京津冀地区城市化与生态环境交互耦合关系定量测度

城市化与生态环境之间客观上存在着极其复杂的交互耦合关系,如何实现城市化与生态环境协调发展将是世界经济社会发展的核心议题,也是近年来国内外研究的热点命题。首先构建了城市化和生态环境系统综合评价指标体系,然后借助物理学耦合模型,构建了城市化与生态环境动态耦合协调度模型,定量分析了1980—2011年京津冀地区城市化与生态环境的耦合过程与演进趋势。结果表明:人口城市化和生态压力分别对城市化子系统与生态环境子系统的贡献份额最大,明显高于其他因素;在耦合协调度测算模型中,城市化子系统与生态环境子系统3种不同贡献份额所得出的耦合协调度的变化趋势是一致的,表明耦合协调度模型受城市化与生态环境子系统贡献份额比例的影响很小;1980年以来京津冀地区的城市化与生态环境耦合协调度呈现出S型曲线变化,协调类型从严重不协调-城市化受阻发展到高级协调-生态环境滞后类型;正确认识城市化与生态环境交互胁迫的时空动态耦合规律,采取恰当的区域发展政策和适当的城市发展战略,对进一步加快区域城市化进程,改善生态环境,实现京津冀地区城市化与生态环境的协调和可持续发展具有重要的指导意义。     

贵阳市城市化与生态环境耦合研究

随着中国西部地区城市化的快速推进, 生态脆弱城市的环境问题日益引起国内学者的重视。通过构建贵阳市城市化与生态环境指标体系, 以综合指数评价模型为基础分析贵阳市城市化与生态环境发展趋势, 并利用协调发展度模型揭示贵阳市城市化与生态环境耦合协调的演化轨迹。结果表明, 贵阳市城市化综合指数与生态环境综合指数总体上呈上升趋势, 两大系统的发展均依赖于各子系统的共同进步, 不同子系统与指标对综合评价体系具有不同的作用;协调度的演变明显表现为不同的两个阶段, 而协调发展度演变表现为线形的上升趋势, 由严重不协调阶段逐渐步入高级协调阶段。只有两大系统共同发展, 二者的耦合关系才会逐渐增强。     

山东半岛城市群城镇化与生态环境耦合协调发展的时空格局

城镇化与生态环境耦合协调发展研究,是目前国际研究的热点与前沿领域。以山东半岛城市群为研究对象,建立城镇化系统和生态环境系统指标体系,运用耦合协调度模型定量分析山东半岛城市群2000—2016年城镇化与生态环境耦合协调发展时空格局。结果表明:(1)2000—2016年城镇化水平不断提高,多年平均值表现为空间城镇化人口城镇化经济城镇化社会城镇化,生态环境水平呈现出波动中上升的趋势,生态压力子系统曲线下降,生态状态和生态保护子系统曲线不断上升,生态环境总体有了一定的改善和提高;(2)2000—2016年耦合协调度逐渐增强,依次经历了严重不协调、基本不协调、基本协调、中度协调、高级协调5个阶段,实现了从极度不协调向优质协调的转变,子系统耦合协调特征从严重不协调-城镇化滞后型向高级协调-生态环境滞后型演变;(3)17地市城镇化以中等水平城镇化区为主要类型,高水平城镇化区集中在济南、青岛"双核"地区和北部的东营,较低水平城镇化区范围逐渐缩小,低水平城镇化区消失;生态环境优质区主要集中在东部沿海城市带威海、青岛、烟台、日照和中部泰安,生态环境中等区从胶济城市带轴线向南北扩散,生态环境较低区主要集中在菏泽、聊城、滨州,生态环境恶劣区不存在;(4)2000—2016年城市耦合协调度不断提高,空间差异明显,呈现出由沿海城市带、济南都市圈核心城市向西南地区逐渐降低的空间分布趋势,子系统耦合协调特征由城镇化滞后型向同步型、生态环境滞后型开始转化,发达城市的集聚作用明显,落后地区的城镇化问题和生态环境问题比较严重。     

福建省新型城镇化与生态环境的耦合分析

识别和揭示城镇化与生态环境之间的耦合关系及其形成机理,进而针对性地提出调控对策,有助于城市管理相关部门制定决策.本研究针对福建省所处立地环境构建新型城镇化与生态环境系统指标体系,利用变异系数确定指标权重,通过耦合度模型和耦合协调度模型探讨福建省新型城镇化与生态环境系统的耦合过程,并实现空间可视化.结果表明: 2000-2015年,福建省地级市的新型城镇化与生态环境系统耦合度变化相对平稳,其值在0.77～0.99,且各城市间差异不显著,只有2000年莆田和2015年漳州的耦合度处于磨合阶段;福建省新型城镇化与生态环境系统耦合协调度在0.50上下波动,从东向西演变时间短,空间分异显著;福建省两系统耦合协调类型以调和发展型为主,还存在中度失调衰退型、中度协调发展型和高度协调发展型,两系统耦合协调类型间还存在转化现象,到2015年只有厦门发展为高度协调发展型城市;城市发展以城镇化滞后为主,到2010年(厦门)和2015年(厦门和福州)才出现生态环境滞后现象.     

城市化与生态环境协调发展的动态耦合模型及其在干旱区的应用

在分析城市化进程与生态环境状况之间交互胁迫、动态演进关系的基础上,借助于系统科学理论建立了城市化与生态环境协调发展的动态耦合模型。认为整个城市化过程就是城市化的各个层面与生态环境的综合协调、交互胁迫的耦合发展过程。在这一过程中,城市化与生态环境协调发展系统的演化周期将经历低级协调共生、协调发展、极限发展和螺旋式上升4个阶段,城市化与生态环境协调发展耦合过程的实质,就是系统各要素相互作用、相互制约,由低级协调共生向高级协调发展的螺旋式上升的过程。以河西走廊为例,对干旱区城市化与生态环境协调发展的动态耦合规律进行了实证分析,认为1985~2003年间,河西走廊城市化水平不断提高,生态环境状况曲折下降,生态环境对城市化的响应较为明显,但相对于城市化进程,生态环境的响应又有一定的滞后性。目前河西走廊处于城市化与生态环境的协调发展阶段,然而协调耦合度的增长很快,整个协调发展系统即将进入极限发展阶段,生态环境危机正在进入潜伏期。基于动态耦合模型所建立的协调耦合度,能够较好地反映城市化与生态环境的交互胁迫、动态耦合的演变情况。根据河西走廊耦合度的变化可知,在城市化发展的初期,往往是需要一定的生态破坏为代价的,然而随着城市化的发展,生态环境必将随城市化而好转。因此,正确认识城市化与生态环境交互胁迫的动态耦合规律,采取适当的城市化发展模式,对于促进河西走廊城市化与生态环境的协调发展具有重大意义。     

马鞍山市城市化与生态环境耦合协调发展研究

伴随城市化的快速推进, 生态环境面临日益严峻的挑战, 因此研究城市化与生态环境的耦合协调发展显得尤为重要。以安徽省马鞍山市的街道及乡镇为研究对象, 利用DMSP/OLS夜间灯光数据和Landsat遥感影像数据, 建立夜间灯光指数和遥感生态指数, 并引入耦合协调模型, 对1993—2013年马鞍山市城市化与生态环境耦合协调关系进行探索。结果表明: (1)1993—2013年马鞍山市城市化水平提高, 但城市化水平存在地区差异, 城市化水平高的地方主要集中在花山区和雨山区; (2)1993—2013年马鞍山市生态环境质量呈现先上升再下降的趋势, 生态环境较好的地区主要分布在西部丘陵地区如含山县的清溪镇、仙踪镇、昭关镇等地方; (3)1993—2013年马鞍山市城市化与生态环境耦合协调发展水平提升, 耦合度和耦合协调度不断提高, 耦合协调类型由低度协调阶段转向中度协调阶段; 在马鞍山市东西和南北方向耦合协调度空间演变趋势皆呈倒U型。该研究结果可为马鞍山市城市的发展和生态环境的保护提供科学参考。     

1996—2008年广东省城市化进程与生态环境的协调性分析

在构建城市化和城市生态环境评价指标体系、并对广东省城市化发展水平与城市生态环境质量分别进行综合评价的基础上,将模糊数学中的隶属度引入到城市化与市生态环境协调度的计算中,并对两者协调发展程度的变化趋势进行了分析。结果发现,1996-2008年间,广东省城市综合发展与城市环境的协调度具有明显的阶段性和波动性特征,总体均呈现下降趋势;静态协调度可大体上划分为两个阶段,其中前9年均处于总体协调阶段,以1998年的静态协调度为最高,但自2005年后,两者的静态协调度逐年降低,处于不协调阶段;与静态协调发展度相比较,广东省的城市化发展与城市生态环境的动态协调度变化略为平滑。说明广东省生态环境对城市化的响应较为明显,但生态环境质量发展指数的上升滞后于城市化发展的进程。随着城市化进程的不断发展,城市化与生态环境的矛盾逐渐加剧,生态环境对城市化的约束作用逐渐增加,系统的协调性也有所下降。     

甘肃省生态环境与社会经济系统协调发展的耦合分析

社会经济发展与当地自然生态环境保护之间的耦合协调是可持续发展研究的热点问题。本研究以甘肃省为研究对象,构建甘肃省自然生态系统与社会经济系统耦合协调度模型及综合评价指标体系,分析甘肃省2007-2017年间社会经济发展与自然生态环境质量变化之间的耦合协调程度及演变过程。结果表明：（1）甘肃省的自然环境质量指数在2007-2017年间呈先波动下降后逐步上升的变化趋势,而甘肃省社会经济发展水平自然环境系统的综合水平在2007-2017年间整体呈现上升趋势;（2）2007-2017年,甘肃省的社会经济与自然生态环境质量的发展状态从失调阶段逐步过渡到协调阶段,说明这社会经济系统与自然生态环境系统的耦合过程正从磨合阶段向着高水平有序状态稳固发展,10年间甘肃省生态环境与社会经济发展的耦合协调性有明显改善。面向自然生态环境质量与社会经济发展速度的动态讨论可以看出：（1）甘肃省自然环境和社会经济变化速率的剪刀差的演变过程经过了差异较大但无明显制约-社会经济对生态环境压力逐步加重-社会经济发展与生态支撑能力同步回升的演变过程;（2）2007-2014年,甘肃省处于自然生态环境的发展速度小于社会经济的发展速度阶段,社会经济发展受生态环境的限制和约束,经济发展对生态环境的影响也几乎为零,但其相互胁迫程度不断增加,到2015-2017年,自然生态环境的发展速度大于社会经济的发展速度,2015-2017年自然生态环境的增速高于社会经济发展速度,产业结构优化和自然生态环境保护措施开始起效,社会经济与自然生态环境之间的耦合协调度越来越好。     

陕北安塞县生态与经济系统耦合协调发展

协调生态环境与社会经济的均衡发展,是实现县域可持续发展的重要因素。以延安市安塞县为对象,基于社会经济与生态环境的数据,构建安塞县社会经济系统与生态环境系统的指标体系,利用熵权法计算社会-经济-环境综合评价指数,在此基础上利用耦合协调度模型、剪刀差方法和耦合度模型分析了社会经济系统与生态环境系统的耦合协调状态、发展速度差异以及耦合度演变趋势。结果表明:1996—2013年间,安塞县社会经济系统综合评价指数稳定上升,自然生态系统综合水平呈现波动下降趋势,前者发展速度总体上快于后者;耦合协调度指数由0.33增长至0.59,反映了该区域社会经济与生态环境的关系不断改善,较好地实现了二者的协调;剪刀差在0. 032水平范围内波动上升,说明二者发展趋势之间的差异逐渐增大;安塞县社会经济与生态环境的耦合度分布于45°β90°范围内,二者处于协调发展阶段,耦合度β表现为先下降后上升,说明经济与环境之间的矛盾开始显露。研究表明,安塞县应着力加强生态建设的固基和推进作用,缓解社会经济和生态环境的矛盾,实现二者的协调发展。     

熵变视角的吉林省城市化与生态环境的耦合关系判别

借鉴热力学第二定律中的熵变方程原理,结合熵值法和PSE模型,对2001—2011年吉林省城市化发展与生态环境效益的耦合关系模式展开分析.结果表明: 研究期间,吉林省城市化发展脱离了正常的演进轨道,经济城市化和空间城市化主宰了整个城市化过程,而过于忽视“人”的城市化,且资源(这里主要指土地资源)粗放、低效投入特征明显;基于PSE模型的生态环境水平,无论是压力指数、敏感性指数、弹性指数,还是综合水平在研究期间都得到了长足的增长,且都呈现出明显的阶段性特征,即先升后降再升;城市化系统的总熵值一直小于0,表现为一条不平稳的上升曲线;生态环境的总熵值时正时负,其中,2003、2006、2010、2011年是“拐点”,映射出生态环境系统是一条不平稳的波浪形曲线,时升时降;城市化子系统与生态环境子系统交互耦合的总熵值具有与生态环境子系统总熵值相似的变化趋势,即具有相同的“拐点”和曲线形状,且其“拐点”对应的演化模式是拮抗型耦合关系演化模式,其余年份对应的是协调型耦合关系演化模式.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.