江西省土地集约利用与生态环境时空耦合协调研究.pdf
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1、 年月J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y第 卷第 期收稿日期:作者简介:赵宇晶(),男,硕士研究生,研究方向为区域发展与土地利用变化.通讯作者:杨萍(),女,高级工程师,研究方向为测绘产品质量检测检查与评价.江江西西省省土土地地集集约约利利用用与与生生态态环环境境时时空空耦耦合合协协调调研研究究赵宇晶,周 杨,杨 萍(贵州省测绘产品质量监督检验站,贵州 贵阳 ;青岛四洲重工设备有限公司,山东 青岛 )摘要:以江西省 年 个设区市的统计数据为基础,采用耦合协调度模型、空间自相关模型对江西省土地集约利用与生
2、态环境耦合协调时空发展进行了分析.结果表明:江西省各设区市的土地集约利用和生态环境的协调度与耦合协调度几乎都为上升趋势,仅新余耦合协调度呈下降趋势,景德镇、萍乡、九江、赣州、吉安、宜春、抚州、上饶耦合协调度呈V型,先上升,后下降;江西省土地集约利用和生态环境的耦合协调度总体较高,其耦合协调度的空间特征表现为:北部地区耦合协调程度大于南部与中部地区,并以南昌市为中心呈现聚集状态;江西省 年土地集约利用和生态环境的耦合协调度的M o r a ns I指数在低水平上呈现增长趋势,为低水平的空间正相关,就局部空间而言,主要有高低聚集、低低聚集,低高聚集,三种空间聚集形态,高低聚集以南昌市为中心,低低聚
3、集主要分布在赣南,低高聚集分布在赣北区域,两极分化明显.关键词:土地集约利用;生态环境;耦合协调度;空间自相关中图分类号:X 文献标识码:A文章编号:()S t u d yo nS p a t i a l t e m p o r a lC o u p l i n gC o o r d i n a t i o nB e t w e e nL a n dI n t e n s i v eU s ea n dE c o l o g i c a lE n v i r o n m e n t i nJ i a n g x iP r o v i n c eZ h a oY u j i n g,Z h o
4、uY a n g,Y a n gP i n g(G u i z h o uS u r v e y i n ga n dM a p p i n gP r o d u c tQ u a l i t yS u p e r v i s i o na n dI n s p e c t i o nS t a t i o n,G u i y a n g,G u i z h o u ,C h i n a;Q i n g d a oS i z h o uH e a v yI n d u s t r yE q u i p m e n tC o,L t d,Q i n g d a o,S h a n d o n g
5、 ,C h i n a)A b s t r a c t:B a s e do n t h e s t a t i s t i c a l d a t ao f d i s t r i c t d i v i d e dc i t i e s i nJ i a n g x i P r o v i n c e f r o m t o ,t h i sp a p e ru s e st h ec o u p l i n gc o o r d i n a t i o nd e g r e em o d e la n dt h es p a t i a la u t o c o r r e l a t
6、i o nm o d e l t oa n a l y z et h ec o u p l i n ga n dc o o r d i n a t i o ns p a t i o t e m p o r a l d e v e l o p m e n to f i n t e n s i v e l a n du s ea n de c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t i nJ i a n g x iP r o v i n c e T h er e s u l t ss h o wt h a t:T h ec o o r d i n a t i o
7、 nd e g r e ea n dc o u p l i n gc o o r d i n a t i o nd e g r e eo f l a n d i n t e n s i v eu s e a n de c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t i nJ i a n g x i P r o v i n c e a r e a l m o s t a l l o n t h e r i s e O n l yt h ec o u p l i n gc o o r d i n a t i o nd e g r e eo fX i n y us h
8、 o w sad o w n w a r dt r e n d J i n g d e z h e n,P i n g x i a n g,J i u j i a n g,G a n z h o u,J i a n,Y i c h u n,F u z h o u,a n dS h a n g r a o s h o w e daV s h a p e dc o u p l i n gc o o r d i n a t i o nd e g r e e,r i s i n gf i r s t a n dt h e nf a l l i n g;T h ec o u p l i n ga n d
9、c o o r d i n a t i o nd e g r e eo f i n t e n s i v e l a n du s ea n de c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t i nJ i a n g x iP r o v i n c e i sg e n e r a l l yh i g h,a n dt h es p a t i a l c h a r a c t e r i s t i c so f t h ec o u p l i n gc o o r d i n a t i o nd e g r e e a r e t h a t
10、 t h ed e g r e eo f c o u p l i n gc o o r d i n a t i o n i n t h en o r t h e r n r e g i o n i sg r e a t e r t h a n t h a t i n t h e s o u t h e r na n dc e n t r a l r e g i o n s T h eg r o w t hr a t e i nt h en o r t h e r nr e g i o ni sg r e a t e r t h a nt h a t i nt h es o u t h e r
11、na n dc e n t r a l r e g i o n s W i t hN a n c h a n gC i t ya s t h ec e n t e r,i tp r e s e n t sas t a t eo fa g g r e g a t i o n;T h eM o r a n sIi n d e xo f t h e c o u p l i n gc o o r d i n a t i o nd e g r e eo f l a n d i n t e n s i v eu s e a n de c o l o g i c a l e n v i r o n m e
12、n t i nJ i a n g x i P r o v i n c e f r o m t o s h o w e da ni n c r e a s i n gt r e n da tal o wl e v e l,w h i c hi sal o w l e v e l s p a t i a lp o s i t i v ec o r r e l a t i o n I nt e r m so f l o c a ls p a c e,t h e r ea r em a i n l yt h r e es p a t i a la g g r e g a t i o nf o r m
13、s,i n c l u d i n gh i g h 年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期l o wa g g r e g a t i o n,l o w l o wa g g r e g a t i o na n d l o wh i g ha g g r e g a t i o n H i g h l o wa g g r e g a t i o n i s c e n t e r e d i nN a n c h a n gC i t y;l o w l o wa g g
14、 r e g a t i o n i sm a i n l yd i s t r i b u t e d i ns o u t h e r nJ i a n g x iP r o v i n c e,a n d l o wh i g ha g g r e g a t i o n i sd i s t r i b u t e d i nn o r t h e r nJ i a n g x iP r o v i n c e,a n dt h ep o l a r i z a t i o n i so b v i o u s K e yw o r d s:l a n d i n t e n s i
15、v eu t i l i z a t i o n;e c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t;e n t r o p ym e t h o d;c o u p l i n gc o o r d i n a t i o nd e g r e e 引言土地集约利用与生态环境间的协调发展是城市发展进程中的重要问题.城镇化、工业化快速推进的同时,低效、不合理的土地利用给生态环境带来了一系列的负面影响,如大气污 染、水 污染、耕地非农化、资源空心化等严重问题.土地集约利用能够通过改善土地利用结构、增加单位土地面积的要素投入、优化土地管理制度等方式改善生态环境状况.
16、因此,协调土地集约利用与生态环境同步发展对建设人与自然和谐共生的现代化城市具有重要意义.国内外有许多学者对土地集约利用与生态环境进行研究,土地集约利用研究尺度多为宏观、中观尺度,研究内容多为 指标选取、时空分异 分析、潜 力 评 价以 及 驱 动 力 分 析.吴 儒 练等 运用P r e s s u r e S t a t e R e s p o n s e模型对上饶市全域旅游示范区土地集约利用水平及演变进行定量分析,并根据当地土地集约利用的压力、状态、政策响应情况提出建议.X i nC h e n g等 运用A l l o m e t r i cG r o w t hM o d e l对长江
17、经济带不同城市的夜间灯光遥感数据进行分析,发现长江沿岸地区土地集约化水平由东向西逐渐下降.生态环境按评价的区域类型可划分为行政区、专题区,根据评价的 要 素 分 为 综 合 要 素 评 价 与 单 要 素 评价.J i a n gF a n g等 对遥感生态指数模型(R E S I)进行改进,提出了基于区域尺度优化的遥感生态指数(R OR S E D),并基于R OR S E D对吉林省长春市双阳区生态变化进行研究,为利用遥感大数据监测生态环境质量提供了可能.傅建祥 运用综合指数法评价山东省各市农村生态环境发展水平.对于土地集约利用与生态环境之间关系的研究主要是对于个子系统内部之间的联系进行研
18、究,以定量评价 为主,研究尺度多为单一城市、城市群、全国.T o m HO l i v e r 监测土地集约利用地区周围鸟类与蝴蝶群落的变化,发现土地集约利用加剧了适应寒冷的鸟类和蝴蝶物种的减少,并阻止了适应温暖的鸟类增加.A n i k K o v c s H o s t y n s z k i 支持生态集约化作为传粉媒介减少的解决方案,并讨论了在农业政策和实践中促进生态集约化的方法.H uP a n p a n 运用生态环境质量指数和土地利用变化类型的生态贡献率对 和 年珠江三角洲的生态环境效应进行定量分析,以期为经济发达地区重点城市土地利用变化的生态环境效应提供参考.L i nN a n
19、 以湖北省为例,分析当前土地利用存在的问题,提出通过发挥城市规划功能、调整土地利用结构、控制、加强建设动态监测管理对策等手段促进生态环境建设.可见,探究土地集约利用与生态环境之间关系是一个大趋势,具有重要研究意义.但是从耦合角度生态环境与土地集约利用效应的研究较少,江西省具有良好的地理位置、区位优势、生态资源,经济发展水平对比周边省份却相对落后,具有巨大发展潜力,且省域政策在我国政策体系中占据重要地位.本研究选择江西省作为研究区,选取 个设区市 年的土地集约利用与生态环境评价指标数据,运用熵值法、耦合协调度模型计算出江西省各设区市土地集约利用与生态环境综合评价值、协调度、耦合协调度.并建立空间
20、自相关模型对江西省的“土地集约利用生态环境”耦合协调时空关系进行实证探讨,以期为江西省可持续发展提供理论借鉴.研究方法与数据来源 研究区概况江西省(N,E)位于我国东南部,长江中下游南岸,交通便利,有利于对外开放和内部经济发展.下辖南昌、吉安、景德镇等 个设区市,总面积 k m.截至 年,常住人口达 万人.江西省是我国中部地区传统农业大省,具有优越的自然环境及丰富的矿产资源,但长久以来对资源开采消耗及对土地的不合理使用,导致城市土地利用效率低下,经济发展缓慢,生态环境恶化.尽管江西省经济总量持续快速增长,但其欠发达的基本省情与发展不充足不充分的主要矛盾仍未改变.赵宇晶,等:江西省土地集约利用与
21、生态环境时空耦合协调研究生态文明建设:自然与生态 数据来源本文所使用的数据为江西省各设区市的数据,构建的指标体系中,涉及土地集约利用与生态环境的 个指标的数据主要来源于 年 中国城市建设统计年鉴 与 中国城市统计年鉴.构建评价指标体系为对江西省土地集约利用和生态环境协调发展关系进行定量分析,建立土地集约利用和生态环境的评价指标体系,在追求科学性、系统性、综合性、数据的可获得性的前提下,借鉴相关论文的指标体系,结合江西省实际情况,共选取 个指标作为构建土地集约利用和生态环境的评价体系.土地集约利用系统选取“人口密度”“城市建设用地占市区面积比重”“地均从业人员”等个指标来构建评价指标体系,生态环
22、境系统 选取“城市人均公园绿地面积”“污水处理厂集中处理率”“工业固体废弃物综合处理率”等个指标进行分析.研究方法 标准化为计算更加方便、统一,可先将指标数据进行标准化,同时为了消除标准化过程中出现的零值,将所有标准化后的数据加 ,可使计算更加方便、统一.()正向指标:xi jxi jxi jm i nxi jm a xxi jm i n ()表江西省土地集约利用和生态环境耦合协调度评价指标体系目标层因素层指标层单位性质土地集约利用系统土地利用程度人口密度人/k m城市建设用地占市区面积比重人均道路面积人/k m土地投入程度地均从业人员人/k m地均公共预算支出万元/k m地均固定资产投入万元
23、/k m土地产出程度地均G D P万元/k m地均公共预算收入万元/k m地均社会消费品零售总额万元/k m生态环境系统生态环境要素人均水资源量L城市人均公园绿地面积m绿化覆盖率生态环境压力地均二氧化硫排放量t/k m地均工业废水排放量t/k m生态环境治理污水处理厂集中处理率工业固体废弃物综合处理率注:“”为正向指标,“”为负向指标.()负向指标:xi jxi jm a xxi jxi jm a xxi jm i n()式()、式()中,xi j为江西省i市第j项指标的值;xi jm i n为xi j的最小值;xi jm a x为xi j的最大值.为了消除标准化过程中出现的零值,使计算更加方
24、便、统一,可将所有标准化后的数据加 .熵权法熵权法是一种多指标、多对象的综合赋权方法,其特点是能够避免主观因素的影响,防止人为干扰.为使江西省土地集约利用与生态环境的耦合协调度计算结果更加客观、公正,采用熵权法计算权重.计算步骤如下:()计算第j个指标的熵值hj:hjkmjfi jl nfi j()fi jxi jmjxi j,kl n(m)()()计算各指标的权值:wjhjmjhj()式()、式()中,fi j为江西省i市j指标的比重,wj为j指标的权重.耦合协调度模型耦合指多个系统之间相互作用、彼此影响的现象.耦合 协 调 度 用 来 描 述 这 种 相 互 影 响 的程度.()首先用多因
25、素综合评价法计算土地集约利用系统与生态环境系统的综合评价值:F(x)miaixi()F(y)mjbjyj()式()、式()中F(x)、F(y)分别代表了土地集 年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期约系统的综合评价值和生态环境系统的综合评价值,在土地集约利用和生态环境指标体系中,第i个和j个指标的标准化值分别用xi、yi表示.在个子系统的耦合协调度模型中,ai、bj分别代表其指标权重.()耦合度与耦合协调度:CF(x)F(y)F(x)F(y)/()DCF()TF(x)F(y)()
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- 江西省 土地 集约 利用 生态环境 时空 耦合 协调 研究
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