湟水谷地1區(qū)(樂都區(qū))2縣(互助縣、民和縣),空間數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云(http:∥www.gscloud.cn/),掃描之后在ArcGIS 10.2軟件中進行配準矢量化。

        表2 湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展類型及評價標準

        3.2 評價指標選取及權(quán)重確定

        經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境兩子系統(tǒng)極其復(fù)雜,涉及到地區(qū)的社會經(jīng)濟活動以及資源環(huán)境等多方面因素。本文結(jié)合研究區(qū)域的實際情況,基于相關(guān)研究文獻[9,12,19],考慮到真實性、整體對應(yīng)、比例適當、數(shù)據(jù)可獲得性及其可比較性的原則。選擇國內(nèi)外實證研究中使用頻率較高的指標,從經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境兩大層面構(gòu)建了湟水谷地耦合協(xié)調(diào)度評價指標體系,經(jīng)濟發(fā)展層面包括經(jīng)濟發(fā)展規(guī)模、經(jīng)濟發(fā)展結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟發(fā)展水平及經(jīng)濟發(fā)展效率4個子系統(tǒng),14項指標;生態(tài)環(huán)境層面包括生態(tài)環(huán)境水平、生態(tài)環(huán)境污染及生態(tài)環(huán)境治理3個子系統(tǒng),12項指標(表3)。

        根據(jù)上述確定的指標,選取湟水谷地(樂都區(qū)、互助縣、民和縣)2008—2015年度各指標數(shù)據(jù)作為經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度評價指標。對選取的正向指標(23項)、逆向指標(3項)進行無量綱處理,解決各指標不同量綱無法進行綜合匯總的問題,處理后的數(shù)據(jù)利用熵值賦權(quán)法,可得各指標的權(quán)重Wi(表3)。

        3.3 定量評價

        在對評價指標數(shù)據(jù)無量綱化和權(quán)重計算的基礎(chǔ)上,利用公式(1)—(2)測算湟水谷地2008—2015年經(jīng)濟發(fā)展綜合評價指數(shù)F(x),生態(tài)環(huán)境綜合評價指數(shù)G(y);將計算得出的F(x)和G(y)值代入公式(3)得出經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境耦合度C,同時利用公式(5)計算得出經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境綜合評價指數(shù)T,利用公式(4)得出耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度D,計算結(jié)果見表4。

        根據(jù)協(xié)調(diào)發(fā)展類型及評價標準(表2),對2008—2015年湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平進行了協(xié)調(diào)發(fā)展類別劃分(表5)。

        3.4 綜合發(fā)展水平分析

        圖1表明2008—2015年湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展水平總體呈線性上升趨勢(y=0.0972x+0.0153,R2=0.9762)。2008年、2009年湟水谷地生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)的綜合評價值分別為0.303 7,0.370 6,相當于經(jīng)濟發(fā)展子系統(tǒng)綜合評價值(0.155 6,0.185 4)的2倍,可見當時的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較好,人類的生產(chǎn)生活所帶來的環(huán)境壓力較小。

        在2010年發(fā)展過程中,生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)的綜合評價值較之前兩年有所下降(0.284 3)。隨后3年間,生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)綜合評價值呈上升趨勢,在2013年綜合評價值達到最高(0.631 0),2014—2015年評價值則再次下降又緩慢回升。相比之下,經(jīng)濟發(fā)展子系統(tǒng)的綜合評價值在2010—2015年呈快速上升的趨勢,并在2015年達到了0.841 2,遠超過生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)的綜合評價值(0.468 6)。

        通過評價指標體系中各經(jīng)濟指標歷年的數(shù)值得出,湟水谷地的人均GDP總量在過去的8年間從7 255元增加至22 668.7元,工業(yè)GDP由187 202.6萬元直線上升至806 820.1萬元,呈4倍增長;人均規(guī)模以上工業(yè)增加值也從2008年的1 100元/人增加至5 920元/人;公共財政收入由6 642.7萬元增加至35 002.7萬元;人均固定資產(chǎn)投資在近8年間,增加至12倍左右;糧食產(chǎn)量由106 435 t增加至320 418 t;農(nóng)民人均純收入和城鎮(zhèn)居民人均可支配收入均呈直線增加。說明經(jīng)濟的發(fā)展,尤其是城市化、工業(yè)化以及人類的生產(chǎn)生活對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生脅迫作用較為顯著,雖然近幾年人類對生態(tài)環(huán)境的保護意識不斷提高、保護措施不斷增強,仍對湟水谷地生態(tài)環(huán)境帶來壓力。

        表3 經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)評價指標體系及權(quán)重

        注:*表示逆向指標,其他表示正向指標。

        表4 2008-2015年湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度

        表5 2008-2015年湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展-生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展類型

        圖12008-2015年青海湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展-生態(tài)環(huán)境

        綜合評價指數(shù)時序變化

        生態(tài)環(huán)境對經(jīng)濟發(fā)展的反饋作用主要表現(xiàn)在森林面積、當年造林面積、農(nóng)藥化肥使用量、節(jié)能環(huán)保財政支出、城市生活污水處理率、工業(yè)二氧化硫排放量等指標。在過去的8年間湟水谷地森林面積呈明顯單峰型波動,由2008年的最低值(12 073 hm2)波動上升至2013年的最高值(282 725.33 hm2)后下降至2015年的177 619 hm2;8年間,化肥使用(折純)量由6 628.67 t直線上升至8 219.53 t;而農(nóng)藥使用量呈明顯單峰型波動,由2008年的最低值(160 748.67 kg)上升至2012年的峰值(441 291.33 kg)后直線下降至180 898 kg;人均農(nóng)作物播種面積(0.14~0.16 hm2)和年末人均耕地擁有量(0.14~0.20 hm2)均緩慢增加。由于環(huán)境保護力度不斷提高,當年造林面積呈明顯上升趨勢,由1 595 hm2上升至2015年的4 206 hm2;節(jié)能環(huán)保財政支出由5 347萬元上升至23 288萬元,增加了4倍以上;城市生活污水處理率也呈上升趨勢。由于經(jīng)濟發(fā)展所帶來的生態(tài)環(huán)境壓力急速上升,在過去8年間,工業(yè)二氧化硫排放量由3 588.51 t波動增加至的4 547.57 t。綜合反映出近幾年在“綠色發(fā)展”的理念下,生態(tài)環(huán)境建設(shè)取得了一定成效的基礎(chǔ)上對經(jīng)濟發(fā)展的支撐作用。

        3.5 耦合協(xié)調(diào)度分析

        為了更直觀地反映湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度的演化趨勢以及兩子系統(tǒng)的發(fā)展軌跡,將2008—2015年湟水谷地整體和3個區(qū)縣的耦合協(xié)調(diào)度D測算結(jié)果繪制成折線圖(圖2),對其經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展狀況進行綜合分析。

        圖22008-2015年湟水谷地三區(qū)縣經(jīng)濟發(fā)展-生態(tài)環(huán)境

        耦合協(xié)調(diào)度時序變化

        從圖2中可以看出,2008—2015年湟水谷地的經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度D從0.429 4增加到0.743 8,協(xié)調(diào)類型從瀕臨失調(diào)衰退類轉(zhuǎn)化為中度協(xié)調(diào)發(fā)展類,兩個子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度D總體呈現(xiàn)波動式上升趨勢(y=0.0504x+0.3882,R2=0.8982)。具體來看,2008年樂都區(qū)、互助縣和民和縣的經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度分別為0.407 9,0.400 3,0.444 3,耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度均為瀕臨失調(diào)衰退類,其中民和的協(xié)調(diào)水平最高,樂都次之,互助最低,且至2015年3個區(qū)縣的協(xié)調(diào)等級均轉(zhuǎn)化為中度協(xié)調(diào)發(fā)展類。

        由圖1—2可以看出,2008—2015年湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平的剪刀差呈現(xiàn)明顯的階段性演化特征(可以劃分為3個階段:2008—2010年、2011—2013年、2014—2015年)。第一階段,經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境先平穩(wěn)上升,經(jīng)濟發(fā)展綜合評價指數(shù)小于生態(tài)環(huán)境綜合評價指數(shù)[F(x)G(y)],因而耦合協(xié)調(diào)度D從瀕臨失調(diào)衰退類生態(tài)損益型向勉強協(xié)調(diào)發(fā)展類生態(tài)環(huán)境滯后型轉(zhuǎn)變(表5)。第二階段,由于經(jīng)濟發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境均穩(wěn)步增長[F(x)>G(y)],經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平的剪刀差由小逐漸變大,耦合協(xié)調(diào)度D由勉強協(xié)調(diào)發(fā)展類生態(tài)環(huán)境滯后型退化為中度協(xié)調(diào)發(fā)展類生態(tài)環(huán)境滯后型(表5)。第三階段,經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境綜合發(fā)展水平的剪刀差由小變大,經(jīng)濟發(fā)展綜合評價指數(shù)大于生態(tài)環(huán)境綜合評價指數(shù)[F(x)>G(y)],經(jīng)濟發(fā)展呈直線上升,生態(tài)環(huán)境呈先下降后緩慢上升趨勢,耦合協(xié)調(diào)度D保持在中度協(xié)調(diào)發(fā)展類生態(tài)環(huán)境滯后型(表5)。2008—2015年這8年間,湟水谷地整體經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度大致經(jīng)歷了瀕臨失調(diào)衰退類、勉強協(xié)調(diào)發(fā)展類、初級協(xié)調(diào)發(fā)展類、中度協(xié)調(diào)發(fā)展類4個發(fā)展階段和8個發(fā)展類型,每個發(fā)展階段和類型的耦合協(xié)調(diào)度都由經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境兩個子系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律和演化趨勢及兩者之間綜合發(fā)展水平的剪刀差決定。

        綜上所述,8年間,經(jīng)濟—生態(tài)子系統(tǒng)的耦合度C>耦合協(xié)調(diào)發(fā)展度D>綜合評價指數(shù)T(表4),反映了湟水谷地的經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)環(huán)境的協(xié)同發(fā)展水平良好,而綜合發(fā)展水平相對較差的局面,生態(tài)環(huán)境需要同社會經(jīng)濟全方位提升。

        3.6 耦合度的空間分異

        選取湟水谷地3個區(qū)縣的3個典型年份(2008年、2011年和2015年)耦合度C,利用ArcGIS 10.2繪制出耦合度的空間分異圖(圖3)。得出:3個典型年份內(nèi)的耦合度出現(xiàn)了3種類型,即初級耦合、中級耦合和良好耦合。2008年樂都區(qū)、互助縣、民和縣的耦合度類型分別為初級耦合、良好耦合和中級耦合,說明2008年樂都區(qū)在當時良好的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量基礎(chǔ)下未能轉(zhuǎn)化成經(jīng)濟發(fā)展積極優(yōu)勢。而民和縣2011年、2015年3個區(qū)縣的耦合度均轉(zhuǎn)化為良好耦合類型,表明該縣域總體上經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)耦合度一直保持在較高狀態(tài)??傮w上,湟水谷地3個區(qū)縣從2008—2015年,耦合度出現(xiàn)從初級耦合轉(zhuǎn)化為良好耦合類型。可以看出2011年之前經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境的耦合度格局明顯優(yōu)化,至2015年,該區(qū)域一直保持在良好耦合類型,反映出經(jīng)濟的快速發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的影響日益加大。

        圖3湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境耦合度空間分異

        3.7 耦合協(xié)調(diào)度的空間分異

        選取湟水谷地3個區(qū)縣3個典型年份(2008年、2011年和2015年)的耦合協(xié)調(diào)度D,利用ArcGIS 10.2繪制出耦合協(xié)調(diào)度的空間分異圖(圖4)??梢钥闯觯?個區(qū)縣耦合協(xié)調(diào)度出現(xiàn)了輕度失調(diào)、瀕臨失調(diào)、勉強協(xié)調(diào)、初級協(xié)調(diào)和中度協(xié)調(diào)5種狀態(tài)。2008年互助縣屬于輕度失調(diào),樂都區(qū)和民和縣屬于瀕臨失調(diào);2011年互助縣屬于初級協(xié)調(diào),樂都區(qū)和民和縣屬于勉強協(xié)調(diào);2015年3個區(qū)縣均轉(zhuǎn)化為中度協(xié)調(diào)??傮w上,湟水谷地從2008—2015年,耦合協(xié)調(diào)度D出現(xiàn)從輕度失調(diào)轉(zhuǎn)化為中度協(xié)調(diào)等級??梢钥闯?個不同時段和3個不同區(qū)縣的耦合協(xié)調(diào)度逐年增強,表明其經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境的總體協(xié)調(diào)發(fā)展水平呈逐年上升的趨勢,兩系統(tǒng)的耦合關(guān)系越來越和諧。通過數(shù)據(jù)分析和對比耦合度的空間變化,發(fā)現(xiàn)耦合協(xié)調(diào)度的區(qū)縣變化稍滯后于耦合度的變化,得出耦合度C與協(xié)調(diào)度D不存在正相關(guān)關(guān)系(p>0.05),體現(xiàn)了耦合度強但協(xié)調(diào)度不一定強的變化規(guī)律。預(yù)測在未來幾年內(nèi),湟水谷地耦合協(xié)調(diào)度的演化趨勢相對穩(wěn)定,在中度協(xié)調(diào)發(fā)展狀態(tài)下時間持續(xù)較長,為保證系統(tǒng)向著良好、優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展轉(zhuǎn)化,需要加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,加大區(qū)域特色綠色農(nóng)產(chǎn)品種植業(yè)、旅游業(yè)扶持力度,加強對生態(tài)環(huán)境的保護。

        3.8 空間組合

        為了更直觀地反映耦合度C和耦合協(xié)調(diào)度D的時空變化,對上述3個年份的C和D進行組合分類,利用ArcGIS 10.2繪制出耦合協(xié)調(diào)類型的空間組合分區(qū)圖(圖5)。得出3個典型年份內(nèi)出現(xiàn)了6種空間組合類型,即:初級耦合瀕臨失調(diào)衰退區(qū)(0.60

        圖4湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度空間分異

        圖5湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)空間組合類型

        2008年樂都區(qū)、互助縣、民和縣的耦合協(xié)調(diào)類型的空間組合分別為初級耦合瀕臨失調(diào)衰退區(qū)、良好耦合中度協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)、中級耦合瀕臨失調(diào)衰退區(qū);2011年互助縣的耦合協(xié)調(diào)類型的空間組合為良好耦合初級協(xié)調(diào)區(qū)、樂都區(qū)和民和縣為良好耦合勉強協(xié)調(diào)區(qū);2015年3個區(qū)縣的空間組合分別轉(zhuǎn)化為良好耦合中度協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)??傮w上,湟水谷地8年間,耦合協(xié)調(diào)類型的空間組合呈現(xiàn)出從中級耦合瀕臨失調(diào)衰退向良好耦合中度協(xié)調(diào)發(fā)展優(yōu)化。各區(qū)縣的耦合協(xié)調(diào)類型出現(xiàn)了由低級類型向高級類型轉(zhuǎn)變的不同組合,反映出耦合度與耦合協(xié)調(diào)度之間并非保持一致的基本規(guī)律。經(jīng)濟發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的影響是導(dǎo)致耦合協(xié)調(diào)類型發(fā)生變化的直接驅(qū)動力。

        4 討論與結(jié)論

        4.1 討 論

        湟水谷地的經(jīng)濟發(fā)展不僅關(guān)系著青海省全面建成小康社會,還決定著地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的實施。青海省生態(tài)地位極其重要,生態(tài)價值巨大,環(huán)境承載力低下,生態(tài)環(huán)境脆弱,一經(jīng)破壞,極難修復(fù)。加之地處自然條件嚴苛的青藏高原,更加制約經(jīng)濟的發(fā)展,經(jīng)濟發(fā)展對資源的需求量給當?shù)卮嗳跎鷳B(tài)環(huán)境同樣帶來嚴峻的考驗。因此,為使協(xié)調(diào)發(fā)展水平不斷向優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展類轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護“雙贏”,必須意識到良好的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量是經(jīng)濟快速發(fā)展的前提,同時把握好二者的協(xié)調(diào)關(guān)系也是區(qū)域發(fā)展必須重視并正確應(yīng)對的關(guān)鍵科學問題。

        綜上所述,為實現(xiàn)湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重大使命,必須采取具有針對性的有效措施使二者協(xié)調(diào)共進。為了更好守住綠水青山,應(yīng)大力推廣使用可循環(huán)利用的清潔能源,加強生態(tài)修復(fù)建設(shè)。在保護當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上,充分利用各區(qū)縣資源優(yōu)勢發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)。加快旅游與文化、生態(tài)等的深度融合,推動當?shù)靥厣a(chǎn)業(yè),通過轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,走綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展與低碳發(fā)展的道路,最終實現(xiàn)經(jīng)濟增長與生態(tài)環(huán)境向良性的、可持續(xù)的耦合協(xié)調(diào)方向轉(zhuǎn)變。

        4.2 結(jié) 論

        (1) 青海湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度由較低水平持續(xù)增長,協(xié)調(diào)性越來越強,耦合協(xié)調(diào)度D∈[0.429 4,0.743 8]。從2008—2009年的瀕臨失調(diào)衰退、2010—2011年的勉強協(xié)調(diào)發(fā)展、2012年的初級協(xié)調(diào)發(fā)展、提高到2013—2015年的中度協(xié)調(diào)發(fā)展。兩個子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度總體呈現(xiàn)波動式上升趨勢(y=0.0504x+0.3882,R2=0.8982)。耦合協(xié)調(diào)類型方面,2008—2009年為生態(tài)損益型;2010—2015年發(fā)展成生態(tài)環(huán)境滯后型,說明2008—2009年城市化、工業(yè)化以及人類的生產(chǎn)生活對生態(tài)環(huán)境造成了破壞,導(dǎo)致2010—2015年生態(tài)環(huán)境發(fā)展滯后。雖然協(xié)調(diào)發(fā)展水平不斷提高,但離優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的差距仍然較大,有待進一步提升。近幾年人類對生態(tài)環(huán)境的保護意識不斷提高、保護措施不斷增強,但經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境兩系統(tǒng)之間的矛盾仍然是制約整體協(xié)調(diào)發(fā)展水平的主要因素。

        (2) 空間分異上,3個區(qū)縣在3個典型年份的耦合度出現(xiàn)了從初級耦合轉(zhuǎn)化為良好耦合類型,表明8年間湟水谷地經(jīng)濟發(fā)展—生態(tài)環(huán)境的耦合度格局明顯優(yōu)化;對比耦合度的空間變化,發(fā)現(xiàn)耦合協(xié)調(diào)度D出現(xiàn)從輕度失調(diào)轉(zhuǎn)化為中度協(xié)調(diào)等級,變化稍滯后于耦合度的變化,反映出耦合度C與耦合協(xié)調(diào)度D之間并非保持一致的基本規(guī)律??臻g組合上,呈現(xiàn)出從中級耦合瀕臨失調(diào)衰退向良好耦合中度協(xié)調(diào)發(fā)展優(yōu)化。

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