城市化与生态环境之关联耦合性分析——以上海市青浦区为例

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1、▲RESOURCESANDENVIRONMENTV01中国人口资源与环境2008年第18卷第6期CHINAPOPULATION．．18No．62008城市化与生态环境之关联耦合性分析以上海市青浦区为例赵宏林陈东辉(东华大学环境科学与工程学院，上海203051)摘要本文以快速城市化的上海市青浦区为对象，应用城市化与生态环境关联耦合模型，遴选出作用于生态环境的18项城市化指标和制约城市化的12项生态环境指标．计算关联度和耦合度及进行它们的时序规律分析，阐明城市化进程中的生态环境变化规律。城一1997—阶段是城市化与生态环境关联度的低位时期市化与生态环境的关联度和耦合度在2006

2、年闻的时序上均呈现两个阶段，第。第二阶段是关联走向紧密时期，表明了城市化与生态环境进入并行发展的轨道。关键词城市化；生态环境；关联度；耦合度；青浦区中圈分类号F205；心22文献标识码A文章编号1002—2104(2008)06—0174—04"]城市化具有多维涵义：人口迁移、经济发展、空间扩张过各种相互作用而彼此影响的现象。耦合作用决定了和生活提高，它们互相联系、互相促进，经济发展是基础，系统由无序走向有序的趋势，即关键在于系统内部序参量uJ旧J人口迁移和地域扩张是表现，生活水平提高是目标。城之间的协同作用，耦合度是反映这种协同作用的度量。市化开始时需要开拓环境，发展缓慢

3、，继而是适应生态环1．1驱动要素一饱⋯⋯境，近似乎直线上升，最后受到瓶颈的限制而接近某设变量xi(i=1，2，18)和y(j=1，2，，i12．3J和水平。因此城市化与生态环境的耦合⋯⋯，呈S型增长12)分别为指标体系中的城市化要素和生态环境要，作用表现在两个方面：人口增长、经济发展、能源消耗和交素，ai和岛为稳定临界点上要素的上下限值。要素zi和通扩张对生态环境产生胁迫；生态环境又通过人口驱逐、一生态环境系统的驱动功效表示为yi对城市化：资本排斥、资金争夺和政策干预对城市发展产生约束。依一xi一屈)／(ai展)(置具有正驱动功效)f(，据城市化与生态环境交互作用的强弱程度

4、X。‘’’，可以将耦合过ii(。i一甄)／(。i一屈)(置具有负驱动功效)程划分为低水平耦合、拮抗、磨合和高水平耦合4个阶驱动要素施趋于0时为不发展，趋于l时最好发H．5j段。由此，可以把城市化与生态环境两个系统通过各nJ【引展。a：和晟确定是模型正确应用的关键。对统计数自元素产生相互彼此影响的程度定义为城市一生态环境据不完整，但确是十分重要的指标要素，其上下限可参照【6J耦合度。目前真正从实证角度，采用科学合理的方法，生态城市标准，还可参考地区基准年期值、规划年期值、对定量分析区域城市化与生态环境耦合特点及演变规律的比标准值等。文献不多。城市化要素和生态环境要素的筛选应遵

5、循科学性、可本文以上海市青浦区为例，利用由灰色关联度矩阵等操作性、完备性、动态性、主成分性和独立性等原则。本研构建的评价模型，遴选作用于生态环境的18项城市化指_1川究采用了专家咨询法，结果见表1。标和制约城市化的12项生态环境指标，计算关联度和耦合度，并进行时序(从1997年至2006年IO年的时间区间)l。2耦合度规律分析，阐明城市化进程中的生态环境变化规律。设X(t)和y(￡)分别为t时刻城市化与生态环境的平均驱动要素(置和K的几何平均)。X(t)和Y(t)的协调1城市化与生态环境之耦合理论不仅意味着它们数值较大，且它们之间的相对离差小，即物理学意义上的耦合是两个(或

6、以上)系统或运动通离差系数C。越小越协调，于是有：收稿日期：2008—06—19作者简介：赵宏林，高级工程师，博士，主要研究方向为环境规划。▲174▲注：l8项城市化要素(。～l8)分别为：城镇人口、非农产业人口、人均GDP、工业产值比重、第三产业GDP比重、人均工业总产值、人均第三产业增加值、城镇职工人均工资、人均消费零售额、床位数、医生数、人均道路里程、电话数、煤气及液化气普及率、中高级专业技术人员、人均图书购买量、人口密度、城市维护费；12项生态环境要素(y。～y。：)分别为：人均耕地面积、单位面积粮食产量、城区人均公共绿地面积、堤防绿化长度与水面积比、园林绿地面积比

7、例、建成区绿化覆盖率、工业产值废水排放量、工业产值so2排放量、工业产值固废产生量、工业废水排放达标率、烟尘排放达标率、工业固废综合利用率。耦合度D(t)l9Jc=[‰】D(t)=[G(t)T(t)](4)=4[】其中，T(t)=X(t)Py(t)，反映城市化与生态环境的((1)±(!)!=()(整体协同效应或贡献；和∞为待定权数，且+=1。(X(t)+Y(t))在城市化一生态环境耦合体系中，D(t)不小于0．6。=4[t一】1．3关联度矩阵和关联度采用灰色关联模型[5,10]。进行计算前，须采用区间标因0≤X(t