土地持续利用与生态环境协调发展的耦合关系分析——以塔里木河流域为例

土地利用与生态环境之间存在着一种相互制约的关系,土地利用必然引起生态环境的变化,生态环境的变化又反馈于土地利用,二者互为因果、相互影响.研究结果表明:塔里木河流域土地开发利用强度不断加大,生态环境状况波动下降,土地利用与生态环境的耦合关系减弱,协调发展面临巨大压力,土地利用与生态环境关系演化正朝着风险性与不确定逐渐增大...     

中国经济空间一体化与生态环境耦合格局及区域差异分析

区域经济空间一体化和生态环境发展这两个问题日益成为研究热点,如何协调二者的关系涉及到一个国家或地区能否实现可持续发展,二者之间的耦合协调发展更是实现可持续发展的核心。本研究基于两个系统20个指标构成的评价指标体系,利用耦合协调度模型和熵值法,首先从全国研究尺度上对1991年~2010年的区域经济空间一体化水平与生态环境水平进行评价,结果表明近20年中国区域经济空间一体化进程加快,生态环境水平总体上呈现出"先升后降"的变化趋势,二者的耦合协调程度实现了稳定和持续的提高。在省域研究尺度上,对1991年、2001年和2010年31个省级地区的区域经济空间一体化和生态环境耦合协调发展进行时序和空间两个维度的实证分析,研究表明各省的区域经济空间一体化与生态环境水平以及二者交互作用的耦合协调度都存在明显的区域差异。     

哈尔滨市土地利用与生态环境物元评价

针对区域土地利用与生态环境系统的特点,建立了土地利用与生态环境协调评价的指标体系和复合物元模型,以哈尔滨市为例,对各县级单元进行了土地利用与生态环境协调的空间差异评价。结果表明:①物元分析理论对区域土地利用与生态环境评价具有明显的适用性,评价结果显示出哈尔滨市域内土地利用与生态环境协调状况的空间差异明显;②基于复合物元模型进行评价,通过单指标信息可以找出影响区域土地利用与生态环境协调发展的关键问题,如大多数县级区域存在土地集约利用水平较低、面临土壤污染、土壤侵蚀及湿地生态功能脆弱等土地生态环境风险,符合研究区的实际情况;③只有合理制定区域差异化的土地生态环境管制措施,积极引导对土地退化等问题的防治,才能实现区域土地可持续利用、生态环境质量改善和区域可持续发展。     

西安市土地利用与生态环境协调发展研究

以西安市1998-2013年统计年鉴数据为基础,构建土地利用与生态环境评价指标体系,并应用主成分分析法确定权重,依据协调度模型定量评价二者关系,最后运用GM（1,1）模型预测未来趋势,以期为二者关系协调发展提供决策依据。结果表明：（1）二者间存在复杂时变非线性的动态耦合关系,即1997-2005年为发展初期,土地利用类型为勉强协调类土地利用滞后型,关系并不稳定且协调水平低;2006-2011年为发展中期,类型转换为初级、中级协调类土地利用滞后型,关系开始趋于稳定;自2012年后基本稳定在良好协调类生态环境滞后型,呈V型轨迹并向有序、稳定的协调关系发展。（2）1997-2012年二者评价指数均呈上升趋势,影响协调发展度的主要因素从生态环境逐渐演变为土地利用。因此,平衡二者发展速度,调控土地利用方式,对协调发展关系至关重要。     

南京市土地利用效益耦合关系研究

土地利用效益的耦合程度是评价土地利用是否科学合理的依据之一,也是土地可持续利用研究的重要内容。在分析土地利用社会经济效益与生态环境效益耦合关系的基础上,借助系统科学理论与方法,建立南京市土地利用效益间的耦合模型和相应指标体系,利用1999—2009年的统计数据对南京市土地利用效益耦合度进行了研究。结果表明:(1)自1999年以来,南京市土地利用社会经济与生态环境效益都处于上升状态。(2)土地利用社会经济效益与生态环境效益的耦合度α一直处于19.16°～70.65°之间,即处于协调发展阶段。但近几年土地利用效益耦合度居高不下,土地利用效益之间的矛盾依然存在。     

西安市生态环境与经济发展的耦合关系

采用耦合协调模型对2000—2013年西安市生态环境系统和经济系统进行综合评价分析,并对两大系统的耦合关系及耦合度演变趋势进行研究。结果表明:生态环境系统综合水平呈现在波动中下降的演变趋势,经济系统综合发展水平呈现在波动中上升的演变趋势;西安市生态环境和经济发展二者协调性由低水平的经济滞后失调型发展为高水平的生态环境滞后协调型,并存在工业废气排量增加和不合理的产业结构等问题,因此,需加强污染物排放的控制与监管,实施绿色考核制度,坚持绿色生活方式,从转变经济增长方式和增长动力2个角度出发,从而实现区域经济社会可持续发展。     

城市化与生态环境交互耦合机制与规律性分析

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     

城市化与生态环境耦合模式及判别

基于耗散结构理论,演绎出了城市化与生态环境耦合发展的五种模式。在此基础上,通过类型组合和平面几何分析建立了辩识城市化与生态环境耦合发展的判据体系,作为定量评价城市化与生态环境建设协调的依据。最后,以徐州市为研究对象,利用主成分加权合成方法分析了它的城市化与生态环境交互耦合的情况,其结果发现近10年间徐州市不仅城市化与生态环境各自的发展轨迹明显不同,而且二者耦合类型多样,并且以协调和基本协调为主。实例研究证实,该评价方法和判据体系对区域城市化与生态环境耦合模式的判别简单可行、便于应用,对于评价与协调城市化发展与生态环境保护的关系等具有一定的借鉴意义。     

地质生态环境与城市化关联性研究——以重庆市为例

地质生态环境是承载城市的重要物质基础,与城市发展存在极其复杂的关系,从时间和空间层面上对二者演进趋势、时序规律和空间分异差异进行归纳和认识有助于促进地质生态环境与城市化协调发展。首先构建地质生态环境与城市化的指标评价体系,利用SPSS21.0软件分别获得了1990—2015年重庆市地质生态环境与城市化评价指标的主成分权重系数,及2015年重庆市38个区县若干地质生态环境指标水平与人口密度、人均GDP、城市空间发展强度、工业综合能耗等城市化指标水平的皮尔逊相关系数。借助关联耦合分析方法,从时间和空间层面获得了重庆市地质生态环境与城市化的关联度、耦合度和协调度大小。结果表明:经济城市化和绿化生态水平分别对城市化系统和地质生态环境系统的贡献份额最大; 1990—2015年重庆市地质生态环境与城市化的耦合协调水平呈现持续增长态势,关联度、耦合度和协调度从低关联—低水平耦合—严重不协调—城市化发展滞后,过渡到高关联—高水平耦合—高级协调—地质生态环境滞后阶段; 2015年重庆市38个区县地质生态环境与城市化的关联度、耦合度和协调度都存在显著的分区差异,渝西较发达地区的耦合协调程度普遍高于渝东北和渝东南远郊欠发达地区,区域经济发展水平与耦合度、协调度存在很大的空间对应关系。正确辨识地质生态环境与城市化耦合协调关系的时空演化规律和特征,通过城市规划的主动干预作用,采取适当的城市发展政策和环境保护战略对促进地质生态环境与城市化的协调可持续发展具有重要意义。     

干旱区水土资源时空变化的定量研究

水资源是制约干旱区土地资源开发利用的主要自然因素，水、土资源利用在时间和空间上平衡与否的矛盾影响着干旱区生态环境与社会发展。用定量化的数学模型表示二者的互相影响，能描述、解释和预测二者关系并能为制定对策提供依据。本文首先分析了干旱区土地利用与水资源的相互影响，然后对水土资源相互影响下时空变化的模拟方法和理论进行了综述。一方面从蒸散的计算、模拟地下水补给、模拟区域尺度上土地利用影响、模拟土地管理措施影响、模拟抽取地下水影响、以系统方法模拟土地利用影响等几方面对土地利用影响下水资源的时空变化模拟进行了综述。同时对水资源影响下土地利用变化的模拟从主要考虑水文作用的水文－植被模型的建立应用及引入人为因素为驱动力的土地利用变化模拟两方面做了综述。文章最后进一步概括了干旱区水土资源时空变化模拟的趋势并就此方面的研究提出了三点展望意见。     

区域城市化与生态环境耦合发展模拟及调控策略——以江苏省为例

根据城市化与生态环境耦合含义及框架,利用SD的原理和方法,以江苏省为例,建立了区域城市化与生态环境耦合的SD模型,并选取五种典型发展模式进行策略情景模拟。分析表明:①区域城市化与生态环境交互耦合具有复杂性、非线性和时变性的特点,SD模型分析此类问题具有明显的适用性。模型的历史数据拟合的误差小,反映它具有一定可靠性,能在一定程度上解释区域城市化与生态环境交互耦合的复杂行为,评估城市化对生态环境的潜在效应;②在不同调控策略的发展模式下,该省城市化与生态环境耦合的情景存在较大差异,五种模式都有其显著的比较优势,同时也存在明显的发展缺陷;③根据该省的发展特点和区域发展差异并结合城市化发展一般规律,分阶段和分地域推进人口城市化发展模式和社会城市化发展模式,可以实现该省人口、经济、城市化和生态环境协调发展的目的。     

东北限制开发区域开发强度与生态环境的时空耦合关系研究

通过构建开发强度与生态环境评价指标体系,系统分析2005-2016年东北限制开发区域开发强度与生态环境协调发展的时空格局特征与影响因素.结果表明:①土地开发强度增加和经济总量扩张的交互关系是造成东北限制开发区域开发强度综合水平提升的主要原因;同时由于生态环境状态增长的持久性不强,生态环境响应正逐渐成为改善区域生态环境综...     

黄河源区土地利用/覆被变化及其生态环境效应

应用1989年TM影像和2005年ETM+影像提取黄河源区两期土地利用/覆被数据,并利用GIS的空间叠加分析对两期土地利用图进行土地利用动态信息的提取。在建立黄河源区土地利用数据库的基础上,采用生态环境质量指数模型建立各土地利用类型与生态环境质量之间的数量关系,定量的分析土地利用变化对生态环境质量的影响。结果表明:①黄河源区1989-2005年间,土地利用变化缓慢而匀速,存在着生态环境的恶化和改善两种相反的趋势。在大尺度范围内,生态环境质量相对稳定,有轻微的恶化,但是在研究区局部范围内,生态环境质量变化显著;②植被是影响黄河源区生态环境质量的主要因素,其中草地对环境质量的影响处于主导地位;③利用生态环境质量指数模型不仅可以从整体上了解研究区生态环境质量,也可以发现影响区域环境质量的主要驱动力。     

International progress and evaluation on interactive coupling effects between urbanization and the eco-environment

Global urbanization is exerting severe stress and having far-reaching impacts on the eco-environment, and yet there exists a complex non-linear coupling relationship between the two. Research on the interactive coupling effect between urbanization and the eco-environment will be a popular area of study and frontier in international earth system science and sustainability science in the next 10 years, while also being a high-priority research topic of particular interest to international organizations. This paper systematically collates and summarizes the international progress made in research on interactive coupling theory, coupling relationships, coupling mechanisms, coupling laws, coupling thresholds, coupling models and coupling optimization decision support systems. The research shows that urbanization and eco-environment interactive coupling theories include the Kuznets curve theory, telecoupling theory, planetary boundaries theory, footprint family theory and urban metabolism theory; most research on interactive coupling relationships is concerned with single- element coupling relationships, such as those between urbanization and water, land, atmosphere, climate change, ecosystems and biodiversity; the majority of research on interactive coupling mechanisms and laws focuses on five research paradigms, including coupled human and nature systems, complex social-ecological systems, urban ecosystems, social-economic-natural complex ecosystems, and urbanization development and eco-environment constraint ring; the majority of interactive coupling simulations use STIRPAT models, coupling degree models, multi-agent system models and big data urban computer models; and research has been carried out on urbanization and eco-environment coupling thresholds, coercing risk and optimal decision support systems. An objective evaluation of progress in international research on interactive coupling between urbanization and the eco-environment suggests that there are six main research focal points and six areas lacking research: a lot of research exists on macroscopic coupling effects, with little research on urban agglomeration and scale coupling effects; considerable research exists on single-dimension coupling effects, with little on multiple-dimension coupling effects; a great deal exists on “one-to-one” dual- element coupling effects, with little on “many-to-many” multiple-element coupling effects; a lot exists on positive feedback coupling effects, and little on negative feedback coupling effects; a great deal exists on empirical coupling effects, and little on theoretical coupling effects; a great deal exists on the use of simple quantitative methods, and little on using integrated simulation methods. Future studies should focus on coupling effects between urbanization in urban agglomerations and the eco-environment, spatial scale coupling effects, multi-dimensional coupling effects, telecoupling effects, “one-to-many” and “many-to-many” element coupling effects, and positive and negative feedback coupling effects. There is also a need to strengthen the development and application of dynamic models for multi-element, -scale, -scenario, -module and -agent integrated spatiotemporal coupling systems and further improve theoretical innovations in coupling effect research and integrate and form complete and diverse coupling theoretical systems.     

城镇化与生态环境交互耦合效应研究的国际进展与总体评价（英文）

Global urbanization is exerting severe stress and having far-reaching impacts on the eco-environment, and yet there exists a complex non-linear coupling relationship between the two. Research on the interactive coupling effect between urbanization and the eco-environment will be a popular area of study and frontier in international earth system science and sustainability science in the next 10 years, while also being a high-priority research topic of particular interest to international organizations. This paper systematically collates and summarizes the international progress made in research on interactive coupling theory, coupling relationships, coupling mechanisms, coupling laws, coupling thresholds, coupling models and coupling optimization decision support systems. The research shows that urbanization and eco-environment interactive coupling theories include the Kuznets curve theory, telecoupling theory, planetary boundaries theory, footprint family theory and urban metabolism theory; most research on interactive coupling relationships is concerned with single- element coupling relationships, such as those between urbanization and water, land, atmosphere, climate change, ecosystems and biodiversity; the majority of research on interactive coupling mechanisms and laws focuses on five research paradigms, including coupled human and nature systems, complex social-ecological systems, urban ecosystems, social-economic-natural complex ecosystems, and urbanization development and eco-environment constraint ring; the majority of interactive coupling simulations use STIRPAT models, coupling degree models, multi-agent system models and big data urban computer models; and research has been carried out on urbanization and eco-environment coupling thresholds, coercing risk and optimal decision support systems. An objective evaluation of progress in international research on interactive coupling between urbanization and the eco-environment suggests that there are six main research focal points and six areas lacking research: a lot of research exists on macroscopic coupling effects, with little research on urban agglomeration and scale coupling effects; considerable research exists on sin-gle-dimension coupling effects, with little on multiple-dimension coupling effects; a great deal exists on "one-to-one" dual- element coupling effects, with little on "many-to-many" multiple-element coupling effects; a lot exists on positive feedback coupling effects, and little on negative feedback coupling effects; a great deal exists on empirical coupling effects, and little on theoretical coupling effects; a great deal exists on the use of simple quantitative methods, and little on using integrated simulation methods. Future studies should focus on coupling effects between urbanization in urban agglomerations and the eco-environment, spatial scale coupling effects, multi-dimensional coupling effects, telecoupling effects, "one-to-many" and "many-to-many" element coupling effects, and positive and negative feedback coupling effects. There is also a need to strengthen the development and application of dynamic models for multi-element,-scale,-scenario,-module and-agent integrated spatiotemporal coupling systems and further improve theoretical innovations in coupling effect research and integrate and form complete and diverse coupling theoretical systems.     

中国区域PRED系统研究进展

在对区域PRED系统内涵理解的基础上,比较了它与区域可持续发展的异同。区域PRED系统是以区域人口、资源、环境和发展四个子系统的协调发展为目标,可持续发展是一个宏观的概念,区域PRED系统的协调发展是可持续发展的前提条件．而可持续发展是区域PRFD系统的协调发展最终目标。在对比分析了前人研究区域PRED系统的指标体系和量化方法,结合新疆的实际,对原先较适用于工业发达、环境污染严重的大中型城市的可持续度模型进行了改进。针对西部干旱区特殊的地理环境和农牧业为主体的经济结构,将水资源总量和生态环境因子引入可持续度模型,分别替代模型中原有的资源消耗因子和环境质量因子。水资源总量是制约以农牧业为主的干旱区中小绿洲经济协调发展的重要因子．对于以农牧业为基础产业的干旱区域来说能源的需求远不及对水资源的需求．将水资源总量作为一个指标引入评价模型。同时生态环境变化引起的区域协调发展问题对干旱区尤为重要,西部地区生态环境的脆弱性成为制约经济协调发展的重要因子,是将生态环境引入可持续度模型中的原因。结果表明改进后的可持续度模型用于评价工业不发达、生态环境脆弱的西部干旱区所得结果与该地区的现实基本相符。     

北方农牧交错带土地利用变化 及其生态环境效应 ——以陕北榆林市为例

基于1985~2000年间的高分辨率土地利用/土地覆盖数据,对位于农牧交错带的陕北榆林市土地利用变化及其区域生态环境效应进行定量分析。结果表明：1985~2000年,榆林市土地利用变化区域差异明显,土地利用变化多分布在北部风沙滩地区,表明这些地区的土地利用变化过程相对活跃。生态环境质量总体上得到改善,但局部地区恶化也相当严重,且在县级尺度上表现出明显的区域分异特征。在大的区域尺度上北部风沙滩地区的生态环境质量的改善程度强于南部丘陵沟壑区。导致生态环境变化(改善和退化)的主导因素是林地、草地与其它土地利用/土地覆盖类型之间的转变,其中治沙种草与防护林体系建设对该市生态环境质量改善的贡献率最高,达到74.8%。     

哈大齐工业走廊土地利用变化的生态环境效应

基于哈大齐工业走廊1990年、2000年、2005年3期TM影像,获取15年来不同时段的土地利用变化信息。利用景观格局指数和生态环境质量指数两种生态环境效应评价指数,定量对比分析七个市县土地利用变化带来的生态环境效应。结果表明:①15年来,哈大齐工业走廊耕地、建设用地增加,草地、水域、未利用地减少。②整体生态环境恶化,区域差异显著;空间格局呈中心城区高周边农牧区低;大庆、杜蒙、泰来因草地、湿地“三化”等原因,破碎化加剧、多样性锐减、环境质量恶化最为显著,建议加强生态保护。③两种评价指数从不同角度反映出相似的区域差异特征。两方法结合分析实现更为客观全面的评价效果,以期为区域综合定量评价提供方法借鉴。     

快速城镇化过程中的中国城镇土地利用特征

主要利用国土资源部土地利用变更调查数据, 从城镇土地数量、人均城镇土地、城镇 建设占地、城镇内部用地结构和城镇土地空间格局及其时空变化等方面分析了中国城镇化快 速发展阶段的城镇土地利用现状, 并将这一阶段的主要城镇土地利用问题归结为总量失控、 粗放利用、影响宏观经济平稳运行、影响耕地保护和粮食安全、危及社会和谐发展、土地利 用结构失调, 以及生态环境恶化等方面, 最后从合理引导城镇扩张并加强农地保护、优化区 域和城镇内部用地结构布局、多手段节约集约利用城镇土地、统筹协调区域城乡居民点建设 用地, 以及防治并举促进城镇土地生态良性化等角度探讨了城镇化健康发展的用地策略。