喀斯特地区生态环境与区域经济协调发展研究及预测分析

江波+林涛+李佳成+朱生亮+周文龙+洪江

摘要：以贵阳市偏坡乡为研究对象，采用生态环境、资源利用、人口素质、区域经济等相关指标，构建了生态环境与区域经济协调发展评价模型与Logistic增长预测模型，对典型喀斯特峰丛槽谷地区生态环境与经济发展协调发展水平进行了研究和预测。结果表明：偏坡乡生态环境与区域经济的耦合协调度整体呈上升趋势，其中2010～2015年为中级协调发展阶段，2016～2020年为逐步良性协调发展阶段，2021～2027年趋向于高效协调发展阶段。随着生态休闲旅游的合理发展和环境保护意识的增强，偏坡乡生态环境与区域经济也逐步趋于高效优质协调方向发展。

关键词：喀斯特；生态环境；区域经济；协调发展

中图分类号：F121.3

文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）22016105

1 引言

贵阳市乌当区偏坡乡位于典型喀斯特峰丛槽谷地区，区内生态环境本底脆弱，岩石相对破碎，地表起伏较大。虽然区内降水量丰富，但地表水向下侵蚀作用较强，地表水可利用效率不高。项目区所在峰丛谷地大多为耕地和经济林地，仅山地保留了大量次生林地、灌丛，退耕还草等植被类型。受城市化进程影响，区内人类活动不断加剧，土地利用方式趋于多样化，区内生态环境也受到了不同程度的影响。作为贵阳市重要的水源地保护区上游的偏坡乡，将面临区域生态环境保护、城镇化建设以及社会经济发展的多重挑战。笔者通过构建生态环境与社会经济协调发展模型，为区内生态经济可持续发展[1～3]提供可行性研究和建议。

2 数据来源与研究方法

2.1 生态经济协调发展评价模型

2.3 评价标准

由于在经济发展过程中，将会消耗生态资源，同时给区域生态环境带来破坏，尤其是生态环境相对脆弱的喀斯特地区。为了能准确反映贵阳市偏坡乡生态经济协调发展水平，项目以区域生态环境与区域经济的协调发展度为基础，提出贵阳市偏坡乡生态环境与区域经济协调发展模型的评价标准（表1）。

3 数据来源及指标体系构建

3.1 数据来源

为了确保区域经济和生态环境数据的可靠性、真实性，本研究采用的数据主要来自于贵阳市偏坡乡2010—2014年《贵阳市乌当区统计年鉴》、2010-2014年贵阳市乌当区偏坡乡统计年鉴、偏坡乡控制性详规、偏坡乡五年规划（2011-2015），以及实地调研监测数据等。

3.2 指标体系

根据贵阳市偏坡乡近年生态经济协调发展的特点，参考以往学者提出的生态经济系统协调发展指标体系，选取生态环境与区域经济发展相关性较大的17个输入指标和1个输出指标[7]，并建立偏坡乡生态经济协调发展预测指标体系，采用AHP层次分析法求的各指标的权重值，具体各指标权重见表2。

表2中地膜使用量、化肥单位使用量、新增建设用地指标对区域生态环境与区域经济协调发展有消极影响，为负向指标；其余指标对协调发展起积极作用，为正向指标。

4 贵阳市偏坡乡生态环境与区域经济协调发展指标预测

4.1 Logistic增长模型

项目区生态环境与区域经济协调发展发展各指标在发展初期，其指标值相对较低，随着区域经济发展、生态环境效益提高，各指标值越来越大，当各指标值增长率达到最大值时，其项目区生态经济的发展，又受到各方面因素的制约，其后的增长逐步趋于缓慢，甚至出现负增长情况。从长远来看，贵阳市偏坡乡生态环境与区域经济协调发展各指标值的发展演化情况较为符合Logistic增长模型增长规律，对此，本研究利用Logistic增长模型对偏坡乡生态环境与区域经济协调发展各指标未来发展进行仿真模拟预测。

4.1.1 模型假设

（1）一个区域的社会经济、生态环境等条件允许区域内各生态、环境、社会、经济指标增长数量都有一个最大承载值，此最大承载值即为对应各指标的最大容量值，经常用“K”来表示，当各指标值达到K值时，指标数量值不再增长，即dN/dt=0。

（2）各指标数量值增长率降低的影响相对简单，即影响情况随着各指标值增量上涨而逐渐按一定比例增加。比如，各指标值中每增加一个单位数量值，其对增长率减少产生1/K的影响效果。如果K=100，那么各单位指标数量值产生1/100的抑制效果，也就是各单位指标值利用了1/K的空间；若各指标数量值为N时，则占用了N/K的容量空间，而剩余可利用的容量空间就只有1—N/K数量值了。

4.1.2 数学模型的建立

4.2 指标模拟预测情况

通过利用Logistic增长模型对偏坡乡生态环境与区域经济协调发展各指标未来发展进行仿真模拟预测其具体情况见表3。

由表3可知，模拟预测结果与偏坡乡生态经济结构发展情况基本一致，各指标值相对误差基本在±10%之间。从整体上看，各预测指标较为真实地反映了偏坡乡近期状态，各标值合度较好，可作为偏坡乡生态环境与区域经济协调发展预测依据。通过Logistic模型对偏坡乡协调发展各指标模拟，进一步得到验证。

5 喀斯特地区生态环境与区域经济协调发展程度分析

通过Logistic增长模型对偏坡乡生态环境与区域经济协调发展各指标的仿真模拟，得到2010～2027年各指标未来发展的基础数据。由于各指标数据量纲和数量级的不同，本研究采用极差法对原始数据进行标准化处理[8]。其中正向指标公式为：

表4中，由于各指标数据以2010年为基础值作为预测分析，同时区域经济系统指标中多为正向指标，故其经济系统指标标准化后为零值，同样协调发展度值也为零值（图1、2）。

6 结论

贵阳市偏坡乡生态环境与区域经济协调发展度曲线呈现出前期快速增长，中期一般增长以及后期缓慢增长的趨势，其发展演化过程可以分为3个阶段。endprint

（1）2010～2015年為第一阶段，该阶段偏坡乡生态经济系统处于快速协调发展阶段。由图1与图2可知，生态环境系统评价值大于区域经济系统评价值，生态环境与区域经济的协调发展速度呈现一种快速耦合的协调发展状态，这说明了偏坡乡政府于2010～2015年间通过退耕还林、区域土地有效开发等措施，合理利用区域内民族文化资源以及生态环境资源，积极发展乡村旅游、大面积经果林种植，使得这一阶段区内森林覆盖率大幅提升，林地面积得到有效增加，耕地的灌溉得到有效保证，偏坡乡整体生态环境也逐步趋于改善。同时，通过乡村旅游、生态农业等绿色产业方式实现了区域经济发展的快速增长，人民生活水平得到很大改善。但是，由于化肥过量使用，白色塑料污染，以及乡村旅游快速发展带来的一系列水污染、固体垃圾污染等问题，使得偏坡乡的协调发展度值小于0.6。这也表明这段时间内，偏坡乡在实现经济快速发展的同时，对区域内生态环境影响、资源利用方面也是快速增加的，从而呈现出一定程度的偏坡乡生态环境系统与区域经济系统失调发展。

（2）2016～2020年，是偏坡乡生态环境系统与经济系统逐步良性协调发展阶段。该阶段表现为，整体区域土地利用结构趋于稳定，林分结构调整基本完成，区域内植被覆盖面积基本确定，如马桑菌有机种植、精品经果林、绿色蔬菜等生态农业发展初具一定规模，区内化肥施用量呈下降趋势，区内地膜等白色塑料污染大幅下降，清洁能源得到有效推广，环保生态型乡村旅游方式得到有效推广，区内群众综合文化素质得到有效提高，生态环保意识得到增强。整体区域内的生态环境从改善逐步转变为良性发展的态势，经济发展也呈现可持续增长阶段，偏坡乡的生态经济协调发展度也从失调发展向协调发展转变。

（3）2021～2027年，偏坡乡生态环境系统与区域经济系统呈现出高效有机的耦合，这是一种可持续的良性协调发展状态。该阶段主要表现为，区域内经济经过前期的快速增长后，其经济增长速度区域平稳，区内生态环境效益增长也同样趋于可持续的稳定发展阶段，区域内清洁能源得到广泛使用，污水处理和固体废物无害化处理达到最佳，土地利用集约水平大幅提高，区域内经济结构进一步优化，绿色产业与生态循环经济得到有效发展。

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Abstract： Taking Guiyang as a research object， this paper constructed the ecological environment and regional economy coordinated development evaluation model and Logistic growth forecasting model based on the related indicators of ecological environment， resource utilization， population quality and regional economy， valley ecological environment and economic development level of coordinated development and prediction. The result showed that the coordinated development level between ecological environment and regional economic continue to show an upward tendency in Pianpo village from 2010 to 2027， of which 2010-2015 is the intermediate stage of coordinated development， 2016-2020 is the phase of benign and coordinated development and 2021-2027 tends to coordinate efficiently development stage. With the rational development of eco-leisure tourism and the increasing awareness of environmental protection，the ecological environment and regional economic shows high coordinated development level in Pianpo village， Guiyang.

Key words： karst； ecological environment； regional economic；coordinated development.endprint