廣州白云山生態廊道與山麓廢棄舊機場更新的耦合研究
——以白云新城核心區規劃建設為例

俞明海

廣州工程技術職業學院,廣東 廣州510075

生態廊道原本是生物學專用詞，城市化進程加劇，城市生態空間急劇縮小，呈現零散、分散的特點，因此生態廊道在城市生態環境建設中應運而生，目的是打造大面積、多樣化的集中生態空間[1]。生態廊道具有防止水土流失、防風固沙、調節城市旱澇等生態功能，是解決工業化、城市化導致的環境弊端的有效手段[2,3]。生態廊道不僅具有生態保護與調節作用，更具備綜合效益。白云山生態廊道是白云新城核心區規劃建設的關鍵部分，白云山生態廊道對城市生態調節、周邊經濟發展具有促進作用[4]。山麓廢棄舊機場的更新是一項持久、復雜的工程，需從生態、經濟方面考慮周邊區域對其推動作用，以2000～2018 年間白云新城核心區規劃建設的實踐為例，探究廣州白云山生態廊道與山麓廢棄舊機場更新的耦合關系，為重新修建廢棄舊機場提供有效分析依據[5,6]。文章構建向量自回歸(Vector autoregression,VAR)模型，利用基于VAR 模型的廣義脈沖響應函數研究白云山生態廊道的環境負載率、能值廢棄率與地區人均GDP 的關系[7]；同時構建白云山生態廊道系統、山麓廢棄舊機場系統的耦合度模型、協調度模型以及耦合協調度模型，從生態與經濟角度綜合考慮白云山生態廊道與山麓廢棄舊機場更新的耦合關系。

1 白云山生態廊道與山麓廢棄舊機場更新的耦合關系分析

1.1 向量自回歸模型

向量自回歸模型，簡稱VAR 模型。采用模型中全部當期變量對全部變量的某些滯后變量進行回歸是VAR 模型的主要運行過程，屬于非結構化多方程范疇[8]，功能是預測相關時間序列系統、分析隨機擾動對變量系統的動態影響。方程形式如下：

其中，yt、xt分別表示m內生變量向量、e維外生變量向量，C1,C2,…,Cg與D1,D2,…,Dr是待估計參數矩陣，g階與r階是內生變量與外生變量的滯后期。ηt表示隨機擾動項，相同時間內的元素互相關聯，不同自身滯后值、模型右側變量關聯。

廣義脈沖響應函數簡稱GIRF，表達式如下：

1.2 耦合協調度模型

互相影響的兩個系統相互作用、和諧發展的狀態稱為耦合協調，一般用來描述兩個相互影響的系統耦合、協調綜合的程度。構建耦合度、協調度、耦合協調度模型，以2000～2018 年白云新城核心區規劃建設實踐為例，研究廣州白云山生態廊道同山麓廢棄舊機場更新間耦合協調發展狀況。其中兩個系統分別為白云山生態廊道系統、山麓廢棄舊機場系統。

1.2.1 子系統的有序度評價模型構建 有n個子系統存在系統s中，存在ci個表達系統i發展狀況的序參量，子系統第j個序參量為hij，i=1,2,…,n，j=1,2,…,ci。系統參數變化量即為序參量，有正向、負向兩種指標，分別為促進與抑制作用：即系統有序度隨序參量增加出現增加或減少的狀況。公式（3）為序參量對子系統的有序度（貢獻值）：

公式中，當生態廊道系統、山麓廢棄舊機場系統處于穩定狀態時，hij的最大值與最小值分別為bij、aij；qi(hij)∈[0,1]，數值較大時說明有序度對子系統i的貢獻度越大。

利用熵值法確定序參量hij的權重ωij，保證結果不受人為思想左右。無量綱處理全部序參量解決單位不統一的問題，此處使用均值法，表達式如公式（4）所示：

式中，dij是差異常數，存在幾何意義，表示信息熵zij與1 的距離，且zij與dij、序參量權重ωij成反比；公式（5）為信息熵的具體形式：

式中，y表示年份總數，l ij（t）表示第t年序參量的概率值。

1.2.2 子系統的耦合度模型構建 子系統之間作用的強度稱為耦合度，耦合強度高說明子系統之間作用較強。公式（6）為耦合度計算方法：

1.2.3 子系統協調度模型構建 子系統協調度模型如公式（7）所示：

式中，?,φ,…,λ表示子系統對符合系統協調度的貢獻程度。

2 實驗分析

以2000～2018 年間白云新城核心區規劃建設的實踐為例，采集此期間白云山生態廊道系統、山麓廢棄舊機場系統的各項發展數據，計算數據能值得到兩系統的基本分析數據。應用變量如下：環境負荷率(Environmental Load Ration,ELR)、能值廢棄率(Emerge Waste Ration,EWR)、人均GDP。

2.1 白云山生態廊道與山麓廢棄舊機場的格蘭杰因果檢驗

表1、表2 為白云山生態廊道與山麓廢棄舊機場的格蘭杰因果檢驗結果。

表1 LNRJGDP 與LNELR 的格蘭杰因果檢驗結果Table 1 Granger causality test results of LNRJGDP and LNELR

表2 LNRJGDP 與LNEWR 的格蘭杰因果檢驗結果Table 2 Granger causality test results of LNRJGDP and LNEWR

分析表1 與表2 可知，滯后期1～3 中，LNELR 不是LNRJGDP 的格蘭杰原因，僅在滯后1 期LNRJGDP 是LNELR 的格蘭杰原因，這種情況說明白云山生態廊道環境負荷率增長一定程度上促進地區經濟增長，對山麓廢棄舊機場更新存在積極耦合作用，但是作用不顯著；滯后期1～3 中，LNRJGDP 與LNEWR 互為格蘭杰原因，說明白云山生態廊道的能值廢棄率對山麓廢棄舊機場更新耦合作用相對明顯。

2.2 廣義脈沖響應分析

利用廣義脈沖響應分析環境負荷率與經濟增長的關系、能值廢棄率與經濟增長的關系（表3）。

表3 廣義脈沖響應分析結果Table 3 Generalized impulse response analysis results

2.2.1 環境負荷率與經濟增長 分析表3 可知，LNELR 對LNRJGDP 的響應正負情況如下：1～2 期為正、3～5 期為負、6～10 為正，總值為0.8241，總體看來，白云山生態廊道環境負荷率增長促進地區經濟發展，對山麓廢棄舊機場更新在環境、經濟方面具有促進作用。LNEWR 對LNRJGDP 的響應全部為正，0.3337 是響應總計值，數據顯示環境負荷率上升與經濟增長成正比，有積極作用。

2.2.2 能值廢棄率與經濟增長LNRJGDP 對LNELR 的響應、LNRJGDP 對LNEWR 的響應皆為正，總計數值分別為0.9376、0.8255，該數據表明白云山生態廊道能值廢棄率提升可促進經濟發展，因此，白云山生態廊道對于山麓廢棄舊機場的更新存在耦合作用。

以上研究從環境負荷率、能值廢棄率角度對白云山生態廊道與山麓廢棄舊機場更新的耦合關系進行研究，結果表明兩者存在一定的耦合關系。接下來從白云山生態廊道與山麓廢棄舊機場的整體發展與現狀出發，研究兩者的耦合關系。

2.3 耦合度、協調度以及耦合協調度分析

白云山生態廊道系統、山麓廢棄舊機場系統耦合協調度統計結果如圖1 所示。

圖1 2000～2018 年兩系統耦合協調度統計Fig.1 Statistics of the coupling degrees of two systems from 2000 to 2018

2.3.1 耦合度分析 圖1 顯示：白云山生態廊道系統與山麓廢棄舊機場系統耦合度為總體提升趨勢，表明隨時序變化兩個系統聯動性關聯緊密。詳細分析可知：2014 年，兩系統耦合度出現階段性峰值，鄰近的2015 年出現下滑趨勢，出現階段極小值，由2015 年變化趨勢可知本年度白云山生態廊道系統與山麓廢棄舊機場系統耦合度聯動性相對較弱，呈現獨立發展的狀態。

2.3.2 協調度分析 總體看來白云山生態廊道系統與山麓廢棄舊機場系統的協調度為波動提升趨勢，初始階段，2000～2011 年期間，兩系統協調度處于上升狀態，均衡發展；相對2014 年而言，2013年與2015 年協調程度有所降低，呈現階段性低谷，此時協調度處于不均衡發展態勢；自2015 年開始，白云山生態廊道系統與山麓廢棄舊機場系統協調度穩步上升，兩系統協同發展，2018 年時，兩系統協調度達到0.82。

2.3.3 耦合協調度分析2000～2018 年期間，系統耦合協調度在0.38～0.76 之間，經歷了失衡發展與基本均衡的階段，一番波折之后呈現較好的耦合協調發展態勢。統計結果表明：兩系統之間存在關聯性、耦合程度較好，若要達到兩系統高度耦合、互相促進的狀態還需一定的積累與發展，在以后規劃中，加大兩個系統區域的關聯建設，白云山生態廊道發展可為山麓廢棄舊機場更新創造有利條件。

3 結論

本文以2000～2018 年間白云新城核心區規劃建設的實踐為例研究了白云山生態廊道與山麓廢棄舊機場更新的耦合關系，結果表明：兩者存在一定的耦合關系，但是效果不顯著，為此，可成立具有跨區域協調能力的組織機構，協調兩個協調間規劃與建設；同時，加大建設與開發力度更新廢棄舊機場，為白云山生態廊道發展提供生態創新與經濟發展機遇，提升白云山生態廊道與山麓廢棄舊機場的耦合度。