










收稿日期:2023-10-25;接受日期:2024-01-12
基金項目:國家自然科學基金項目(41977411);吉林省社會科學基金項目(2022B40);四平市科技發展計劃項目(2023031)
作者簡介:張柏豪,男,碩士研究生,研究方向為區域生態脆弱性與韌性評價。E-mail:17766825179@163.com
通信作者:劉家福,男,教授,碩士生導師,博士,研究方向為GIS在資源環境、自然災害等領域的應用。E-mail:liujiafu750506@126.com
Editorial Office of Yangtze River. This is an open access article under the CC BY-NC-ND 4.0 license.
文章編號:1001-4179(2024) 06-0075-10
引用本文:張柏豪,劉家福,祝悅,等.
長三角城市群生境質量與城市化耦合研究
[J].人民長江,2024,55(6):75-84.
摘要:城市化是人類活動對自然造成影響的具象化表現,過度城市化會對生態環境造成不可逆損害,造成生境質量下降,調節生境質量與城市化之間的耦合協調性迫在眉睫。以長三角城市群為例,采用InVEST模型分析2000~2020年長三角城市群生境質量并探究其時空分布及變化趨勢;在區縣尺度上對生境質量與城市化程度進行冷熱點分析,最后通過耦合與解耦模型對生境質量與城市化程度之間的交互耦合關系進行探究。結果表明:① 2000~2020年長三角城市群生境質量由北至南呈現中—低—高的分布并有惡化趨勢,但整體生境質量仍處于一般水平,其中在變化的類型中,占比最大的是較差—差,占比7.429%;② 區縣尺度上,生境質量熱點在南部,冷點分布在中部,生境質量下降的區縣由54個增加為127個,生境質量惡化趨勢明顯,2000~2020年城市化熱點數量快速增加,整體城市化水平快速提高,區域差異逐漸增強;③ 長三角城市群平均耦合協調度均在0.7~0.8之間,雖然有所波動,但仍為基本協調狀態,解耦程度逐漸增加,以強負解耦和弱解耦為主,生境質量惡化趨勢嚴峻。
關" 鍵" 詞:生境質量; 城市化; InVEST模型; 耦合模型;" 長三角城市群
中圖法分類號: F299.27;X321
文獻標志碼: A
DOI:10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.06.011
0" 引 言
隨著改革開放的進行,中國逐漸形成一些以城市群為核心的重要區域,其中長三角城市群作為重要經濟帶,為中國經濟增長做出了重大貢獻。進入21世紀以來,長三角城市群各區縣城市規模飛速發展,經濟總量快速增加,但大多是以改變地區生態結構、消耗地區重要資源、污染地區已有環境為代價,隨之帶來的是生態環境不斷惡化,生境質量持續下降。因此研究長三角城市群生境質量與城市化之間的關系,判斷二者之間的相關協調性,對長三角城市群生境質量提升、經濟健康發展、人與自然和諧共生有重大戰略意義。
生境質量是生態系統在一定區域內為該區域上的生物持續不斷提供生存發展條件的能力[1]。近年來,眾多學者在生境質量相關方向開展研究,主要有時空演變分析[2]、驅動力探究[3]、格局演變[4]等幾方面。其中Farukuzzaman等利用環境因子、群落組成及底棲動物多樣性指標對戈爾諾普利河入海口生境質量進行了綜合評價[5];鄭可君等將生態系統服務價值、棲息地活力及棲息地威脅3個要素相結合,建立棲息地生境質量評價模式,以川滇自然保護區為例,利用地理探測
器,探究其生境質量的影響因子[6]。在對生境質量的研究中,相比傳統的野外探測和利用影響因子及其權重求生境質量的方法,利用模型對生境質量進行評估更加便捷、準確,而且可以進行長時間序列的探究。其中較常見的模型有HSI模型[7]、SOIVES模型[8]、InVEST模型[9-10]等。其中,InVEST模型有著可視化強、結果準確、運算速度快等優勢。近年來,在影響生境質量的變量中,土地利用變化[11-13]、景觀多樣性[14-16]、城市化擴張[17-18]等方面被廣泛研究,這些影響因素都與人類活動密切相關,探究其與生境質量之間的關系,可以更好地從改善人類自身行為的角度提高生境質量。
耦合是探究變量之間相互聯系的重要手段,最早起源于物理學[19],在地理研究中,耦合指地理現象在時間和空間兩個維度的耦合[20],即地理過程和地理現象的耦合。在對城市化與環境的耦合機制研究中,國內外學者常在耦合協調度模型[21]、演變規律[22]、形成機制等方面進行探索,綜合利用EKC曲線[23]、系統動力學[24]等方法,深入挖掘城市化與生境質量之間的聯系。例如肖歡等以西安市為研究區,通過綜合指數法、InVEST模型及耦合協同建模等方法,在柵格尺度上探究建設用地擴展特征及生境質量的空間分布特征,揭示其協同機制[25];楊國婷等將LUCC模型、生態系統服務模型、GDPR模型等方法進行耦合,對平朔地區典型露天礦山的土地利用進行模擬,探討該地區山地礦山生態系統的生態環境質量及其空間演化特征[26]。
耦合模型在探究生境質量與城鎮化之間的關系上有優異的效果,國內外學者也進行了豐富研究,為后續研究提供了大量參考;但耦合模型主要表示兩個變量之間的聯系程度,無法對不同變化類型變量的相互聯系進行深入挖掘。因此本研究在利用InVEST模型計算2000~2020年長三角城市群生境質量的基礎上,引入解耦指數ε,根據生境質量與城市化之間不同的變化類型,進一步確定兩個變量的發展情況,對城市群生境質量的發展趨勢進行探究。研究成果可為長三角城市群生境質量變化提供預警,以及為長三角城市群科學健康的發展提供理論支撐。
1" 研究區域概況和數據來源
1.1" 研究區域概況
長三角城市群位于長江下游入海口處,臨近黃海與東海,地處江海交匯之地(圖1)。由上海市、南京市、杭州市、合肥市等26個地級市組成,總面積21.17萬km2。長三角城市群以太湖平原為主體,整體地形四周高、中間低。地處亞熱帶季風氣候區,且由于城市規模的快
速發展,對大氣的增溫作用也愈發明顯,其中在春季和冬季最為顯著。區域內生態系統復雜,地表覆蓋種類具有多樣性,其中植物資源較為豐富,有3 200余種。長三角城市群在中國發展過程中占有重要位置,是中國重要的對外交往平臺,是經濟社會發展的重要發動機,是長江經濟帶的龍頭,也是中國城市化程度最高的區域之一。
1.2" 數據來源及預處理
本文所需數據分別是2000、2010、2020年3期的土地利用數據和夜間燈光數據,均來源于國家青藏高原數據中心(https:∥data.tpdc.ac.cn/home),分辨率為1 km。其中土地利用數據根據研究需要分為耕地、林地、草地、水域、城鎮用地、鄉村用地、其他建設用地、裸地等8種類型(圖2);對于夜間燈光影像柵格數據,利用PIE遙感圖像處理軟件進行大氣校正、噪聲處理與數據融合,從而刪除數據中的壞點,然后利用ArcGIS軟件分區統計工具求平均值的方法提取各個區縣的夜間燈光指數U。
2" 研究方法
2.1" 生境質量評估
基于InVEST模型對2000、2010年和2020年長三角城市群生境質量進行評估。InVEST模型評估生境質量依靠的是土地利用數據、威脅元的影響類型和距離、地類對威脅元的敏感性函數3方面共同作用得出的結果[27]。
Qxj=Hj×1-DxjDxj+K
(1)
式中:Qxj和Dxj分別代表第j種土地利用類型上第x個柵格的生境質量和生境退化程度;Hj代表第j種土地利用類型的生境適宜程度;K為半飽和參數,為生境退化度的一半。
Dxj=Rr=1Yry=1wrRr=1wrryixryβxSjr
(2)
式中:R為威脅元個數;Yr為第r種威脅元的柵格總數;wr為第r種威脅元的權重;ry為第y個柵格的威脅因子個數;ixry為柵格單元y中的威脅元r對x個柵格的脅迫作用;Sjr為第j種土地利用類型對威脅元r的敏感程度;βx為法律保護程度。
根據長三角城市群的特點,將與人類社會生產生活密不可分的耕地、城鎮用地、鄉村用地、其他建設用地、裸地等5種土地利用類型設為威脅元,參考InVEST模型指導手冊和相關學者的研究[28-30],根據長三角城市群地域特征設置相應的模型參數(表1~2)。
2.2" 耦合協調度模型
耦合協調度模型能夠體現在某一時間點下,兩個變量在同一發展過程中彼此一致的程度[31],包括耦合度C、綜合評價指數T、耦合協調度D。耦合度C反映了多個發展過程相互影響的強度,然而僅靠耦合度很難體現各變量協同性的強弱,因此定義了綜合評價指數和耦合協調度,以此反映各變量對系統的貢獻程度及之間的協調性。
C=2EU/(E+U)2
(3)
T=aE+bU
(4)
D=CT
(5)
式中:E即為生境質量指數Qxj;U為城市化發展水平,本文由夜間燈光指數代表;a和b為待定參數且和為1,a和b分別代表兩個變量對于系統的重要程度,本研究認為生境質量與城鎮化水平同等重要,故a和b均為0.5;C和D均在0到1之間,且根據不同的值耦合類型也有所不同[32-33](表3~4)。
2.3" 解耦模型
解耦指某一時間段內,兩個變量之間相互一致關系的下降程度[34]。解耦模型可以在耦合分析的基礎上進一步明確生境兩個變量之間的相對發展情況,參照有關學者[35-36]的研究構建生境質量與城市化的解耦模型,見式(6)。
ε=ΔEΔU=(Et-Et-1)/Et-1(Ut-Ut-1)/Ut-1
(6)
式中:ε為解耦指數;ΔE和ΔU分別代表了生境質量和城市化的變化率;Et和Ut分別代表了t年的生境質量和城市化情況(研究中以夜間燈光指數代表)。根據相關學者研究,將解耦類型劃分為8類(表5)。
2.4" 冷熱點分析
冷熱點分析主要由ArcGIS軟件中熱點分析模塊實現,通過計算Z值和G*I統計指數來體現一定區域內高(低)值的聚集水平[37-38]。
ZG*i=G*I-EG*iVarG*i
(7)
G*Id=nj=1WijdXjnj=1Xj
(8)
式中:E(G*i)和Var(G*i) 分別為G*i的期望值與轉化參數;Wij(d)為權重值;Xj為第j個柵格的數值。Z值為正時,區域為熱點區;Z值為負時,區域為冷點區。
3" 結果分析
3.1" 長三角城市群生境質量時空分布及轉移程度分析
利用InVEST模型中的生境質量評估模塊對長三角城市群2000、2010年和2020年生境質量進行評價,根
據相等間距法將生境質量分為差(0~0.2)、較差(0.2~0.4)、一般(0.4~0.6)、較好(0.6~0.8)和好(0.8~1.0)5個等級[39-40](圖3)。結果表明:2000、2010年和2020年長三角城市群生境質量平均值分別為0.579 6,0.562 2和0.538 8,整體生境質量一般,并有繼續惡化的趨勢;生境質量好和較好的區域大體分布在南部以林地、草地
為主的區域及中部太湖等水域周邊的地區;生境質量差和較差的地區主要位于受人
為干擾較大的耕地和建成區。由表6可知:占比最大
的類別為生境質量較差和生境質量好,占總面積的75%以上;2000~2020年,生境質量較差的面積占比呈明顯的下降趨勢,由48.94%下降到44.50%;生境質量差的面積占比呈明顯的上升趨勢,由7.43%上升到13.88%。
各等級面積占比均有增減,無法直觀地判斷其生境質量時空變化趨勢,借助ArcGIS軟件計算出2000~2010年、2010~2020年兩個階段的長三角城市群生境質量轉移類型和面積。由表7可知:2000~2010年,研究區域內生境質量等級未變化的區域占比為94.732%,區域生境質量基本穩定,但有4.819%的區域發生生境質量下降,僅有0.449%的區域生境質量上升,因此該時間段內研究區有生境質量下降的趨勢;2010~2020年,研究區大部分仍處于穩定等級,有66.65%的區域生境質量等級未發生變化,發生變化的區域和穩定的區域呈現散亂分布的特征。總體來看,14.739%的區域生境質量上升、18.661%的區域生境質量下降,上升的比例相較2000~2010年有所增加,同時下降比例也顯著增加,導致2010~2020年長三角城市群生境質量仍然有較明顯的下降趨勢。在等級下降區域中,占比最大的是較差—差,為7.429%,變化區域中,較差—好占比4.118%、好—較差占比4.545%,這兩類分別是生境質量上升和下降的典型區域,需重點關注。
3.2" 縣域尺度下長三角城市群生境質量與城市化冷熱點分析
如圖4~5所示,利用ArcGIS軟件分區統計工具
計算各區縣的生
境質量和城市化程度,并對其進行冷熱點分析。2000~2010年,203個區縣中,54個區縣生境質量下降;2010~2020年,127個區縣生境質量下降,但另有64個區縣生境質量上升,12個區縣生境質量保持不變。生境質量的熱點均位于長三角城市群南部且相對穩定,代表性的有臺州市北部的天臺縣、杭州市的臨安區和金華市的浦江縣;生境質量的冷點和次冷點主要位于長三角城市群東部,代表性的有上海市轄區、南京市轄區、南通市轄區和合肥市轄區,且轄區周邊縣級市大多為次冷點,生境質量不容樂觀。2000~2010年,南部生境質量熱點區域基本保持不變,但一些次熱點區域變為不顯著;東、中部次冷點區域逐漸變為不顯著,冷點區域逐漸向南移動,其中上海市冷點區域繼續擴大。2010~2020年,南部熱點區域逐漸擴張,一些次熱點變為熱點,均位于地貌類型為林地和草地主導的區域,其中最具代表性的為西南部的安慶市,在退耕還林還草、封山育林政策的影響下,生境質量進一步提高。但中央城市高度密集的地區和南部合肥市生境質量冷點也有擴張趨勢,需及時做出應對,防止生境質量下降。
利用ArcGIS計算夜間燈光指數并進行冷熱點分析,長三角城市群平均指數由0.286快速上升至0.698,城市化水平快速提高。由圖5可知:2000年城市化熱點主要集中在上海市、南京市和杭州市的市轄
區,冷點僅有舟山市定海區一點;2010年城市化熱點區域激增,中部城市密集區幾乎均變為熱點和次熱點。
2000~2010年間,城市化熱點區域呈現以上海市、杭州市和南京市為中心向四周擴散的分布特征,其中蘇州市是最典型的區域,在2000~2010年間,蘇州市全境從不顯著區域變為熱點區域,城市化水平顯著提高,此外湖州市的南潯區、德清縣,嘉興市的南湖區、平湖區和嘉善縣,紹興市的河橋區等也由不顯著區變為熱點區;城市化冷點區域從定海區擴展到舟山市全境,并逐漸向外部擴展,寧波市的北侖區、墐洲區、象山縣由不顯著變為冷點。2010~2020年間,城市化熱點區域趨向穩定,向外擴張的趨勢有所減緩,合肥市長豐縣、廬陽區、蜀山區和肥西縣由不顯著變為次熱點;城市化冷點區域有所增加,寧波市寧海縣、臺州市的三門縣,由不顯著變為次冷點,城市化進度減緩。各區域城市化程度可通過建成區面積統計圖(圖6)分析得到,整體來看,長三角城市群中所有城市的建成區面積在20 a 間均有增加,其中南京市、蘇州市、杭州市和合肥
市增長最為明顯。2000~2010年間,大部分城市建成
區擴張勢頭迅猛,而在2010~2020年間發展速度則有所減慢,這與前文2010~2020年間城市化區域穩定的分析結果相一致。
3.3" 長三角城市群生境質量與城市化耦合及解耦分析
利用SPSS統計工具的離差標準化方法對生境質量與城市化(夜間燈光指數)進行歸一化處理,并計算二者的耦合度C與耦合協調度D,對兩個變量相互影響的程度進行定量分析(表8)。根據結果可知:2000~2020年間城市群平均耦合度均大于0.8,為高度耦
合狀態,平均耦合協調度均在0.7~0.8之間,雖然有所波動,但仍為基本協調狀態。由圖7可知:長三角城市群在耦合類型數量和方向上均有明顯變化,2000~2020年,長三角城市群各區縣耦合協調度均在0.3~1.0之間,沒有處于嚴重失調的區縣,并且大多數為協調區域。但2000年嘉興市南湖區、無錫市武進區、馬鞍山市含山縣、蕪湖市南陵縣、安慶市潛山市為輕度失調;2010年上海市徐匯區、蕪湖市南陵縣、嘉興市南湖區為輕度協調;2020年安慶市桐城市、樅陽縣為高度失調,嘉興市平湖市為高度失調,上海市徐匯區為高度失調。2000~2010年間,城市群中南部耦合度增高,大量基本耦合的區縣轉變為高度耦合,其中變化最顯著的為馬鞍山市含山縣,耦合協調度由輕度失調轉變為高度協調;在該時期,含山縣大力推動生態保護工作,建立了國家級森林公園,同時大力發展旅游業,經濟快速發展的同時加快城市化進程,一系列相應舉措均提高了城市發展質量,改善了生境質量與城市化的協調關系。2010~2020年,長三角城市群整體協調性出現下滑,但仍處于協調階段,其中2020年安慶市桐城市和樅陽縣由高度協調快速下滑為高度失調,城市發展質量高速下降,需要對該地區的發展模式和相關政策及時進行調整,防止其進一步惡化。
用解耦指數ε來表示生境質量與城市化演變之間的相互約束條件及其相對發展關系。2000~2010年和2010~2020年間,長三角城市群解耦類型分別為強負解耦、弱解耦、擴張性耦合和擴張性解耦。其中占比最大的為強負解耦,即生境質量下降的同時城市化程度上升,并且城市化變化率是生境質量變化率的10倍以上,生境質量受到了城市化進度的嚴重威脅,占比分別為41.86%和57.36%,有明顯的上升趨勢。弱解耦、擴張耦合和擴張解耦為生境質量與城市化程度變化率均上升的類型,其中擴張解耦為生境質量改善速度遠大于城市化上升程度,此類型的占比由16.06%下降為11.12%,這種類型中最具代表性的為蕪湖市無為市,該市在2000~2010年和2010~2020年均保持擴張性解耦,生境質量對城市化進度有著優秀的承載力,整體協調關系呈積極狀態;弱解耦為生境質量上升速度遠小于城市化上升速度,占比由39.24%下降為28.42%,此類型區域雖然生境質量有所上升,但仍不足以承載城市化進度,整體協調關系呈消極狀態。2000~2020年間,長三角城市群多以強負解耦和弱解耦為主,占比超過80%,生態環境并不能承擔城市化所帶來的負擔,需要進一步提升生境質量。
4" 討 論
生境質量與城市化之間存在著密不可分的聯系,因此將城市化熱點區域與二者的耦合與解耦情況相結合,可以更好地分析其重點區域的變量相互關系。2000~2010年城市化熱點區域在長三角城市群中東部,在此區域,耦合協調度以基本協調為主,其次是高度協調,并且整體存在協調性增高的趨勢。以常州市武進區為例,2000~2010年間,該區從城市化不顯著區轉變為熱點區,耦合協調度也從輕度失調轉為高度協調,生境質量與城鎮化之間的聯系更加緊密;解耦類型上,該時段城市熱點區解耦類型以強負解耦為主,其次為擴張解耦,生境惡化區域和生境改善區域同時存在,二者數量相近,存在相互滲透、相互影響的趨勢。2010~2020年,城市化熱點區域基本不變,該時段熱點區域耦合協調性出現下滑,45.26%的區域從基本協調轉變為輕度協調,其中最顯著的為嘉興市平湖市,從基本協調下滑為輕度失調,二者的聯系出現松動;城市熱點區域解耦類型以強負解耦和弱解耦為主,生境質量有嚴峻惡化趨勢。
相比耦合模型,解耦模型可以更加細致地分析一段時間內,生境質量與城市化變化程度的相互影響結果,可以更清晰地分析區域變化的趨勢。從長三角城市群全境來看,城市群北部生境質量惡化的趨勢最明顯,并且2000~2020年城市群北部的主要解耦類型從弱解耦轉變為強負解耦,即北部大部分區縣的生境質量變化程度從上升變為下降,生境退化明顯。在長三角城市群中部,4種解耦類型均存在,而且大部分擴張解耦區域均在中部;2000~2020年間,解耦類型為擴張解耦的區域從中心城市集群向東、西兩側轉移。一些在2000~2010年間為擴張性解耦的區域,在2010~2020年間快速下滑為強負解耦。結合城市化水平冷熱點分布圖,這些區域在2000~2010年區間內迅速成長為城市化水平熱點區,而2010~2020年區間內仍然保持著城市化的高速發展,同時生境質量長時間處于冷點或次冷點區域,各種因素相結合,造成了區域解耦程度的快速下降。同時,在兩個時間段內,城市群中部區域擴張耦合逐漸轉變為其他類型,而擴張耦合為生境質量潛在的上升區域,這一類型的消失說明城市群中部的生境質量變化趨勢開始向兩個極端發展,并且轉變為惡化趨勢的強負解耦區域較多。長三角城市群南部的主要解耦類型為強負解耦和弱解耦,且在2000~2020年兩種類型有互換區域的趨勢,雖然城市群南部基本為生境質量熱點區域,但在城市化快速發展的今天,要繼續保持甚至加大對生態環境的保護力度,才能使生境質量維持在較高水平。
本研究仍有以下不足:① 使用InVEST模型進行生境質量的評估時主要利用不同地物對環境脅迫程度的差異,但難以表達同種地物類型對環境的不同脅迫程度;② 利用夜間燈光可成熟地反映城市化程度,但仍需要與傳統城市化指標如GDP、人口密度等指標進行相關性分析,以確保其適用性及準確性。
5" 結 論
本研究利用InVEST模型計算并分析長三角城市群生境質量并探究其時空分布和變化趨勢,其次利用冷熱點分析方法對區縣尺度的生境質量和城市化區域水平差異進行探究,最后利用耦合模型和解耦模型對生境質量和城市化之間的相互關系進行探究,得出結論如下:(1) 長三角城市群生境質量由北至南呈現中—低—高的趨勢,整體生境質量平均值在0.5~0.6之間,生境質量水平一般。在2000~2020年間,生境質量逐年下降,生境質量下降區域有隨著城市建成區面積增加而擴張的趨勢。
(2) 區縣尺度上,2000~2010年生境質量呈現下降趨勢的區縣有54個,大多數為不變化;2010~2020年間呈下降趨勢的區縣數量增加至127個,但有64個區縣呈上升狀態。生境質量冷點多集中在東部,以上海市轄區、南京市轄區、南通市轄區和合肥市轄區為代表;熱點多集中在南部,以臺州市北部的天臺縣、杭州市的臨安區為代表。
(3) 2000~2010年,城市化熱點數量快速增加,整體城市化水平快速提高,區域差異逐漸增強;2010~2020年,部分區域城市化速度減弱,但整體城市化水平仍在提高。
(4) 2000~2020年間城市群平均耦合度均大于0.8,為高度耦合狀態,平均耦合協調度均在0.7~0.8之間,雖然有所波動,但仍為基本協調狀態,各區縣耦合協調度以基本協調和高度協調為主。長三角城市群解耦程度逐漸增加,其中占比最大的類型為強負解耦與弱解耦,整體生境質量無法承載城市化的快速發展,有嚴峻的惡化趨勢。
參考文獻:[1]" 馮君明,馮一凡,李翅,等.河勢特征分界下的黃河灘區周邊城鎮生境質量與景觀格局演變[J].生態學報,2023,43(16):6798-6809.
[2]" 周璐紅,曹瑞超.黃土高原生境質量時空演變及其驅動因素[J].水土保持通報,2022,42(6):343-350.
[3]" 李彤,賈寶全,劉文瑞,等.宜昌市生態安全網絡要素時空動態及其影響因素[J].生態學報,2023,43(15):6154-6169.
[4]" 提楊,莊鴻飛,陳敏豪,等.天津市自然保護地與區域生境質量的時空演變格局[J].生態學報,2023,43(7):2770-2780.
[5]" FARUKUZZAMAN M,SULTANA T,PARAY B A,et al.Ecological habitat quality assessment of a highly urbanized estuary using macroinvertebrate community diversity and structure[J].Regional Studies in Marine Science,2023,66:103149.
[6]" 鄭可君,李琛,吳映梅,等.基于價值評估的川滇生態屏障區生境質量時空演變及其影響因素[J].生態與農村環境學報,2022,38(11):1377-1387.
[7]" 孟慶林,李明玉,任春穎,等.基于HSI模型的吉林省東部地區生境質量動態評價[J].國土資源遙感,2019,31(3):140-147.
[8]" ZHANG Z C,ZHANG H J,FENG J,et al.Evaluation of social values for ecosystem services in urban riverfront space based on the SOlVES model:a case study of the Fenghe River,Xi’an,China[J].International Journal of Environmental Research and Public Health,2021,18(5):2765.
[9]" 魏文飛,包玉,王志泰,等.喀斯特多山城市生境質量對土地利用變化的時空響應:以貴陽市為例[J].生態學報,2023,43(10):3920-3935.
[10]劉純軍,周國富,黃啟芬,等.基于InVEST模型的山地流域生境質量時空分異研究:以貴州省境內赤水河流域為例[J].人民長江,2021,52(10):62-69.
[11]王鵬,秦思彤,胡慧蓉.近30 a拉薩河流域土地利用變化和生境質量的時空演變特征[J].干旱區研究,2023,40(3):492-503.
[12]楊伶,王金龍,周文強.基于多情景模擬的洞庭湖流域LUCC與生境質量耦合演變分析[J].中國環境科學,2023,43(2):863-873.
[13]吳可欣,稅偉,薛成旨,等.珠江源區生境質量對土地利用變化的時空響應[J].應用生態學報,2023,34(1):169-177.
[14]李亞嬌,沈昞昕,李家科,等.丹漢江流域生境質量對景觀格局變化響應[J].環境科學與技術,2022,45(5):206-216.
[15]汪東川,張威,王志恒,等.拉西瓦水電站建設對區域景觀格局與生境質量的影響[J].水土保持學報,2021,35(3):200-205.
[16]常玉旸,高陽,謝臻,等.京津冀地區生境質量與景觀格局演變及關聯性[J].中國環境科學,2021,41(2):848-859.
[17]白立敏,馮興華,孫瑞豐,等.生境質量對城鎮化的時空響應:以長春市為例[J].應用生態學報,2020,31(4):1267-1277.
[18]梁晨,曾堅,沈中健,等.快速城市化生態系統服務格局分析與空間管控:以廈門市為例[J].生態學報,2021,41(11):4379-4392.
[19]黃金川,方創琳.城市化與生態環境交互耦合機制與規律性分析[J].地理研究,2003,22(2):211-220.
[20]馬麗莎,劉殿鋒,劉耀林.城市擴張與生態空間非線性動態耦合關系梯度分析模型[J].地球信息科學學報,2023,25(10):1968-1985.
[21]范賢賢,周云蕾.長江經濟帶土地利用與經濟-社會-環境耦合協調研究[J].水土保持研究,2023,30(5):370-378.
[22]CANG C L,WANG J.A theoretical analysis of interactive coercing effects between urbanization and eco-environment[J].Chinese Geographical Science,2013,23(2):147-162.
[23]朱洪革,趙文鋮,曹博.中國森林損失的時空特征及其與經濟增長的EKC關系檢驗[J].生態經濟,2022,38(2):98-103,115.
[24]姚翠友,陳國嬌,張陽.基于系統動力學的城市生態系統建設路徑研究:以天津市為例[J].環境科學學報,2020,40(5):1921-1930.
[25]肖歡,員學鋒,楊悅,等.西安市建設用地擴張與生境質量變化及其耦合協調關系研究[J].干旱區資源與環境,2023,37(10):56-64.
[26]楊國婷,張紅,李靜,等.基于RFFLUS-InVEST-Geodetector耦合模型的平朔礦區生境質量時空演變及其影響因素[J].陜西師范大學學報(自然科學版),2021,49(6):106-115.
[27]趙筱青,石小倩,李馭豪,等.滇東南喀斯特山區生態系統服務時空格局及功能分區[J].地理學報,2022,77(3):736-756.
[28]劉長雨,楊潔,謝保鵬,等.黃河流域甘青段生境質量時空特征及其地形梯度效應[J].農業資源與環境學報,2023,40(2):372-383.
[29]孫匯穎,宮巧巧,劉慶果,等.基于土地利用變化的山東省生境質量時空演變特征[J].土壤通報,2022,53(5):1019-1028.
[30]李子,張艷芳.基于InVEST模型的渭河流域干支流生態系統服務時空演變特征分析[J].水土保持學報,2021,35(4):178-185.
[31]孫久文,崔雅琪,張皓.黃河流域城市群生態保護與經濟發展耦合的時空格局與機制分析[J].自然資源學報,2022,37(7):1673-1690.
[32]徐輝,王億文,張宗艷,等.黃河流域水-能源-糧食耦合機理及協調發展時空演變[J].資源科學,2021,43(12):2526-2537.
[33]顧茉莉,葉長盛,樓婷婷,等.長江經濟帶水-能源-糧食-土地耦合協調發展研究[J].人民長江,2023,54(6):11-18,40.
[34]杜祥琬,楊波,劉曉龍,等.中國經濟發展與能源消費及碳排放解耦分析[J].中國人口·資源與環境,2015,25(12):1-7.
[35]TAPIO P.Towards a theory of decoupling:degrees of decoupling in the EU and the case of road traffic in Finland between 1970 and 2001[J].Transport Policy,2005,12(2):137-151.
[36]郭莎莎,陳明星,劉慧.城鎮化與資源環境的耦合過程與解耦分析:以北京為例[J].地理研究,2018,37(8):1599-1608.
[37]劉佳琪,周璐紅,席小雅.2000~2020年黃河流域土地生態質量及其變化趨勢預測[J].干旱區地理,2023,46(10):1654-1662.
[38]劉曄,薛萬來.基于土地利用變化的永定河流域生境質量評估[J].人民長江,2022,53(6):90-98.
[39]肖歡,員學鋒,楊悅,等.西安市建設用地擴張與生境質量變化及其耦合協調關系研究[J].干旱區資源與環境,2023,37(10):56-64.
[40]肖芳,魏文穎,周斌.黃河流域生態系統服務與城市化時空交互作用分析:以黃河寧夏段為例[J].人民長江,2023,54(8):93-100.
(編輯:黃文晉)
Study on coupling of habitat quality and urbanization in Yangtze River Delta Urban Agglomeration
ZHANG Baihao,LIU Jiafu,ZHU Yue,KONG Xiangli,ZHANG Zhenyu
(College of Geographic Sciences and Tourism,Jilin Normal University,Siping 136000,China)
Abstract:
Urbanization is a tangible manifestation of the impact of human activities on nature.Excessive urbanization will cause irreversible damage to the ecological environment,resulting in the decline of habitat quality,and it is urgent to regulate the coupling and coordination between habitat quality and urbanization.Taking the Yangtze River Delta (YRD) urban agglomeration as an example,we adopt the InVEST model to analyze the habitat quality of the YRD urban agglomeration from 2000 to 2020 and explore its spatial-temporal distribution and change trends.We conduct a cold-hot spot analysis between the habitat quality and the degree of urbanization at the county and district scales,and finally,it explores the interactive coupling relationship between habitat quality and the degree of urbanization utilizing the coupling and decoupling model.The results showed that the habitat quality of the Yangtze River Delta urban agglomeration from 2000 to 2020 showed a medium-low-high distribution from north to south with a deteriorating trend,but the overall habitat quality was still at an average level,in which the largest proportion of the type of change was poor-poor,with a proportion of 7.429%.On the county and district scales,the hotspots of habitat quality were located in the south,the cold spots were located in the central part of the country,and the number of counties with declining habitat quality increased from 54 to 127,and the trend of habitat quality deterioration was obvious.From 2000 to 2020,the number of urbanization hotspots increased rapidly,the overall level of urbanization increased rapidly,and the regional differences were gradually larger.The average coupling coordination degree of the YRD urban agglomerations was between 0.7 and 0.8,although there were some fluctuations,it was still in a state of basic coordination.The degree of decoupling increased gradually,strong negative coupling and weak coupling dominated.The trend of habitat quality deterioration was serious.
Key words:
habitat quality; urbanization; InVEST model; coupling model; Yangtze River Delta Urban Agglomeration