杭州市土地利用效益的耦合关系研究

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摘要：根据系统科学理论建立起土地利用社会经济效益与生态环境效益之间的耦合模型，用耦合度来表达这两种效益之间的协调关系与程度。并以杭州市为例研究，对其土地利用效益之间的耦合规律进行研究。结果表明，1980―2005年26年间，杭州市土地利用效益除1980、1981年处于低级共生阶段外，其余24年都处于协调发展阶段。根据耦合度的变化，杭州市土地利用效益耦合关系发展可以分为3个阶段。1980―1983年间，耦合度从-85.77。快速上升至55.13。，即从低级共生状态迅速跃至协调状态。1984―1994年间，土地利用效益处于最佳协调状态，耦合度波动于45。左右，介于33.77。和60.83。之间。1995―2005年间，土地利用效益处于相对协调状态，耦合度介于65。和80。之间。

关键词：杭州市；土地利用效益；耦合关系；协调发展

杭州市位于浙江省的西北部，是长江三角洲重要中心城市和中国东南部交通枢纽。全市土地总面积为1684075.2h m2，人口660.45万。改革开放以来，经济发展迅速，人均G D P由1980年的791元/人上升至2005年的44853元/人，年平均增长率为17.53%。经济的快速稳定增长促进了土地利用效益的快速增长。1980 ―2005年26年间，杭州市土地利用社会经济效益综合值从0.3211提高到0.8962，生态环境效益综合值从0.5843提高到0.7463。随着土地资源开发利用的强度不断加大，土地利用社会经济效益和生态环境效益之间的矛盾日益突出，特别是生态环境效益对社会经济效益的反馈作用越来越明显。农业用地、环境用地（包括林地、水域和滩涂）面积持续减少，城镇建设用地迅速增加，土地生态环境承受巨大压力。因此，人们不仅十分重视土地利用效益，现阶段也非常关注这两种效益的相互关系，特别是其协调程度与耦合关系。

一、数学模型

土地利用效益是由社会、经济、生态和环境效益组成的复合系统，可以分解为社会经济效益子系统和生态环境效益子系统。它们都是具有耦合关系的非线性系统。其耦合模型的推导过程、耦合度及其关系见文章《土地利用效益的耦合模型及其应用》和《宁波市土地利用效益的耦合关系研究》，土地利用效益耦合度模型为：

(1)式中为耦合度， 为土地利用社会经济效益子系统演化速度， 为土地利用生态环境效益子系统演化速度。

二、指标体系

1.指标体系与权重确定

为了准确、科学地评价土地利用社会经济效益与生态环境效益，根据它们之间相互关系的分析，结合杭州市的实际情况和数学模型的要求，建立如表所示的指标体系。各指标的权重采用德尔菲法（Delphi）来确定。

2.数据来源与处理

本研究数据主要来源于杭州市统计年鉴（198 0 ―2006）、浙江统计年鉴（1980―2006）、浙江省环境统计资料及其他相关实地调研资料。为了消除指标量纲或指标测度量级的不同而造成的影响,需要对指标数据进行无量纲“处理”。对正向指标和负向指标分别按下式标准化：

(2)为指标实际值， 为标准化后的值。为指标个数，取值范围1～21， 为年份（1980―2005年），相应取值为1～26。为第个指标最小值， 为第个指标最大值。负向指标指建成区人口密度、恩格尔系数、水土流失面积比例、建成区单位面积工业固体废弃物产生量、建成区单位面积工业废气排放量和建成区单位面积工业废水排放量（见表）。其余的为正向指标。

三、土地利用效益耦合关系分析

1.土地利用效益

杭　州市1980―2005年各年土地利用社会经济与生态环境效益综合值演化曲线如图1所示。显然，1980年以来，杭州市土地利用社会经济效益持续上升，其综合值介于0.3和0.9之间；而生态环境效益波动发展，其综合值介于0.5和0.8之间，后期上升幅度较大。

2.土地利用效益的耦合关系

分别将上述二曲线进行非线性拟合得到：(R2=0.8422） (3)(R2=0.8014) (4)式中， 取值范围为1～26，相应年份为1980～2005年。采用公式（1）可求得杭州市1980―2005年间土地利用效益耦合度值，绘出耦合度α的演化曲线如图2。总体看来，1980―2005年26年间，杭州市土地利用效益除1980、1981年处于低级共生阶段外，其余24年都处于协调发展阶段。根据耦合度的变化，杭州市土地利用效益耦合关系发展可以分为3个阶段。1980―1983年间，耦合度从-85.77。快速上升至55.13。，即从低级共生状态迅速跃至协调状态。这一时期为改革开放最初阶段，由于生产力迅速提高，杭州市土地利用社会经济效益和生态环境效益发展速度都很快。1984―1994年间，土地利用效益处于最佳协调状态，耦合度波动于45。左右，介于33.77。和60.83。之间。早期由于在保持经济高速发展的同时，注重改善和提高生态环境质量，加大环境治理的力度，土地利用效益的协调程度向更好方向转化。后期经济发展速度进一步加快，土地利用社会经济效益更为明显，而生态环境效益发展速度有所滞后，导致土地利用效益耦合度有所上升。1995―2005年间，土地利用效益处于相对协调状态，耦合度介于65。和80。之间。这一时期经济与政治体制改革已取得巨大成效，经济持续、高速发展，土地利用效益非常明显，但社会经济效益发展速度更快，生态环境效益发展速度有所减缓，二者不甚协调，导致耦合度偏高。

四、结语

土地利用社会经济效益与生态环境效益之间具有耦合关系，它们相互影响、相互制约、相互促进。土地利用效益系统是非线性系统，借助系统科学理论与方法可以建立二者之间的耦合模型，并给出模型演变轨迹。

作者单位：曹堪宏 华中科技大学经济学院

梁红梅 浙江大学公共管理学院

刘会平 广州大学地理科学学院

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