山东省土地利用生态-社会-经济系统耦合协调度时空演变及障碍因子分析

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0487

中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (12): 61-68.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0487

所属专题：资源与环境；农业生态；农业地理；耕地保护

• 资源·环境·生态·土壤 • 上一篇下一篇

山东省土地利用生态-社会-经济系统耦合协调度时空演变及障碍因子分析

解林晓(), 段艺芳(), 肖超菲, 李金龙

聊城大学地理与环境学院,山东聊城 252000

收稿日期:2021-05-10 修回日期:2021-06-11 出版日期:2022-04-25 发布日期:2022-05-18
通讯作者: 段艺芳
作者简介:解林晓,男,2000年出生,山东临沂人,本科在读,研究方向：土地利用与GIS应用。通信地址：252000 山东省聊城市东昌府区湖南路1号聊城大学地理与环境学院,Tel：0539-6215633,E-mail： 3398049657@qq.com。
基金资助:
山东省自然科学基金“黄河下游引黄灌区综合水安全时空演变及未来情景预测研究”(ZR202103070362);山东省软科学研究项目“济南都市圈旅游资源空间结构整合与板块设计研究”(2014RKB01524);山东省高等学校科技计划项目“山东半岛蓝色经济区中心城市低碳发展的情景模拟”(J14LH04);聊城大学自然科学基金项目“基于GIS的聊城市不同土地利用方式农业生态环境效应研究”(X0810026);聊城大学大学生创新训练计划“山东省土地利用效益系统耦合协调发展演变研究”(CXCY2020Y043)

The Coupling Coordination Degree of Land Use Ecology-Society-Economy System in Shandong Province: Spatial-temporal Evolution and Obstacle Factor Analysis

XIE Linxiao(), DUAN Yifang(), XIAO Chaofei, LI Jinlong

School of Geography and Environment, Liaocheng University, Liaocheng, Shandong 252000

Received:2021-05-10 Revised:2021-06-11 Online:2022-04-25 Published:2022-05-18
Contact: DUAN Yifang

摘要/Abstract

摘要：

旨在为优化配置土地资源及促进区域生态、社会、经济可持续发展提供理论参考和数据支持,本研究通过构建土地利用效益评价指标体系和耦合协调度模型,引入相对发展度和障碍度模型,探究了山东省17地市土地利用生态-社会-经济系统耦合协调度时空演变特征及主要影响因素。结果表明,2008—2017年间,山东省土地利用生态-社会-经济系统整体处于磨合阶段的初级协调状态,耦合协调度多年均值为0.63,且呈持续上升趋势,由0.54提升至0.70;各地市间耦合协调度均衡化水平逐步提高,变异系数由0.126降至0.072,但仍呈现出较明显的自鲁东至鲁中、鲁西地区递减的梯度分布差异;各地市土地利用生态、社会、经济子系统间相对发展度差异显著,至2017年,威海市同鲁中地区南部两侧及其以北构成了明显的半圈式生态滞后区;影响土地利用生态、社会、经济耦合协调发展的社会经济障碍一直占据主导,但2013年后生态影响有所增强。研究期内,山东省各地市土地利用生态-社会-经济系统耦合协调水平不断提高,但区域间差异性仍较明显,尚有较大改善空间,建议各地市考虑其主要障碍因子,执行因地制宜的差别化发展战略。

关键词: 土地利用生态-社会-经济系统, 耦合协调度, 相对发展度, 障碍度, 山东省

Abstract:

The purpose is to provide theoretical reference and data support for optimizing the allocation of land resources and promoting the sustainable development of regional ecology, society and economy. Based on the construction of the evaluation index system of land use benefit, using the models of coupling coordination degree, relative development degree and obstacle degree, the spatial-temporal evolution characteristics and major influencing factors of the coupling coordination degree of land use ecology-society-economy system in 17 cities of the Shandong Province were explored. The results are as follows. Land use ecology-society-economy system of Shandong was in the primary coordination state of running-in stage and showed a continuous rising trend in 2008-2017. The coupling coordination degree increased steadily from 0.54 to 0.70, and its annual average was 0.63. The equilibrium level of coupling coordination degree among cities was gradually improved in 2008-2017. Its variation coefficient of coupling coordination degree decreased from 0.126 to 0.072, but the coupling coordination degree of land use ecology-society-economy system in different cities still showed an obvious gradient distribution difference from the east to the west of the province. There was a significant difference in the relative development degree among the ecological, social and economic subsystems of land use in different cities. The southern sides of central Shandong and its northern area, together with Weihai City, had constituted an obvious half-circle ecological lag region by 2017. Social and economic barriers affecting the coupling coordinated development of land use ecology, society and economy were dominant throughout, but the ecological impact increased since 2013. During the study period, the coupling coordination level of land use ecology-society-economy system in different cities in Shandong was continuously improved, but the differences among different regions were still obvious, and there was still more space for improvement. Therefore, it is suggested that different cities should consider the main obstacle factors of their own and implement differentiated development strategies according to local conditions.

Key words: land use ecology-society-economy system, coupling coordination degree, relative development degree, obstacle degree, Shandong Province

中图分类号:

X22
F127

解林晓, 段艺芳, 肖超菲, 李金龙. 山东省土地利用生态-社会-经济系统耦合协调度时空演变及障碍因子分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(12): 61-68.

XIE Linxiao, DUAN Yifang, XIAO Chaofei, LI Jinlong. The Coupling Coordination Degree of Land Use Ecology-Society-Economy System in Shandong Province: Spatial-temporal Evolution and Obstacle Factor Analysis[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(12): 61-68.

图/表 8

图1. 研究区区位图

准则层	指标层	指标含义	测算方法	性质	权重
生态效益	新增林地面积C₁/hm²	反映区域新增林地状况	来自统计年鉴	+	0.2526
	地均水资源总量C₂/(万m³/km²)	反映区域水资源状况	水资源总量/区域土地总面积	+	0.2032
	耕地面积占比C₃/%	反映区域土地利用状况中的耕地水平	耕地面积/区域土地总面积	-	0.2420
	地均农用化肥施用量C₄/(t/hm²)	反映人为施用化肥对环境造成的影响	化肥使用量/耕地面积	-	0.0872
	地均工业废水排放量C₅/（万t/km²）	反映工业三废及一般工业固废经有效处理后仍对环境造成的影响	工业废水排放量/区域土地总面积	-	0.0845
	地均工业SO₂排放量C₆/(t/km²)		工业SO₂排放量/区域土地总面积	-	0.0702
	地均工业烟尘排放量C₇/(t/km²)		工业烟尘排放量/区域土地总面积	-	0.0245
	一般工业固废综合利用率C₈/%		来自统计年鉴	+	0.0358
社会效益	人均耕地面积C₉/(hm²/人)	反映区域人均耕地水平	耕地面积/区域总人口	+	0.2375
	人均新增绿化面积C₁₀/（m²/人）	反映区域人均绿化状况	新增林地面积/区域总人口	-	0.0390
	人均公路里程C₁₁/(km/人)	反映区域人均交通用地水平	公路里程/区域总人口	+	0.2594
	人口密度C₁₂/（人/km²）	反映土地人口承载力	区域总人口/区域土地总面积	-	0.1564
	农民人均收入C₁₃/元	反映农用地背景下居民收入水平	来自统计年鉴	+	0.1640
	城镇居民人均可支配收入C₁₄/元	反映非农用地背景下居民收入水平	来自统计年鉴	+	0.1438
经济效益	地均GDP C₁₅/（万元/km²）	反映区域单位面积土地总产值状况	区域GDP/区域土地总面积	+	0.2248
	地均农用地产值C₁₆（万元/km²）	反映区域单位面积农用地总产值状况	第一产业产值/农用地面积	+	0.2277
	地均非农产业产值C₁₇/（万元/km²）	反映区域单位面积城镇建设用地总产值状况	第二、三产业产值/城镇建设用地	+	0.1828
	产业结构多样化指数C₁₈/%	反映地区的产业多样性程度	C₁₈=∑I_ilnI_i,I_i*为第i次产业产值占区域GDP的比重	+	0.1265
	地均固定资产投资总额C₁₉/（万元/km²）	反映地均固定资产投入规模	固定资产投资总额/区域土地总面积	+	0.2382

准则层	指标层	指标含义	测算方法	性质	权重
生态效益	新增林地面积C₁/hm²	反映区域新增林地状况	来自统计年鉴	+	0.2526
	地均水资源总量C₂/(万m³/km²)	反映区域水资源状况	水资源总量/区域土地总面积	+	0.2032
	耕地面积占比C₃/%	反映区域土地利用状况中的耕地水平	耕地面积/区域土地总面积	-	0.2420
	地均农用化肥施用量C₄/(t/hm²)	反映人为施用化肥对环境造成的影响	化肥使用量/耕地面积	-	0.0872
	地均工业废水排放量C₅/（万t/km²）	反映工业三废及一般工业固废经有效处理后仍对环境造成的影响	工业废水排放量/区域土地总面积	-	0.0845
	地均工业SO₂排放量C₆/(t/km²)		工业SO₂排放量/区域土地总面积	-	0.0702
	地均工业烟尘排放量C₇/(t/km²)		工业烟尘排放量/区域土地总面积	-	0.0245
	一般工业固废综合利用率C₈/%		来自统计年鉴	+	0.0358
社会效益	人均耕地面积C₉/(hm²/人)	反映区域人均耕地水平	耕地面积/区域总人口	+	0.2375
	人均新增绿化面积C₁₀/（m²/人）	反映区域人均绿化状况	新增林地面积/区域总人口	-	0.0390
	人均公路里程C₁₁/(km/人)	反映区域人均交通用地水平	公路里程/区域总人口	+	0.2594
	人口密度C₁₂/（人/km²）	反映土地人口承载力	区域总人口/区域土地总面积	-	0.1564
	农民人均收入C₁₃/元	反映农用地背景下居民收入水平	来自统计年鉴	+	0.1640
	城镇居民人均可支配收入C₁₄/元	反映非农用地背景下居民收入水平	来自统计年鉴	+	0.1438
经济效益	地均GDP C₁₅/（万元/km²）	反映区域单位面积土地总产值状况	区域GDP/区域土地总面积	+	0.2248
	地均农用地产值C₁₆（万元/km²）	反映区域单位面积农用地总产值状况	第一产业产值/农用地面积	+	0.2277
	地均非农产业产值C₁₇/（万元/km²）	反映区域单位面积城镇建设用地总产值状况	第二、三产业产值/城镇建设用地	+	0.1828
	产业结构多样化指数C₁₈/%	反映地区的产业多样性程度	C₁₈=∑I_ilnI_i,I_i*为第i次产业产值占区域GDP的比重	+	0.1265
	地均固定资产投资总额C₁₉/（万元/km²）	反映地均固定资产投入规模	固定资产投资总额/区域土地总面积	+	0.2382

表1. 山东省土地利用效益评价指标体系

耦合协调度	等级划分	阶段划分
$0.0, 0.2$	严重失调	拮抗阶段
$0.2, 0.3$	中度失调
$0.3, 0.4$	轻度失调
$0.4, 0.5$	濒临失调	磨合阶段
$0.5, 0.6$	勉强协调
$0.6, 0.7$	初级协调
$0.7, 0.8$	中级协调	协调阶段
$0.8, 0.9$	良好协调
$0.9, 1.0$	优质协调

耦合协调度	等级划分	阶段划分
$0.0, 0.2$	严重失调	拮抗阶段
$0.2, 0.3$	中度失调
$0.3, 0.4$	轻度失调
$0.4, 0.5$	濒临失调	磨合阶段
$0.5, 0.6$	勉强协调
$0.6, 0.7$	初级协调
$0.7, 0.8$	中级协调	协调阶段
$0.8, 0.9$	良好协调
$0.9, 1.0$	优质协调

表2. 耦合协调度等级及阶段划分

取值区间	$0, 0.8$	$0.8, 1.2$	$(1.2, + ∞ ）$
$E c m$	经济滞后于生态	经济、生态基本同步	经济超前于生态
$E c s$	社会滞后于生态	社会、生态基本同步	社会超前于生态
$E m s$	社会滞后于经济	社会、经济基本同步	社会超前于经济

取值区间	$0, 0.8$	$0.8, 1.2$	$(1.2, + ∞ ）$
$E c m$	经济滞后于生态	经济、生态基本同步	经济超前于生态
$E c s$	社会滞后于生态	社会、生态基本同步	社会超前于生态
$E m s$	社会滞后于经济	社会、经济基本同步	社会超前于经济

表3. 相对发展度取值区间划分

地区	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	多年均值	年均增长率/%
济南市	0.54	0.57	0.60	0.62	0.64	0.67	0.68	0.69	0.70	0.71	0.64	2.98
青岛市	0.57	0.58	0.61	0.64	0.66	0.68	0.70	0.70	0.72	0.74	0.66	2.92
淄博市	0.54	0.56	0.59	0.61	0.64	0.66	0.67	0.68	0.70	0.71	0.64	3.10
枣庄市	0.50	0.50	0.52	0.55	0.57	0.62	0.61	0.61	0.63	0.66	0.58	3.29
东营市	0.67	0.68	0.70	0.73	0.75	0.76	0.76	0.76	0.76	0.79	0.74	1.74
烟台市	0.59	0.60	0.64	0.66	0.68	0.71	0.72	0.72	0.72	0.75	0.68	2.81
潍坊市	0.57	0.57	0.59	0.61	0.63	0.65	0.66	0.67	0.67	0.69	0.63	2.15
济宁市	0.53	0.54	0.55	0.58	0.59	0.63	0.65	0.65	0.67	0.69	0.61	3.02
泰安市	0.54	0.56	0.58	0.61	0.63	0.65	0.66	0.68	0.69	0.69	0.63	2.93
威海市	0.63	0.63	0.67	0.69	0.71	0.72	0.74	0.74	0.75	0.78	0.71	2.32
日照市	0.53	0.53	0.56	0.60	0.62	0.64	0.65	0.65	0.67	0.69	0.62	2.96
莱芜市	0.55	0.56	0.58	0.60	0.63	0.64	0.64	0.64	0.68	0.69	0.62	2.54
临沂市	0.49	0.50	0.53	0.56	0.58	0.61	0.61	0.62	0.63	0.64	0.58	3.06
德州市	0.51	0.55	0.58	0.61	0.64	0.65	0.64	0.65	0.66	0.67	0.62	3.05
聊城市	0.49	0.51	0.55	0.58	0.59	0.62	0.62	0.62	0.64	0.66	0.59	3.31
滨州市	0.56	0.57	0.61	0.63	0.66	0.68	0.66	0.67	0.68	0.68	0.64	2.13
菏泽市	0.34	0.40	0.46	0.49	0.50	0.52	0.55	0.56	0.56	0.58	0.49	5.97
均值	0.54	0.55	0.58	0.61	0.63	0.65	0.66	0.67	0.68	0.70	0.63	2.88
标准差	0.068	0.059	0.056	0.053	0.055	0.051	0.050	0.050	0.047	0.050
变异系数	0.126	0.106	0.095	0.086	0.087	0.077	0.075	0.074	0.070	0.072

表4. 山东省各地市土地利用生态-社会-经济耦合协调度

图2. 山东省各地市耦合协调度空间演变

图3. 2008—2017年山东省各制约类型区空间演变

年份	障碍因子						障碍度
2008	C₁₉	C₁₆	C₁₅	C₁	C₁₁	C₁₃	0.11	0.10	0.10	0.09	0.09	0.07
2009	C₁₉	C₁₆	C₁₅	C₁	C₁₁	C₁₃	0.10	0.10	0.09	0.09	0.09	0.07
2010	C₁₉	C₁₅	C₁₁	C₁	C₁₆	C₉	0.10	0.09	0.09	0.09	0.09	0.07
2011	C₁₉	C₁₁	C₁	C₁₅	C₁₆	C₉	0.10	0.10	0.09	0.09	0.09	0.06
2012	C₁₉	C₁	C₁₁	C₁₅	C₁₆	C₉	0.10	0.10	0.09	0.09	0.08	0.07
2013	C₁	C₁₉	C₁₁	C₁₅	C₉	C₁₆	0.10	0.10	0.09	0.09	0.08	0.07
2014	C₂	C₁	C₁₉	C₁₁	C₁₅	C₉	0.10	0.10	0.09	0.09	0.09	0.07
2015	C₁	C₂	C₁₁	C₁₅	C₉	C₁₉	0.11	0.10	0.09	0.09	0.08	0.07
2016	C₁	C₁₁	C₉	C₂	C₁₅	C₁₉	0.14	0.09	0.09	0.09	0.08	0.07
2017	C₁	C₁₁	C₂	C₉	C₁₅	C₁₉	0.13	0.09	0.09	0.09	0.08	0.08

表5. 山东省土地利用效益主要障碍因子及其障碍度

参考文献 25

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山东省土地利用生态-社会-经济系统耦合协调度时空演变及障碍因子分析

The Coupling Coordination Degree of Land Use Ecology-Society-Economy System in Shandong Province: Spatial-temporal Evolution and Obstacle Factor Analysis

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