城镇化与生态系统服务价值耦合协调关系研究——以贵州贵阳为例

(1、2、3、4、5.贵州理工学院建筑与城市规划学院，贵州 贵阳550003)

随着我国社会经济的快速发展，在能源过度消耗、生态环境污染、快速城镇化等一系列强烈人类活动作用下，社会经济与生态环境之间关系的矛盾日益加剧[1]，这深刻影响着区域可持续发展。城镇化是当前我国社会经济发展重要阶段，在其影响下不仅我国社会经济发生剧烈变化，这也对生态环境产生强烈影响[2]。生态系统服务作为表征区域生态环境质量的重要指标[3]。在快速城镇化作用下，测度城镇化与生态系统服务之间耦合协调关系已成为学者们关注的焦点。

目前，城镇化与生态系统服务关系研究主要集中于城镇化对生态系统服务的影响研究，研究对象包括不同行政单位、地区、城市群(城市密集区)，研究方法多从土地利用角度出发，利用生态系统服务价值系数进行影响分析，如郑晓奇等[4]利用环渤海地区4期土地利用数据，分析了城镇化对生态系统服务价值变化和流向损益的影响。此外，城镇化与生态系统服务之间耦合关系研究亦受到学者们关注，研究视角主要从空间相关性、耦合协调关系开展，如Zhang等[5]利用空间回归模型分析了武汉市城镇化与生态系统服务价值的空间相关性。渠玉莲等[6]利用耦合协调模型分析南京市城镇化与生态系统服务价值之间耦合协调状况。然而，这些研究主要以经济发达地区为研究对象，鲜有关注我国西部经济欠发达地区。

贵阳市是我国西南区域重要城市之一。近年来经济高速发展推动了城镇化快速增加，这对全市生态环境产生一定压力[7]。同时，贵阳市位于长江和珠江分水岭，其生态环境对长江和珠江流域生态安全极其重要，也为两江流域提供了重要生态系统服务[8]，这是该区社会经济发展的重要基础。因此，以贵阳市为例，分析城镇化与生态系统服务价值的耦合协调关系，以期为贵阳市社会经济与生态环境可持续发展的政策制定提供科学依据。

1数据来源与研究方法

1.1 数据来源

研究所需数据主要有贵阳市社会经济和土地利用数据，其中社会经济数据主要是2000年和2015年贵阳市非农人口与农业人口、一、二和三产GDP、人均GDP、固定资产投资、规模以上工业总产值、人均城乡居民储蓄，主要来源于历年贵阳市统计年鉴和贵州省统计年鉴；土地利用数据来源于地理国情监测平台提供的30m分辨率的土地利用栅格数据，它是利用2000年和2015年Landsat影像，通过人机交互交方式解译得到，经验证，该数据解译精度较高，可以满足本研究需要。

1.2 研究方法

1.2.1 城镇化水平计算

借鉴姚小薇等关于多维城镇化与生态服务价值空间相关性的研究[9]，并结合数据可得性，从人口城镇化、土地城镇化、经济城镇化多维度选择表征城镇化的指标构建城镇化水平评价指标体系(包括非农人口比例、城镇用地占建设用地总面积比值、非农产业GDP、人均GDP、固定资产投资、规模以上工业总产值、人均城乡居民储蓄)，利用层次分析法，确定权重，进而计算贵阳市城镇化水平。

1.2.2 生态系统服务价值评估

生态系统服务价值评估是利用谢高地等提出的中国生态系统服务价值系数表以及研究区土地利用面积进行。由于该系数表为全国尺度，进行贵阳市生态系统服务价值评估需进行系数修正，主要依据贵阳市粮食产量及价格，具体方法参考文献[10]。此外，为更好地衡量区域生态系统服务价值差异，消除各行政区面积大小对生态系统服务价值的影响，利用单位面积生态系统服务价值开展城镇化与生态系统价值之间耦合协调关系研究。

1.2.3 城镇化与生态系统服务价值之间耦合协调模型

依据文献[11]，引入耦合度模型和耦合协调度模型分析城镇化与生态系统服务之间耦合协调关系。

(1)耦合度模型

C=2{(u1·u2)/[(u1+u2)(u1+u2)]}1/2

(1)

式中，C为耦合度，u1为标准化后的城镇化水平，u2为标准化后的生态系统服务价值。C值分为无序发展阶段(C=0)、低水平耦合阶段(C≤0.3)、颉顽阶段(0.3

(2)耦合协调度模型

D=(C·T)1/2

(2)

T=ɑu1+bu1

(3)

式中，D为耦合协调度，T为综合协调指数，ɑ和b为贡献系数，均取0.5。D值分为低度协调(0

2 结果与分析

2.1 贵阳市城镇化水平和生态系统服务价值变化

2000年和2015年贵阳市各区县间的城镇化水平具有较为明显的差距，其中云岩区和南明区城镇化水平较高，修文县城镇化水平较低，并且各区县2015年的城镇化水平均高于2000年。2000-2015年间贵阳市城镇化水平整体呈上升趋势，其中乌当区上升幅度较大，南明区及云岩区呈小幅上升趋势，其他县区上升幅度居中(表1)。

表1 贵阳市城镇化水平和生态系统服务价值变化

2000年和2015年乌当区生态系统服务价值较高，南明区和云岩区生态系统服务价值均较低。2000-2015年间南明区、云岩区、花溪区及乌当区的生态系统服务价值呈下降趋势，而白云区、开阳县、息烽县、修文县及清镇市的生态系统服务价值呈上升趋势，其中云岩区的下降幅度较大，清镇市和白云区的上升幅度较明显(表1)。

2.2 贵阳市城镇化与生态系统服务价值耦合协调关系

2000年和2015年贵阳市城镇化与生态系统服务价值的耦合度整体上均较高，为0.95以上，而南明区和修文县的城镇化与生态系统服务价值耦合度均较低，小于0.1。2000-2015年间云岩区、花溪区及息烽县的城镇化与生态系统服务价值耦合度呈下降趋势，而除南明区无变化外，全市和其他区县的城镇化与生态系统服务价值耦合度均呈上升趋势，其中乌当区的耦合度上升幅度较突出。2000年和2015年花溪区、开阳县、息烽县及清镇市的城镇化与生态系统服务价值均处于高水平耦合阶段，南明区处于无序发展阶段，云岩区处于颉顽阶段；2000-2015年间乌当区和白云区的城镇化与生态系统服务价值由磨合阶段发展为高水平耦合阶段，修文县的城镇化与生态系统服务价值由无序发展阶段发展为低水平耦合阶段，其他地区的耦合度阶段特征维持不变(表2)。

表2 贵阳市城镇化与生态系统服务价值之间耦合度及阶段特征

2000年和2015年贵阳市城镇化与生态系统服务价值的耦合协调度整体上均较高，而南明区和修文县的城镇化与生态系统服务价值耦合协调度均较低；2000-2015年间云岩区的城镇化与生态系统服务价值耦合协调度呈下降趋势，南明区的城镇化与生态系统服务价值耦合协调度无变化，而全市和其他区县均呈上升趋势，其中乌当区的耦合协调度上升幅度较突出。2000年和2015年花溪区、白云区及清镇市的城镇化与生态系统服务价值均处于基本协调阶段，南明区和修文县均处于低度协调阶段，而云岩区处于基本不协调阶段。2000-2015年间乌当区的城镇化与生态系统服务价值由基本协调阶段发展为高度协调阶段，开阳县和息烽县的城镇化与生态系统服务价值由基本不协调阶段发展为基本协调阶段，其他地区的耦合协调度阶段特征维持不变(表3)。

表3 贵阳市城镇化与生态系统服务价值之间耦合协调度及阶段特征

3 讨论与结论

3.1 讨论

随着经济的快速发展，贵阳市城镇化步伐加快[12]，同时在退耕还林(还草)、天然林保护工程、石漠化治理等作用下贵阳市生态环境质量改善[13]，这使得贵阳市城镇化与生态系统服务价值之间耦合度和耦合协调水平较高。然而，由于贵阳市不同区县发展速度及生态环境质量的差异，导致不同区域城镇化与生态系统服务价值之间协调关系存在不同，如南明区和云岩区的城镇化自2000年以来就处于较高水平，而在城镇化影响下南明区和云岩区的生态环境质量下降，进而导致这两个区域的城镇化与生态系统服务价值之间的耦合度和耦合协调度均较低。

3.2 结论

2000和2015年贵阳市云岩区和南明区城镇化水平均较高，且2000-2015年间贵阳市全部区县城镇化水平均呈增加趋势。2000和2015年贵阳市乌当区生态系统服务价值较高，云岩区和南明区较小，2000-2015年间除云岩区、南明区、花溪区、乌当区外，其他地区生态系统服务价值均呈增加趋势。

2000年贵阳全市、花溪区、开阳县、息烽县、清镇市城镇化与生态系统服务价值之间耦合度较高，而南明区、云岩区、修文县的耦合度较低。除南明区、云岩区和修文县外，2015年贵阳全市及其他区县耦合度均较高。2000-2015年贵阳市大部分区县城镇化与生态系统服务价值之间耦合度呈增加趋势。

2000年贵阳全市及大部分区县城镇化与生态系统服务价值之间耦合协调度处于基本协调和基本不协调阶段，2015年大部分区县处于基本协调阶段。除南明区和云岩区外，2000-2015年贵阳全市及其他区县城镇化与生态系统服务价值之间耦合协调度呈增加趋势。