基于人地系統耦合度評價模型的黃河流域發展現狀研究

陳雅雯

摘要：近年來，黃河流域部分地區的人地關系較為緊張，不利于各地區的可持續發展。為了改善現狀，應結合各地區的現實情況深入分析，精準施策，同時重視各地區間的協調發展，可起到優化發展結構的作用。目前看來，流域內的地區對于資源環境采取的拯救措施，使得情況正逐年改善，未來流域內的人地關系有望轉變為協調發展型，人地關系緩和指日可待。文章通過人地系統耦合度評價模型了解黃河流域地區的發展現狀，以便于更好地處理人地關系，加強治理保護，從而推動黃河流域的高質量發展。

關鍵詞：黃河流域;高質量發展;人地系統耦合度評價;熵值法

一、引言

“人地關系”這一話題是土地和地理學科領域中一項重要的研究內容，也是社會發展進程中人類必須高度重視的問題。隨著時代演變和經濟發展，從人與自然的和諧共處，到人類無節制地開發地球，對地球造成了不可逆轉的傷害;時至今日，人類開始冷靜思考如何在經濟發展的同時保護地球，這一輪回橫跨人類文明發展史。地球對人類敲響的一聲聲警鐘，不得不高度重視人地關系，為人類的生存營造良好的生態環境。

人地關系是人類社會及其活動與自然環境之間的互感互動關系，是與人類發展演化相伴而生的一對基本關系。“人”是指在一定生產方式下在一定地域空間上從事各種生產活動或社會活動的人。“地”是指與人類活動有密切關系的，無機或有機自然界諸要素有規律結合的，存在著地域差異，在人的作用下已經改變了的地理環境。

黨的十九大報告指出：“人與自然是生命共同體，人類必須尊重自然、順應自然、保護自然。人類只有遵循自然規律才能有效防止在開發利用自然上走彎路，人類對大自然的傷害最終會傷及人類自身，這是無法抗拒的規律?！?/p>

具體到本文的研究區域，黃河流域開發歷史悠久，曾一度成為中國人口密度最大，經濟、文化最發達的區域之一。隨著該區域人口的大規模增加，人類對自然資源的不合理利用和過度開發，相應付出的代價是森林銳減、水土流失、環境污染，經濟發展受到影響，人地關系矛盾逐漸激化。

2016年1月在重慶市召開的推動長江經濟帶發展座談會上，確定長江“共抓大保護、不搞大開發”，走“生態優先、綠色發展”之路。通過實施大保護，堅持生態優先，促進傳統產業轉型升級，人口、資源、環境三者的協調統一，實現高質量發展，短短四年多時間，長江沿線正發生著令人驚喜地變化。

繼推動長江經濟帶的高質量發展之后，黃河流域的生態保護和高質量發展也提上日程。2019年9月18日在黃河治理史上是一個極具意義的日子，在河南省鄭州市召開的黃河流域生態保護和高質量發展座談會上，將黃河流域的高質量發展上升為重大國家戰略。加強對黃河流域的生態保護，促進高質量發展，協調區域內的人地關系，是黃河流域新的發展機遇，是一項事關國家經濟發展的重大任務。

長期以來學者們圍繞“人地關系”開展了大量的理論研究，為不同區域的可持續發展提供了實質性的指導?？紤]到未來綠色發展的必然趨勢，本文嘗試從人地關系地域系統耦合狀態的角度，分析黃河流域的發展現狀，探討資源環境和經濟發展之間的關系，對黃河流域的生態保護和高質量發展提出建議。

二、研究區概況、數據處理及研究方法

（一）研究區概況

黃河發源于青海省青藏高原巴顏喀拉山脈，流經青海、四川、甘肅、寧夏、內蒙古、陜西、山西、河南、山東9個省區，于山東省東營市墾利區注入渤海。黃河全長5464公里，流域面積752443km2，為世界第五，中國第二。上游自河源至貴德，中游自貴德至孟津，下游自河南鄭州桃花峪以下。截至2018年12月，黃河流域的省份總人口為4.2億，沿線的主要省會城市有蘭州市、銀川市、呼和浩特市、鄭州市、濟南市。

近年來，黃河流域的部分地區出現了產業結構較為單一、發展依賴自然資源、傳統產業產能過剩等一系列問題，導致本地區的經濟發展出現停滯、衰退;先天條件和人地關系的差異，直接影響到不同地區之間的經濟差異，不利于各地區的均衡發展。

（二）數據來源與處理

由ArcGis軟件所繪制的黃河流域區域概況圖（見圖1）可以看出，黃河流域在我國的分布十分廣闊，而流域內各地區的先天條件也各有不同，因此要對該流域內的人地關系現狀及發展走勢作出評估絕非易事。所以本文從具有代表性的兩個子系統入手，結合熵值法求出各子系統中的指標權重，找出影響力最大的幾項指標，并利用函數將“人地關系耦合度”這一抽象的概念數字化，再根據計算結果所處的開、閉區間分析黃河流域內人地關系的大致現狀。

在計算人地系統耦合度時，兩個主導因素是人類（社會）活動以及資源環境，根據一般系統理論，本文中對于人地系統耦合度的計算主要考慮這兩個子系統的影響。指標數據參考了2017～2019年黃河流域所涵蓋的九省發布的統計年鑒。

在參考了年鑒中的數據后，先基于熵值法對數據進行處理，以得到評價指標權重和標準化值，處理方法如下：

1. 定義標準化

2. 指標信息熵值e和信息效用值d

第j項指標的信息熵值為：

信息效用值：

3. 評價指標的權重

某項指標在整個評價過程中的重要性隨著dj的增大而增大。最后可以得到j項指標的權重為：

經過此處理方法計算出每個指標的權重，將其賦予指標后，便可展開多方面的土地生態安全評價。

（三）研究方法

人地系統耦合度評價模型。某兩個事物之間如果存在一種相互作用、相互影響的關系，那么這種關系就稱為“耦合關系”。耦合度一般指耦合性，是對模塊間關聯程度的度量。在研究系統里的各個子系統間相互作用關系時，耦合和耦合度是兩個基本概念。在人地關系系統中，起決定性作用的兩個子系統是人類社會子系統（H）和資源環境子系統（E）。其函數表達式為：

其中，xi和yj分別為評價指標標準化值，ai和bj分別為評價指標權重。在此基礎上，用數據擬合H、E關于時間的函數表達式fH（t）和fE（t），直接求偏導得到兩個結果。由此，系統演化方程可表示為：

其中，A和B代表的是在內外部因素的共同影響下這兩個子系統的演化狀態;VA和VB則相應地代表在內外部因素的共同影響下這兩個子系統的演化速度。最后可得到人地關系地域系統耦合評價模型：

其中，α為人地系統的耦合度（值），根據該值所處的范圍，即可確定所選定的研究區域內人地系統的耦合狀態。

三、結果與分析

（一）黃河流域人地系統耦合狀態

針對人類社會子系統和資源環境子系統，本文各選擇四個指標，分別是人類社會子系統中的：人口密度、地區生產總值、主要糧食作物產量、公路總里程;資源環境子系統中的：環境污染治理投資總額、煤炭基礎儲量、平均氣溫、年降水量。再將各省的當年數據代入熵權法的計算公式，可得到每項指標的權重及其標準化值。

根據上述的指標體系，再代入式（1）、（2）、（3）、（4）、（5）中，可得到黃河流域的人地系統耦合度α=71.3°，根據表2人地系統耦合狀態分類中的分類標準，現階段黃河流域屬于過度開發的發展類型，即資源環境和經濟增長無法較好地平衡，人地關系較為緊張。

（二）針對現狀的成因分析

黃河流域的現狀顯現出的問題，總體上表現為自然資源被過度開發，人地關系較為緊張，在經濟快速增長的同時，無法確保資源環境足夠安全，致使流域內部分地區經濟增速放緩。具體到兩個子系統分析，大致歸因為以下兩個因素：

1. 流域內部分地區產業結構較為單一，發展依賴自然資源，傳統產業產能過剩。近年來各地區之間發展的差異逐漸增大，其中，以山西、內蒙古、陜西為代表的省份大力發展工業，在國內占據了舉足輕重的地位。同時，下游地區煤炭、石油、天然氣和有色金屬等礦產資源十分豐富，煤炭儲量占全國的46.5%，石油儲量占全國的26.6%，稀土資源占全國的98%，是目前國內最主要的煤炭生產與供應地。雖然在大規模開發下，黃河流域的部分地區實現了經濟的快速增長，但過分依賴不可再生能源，無異于坐吃山空，現如今，這種消耗已經帶來了發展停滯、衰退和資源枯竭的弊端。

2. 能源的局部聚集影響區域之間的經濟差異，上中游地區天然資源匱乏，對經濟發展起關鍵作用的自然資源（煤炭、石油、天然氣等）集中在下游地區，如山西、山東、河南、陜西等地;川渝部分地區廣闊的地理條件為統籌協調提供了有利條件，這些因素都不利于各地區的均衡發展。

黃河上中游地區的年降雨量在全國屬較低水平，不僅如此，上中游地區還存在土壤含水量低、易飽和、抗侵蝕能力差的特性，致使水土流失嚴重，這些因素都導致了上中游地區不利于耕作。反之在下游的松花江地區，土壤多以黑土為主，植被和土壤質地均優于上中游，流域內的下游平原歷史上一直是我國的糧食主產區，天然氣候也更適宜人類居住和發展。

（三）優化決策和未來發展趨勢

要提供優化決策，首先要明晰影響人地關系和制約協調發展的主要因素。根據分別計算得到的兩個子系統中八個指標的權重，并結合2017～2019年間每項指標對應的走勢變化，可知，對于影響黃河流域人地關系及經濟發展起重要作用的三個要素分別是：生產總值、人口密度和公路總里程。人口密度大的地區，往往擁有更開闊的地理條件，因而為更高效的交通建設提供了基礎;土壤、氣候等條件更優良，宜于開發，農業更發達，產業多樣化、生產總值往往也更高。

得到這樣的研究結果后，可從以下幾個方面推動黃河流域的高質量發展。

1. 結合各地區的不同情況深入研究，分析各類人地關系以及每個地區目前的優勢劣勢，為該地區的人地關系判斷提供有力支撐。對于具有地理優勢、發展領先的地區，注重強化優勢、補齊短板;對于產業存在高度依賴性的地區，注重保護資源、合理利用，緩解人地關系矛盾;對于地理環境較惡劣、發展相對落后的地區，注重基本公共服務與基礎設施的建設，增強交通通達度，為高質量發展提供強有力的支撐。

2. 各地區之間協調發展、合作共贏，將有限的資源最大化利用，可起到優化發展結構的作用。這種聯動可以促進地區之間打破行政區域的限制，使單一地區突破發展的桎梏，優化產業結構和區域布局，改善發展不均衡的現狀，從而形成區域整體績效的系統合力。

在資源環境子系統中起決定性作用的是環境污染治理投資總額這一指標，該指標歷年來呈現上升趨勢，由此可見當地正在將綠色發展的理念落實到了工作中。同時，煤炭儲量的減速明顯放緩，可見人們不再一味地追求經濟高速發展而過度使用自然資源;年降水量也從偏低水平慢慢增加，這是自然環境得到改善的表現。這些現象背后的措施，都對推動資源環境與經濟增長并駕齊驅的高質量發展有著積極的促進作用。照此趨勢發展，黃河流域發展狀況進入協調發展型區間、人地關系優化將達到預期效果。

四、結語

本文采用人地系統耦合度評價法，從人地關系地域系統耦合狀態的角度，分析黃河流域的發展現狀，探討資源環境和經濟發展之間的關系，對流域的生態保護和可持續發展提出建議，得出的研究結論如下：

近年來，黃河流域的部分地區屬過度開發的發展類型，即資源環境和經濟增長無法較好地得到平衡，人地關系較為緊張。造成該發展現狀的原因主要有兩個：流域內部分地區產業結構較為單一，發展依賴自然資源，傳統產業產能過剩;能源的局部聚集影響區域之間的經濟差異。為優化現狀，可對不同人地關系的區域采取有針對性的改進措施，促進區域間的合作發展?，F狀同樣也展現出流域內部對于資源環境的拯救和彌補措施，情況正逐年變好，未來轉變為協調發展型、人地關系緩和未來可期。

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【作者單位：中國地質大學（武漢）公共管理學院】