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《城市化与生态环境交互耦合机制与规律性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第22卷第2期地理研究Vol.22,No.22003年3月GEOGRAPHICALRESEARCHMar.,2003城市化与生态环境交互耦合机制与规律性分析1,21黄金川,方创琳(11中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101;21河南大学环境与规划学院,开封475001)摘要:本文分析了城市化与生态环境的交互耦合机制,采用代数学和几何学两种方法对环境库兹涅茨(KUZNETS)曲线和城市化对数曲线进行逻辑复合,推导出城市化与生态环境交互耦合的数理函数和几何曲线,揭示出区域生态环境随城市化的发展存在先指数衰退、后指数改善的耦合规律。交
2、互耦合的过程分为低水平协调、拮抗、磨合和高水平协调四个阶段。文章最后对浙江省进行了实证分析。关键词:城市化;生态环境;耦合规律性中图分类号:F29111;X22文章编号:100020585(2003)0220211210城市是人口和各种经济活动的集中地,城市人口以惊人的速度增长是现代市场经济发展的客观要求。1900年以前,世界上没有一座城市人口超过500万,到1950年过500万人口的城市已有8座,到1980年激增到27座。西方国家的城市化始自18世纪的产业革命,经过快速增长后,目前已步入稳定发展阶段。在其快速增长时期,城市人口急剧膨胀,
3、工业污染迅速蔓延,生态环境恶性事件频繁发生。1952年12月英国伦敦,出现空气中二氧化硫超标40多倍、粉尘超标10多倍的恶性污染事件,最终导致4000多人死亡,[1]被列为西方城市史上著名的“八大公害事件”之一。我国城市化发展落后于西方,到2000年才达到36122%的城市化水平,远远低于发达国家。但是,随着我国城乡隔离户籍制度的瓦解和城镇化战略的实施,参照国际上城市化发展的一般规律,可以认为我国城市[2]化已进入大规模发展阶段。城市化正在或即将对周围生态环境造成现实的破坏和潜在的威胁。在此形势下,研究城市化与生态环境交互耦合的胁迫与约束
4、机制,认清二者交互影响的规律性,从而为科学制定城市可持续发展政策提供科学依据,就显得极为重要。1城市化与生态环境交互耦合的概念耦合作为物理学概念,是指两个(或两个以上的)体系或运动形式通过各种相互作用而彼此影响的现象。例如两个单摆之间连一根弹簧,它们的震动就彼此起伏,相互影响,这种相互作用被称为单摆耦合。类似地,可以把城市与生态环境两个系统通过各自的耦合元素产生相互作用彼此影响的现象定义为城市—生态环境耦合。城市化具有多维涵义,主要包括人口增长、经济发展、空间扩张和生活提高互相联收稿日期:2002208226;修订日期:200320122
5、0基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向性项目(KZCX22SW2318203)作者简介:黄金川(19732),男,河南开封人,中科院地理科学与资源研究所博士生。主要从事城市生态环境研究。Email:huangjc@igsnrr1ac1cn212地理研究22卷系、相互促进的四个方面。其中,经济发展是基础,人口增长和地域扩张是表现,生活水[3]平提高是最终结果或目标。WolfgangLutz认为基于生物主体的生态环境由水、能源、空[4]气和土地四要素组成。本文所讨论的生态环境基于的主体是人,那么除人之外的生物也应是生态环境的一个要素,因此
6、,这里所说的生态环境是五要素生态环境。其中的能源要素是广义的,包括矿产资源。根据生态环境诸要素对城市化的不同作用,可将生态环境要素分为两类,水、气、生、土与人们的生活品质息息相关,可称为生活类生态环境(简称生活环境);能源和资源是支撑和推动经济发展的动力,可称为发展类生态环境(简称资源环境)。城市化与生态环境间的耦合关系就是城市化的四个方面与生态环境的五个要素[5]之间所具有的各种非线性关系的总和。2城市化与生态环境交互耦合的胁迫约束机制区域环境的优劣状况由区域中某一时刻的污染物存量所决定,存量又等于输入流减去输出流后的时间累积。因此凡是
7、影响污染物流量的城市化因素都对区域的环境变化有贡献。图1表征了城市化与生态环境交互耦合的物流、能流和信息流。城市化的直接表现是人口增长、经济扩张和地域扩展,在此过程中城市有机体内的各种细胞不断分裂生殖和更新发展,并通过资源利用和能源消耗不断向区域排放废物来影响环境质量。城市有机体的基本细胞由人(生活细胞)、企业(生产细胞)和汽车(交通细胞)组成,这些细胞的存在密度和活动强度共同决定了区域的污染水平。区域污染水平信息不断地反馈到决策部门和市场,通过政策干预和市场调节控制人们的活动强度和污染净化水平,从而达到城市化与生态环境之间耦合的平衡。在
8、此过程中,技术因子起着非常重要的作用。图1区域环境变化的污染流模型Fig11Pollutionfluxmodelforregionalenvironmentchange211城市化对生态环境的
