基于耗散结构理论的城市生态水平评价研究——以武汉市为例

城市是一个经济-社会-自然复合系统,城市生态环境是城市经济社会持续发展的支持系统。基于耗散结构理论和信息熵原理,通过计算生态经济熵、生态功能熵和城市生态系统总熵变,分析城市生态系统的演化发展规律;利用综合发展度和协调发展度两个指数,建立城市生态水平评价的定量模型。以武汉市1988~2004年城市生态系统发展为例,评价结果表明：（1）武汉城市生态系统的生态经济熵、生态功能熵和城市生态系统总熵变均呈现出下降趋势,城市健康、有序水平不断提高;（2）武汉城市生态系统在经历了1988~1991年停滞发展期后,从1992年开始,生态综合发展水平逐年提升,协调发展水平在不断增加,近10年来都保持在基本协调发展水平。     

中国旅游经济与生态环境协调发展水平的空间差异与演变特征

本文在构建旅游经济与生态环境耦合系统评价指标体系的基础上,运用AHM权重和熵值权重相结合的方法及协调发展度测度模型,对1996-2010年我国东中西部11省区旅游经济与生态环境协调发展水平的时空演变特征进行了分析。研究结果表明:①近10余年来,我国东中西部11省区旅游经济与生态环境的协调发展水平均在不断提高,2010年11省区均已进入协调发展状态,但总体上仍处在较低水平;②我国旅游经济和生态环境协调发展水平的空间差异十分显著,但差异主要表现在东部地区与中西部地区之间,中部地区和西部地区之间差异不明显;③旅游经济综合效益与生态环境综合效益对比分析显示,我国东部省市多为生态环境滞后型区域,而中西部省区多为旅游经济滞后型区域。     

生态敏感区村域尺度土地生态经济系统的耦合协调发展研究——以重庆市江津区为例

评估土地生态经济系统的耦合协调发展状况,有助于揭示区域人地关系地域系统的动态演化规律,促进土地资源可持续利用.以三峡库区生态敏感区江津区为例,在剖析土地生态经济系统耦合机理的基础上,构建土地生态经济系统耦合协调发展的评价指标体系,通过土地综合评价和耦合协调度测度模型研究村域尺度土地生态经济系统的耦合协调发展特征.结果表明:(1)江津区土地生态系统发展逐渐变坏,总体表现出低等级村域空间挤压高等级村域空间的趋势,且土地生态系统发展表现出明显的空间分异;(2)江津区土地经济系统发展呈现向好趋势,但土地经济系统发展具有较大的空间差异,并呈现出显著的城乡分界;(3)江津区土地生态经济系统的耦合协调发展朝着子系统相互促进的方向演进,但全区整体的土地生态经济系统耦合协调水平还有待提升;(4)江津区村域土地生态经济系统的耦合协调发展具有显著的空间差异,高耦合协调的村域零星分布,中、低耦合协调的村域广泛分布,失调村域主要分布在城区范围之外.     

张家界市旅游-经济-生态环境协调发展综合评价

旅游业是当前许多国家和地区重要的发展产业之一,而良好的生态环境是旅游经济持续发展的重要基础和载体。协调好旅游发展与生态环境之间的关系,已成为实现旅游地可持续发展的关键问题之一。张家界市是我国著铭旅游景区——武陵源风景名胜区的所在地,本文从旅游-经济-生态环境之间的关系出发,通过引入协调发展度数学模型及计算方法,对张家界市1996-2010年旅游-经济与生态环境协调发展状况和发展态势进行了综合评价。研究表明,张家界市旅游子系统与经济子系统的评价值总体呈上升趋势,但旅游子系统的评价值存在一定的波动变化;张家界市旅游-经济-生态系统的协调发展度总体呈上升趋势,但仍属中度协调发展类;系统耦合协调类型正在以经济发展超前型逐渐演变为旅游发展超前型。这说明近年来张家界市的旅游业得到了快速发展,综合效益不断提高;但相对于旅游发展的而言,其生态环境的发展与改善还有较大的潜力和发展空间。     

基于耗散结构系统熵模型的产业有序发展研究

"熵"和系统有序性之间存在着密切的关联关系,系统熵值的变化代表着系统有序发展程度的变化。对于封闭状态下的耗散结构系统来说,其内部要素之间的相互作用,会使系统的熵值增加,系统运行开始变得不稳定。具体表现为围绕目标而有效运行的秩序受到破坏,出现控制失灵、功能紊乱的无序现象。由此,构造耗散结构系统熵模型并测量系统熵值的变化,就可以有效反映系统运行的有序程度。本文研究发现,产业系统是一个典型的耗散结构系统,其发展的有序度可以用静态意义上的"结构熵"和动态意义上的"运行熵"来反映。因此,建立产业系统熵分析模型,进而解析产业系统的"结构熵"和"运行熵",可以有效解决产业系统有序发展程度的测定问题。利用我国风电产业发展的相关数据进行实证分析发现:在我国风电产业超高速发展的背后隐藏着一定程度的无序性,但随着产业整合的不断推进,其结构有序度将得到提高,运行有序度开始有所改进。     

长江经济带人口城镇化与土地城镇化协调发展时空差异研究

长江经济带是我国经济发展的战略区域,人口城镇化和土地城镇化的协调发展是推进新型城镇化发展的战略重点之一。本文以2006-2013年长江经济带126个地级市的人口、土地数据为基础,从长江经济带、区域和市域视角,采用熵值法、发展水平评价模型和均衡发展模型测度人口城镇化和土地城镇化协调发展度,结合空间分析方法对协调发展度进行分析,并使用ArcGIS10.2得出二者协调发展度的空间分布图。研究发现,从整体来看长江经济带2006-2013年人口城镇化与土地城镇化协调发展水平不断提高,并呈现相对平稳增长,2013年总体上达到较高协调发展水平。从区域视角来看,协调发展度呈现阶梯特征即下游地区中游地区上游地区的状态,且自2009年起3大区域协调发展度差距呈扩大趋势。从市域视角分析,长江经济带126个地级市2006-2008年协调发展度的发展速度慢,2009年后发展速度显著提升;在空间上呈现"东北-西南"的空间非均衡性和空间异质性,东北高、西南低,并表现明显的"城市群集聚"发展特征。长江经济带在人口城镇化和土地城镇化进程中应不断推进区域经济发展,加快中上游城市的城镇化进程,充分发挥"城市群"的经济辐射带动作用,同时转变土地财政思想,真正实现地区发展水平的提高,最终实现人口城镇化和土地城镇化协调发展。     

皖江区域城市能级与生态环境协调度的测度和发展趋势研究

随着城市能级的不断提高,城市生态环境问题也日益突出,二者间协调发展成为城市发展一致的追求。以皖江区域10个城市作为研究地域单元,构建了城市能级与生态环境的指标体系,并建立了城市能级与生态环境的协调度模型。在此基础上,对皖江区域2002~2011年的城市能级与生态环境协调度进行了测度,研究发现过去10a皖江区域城市能级与生态环境的协调度处于较低水平。根据测定的协调度数据,建立了协调度自回归预测模型,并运用该模型探究了未来10a皖江区域城市能级与生态环境协调度的发展趋势,结果表明皖江区域城市能级与生态环境的协调度发展水平经过拮抗期和基本协调期后不断提高,将于2019年前后趋近高质协调发展阶段,即城市能级与生态环境两个系统有序互动发展的态势。     

基于生命力指数与集对分析的城市生态系统健康评价

鉴于城市生态系统的生命特征,引入城市生命体概念,构建包括生产力、生活态、生态势和生机度的城市生命力指数,分别针对经济子系统、社会子系统、自然子系统及生态调控子系统来综合反映城市生态系统健康状况.引入集对分析这种不确定理论与方法,在充分考虑城市生态系统健康不确定性与相对性的基础上,构造各被评价城市与最优评价集的相对贴近度,开展城市生态系统相对健康状况比较研究,以促进城市生态系统健康水平的整体提升.利用基于集对分析的城市生命力指数综合评价模型及信急熵权重,比较了北京、上海、武汉、广州等16个城市2005年的生命力指数相对状况,结果表明:2005年,厦门、上海、北京、青岛等城市的生命力指数处于被评价城市中相对较高等级,即城市生态系统健康状况较优;而重庆、西安、银川、哈尔滨、成都等城市处于相对较低等级,即城市生态系统健康状况较劣.     

长江经济带生态—经济—社会系统协调发展时空分异及驱动机制

推动生态—经济—社会(EES)系统协调发展是长江经济带发展战略的核心需求,通过构建EES系统协调评价指标体系,运用协调发展、ESDA和面板数据模型,测度分析了2000～2016年长江经济带地级以上行政单元EES系统协调发展的时空分异特征及驱动机制。结果表明:(1)EES系统协调发展呈上升趋势且区域差异逐渐缩小,但整体发展水平较低,中度失调型占据发展类型主体,空间上形成"东北高、西南低"的发展格局,高协调区位于长三角及中西部省会等核心城市;(2)EES系统协调发展呈"等级化"特征,协调度由高到低呈"金字塔"型分布,呈"集群化"特征,城市群内城市协调度整体较高;协调度区域差异特征显著,下游优于中上游,沿江城市优于非沿江城市;(3)EES系统协调发展呈现较强的正向空间自相关,热点区域H-H型集中,冷点区域L-L型较多,局域关联与冷热点空间格局总体表现出沿海优于内陆、下游优于中上游的分异特征;(4)EES系统协调发展时空格局是EES子系统发展、自然区位、战略与政策、空间邻近效应等因素综合驱动形成的结果。     

长三角城市群产业-人口-空间耦合协调发展研究

通过构建城市产业-人口-空间发展指标体系,利用耦合协调度函数,计算长三角城市群产业-人口-空间综合发展水平及其耦合协调度,分析了长三角城市群产业-人口-空间整体水平以及耦合协调发展的时序特征和空间特征。从时序上看,长三角城市群产业-人口-空间发展水平总体上在波动中演进,演进过程大致分为以产业为主导、以空间为主导到产业、空间与人口系统发展失调等三个阶段。从空间上看,长三角城市群由以上海为中心的空间格局逐步演进成为以上海为轴心,南京和杭州为两翼的高水平协调发展三角区域,但是由于空间发展过速,三角区域内高水平协调发展城市普遍存在产业与空间协调发展程度滞后的特征,而外围城市主要暴露出人口与空间协调发展程度滞后的问题。因此应该坚定以人为本的目标,促进产业集约高效发展,优化城市空间布局,推动城市人口、产业与空间协调发展。     

武汉城市群空间扩展的生态状况诊断

武汉城市群是我国建设资源节约型和环境友好型社会综合配套改革实验区，城市群的生态环境质量是实现城市群可持续发展的重要保障，是建设生态型城市群的重要支撑。构建了由自然资源要素、生态环境要素和社会经济要素组成的武汉城市群空间扩展的生态状况诊断指标体系，采用熵技术支持下的AHP模型和模糊隶属度函数模型建立了城市群空间扩展的生态状况诊断模型，利用1997~2006年武汉城市群9市土地利用数据、社会经济和环境变化数据，系统分析了武汉城市群空间扩展的生态环境质量变化状况。研究认为：1997~2006年武汉城市群生态状况诊断的综合评价指数呈先下降后上升的变化趋势，说明伴随城镇用地扩张和土地利用转化，城市群生态环境质量先降后升；除仙桃市外，城市群内其余各市生态状况诊断的综合评价指数均缓慢下降，说明各市空间扩展造成生态环境质量的下降，这种影响在9个城市之间存在着较大的空间差异性。〖     

长三角城市群生态城市建设定量评价

长江三角洲是我国发育最为成熟的城市聚集区,随着城市发展主流趋势--生态城市的日益兴起,区内各城市相继开展了生态城市建设,并取得了相当的成效。但是在生态城市建设过程中还不可避免地存在着城市复合生态系统不协调发展、生态城市建设程度难以定量以及片面定量的问题。试从长三角城市群社会经济和地域情况入手,构建具有地方特色的生态城市建设指标体系,并采用城市生态指数、城市协调度指数和生态城市综合指数来分别衡量长三角城市群内各城市的生态化水平、城市协调发展水平和生态城市建设程度。结果表明：（1）长三角城市群15个城市中,苏州生态城市建设程度较好,而南通则略差;（2）只有城市的全面协调发展,才能建成可持续发展的生态城市。     

基于物质流分析的江苏省区域生态效率评价

物质流分析被认为是适用于生态效率评价的重要工具和方法之一，但应用于区域生态效率评价的研究尚较少。根据生态效率理论、物质流分析理论与方法，建立了基于物质流账户的3个层面的区域生态效率评价指标：区域直接生态效率、区域总生态效率、整体生态效率。以江苏省为例，全面评价了 1995~2005年江苏省不同层面的生态效率，结果表明：（1）江苏省区域直接生态效率远高于我国同期水平。区域总生态效率和整体生态效率相对较低，分别仅为区域直接生态效率 15%~22%和 7%~8%左右；（2）1995~2005年，区域直接生态效率呈先上升后下降趋势，原因在于物质生产率未有显著提高以及近年来重工业在产业结构中比重的增加；（3）整体生态效率的变化趋势与区域直接生态效率类似，原因主要是近年江苏省对区外物质和资源的进口量显著增加；（4）区域总生态效率则表现为先快速上升后缓慢上升的趋势。在对研究结果及成因进行分析和讨论的基础上，提出了提高区域生态效率的建议.     

长株潭城市群土地生态安全动态评价研究

土地资源是人类赖以生存的资本，由于土地资源的生态安全问题日益被重视，土地资源生态安全评价研究已成为当前土地资源可持续利用研究的前沿课题。以长株潭城市群为例，探讨土地生态安全评价方法，针对长株潭城市群土地资源特点从经济、社会、生态环境3个方面构建区域土地生态安全评价指标体系，鉴于土地生态安全评价的模糊性、不确定性和土地生态安全动态性,将熵值理论与模糊数学理论相结合的土地生态安全动态评价模型进行了实证研究。研究结果表明1999～2007年长株潭城市群的土地生态安全呈现逐渐恶化趋势，目前已经处于不安全等级；同时存在水土协调度、受灾面积成灾率、人口增长率、第三产业占GDP比重、万元GDP能耗等不安全因素，威胁着土地生态安全。     

江苏沿江地区20年来农业土壤资源缩减特征

在遥感和地理信息技术支持下,对江苏沿江地区1984~2003年城镇扩张侵占农业土壤资源的特征进行了研究。结果表明,1984~2000年,江苏沿江地区农业土壤资源缩减主要围绕重要城市,缩减图斑面积大,且区域分布相对平衡。2001~2003年,农业土壤资源缩减速率显著增快且各地市呈不平衡发展,除南京外主要集中在常州、江阴、泰兴、常熟地区。20年来江苏沿江地区农业土壤资源缩减了891%,缩减面积达到 190 713 hm2,所有土壤类型均受到城镇扩张影响,其中水稻土被侵占的面积最大。该区域农业土壤资源按肥力质量可分为5等,1984~2000年,Ⅰ~Ⅴ等土壤资源受城镇扩张影响程度依次降低。2001~2003年,Ⅰ、Ⅲ等土壤资源受城镇扩张影响程度明显降低,而Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ等土壤资源受城镇扩张影响程度增加,按受影响程度排序变为Ⅴ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ。     

基于生态足迹的江苏省生态安全动态研究

基于生态足迹理论，引入生态压力指数、生态占用指数和生态经济协调指数作为评价区域生态安全的指标，并构建了生态安全评价标准。对江苏省1999~2008年的生态安全进行动态的定量分析评价。结果显示：江苏省1999~2008年的人均生态足迹由1526 hm2逐年增加到3.08 hm2，而人均生态承载力则呈现波动式下降（从0.522 hm2降至0.477 hm2），万元GDP的生态足迹自1.43 hm2下降到0.78 hm2;生态赤字则由1999年的1.004 hm2持续上升到2008年的2.603 hm2；生态压力指数从1999年的2.922增至2008年的6.462，同期的生态占用指数亦从0.694增至1.399，生态经济协调指数则从1999年的0.237下降至2008年的0.217。数据表明江苏省的经济发展处于不可持续状态，整体上生态安全趋势不容乐观，生态压力加大。同时随着技术水平的提高，单位产值所消耗的资源不断减少。社会经济发展与生态环境的协调性亦有所下降，且处于很差的状态。同时对未来的生态安全状况进行了线性预测分析，并提出了适当的措施。
     

秦淮河流域城镇用地增长格局及其演化机制

利用四期遥感TM数据和GIS技术，通过分析20年秦淮河流域城镇用地增长格局及其演化机制，为流域综合管理和模拟提供重要参数，研究结果表明：①城镇用地增长显示阶段性和空间的不均匀性，增长拐点发生在1994年和2000年，空间上表现出增长“热极”与“热带”；②城镇用地增长阶段性是经济社会过程及驱动因子演化阶段的反映，回归分析显示城镇用地增长与城镇人口、经济总量及开发区发展相关系数高，这归于1992年开发区创建、投资增加与2000年撤县设区驱动的结果；③城镇用地增长格局变化是社会经济物质载体演化的体现，1992年后开发区成为城镇用地增长首要来源，2000年后东山新市区与大学城成为其增长核心和新形式，机场与高速公路网强化对城镇用地的空间导向。研究结果较客观地刻画了城市化格局与过程的演化规律，参数应用与数据精度的提高是今后研究的重点.     

金沙江下游梯级电站开发影响区域的资源开发与产业可持续发展

金沙江下游是我国长江经济带的重要组成部分,也是西南地区生态建设和区域经济社会发展的中心。“西电东送”骨干工程的向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德四大水电站均分布在这一江段。通过对该区域资源开发和产业发展的现状、问题和发展前景进行分析,得到如下主要结论：（1）该区域农业资源丰富多样,矿产资源分布广泛且优势矿种地位突出,旅游资源待开发潜力巨大,但是资源开发却面临着勘探开发程度不够、浪费污染严重、资金交通制约和生态环境脆弱等几大问题;（2）区域产业经济发展迅速但总体水平低,部门结构中以种植业为主的农牧业占主导,林牧业和特色产业有待进一步开发,产业发展面临着部类和区域不均衡、结构矛盾突出以及效益低下等问题的困扰。在此基础上,提出该区域必须以梯级电站和水能开发为契机,切实抓好移民工作,立足资源优势,主打“特色”和“品牌”战略,经济效益和社会生态效益并重,寻找区域资源开发和产业可持续发展的道路。     

基于PSR框架的耕地集约利用及其驱动力研究——以江西省为例

随着社会经济的发展以及城市化进程的加快，部分耕地非农化已成必然，开展耕地集约利用研究，对缓解人地矛盾、保障社会经济可持续发展具有重要的意义。以江西省为例，从人地关系角度出发，构建基于PSR模型的耕地集约利用评价指标体系，运用熵值法、极差标准化方法及综合指数法，计算出1998~2007年江西省耕地利用集约度，得出在这期间江西省耕地集约利用水平及PSR各子系统协调度呈上升趋势；并通过SPSS软件采用主成分分析法，分析其耕地集约利用水平变化的驱动因素，主要概括为社会经济因素、耕作资源及政策制度因素、自然因素。研究结果可为江西省今后耕地集约利用提供一定的科学依据，也为其他省份提供一些参考价值。