珠三角地区科技创新与生态环境的耦合协调发展研究

探究科技创新与生态环境之间的耦合协调关系,是当前我国高质量发展过程中亟待解决的关键问题。通过探讨科技创新与生态环境的耦合协调机制,构建两者的综合评价指标体系,借助物理学耦合协调度模型定量测算2007—2018年珠三角地区科技创新与生态环境的耦合协调度,并对其时空演化特征进行探讨分析。结果表明：珠三角各市的科技创新综合指数与生态环境综合指数均呈现不断上升的趋势,且两者耦合度、耦合协调度也呈现出由低水平向高水平的演进特征。在空间分布上,珠三角地区科技创新与生态环境的耦合协调度呈现出以珠江入海口城市“广深佛莞”为中心,向两侧递减的空间格局。在作用类型上,珠三角多数城市在2007年的科技创新能力起到明显地滞后作用,但随着时间的推移,城市创新能力不断增强,与生态环境之间达到基本协调,甚至高级协调水平;而肇庆市发展相对缓慢,仍处于“基本失调—科技创新受阻型”。以区域高质量发展为引领,通过加大创新要素投入、控制污染物排放、合理布局生态用地等方法提高生态创新,有助于未来珠三角实现科技创新与生态环境协调可持续发展。     

基于耦合协调度模型的黄土高原生态环境质量测度及预测

生态环境质量评价作为生态文明建设的基本依据,对于积极适应气候变化、合理开发及保护生态环境等具有重大意义。本文以生态环境脆弱的黄土高原为研究区,基于植被覆盖度、地形位指数、人口密度等数据反演资源环境承载力,以MODIS数据和土地利用数据表征生态弹性限度,分析2000—2020年研究区资源环境承载力与生态弹性限度的演变特征,利用耦合协调度模型综合表征区域生态环境,通过标准差椭圆方法探究协调度的重心变化及转移路径,并在此基础上利用粒子群优化的Elman神经网络对生态环境的未来趋势进行预测。结果表明：2000年以来黄土高原资源环境承载力呈现东南高、西北低的分布格局,呈指数缓慢上升趋势(0.0625 a^-1),生态弹性限度与该区域土地利用格局呈高度一致,指数波动上升但整体水平低;黄土高原生态环境耦合协调度从轻微失调阶段转变为初级协调阶段;黄土高原生态环境协调发展度的重心向东南偏移,且呈现东北-西南方向向心聚集,西北-东南方向空间发散的趋势;预测发现,2030年各市(自治州)资源环境承载力-生态弹性限度系统耦合协调度将稳步上升,这表明未来黄土高原的生态环境质量将逐步趋于协调,...     

西北区域城镇化与资源环境承载力协调发展的时空特征——以兰西城市群为例

城镇化与资源环境协调问题是推动区域社会经济发展的关键问题之一。本文着力构建城镇化与资源环境承载力评价指标体系,运用熵值法和协调度模型测度2005—2017年兰西城市群地区城镇化与资源环境承载力协调度的时空格局特征。结果表明:兰西城市群城镇化综合指数时间上呈持续上升趋势,其中社会城镇化贡献份额逐渐增大,空间上出现"极化"发展模式,兰州和西宁两大核心城市与周围县区差距显著;资源环境承载力综合指数呈波动上升态势,资源环境绩效水平有待提高,其空间上表现出东高西低的分布状态,基本与地形分布相符;从协调类型上看,城镇化与资源环境承载力协调度在0.4～0.5,处于濒临失调状态,且协调度空间集聚特征较明显,协调区域集中于兰州、西宁两大省会城市及周围部分县区,失调区域则集中于城市群南部和西部县区。研究结果可为兰西城市群地区城镇化与资源环境承载力协调有序发展提供参考。     

长江三角洲城市群“三生”功能耦合协调时空分异及其影响因素

长江三角洲城市群是中国城市化水平和经济发展水平最高的城市群,其"三生"功能问题和矛盾日益凸显,"三生"功能耦合协调分析是国土空间规划及区域可持续发展的基础。以长江三角洲城市群为研究区,从农业生产、非农业生产、生活水平、生活保障、生态压力和生态保障六个方面筛选31项指标构建"三生"功能评价指标体系,采用熵权法和AHP法组合确定评价指标权重。并引入耦合协调度模型,以2000-2019年为研究时段进行"三生"功能评价及其耦合协调度分析,并运用面板数据模型和Robust回归分析影响研究区"三生"功能的主要因素。结果表明：（1）研究区2000-2019年间生产、生活、生态功能整体上稳步提升,其中,生产功能东西部发展优于中部,低值区缩减;生活功能东部优于西部,南部优于北部;生态功能随时间呈现由西南部到东南部最优的变化特征。"三生"功能总体表现为"东部优于西部,南部优于北部,东南部发展最优"格局,空间差异明显;（2）生产-生活严重失调城市占比由23.08%缩减为0,基本协调城市占比由11.54%提高到46.15%,中度协调城市占比由0提高到53.85%,耦合协调性提高显著;生产-生态中度失调城市占比由57.69%降为4.8%,基本协调城市占比由19.23%提升为88.46%;生活-生态耦合严重和中度失调城市占比由有到无,中度协调城市占比由0提升为88.46%,上海市升为高度协调城市;生产-生活-生态功能耦合协调度逐步提高,在空间上呈现东部、东南部为主要高值区,沿海优于内陆的分布格局;（3）地均农业机械总动力、地均固定资产投资、城镇常住居民人均可支配收入、草地面积、绿地覆盖率等因素对研究区"三生"功能耦合协调发展起到了巨大的推动作用,而农村常住居民人均可支配收入对"三生"功能耦合协调起到了限制作用。研究结果能为其社会经济稳定发展与国土空间资源利用可持续发展提供参考依据。     

保定市生产性生态承载力与生态功能耦合协调度时空分异

生态承载力与生态功能对区域均具有正向支撑作用,二者存在一定的相互影响,探讨其交互耦合关系,可以客观反映区域经济发展与生态环境的协调程度。基于国内外生产性生态承载力研究成果,结合生态保护红线划定方案对水土保持、水源涵养、防风固沙、生物多样性维护四项生态功能的评价方法,测算和分析保定市2010年和2017年的人均生态承载力及其与各类生态功能的耦合协调度及其影响因素。结果表明：①2010年和2017年保定市总生态承载量和人均生态承载力均有所提升,保定市生态经济性支撑作用不断提高,其中耕地和草地对其贡献最大;空间分布上由北向南递减,市区承载力最低;②各类生态功能高值区主要集中于保定市西北地带,水源涵养功能最强,两年间变化不大;③人均生态承载力和生态功能的耦合协调度时序变化不大,空间上以生态功能格局为基础,生态承载力的变化导致结果存在偏移;根据耦合结果可将保定市土地和生态功能支撑力的协调程度分为3个层次,低承载低耦合区、高承载高耦合区和低承载高耦合区;④经济社会发展水平、自然禀赋、区域发展战略等因素对保定市各类耦合协调度的分布和变化带来了主要影响。研究成果将为综合建设保定市生态可持续发展提供理论参考。     

秦巴特困区生态脆弱性与经济贫困的耦合关系——以陕西省山阳县为例

以国家扶贫开发重点县山阳县为例,采用遥感与地理信息技术对研究区的生态脆弱性进行定量评价,并构建以行政村为单元的经济贫困评价指标体系,以此分析研究区生态脆弱性与经济贫困耦合协调度的空间分异特征。研究结果表明:①山阳县生态脆弱性整体处于中等偏高水平,生态脆弱性高的地区集中分布在人类活动频繁的河川地带和水土流失严重的低山区;②贫困程度整体较深,地形条件、资源丰度、交通通达性及经济区位的综合差异形成了山阳县经济贫困的空间分布格局;③将山阳县生态脆弱性与经济贫困的耦合关系分为失调共损型、失调环境滞后型、失调经济滞后型、协调同步型、协调环境滞后型及协调经济滞后型六种类型,协调同步型行政村比例仅为13.0%,生态脆弱性与经济贫困的耦合协调度整体较低;④失调共损型、协调同步型及协调环境滞后型空间分布较分散,失调环境滞后型、失调经济滞后型及协调经济滞后型有明显的集聚区,失调环境滞后型和协调经济滞后型集中分布在低山河谷区,失调经济滞后型集中分布在海拔1000 m以上的偏远山区。     

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.     

陕西省新型城镇化与生态环境协调度研究

城镇化与生态环境之间相互影响、相互促进,两系统间耦合协调状态对于区域绿色可持续发展意义重大。以陕西省2005—2019年数据为例,在构建新型城镇化与生态环境系统评价指标体系的基础上结合耦合协调度模型、相对发展模型及面板向量自回归(PVAR)模型分析新型城镇化系统与生态环境系统间的耦合协调时空规律及互动关系。结果表明：(1)陕西省耦合协调度总体呈现“基本不协调—基本协调—中度协调”的演变规律。(2)各市耦合协调发展状态空间差异明显,2005年、2013年、2019年陕西省10个城市新型城镇化与生态环境耦合协调发展状态存在较大差异性,相对发展状态整体上由新型城镇化滞后状态发展为生态环境滞后状态。(3)脉冲响应图反映出新型城镇化与生态环境两系统间存在明显互动关系,前期生态环境受新型城镇化冲击的负向抑制作用,后期影响逐渐减小,受自身冲击较大,而新型城镇化发展前后期均主要受自身影响。本研究认为新型城镇化发展必须以生态为优先,在提高生态承载力的基础上,加速提升陕西省各区域空间人口等不同维度城镇化发展水平,从而实现高质量可持续的绿色发展目标。     

成渝城市群城镇化与生态环境耦合协调及交互影响

以成都-重庆(简称成渝)城市群为研究对象,从经济、社会、生态和城乡协调4个子系统构建城镇化综合评价指标体系,将生态环境承载力和生态弹性结合构建生态环境综合评价指标体系,应用耦合协调度模型测度2005-2018年成渝城市群各地级市城镇化与生态环境的耦合协调度,借助GIS空间分析法、象限分析法和Tapio模型,分析成渝城市...     

基于AHP—熵值综合赋权法的煤炭资源型城市生态—经济—社会协调发展分析——以鄂尔多斯市为例

生态—经济—社会多维关系及协调发展研究对煤炭资源型城市可持续发展具有重要理论意义。以鄂尔多斯市生态、经济、社会子系统为研究对象,构建区域生态—经济—社会系统评价指标体系,采用AHP—熵值综合赋权法、耦合协调度模型、灰色预测模型对鄂尔多斯协调发展水平进行评价。结果表明:(1)经济子系统评价指数呈快速增长趋势,生态、社会子系统相对于经济子系统具有较大滞后性,且生态子系统呈波动式下降趋势。(2)鄂尔多斯市二维、三维系统以高水平耦合状态为主,多维系统耦合协调度呈上升趋势,从失调衰退类向过渡发展类转变。(3)通过GM(1, 1)预测, EES三维系统未来10年耦合协调度呈上升发展趋势,协调发展水平不断提高。针对鄂尔多斯市自身特点构建的指标体系与评价模型对实现区域多维系统协调发展具有重要参考价值。     

武陵山片区城镇化与生态环境耦合协调度时空分异——以六个中心城市为例

城镇化与生态环境之间是相互联系和促进的唇齿关系,其耦合协调程度对实现地区高质量发展和可持续发展具有重大影响。将物理学中的"耦合"概念引入城镇化与生态环境耦合协调研究中,建立了耦合协调度模型,并构建了城镇化与生态环境耦合协调度评价指标体系和耦合协调度基本类型划分体系,分析了2010-2018年武陵山片区六个中心城市城镇化与生态环境耦合协调度的时空分异。结果表明：（1）各中心城市的耦合协调基础较好,且呈现出良好的发展态势。（2）各中心城市的空间差异明显,2010年、2015年与2018年六个中心城市城镇化与生态环境耦合协调发展内部差异性较大,东部大于西部,怀化市"单核"特征明显。（3）武陵山片区城镇化与生态环境耦合协调度没有实现突破性、跨越式的提升,且城镇化滞后的问题较为明显,影响了两者实现高耦合协调度的进程。研究认为须要坚持以绿色为底色,以生态为引领,加快提升武陵山片区城镇化发展水平,走出一条绿色生态的城镇化高质量发展新路。     

环杭州湾城市群生态环境与社会经济耦合协调关系及其影响因素

生态环境与社会经济之间的耦合协调关系是可持续发展关注的一个重点和热点。以环杭州湾城市群为研究对象,构建环杭州湾城市群生态环境与社会经济耦合协调度综合评价指标体系,借助ArcGIS软件,采用耦合协调度模型和Pearson相关分析,分析环杭州湾城市群在2000—2019年间生态环境、社会经济发展指数与耦合协调度的演变特征及其影响因素。结果表明：(1)2000—2019年间环杭州湾城市群的社会经济指数呈稳定上升趋势,生态环境指数呈先上下波动后逐年上升的变化趋势;(2)2000—2014年间环杭州湾城市群社会经济的发展速度大于生态环境的发展速度,2015—2019年间生态环境的发展速度大于社会经济发展速度;(3)2000—2019年,环杭州湾城市群生态环境和社会经济之间的耦合协调度从良好协调过度到了完美协调,其中,2000年上海和杭州的耦合协调度小于其它城市,2019年苏州是杭州湾城市群中唯一没有达到完美协调的城市;(4)人口密度、空气质量、工业废水排放量、工业固体废弃物是环杭州湾城市群生态环境与社会经济耦合协调度提高的主要阻碍因素。     

人口城市化与土地城市化质量耦合协调性的时空特征——以甘肃省12个中心城市为例

根据系统科学理论,在科学界定人口城市化和土地城市化内涵的基础上,以甘肃省12个中心城市为例,分别构建了人口城市化和土地城市化质量的评价指标体系.使用耦合协调模型,从时间和空间两个维度对2005—2013年甘肃省人口城市化和土地城市化质量的综合发展指数以及耦合协调度进行测算.结果表明:人口城市化和土地城市化只能反映城市化进程的快慢,并不能衡量城市化发展的质量,单一的指标只能代表狭义的城市化发展水平.从时间序列来看,甘肃省土地和人口的城市化质量以及耦合协调水平呈现整体上升态势.总的来说,土地资源集约利用程度低仍是制约甘肃省城市化质量的关键因素.从空间格局来看,2013年,除兰州属于人口城市化质量滞后型,其他11个中心城市的土地城市化质量均不同程度地滞后于人口城市化质量.甘肃省12个中心城市的城市化质量整体上处于较低水平的协调阶段.     

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,...     

青藏高原区域开发强度与生态安全的时空耦合演进

青藏高原是中国“三区四带”生态系统保护和修复重大工程的重要单元之一,兼顾其生态安全与区域合理开发是保障中国生态稳定的基础。阐释区域开发强度与生态安全的耦合机制,设计了两者关系的衡量体系,测算了2011—2020年青藏高原区域开发强度与生态安全耦合协调度与分型。研究结果表明：(1)研究期青藏高原区域开发强度不断增大,超过90%的市(州)增幅大于10%,以西宁、拉萨为“双核心”向外空间溢出速度加快,分别带动周边海西州和林芝等区域开发扩张;青藏高原各市(州)生态安全指数呈上升趋势,超过60%市(州)增幅大于10%,呈“中西部带状洼地、东部纵向组团”格局,且生态安全指数洼地向新疆南缘移动;(2)青藏高原各市(州)开发强度与生态安全耦合协调度2011—2020年间有不同程度提升,超过50%市(州)达到“轻度耦合”类,未有市(州)达到“优质耦合”类,但存在较多市(州)呈现开发强度或者生态安全滞后。(3)青藏高原区域开发强度与生态安全耦合协调的格局演进差异明显,逐步形成由西宁、巴音郭楞和拉萨-滇西地区(丽江、迪庆和怒江)三大组团逐渐向临近区域扩张,形成了“东高西低、多组团并列”格局。一定程度揭示了青...     

The research on the mechanism and spatial–temporal differentiation of the coupling coordination development based on industrial cluster agglomeration

With 31 provinces and cities in Mainland China selected as the research objects, the paper explores the acting mechanism of industrial cluster, urbanization and population cluster, builds a measurement index system for the spatial–temporal coupling characteristics of industrial cluster, urbanization and population agglomeration, and then measures the coupling coordination degrees of industrial agglomeration, urbanization and population agglomeration in provinces since 2000 and researches the spatial–temporal evolution and spatial differentiation characteristics of coupling coordination degree. Research results show: ① industrial agglomeration, urbanization and population agglomeration have formed a dynamically coordinated relationship with mutual influences, mutual promotion and joint development; ② the comprehensive development levels of industrial agglomeration, urbanization and population agglomeration in China are rising year by year, but the overall coupling degree and coordination degree of the three are low, but the coupling coordination relationship will improve continuously with time, still showing obvious differences in provinces and the spatial tendency of being “high in the east and low in the west”; ③ the coupling coordination presents a continuous spatial agglomeration state, and the agglomeration intensity is “high on two ends and low in the middle”, thus forming the outstanding hot-spot in areas eastern coastal regions and the outstanding cold-spot areas in western regions; ④ the government should promote industrial agglomeration, industrial structure optimization and upgrading and urbanization, and make reasonable planning for population agglomeration degree practically and effectively, to ensure the matching and coordinated development of industrial agglomeration, population agglomeration and urban bearing capacity.     

长三角城市群城市洪涝韧性与生态系统服务的耦合协调关系

厘清城市洪涝韧性与生态系统服务之间耦合协调关系,可为城市防洪减灾和生态文明建设提供重要决策参考。综合运用基于麻雀算法的投影寻踪模型、InVEST模型和耦合协调度模型,在分析2000-2020年长三角城市群的城市洪涝韧性与水源涵养、水质净化、土壤保持和气候调节四种生态系统服务时空格局基础上,尝试探索两者耦合协调关系及其时空演变特征。研究发现:(1)长三角城市群的城市洪涝韧性水平呈现"N"型增加趋势,并呈现"上海>江苏>浙江>安徽"的空间格局,表明经济水平越高的城市展现出更强的洪涝韧性,经济是影响城市洪涝韧性波动的主要因素,而自然韧性成为城市洪涝韧性提升的关键短板;(2)生态系统服务存在显著的空间异质性,高植被覆盖的南部地区提供了更高的生态系统服务,从时间维度看其空间分布是稳定的,水源涵养和水质净化服务总体呈向好趋势,土壤保持服务整体呈现倒"N"型增加,气候调节服务呈现微弱的下降趋势;(3)城市洪涝韧性与生态系统服务的耦合协调度在研究期内较为稳定,且与生态系统服务的时空变化趋于一致,呈现"南高北低、由西南向东北逐渐减弱"的趋势,生态系统服务较高的城市,表现出更好的耦合协调性,且随着生态系统服务的增加而改善。因此,长三角城市群有必要从提高生态系统服务功能的角度出发,因地制宜、分类施策,促进城市洪涝韧性与生态系统服务的协调发展。     

我国城市人与自然耦合系统的协调度

城市作为人类生存与发展的主要空间载体,是人与自然耦合系统的典型代表。城市人与自然协调度是认识人与自然耦合机制重要内容,对揭示城市人类活动对生态环境的影响,指导城市建设具有重要意义。从水资源开发强度、土地开发强度、水资源供给能力、环境污染物排放强度与碳排放强度五个方面分析城市人与自然协调度特征,评估城市建设与发展对自然环境的影响程度,并评估了我国146个城市的协调度特征,进一步分析了城市人口规模、城市经济规模、城市社会发展水平、不同生态地理区人与自然耦合协调度的关系。结果表明：2016年城市平均协调度指数为87.90,不同城市的协调度差距很大且协调度与城市人口规模、经济规模、发展水平呈显著负相关,而六大生态地理区中,西南地区协调度最高,协调度指数为92.81,西北地区协调度最低,协调度指数为82.25。研究发现我国城市建设与发展对自然环境影响仍然较大,并表现为（1）我国城市发展总体仍处于高需求高排放的发展阶段;（2）生态环境承载力是影响城市人与自然耦合协调度的重要因素;（3）提高能源利用效率,降低碳排放强度在改善城市人与自然协调度中发挥作用。最后,从优化城市布局、提高水、能源利用效率、控制环境污染等方面提出政策建议,为评估城市生态文明建设与可持续发展提供参考与依据。