董曉媛， 胥德澤， 施小斌， 杜 森

（蘭州交通大學建筑與城市規(guī)劃學院，甘肅 蘭州 730070）

黃河流域及黃河所流經(jīng)地區(qū)在國家發(fā)展中具有極為重要的戰(zhàn)略地位［1］。黃河流域甘肅段是整個黃河流域重要的水源涵養(yǎng)區(qū)和生態(tài)補給區(qū)，承擔著重要的生態(tài)服務功能，甘肅省的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量直接關系著黃河流域的生態(tài)安全［2］。黃河流域甘肅段生態(tài)保護問題刻不容緩［3］，良好的生態(tài)環(huán)境是流域社會、經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的必要前提、必然要求和必達目標，特別對生態(tài)本底脆弱且經(jīng)濟發(fā)展欠發(fā)達的黃河流域甘肅段來說意義更為重大。

生態(tài)敏感性是衡量生態(tài)環(huán)境問題與生態(tài)系統(tǒng)之間是否失衡的重要指標，因此如何科學量化評價生態(tài)環(huán)境的敏感性是生態(tài)保護的前提。近年來，國內(nèi)外學界對于生態(tài)敏感性的研究逐漸增加。在國外，學者對于生態(tài)敏感性評價研究方向主要集中在宏觀尺度上的生態(tài)敏感性探究，例如氣候變化、生態(tài)安全方面、土地利用變化及生態(tài)環(huán)境退化等內(nèi)容。氣候變化對于生態(tài)系統(tǒng)敏感性的探究包括森林管理對于氣候變化的生態(tài)敏感性［4］，水碳平衡對于氣候變化和變率的生態(tài)敏感性等［5］；生態(tài)安全方面的探究包括生態(tài)安全格局的構建［6-7］、生態(tài)綠色基礎設施網(wǎng)絡構建［8］、生態(tài)安全模式設計等［9］；土地利用變化方面的探究包括黃河流域生態(tài)脆弱性對土地利用的動態(tài)響應及內(nèi)在聯(lián)系［10］；生態(tài)環(huán)境退化的研究包括黃河流域生態(tài)環(huán)境退化區(qū)識別及退化強度評價，探究其內(nèi)部的驅(qū)動因素［11］；此外，當前國內(nèi)學者對于生態(tài)敏感性的研究方向由生態(tài)敏感性的單一因素研究轉(zhuǎn)變?yōu)橄蚨鄬W科、多因子、多體系的綜合研究，主要的方向為生態(tài)功能區(qū)劃分、生態(tài)安全格局構建、土地利用優(yōu)化等。例如采用多指標構建生態(tài)敏感性評價體系［12-15］；生態(tài)功能區(qū)劃分方向主要包括生態(tài)功能區(qū)劃研究［16］、生態(tài)功能評價及分區(qū)［17］、生態(tài)空間劃分［18］等；生態(tài)安全格局方向包括基于生態(tài)保護紅線劃分的生態(tài)安全格局構建［19-20］、生態(tài)安全格局識別［21-22］、流域生態(tài)安全格局的構建［23］；土地利用優(yōu)化方向包括土地利用空間格局優(yōu)化配置［24］、旅游城市旅游用地策略研究［25］等。生態(tài)敏感性研究的尺度主要為大尺度的宏觀分析，如國家［26-27］、省級［16,28-29］、市級［21,30-31］及流域［15,23,32］尺度。對于縣級及以下尺度研究有待補充［33］，對于國家的生態(tài)安全屏障且社會經(jīng)濟發(fā)展重要地帶的黃河流域研究偏少。

本文以地處黃河流域上游的甘肅省臨夏州廣河縣為例，結合廣河縣及黃河流域的自然地理條件、生態(tài)本底特征及生態(tài)基礎數(shù)據(jù)，選取適合該區(qū)域生態(tài)敏感性8 項評價因子，利用層次分析法和特爾菲法確定評價黃河流域甘肅段生態(tài)敏感性的各因子權重，同時基于多源數(shù)據(jù)與GIS空間分析方法，定量評價廣河縣生態(tài)敏感性，并選取GDP、人均GDP、人口密度、礦產(chǎn)資源、工業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)共6 項社會經(jīng)濟指標，分別探究生態(tài)敏感性與其的耦合協(xié)調(diào)關系，在空間上分析其耦合結果及原因，研究黃河流域甘肅段生態(tài)環(huán)境保護理論與方法，為該區(qū)域提供差異化的發(fā)展與保護協(xié)調(diào)路徑，引導生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟發(fā)展向更為有序、協(xié)調(diào)的方向發(fā)展。

1 研究區(qū)概況

廣河縣地理位置介于103°20′～103°50′E，35°15′～35°38′N 之間，甘肅省臨夏回族自治州轄縣，地處甘肅省中部西南、臨夏回族自治州東南部，為黃土高原丘陵溝壑地帶（圖1）。其轄6鎮(zhèn)3鄉(xiāng)，總面積538 km2，海拔在1745～2577 m之間。境內(nèi)地理特征可概括為“一川兩山、一路兩河”，即中部廣通河沿線為川區(qū)，南北為山地［34］。廣河縣境內(nèi)主要的河流有廣通河、洮河，都同屬于黃河的支流，自西向東穿越廣河縣北部的廣通河與東側自北向南流經(jīng)的洮河在廣河縣東北部匯集。廣河縣是以農(nóng)牧產(chǎn)品深加工為主導產(chǎn)業(yè)，具有濃郁民族特征的城鎮(zhèn)，農(nóng)業(yè)主導產(chǎn)業(yè)為養(yǎng)殖業(yè)，境內(nèi)砂石、黏土礦產(chǎn)資源分布較廣，境內(nèi)生態(tài)環(huán)境脆弱。

圖1 研究示意圖Fig.1 Schematic diagram of the study area

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源及預處理

由于生態(tài)敏感性評價需要多個因子進行綜合分析，本文選擇的多源數(shù)據(jù)即數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)來自NASA 地球科學數(shù)據(jù)網(wǎng)站，利用該數(shù)字高程模型進行表面分析及水文分析得到廣河縣坡向、坡度及廣河縣內(nèi)河流分布圖；植被覆蓋度因子以歸一化植被指數(shù)（NDVI）進行量化表示，其通過地理空間數(shù)據(jù)云Landsat8OLI_TIRS 衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品數(shù)據(jù)集，選取其2020年且云量不超過20%的數(shù)據(jù)，利用ENVI 5.2軟件進行處理后獲??；土壤可蝕性因子通過國家青藏高原科學數(shù)據(jù)中心的世界土壤數(shù)據(jù)庫（HWSD）土壤數(shù)據(jù)集（v1.2），通過張科利等［35］土壤可蝕性因子的估算公式計算得到；利用美國國家海洋和大氣管理局下設的國家環(huán)境信息中心獲取長時間序列的氣象數(shù)據(jù)，選取1992—2022 年的氣象站點數(shù)據(jù)，通過空間插值及計算獲取降雨侵蝕力因子［36］；土地利用類型數(shù)據(jù)來自中國科學院資源環(huán)境科學與數(shù)據(jù)中心的中國多時期土地利用遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)集，選取其2020 年土地利用遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)；GDP 數(shù)據(jù)來源于Zhao 等［37］學者的研究成果；人口密度來源于Land-Scan 人口數(shù)據(jù)集；礦產(chǎn)資源分布數(shù)據(jù)、工業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)用地數(shù)據(jù)來源于廣河縣礦產(chǎn)資源管理部門、工信部門及農(nóng)業(yè)部門，且社會經(jīng)濟指標數(shù)據(jù)年份均為2020年。

以上數(shù)據(jù)均在ArcGIS 10.8 中進行數(shù)據(jù)的預處理，所有因子均采用柵格數(shù)據(jù)方式進行表達，其像元值為12.5 m×12.5 m，最終統(tǒng)一在UTM 投影坐標系下。

2.2 研究方法

2.2.1 構建評價指標體系廣河縣地處典型的黃土高原半干旱生態(tài)脆弱區(qū)，區(qū)域內(nèi)丘陵密布、溝壑縱橫，由于地處黃河上游區(qū)域，其對下游承擔了重要的生態(tài)保護功能。其氣候條件、自然條件及人類活動軌跡與其他區(qū)域不同，呈現(xiàn)出多樣性類型特征。因此，在構建評價指標體系時，生態(tài)敏感因子的選取尤為重要，本文通過分析生態(tài)本底特征結合眾多學者的研究成果，選取地形條件、自然環(huán)境、人類活動3 個為一級指標，其中地形條件包含海拔、坡度、坡向3 個因子；自然環(huán)境包含水體、植被覆蓋、土壤可蝕性、降雨侵蝕力4個因子；人類對土地開發(fā)利用是最直接影響生態(tài)環(huán)境的途徑，因此人類活動指標選取土地利用類型因子。由于廣河縣農(nóng)業(yè)主導產(chǎn)業(yè)為養(yǎng)殖業(yè)，占總農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的43.87%；境內(nèi)砂石、黏土資源分布較廣，是目前全縣開發(fā)前景較好的礦產(chǎn)，工業(yè)處在快速發(fā)展時期。鑒于此，選取GDP、人均GDP、人口密度、礦產(chǎn)資源、工業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)共6 項社會經(jīng)濟指標。

本文通過分析廣河縣生態(tài)本底特征，結合自然間斷點分級方法構建了廣河縣生態(tài)敏感性評價指標體系，將單因子的敏感性分為5 個等級，依次為高、較高、一般、較低與低并賦值為9、7、5、3、1，結果見表1。

表1 廣河縣生態(tài)敏感性評價指標體系Tab.1 Ecological sensitivity evaluation index system of Guanghe County

2.2.2 確立評價因子權重因廣河縣獨特的地理位置，評價因子的權重需要根據(jù)實際情況調(diào)整，本文采用層次分析法，將所有因子進行兩兩比較打分并計算權重，為了避免相關不合理數(shù)據(jù)出現(xiàn)，構造判斷矩陣對數(shù)據(jù)進行檢驗：CR=，CR<0.1。相關步驟如下：

（1）構建生態(tài)敏感性層次評價模型。

（2）利用一致矩陣法對各因子進行兩兩比較確定各個要素的相對重要性，并結合特爾菲法對各因子進行權重確定。即綜合了城市生態(tài)學、土地資源管理、資源環(huán)境與人文地理、經(jīng)濟學、城鄉(xiāng)規(guī)劃、測繪科學、地理信息科學的7 位專家就單因子對生態(tài)環(huán)境影響的兩兩重要性進行比較和分析判斷，最后構造判斷矩陣且滿足以下要求：

式中：aij和aji為兩兩因子之間比較結果；aii為相同因子重要性等于1。

（3）采用層次單排序與一致性檢驗來判斷所確定的權重值與客觀實際接近情況。將所有因子展開層次排序，而后進行計算最大特征根（λmax）、偏離性指標（CI）、隨機性一致性指標（RI）、一致性檢驗指標（CR）。

式中：n為唯一非零特征根；A為判斷矩陣；W為特征向量；Wi為特征向量的分量。通過計算求得λmax=8.41，CI=0.046，RI=1.12，CR=0.041；因CR=0.041<0.1，即符合檢驗，各生態(tài)敏感性因子對比矩陣及權重見表2。

表2 指標因子對比矩陣及權重Tab.2 Comparison matrix and weights of indicator factors

2.2.3 GIS 空間分析方法將上述各指標因子在ArcGIS 10.8 首先進行分級，即分為高敏感、較高敏感、一般敏感、較低敏感與低敏感；而后將所有因子加權疊加得到綜合生態(tài)敏感性評價結果，其計算公式為：

式中：W為生態(tài)敏感性指數(shù)；n為評價因子數(shù)量；Pi為第i個因子的權重；Xi為第i個因子的評價分值。

2.2.4 標準值化與綜合評價模型在本文中，將生態(tài)敏感性子系統(tǒng)標準值進行取反（即生態(tài)敏感性高、較高、一般、較低及低，分別賦值1、3、5、7、9，后續(xù)生態(tài)敏感性中值均為取反后計算，以下簡稱“生態(tài)敏感性系統(tǒng)”），隨后將各項社會經(jīng)濟發(fā)展指標子系統(tǒng)的值標準化，最后利用多因素綜合評價模型分別計算其發(fā)展指數(shù)，公式如下:

式中：W為生態(tài)敏感性子系統(tǒng)或者社會經(jīng)濟發(fā)展指標子系統(tǒng)的綜合發(fā)展指數(shù)；Si為單個指標相對于生態(tài)敏感性子系統(tǒng)或社會經(jīng)濟指標6個子系統(tǒng)的權重（在ArcGIS中指其占地面積）；Vi為單個指標的標準化分值。

2.2.5 耦合度模型耦合是指2個或2個以上體系或運動形式之間通過交互作用而互相影響的現(xiàn)象［38］。生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會經(jīng)濟系統(tǒng)的耦合關系是指兩系統(tǒng)之間、系統(tǒng)內(nèi)各要素之間相互脅迫、相互依存關系的客觀表征［38-39］。在此研究中，研究生態(tài)敏感性與6 個經(jīng)濟社會指標的相關性，耦合度的計算公式為：

式中：C為耦合度，C∈[0 ,1] ，C越大表示2個相關系統(tǒng)之間的耦合度越高，聯(lián)系越緊密。W1、W2分別為生態(tài)敏感性發(fā)展指數(shù)和社會經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)。

2.2.6 耦合協(xié)調(diào)度模型耦合度模型反映系統(tǒng)之間相互聯(lián)系的緊密程度，但不能反映系統(tǒng)相互作用的水平和方向［40］。故本文引入耦合協(xié)調(diào)度模型，在計算耦合度的基礎上計算其耦合協(xié)調(diào)度，反映生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟指標的耦合協(xié)調(diào)水平，計算公式為：

式中：C為上文已經(jīng)計算過的耦合度；T為子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)指數(shù)；其中需滿足α+β=1，α、β指數(shù)反應其2 個系統(tǒng)間的重要程度，本文認為生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟互相作用、地位同等，故取α=β=0.5。D為耦合協(xié)調(diào)度，D∈[]0,1 ，耦合協(xié)調(diào)度的大小可以判斷系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)關系，隨著D的增大，系統(tǒng)間的耦合協(xié)調(diào)程度就越高，反之系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)程度就越低。

3 結果與分析

3.1 單因子生態(tài)敏感性分析

廣河縣生態(tài)敏感性各項因子評價數(shù)據(jù)詳見表3。

表3 單因子生態(tài)敏感性評價數(shù)據(jù)Tab.3 Single-factor ecological sensitivity evaluation data

3.1.1 海拔敏感性分析廣河縣地形以溝壑丘陵為主，地勢自西南向東北傾斜，區(qū)域內(nèi)最高海拔2582 m，最低海拔1746 m。通過圖2a可知，面積占比最大的是一般敏感區(qū)，占地面積約158.07 km2，占總面積的29.36%；其次為低敏感區(qū)，占地面積約133.90 km2，占總面積的24.88%；然后是較高敏感區(qū)和低敏感區(qū)，面積分別是122.91 km2和83.71 km2，分別占總面積的22.83%和15.55%，面積占比最少的是高敏感區(qū)，面積為39.75 km2，占總面積的7.38%，因此其海拔敏感性主要表現(xiàn)為一般敏感性，主要分布于廣河縣南北兩側山區(qū)內(nèi)。

圖2 各評價因子敏感性集合Fig.2 Sensitivity set of each evaluation factor

3.1.2 坡度敏感性分析坡度對自然環(huán)境影響體現(xiàn)在地表徑流速率、土壤含水量等方面，坡度越大造成的影響越大，敏感性也越高［41］。坡度因子生態(tài)敏感性評價結果如圖2b 所示，廣河縣坡度落差較大，區(qū)域內(nèi)最高坡度76°，最低坡度0，沿著河流坡度普遍較低，其中敏感性一般及以上區(qū)域占總區(qū)域46.71%，共248.77 km2，基本全部分布在廣河縣南北兩側山區(qū)內(nèi)，其區(qū)域容易誘發(fā)水土流失等問題。

3.1.3 坡向敏感性分析坡向直接影響光照條件從而影響了植被的生長，其中正南為最好，正北為最差。廣河縣坡向敏感性因子評價如圖2c所示，其中一般敏感（正東、正西）及較高敏感（東北、西北）區(qū)域占總區(qū)域的58.33%，共312.91 km2，這些區(qū)域在山體區(qū)域尤為明顯，高敏感（正北）區(qū)域占總區(qū)域的12.94%，共69.40 km2，基本均勻分布在廣河縣區(qū)域內(nèi)，廣通河以南高敏感區(qū)域具有較明顯的空間聚集特征。

3.1.4 水體敏感性分析地表水域在改善區(qū)域景觀質(zhì)量，調(diào)節(jié)區(qū)域溫度與濕度，維持正常水循環(huán)等方面發(fā)揮著重要作用［42］。廣河縣內(nèi)以黃河支流廣通河為主，如圖2d 所示，其中一般敏感及以上敏感性區(qū)域占總區(qū)域84.93%，共455.56 km2，廣河縣水體敏感性主體來說處于較高階段，其集聚分布在廣河縣山區(qū)內(nèi)。

3.1.5 植被覆蓋敏感性分析由表3及圖2e可知，廣河縣內(nèi)除去城鎮(zhèn)建成區(qū)后，植被覆蓋由西南到東北逐漸下降，廣河縣域內(nèi)大多數(shù)區(qū)域NDVI 值分布在0.26～0.42之間，其對應的生態(tài)敏感性為一般敏感和較高敏感，其總占比為82.25%，共441.22 km2，廣河縣內(nèi)植被較稀少，植被覆蓋敏感性總體較高，且表現(xiàn)出“由西南到東北逐漸升高”的分布特征。

3.1.6 土壤可蝕性敏感性分析土壤敏感程度由土壤可蝕性因子來量化，土壤可蝕性是評價土壤對侵蝕敏感程度的重要指標，也是進行土壤侵蝕預報的重要參數(shù)，通過張科利等［35］的土壤可蝕性K值的估算公式計算廣河縣土壤可蝕性因子。而后，通過自然間斷點法進行分級，結果如圖2f 所示，其中一般敏感及以上敏感性區(qū)域占總區(qū)域77.07%，共

413.39 km2，主要分布在廣河縣域中部及東北部區(qū)域。

3.1.7 降雨侵蝕力敏感性分析降雨是土壤發(fā)生侵蝕的主要動力，對降雨侵蝕力進行敏感性評價可反映降雨對土壤侵蝕的影響狀況［43］。利用甘肅各站點氣象數(shù)據(jù)，通過空間插值及計算獲取降雨侵蝕力因子，分級結果如圖2g 所示，其中一般敏感及以上敏感性區(qū)域占總區(qū)域63.47%，共340.48 km2，主要分布在廣河縣內(nèi)中部地區(qū)及西南部地區(qū)，且表現(xiàn)出“由東北到西南逐漸升高”的分布特征。

3.1.8 土地利用類型敏感性分析本文通過使用頻率及干擾程度將不同的土地利用類型分別分級為低、較低、一般、較高及高5級，結果如圖2h所示，其中一般敏感及以上敏感性區(qū)域占總區(qū)域96.03%，共515.13 km2，大面積分布在廣河縣域內(nèi)東南部，廣河縣域內(nèi)其他地方也有均勻分布。廣河縣內(nèi)一般敏感性區(qū)域占總區(qū)域60.17%，其土地利用類型敏感性主要表現(xiàn)為一般敏感性，主要分布在廣河縣南北山區(qū)內(nèi)。

3.2 綜合生態(tài)敏感性分析

通過加權疊加各個因子生態(tài)敏感性得到廣河縣綜合生態(tài)敏感性結果，具體結果如圖3、表4，其中一般敏感及以上敏感性區(qū)域占總區(qū)域88.52%，共474.85 km2，而一般敏感性及以下敏感性區(qū)域占總區(qū)域68.98%，共370.05 km2。

表4 綜合生態(tài)敏感性分析Tab.4 Comprehensive ecological sensitivity analysis

圖3 綜合生態(tài)敏感性分析Fig.3 Comprehensive ecological sensitivity analysis

從空間分布上來看，生態(tài)敏感性高的區(qū)域基本散布在廣河縣北部山區(qū)及廣河縣東南部山區(qū)齊家鎮(zhèn)內(nèi)，在這些區(qū)域內(nèi)土壤可蝕性、土地利用類型及水體表現(xiàn)為高生態(tài)敏感，同時植被覆蓋及高程表現(xiàn)為較高生態(tài)敏感，區(qū)域生態(tài)敏感性高的原因主要是因為遠離河流且該地區(qū)土壤質(zhì)地容易遭到侵蝕。生態(tài)敏感性較高的區(qū)域在廣河縣北部山區(qū)均勻分布、廣河縣東南部山區(qū)齊家鎮(zhèn)及水泉鄉(xiāng)內(nèi)大面積分布、廣河縣中部地區(qū)主要集中在買家巷鎮(zhèn)、城關鎮(zhèn)及祁家集鎮(zhèn)，在這些區(qū)域內(nèi)土壤可蝕性、水體表現(xiàn)出高生態(tài)敏感，同時植被覆蓋表現(xiàn)出較高生態(tài)敏感，土地利用類型表現(xiàn)出一般生態(tài)敏感，綜上所述，區(qū)域生態(tài)敏感性高的原因主要是因為遠離河流且該地區(qū)土壤質(zhì)地容易遭到侵蝕，同時植被覆蓋不高。

3.3 生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟的相關性

3.3.1 耦合度結果分析耦合度即C值，代表了耦合相關性是否緊密。本文中C=0.00時，其系統(tǒng)耦合度最小，即生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟發(fā)展的相關性基本為0，空間分布上呈現(xiàn)無序狀態(tài)?？紤]到西北地區(qū)的生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟發(fā)展的關系，本文中耦合度的分級標準采用同為西北地區(qū)黃土高原生態(tài)脆弱帶的陜西安塞縣的分級標準［44］。即C∈[0.00,0.35)生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟發(fā)展的相關性為弱耦合，C∈[0.35,0.65)生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟發(fā)展的相關性為中度耦合，C∈[0.65,0.85)生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟發(fā)展的相關性為較強耦合，C∈[0.85,1.00)生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟發(fā)展的相關性為強耦合，C=1.00生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟發(fā)展的相關性為極強耦合。經(jīng)過計算與分級，6組耦合關系結果見圖4。

圖4 生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟指標耦合度Fig.4 Coupling degree between ecological sensitivity and socio-economic indicators

由圖4 可知，生態(tài)敏感性與6 組社會經(jīng)濟指標耦合關系都處于較強耦合關系及以上，兩者呈現(xiàn)出較強空間相關性；生態(tài)敏感性與GDP極強耦合及強耦合區(qū)域分布在廣河縣北部及東南部，在空間上表現(xiàn)為“東高西低、北高南低”的分布特征；生態(tài)敏感性與人均GDP 指標較強耦合區(qū)域集中分布在官坊鄉(xiāng)與水泉鄉(xiāng)內(nèi)，其空間分布差異明顯；生態(tài)敏感性與人口密度指標強耦合區(qū)域主要分布在沿河地帶及東南部，在空間上表現(xiàn)為“沿廣通河突出、中部塌陷”的分布特征；生態(tài)敏感性與工業(yè)指標極強耦合及強耦合區(qū)域集中分布在齊家鎮(zhèn)及三甲集鎮(zhèn)內(nèi)，空間上表現(xiàn)為“從西南到東北逐漸升高”的分布特征，其空間分布差異明顯；生態(tài)敏感性與礦產(chǎn)資源指標極強耦合區(qū)域主要分布在城關鎮(zhèn)及齊家鎮(zhèn)內(nèi)，在空間上表現(xiàn)為“西南與東北塌陷、中部突出”的分布特征；生態(tài)敏感性與養(yǎng)殖業(yè)指標極強耦合及強耦合區(qū)域主要分布與廣河縣北部及東南部內(nèi)，空間上表現(xiàn)為“東高西低、北高南低”的分布特征。

3.3.2 耦合協(xié)調(diào)度結果分析耦合協(xié)調(diào)度的類型，其對應生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟指標耦合協(xié)調(diào)的發(fā)展狀態(tài)，因此構建其分級體系及對應關系十分重要。結合相關文獻進行參考［44-45］，構建廣河縣生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟指標耦合協(xié)調(diào)類型及發(fā)展狀態(tài)對應關系（表5）。計算其6組耦合協(xié)調(diào)度，按照表5進行分級，具體結果見圖5。

表5 廣河縣生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟指標耦合協(xié)調(diào)類型及發(fā)展狀態(tài)Tab.5 Types and development status of coupling coordination between ecological sensitivity and socio-economic indicators in Guanghe County

圖5 生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟指標耦合協(xié)調(diào)度Fig.5 Coupling coordination degree between ecological sensitivity and socio-economic indicators

由圖5 可知，生態(tài)敏感性與6 組社會經(jīng)濟指標耦合協(xié)調(diào)度與其耦合度的空間分布具有一定關聯(lián)性，耦合協(xié)調(diào)度的高值區(qū)與耦合度的高值區(qū)大致吻合。生態(tài)敏感性與GDP 指標中高度耦合協(xié)調(diào)區(qū)域主要分布在廣通河兩側，在空間上表現(xiàn)為“廣通河沿線高、南北部低”的分布特征，原因為廣通河沿線產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢較好，但大面積表現(xiàn)為低耦合協(xié)調(diào)，兩者表現(xiàn)拮抗發(fā)展狀態(tài)；生態(tài)敏感性與人均GDP指標高度耦合協(xié)調(diào)區(qū)域占比較大，在空間上表現(xiàn)為“北高南低”的分布特征，原因為廣河縣中心城鎮(zhèn)與主導產(chǎn)業(yè)發(fā)展與生態(tài)敏感性達到共振耦合狀態(tài)，兩者表現(xiàn)為協(xié)同發(fā)展狀態(tài)；生態(tài)敏感性與人口密度指標中高度耦合協(xié)調(diào)區(qū)域在空間上表現(xiàn)為“沿廣通河兩側帶狀集中”的分布特征，原因為人口在廣通河沿線具有較明顯的空間集聚特征且發(fā)展態(tài)勢較好，兩者表現(xiàn)拮抗發(fā)展狀態(tài)；生態(tài)敏感性與工業(yè)指標中高度耦合協(xié)調(diào)區(qū)域占比較低，且集中分布在齊家鎮(zhèn)及三甲集鎮(zhèn)內(nèi)，在空間上表現(xiàn)為“從西南到東北逐漸升高”的分布特征，其原因為廣河經(jīng)濟開發(fā)區(qū)位于三甲集鎮(zhèn)及齊家鎮(zhèn)內(nèi)，工業(yè)產(chǎn)業(yè)集聚效應凸顯，但大面積表現(xiàn)為低耦合協(xié)調(diào)，兩者表現(xiàn)拮抗發(fā)展狀態(tài)；生態(tài)敏感性與礦產(chǎn)資源指標中高度耦合度協(xié)調(diào)度區(qū)域占比較高，在空間上表現(xiàn)為“東西部塌陷、中部突出”的分布特征，原因為礦產(chǎn)資源開發(fā)利用區(qū)域分布在廣河縣中部，兩者表現(xiàn)協(xié)同發(fā)展狀態(tài)；生態(tài)敏感性與養(yǎng)殖業(yè)指標中高度耦合協(xié)調(diào)區(qū)域占比較低，在空間上表現(xiàn)為“各鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政中心處集中”的分布特征，高值區(qū)逐漸向外擴散，形成較為分散的局部耦合協(xié)調(diào)中心，其原因為畜牧養(yǎng)殖區(qū)域集中分布在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政中心處，兩者表現(xiàn)拮抗發(fā)展狀態(tài)。

4 結論與建議

4.1 結論

生態(tài)環(huán)境是一個復雜的自然巨系統(tǒng)，作為評價生態(tài)敏感性的指標之一，其生態(tài)敏感性評價的體系構建十分復雜且多樣。本文在定量評價廣河縣的生態(tài)敏感性的基礎上，進一步探究生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟指標的耦合協(xié)調(diào)關系，且通過結合廣河縣的實際情況，研究得出以下結論：

（1）廣河縣引起生態(tài)敏感性高或者較高的原因為以下幾點：遠離河流，土地較為干旱且生物多樣性較差；土壤可蝕性較高，土壤質(zhì)地易被侵蝕；植被覆蓋度較低，生態(tài)系統(tǒng)韌性較弱；土地利用類型為耕地、建設用地或未利用地，生態(tài)系統(tǒng)脆弱且生態(tài)敏感性較高。

（2）在生態(tài)敏感性子系統(tǒng)與各社會經(jīng)濟指標子系統(tǒng)的耦合度中，6 組關系耦合度水平都處于較高狀態(tài)，即生態(tài)敏感性子系統(tǒng)與各社會經(jīng)濟指標子系統(tǒng)呈現(xiàn)出較強的空間相關性，互相依存關系較為明顯，說明生態(tài)敏感性子系統(tǒng)與社會經(jīng)濟指標子系統(tǒng)緊密聯(lián)系、互相影響。

（3）廣河縣生態(tài)敏感性子系統(tǒng)與各社會經(jīng)濟指標子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度中，生態(tài)敏感性子系統(tǒng)與人均GDP、礦產(chǎn)資源指標子系統(tǒng)處于協(xié)調(diào)發(fā)展狀態(tài)，即表現(xiàn)出差異化發(fā)展形態(tài)，在空間分布表現(xiàn)為隨著生態(tài)敏感性的降低，大部分區(qū)域的社會經(jīng)濟指標的水平提高；而生態(tài)敏感性子系統(tǒng)與GDP、人口密度、工業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)指標子系統(tǒng)處于拮抗發(fā)展狀態(tài)，即表現(xiàn)出協(xié)同發(fā)展形態(tài)，在空間上表現(xiàn)為隨著生態(tài)敏感性的提高，大部分區(qū)域的社會經(jīng)濟指標的水平提高。而與生態(tài)敏感性子系統(tǒng)表現(xiàn)出協(xié)同發(fā)展形態(tài)的社會經(jīng)濟指標子系統(tǒng)正是導致了廣河縣生態(tài)敏感性與經(jīng)濟發(fā)展在空間上集聚分布的原因，也是生態(tài)敏感性子系統(tǒng)和社會經(jīng)濟指標子系統(tǒng)之間存在發(fā)展矛盾的原因，這4 項指標為不利于廣河縣可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護的主要因素。

4.2 建議

生態(tài)敏感性子系統(tǒng)與社會經(jīng)濟指標各子系統(tǒng)的耦合度水平都處于較高狀態(tài)，說明生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟聯(lián)系緊密，二者的相關性較高。但在耦合協(xié)調(diào)度水平中，礦產(chǎn)資源、人均GDP 與其他社會經(jīng)濟指標子系統(tǒng)呈現(xiàn)出差異化特征，應給予差異化的發(fā)展保護策略，引導生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟發(fā)展向更為有序、協(xié)調(diào)的方向發(fā)展。

（1）協(xié)調(diào)發(fā)展狀態(tài)：在耦合協(xié)調(diào)度高、較高區(qū)域優(yōu)先布局各類產(chǎn)業(yè)空間，同時進一步結合生態(tài)敏感性分析結果進行矯正，得出優(yōu)先發(fā)展區(qū)域。如在礦產(chǎn)資源開發(fā)時，針對評價結果顯示的莊禾集鎮(zhèn)、三甲集鎮(zhèn)、官坊鄉(xiāng)等耦合協(xié)調(diào)度高的區(qū)域，設立礦產(chǎn)資源集中開發(fā)區(qū)以備選開發(fā)區(qū)。

（2）拮抗發(fā)展狀態(tài)：結合生態(tài)敏感性分析結果在耦合協(xié)調(diào)度低、失調(diào)區(qū)域發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟，例如可依托祁家集鎮(zhèn)、三甲集鎮(zhèn)現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)集群特征，發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品深加工，同時進一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構，引導高污染工業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型；引導皮革毛紡產(chǎn)業(yè)進行工藝改進，減少“三廢”排放；齊家鎮(zhèn)、買家巷鎮(zhèn)發(fā)展特色養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)，需注意“精細式”放牧，不可對生態(tài)環(huán)境造成破壞，且加大生態(tài)保育工程的力度。

4.3 研究不足

在研究生態(tài)敏感性子系統(tǒng)與各社會經(jīng)濟指標子系統(tǒng)的耦合關系中，精確到了以柵格為統(tǒng)計單位的評估單元，但是缺少長時間序列的社會經(jīng)濟指標，進行長時間序列的生態(tài)敏感性與社會經(jīng)濟指標的耦合度以耦合協(xié)調(diào)度的分析，可深入探究生態(tài)敏感性-社會經(jīng)濟指標內(nèi)在的時序動態(tài)演變關系。