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《山东大学学报(理学版)》 ›› 2019, Vol. 54 ›› Issue (7): 11-20.doi: 10.6040/j.issn.1671-9352.0.2018.755

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黄河三角洲城市土地利用与生态环境耦合关系

陈浩1(),王仁卿1,2,刘建1,*()   

  1. 1. 山东大学 环境研究院,山东 青岛 266237
    2. 山东大学 生命科学学院,山东 青岛 266237
  • 收稿日期:2019-01-02 出版日期:2019-07-20 发布日期:2019-06-27
  • 通讯作者: 刘建 E-mail:445856487@qq.com;ecology@sdu.edu.cn
  • 作者简介:陈浩(1989—),男,硕士研究生,研究方向为城市生态学. E-mail:445856487@qq.com
  • 基金资助:
    国家重点研发计划资助项目(2017YFC0505905);固原海绵城市建设及运营关键技术研究资助项目(SCHM-2018)

Study on coupling relationship between urban land use and ecological environment in cities of the Yellow River Delta

Hao CHEN1(),Ren-qing WANG1,2,Jian LIU1,*()   

  1. 1. Environmental Research Institute, Shandong University, Qingdao 266237, Shandong, China
    2. Institute of Ecology and Biodiversity, School of Life Sciences, Shandong University, Qingdao 266237, Shandong, China
  • Received:2019-01-02 Online:2019-07-20 Published:2019-06-27
  • Contact: Jian LIU E-mail:445856487@qq.com;ecology@sdu.edu.cn
  • Supported by:
    国家重点研发计划资助项目(2017YFC0505905);固原海绵城市建设及运营关键技术研究资助项目(SCHM-2018)

摘要:

为了探究城市土地利用与生态环境之间存在的耦合关系,找出促进城市土地利用与生态环境和谐发展的方法,以黄河三角洲区域核心城市东营和滨州为研究区域,利用耦合协调测度模型,对研究区域2002—2016年的土地利用综合指数、生态环境综合指数以及2个系统的耦合协调度进行分析,同时对指标的权重进行敏感性验证。结果表明,2002—2016年东营和滨州的土地利用与生态环境的综合指数均呈现上升趋势,从耦合度和耦合协调度来看,研究区域处于良好耦合阶段,土地利用与生态环境的协调发展经历了从中度失调到良好协调的5个阶段,应用熵值法确定的指标权重合理可靠。研究结果可为东营和滨州的城市管理提供科学依据,也可为同类型城市的研究提供方法和参考。

关键词: 土地利用, 生态环境, 耦合协调度, 综合指数, 东营市, 滨州市

Abstract:

In order to explore the coupling relationship between urban land use and ecological environment, and promote the harmonious development of land use and ecological environment, the core cities of the Yellow River Delta, Dongying and Binzhou, were selected as the study areas. The coupling coordination measure model was used to analyze the land use comprehensive index, the ecological environment comprehensive index and the coupling coordination degree of the two systems from 2002 to 2016. Meanwhile, sensitivity verification was carried out on the weights of indicators. The results showed that the comprehensive index of land use and ecological environment in Dongying and Binzhou had an upward trend from 2002 to 2016, from the perspective of coupling degree and coupling coordination degree, the research areas were in a good coupling stage, and the coordinated development of land use and ecological environment experienced five stages from moderate imbalanced to well coordinated. The weights of indicators determined by the entropy method was reasonable and reliable. The study not only provide the scientific basis for the management of the two cities, but also provide study the method and reference for other similar cities.

Key words: land use, ecological environment, coupling coordination degree, comprehensive index, Dongying, Binzhou

中图分类号: 

  • Q147

表1

黄河三角洲主要城市东营和滨州土地利用与生态环境耦合指标体系"

目标层 一级指标层 二级指标层 权重 性质
土地利用子系统土地利用结构耕地比例/% 0.040 6
居民点及工矿用地比例/% 0.058 9
交通水利用地比例/% 0.153 1
未利用土地比例/% 0.099 9
耕地有效灌溉率/% 0.058 7
土地利用程度复种指数/% 0.020 3
地均固定资产投资额/(万元·hm-2) 0.075 6
人口密度/km-2 0.066 1
土地利用效益粮食单位面积产量/(t·hm-2) 0.020 4
地均GDP/(万元·km-2) 0.056 8
地均第一产业生产总值/(万元·km-2) 0.064 1
地均第二产业生产总值/(万元·km-2) 0.048 9
地均第三产业生产总值/(万元·km-2) 0.077 0
地均财政收入/(万元·km-2) 0.083 8
地均社会品零售额/(万元·km-2) 0.075 9
生态环境子系统生态环境压力工业固体排放量/(t·km-2) 0.028 0
工业废水排放量/(t·km-2) 0.081 9
工业烟尘排放量/(t·km-2) 0.032 9
工业二氧化硫排放量/(t·km-2) 0.070 0
生态涵养能力人均水资源量/t 0.048 3
建成区绿化覆盖率/% 0.072 4
人均绿地面积/m2 0.058 2
人均造林面积/m2 0.071 8
环境治理水平工业烟尘去除量/(t·km-2) 0.068 9
工业二氧化硫去除量/(t·km-2) 0.206 9
工业废水达标比例/% 0.033 9
固体废弃物综合利用率/% 0.071 6
环境污染治理投资额比例/% 0.096 7
生活垃圾无害化处理比例/% 0.058 5

表2

土地利用与生态环境耦合度类型分类"

耦合等级 极度失调 中度失调 勉强耦合 初级耦合 中级耦合 良好耦合
耦合度 0.0~0.39 0.40~0.49 0.50~0.59 0.60~0.69 0.70~0.79 0.80~1.00

表3

耦合协调度分类和等级划分标准"

耦合区间 耦合协调程度D 划分等级 对比关系 基本类型
协调发展区间 F(x)>G(y) 生态环境滞后的优良协调发展
0.80<D≤1 优良协调发展 F(x)=G(y) 土地利用与生态环境同步优良协调发展
F(x)<G(y) 土地利用滞后的优良协调发展
F(x)>G(y) 生态环境滞后的中级协调发展
0.70<D≤0.79 中度协调发展 F(x)=G(y) 土地利用与生态环境同步中级协调发展
F(x)<G(y) 土地利用滞后的中级协调发展
F(x)>G(y) 生态环境滞后的初级协调发展
0.60<D≤0.69 初级协调发展 F(x)=G(y) 土地利用与生态环境同步初级协调发展
F(x)<G(y) 土地利用滞后的初级协调发展
转型区间 F(x)>G(y) 生态环境滞后的勉强协调发展
0.50<D≤0.59 勉强协调发展 F(x)=G(y) 土地利用与生态环境同步勉强协调发展
F(x)<G(y) 土地利用滞后的勉强协调发展
发展不平衡 F(x)>G(y) 生态环境滞后的不耦合协调发展
0.40<D≤0.49 中度失调衰退 F(x)=G(y) 土地利用与生态环境同步不耦合协调发展
F(x)<G(y) 土地利用滞后的不耦合调发展
F(x)>G(y) 生态环境滞后的极不耦合协调发展
0<D≤0.39 极度失调衰退 F(x)=G(y) 土地利用与生态环境同步极不耦合协调发展
F(x)<G(y) 土地利用滞后的极不耦合协调发展

表4

2002—2016年东营和滨州区域土地利用与生态环境耦合关系计算结果"

年份 F(x) G(y) C D 对比关系 协调程度
2002 0.140 1 0.311 9 0.731 7 0.406 7 F(x)<G(y) 中度失调衰退
2003 0.248 2 0.287 2 0.989 4 0.494 6 F(x)<G(y) 勉强协调发展
2004 0.187 7 0.353 0 0.821 9 0.471 4 F(x)<G(y) 中度失调衰退
2005 0.232 7 0.403 8 0.860 8 0.523 4 F(x)<G(y) 勉强协调发展
2006 0.278 9 0.358 0 0.969 3 0.555 6 F(x)<G(y) 勉强协调发展
2007 0.311 2 0.403 2 0.967 1 0.587 7 F(x)<G(y) 勉强协调发展
2008 0.354 6 0.463 3 0.965 0 0.628 2 F(x)<G(y) 初级协调发展
2009 0.539 4 0.551 0 0.999 8 0.738 3 F(x)<G(y) 中级协调发展
2010 0.445 4 0.636 0 0.938 9 0.712 5 F(x)<G(y) 中级协调发展
2011 0.506 5 0.671 3 0.961 2 0.752 4 F(x)<G(y) 中级协调发展
2012 0.575 4 0.684 9 0.985 0 0.787 8 F(x)<G(y) 中级协调发展
2013 0.636 6 0.736 7 0.989 4 0.824 3 F(x)<G(y) 优良协调发展
2014 0.700 6 0.694 6 0.999 9 0.835 2 F(x)>G(y) 优良协调发展
2015 0.722 8 0.680 7 0.998 2 0.836 9 F(x)>G(y) 优良协调发展
2016 0.740 2 0.698 3 0.998 3 0.847 4 F(x)>G(y) 优良协调发展

图1

2002—2016年东营和滨州区域土地利用综合指数与子系统指数的变化曲线"

图2

2002—2016年东营和滨州区域生态环境综合指数与子系统指数的变化曲线"

图3

2002—2016年东营和滨州区域土地利用与生态环境耦合关系曲线"

1 曾伟. 3S技术在土地利用可持续发展进程中的应用探讨[J]. 测绘科学, 2012, 37 (2): 191- 193.
ZENG Wei . Discussion on application of 3S in process of land use sustainable development[J]. Science of Surveying and Mapping, 2012, 37 (2): 191- 193.
2 安济文.武汉城市圈土地利用与生态环境耦合关系研究[D].武汉:华中农业大学, 2011.
AN Jiwen. Study on the coupling relationship between land use and ecological environment in Wuhan city circle[D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2011.
3 POLASKY Stephen , NELSON Erik , PENNINGTON Derric , et al. The impact of land-use change on ecosystem services, biodiversity and returns to landowners:a case study in the State of Minnesota[J]. Environmental and Resource Economics, 2011, 48 (2): 219- 242.
doi: 10.1007/s10640-010-9407-0
4 KOELLNER Thomas , GEYER Roland . Global land use impact assessment on biodiversity and ecosystem services in LCA[J]. The International Journal of Life Cycle Assessment, 2013, 18 (6): 1185- 1187.
doi: 10.1007/s11367-013-0580-6
5 史坤博, 杨永春, 张伟芳, 等. 城市土地利用效益与城市化耦合协调发展研究—以武威市凉州区为例[J]. 干旱区研究, 2016, 33 (3): 655- 663.
SHI Kunbo , YANG Yongchun , ZHANG Weifang , et al. Coupling mechanism between urban land use benefits and urbanization in the shiyang river basin:a case study in Liangzhou, Wuwei[J]. Arid Zone Research, 2016, 33 (3): 655- 663.
6 熊鹰, 文先明, 郭娴. 湖南省城市化发展与土地利用关系[J]. 经济地理, 2006, 26 (6): 148- 152.
XIONG Ying , WEN Xianming , GUO Xian . Study on the land utilization and urbanization development in Hunan province[J]. Economic Geography, 2006, 26 (6): 148- 152.
7 周卫东, 孙鹏举, 刘学录. 临夏州土地利用与生态环境耦合关系[J]. 四川农业大学学报, 2012, 30 (2): 210- 215.
doi: 10.3969/j.issn.1000-2650.2012.02.017
ZHOU Weidong , SUN Pengju , LIU Xuelu . Coupling relationship between land use and eco-environment, Linxia[J]. Journal of Sichuan Agricultural University, 2012, 30 (2): 210- 215.
doi: 10.3969/j.issn.1000-2650.2012.02.017
8 朱丽. 基于3S技术的多伦县土地利用变化与生态环境耦合关系分析[J]. 环境与发展, 2015, 27 (5): 9- 13.
ZHU Li . Analysis of the relationship between the change and ecological environment coupling of land use based on 3S technology in Duolun County[J]. Inner Mongolia Environmental Sciences, 2015, 27 (5): 9- 13.
9 李媛, 李甲亮, 程建光, 等. 黄河三角洲高效生态经济区生态系统服务价值评估[J]. 山东科技大学学报(自然科学版), 2011, 30 (4): 45- 50.
doi: 10.3969/j.issn.1672-3767.2011.04.008
LI Ai , LI Jialiang , CHENG Jianguang , et al. Value assessment of ecosystem services for high-efficiency ecological economic zone in Yellow River Delta[J]. Journal of Shandong University of Science and Technology(Natural Science), 2011, 30 (4): 45- 50.
doi: 10.3969/j.issn.1672-3767.2011.04.008
10 李沈阳. 黄河三角洲地方志提要与研究[M]. 上海: 上海古籍出版社, 2015.
LI Shenyang . Summary and research on local history of the Yellow River Delta[M]. Shanghai: Shanghai Ancient Books Publishing House, 2015.
11 尚勇. 发展循环经济:黄河三角洲高效生态经济区建设的必然选择[J]. 中国石油大学学报(社会科学版), 2010, 26 (3): 26- 31.
SHANG Yong . Developing circular economy:the inevitable choice for the construction of the Yellow River Delta high-efficiency ecological economic zone[J]. Journal of China University of Petroleum (Edition of Social Sciences), 2010, 26 (3): 26- 31.
12 李边疆, 王万茂. 区域土地利用与生态环境耦合关系的系统分析[J]. 干旱区地理, 2008, 31 (1): 142- 148.
LI Bianjiang , WANG Wanmao . Coupling relationship between regional land use and eco-environment[J]. Arid Land Geography, 2008, 31 (1): 142- 148.
13 洪增林, 薛惠锋. 城市土地集约利用潜力评价指标体系[J]. 地球科学与环境学报, 2006, 28 (1): 106- 110.
doi: 10.3969/j.issn.1672-6561.2006.01.023
HONG Zenglin , XUE Huifeng . Evaluation index system of land use intensification potential in urban area[J]. Journal of Earch Sciences and Environment, 2006, 28 (1): 106- 110.
doi: 10.3969/j.issn.1672-6561.2006.01.023
14 齐美玲, 雷国平. 黑龙江省土地利用与生态环境协调度评价[J]. 资源开发与市场, 2011, 27 (12): 1101- 1103.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8141.2011.12.014
QI Meiling , LEI Guoping . Evaluation on coordination between land-use and eco-environment in Heilongjiang Province[J]. Resource Development & Market, 2011, 27 (12): 1101- 1103.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8141.2011.12.014
15 李佳.河南省土地利用与生态环境耦合关系分析[D].哈尔滨:东北农业大学, 2013.
LI Jia. Analysis of the coupling relationship between land use and ecological environment in Henan Province[D]. Harbin: Northeast Agricultural University, 2013.
16 王枫, 叶长盛. 广州市土地利用与生态环境协调发展评价研究[J]. 水土保持研究, 2011, 18 (3): 238- 242, 246.
WANG Feng , YE Changsheng . Evaluation of the coordinated development between land use and eco-environment in Guangzhou[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2011, 18 (3): 238- 242, 246.
17 陈兴雷, 李淑杰, 郭忠兴. 吉林省延边朝鲜自治州土地利用与生态环境协调度分析[J]. 中国土地科学, 2009, 23 (7): 66- 70, 78.
doi: 10.3969/j.issn.1001-8158.2009.07.013
CHEN Xinglei , LI Shujie , GUO Zhongxing . Analysis on the harmonious degree between land use and ecological environment in Yanbian Korean Autonomous Prefecture, Jilin Province[J]. China Land Science, 2009, 23 (7): 66- 70, 78.
doi: 10.3969/j.issn.1001-8158.2009.07.013
18 苗莉. 阿克苏地区土地资源开发利用与生态环境的耦合关系分析[J]. 塔里木大学学报, 2013, 25 (2): 104- 110.
MIAO Li . Analyzing the coupling relationship between Aksu Region Land resources development and ecological environment[J]. Journal of Tarim University, 2013, 25 (2): 104- 110.
19 李青, 苗莉. 基于耦合度的新疆土地利用与生态环境发展研究[J]. 资源开发与市场, 2013, 29 (7): 750- 753.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8141.2013.07.022
LI Qing , MIAO Li . Based on coupling model of Xinjiang land resources and ecological environment coordinate development research[J]. Resource Development & Market, 2013, 29 (7): 750- 753.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8141.2013.07.022
20 赵菁, 焦云清, 胡银根. 基于低碳视角的土地利用与生态环境耦合关系—以武汉市为例[J]. 科技资讯, 2014, 12 (16): 129- 132.
doi: 10.3969/j.issn.1672-3791.2014.16.098
ZHAO Jing , JIAO Yunqing , HU Yingen . Coupling relationship between land use and ecological environment based on low carbon perspective:a case study of Wuhan City[J]. Science & Technology Information, 2014, 12 (16): 129- 132.
doi: 10.3969/j.issn.1672-3791.2014.16.098
21 SUN Qian , ZHANG Xiaohu , ZHANG Hanwei , et al. Coordinated development of a coupled social economy and resource environment system:a case study in Henan Province, China[J]. Environment, Development and Sustainability, 2018, 20 (3): 1385- 1404.
doi: 10.1007/s10668-017-9926-8
22 张卫民, 安景文, 韩朝. 熵值法在城市可持续发展评价问题中的应用[J]. 数量经济技术经济研究, 2003, 20 (6): 115- 118.
doi: 10.3969/j.issn.1000-3894.2003.06.031
ZHANG Weimin , AN Jingwen , HAN Chao . Application of entropy to evaluation of urban sustainable development[J]. The Journal of Quantitative & Technical Economics, 2003, 20 (6): 115- 118.
doi: 10.3969/j.issn.1000-3894.2003.06.031
23 赵小娟, 叶云, 周晋皓, 等. 珠三角丘陵区耕地质量综合评价及指标权重敏感性分析[J]. 农业工程学报, 2017, 33 (8): 226- 235.
ZHAO Xiaojuan , YE Yun , ZHOU Jinhao , et al. Comprehensive evaluation of cultivated land quality and sensitivity analysis of index weight in hilly region of Pearl River Delta[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2017, 33 (8): 226- 235.
[1] 崔玉泉,李培培,李琳琳. 基于时序模型的股指序列分析[J]. J4, 2013, 48(8): 68-77.
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Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 史爱玲1,马明2*,郑莹2. 齐次泊松响应的客户寿命值及性质[J]. 山东大学学报(理学版), 2014, 49(03): 96 -100 .
[2] 田学刚, 王少英. 算子方程AXB=C的解[J]. J4, 2010, 45(6): 74 -80 .
[3] 庞观松,张黎莎,蒋盛益*,邝丽敏,吴美玲. 一种基于名词短语的检索结果多层聚类方法[J]. J4, 2010, 45(7): 39 -44 .
[4] 唐风琴1,白建明2. 一类带有广义负上限相依索赔额的风险过程大偏差[J]. J4, 2013, 48(1): 100 -106 .
[5] 邱桃荣,王璐,熊树洁,白小明. 一种基于粒计算的知识隐藏方法[J]. J4, 2010, 45(7): 60 -64 .
[6] 薛秋芳1,2,高兴宝1*,刘晓光1. H-矩阵基于外推GaussSeidel迭代法的几个等价条件[J]. J4, 2013, 48(4): 65 -71 .
[7] 孙小婷1,靳岚2*. DOSY在寡糖混合物分析中的应用[J]. J4, 2013, 48(1): 43 -45 .
[8] 冒爱琴1, 2, 杨明君2, 3, 俞海云2, 张品1, 潘仁明1*. 五氟乙烷灭火剂高温热解机理研究[J]. J4, 2013, 48(1): 51 -55 .
[9] 任敏1,2,张光辉1. 右半直线上依分布收敛独立随机环境中随机游动的吸收概率[J]. J4, 2013, 48(1): 93 -99 .
[10] 赵君1,赵晶2,樊廷俊1*,袁文鹏1,3,张铮1,丛日山1. 水溶性海星皂苷的分离纯化及其抗肿瘤活性研究[J]. J4, 2013, 48(1): 30 -35 .