环洞庭湖区生态经济系统的耦合特征研究

doi:10.13249/j.cnki.sgs.2013.011.1338

摘要/Abstract

摘要：

以环洞庭湖区生态经济系统为研究对象,通过构建评价指标体系,基于耦合度、协调度模型,运用神经网络模型,分析系统达到最佳耦合协调状态的因子贡献度,探讨系统因子对于社会经济与生态环境协调的调控适应机制。研究表明：① 从耦合程度的时序看,10 a间耦合度变动趋势较平稳,2003~2011年社会经济与生态环境的发展关系基本为拮抗状态,2012年正在向磨合时期过渡。对于序参量年度变化率比较,年度变化都比较平稳,序参量之间协同作用的强弱程度体现系统由无序走向有序的趋势,但社会经济发展与生态环境交互耦合作用并不十分理想。② 2003~2012年环洞庭湖区社会经济与生态环境建设的协调程度基本还处于中低水平。2003~2011年社会经济与生态环境发展关系处于低度协调,2012年开始转入中度协调,洞庭湖经济发展与生态环境的协调程度还有待进一步提高。③ 2003~2005年耦合度处于较高状态,但协调度却不处于高位。2006~2012年系统耦合度与协调度基本上具有相同的变化趋势。④ 生态经济系统评价因子的贡献度,是系统耦合协调达到理想等级的评价因子重要性,反映某项评价指标对耦合或协调最佳状态的贡献程度。生态环境子系统的评价因子贡献度大于社会经济子系统,说明了对于系统理想状态的调控,生态环境子系统各项指标具有主导作用。⑤ 在系统调控中,因子贡献度与系统目标调控程度呈正相关。因子贡献度越大,对系统耦合或协调目标调控力度越大。

关键词: 耦合度, 协调度, 生态经济系统, 因子贡献度, 神经网络

Abstract:

The mechanism of coordination and adjustment of eco-ecological system are explored by using coupling degree model and coordination degree model and the neural network model as theoretical basis and factor contribution degree of eco-ecological system in Dongting Lake Area as guidance. The outcomes indicated that: 1) The variation trend of the coupling degree was smooth during 2003-2012, their coupling degrees was basically at resisting stage from 2003 to 2011, and coupling degrees during 2012 were becoming gearing stage. The annual variations order parameter were stable, and trend of development was a dynamic process from disordering to ordering but the result was clearly not ideal. 2) The coordination degrees of economy and ecological environment are lower from 2003 to 2012 in Dongting Lake Area, and transformed into moderate coordination in 2013. The coordination degree of economy and ecological environment in Dongting lake area remains to be further improved. 3) The coupling degree and coordination degrees inconsistent from 2003 to 2005. The variation trend of coupling degrees and coordination degrees are similar from 2006 to 2012. 4) The contribution degree of the evaluation factor of the ecological economic system was put further, which is reflected the impact effects of evaluation of a coupling or coordinate degree. The contribution degree of evaluation factor of ecological system was greater than economic system, which showed ecological system has a more important role than ecological system. 5) There was a positive correlation between the contribution degree and regulation degree. There was greater driving force of the coupling or coordinate when the factor contribution rate was greater.

Key words: coupling degree, coordination degree, eco-economic system, contribution degree, ANN

中图分类号:

F291

陈端吕, 彭保发, 熊建新. 环洞庭湖区生态经济系统的耦合特征研究[J]. 地理科学, 2013, 33(11): 1338-1346.

Duan-lu CHEN, Bao-fa PENG, Jian-xin XIONG. The Coupling Characteristics of Eco-economic System in Dongting Lake Area[J]. SCIENTIA GEOGRAPHICA SINICA, 2013, 33(11): 1338-1346.

图/表 12

图1

表1

表2

表3

表4

表5

图2

表6

图3

图4

图5

图6

参考文献 23

[1]	刘薇. 区域生态经济理论研究进展综述[J].北京林业大学学报(社会科学版), 2009,8(3):142~149.
[2]	杨振,牛叔文,常慧丽,等.基于生态足迹模型的区域生态经济发展持续性评估[J]. 经济地理,2005,25(4):542~546.
[3]	李海涛,廖迎春,严茂超,等.新疆生态经济系统的值分析及其可持续性评估[J].地理学报, 2003, 58(5):765~772.
[4]	PEARCE D, WARFORD W.World without end: economics, environment and sustainable development [M]. Oxford: Oxford University Press,1993:135-142.
[5]	王永初,王启志.耦合度的新定义及其应用[J].华侨大学学报, 1999, (3): 273~277.
[6]	吕晓,刘新平,李振波. 塔里木河流域生态经济系统耦合态势分析[J].中国沙漠,2010,30(3):620~624.
[7]	刘泾,刘振泽. 我国区域生态经济发展战略模式及体系建构[J]. 发展研究, 2011, (1): 31~36.
[8]	乔标,方创琳.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[J].生态学报, 2005, 25(11): 3003~3009.
[9]	乔标,方创琳,黄金川.干旱区城市化与生态环境交互耦合的规律性及其验证[J].生态学报, 2006, 26(7): 2183~2190.
[10]	方创琳,孙心亮.河西走廊水资源变化与城市化过程的耦合分析[J].资源科学, 2005, 27(2): 2~9.
[11]	张富刚,刘彦随,王介勇.沿海快速发展地区区域系统耦合状态分析:以海南省为例[J].资源科学, 2007, 29(1):16~20.
[12]	左其亭,陈嘻. 社会经济-生态环境藕合系统动力学模型[J]. 上海环境科学,2001,20(12):592~594.
[13]	刘耀彬,李仁东,宋学锋. 中国区域城市化与生态环境耦合的关联分析[J]. 地理学报,2005,60(2):237~247.
[14]	贾士靖,刘银仓,邢明军. 基于耦合模型的区域农业生态环境与经济协调发展研究[J]. 农业现代化研究, 2008,29(5):573~575.
[15]	王介勇,吴建寨.黄河三角洲区域生态经济系统动态耦合过程及趋势[J].生态学报,2012,32(15):4861~4868.
[16]	廖重斌. 环境与经济协调发展的定量评判及其分类体系——以珠江三角洲城市群为例[J]. 热带地理, 1999, 19(2): 171~177.
[17]	郭辉东. 洞庭湖生态经济圈示范区设想[J]. 武陵学刊,2011,36(3):21~25.
[18]	庄大昌,董明辉. 洞庭湖区湿地生态旅游资源开发模式研究[J]. 人文地理,2002,17(1):73~76.
[19]	潘明麒,于秀波. 不同时段洞庭湖区土地利用/覆被变化及退田还湖的影响[J]. 中国人口·资源与环境,2010,20(9):140~145.
[20]	张晴,孙彦骊. 湿地循环经济发展模式及其生态经济价值评估研究——以洞庭湖湿地为例[J]. 城市发展研究,2011,18(9):100~103.
[21]	刘魏文. 构建洞庭湖生态经济区的思考[J]. 经济研究导刊,2012,(33):150~152.
[22]	马丽,金凤君,刘毅.中国经济与环境污染耦合度格局及工业结构解析[J].地理学报,2012,37(10): 1299~1307.
[23]	刘耀彬,李仁东,宋学锋.中国城市化与生态环境耦合度分析[J]. 自然资源学报,2005, 20(1):105~112.

子系统	指标	权重
生态环境子系统	生物丰度指数	0.094
	土地退化指数	0.079
	湿地面积退化指数	0.029
	人均林地面积	0.110
	环境污染治理投资率	0.070
	万元国内生产总值消耗能源	0.109
	人均生活能源消费量	0.054
社会经济子系统	经济密度	0.047
	城市化率	0.098
	第三产业比重	0.104
	第一产业增加值/GDP	0.064
	第三产业增加值/GDP	0.058
	基尼系数	0.085

耦合度取值	耦合等级	耦合特征	水平代表值
C=0	最小耦合	系统之间或系统内部要素之间处于无关状态,系统将向无序发展
0<C≤0.3	低水平耦合	此时经济发展水平低,生态系统承载力强	Ⅳ：理想状态值×0.25
0.3<C≤0.5	拮抗	这阶段经济进入快速发展时期,生态承载力下降	Ⅲ：理想状态值×0. 50
0.5<C≤0.8	磨合	系统开始良性耦合	Ⅱ：理想状态值×0.75
0.8<C<1	高水平耦合	经济与生态环境相互促进,共同发展	Ⅰ：理想状态（代表值为1）
C=1	最大耦合	耦合度最大, 系统之间或系统内部要素之间达到了良性共振耦合, 系统趋向新的有序结构

协调度	协调等级	协调特征	水平代表值
D=0	不协调	不协调,经济环境系统整体呈衰退趋势
0<D≤0.4	低度协调	环境勉强保持在承载力范围内	Ⅳ：理想状态值×0.25
0.4<D≤0.5	中度协调	资源环境保持在承载力阈值内,短期内可接受	Ⅲ：理想状态值×0. 50
0.5<D≤0.8	良好协调	基本协调,经济水平提高速度高于生态环境的改善速度,整体协同效应达到了较高的程度	Ⅱ：理想状态值×0.75
8<D<1.0	高度协调	较协调,经济与资源环境发展接近均衡,较理想状态	Ⅰ：理想状态（代表值为1）
D=1	极度协调	社会经济与资源环境发展相互促进,协调共生

		2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012
耦合度C	样本值	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.75	0.5
	模拟值	0.501	0.501	0.500	0.500	0.500	0.502	0.501	0.504	0.744	0.502
	误差	0.001	0.001	0.000	0.000	0.000	0.002	0.001	0.004	-0.006	0.002
协调度D	样本值	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	0.5
	模拟值	0.250	0.253	0.251	0.251	0.251	0.251	0.251	0.253	0.253	0.494
	误差	0.000	0.003	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001	0.003	0.003	-0.006

	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012	平均
生态环境	47.26	-2.36	1.06	13.06	-0.06	-7.54	-11.48	6.13	6.01	5.79
社会经济	18.10	-5.81	-25.64	23.74	14.47	36.44	16.33	24.04	42.44	16.01