馬鞍山市城市化與生態環境耦合協調發展研究

陶長交, 夏安桃, 李大鵬

馬鞍山市城市化與生態環境耦合協調發展研究

陶長交, 夏安桃*, 李大鵬

湖南師范大學資源與環境科學學院, 長沙 410081

伴隨城市化的快速推進, 生態環境面臨日益嚴峻的挑戰, 因此研究城市化與生態環境的耦合協調發展顯得尤為重要。以安徽省馬鞍山市的街道及鄉鎮為研究對象, 利用DMSP/OLS夜間燈光數據和Landsat遙感影像數據, 建立夜間燈光指數和遙感生態指數, 并引入耦合協調模型, 對1993—2013年馬鞍山市城市化與生態環境耦合協調關系進行探索。結果表明: (1)1993—2013年馬鞍山市城市化水平提高, 但城市化水平存在地區差異, 城市化水平高的地方主要集中在花山區和雨山區; (2)1993—2013年馬鞍山市生態環境質量呈現先上升再下降的趨勢, 生態環境較好的地區主要分布在西部丘陵地區如含山縣的清溪鎮、仙蹤鎮、昭關鎮等地方; (3)1993—2013年馬鞍山市城市化與生態環境耦合協調發展水平提升, 耦合度和耦合協調度不斷提高, 耦合協調類型由低度協調階段轉向中度協調階段; 在馬鞍山市東西和南北方向耦合協調度空間演變趨勢皆呈倒U型。該研究結果可為馬鞍山市城市的發展和生態環境的保護提供科學參考。

夜間燈光指數; 遙感生態指數; 耦合協調模型; 趨勢面分析; 城市化與生態環境; 馬鞍山市

0 前言

在空間的集聚擴散機制作用下, 城市可以促進區域產業結構轉型升級和經濟高質量發展。城市化是指人口向城市區域聚集、城市地域空間擴張、城市經濟輻射效應增強、城市生活方式及價值觀念擴散等一系列的過程[1]。城市化是衡量經濟發展水平的重要指標, 在一定程度上可以代表經濟發展程度。但隨著城市化的推進, 一些區域出現了資源過度性開發和環境污染等一系列問題, 生態環境受到巨大的影響。生態環境是城市居民生存與進行經濟活動的重要基礎。生態環境的破壞使城市經濟的可持續發展面臨潛在的威脅。城市化和生態環境之間的矛盾日益凸顯, 甚至阻礙了經濟的發展, 因此如何協調兩者之間的關系是亟需解決的問題。

關于城市化與生態環境的耦合協調發展研究, 不同專業領域的學者對此方面皆做了深層次的研究。梁龍武等[2]利用系統指數評估模型對京津冀城市群的城市化與生態環境系統及其子系統指數值進行探析, 進而研究城市化與生態環境協同發展格局; 史戈[3]運用關聯度和耦合協調模型, 闡述了中國海岸帶地區城市化與生態環境耦合協調的時空演變機制; 陳曉紅等[4]剖析了城市化與生態環境耦合的脆弱性與協調性之間的作用機制與規律, 以推動城市化與生態環境的可持續發展; 曾浩等[5]利用層次分析法來定量測度關于武漢市城市化水平與生態環境質量的指標體系, 分析武漢市城市化與生態環境的協調發展狀況。但許多學者主要是通過構建經濟社會指標體系, 對城市化與生態環境兩者之間的協調關系進行研究。隨著地理信息技術的發展, 有些學者利用DMSP/OLS夜間燈光數據研究城市化水平, 遙感影像數據研究生態環境質量, 并在這兩方面進行了大量的實證研究。Imhoff等[6–7]利用燈光數據, 估計城市面積和城市擴張, 進而研究城市化進程對土壤資源的影響; 陳昕等[8]通過引力模型測算京津冀城市空間關聯強度, 利用DMSP/OLS夜間燈光亮度表示城市化的水平, 進一步分析京津冀城市群城市社會經濟區位度的時空變化趨勢; 徐夢潔等[9]以燈光數據為基礎, 構建城市化水平指數, 并且結合經濟社會統計數據, 探究長三角城市群城市化進程和空間模式。此外, 通過遙感影像提取綠度、濕度、干度和熱度指標, 進行主成分分析, 可以得到表征生態環境狀況的遙感生態指數(RSEI)。楊江燕等[10]基于新型遙感生態指數(RSEI)對雄安新區生態環境質量進行了評估; 宋慧敏等[11]以遙感影像數據為基礎, 運用遙感生態指數模型(RSEI), 對渭南市的生態環境進行分析與監測; 程志峰等[12]基于遙感影像光譜信息, 計算遙感生態指數(RSEI), 定量評價蘇錫常城市群生態質量變化情況。通過相關學者的研究, 我們可知夜間燈光數據可以表示城市化水平, 則遙感生態指數可以表現生態環境狀況。因此, 本論文以夜間燈光數據和遙感影像數據為基礎, 采用耦合協調模型, 研究城市化與生態環境之間的協調發展狀況。

馬鞍山市是以“鋼鐵城市”著稱, 安徽省經濟相對發達的城市之一。它是以重工業為經濟基礎, 城市經濟實力相對較強。但隨著馬鞍山市城市化水平的提高, 生態環境面臨著巨大的壓力。如何協調馬鞍山市城市化與生態環境之間的關系成為至關重要的問題。為實現馬鞍山市城市化與生態環境的可持續發展, 本文基于夜間燈光數據(DMSP/OLS)與遙感影像數據, 建立夜間燈光指數與新型遙感生態指數, 并利用耦合協調模型, 研究馬鞍山市的城市化與生態環境的耦合協調關系。這為馬鞍山市的綠色發展與生態文明建設提供了參考, 同時也為研究城市化與生態環境之間的耦合協調發展水平, 提供了一種嶄新的視角。

1 研究區概況

馬鞍山市位于安徽省東部且長江下游南岸。馬鞍山市轄3區3縣, 區與縣又下轄12個街道、36個鄉鎮(圖1), 北側與江蘇省江寧縣靠近, 東面與江蘇省高淳縣接壤, 南面與蕪湖市毗鄰, 西臨巢湖市。它的地理位置優越, 長江水路東距上海440 km, 西達武漢685 km, 陸路北離南京市區45 km, 南距蕪湖市區50 km。馬鞍山市地勢總體較平坦, 以丘陵與平原為主。它屬亞熱帶濕潤季風氣候, 四季分明, 年平均氣溫15.7℃, 市區年降水量1060 mm左右。此外, 馬鞍山市境內河道縱橫, 湖塘密布, 水域總面積約360 km2。

馬鞍山市是國家重要的鋼鐵工業基地, 工業經濟相對發達, 在安徽省經濟格局占有十分重要的地位。同時馬鞍山市是區域中心城市, 既是合肥都市圈和南京都市圈中重要的城市, 也是皖江城市帶承接產業轉移示范區門戶城市和長江三角洲經濟區的東部門戶。馬鞍山市擁有的經濟和區位優勢使它利于接受長江三角洲城市群、南京都市圈及合肥都市圈的經濟輻射。截止2014年底, 馬鞍山市行政區域土地面積733 km2, 其中建成區面積為92.34 km2。全市實現地區生產總值1333.12億元, 人均GDP為60091元, 社會消費品零售總額228.15億元, 城鎮居民人均可支配收入32565元, 農民居民人均純收入14969元。

注: 1. 江邊街道2. 金家莊街道3. 慈湖街道4.塘西街道5. 平湖街道6. 沙塘路街道7. 雨山街道8. 湖東街道9. 采石街道10. 安民街道11. 桃源路街道12. 解放路街道13. 佳山鄉14. 慈湖鄉

Figure 1 The administrative division of Maanshan City

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

研究數據來源主要包括兩個方面: ①DMSP/ OLS穩定夜間燈光數據。它來源于美國國家地球物理數據中心(http://www．ngdc.noaa.gov)。本文研究所用的夜間燈光數據為F101993、F142003、F182013。由于DMSP/OLS穩定夜間燈光數據沒有進行輻射定標, 存在同一傳感器獲取的不同年份數據存在異常、不同傳感器獲取相同年份數據不一致等問題, 使數據不具有連續性與可比性, 所以需要對獲得的夜間燈光數據進行相互校正。本文參考Elvidge、張夢琪、曹子陽等人的研究方法[13–15], 對夜間燈光數據F101993、F142003、F182013進行相互校正, 消除了各種因素對夜間燈光數據的影響, 從而使不同數據之間具有可比性(相互校正后的圖像如圖2)。相互校正的公式為一元二次回歸方程:

式中DN、DNcorrect分別為校正前、后像元的灰度值; a、b、c為回歸參數。

②遙感影像圖來源于地理空間數據云(http:// www.g scloud.cn/)。本文研究采用的遙感影像由衛星landsat 5與landsat 8產生, 選取的影像時間分別為1993年11月24日(landsat 5 TM)、2003年11月4日(landsat 5 TM)、2013年12月1日(landsat 8 OLI)。在利用遙感影像數據之前, 需要對遙感數據進行預處理。首先, 進行輻射校正。輻射校正分為輻射定標和大氣校正, 在envi5.1中分別利用Radiometric Correction工具和FLAASH Atmospheric Correction工具進行輻射定標和大氣校正, 其中對于熱紅外波段采用Gain和Bias參數手動定標, 進而消除大氣、光照等因素的影響。其次, 進行幾何校正。不同時間段的Landsat影像之間采用二次多項式和最鄰近采樣法進行幾何配準, 配準的均方根誤差RMSE< 0.5[16], 以提高遙感影像的準確性與可比性。最后, 利用馬鞍山市行政圖對遙感影像圖進行裁剪, 得到馬鞍山市遙感影像圖, 同時需對馬鞍山市遙感影像數據進行水體掩膜[17], 使水體不參與各種運算。馬鞍山市河渠與湖塘較多, 需避免水體對綠度、濕度、熱度及干度四個指標尤其濕度指標的影響。

圖2 1993、2003和2013年馬鞍山市DMSP/OLS夜間燈光數據

Figure 2 DMSP/OLS night light data in Maanshan City from 1993 to 2013

2.2 研究方法

2.2.1 夜間燈光指數(NLI)

北京師范大學陳晉教授以DMSP/OLS非輻射定標夜間燈光平均強度數據為基礎構建了一個反映區域城市化水平的燈光指數[18]。陳晉教授利用區域平均燈光強度指標和區域有效燈光面積指標構建了夜間燈光指數。由于馬鞍山市1993、2003和2013年的燈光數據的灰度值都大于或者等于1, 各區域均為有效燈光區域, 所以本文結合馬鞍山市的實際狀況, 只選用區域平均燈光強度指標作為夜間燈光指數(NLI)來反映城市化水平。其公式為:

2.2.2 生態環境指數(RSEI)

本文采用徐涵秋提出的新型遙感生態指數(RSEI)來評價生態環境質量[19], RSEI選取的四個指標分別為綠度、濕度、熱度和干度, 分別代表著植被指數、濕度指數、地表溫度和干度指數。RSEI公式為:

式中, NDVI代表植被指數, WET代表濕度指數LST代表熱度指數, NDBSI代表干度指數。四個指標計算之后, 單位與數值范圍均不一樣, 必須將各指標進行標準化處理, 將數值范圍統一到[0,1]之間, 使各指標之間具有一定的可比性。各指標標準化公式為:

式中NIi為各指標歸一化后的值, Ii為該指標在象元i的值, Imin為各指標的最小值, Imax為各指標的最大值。四個指標經過標準化處理后, 將歸一化后的指標組合成一幅新的影像, 并對其進行主成分分析處理, 選擇輸出第一主成分結果, 對PC1進行歸一化處理, 生成遙感生態指數(RSEI), 其公式為:

2.2.3 耦合協調模型

耦合來源于物理學, 其涵義是兩個或者兩個以上體系或運動形式相互作用而又相互影響的過程[20]。目前許多學者利用耦合度模型以研究經濟發展水平、生態環境建設等方面的內容, 豐富了此方面內容的理論體系。它是剖析系統相互作用程度、運行機制、可持續發展的重要前提和基礎。本文借鑒物理學中容量耦合系數模型, 引入城市化與生態環境兩個系統相互作用的耦合度函數[21–22], 其公式如下:

公式(6)、(7)、(8)中: f(U)是城市化水平的綜合指數(NLI), g(E)是生態環境系統綜合指數(RSEI), C值耦合度, D值是耦合協調度; T值是城市化與生態環境綜合調和指數, α與β分別為城市化與生態環境在綜合調和指數中所占比重, 本文認為經濟發展和生態環境同等重要, 取α=β=0.5。結合馬鞍山市實際情況, 借鑒物理學關于協調類型的劃分及前人研究的成果, 本文將城市化與生態環境的耦合協調度劃分為四種類型[24–26](表1)。

2.2.4 趨勢面分析

趨勢面分析是指利用空間數據擬合出一個數學曲面, 以表示離散的地理系統要素在空間上的分布及變化趨勢。本文以1993年、2003年、2013年3個時間節點的耦合協調度為數據, 運用趨勢面法分析馬鞍山市街道及鄉鎮城市化與生態環境耦合協調度的總體分異趨勢。設Zi(xi,yi)為i個街道及鄉鎮的位置, (xi,yi)為平面空間坐標, X軸代表東西方向, Y軸代表南北方向。

表1 耦合協調度類型劃分標準

3 結果分析

3.1 城市化發展特征分析

依據陳晉教授提出的夜間燈光指數公式, 得到了馬鞍山市各個街道及鄉鎮的夜間燈光指數。從總體上看(表2), 1993—2013年馬鞍山市城市化水平提高, 平均夜間燈光指數由1993年的0.203上升至2013年的0.392, 并且2003—2013年的城市化進程速度高于1993—2003年; 通過各年份馬鞍山市的夜間燈光指數最值, 可以發現馬鞍山夜間燈光指數最大值與最小值相差較大, 這說明馬鞍山市各街道及鄉鎮的城市化水平與經濟發展水平差距大, 各個地區的城市化與經濟水平發展不平衡。從空間結構上看(圖3), 1993年馬鞍山市城市化水平較低, 燈光指數在0.7以上, 大部分聚集在花山區的一些街道(金家莊街道、塘西街道等), 其他縣區街道及鄉鎮的燈光指數較低; 2013年馬鞍山城市化水平有一定的提高, 燈光指數達到0.9以上, 主要集中在花山區和雨山區的街道(慈湖街道、安民街道等), 主要是因為這些地區是馬鞍山市區即西部沿江經濟區的一部分, 產業高度聚集, 生產力水平較高, 經濟發展較快。但大部分地區的燈光指數仍然較低。這20年之間, 馬鞍山市雖然城市化水平有所提高且主要向東南方向發展, 但有些區縣的街道及鄉鎮城市化水平提高的速度較慢且各個區縣的街道及鄉鎮存在很大差距。

3.2 生態環境質量變化態勢分析

主成分分析通過對特征光譜空間坐標軸的旋轉, 以消除各指標間的相關性, 將最重要的信息集中在第一主成分和第二主成分[27]。對各指標歸一化后合成的遙感影像圖進行主成分分析, 可得到各年份每個指標的貢獻率及特征值。由表3可知, 1993年、2003年、2013年第一主成分特征值貢獻率分別為95.96、92.20、97.67, 貢獻率均大于90%, 這表明第一主成分已集中了4個指標的絕大部分信息; NDVI和Wet均為正值, 對馬鞍山市的生態環境起促進作用, NDSI和LST均為負值, 對馬鞍山市的生態環境起負面作用, 這與實際情況相符; 這四個指標在其他主成分中忽正忽負, 不具有穩定性, 而4個指標對PC1的貢獻度相對穩定, 因而選擇PC1來代替4個指標創建遙感生態指數(RSEI)。

表2 1993、2003和2013年馬鞍山市夜間燈光指數

圖3 1993、2003和2013年馬鞍山市夜間燈光指數空間分布

Figure 3 Spatial distribution of night light indexin Maanshan City from 1993 to 2013

表3 主成分分析結果

從整體上看(表4), 1993—2013年馬鞍山市生態環境質量狀況發生了變化。1993—2003年馬鞍山市RSEI由0.333上升到0.369, 而2003—2013年馬鞍山市RSEI又下降到0.351, 生態環境受到一定的損害。由于馬鞍山市是資源型工業城市, 資源的掠奪式開發及重工業的發展, 對生態環境造成影響; 而政府為了改善當地的生態環境, 采取了一些措施, 使生態環境的指標在一定程度上有所改善; 但隨著工業化的推進和城市化水平的提高, 生態環境還是不可避免的受到影響。此外, 1993年綠度均值為0.132, 到2003年升到0.340,再到2013年的0.201; 1993年濕度均值為0.038, 到2013上升年到0.059, 2013年下降到0.014; 1993-2013年, 1993年熱度與干度為20.834、0.105, 2013年上升到23.256、0.172。這是因為工業化和城市化建設過程中, 農用地、林地及未利用地被開發及城市基礎設施不斷完善, 導致植被的破壞和地表的不斷干化。

從空間分布來看(圖4), 1993—2013年生態環境較差的地區主要集中在花山區和雨山區, 主要是因為該地區城市化水平相對較高, 建筑物密集, 人們活動強度大; 生態環境較好的地區主要集中在西部地區含山縣的清溪鎮、仙蹤鎮、昭關鎮等地方, 因為該地區是丘陵地區, 城市建設活動少且開發力小。但隨著經濟的發展, 城市開發建設力度的加大, 生態環境質量較好的地區緊縮。

表4 各年份4個指標和遙感生態指數RSEI的統計值

圖4 1993、2003和2013年馬鞍山市遙感生態指數RSEI

Figure 4 Spatial distribution of remote sensing ecological index (RSEI) in Maanshan City from 1993 to 2013

3.3 耦合度和耦合協調度特征分析

從整體上看(圖5), 1993—2013年馬鞍山市各區縣的街道及鄉鎮城市化與生態環境耦合協調發展水平提高, 耦合協調度呈平穩上升趨勢。1993年耦合協調度均值為0.369, 2003年為0.432, 到2013年耦合協調度均值上升至0.465。當涂縣的塘南鎮與護河鎮在2003年的協調度略有下降, 且雨山區的平湖街道及雨山街道和花山區的金家莊街道、江邊街道、湖東路街道及沙塘路街道在2013年略有下降。除了這些地區, 其他縣區街道及鄉鎮的協調度均保持上升趨勢。此外, 由1993、2003和2013年耦合協調度趨勢面分析(圖6)可以看出, 在馬鞍山市東西和南北方向, 耦合協調度空間變化趨勢都呈倒U型, 且倒U型的頂點越來越高。這說明馬鞍山市城市化與生態環境系統內部互動強度中部與東西部存在差距, 中部高于東西部; 北部耦合協調度高于南部, 中部耦合協調度高于南部與北部。

圖5 馬鞍山市街道及鄉鎮耦合協調度

Figure 5 Coupling coordination degree of townships and streets in Maanshan City

圖6 馬鞍山市街道及鄉鎮耦合協調度趨勢圖

Figure 6 The variation trend of coupling coordination degree of townships and streets in Maanshan City

從耦合度上看(圖7), 馬鞍山市城市化與生態環境耦合度均值從1993年的0.32上升到2013年的0.41, 城市化與生態環境發展關系處于拮抗階段。1993年耦合度值最大的地區分別是雨山區的平湖街道及雨山街道和花山區的慈湖街道、金家莊街道、塘西街道、江邊街道、湖東路街道、沙塘路街道及桃源路街道, 耦合度值為0.50, 這些地區城市化與生態環境系統處于拮抗時期, 城市化發展快, 生態環境承載能力下降; 耦合度值最小的地區是和縣的善厚鎮, 耦合度值為0.15, 該地域城市化與生態環境系統處于低水平耦合階段, 城市化水平較低, 城市化對生態環境的影響不明顯。經過20年的發展, 到2013年, 各區縣的街道及鄉鎮的城市化水平提高, 且大部分街道及鄉鎮的生態環境質量相對于2003年略微下降, 總體上馬鞍山市耦合度均值提高, 但仍處于拮抗時期。同時耦合度最值區域發生了變化, 最大值的地區為雨山區的安民街道、銀塘鎮、采石街道及佳山鄉和花山區的解放路街道, 耦合度值為0.50, 處于拮抗時期; 最小值為和縣的善厚鎮及功橋鎮和含山縣的仙蹤鎮及昭關鎮, 耦合度值為0.28, 處于低水平耦合時期。

從耦合協調度(圖5)及其類型來看, 總體上1993—2013年馬鞍山市各區縣的街道及鄉鎮城市化與生態環境耦合協調度均值由0.37上升到0.47, 呈現上升趨勢, 由低度協調階段轉向中度協調階段[28]。從空間分布上看(圖8), 馬鞍山市城市化與生態環境耦合協調類型和耦合協調的程度存在地區差異, 但耦合協調度的空間差異逐漸縮小。1993年處于高度協調時期的街道及鄉鎮有10個, 分別是雨山區的平湖街道、安民街道及雨山街道和花山區的慈湖街道、金家莊街道、塘西街道、江邊街道、湖東路街道、沙塘路街道及桃源路街道, 因為該區域的經濟發展相對其他地區較快, 且城市化與生態環境建設之間的關系相對較和諧; 處于中度協調時期的鄉鎮及街道有3個, 分別為花山區的慈湖鄉和雨山區的向山鎮及佳山鄉, 大部分縣區的鄉鎮及街道處于低度協調時期。2003年, 增加了4個處于高度協調時期的鄉鎮及街道, 分別為花山區的慈湖鄉及解放路街道和雨山區的采石街道及佳山鄉; 處于中度協調時期有5個鄉鎮, 分別為雨山區的銀塘鎮及向山鎮、當涂縣的太白鎮及姑孰鎮和花山區的霍里鎮, 大部分地區仍處于低度協調時期。2013年, 馬鞍山市大部分各區縣的鄉鎮及街道則都處于中度協調和高度協調。此外, 各個區縣的鄉鎮及街道城市化提高, 并且生態環境發生了一定的變化, 與2003年相比, 除塘西街道、丹陽鎮、太白鎮、運漕鎮生態環境有所改善, 其他鄉鎮及街道生態環境質量均不同程度有所下降。

圖7 馬鞍山市街道及鄉鎮耦合度

Figure 7 Coupling coordination degree of townships and streets in Maanshan City

圖8 馬鞍山市街道及鄉鎮耦合協調度空間分布

Figure 8 Spatial distribution coupling coordination degree of townships and streets in Maanshan City

4 結論與討論

以DMSP/OLS夜間燈光數據和Landsat遙感數據為基礎, 本論文利用夜間燈光指數(NLI)和遙感生態指數(RSEI)分別代表城市化水平的綜合指數和生態環境系統綜合指數, 同時引入耦合協調度模型, 得出以下結論:

(1)1993—2013年, 馬鞍山市總體城市化水平提高, 平均夜間燈光指數由1993年的0.203上升到2013年的0.392, 但有些區縣的街道及鄉鎮城市化水平提高的速度緩慢且各個區縣的街道及鄉鎮城市化水平存在一定的差距, 地區差異較大。

(2)1993—2013年, 馬鞍山市生態環境質量呈現先上升后下降的趨勢, 1993年馬鞍山市RESI為0.333, 2003年上升到0.369, 到2013年RESI又下降到0.351, 城市化進程對生態環境造成一定的影響。

(3)1993—2013年, 馬鞍山市各區縣的街道及鄉鎮城市化與生態環境耦合協調發展狀況得到改善, 由低度協調轉向中度協調階段; 在馬鞍山市東西和南北方向, 耦合協調度空間變化趨勢都呈倒U型, 且倒U型的頂點越來越高。耦合度均值和耦合協調度均值保持穩定上升趨勢, 耦合度均值由1993年的0.322上升到2013年的0.411, 耦合協調度均值由1993年的0.369上升到2013年的0.465, 但空間分布上馬鞍山市城市化與生態環境耦合度和耦合協調度存在地區差異。

為了使馬鞍山市向高度協調階段和極度協調階段邁進, 政府需加大科技投入, 發展高新技術產業和服務業, 優化當地產業結構, 積極促進工業城市的轉型, 以促進經濟的高質量發展和保護生態環境。同時為了建設生態文明, 政府一方面需合理規劃城市的發展, 另一方面可以提高生態環境承載力, 實現馬鞍山市的城市化與生態環境的可持續發展。

對城市化與生態環境耦合協調發展狀況進行研究分析, 許多學者一般利用社會經濟統計數據構建指標體系來代表城市化水平與生態環境狀況。但社會經濟統計數據存在統計口徑不一致、數據獲取的滯后性等問題, 進而影響指標體系的對比性與可靠性。本論文通過構建夜間燈光指數與遙感生態指數研究研究城市化和生態環境的耦合協調發展水平, 在一定程度上可以避免社會經濟統計數據帶來的弊端。但在利用DMSP/OLS夜間燈光數據和Landsat遙感數據時需要進行多方面的校正, 以保證遙感影像數據的可靠性, 使研究結果具有一定的科學性。

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Research on the coupling coordination development of urbanization and ecological environment in Maanshan City

TAO Changjiao, XIA Antao*, LI Dapeng

College of Resources and Environmental Science, Hunan Normal University, Changsha 410081, China

With the rapid development of urbanization, ecological environment is facing theformidable challenge day by day, so it is particularly important to study the coupling coordination development of urbanization and ecological environment. Taking the townships and streets of Ma anshan City as research objects, we used DMSP/OLS night light data and Landsat remote sensing image data to construct night light index and remote sensing ecological index and introduce the coupling coordination model, so as to explore the coupling coordination relationship of urbanization and ecological environment in Maanshan City from 1993 to 2013.The results are as follows.(1)From 1993 to 2013,the urbanizationof Maanshan City was increased,but there were regionaldifferences. The higher urbanization was mainly concentrated in Yushan region and Huashan region. (2)From 1993 to 2013,the ecological environment quality of Maanshan City increased first and then declined.Thezoneswith better ecological environment were mainly distributed in Qingxi town,Xianzhuo town and Zhaoguan town of Hanshan county in the western hilly region. (3)From 1993 to 2013,the coupling coordination development level of urbanization andecological environment was improved in Maanshan City and the coupling degree and the coupling coordination degree was increased continuously,which was from low coordination stage to moderate coordination stage.In the east-west direction and the north-south direction of Maanshan City,the spatial evolution trend of the coupling coordination degree showed an inverted U shape. This research can provide a scientific reference for development of city and protection of ecological environment in Maanshan city.

nighttime light index(NLI);remote sensing ecological index(RSEI);coupling coordination model;analysis of trend surface;urbanization and ecological environment;Maanshan City

陶長交, 夏安桃, 李大鵬. 馬鞍山市城市化與生態環境耦合協調發展研究[J]. 生態科學, 2021, 40(1): 129–138.

TAO Changjiao, XIA Antao, LI Dapeng. Research on the coupling coordination development of urbanization and ecological environment in Maanshan City[J]. Ecological Science, 2021, 40(1): 129–138.

10.14108/j.cnki.1008-8873.2021.01.017

F291.1

A

1008-8873(2021)01-129-10

2020-03-13;

2020-04-06

湖南省教育廳創新平臺資助項目(15K081)

陶長交(1993—), 女, 安徽阜陽人, 碩士, 從事城鄉規劃與城市地理研究, E-mail:tcj1886048@sina.com

夏安桃, 女, 博士, 副教授, 主要從事城鄉規劃與城市地理研究, E-mail: xiaantao@163.com