全 文 ：河西走廊生态经济系统协调度评价及其空间演化*
刘海龙1,2 摇 石培基2**摇 李生梅2,3 摇 童华丽2 摇 聂晓英2 摇 魏摇 伟2
( 1山西师范大学地理科学学院, 山西临汾 041004; 2西北师范大学地理与环境科学学院, 兰州 730070; 3青海师范大学生命与
地理科学学院, 西宁 810008)
摘摇 要摇 基于 1985、1995、2000、2011 年的 Landsat TM 影像解译数据,以河西走廊 20 个县
(市、区)为基本研究单元,运用生态系统服务价值估算法,依据生态系统服务价值指数(ESV)
和生态经济协调度指数(EEH),对河西走廊 1985—2011 年生态经济系统协调度进行评价.结
果表明: 研究期间,研究区土地类型结构发生了较大变化,林草地面积减少幅度较大,建设用
地和耕地面积增加较快. ESV 整体呈下降趋势,研究区东、中部石羊河流域和黑河流域中游
ESV变化幅度较大,经济开发方式在本时段发生过显著变化,研究区西部疏勒河流域 ESV 变
化不大. 2000 年后,研究区经济增长速度明显加快,资源型城市和区域性中心城市是经济增长
的热点区,整体上沿走廊中心向两侧递减.研究区生态经济关系整体上经历了“初步恶化-进
一步恶化-低度协调冶的演变过程,研究区东、中部的石羊河流域和黑河流域中游 EEH有较大
幅度的变化,生态经济经历了“冲突-进一步冲突-小幅度缓和冶的过程,西部疏勒河流域 EEH
变化幅度较小,石羊河流域和黑河流域高强度的开发模式以及随后的流域综合治理对区域生
态经济协调性产生了较大影响.
关键词摇 生态经济系统协调度摇 生态系统服务价值摇 空间演化摇 河西走廊
*国家自然科学基金项目(41271133,41261104)和国家社会科学基金青年项目(12CTJ001)资助.
**通讯作者. E鄄mail: shipj@ nwnu. edu. cn
2014鄄04鄄01 收稿,2014鄄08鄄11 接受.
文章编号摇 1001-9332(2014)12-3645-10摇 中图分类号摇 F205摇 文献标识码摇 A
Ecological and economic harmony evaluation and spatial evolution of the Hexi Corridor,
Northwest China. LIU Hai鄄long1,2, SHI Pei鄄ji2, LI Sheng鄄mei2,3, TONG Hua鄄li2, NIE Xiao鄄
ying2, WEI Wei2 ( 1College of Geographical Sciences, Shanxi Normal University, Linfen 041004,
Shanxi, China; 2College of Geography and Environmental Science, Northwest Normal University,
Lanzhou 730070, China; 3College of Life and Geography Science, Qinghai Normal University, Xi爷
ning 810008, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. , 2014, 25(12): 3645-3654.
Abstract: The relationship between economic development and environment and the evolution
characteristics of spatial pattern in Hexi Corridor of Northwest China were analyzed based on Land鄄
sat TM images in 1985, 1995, 2000 and 2011 with twenty counties in Hexi Corridor chosen as the
basic research units. The ecological economic harmony during 1985-2011 was estimated according
to ESV (ecosystem services value) and EEH (ecological and economic harmony) index with the
ecosystem services value estimation methods. The results showed that the land type of the study area
dramatically changed during the study period, the grassland decreased badly, and the construction
land and cultivated land increased quickly. The ESV showed an overall downward trend, especially
in the Shiyang River basin and the middle of Heihe River. The ESV in the Shule River basin in this
period. After 2000, the economic growth speeded up visibly in the study area. The economic deve鄄
lopment concentrated in the resource鄄based cities and regional central cities, and declined from the
center of corridor to the both sides. The ecological鄄economic relation in Hexi Corridor experienced a
transformation of “ preliminary deterioration 鄄 further deterioration 鄄 low grade coordination冶. The
EEH had large changes in the Shiyang River basin and the middle of Heihe River, which experienced
a transformation of “conflict 鄄 more conflicts 鄄 less conflicts冶, however, there was little change in
Shule River basin. The development mode and the comprehensive reclamation of Shiyang River basin
and Heihe River basin had a significant influence on the regional ecological and economic harmony.
Key words: ecological and economic harmony; ecosystem services value; spatial evolution; Hexi
Corridor.
应 用 生 态 学 报摇 2014 年 12 月摇 第 25 卷摇 第 12 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Dec. 2014, 25(12): 3645-3654
摇 摇 快速城镇化和工业化带来经济社会发展的同
时,也伴随着资源能源过度消耗、生态退化、环境恶
化等问题,追求经济发展与保障生态安全是一对矛
盾,二者是否协调是衡量区域健康和可持续发展的
重要标准[1] . 生态经济协调度( ecological economic
harmony,EEH)评价可以定量反映区域生态状况与
经济发展的协调程度,有利于根据协调度的变化及
时采取措施进行调控,为区域自然生态系统与社会
经济系统稳定发展提供科学依据[2] . 因此,对生态
经济系统的协调程度进行科学评价是当前学术界和
各国政府共同关注的热点和焦点问题. 依据特定时
期土地利用变化,对典型区域生态经济系统协调度
进行评价,并总结其空间分异特征,能有效揭示区域
经济社会发展与生态环境的关系.
生态经济系统协调度评价的核心问题是生态系
统服务功能的价值转化. 目前国内外多采用生物物
理学成本价值评价法和替代法进行生态系统服务价
值(ecosystem services value,ESV)的鉴别、量化和货
币化[3], 主要包括能值分析[4-7]、 生态足迹分
析[8-11]、投入产出分析[12]、价值估算[3,13]等方法,但
迄今还没有关于生态价值成熟的评价方法. Costanza
等[13]提出的方法使生态系统服务价值估算原理及
方法从科学意义上得以明确. 该方法是基于当量的
相对生态服务功能评估方法,侧重于强度差异,而非
绝对量的大小,有利于指导相应的管理和决策[14] .
此后,该方法被中国学者迅速应用到生态系统服务
价值评估中,在生态系统服务领域的多个方面取得
了一些研究成果[15] .谢高地等[3,16]根据对相关国内
专家进行的调查结果,对 Costanza 等[13]提出的价值
当量表进行修正,提出了中国陆地生态系统单位面
积生态服务价值当量,并给出全国平均当量表的修
订方法,使之能更好地应用到某一区域生态服务功
能的评估中.随后,谢高地等[16]的成果被广泛应用,
许多学者运用多种方法进行价值当量修正,同时集
成 RS和 GIS 技术,在基于土地利用 /土地覆被变化
(LUCC)数据的基础上,对特定区域的生态服务功
能进行评价[14,17-19] .
绿洲作为干旱区人口、资源和经济活动中心,是
干旱区人类活动最为活跃的地区,也是人类经济活
动与生态环境矛盾突出的典型地域. 自 20 世纪 90
年代以来,随着水土资源利用和城镇化进程的快速
推进,位于西北干旱区的河西走廊地区的生态环境
问题不断凸显,生态与经济系统矛盾突出.本文以多
时相卫星遥感影像数据为基础,运用价值评估方法,
对河西走廊进行生态经济系统协调度(EEH)的评
价与空间变化等级的划分,为调整本地区发展模式
与战略、科学调控干旱区社会经济发展与生态建设
提供依据.
1摇 研究地区及研究方法
1郾 1摇 研究区概况
河西走廊位于甘肃省黄河以西,东起乌鞘岭、西
至古玉门关,东西长约 1120 km,南北宽 40 ~ 100
km,形成西北鄄东南走向的狭长天然陆地通道. 属于
西北干旱半干旱地区,气候干燥,生态环境十分脆
弱.在行政区划上包括嘉峪关、酒泉、张掖、金昌、武
威 5 市,共 20 个县(区)级行政单元(图 1),土地总
面积 27. 6伊104km2,占甘肃省国土面积的 60. 4% .通
过遥感影像提取,2011 年,森林面积 6647 km2,占河
西走廊总面积的 2郾 7% ;草地面积 42386 km2,占总
面积的 17. 3% ;水域面积 948 km2,占总面积的
0郾 4% ;建设用地面积 1601 km2,占总面积的 0. 7% ;
耕地面积 12354 km2,占总面积的 5. 1% ;未利用地
面积 180601 km2,占总面积的 73. 9% . 2011 年,河西
5 市 GDP达到 1479. 12 亿元,占甘肃省经济总量的
29郾 5% .
1郾 2摇 数据来源及处理
土地利用数据来源于 Landsat TM 影像,空间分
辨率为 30 m伊30 m,获取时间为 1985、1995、2000 和
2011年的7—8月,保证植被覆被识别对影像的要
图 1摇 研究区范围
Fig. 1摇 Spatial range of the study areas.
1)天祝藏族自治县 Tibaten Autonomous County of Tianzhu; 2)古浪县
Gulang County; 3)凉州区 Liangzhou District; 4)民勤县 Minqin Coun鄄
ty; 5)金川区 Jinchuan District; 6)永昌县 Yongchang County; 7)山丹
县 Shandan County; 8)民乐县 Minle County; 9)甘州区 Ganzhou Dis鄄
trict; 10)临泽县 Linze County; 11)高台县 Gaotai County; 12)肃南裕
固族自治县 Yugu Autonomous County of Sunan;13)肃州区 Suzhou Dis鄄
trict; 14)嘉峪关市 Jayuguan City; 15)金塔县 Jinta County; 16)玉门
市 Yumen City; 17)肃北蒙古族自治县 Mongolian Autonomous County
of Subei; 18)瓜州县 Guazhou County; 19)敦煌市 Dunhuang City; 20)
阿克塞哈萨克族自治县 Kazak Autonomous County of Aksay.
6463 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
求.以研究区 1 颐 100000 地形图为基准,利用 3 次多
项式的校正模型,分别对上述图像进行几何校正,误
差控制在 1 个象元之内. 采用目视解译和监督分类
相结合的方法,以 2009 年出版的国家测绘局 1 颐 25
万行政边界数据为基础,提取研究区 4 个年份森林、
草地、水域、建设用地、耕地和未利用地的面积,精确
到全国土地覆被域级分类. 考虑到研究区林草地植
被覆盖率整体较低,以植被覆盖度在 4% ~ 20%的
稀疏灌木林和稀疏草地为主,为了更准确地反映研
究区林草地的生态服务价值,对林草地面积进行修
正,将疏林地、高覆盖度草地和低覆盖度草地分别乘
以相应的折算系数,将其折算成有林地和中覆盖度
草地面积,折算系数为对应地类平均覆盖度(以相
应域级地类解译指标为准)分别与有林地和中覆盖
度草地平均覆盖度的比值. 研究单元的社会经济数
据来源于相应年份甘肃省统计年鉴[20-23] .
1郾 3摇 生态系统服价值综合评估
Costanza等[13]提供的生态系统服务价值计算模
型如下:
ESV =移
m
i = 1
移
n
j = 1
A jE ij
( i =,1,2…,m;j = 1,2,…,n) (1)
式中:ESV 为区域生态系统服务价值;A j为第 j 类土
地利用类型面积(hm2);E ij为第 j类土地利用类型的
第 i类生态系统功能价值当量.
该模型是全球尺度上的生态服务价值估算,采
用的价值当量是全球生态系统的平均水平,为了减
少其应用于中国陆地生态系统所造成的误差,谢高
地等[3]在此基础上,结合对我国 2007 年 500 位具有
生态学教育背景的专家进行问卷调查的结果,建立
了 2007 年中国陆地生态系统单位面积生态服务价
值当量表.然而,生态系统本身的多样性和环境条件
的多样性决定了生态系统服务类型和强度的空间差
异性,全国尺度的通用系数应用到区域尺度时需要
进行修正.因此,本文采用谢高地等[3]给出的当量
因子表,针对研究区的具体情况,以甘肃省 1985 年
单位面积粮食产量经济价值的 1 / 7[16]作为 1985 年
研究区耕地食物生产的单位面积生态服务价值,由
此推算出研究区 1985 年各生态系统类型的单位面
积生态服务价值[24-25](表 1),建设用地的当量根据
周飞等[26]、陈美球等[19]的研究推算而来. 以 1985
年的价格水平为替代基准,对 4 个年份的 ESV 数据
进行可比性计算.
1郾 4摇 生态经济系统协调度指数
生态系统与经济系统的协调发展没有统一标
准,生态与经济系统协调度是一个相对指标.生态经
济系统协调度指数(EEH)指研究期间单位面积生
态系统服务价值的变化率(ESpr)与单位面积 GDP
变化率(GDPpr)之比[1,27],公式如下:
EEH = ESpr / GDPpr (2)
GDPpr =
GDPpj - GDPpi
GDPpi
(3)
ESpr =
ESpj - ESpi
ESpi
(4)
式中:GDPpi、GDPpj为研究区某时期始、末年份的单
位面积 GDP(伊104 yuan·km-2);ESpi、ESpj分别为研
究区某时期始、末年份的单位面积生态服务价值
(伊104 yuan·km-2).其中,GDP依据甘肃省 1985 年
不变价格进行计算,剔除不同核算期价格变化的影
响;ESV数据以 1985 年价格水平为替代基准.
根据生态与经济系统协调发展的内涵,考虑到
研究区所有评价单元 1985—2011 年 GDP 均处于增
长状态,GDPpr为正值,借鉴相关研究成果[1,25],按以
下标准进行EEH的判断:1)EEH逸1表示研究区该
表 1摇 河西走廊生态系统单位面积生态服务价值
Table 1摇 Ecosystem services values per unit area in Hexi Corridor (yuan·hm-2·a-1, 1985)
服务类型
Service type
森林
Forest
草地
Grass land
水域
Water area
建设用地
Construction land
耕地
Farm land
未利用地
Unused land
食物生产 Food production 48. 84 63. 64 78. 44 0 148. 00 2. 96
原材料生产 Raw material production 441. 04 53. 28 51. 80 0 57. 72 5. 92
气体调节 Gas regulation 639. 36 222. 00 75. 48 -1419. 32 106. 56 8. 88
气候调节 Climate regulation 602. 36 230. 88 304. 88 0 143. 56 19. 24
水源涵养 Water conservation 605. 32 224. 96 2777. 96 -461. 76 113. 96 10. 36
废物处理 Waste treatment 254. 56 195. 36 2197. 80 0 205. 72 38. 48
土壤形成与保护 Soil formation and protection 594. 96 331. 52 60. 68 0 217. 56 25. 16
生物多样性保护 Biodiversity conservation 667. 48 276. 76 507. 64 0 150. 96 59. 20
娱乐文化 Entertainment culture 307. 84 128. 76 657. 12 0 25. 16 35. 52
合计 Total 4161. 76 1727. 16 6711. 80 -1881. 08 1169. 20 205. 72
746312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘海龙等: 河西走廊生态经济系统协调度评价及其空间演化摇 摇 摇 摇 摇 摇
时段 ESV增长速度不低于 GDP 增长速度,生态经
济系统处于协调状态. 此状态或者是该区域生态基
础较好,生态环境与经济发展协调性很好;或者是在
研究期初始阶段经济发展已经破坏了生态环境,对
前期受损害的生态系统进行较好修复的结果. 2)
0臆EEH<1表示该时段 ESV增长速度落后于经济增
长,经济发展没有造成生态环境恶化,生态经济尚处
于协调状态,但存在潜在的生态危机,EEH 值越小
表示生态经济系统协调水平越低. 3)鄄1< EEH <0 表
示该时段 ESV负增长,经济发展已经对生态环境造
成负面影响,生态经济处于不协调状态,EEH 值越
小表示生态经济系统冲突越严重. 4)EEH臆-1 表示
该时段 ESV显著降低,生态环境恶化,生态经济系
统处于严重冲突状态,区域经济发展处于不可持续
状态.
为了更深入地揭示研究区 EEH 演变特征,以
0. 2 为 EEH单位进行单元分类[1]:EEH臆-1 为关系
恶化区(A),-1 -0. 8-0. 4 为中度冲突区(D),-0. 4< EEH臆-0. 2 为较低
冲突区(E),-0. 2< EEH<0 为低度冲突区(F),0臆
EEH<0. 2 为潜在危机区(G),0. 2臆 EEH<0. 4 为低
度协调区(H),0. 4臆 EEH<0. 6 为较低协调区( I),
0. 6臆 EEH<0. 8 为中度协调区(J),0. 8臆 EEH<1
为较高协调区(K),EEH逸1 为高度协调区(L).
2摇 结果与分析
2郾 1摇 土地利用 /土地覆被的变化特征
1985—2011 年,研究区土地类型结构发生了较
大变化(表 2),林地、草地和水域面积减少,建设用
地、耕地和未利用地面积增加. 其中,1985—1995
年,国家商品粮基地建设和人口的快速增长,导致耕
地面积大幅增加;相应地,生态用水被增加的大面积
耕地占用,林地和草地面积减少幅度较大,加之草场
严重超载导致大面积退化,草地面积比重减少
2郾 0% ;城镇发展速度同期较慢,建设用地增长幅度
不大;林草地大面积退化,导致未利用地面积快速增
长;水域面积变化不大. 1995—2000 年,耕地面积仍
然以较快的速度在扩大;粗放的水资源利用方式延
续,使得大量的生态用水被快速增加的农业用水挤
占,导致林草地退化不断加剧,林草地面积继续以较
快的速度减少;受经济发展速度的影响,城镇建设速
度依然缓慢,建设用地增长缓慢;大面积林草地仍然
在以较快的速度退化,导致未利用地面积以较快速
度增长;水域面积与上一时段相比变化不大. 2000—
2011 年,随着国家一系列生态建设政策的实施和开
发方式的转变,林草地面积减少的趋势得到遏制,面
积有较小幅度的增加;随着西部大开发等国家战略
的持续推进,经济快速发展,城镇建设步伐加快,城
镇建设用地面积迅速增加,在 2000 年的基础上增幅
达 44% ;耕地面积仍然在增加,但受到国家政策和
区域产业结构调整的影响,增长速度已大幅下降;受
林草地逐步恢复及部分未利用地开发为建设用地和
耕地的影响,未利用面积小幅减小;水域面积有一定
程度的下降.
2郾 2摇 生态系统服务功能的演变特征
从时间上看(表 3),1985—2011 年,研究区生
态服务价值(ESV)整体呈下降趋势. 其中,1985—
2000 年呈较快下降趋势,1985—1995 年间年均降低
0郾 6% ,1995—2000 年间年均降低 0郾 5% ,生态系统
趋于恶化;2000 年以后有较小幅度的上升,年均增
长 0. 1% ,生态系统有较小程度的恢复.从各用地类
型来看,1985—2000 年,林地、草地、水域和建设用
地 ESV存在不同程度的下降,其中林地和草地下降
幅度较大,对该时段 ESV 降低的贡献量分别达到
34. 4%和 62. 5% ,耕地和未利用地 ESV有一定的程
度上升;2000—2011 年,林地、草地和耕地 ESV存在
不同程度的上升,对该时段 ESV上升的贡献量分别
达到 28. 6% 、52. 7%和 18. 7% ,水域、建设用地和未
利用地ESV有不同程度的下降,其中建设用地对该
表 2摇 1985—2011 年河西走廊各类用地数量及比重
Table 2摇 Quantity and proportion of land use in Hexi Corridor during 1985-2011
土地类型
Land type
1985
面积 Area
(km2)
%
1995
面积 Area
(km2)
%
2000
面积 Area
(km2)
%
2011
面积 Area
(km2)
%
森林 Forest 7559 3. 1 6819 2. 8 6445 2. 6 6647 2. 7
草地 Grassland 48814 20. 0 43899 18. 0 40850 16. 7 42386 17. 3
水域 Water area 1024 0. 4 1000 0. 4 1004 0. 4 948 0. 4
建设用地 Construction land 935 0. 4 1015 0. 4 1084 0. 4 1601 0. 7
耕地 Farm land 10748 4. 4 11295 4. 6 11850 4. 9 12354 5. 1
未利用地 Unused land 175457 71. 8 180509 73. 8 183304 75. 0 180601 73. 9
8463 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
表 3摇 1985—2011 年河西走廊生态服务价值
Table 3摇 Ecosystem services values of Hexi Corridor during 1985-2011 (伊108 yuan)
年 份
Year
森林
Forest
草地
Grassland
水域
Water area
建设用地
Construction land
耕地
Farm land
未利用地
Unused land
合计
Total
1985 31. 46 49. 01 6. 88 -1. 76 12. 57 36. 09 134. 25
1995 28. 38 43. 43 6. 71 -1. 91 13. 21 37. 13 126. 95
2000 26. 82 40. 59 6. 74 -2. 04 13. 86 37. 71 123. 68
2011 27. 72 42. 25 6. 32 -3. 02 14. 45 37. 06 124. 78
时段 ESV下降的贡献率达到 47. 6% .
将各研究单元各时段单位面积 ESV 按等距离
百分位法自然分类为 5 类生态服务价值区,揭示研
究区 ESV的空间演变特征(图 2). 1985—2011 年,
研究区各评价单元 ESV均呈下降态势,河西走廊东
部 ESV下降幅度大于西部.其中,1985—1995 年,各
评价单元 ESV均呈下降态势,河西走廊东部下降幅
度显著高于西部,其中下降幅度较大的区域包括永
昌县、天祝县、民勤县、古浪县、山丹县和民乐县,主
要集中在黑河流域中游和石羊河流域,表明在本时
段上述区域生态环境恶化趋势明显;河西走廊西部
的疏勒河流域 ESV下降幅度相对较小,与走廊东部
相比,生态恶化程度较轻. 1995—2000 年,ESV 整体
基本上延续上一时段的特征,但下降幅度较大的区
域范围有所扩大,有向河西走廊西部蔓延的趋势,表
明本时段生态环境有进一步恶化趋势,但嘉峪关市、
肃州区等极少部分区域 ESV 出现小幅增长. 2000—
2011 年,与前两个时段相比,ESV 下降趋势基本得
到控制,但是各单元 ESV 变化有进一步分化趋势,
其中,甘州区、永昌县、山丹县、民乐县出现较大幅度
的升高,黑河流域中游和石羊河流域上升明显,表明
本时段上述区域生态环境恶化趋势得到控制,并有
一定程度的恢复;肃州区、嘉峪关市 ESV 在本时段
有较大幅度的下降,河西走廊西部生态恢复程度明
显劣于东部区域,与石羊河、黑河流域实施综合治
理、生态系统较快恢复相吻合.
2郾 3摇 经济发展特征
以 1985 年不变价进行计算,研究区 1985—
1995、1995—2000 和 2000—2011 年 GDP 年均增长
率分别为 7. 5% 、8. 4%和 14. 1% .由此可见,研究区
2000 年以前经济发展速度较慢,之后经济发展速度
明显加快.为了揭示研究区 1985—2011 年经济发展
空间特征,依据 1985 年不变价对评价单元 GDP 进
行可比性处理,计算其地均GDP增长量,并按等距
图 2摇 1985—2011 年河西走廊生态系统服务价值(ESV)的空间演化
Fig. 2摇 Evolution of Ecosystem Services Value (ESV) spatial paten in Hexi Corridor during 1985-2011.
946312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘海龙等: 河西走廊生态经济系统协调度评价及其空间演化摇 摇 摇 摇 摇 摇
离百分位法自然分类,将研究区分为高、较高、中、较
低、低 5 类区域(图 3). 1985—2011 年,嘉峪关市、肃
州区、甘州区、金川区、凉州区经济增速较快,肃北
县、阿克塞县、肃南县、金塔县、民勤县、天祝县经济
增速较慢,其余县市介于之间,资源型城市和市域中
心城市是经济热点区,经济增速高于其他县市,同
时,经济增速整体上沿走廊平原向两侧减缓趋势显
著.其中,1985—1995 年,研究区经济增长较快区域
包括金川区、永昌县、凉州区、甘州区、民乐县、山丹
县和肃州区,黑河流域中游和石羊河流域经济增长
速度明显高于疏勒河流域,河西走廊东、中部快于西
部. 1995—2000 年基本延续上一时段经济增长的空
间特征,经济增长的热点区域有扩大趋势,且主要以
向河西走廊东、中部扩展为主,黑河流域中游和石羊
河流域经济增速较快,西部区域发展速度仍然较慢.
2000—2011 年,整体经济增长速度明显加快,但资
源型城市和市域中心城市经济优势明显,经济增速
更快.
2郾 4摇 生态经济系统协调度演变特征
从 1985—2011 年生态经济系统协调度(EEH)
转换类别及单元数量的变化来看,研究区整体处于
冲突状态,生态经济关系经历了“初步恶化-进一步
恶化-低度协调冶的演变过程(表 4). 其中:1985—
1995 年,研究区评价单元共有 3 种 EEH 类型(中度
冲突区 D、较低冲突区 E、低度冲突区 F)存在,均处
于冲突状态,低度冲突区占 85% ,而中度冲突区仅
有 1 个,表明该时段研究区生态经济关系已经出现
了集中型初步恶化趋势,生态经济系统协调度降低
趋势明显. 1995—2000 年,研究区评价单元共有 5
种 EEH类型(较高冲突区 C、E、F、潜在危机区 G、低
度协调区 H)存在,18 个处于冲突状态,2 个处于协
调状态,较高冲突区和较低冲突区的数量有所增加,
表明该时段除少数评价单元生态经济关系有所缓和
以外,绝大多数评价单元生态经济关系有进一步恶
化趋势,生态经济系统协调度进一步降低. 2000—
2011 年,研究区评价单元共有 3 种 EEH类型(F、G、
H)存在,7 个处于冲突状态,13 个处于协调状态,潜
在危机区和低度协调区数量大幅增加,表明该时段
研究区生态经济关系出现初步缓和的趋势,生态经
济系统协调度有所回升.
摇 摇 从研究区评价单元 EEH 的空间演化(图 4)来
看,1985—1995 年,研究区东部石羊河流域的民勤
县和天祝县分别位于中度冲突区和较低冲突区,黑
河流域的肃州区位于较低冲突区,其他区县均位于
低度冲突区,表明该时段河西走廊东部的石羊河流
域生态经济系统处于较高的冲突状态,生态经济关
系恶化趋势明显. 1995—2000 年,研究区东部石羊
河流域的金川区和永昌县分别位于较高冲突区和较
图 3摇 1985—2011 年河西走廊 GDP的空间演化
Fig. 3摇 GDP spatial evolution of Hexi Corridor during 1985-2011.
0563 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
图 4摇 1985—2011 年河西走廊生态经济系统协调度(EEH)空间演化
Fig. 4摇 Ecological economic harmony (EEH) spatial evolution of Hexi Corridor during 1985-2011.
C: 较高冲突区 High conflict region; D: 中度冲突区 Middle conflict region; E: 较低冲突区 Low conflict region; F: 低度冲突区 Low conflict region;
G: 潜在危机区 Potential crisis region; H: 低度协调区 Low coordination region.
表 4摇 1985—2011 年河西走廊生态经济系统协调度(EEH)
的转换类别及单元数量
Table 4摇 EEH classification and quantify in Hexi Corridor
during 1985-2011
年份
Year
冲突状态
Conflict state
C D E
协调状态
Coordination state
F G H
1985—1995 0 1 2 17 0 0
1995—2000 2 0 3 13 1 1
2000—2011 0 0 0 7 9 4
1985—2011 2 0 6 12 0 0
C: 较高冲突区High conflict region; D:中度冲突区Middle conflict re鄄
gion; E: 较低冲突区 Lower conflict region; F: 低度冲突区 Low con鄄
flict region; G:潜在危机区 Potential crisis region; H:低度协调区 Low
coordination region.
低冲突区,中部黑河流域的山丹县位于较高冲突区,
甘州区和民乐县位于较低冲突区,嘉峪关市和肃州
区位于协调区,表明河西走廊东、中部的石羊河流域
和黑河流域生态经济系统处于较高的冲突状态,生
态经济关系在上一时段的基础上有进一步恶化趋
势. 2000—2011 年,研究区东部石羊河流域的永昌
县和黑河流域的山丹县、民乐县、甘州区位于低度协
调区,河西走廊东、中部的石羊河流域和黑河流域中
游生态经济系统协调度有较大幅度的提升,生态经
济矛盾缓和趋势明显,走廊西部疏勒河流域生态经
济系统协调度亦有较小幅度的提升,但是黑河流域
下游的生态经济矛盾依然比较突出. 1985—2011
年,研究区各评价单元 EEH 均处于冲突区,相对而
言,石羊河下游和西部走廊平原两侧生态与经济系
统处于较高的冲突状态,恶化趋势明显. 可见,研究
区石羊河流域和黑河流域高强度的开发模式以及随
后的流域综合治理对于区域生态经济协调性产生了
较大的影响.
3摇 讨摇 摇 论
研究区 1985—2011 年生态经济系统协调度评
价结果及其空间演化特征基本反映了经济发展模式
与生态环境的关系. 2000 年以前,迫于人口增长带
来的压力,河西走廊耕地面积大幅增加,2000 年研
究区人口在 1985 年的基础上增幅达 26郾 5% ,耕地
面积增幅为 10. 3% ;加之粗放的灌溉方式 2000 年
左右河西地区灌溉水的实际利用率为 20% ~
30% [28],致使农业生产用水快速增长,生态用水急
剧减少,造成绿洲区林草地大面积退化,生态功能快
速下降;另一方面,研究区以牧业为主的区域,大面
积草场超载放牧,例如,西北地区 2000 年每个羊单
位占有天然草地理论上约为 2. 2 hm2[29],而河西地
区的黑河流域这一指标 1985 年约为 1. 6 hm2,2000
年则降为 0. 5 hm2[30],导致祁连山区各县草地大面
积退化,生态功能明显降低,生态经济系统协调度下
降趋势明显. 2000 年以后,国家退耕还林、退牧还
156312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘海龙等: 河西走廊生态经济系统协调度评价及其空间演化摇 摇 摇 摇 摇 摇
草、祁连山生态保护与综合治理、黑河流域近期治理
规划及石羊河流域重点治理规划等生态建设项目逐
步实施,对各流域水资源进行统筹管理与分配,通过
调整产业结构、生态建设和环境保护等措施,实施流
域综合治理,使得河西走廊生态环境恶化的趋势基
本得到遏制,生态功能有了一定程度的恢复,生态经
济系统协调度有一定程度的回升.到 2010 年,石羊
河流域蔡旗断面过水超过 2. 5伊108 m3,流域重点治
理近期目标基本实现[31] .武威市节水办统计资料显
示,石羊河流域武威市生活、生态、工业和农业用水
比例由 2006 年的 2. 3 颐 1. 4 颐 5. 0 颐 91. 3 调整为
2010 年的 4. 2 颐 6. 4 颐 12. 5 颐 76. 9,植被覆盖度由
2006 年的 28%提高到 2010 年的 36% .另外,研究区
西部走廊平原两侧区县生态系统与东中部相比,更
为脆弱,虽然 1985—2011 年间的开发强度弱于东中
部石羊河和黑河流域,但生态经济系统处于较高的
冲突状态.这与研究区西部生态系统更为脆弱、东中
部资源环境承载力高于西部密切相关[32] .
与王振波等[1]对 1991—2008 年长三角快速城
镇化地区生态经济系统协调度研究进行对比,2000
年以前,河西走廊与长三角地区 ESV 价值变化趋势
基本相同,且变化量相差不大,长三角地区和河西走
廊均有 7 种 EEH 类型存在,且类型基本相同;2000
年以后,河西走廊 ESV 小幅上升,而长三角地区继
续大幅下降,长三角地区有 9 种 EEH 类型存在,而
河西走廊仅有 3 种 EEH类型存在.表明快速城市化
的长三角地区生态系统的变化幅度远大于河西走
廊,生态与经济系统矛盾远比河西走廊尖锐.这与上
述两个地区的生态经济实际状况基本吻合. 说明本
文的研究结论基本反映了研究区生态经济系统协调
性的实际状况. 相关研究也表明[33],西北干旱区生
态系统远比东部地区脆弱,干旱绿洲区经济发展不
能照搬东部模式,要转变经济增长方式,保证生态与
经济系统协调发展.
研究区位于西北干旱区,林草地以郁闭度和覆
盖度在 4% ~20%的稀疏林地和低覆盖度草地为主
(本次解译结果显示,2011 年低覆盖度草地占草地
总面积的 75. 2% ),按照一定比例将疏林地、高覆盖
度草地和低覆盖度草地分别乘以相应的折算系数,
将其折算成有林地和中覆盖度草地面积,对林草地
面积进行修正,能够更准确地反映研究区林草地的
生态服务价值.位于河西走廊中部祁连山冷龙岭北
麓大马营草原的山丹军马场,面积近 2200 km2,植
被覆盖度高,其生态服务价值在河西走廊不言而喻,
但考虑到山丹军马场属于中央驻地方企业所管辖的
区域,且经济数据缺乏,因此,本研究区不包括山丹
军马场.本文采用 4 个时相的遥感影像数据,受数据
所限,同时考虑到如果以 5 年为时段,间隔太小,时
段太多,使得计算结果容易出现较大偏差,不能较好
地识别 EEH 等指标的演化特征. 因此,划分为
1985—1995、1995—2000 和 2000—2011 年 3 个时
段,时间划分间隔的不同会对研究结果造成一定的
影响,对结果变化趋势的影响不大.
生态经济系统是人地关系复杂系统的子系统,
其协调程度受到自然、社会经济等多种因素的影响,
且各影响因素之间存在复杂的作用关系,本文仅对
其整体协调性进行初步探索. 运用复杂系统相关理
论和方法,从更深层次揭示生态经济系统的驱动因
素及其复杂机制,具有更大的理论价值和实践意义.
这也是笔者后续研究工作的重点. 另外,GDP 反映
的是某一区域经济总量,有时并不能完全反映经济
结构及产业与资源的一致性,存在一定局限. 但是,
目前的相关研究中很难用一个参数对 GDP 进行修
正,既能反映研究区域的经济总量,又能表征其经济
结构及产业与资源的一致性.因此,参考前人研究成
果[1,25,27],本文仅用 GDP 来表征研究区的经济
系统.
针对研究区 1985—2011 年生态与经济系统协
调状况,在未来区域开发中,为保证研究区生态与经
济系统协调发展,提出以下对策和建议:1)继续实
施各流域综合治理规划,转变传统粗放的、以牺牲生
态环境为代价的经济增长方式,提高资源尤其是水
资源利用效率,加大农业节水力度,调整产业结构.
2)合理分配生产、生活及生态用水,严格按照各流
域上、中、下游分水方案配水,优先保证生态用水.
3)制定严格的生态专项规划,进一步加大生态建设
和环境保护工程的实施力度,为区域生态系统较快
的恢复提供保障.
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作者简介摇 刘海龙,男,1983 年生,博士研究生.主要从事区
域发展与规划管理研究. E鄄mail: liuhailong5117@ 163. com
责任编辑摇 杨摇 弘
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