(1、2、3、4、5.貴州理工學(xué)院建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，貴州 貴陽(yáng)550003)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在能源過(guò)度消耗、生態(tài)環(huán)境污染、快速城鎮(zhèn)化等一系列強(qiáng)烈人類活動(dòng)作用下，社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境之間關(guān)系的矛盾日益加劇[1]，這深刻影響著區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。城鎮(zhèn)化是當(dāng)前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要階段，在其影響下不僅我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)生劇烈變化，這也對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生強(qiáng)烈影響[2]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為表征區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)[3]。在快速城鎮(zhèn)化作用下，測(cè)度城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間耦合協(xié)調(diào)關(guān)系已成為學(xué)者們關(guān)注的焦點(diǎn)。

目前，城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)關(guān)系研究主要集中于城鎮(zhèn)化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響研究，研究對(duì)象包括不同行政單位、地區(qū)、城市群(城市密集區(qū))，研究方法多從土地利用角度出發(fā)，利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)進(jìn)行影響分析，如鄭曉奇等[4]利用環(huán)渤海地區(qū)4期土地利用數(shù)據(jù)，分析了城鎮(zhèn)化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化和流向損益的影響。此外，城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間耦合關(guān)系研究亦受到學(xué)者們關(guān)注，研究視角主要從空間相關(guān)性、耦合協(xié)調(diào)關(guān)系開展，如Zhang等[5]利用空間回歸模型分析了武漢市城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間相關(guān)性。渠玉蓮等[6]利用耦合協(xié)調(diào)模型分析南京市城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值之間耦合協(xié)調(diào)狀況。然而，這些研究主要以經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)為研究對(duì)象，鮮有關(guān)注我國(guó)西部經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)。

貴陽(yáng)市是我國(guó)西南區(qū)域重要城市之一。近年來(lái)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展推動(dòng)了城鎮(zhèn)化快速增加，這對(duì)全市生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定壓力[7]。同時(shí)，貴陽(yáng)市位于長(zhǎng)江和珠江分水嶺，其生態(tài)環(huán)境對(duì)長(zhǎng)江和珠江流域生態(tài)安全極其重要，也為兩江流域提供了重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[8]，這是該區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。因此，以貴陽(yáng)市為例，分析城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，以期為貴陽(yáng)市社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的政策制定提供科學(xué)依據(jù)。

1數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

研究所需數(shù)據(jù)主要有貴陽(yáng)市社會(huì)經(jīng)濟(jì)和土地利用數(shù)據(jù)，其中社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)主要是2000年和2015年貴陽(yáng)市非農(nóng)人口與農(nóng)業(yè)人口、一、二和三產(chǎn)GDP、人均GDP、固定資產(chǎn)投資、規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值、人均城鄉(xiāng)居民儲(chǔ)蓄，主要來(lái)源于歷年貴陽(yáng)市統(tǒng)計(jì)年鑒和貴州省統(tǒng)計(jì)年鑒；土地利用數(shù)據(jù)來(lái)源于地理國(guó)情監(jiān)測(cè)平臺(tái)提供的30m分辨率的土地利用柵格數(shù)據(jù)，它是利用2000年和2015年Landsat影像，通過(guò)人機(jī)交互交方式解譯得到，經(jīng)驗(yàn)證，該數(shù)據(jù)解譯精度較高，可以滿足本研究需要。

1.2 研究方法

1.2.1 城鎮(zhèn)化水平計(jì)算

借鑒姚小薇等關(guān)于多維城鎮(zhèn)化與生態(tài)服務(wù)價(jià)值空間相關(guān)性的研究[9]，并結(jié)合數(shù)據(jù)可得性，從人口城鎮(zhèn)化、土地城鎮(zhèn)化、經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化多維度選擇表征城鎮(zhèn)化的指標(biāo)構(gòu)建城鎮(zhèn)化水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(包括非農(nóng)人口比例、城鎮(zhèn)用地占建設(shè)用地總面積比值、非農(nóng)產(chǎn)業(yè)GDP、人均GDP、固定資產(chǎn)投資、規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值、人均城鄉(xiāng)居民儲(chǔ)蓄)，利用層次分析法，確定權(quán)重，進(jìn)而計(jì)算貴陽(yáng)市城鎮(zhèn)化水平。

1.2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估是利用謝高地等提出的中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)表以及研究區(qū)土地利用面積進(jìn)行。由于該系數(shù)表為全國(guó)尺度，進(jìn)行貴陽(yáng)市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估需進(jìn)行系數(shù)修正，主要依據(jù)貴陽(yáng)市糧食產(chǎn)量及價(jià)格，具體方法參考文獻(xiàn)[10]。此外，為更好地衡量區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值差異，消除各行政區(qū)面積大小對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響，利用單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值開展城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值之間耦合協(xié)調(diào)關(guān)系研究。

1.2.3 城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值之間耦合協(xié)調(diào)模型

依據(jù)文獻(xiàn)[11]，引入耦合度模型和耦合協(xié)調(diào)度模型分析城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間耦合協(xié)調(diào)關(guān)系。

(1)耦合度模型

C=2{(u1·u2)/[(u1+u2)(u1+u2)]}1/2

(1)

式中，C為耦合度，u1為標(biāo)準(zhǔn)化后的城鎮(zhèn)化水平，u2為標(biāo)準(zhǔn)化后的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。C值分為無(wú)序發(fā)展階段(C=0)、低水平耦合階段(C≤0.3)、頡頑階段(0.3

(2)耦合協(xié)調(diào)度模型

D=(C·T)1/2

(2)

T=ɑu1+bu1

(3)

式中，D為耦合協(xié)調(diào)度，T為綜合協(xié)調(diào)指數(shù)，ɑ和b為貢獻(xiàn)系數(shù)，均取0.5。D值分為低度協(xié)調(diào)(0

2 結(jié)果與分析

2.1 貴陽(yáng)市城鎮(zhèn)化水平和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化

2000年和2015年貴陽(yáng)市各區(qū)縣間的城鎮(zhèn)化水平具有較為明顯的差距，其中云巖區(qū)和南明區(qū)城鎮(zhèn)化水平較高，修文縣城鎮(zhèn)化水平較低，并且各區(qū)縣2015年的城鎮(zhèn)化水平均高于2000年。2000-2015年間貴陽(yáng)市城鎮(zhèn)化水平整體呈上升趨勢(shì)，其中烏當(dāng)區(qū)上升幅度較大，南明區(qū)及云巖區(qū)呈小幅上升趨勢(shì)，其他縣區(qū)上升幅度居中(表1)。

表1 貴陽(yáng)市城鎮(zhèn)化水平和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化

2000年和2015年烏當(dāng)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較高，南明區(qū)和云巖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均較低。2000-2015年間南明區(qū)、云巖區(qū)、花溪區(qū)及烏當(dāng)區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈下降趨勢(shì)，而白云區(qū)、開陽(yáng)縣、息烽縣、修文縣及清鎮(zhèn)市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈上升趨勢(shì)，其中云巖區(qū)的下降幅度較大，清鎮(zhèn)市和白云區(qū)的上升幅度較明顯(表1)。

2.2 貴陽(yáng)市城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值耦合協(xié)調(diào)關(guān)系

2000年和2015年貴陽(yáng)市城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的耦合度整體上均較高，為0.95以上，而南明區(qū)和修文縣的城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值耦合度均較低，小于0.1。2000-2015年間云巖區(qū)、花溪區(qū)及息烽縣的城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值耦合度呈下降趨勢(shì)，而除南明區(qū)無(wú)變化外，全市和其他區(qū)縣的城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值耦合度均呈上升趨勢(shì)，其中烏當(dāng)區(qū)的耦合度上升幅度較突出。2000年和2015年花溪區(qū)、開陽(yáng)縣、息烽縣及清鎮(zhèn)市的城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均處于高水平耦合階段，南明區(qū)處于無(wú)序發(fā)展階段，云巖區(qū)處于頡頑階段；2000-2015年間烏當(dāng)區(qū)和白云區(qū)的城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值由磨合階段發(fā)展為高水平耦合階段，修文縣的城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值由無(wú)序發(fā)展階段發(fā)展為低水平耦合階段，其他地區(qū)的耦合度階段特征維持不變(表2)。

表2 貴陽(yáng)市城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值之間耦合度及階段特征

2000年和2015年貴陽(yáng)市城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的耦合協(xié)調(diào)度整體上均較高，而南明區(qū)和修文縣的城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值耦合協(xié)調(diào)度均較低；2000-2015年間云巖區(qū)的城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值耦合協(xié)調(diào)度呈下降趨勢(shì)，南明區(qū)的城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值耦合協(xié)調(diào)度無(wú)變化，而全市和其他區(qū)縣均呈上升趨勢(shì)，其中烏當(dāng)區(qū)的耦合協(xié)調(diào)度上升幅度較突出。2000年和2015年花溪區(qū)、白云區(qū)及清鎮(zhèn)市的城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均處于基本協(xié)調(diào)階段，南明區(qū)和修文縣均處于低度協(xié)調(diào)階段，而云巖區(qū)處于基本不協(xié)調(diào)階段。2000-2015年間烏當(dāng)區(qū)的城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值由基本協(xié)調(diào)階段發(fā)展為高度協(xié)調(diào)階段，開陽(yáng)縣和息烽縣的城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值由基本不協(xié)調(diào)階段發(fā)展為基本協(xié)調(diào)階段，其他地區(qū)的耦合協(xié)調(diào)度階段特征維持不變(表3)。

表3 貴陽(yáng)市城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值之間耦合協(xié)調(diào)度及階段特征

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，貴陽(yáng)市城鎮(zhèn)化步伐加快[12]，同時(shí)在退耕還林(還草)、天然林保護(hù)工程、石漠化治理等作用下貴陽(yáng)市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善[13]，這使得貴陽(yáng)市城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值之間耦合度和耦合協(xié)調(diào)水平較高。然而，由于貴陽(yáng)市不同區(qū)縣發(fā)展速度及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的差異，導(dǎo)致不同區(qū)域城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值之間協(xié)調(diào)關(guān)系存在不同，如南明區(qū)和云巖區(qū)的城鎮(zhèn)化自2000年以來(lái)就處于較高水平，而在城鎮(zhèn)化影響下南明區(qū)和云巖區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降，進(jìn)而導(dǎo)致這兩個(gè)區(qū)域的城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值之間的耦合度和耦合協(xié)調(diào)度均較低。

3.2 結(jié)論

2000和2015年貴陽(yáng)市云巖區(qū)和南明區(qū)城鎮(zhèn)化水平均較高，且2000-2015年間貴陽(yáng)市全部區(qū)縣城鎮(zhèn)化水平均呈增加趨勢(shì)。2000和2015年貴陽(yáng)市烏當(dāng)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較高，云巖區(qū)和南明區(qū)較小，2000-2015年間除云巖區(qū)、南明區(qū)、花溪區(qū)、烏當(dāng)區(qū)外，其他地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值均呈增加趨勢(shì)。

2000年貴陽(yáng)全市、花溪區(qū)、開陽(yáng)縣、息烽縣、清鎮(zhèn)市城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值之間耦合度較高，而南明區(qū)、云巖區(qū)、修文縣的耦合度較低。除南明區(qū)、云巖區(qū)和修文縣外，2015年貴陽(yáng)全市及其他區(qū)縣耦合度均較高。2000-2015年貴陽(yáng)市大部分區(qū)縣城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值之間耦合度呈增加趨勢(shì)。

2000年貴陽(yáng)全市及大部分區(qū)縣城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值之間耦合協(xié)調(diào)度處于基本協(xié)調(diào)和基本不協(xié)調(diào)階段，2015年大部分區(qū)縣處于基本協(xié)調(diào)階段。除南明區(qū)和云巖區(qū)外，2000-2015年貴陽(yáng)全市及其他區(qū)縣城鎮(zhèn)化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值之間耦合協(xié)調(diào)度呈增加趨勢(shì)。