土地利用与生态环境耦合关系研究
——以呼和浩特市为例

孙红星

(内蒙古师范大学 地理科学学院,内蒙古 呼和浩特 010000)

土地利用与生态环境耦合关系研究
——以呼和浩特市为例

孙红星

(内蒙古师范大学 地理科学学院,内蒙古 呼和浩特 010000)

为探讨呼和浩特市土地利用与生态环境的耦合关系，文章选取了反映土地利用与生态环境状况的17个指标，经过标准化数据，得出权重，得到各年的耦合类型与耦合关系。研究表明：2006年两者耦合关系为勉强耦合，2007年、2008年为初级耦合，2009年、2010年为中度耦合，2011年达到良好耦合。在未来经济社会发展时期，当地应总结经验与教训，促进区域可持续发展。

土地利用;生态环境;耦合;呼和浩特市

0 引言

土地利用是某一区域内各环境因子的综合产物。自然环境对土地利用方式有明显的限制作用，经济和社会同样对其产生影响[1]。合理开发土地有助于改善人类社会生活水平，但近年来因人类不合理利用土地，使生态环境不断恶化。如何促进土地利用与生态环境的协调发展，尤其是大城市中两者的耦合关系，引起了人们的广泛关注，并成为学术专家讨论的热点话题。

呼和浩特市土地利用类型以耕地、林地为主，土地利用存在结构单一，用地不合理等问题，且土壤盐渍化现象严重，生产力较为低下。当地气候类型为半干旱温带大陆性季风气候，降水较少，属于生态环境脆弱地带。在此基础上研究两者之间的耦合关系变得尤为重要。

1 数据与方法

1.1 数据

数据主要来源于《呼和浩特市统计年鉴》(2006—2011年)和《呼和浩特市国民和经济社会发展统计公报》(2006—2011年)。

1.2 方法

1.2.1 构建评价指标体系

在对本文基本概念深刻理解的基础上，遵循科学性、可操作性和系统性原则，借鉴有关专家和学者的研究，从土地利用与生态环境水平两个方面共选取了17个指标，构建了评价指标体系[2](详见表1)。

1.2.2 数据标准化

为消除量纲、数量级等不同对研究结果的影响，采用极差标准化方法对数据进行标准化。数值越大对上一级系统越有利采取正向公式，数值越小越有利采取负向公式。为消除数据0的影响，保证计算公式有意义，对数据进行平移。公式如下：

正向指标公式：

(1)

表1 土地利用与生态环境评价指标体系

续表

负向指标公式：

(2)

注：上式中xij是指第i年第j项指标；Xij是标准后的数值；max(xj)和min(xj)是指第j项指标的最大值和最小值。

1.2.3 评价指标权重的确定

本文采用客观分析法中的熵值法来计算权重[3-4]。

(1)规范化：计算第i年第j项指标的比重

(3)

(2)计算第j项指标的熵值

(4)

(3)计算第j项指标的差异性系数

gj=1-hj

(5)

(4)计算各指标的权重

(6)

1.2.4 评价模型及评价值的确定

本文采用耦合度模型[5]，其计算公式如下：

地利用函数:

(7)

生态环境函数:

(8)

注：F(x)为土地利用综合指数，Wi为土地利用第i个指标的权重，Xi为土地利用第i个评价指标的标准化值；G(y)为生态环境综合指数，Wj为生态环境第j个指标的权重；Xj为生态环境第j个指标的标准化值。

土地利用与生态环境耦合度评价函数：

(9)

注：上式中，C代表耦合度，k代表调节系数，这里设k=2。

但是此函数仅能说明耦合水平，并不能说明发展情况，为此我们选择下列具有较强稳定性和操作性的函数。

耦合发展度函数：

T=aF(x)+bG(y)

(10)

注：T代表综合评价指数；这里取a=b=0.5

(11)

注：D代表耦合发展度。

2 土地利用与生态环境耦合关系分析

据表2可得出以下结论：

(1)近几年呼和浩特市土地利用与生态环境耦合发展关系是逐年上升的。2006年耦合关系为勉强耦合，2007年和2008年属于初级耦合，2009年和2010年属于中度耦合，2011年为良好耦合发展。在当地《2006年国民经济和社会发展计划执行情况》中说明其城市建设项目取得明显进展。土地利用综合指数在近几年中排名第一。但是生态环境综合指数却是近几年中最低的，反映生态环境水平的指标中权重值最大的C15-工业烟尘去除量在近几年中也是排名较后的，原因可能是在加快经济发展的过程中，没有兼顾到对生态环境的影响，导致“三废”排放量较高。由于以上原因，2006年两者间呈现勉强耦合。2007年和2008年土地利用综合指数有小幅下降。2007年是内蒙古自治区成立60周年，为做好迎庆工作，当地重点开发建设项目，建设用地明显增多。2008年土地利用综合指数较低，可能是由于2008年的“三鹿奶粉”事件造成了以奶制品为主要经济来源的该市经济水平的下降，其间接影响着土地利用水平。但2007年和2008年生态环境综合指数却逐年上升。相关资料显示当地在这两年内加快转变经济发展方式，在工业结构调整方面做了以下工作，一是引进新能源、新材料、新技术为主的工业重点建设项目；二是积极引进风能、太阳能和生物质能等可再生能源。随着节能减排和环保措施的逐步落实，2008年全市好于二级以上空气质量天数达341天，在北方15个省会城市中位居第一，属于初级耦合。2009～2010年土地利用综合指数和生态环境综合指数较2008年有所上升。2011年土地利用综合指数达到与2006年相差不大的水平，生态环境综合指数也达到近年来最高水平，属于良好耦合。土地利用方面，在人口自然增长率减少3%的基础上，经济发展较为快速，单位土地面积GDP(万元/km2)比上年提高了180.88 万元，其土地利用尤其是耕地利用程度显著提高；单位面积固定资产投资额(万元/km2)也比上一年增加了约87.34万元；单位面积工业生产总值(万元/km2)比上年增长了近54.79万元；城镇居民人均可支配收入(元/人)比上年增长了3703元，农村居民人均纯收入(万元/人)比上年增长了1292元。可见土地利用方式较为合理。

(2)生态环境总是处于滞后型，也就是土地利用水平较生态环境水平要高。虽然当地政府与企业采取了相关措施来改善生态环境，但因为以下问题而不能跟上土地利用发展的步伐。地处干旱温带大陆性季风气候区，春季多大风，地理位置对其环境问题存在很多不利因素。近些年来国家普遍注重追求经济发展而忽视了对生态环境的保护，导致环境问题的积累，故不能短时间内取得明显成效。2011年工业烟尘排放量(吨)比上年增加了8373吨，但是工业烟尘去除量(吨)比上年增加了2782931吨，可见当地在工业烟尘去除这方面，政府和环境部门等较为重视，采取了相应措施来改善这一环境问题，并取得明显成果。工业废水排放量(万吨)比上年减少了160万吨，工业废水排放达标量率连续3年达到100%，实为不易。当地应该总结以上经验与教训，更好地规划土地利用，改善生态环境。

表2 2006～2011年土地利用与生态环境耦合关系计算结果

3 呼和浩特市土地利用与生态环境耦合发展的解决对策

3.1 加大环境整治力度，加强生态环境建设与保护

坚持预防为主、防治结合的方针，建立生态保护机制,加强对城市“三废”排放量的监督与治理，增加自然保护区、生态示范区和生态功能保护区的数量和面积，统一协调土地利用与生态环境的发展水平，通过科学、合理的手段引导耦合关系达到同步型。

3.2 优化城市土地结构，促进土地集约利用

优化城市土地结构，对统筹城市经济社会发展，实现土地利用与生态环境优质耦合关系具有重要的指导意义，同时应该集约、节约利用土地，达到城市经济又快又好的发展[6-7]。

3.3 构建生态环境友好型土地利用模式，确保土地可持续利用

现阶段，应进行土地整理，努力建成生态功能区；改善土地生态环境和生产条件；实行现代农业土地利用模式，同时要多渠道加大对农业投入，增强农业科技创新能力，保护农业生态环境，力求实现土地利用、社会经济和生态环境三者之间的协调发展。

[1] 范海娇.呼和浩特市土地利用与生态效益动态变化规律研究[D].呼和浩特：内蒙古师范大学,2014：21-22．

[2] 刘新平,孟梅.土地持续利用与生态环境协调发展的耦合关系分析[J].干旱区地理，2011，34(1)：173-178．

[3] 孙兴辉.呼和浩特市土地利用变化与可持续利用对策分析[J].经济论坛，2012，509(12)：38-41．

[4] 余凤鸣,周杜辉,杜忠潮，等.陕西省经济发展与生态环境耦合关系研究[J].水土保持学报，2012，32(4)：292-297.

[5] 李佳.河南省土地利用与生态环境耦合关系分析[D]．哈尔滨：东北农业大学，2013：15-17．

[6] 颜丙金.干旱绿洲区土地集约利用与生态环境的耦合关系研究：以甘州区为例[D]．兰州：西北师范大学，2012：44-46．

[7] 董建军,张庆,朱建明.呼和浩特市土地利用变化及其景观格局和生态环境效应分析[J].内蒙古大学学报(自然科学版)，2008，39(4)：417-424．

责任编辑：何玉付

2017-03-20

孙红星(1992—),女,山西吕梁人,自然地理学专业2015级硕士研究生，研究方向：水资源利用。

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