土地利用與生態環境耦合關系研究
——以呼和浩特市為例

孫紅星

(內蒙古師范大學 地理科學學院,內蒙古 呼和浩特 010000)

土地利用與生態環境耦合關系研究
——以呼和浩特市為例

孫紅星

(內蒙古師范大學 地理科學學院,內蒙古 呼和浩特 010000)

為探討呼和浩特市土地利用與生態環境的耦合關系，文章選取了反映土地利用與生態環境狀況的17個指標，經過標準化數據，得出權重，得到各年的耦合類型與耦合關系。研究表明：2006年兩者耦合關系為勉強耦合，2007年、2008年為初級耦合，2009年、2010年為中度耦合，2011年達到良好耦合。在未來經濟社會發展時期，當地應總結經驗與教訓，促進區域可持續發展。

土地利用;生態環境;耦合;呼和浩特市

0 引言

土地利用是某一區域內各環境因子的綜合產物。自然環境對土地利用方式有明顯的限制作用，經濟和社會同樣對其產生影響[1]。合理開發土地有助于改善人類社會生活水平，但近年來因人類不合理利用土地，使生態環境不斷惡化。如何促進土地利用與生態環境的協調發展，尤其是大城市中兩者的耦合關系，引起了人們的廣泛關注，并成為學術專家討論的熱點話題。

呼和浩特市土地利用類型以耕地、林地為主，土地利用存在結構單一，用地不合理等問題，且土壤鹽漬化現象嚴重，生產力較為低下。當地氣候類型為半干旱溫帶大陸性季風氣候，降水較少，屬于生態環境脆弱地帶。在此基礎上研究兩者之間的耦合關系變得尤為重要。

1 數據與方法

1.1 數據

數據主要來源于《呼和浩特市統計年鑒》(2006—2011年)和《呼和浩特市國民和經濟社會發展統計公報》(2006—2011年)。

1.2 方法

1.2.1 構建評價指標體系

在對本文基本概念深刻理解的基礎上，遵循科學性、可操作性和系統性原則，借鑒有關專家和學者的研究，從土地利用與生態環境水平兩個方面共選取了17個指標，構建了評價指標體系[2](詳見表1)。

1.2.2 數據標準化

為消除量綱、數量級等不同對研究結果的影響，采用極差標準化方法對數據進行標準化。數值越大對上一級系統越有利采取正向公式，數值越小越有利采取負向公式。為消除數據0的影響，保證計算公式有意義，對數據進行平移。公式如下：

正向指標公式：

(1)

表1 土地利用與生態環境評價指標體系

續表

負向指標公式：

(2)

注：上式中xij是指第i年第j項指標；Xij是標準后的數值；max(xj)和min(xj)是指第j項指標的最大值和最小值。

1.2.3 評價指標權重的確定

本文采用客觀分析法中的熵值法來計算權重[3-4]。

(1)規范化：計算第i年第j項指標的比重

(3)

(2)計算第j項指標的熵值

(4)

(3)計算第j項指標的差異性系數

gj=1-hj

(5)

(4)計算各指標的權重

(6)

1.2.4 評價模型及評價值的確定

本文采用耦合度模型[5]，其計算公式如下：

地利用函數:

(7)

生態環境函數:

(8)

注：F(x)為土地利用綜合指數，Wi為土地利用第i個指標的權重，Xi為土地利用第i個評價指標的標準化值；G(y)為生態環境綜合指數，Wj為生態環境第j個指標的權重；Xj為生態環境第j個指標的標準化值。

土地利用與生態環境耦合度評價函數：

(9)

注：上式中，C代表耦合度，k代表調節系數，這里設k=2。

但是此函數僅能說明耦合水平，并不能說明發展情況，為此我們選擇下列具有較強穩定性和操作性的函數。

耦合發展度函數：

T=aF(x)+bG(y)

(10)

注：T代表綜合評價指數；這里取a=b=0.5

(11)

注：D代表耦合發展度。

2 土地利用與生態環境耦合關系分析

據表2可得出以下結論：

(1)近幾年呼和浩特市土地利用與生態環境耦合發展關系是逐年上升的。2006年耦合關系為勉強耦合，2007年和2008年屬于初級耦合，2009年和2010年屬于中度耦合，2011年為良好耦合發展。在當地《2006年國民經濟和社會發展計劃執行情況》中說明其城市建設項目取得明顯進展。土地利用綜合指數在近幾年中排名第一。但是生態環境綜合指數卻是近幾年中最低的，反映生態環境水平的指標中權重值最大的C15-工業煙塵去除量在近幾年中也是排名較后的，原因可能是在加快經濟發展的過程中，沒有兼顧到對生態環境的影響，導致“三廢”排放量較高。由于以上原因，2006年兩者間呈現勉強耦合。2007年和2008年土地利用綜合指數有小幅下降。2007年是內蒙古自治區成立60周年，為做好迎慶工作，當地重點開發建設項目，建設用地明顯增多。2008年土地利用綜合指數較低，可能是由于2008年的“三鹿奶粉”事件造成了以奶制品為主要經濟來源的該市經濟水平的下降，其間接影響著土地利用水平。但2007年和2008年生態環境綜合指數卻逐年上升。相關資料顯示當地在這兩年內加快轉變經濟發展方式，在工業結構調整方面做了以下工作，一是引進新能源、新材料、新技術為主的工業重點建設項目；二是積極引進風能、太陽能和生物質能等可再生能源。隨著節能減排和環保措施的逐步落實，2008年全市好于二級以上空氣質量天數達341天，在北方15個省會城市中位居第一，屬于初級耦合。2009～2010年土地利用綜合指數和生態環境綜合指數較2008年有所上升。2011年土地利用綜合指數達到與2006年相差不大的水平，生態環境綜合指數也達到近年來最高水平，屬于良好耦合。土地利用方面，在人口自然增長率減少3%的基礎上，經濟發展較為快速，單位土地面積GDP(萬元/km2)比上年提高了180.88 萬元，其土地利用尤其是耕地利用程度顯著提高；單位面積固定資產投資額(萬元/km2)也比上一年增加了約87.34萬元；單位面積工業生產總值(萬元/km2)比上年增長了近54.79萬元；城鎮居民人均可支配收入(元/人)比上年增長了3703元，農村居民人均純收入(萬元/人)比上年增長了1292元。可見土地利用方式較為合理。

(2)生態環境總是處于滯后型，也就是土地利用水平較生態環境水平要高。雖然當地政府與企業采取了相關措施來改善生態環境，但因為以下問題而不能跟上土地利用發展的步伐。地處干旱溫帶大陸性季風氣候區，春季多大風，地理位置對其環境問題存在很多不利因素。近些年來國家普遍注重追求經濟發展而忽視了對生態環境的保護，導致環境問題的積累，故不能短時間內取得明顯成效。2011年工業煙塵排放量(噸)比上年增加了8373噸，但是工業煙塵去除量(噸)比上年增加了2782931噸，可見當地在工業煙塵去除這方面，政府和環境部門等較為重視，采取了相應措施來改善這一環境問題，并取得明顯成果。工業廢水排放量(萬噸)比上年減少了160萬噸，工業廢水排放達標量率連續3年達到100%，實為不易。當地應該總結以上經驗與教訓，更好地規劃土地利用，改善生態環境。

表2 2006～2011年土地利用與生態環境耦合關系計算結果

3 呼和浩特市土地利用與生態環境耦合發展的解決對策

3.1 加大環境整治力度，加強生態環境建設與保護

堅持預防為主、防治結合的方針，建立生態保護機制,加強對城市“三廢”排放量的監督與治理，增加自然保護區、生態示范區和生態功能保護區的數量和面積，統一協調土地利用與生態環境的發展水平，通過科學、合理的手段引導耦合關系達到同步型。

3.2 優化城市土地結構，促進土地集約利用

優化城市土地結構，對統籌城市經濟社會發展，實現土地利用與生態環境優質耦合關系具有重要的指導意義，同時應該集約、節約利用土地，達到城市經濟又快又好的發展[6-7]。

3.3 構建生態環境友好型土地利用模式，確保土地可持續利用

現階段，應進行土地整理，努力建成生態功能區；改善土地生態環境和生產條件；實行現代農業土地利用模式，同時要多渠道加大對農業投入，增強農業科技創新能力，保護農業生態環境，力求實現土地利用、社會經濟和生態環境三者之間的協調發展。

[1] 范海嬌.呼和浩特市土地利用與生態效益動態變化規律研究[D].呼和浩特：內蒙古師范大學,2014：21-22．

[2] 劉新平,孟梅.土地持續利用與生態環境協調發展的耦合關系分析[J].干旱區地理，2011，34(1)：173-178．

[3] 孫興輝.呼和浩特市土地利用變化與可持續利用對策分析[J].經濟論壇，2012，509(12)：38-41．

[4] 余鳳鳴,周杜輝,杜忠潮，等.陜西省經濟發展與生態環境耦合關系研究[J].水土保持學報，2012，32(4)：292-297.

[5] 李佳.河南省土地利用與生態環境耦合關系分析[D]．哈爾濱：東北農業大學，2013：15-17．

[6] 顏丙金.干旱綠洲區土地集約利用與生態環境的耦合關系研究：以甘州區為例[D]．蘭州：西北師范大學，2012：44-46．

[7] 董建軍,張慶,朱建明.呼和浩特市土地利用變化及其景觀格局和生態環境效應分析[J].內蒙古大學學報(自然科學版)，2008，39(4)：417-424．

責任編輯：何玉付

2017-03-20

孫紅星(1992—),女,山西呂梁人,自然地理學專業2015級碩士研究生，研究方向：水資源利用。

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1671-8275(2017)04-0113-03