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1、 28卷第 6期 2 6年 11月 资源科学 RESOURCES SCIENCE Vol.28,No.6 Nov., 2006 文章编号： 1007 7588 (2006)06 0146 08 基于土地利用变化的区域城市化生态效应分析 以上海城市边缘区轴向城市化样带为例 郑辛酉，贾铁飞，倪少春 (上海师范大学地理系，上海 200234) 摘要 : 运用 RS和 GIS技术，根据上海 1987年、 1995年和 2003年 3期 Landsat5 TM遥感影像记录的土地利用 / 覆被数据和有关的社会经济统计数据，以上海西南城市边缘区典型轴向城市化样带为例，采用生态足迹法分析了 该样带内人类的生态
2、供给与需求；提出一个评价区域人类活动生态效应的新方法，得出区域生态效应综合指数与 弹性指数的模型，并根据该模型计算出的指数，对样带区域总体及其中城乡区域在城市化过程中的生态效应进行 了比较与动态分析，发现 20a来在人类影响下城市化区域生态环境质量呈现骤减一缓减一回复的过程，在空间上使 城乡区域生态效应的性质和强度产生分异。 关键词：土地利用爐被变化，城市化，生态效应，生态足迹法 区域土地利用輕被变化受区域自然、社会、经 济等诸多因素影响，同时又反作用于区域生态系统， 直接反映整个生态系统结构和功能的改变，及系统 与大气、水和陆地环境间交互作用的状况 1。城市 是受人类活动影响和土地利用变化最
3、剧烈的区域， 尤其是城市边缘区，是城市生态系统与乡村生态系 统交接的界面，城市化过程活跃、土地利用结构变化 迅速，因而被称为快速城市化地带 2，已引起学术界 普遍关注。生态足迹分析法，是由加拿大生态经济 学家 William和 Wackenagel， 于 1992年提出的一种基 于土地利用面积量化指 标的可持续发展程度量测方 法 3，通过测算人类与自然生态服务间需求与供给 的差距，揭示人类对生态系统的利用状况，即人类之 于区域的生态效应。本文选择上海城市边缘区 “ 轴 向 ” 快速城市化典型样带 4，运用RS和 GIS 土地利 用輕被变化数据和样带内城乡社会经济数据，以生 态经济学的视角将生态
4、足迹方法引入到城市化过程 中生态效应的研宄中，探讨以定量方式揭示上海城 市化发展最快的近 20年城市边缘区人类活动对自 然生态造成的影响及其时空变化。 1 研究方法 1.1研宄区域的选取 本文从上海城市化发展 4个主要扩展方向 5 中，选择能涵盖城市化成熟区、城市边缘区、以及近 郊乡村地区的具有典型 “ 轴向 ” 扩展意义的 “ 闵行方 向 ” ，选取沿徐家汇一闵行轴线（沿漕溪路、沪闵路） 1 500m范围（借助 ArcGIS9的 buffer工具确定）内轴 向延展地带为典型研宄样带，以揭示城市化活跃区 域快速城市化空间进程与生态效应变化的关系。 1.2原始数据的采集 本研宄运用的基础数据是生
5、态足迹数据，其求 算所需原始数据采用自上而下法采集。 1.2.1遥感数据 土地利用 _被信息提取原 始的空间遥感数据出自相同季相 （ 10月 15日到 30 日） 3 个年份（ 1987、 1995、 2003)的 Landsat5 TM 影像， 轨道号 WPS为 118如， 3期图像像幅范围均覆盖整 个上海西南区 （ 121349E 1211738 E， 31845 N 303237 N)，经多波段 (band7, 4, 3)组合的图像质 量较好，无云和条带噪声影响。参照经校正的 1996 年上海市遥感影像图，采用二次多项式法将 3期图 像进行配准，误差控制在一个像元以内。研宄样带 漕溪路一
6、沪闵路轴线距离约 11. 15km,总面积约 收稿日期 ： 2005 12 26;修订日期 :2006 01 23 基金项目：上海市教委科研基金项目（编号 :03DQ28)。 作者简介 :郑辛酉 （ 1981 )，男，河北河间市人，硕士生，从事城市土地利用变化与城市生态环境方面研宄。 E-mail： diengxinyouOOl Qiotmail. cx3tn 通讯作者：贾铁飞， E-mail:均ia独 hnu. edu. cn 28卷第 6期 郑辛酉等：基于土地利用变化的区域城市化生态效应分析 147 图 i样带内城乡居民生物资源消费和能源消费人均生态耗用量 (al， a2分别为城市、乡村居
7、民生物资源人均耗用分量 ;bl， b2分别为城市、乡村居民能源人均耗用分量） Fig. 1 Eco-consumption per capita of the bio-resources and ener取 in the stu办 area 其次，要计算上海市 1987、 1995、 2003年等 8年 间隔的 3个年份样带人均生态供给分量，其具体步 骤如示意图（图 2)为： 计算样带总体及样带能 分别提供给城市居民和乡村居民的 6类生态生产性 土地面积总量。前者可直接由公式计算得；后者则 较复杂：利用对该样带土地利用多样度的研宄成 果 4，根据城乡边界带变动情况 （ a)， 获得样带内城 市
8、区域的空间范围，确定各年份城市面积和乡村面 积 ;结合遥感资料解译所得的该样带土地利用数据 , 按比例进行土地利用数据切分，从而分别确定样带 33. 22km，经地面调查后利用 Erdas Imagine 8. 7对 3 个年份图像进行了监督分类和目视修改 7。为便于 计算机进行精确的分类识别，根据区域的实际情况 , 按照 NASA城市边缘区卫星影像土地利用判读分类 体系 将研宄区土地利用类型分 9类 :建成区用地 (高密度区）、开发区用地（中低密度区）、工业与仓储 用地、交通用地 (道路）、待开发地、农用地 (主要为可 耕地）、草地、林地和水域，并生成了土地利用分类 图。 1.2.2相关的社
9、会经济统计数据的提取原始的 社会经济数据，如人口、行政区边界，城乡居民消费 量等出自上海市统计年鉴 （ 1988, 1998,2004)。 1.3原始数据的处理 首先，要计算上海市 1987年、 1995年、 2003年等 8年间隔的 3个年份样带人均生态耗用分量。计算 包括生物资源消费和能源消费两部分。生物资源消 费部分包括农广品、动物广品、林广品和水广品等。 生物资源生产面积折算的具体计算，采用联合国粮 农组织 1993年（中期 ） 的有关生物资源世界平均产 量资料。能源消费部分根据统计资料计算煤、焦炭、 煤气、燃料油、汽油、柴油和电力等终端能源的人均 消费足迹，计算时转化为生产性土地面积
10、。采用世 界化石能源单位土地面积的平均发热量为标准，将 当地能源消费所耗热量折算成化石燃料用地和建筑 用地面积。计算出 1987年、 1995年、 2003年 3个年 份样带城乡居民各项目消费的人均 生态耗用分量 (图 1)，采用的区域人均生态耗用（足迹 )量公式 9: 4i= 27： /x =XI r, CP, +/, 五 ,） /u. X AO, (j = 1. 2, , 6)(1) 式中： #为人均生态耗用（足迹 ） 量 (ghm2 /cap); r,.为 消费生产项目 _/生态生产性土地均衡因子； 、 P,、 /,、五，和 7,分别为消费项目 /的生态生产性土地折 算面积，年生产量、年
11、进口量、年出口量和年（世界 ) 平均产量 ;#为区域总人口。 148 资源科学 28卷第 6期 0. 0211 0. 0079 0. 00000.0111 0. 0032 0. 0035 0.0242 2.41 0. 01292 . 43 0. 00002 . 42 人均生态供给 0. 02412 . 41 0.0070 2.43 0.0079 2.42 人均生态供给 0. 0581 0. 0919 2. 37 0. 2178 0. 0170 0. 0953 2. 29 0. 2182 0. 0192 0. 1106 2. 17 0. 2401 0. 0928 人均生态耗用 1. 62590.
12、 0263 1. 6916 0. 02891. 9672 0. 0817 乡村区域生物多样性保护 0. 0232 0. 0254 0. 09192. 370.2178 0. 09532. 290.2182 0.11062. 17 0.2401 人均生态耗用 1. 6551 1. 8127 2. 0811 城市区域生物多样性保护 0. 0770 2. 23 0. 1717 0. 0032 2. 41 0. 0076 0. 1195 2. 23 0. 2665 0. 0218 2.41 0. 0578 2. 22 0. 1283 0. 0001 2.43 0. 0003 0. 1116 2. 22
13、 0. 2478 0. 0053 2. 43 0. 0547 2. 17 0. 1187 0. 0001 2.42 0. 0002 0. 0935 2. 17 0. 2029 0. 0000 2. 42 0. 0050 1. 32 0. 0066 0. 00022 1.36 0. 00030 0. 0054 1. 32 0. 0071 0. 00002 1.36 0. 0096 1. 32 0. 0127 0. 00011 1. 35 0. 00015 0. 0066 1. 32 0. 0087 0. 00005 1.35 0. 0150 1.35 0. 0203 0. 00019 1.35
14、0. 00025 0. 0086 1. 35 0. 0116 0. 00000 1. 35 0. 3874 0. 48 0. 1860 0. 0012 1.29 0. 0016 0. 3038 0. 48 0. 1458 0. 0014 1.29 0. 4323 0. 47 0. 2032 0. 0004 1. 30 0. 0005 0. 2721 0.47 0. 1279 0. 0006 1. 30 0. 4605 0. 47 0.2164 0. 0006 1.30 0. 0007 0. 3678 0. 47 0. 1729 0. 0000 1. 30 0. 6000 0. 35 0. 21
15、00 0. 0006 42. 00 0. 0238 0. 3207 0. 35 0. 1122 0. 0015 42. 00 0. 7897 0. 36 0. 2843 0. 0002 42. 12 0. 0068 0. 3417 0. 36 0. 1230 0. 0005 42. 12 0. 9724 0.35 0. 3403 0. 0002 42. 30 0. 0083 0. 5555 0. 35 0. 1944 0. 0000 42.3 0. 7846 1. 10 0. 8630 0. 0000 0. 61 0. 0000 0. 7846 1. 10 0. 8630 0. 0000 0.
16、 61 0. 8944 1. 08 0. 9660 0. 0000 0. 61 0. 0000 0. 8944 1. 08 0. 9660 0. 0000 0. 61 1. 0318 1. 11 1. 1453 0. 0000 0. 61 0. 0000 1. 0318 1. 11 1. 1453 0. 0000 0.61 0. 0525 1987 0. 0130 1995 0. 0000 2003 0. 00003 1987 0. 00007 1995 0. 00000 2003 0. 0017 1987 0. 0007 1995 0. 0000 2003 0. 0621 1987 0. 0
17、219 1995 0. 0000 2003 0. 0000 1987 0. 0000 1995 0. 0000 2003 0. 0583 1987 0. 0313 1995 0. 0000 2003 0. 1757 1987 0. 0661 1995 0. 0000 2003 0. 1546 1987 0. 0582 1995 0. 0000 2003 耕地 林地 草地 水域 化石能源用地 建筑用地 总计 图 2样带区域人均生态供给量计算过程示意 Fig. 2 The process sketch of calculation on ecological acccmmodation per c
18、apita in urban mral area of the sample zone 城市区域和乡村区域各类生态生产性土地的总供给 量； 估算样带内的人口量 :根据对应年份的上海 行政区划图，在 AroGIS 9界面下画出样带内徐汇区 和闵行区 （ 1992年以前为上海县，后上海市区县行 政区划调整，撤并入闵行区 ）1987年的边界 （ b )和 1992年以后的边界 （ c)， 生成并计算各自对应的多 边形的面积 ;用各年徐汇区和闵行区的人口密度数 据，乘对应年份的多边形的面积，然后加和算出样带 内总人口数； 估算城市居民和乡村居民的人口 量 :根据田永中等 1 的模拟方法，利用样带内城镇
19、 与农业人口各自所占比重 (徐汇区，闵行区 )，以及对 样带人口总量的估算值的具体数据，分别求算出区 域城市居民和乡村居民总量； 计算样带内人均 生态供给分量，将人均生态承载力公式作为区域人 均生态供给量计算公式 具体为： e i = a 。 r j yj(2) 式中： ec,.为人均生态供给量 （ ghm2 /cap)111 ; /为区 域人均生态生产性土地面积；为均衡因子；乃为 产量因子。建筑用地面积由建成区、开发区和交通 用地面积加总后折算得。 最后，分别对上述计算所得的各项人均生态耗 用分量和人均各类土地生态供给分量进行加总。该 计算所用到的所有均衡因子和产量因子均使用各对 应年份当地
20、的参考值 12。考虑到研宄区域范围有 限，且主要消费数据均获自其上一级区域 （ 上海市 ) 各项对应数据，故无须再对该计算所得的生态耗用 量做贸易调整。最终生成表 1,以反映样带人均生 态供求状况的。 表 1样带内城乡居民人均生态耗用量与供给量的综合帐目（以生态生产性土地面积衡量） Table 1 The general accounts of the ecological consunption per capita and the ecological accommodation per c)ita in the study area (ghm2) 城市 乡村 人均生态耗用 人均生态供给
21、人均生态耗用 人均生态供给 面积 均衡 因子 均衡 面积 面积 产量 均衡 因子 面积 面积 均衡 因子 均衡 面积 面积 产量 均衡 因子 面积 年份 均用量人可总 均用量人可总 注 :城一乡居民所获得的人均生态供给可用量 (均衡面积 )是将供给总量扣除了 12%的保护生物多样性面积的最终量值。 28卷第 6期 郑辛酉等：基于土地利用变化的区域城市化生态效应分析 149 2区域生态效应分析模型的构建 2.1区域生态效应综合指数模型 2.1. 1模型的理论构架与计算公式生态效应指 人类的生产与生活活动对生态系统结构与功能的影 响，一般包括正、负效应两个方面。它是个具有很强 综合性的概念。目前分
22、别直接地定量评估某区域中 人类产生的生态正、负效应还比较困难，但根据 shannon-weaver多样性指数公式可计算能部分反映 总生态效应的生态耗用分量结构多样度 13，其公式 为： H = (P,lnP, ) (3) 式中 :开是多样度； P,.是 /种生产土地类型的生态 耗用分量在总生态耗用中的比例。 从 (3)式中计算的生态耗用分量结构多样度具 有两层涵义：描述丰裕度（不同土地类型利用的数 量 );描述公平度(生态耗用分配的状况）。这里所谓 的多样度同组织的术语相类似，其公式也不是一个 单调函数，它意味着当生态系统中生态耗用分配越 接近平等，对给定系统组分的生态系统来说 ,多样性 就越
23、高，系统稳定协调度就越高。假设一个多部门 的模型，每个部门都只有单一类型的土地需求，而且 产出之间没有相互的联系 14，那么就可以直接采用 (3 )式计算多样度的变化来表征生态效应，但对一般 性情况的忽略意味着自然一经济复合生态系统中人 类的生态效应和该多样度之间的关系 不是那么直 接。所以，当研宄城市边缘区自然一经济复合生态 系统的人类影响时，就有必要在此基础上进一步构 建能综合反映区域人均可用生态供给量与从系统组 织角度导出的生态耗用分量结构多样度的关系模 型，即区域生态效应综合指数 /if (the Integrated Index of Regional Ecological Effe
24、ct),其公式为： IlREE = I+SEE I -REE ) =SECU H IN =ecia。 D (P,.lnP,) =88 I； (P, InP, )(4) 式中 ： ZffiEE、 分 别 为 区 域 生 态 效 应 综 合指 数，区域生态正效应指数和区域生态负效应指数 ; 为区域可用生态总供给量；为区域可用人均 生态供给量。 2.1.2模型的指示意义公式 (4)以土地利用为评 价介质，将一个区域内的人类活动（以经济活动中的 消费行为为主要表征 ）直接导致的生态耗用结构的 变化（以能反映生态生产性土地利用的数量结构综 合变化的多样度表征 )，与同样深受人类活动影响的 区域生态供给量
25、的变化（以区域提供的能真正被人 类所利用的生态生产性土地的数量为表征 )相对应， 反映出人类 个体与生态系统制衡关系的强弱 .具化 到每个人，以此为区域生态效应的量度，综合表征区 域生态效应的态势。熵增原理指出：系统及其环境 所产生的总熵是不断增大的 15。人类的自然一经 济复合生态系统也不例外，其系统无序性的增强与 内部组织稳定和谐度的下降是必然的，这也就意味 着该模型一区域生态效应综合指数的值越大，人类 扰动作用就越强，生态系统内部组织和谐度就越低 (两者存在负相关 ）； 而人类对生态系统的负效应强 度也越大。 2.1.3模型设计的数学检验具体地利用公式 (5) 公式 (7)计算样带总体、
26、样带内已城市化区域和样 带内乡村区域 1987年、 1995年、 2003年生态效应综 合指数值 (表 2)。 表 2样带内相关的人均可用生态供给量、人均生态耗用多样度与区域生态效应综合指数数据 Table 2 The relevant data of the available ecological accommodation per capita, the heterogeneity of ecological per capita and the integrated index of regional ecological effect in the study area 年份 198
27、7年样 带总体 1995年样 带总体 2003年样 带总体 1987年城 市区域 1995年城 市区域 2003年城 市区域 1987年乡 村区域 1995年乡 村区域 2003年乡 村区域 Xl eCia 0. 1298 0. 03160. 0254 0. 08170. 0232 0. 0254 0. 1546 0. 05820. 0000 X2 H 1. 3510 1. 33701.3180 1. 37101. 3480 1. 3180 1. 3290 1. 27800. 0000 y _ IlREE 0. 1750 0. 04200.0310 0. 15100. 0340 0. 0330
28、 0. 2060 0. 07400. 0000 IlREEt 样带 = _ 样带 汉 样带 (5) 式中： /Rm样 带 、 腿 城 市 和 乡 村 分 别为弟 f年样市总 JlREEt 城市 = =城市 城市 (6) 体、样带内已城市化区域和乡村区域生态效应综合 IlREEt 乡的= =乡村 。 乡 村 (7) 指数； 样带、城市 洋口 乡村 分别为第年样带总 150 资源科学 28卷第 6期 图 3 1987年 1995年、 1995年 2003年两时 段的区域生态效应弹性指数值 Fig. 3 The flexibility index of ecological efect of 2 p
29、ericxis of the zone (1987 1995 and 1995 2003) 式中： MAI# 带 、市 和 MA乡村分别为样带内所有居民、 样带内城市居民和样带内乡村居民的弹性指数 ; 石 /如 +样带、议城市牙卩技 ?/如 +乡村 分别为第 +年样带 总体、样带内已城市化区域和样带内乡村区域的人 均可用生态供给量； &样带、 &城市和 &乡村分别为第 年样带总体、样带内己城市化区域和样带内乡村区 或的人均生态耗用量； &+样带、 $+城市和 &+乡村分 别为第 +年样带总体、样带内已城市化区域和样 带内乡村区域的人均生态耗用量。 3区域城市化中生态效应的时空分析 与城市化进程
30、研宄结合，进行动态比较分析，结 果表明：区域城市化过程中生态效应变化有明显的 相互区别的段落 ，且相邻段落间存在演替规律。 城市化的不同阶段会出现不同城市现象和生态环境 问题，人类活动会对其所居住的城市生态系统产生 不同程度影响 m。 样带所在的上海市，历史上从 991年建镇到 1843年开埠前，可认为是城市化萌芽阶段，城市土 地利用模式为内部集聚型。维持城市自身发展所需 的物质能量需求还不很大，人类的城市发展对生态 环境破坏力很微弱，城市自净力强大，生态负效应极 低，该段落是人与自然维持相对和谐的段落。开掉 后的 19世纪中叶直到改革开放后的 20世纪 80年 代初，长达 140多年时间里上
31、海处于工业化带动城 市化的提高阶段，城市土地利用模式为边缘蚕食扩 体、样带内已城市化区域和样带内乡村区域的人均 可用生态供给量 ; 和乡 ; M分别为第年 样带总体、样带内已城市化区域和样带内乡村区域 的人均生态耗用分量结构多样度。为验证模型公式 (4)设计方案的可行性：首先，要检验其两组成要素 反映人类生态耗用变化态势的多样度 (好 )和与 之响应的区域对人类的生态供给量 )间的相关 性，即制衡关系的强度 ;对和好进行相关分析， 根据计算出的数据 (表 2)，分别得出样带总体 、带内 城市区域和带内乡村区域中两者的相关系数分别为 0. 8980, 0. 8763和 0. 9214,表明其间具
32、有很强相关 性。其次，要证明由和开构建的模型能否较好 地反映区域综合生态效应 /_，计算样带总体、带内 城市区域和带内乡村区域 /_与a、开的多元线性 回 归 方 程 ， 分 别 为 Y = 0. 2034 0. 1557; _ 0. 1450x2, j = 一 0. 0318 + 0. 0715xi +0. 1904x2,= 0. 0054 + 1. 3299x! +0. 0033X2,检验表明 /KEB 与 ecia、 好线性回归高度显著， 和丑较好反映了 /_。综上该方案可行。 2.2区域生态效应弹性指数模型 模型计算出的是样带 3个静态时间断面的 生态效应综合指数，仅客观定量地反映了每
33、个独立 年份的区域综合生态效应状况，在动态分析上似乎 略显不足，所以为能更集中展现区域城市化进程中 人类活动导致的生态效应的动态过程，有必要构建 区域生态效应弹性指数模型 PA (the Flexible Index of Regional Ecological Effect)， 一种更直观反映人类活动 影响下区域生态效应变化增减性和生态供求变动率 的指数，以弥补综合指数相对静态性，其公式为： = (eCiaH-n eCiat) efi, )(8) 式 中 ：心 为 区 域 生 态 效 应 弹 性 指 数 ；分 别为第？年和第？ +年区域人均可用生态供给量； 和 分别为第？年和第？ +年区域人
34、均生态 耗用量。具体地利用公式 (9) 公式 （ 11)计算样带 总体、样带内已城市化区域和乡村区域和 1987年 1995年、 1995年 2003年生态效应弹性指数值 (图 3)。 MA#带广出Z = ( 汉样带 找 二 以 样 带 ）样带 - 带） 市 _ ( 汉城市 城市 )/( 城市 (9) _ 城市 ) (10) MA 28卷第 6期 郑辛酉等：基于土地利用变化的区域城市化生态效应分析 151 张型。伴随科技进步，制造业大规模进入城市，商业 不断集中。城市人口膨胀、规模扩大，污染、交通、住 房等问题突出；人类对城市生态破坏突显，如苏州河 黑臭问题就始于此。城市需求骤增，而自身资源紧
35、 缺，对周边环境资源压力加重，导致人类对整个生物 圈生态系统负效应加剧。人类生态负效应强度增至 极高值 ,该段落城市生态环境质量随之降到极低值 “ 台阶 ” 。 已有研宄表明 311从上世纪 80年代中期到 90 年代中期，上海市发展进入高速发展阶段，城市土地 利用模式逐渐变为跳跃一递进扩张型。对该城边缘 区样带分析可发现： (1)此段落开始后 （ 1987年）在城市化提高阶段 造成的极低值 “ 台阶 ” 上已达 0. 175,仍偏高。其 中： 1孤 1987城市 （ . 151) /ffl1987样带 （ . 175)， /舰 1987乡村 (0. 206)/ 衝样带 （ 0. 175)(表
36、 2)，说明通过城市合 理布局，将污染企业转移到非污染敏感区，城市人群 受直接危害减少，主城环境状况改善 ;但该改善是以 污染物转移为代价的，位于乡村区域的卫星城 (如莘 庄 )城市化刚起步，人口猛增并部分充当“ 非污染敏 感区 ” ，生态压力显著。 (2 )该段 样 S 差值为 一 0. 133，而？ 带 1987-1995 为一 1. 537,表明：一方面城市生态环境综合水平虽 仍停留在极低值 “ 台阶 ” ，但已有改善 ;另一方面样带 内人类生态负效应虽增加但幅度已开始放缓。宄其 原因，主要是随着经济快速发展，城市环境压力已使 人类意识到清洁生产和环保的重要性，并开始着手 治理城市环境问
37、题。从生态效应演替过程看，该段 落具有很强过渡性，是向稳定良性发展的转折性段 落。 从 90年代晚期至今，上海城市发展在国内率先 进入城市化顶级阶段，城市土地利用模式呈集约化 的整合开发型。随着逆城市化发 生发展，作为人类 活动外在表现的土地利用面积、结构的变化与城市 空间扩张模式转变，已深刻改变城市生态系统。样 带分析表明： (1)到高速发展阶段末， /歷 w减至 1995年 0. 042,而 2003年已进一步减至 0. 034, /孤 样印 .1995 2003年继续减小（表 2),反映样带负效应强度继续 降低 ,生态压力显著减小； (2 ) 该 时 段 差 值 仅 一 . 11;与前阶
38、段 卩 m 1987 -1995 ( 1. 537 )比车父，该段洛 -20M ( 0. 013)减小（图 3)，弹性变化幅度甚微，说明人类生 态效应变化已趋平稳状态，负效应增加幅度已明显 受到控制。这是因为人类已较普遍利用其掌握的物 质条件和先进科技尽力发挥正效应以减小或弥补生 态负效应，如 1998年上海市确立建设生态型城市的 目标 ;环境修复和清洁生产已不止停留于规划中而 已较普遍的付诸实施，循环经济兴起。 (3)区域生态效应具有强大的惯性。由于样带 内人口基数已很大，居民生活需提高，人类对环境压 力无法解除，故此时负效应强度仍较大，且仍在增加 (;样 .； 5.1995 -20M 仍为
39、负值 ） 。 (4 ) 五城市减幅 （ 0. 003 )小于 /孤 样伯减幅 （一 0. 009)，反映城市区域生态系统所受人类活动的生 态正效 应 增 加 ， 导 致 + / 趋于 0,如近年对 市区尤其是中心区绿化进行整合、扩大和增拓，用绿 带控制城市无序蔓延，市区绿化面积呈逐年增加之 势 16，因此目前城市化区域的环境质量正在回复。 而 心 反 映 样 带 已 完 成 城 市 化 ，乡 村 区 域 消失； IKES乡村减幅 （ 一 0. 074 )大于 /邮忍样带减幅 （ 0.009)(表 2)，反映城市边缘乡村区域目前的新型城 市化使其自身生态正负效应正发生着新一轮平衡， 且对整个样带
40、生态系统发挥良性作用。 总之，生态效应的时空段落演替过程体现出环 境 曲线 dC)规律 1?|。未来城市化速度将 放缓 ;城乡界限模糊，差异弱化 ;城市及其腹地生态 环境将稳步改善。城市化对生态系统正效应增加， 城市化最终将趋停滞，城市化内容也将从数量增长 变为质量改善 18。 4讨论 本研宄所需的基础数据是区域人均生态耗用量 与区域人均可用生态供给量，并对其做生态收支帐 目式数据转换与管理。理论上帐目当然越详尽越 好，但实际操作时过于详尽既不可能也没必要。现 实消费种类繁多，有些对最后结果影响甚微 ，有些从 更深层看可能重叠 ;加上各地消费习惯不尽相同，资 料统计差异大 ;所以目前基础数据提
41、取上还缺乏规 范，有必要对繁杂的消费项目进行 “ 范式 ” 化处理，建 立统一的研宄标准，否则从基础数据层上不同研宄 者的成果就已失去可比性。采用了典型样带片段研 宄，既能较好的克服由于严格行政区划研宄带来的 自然数据断裂 ,又能减小大面积区域研宄带来的数 据采集、处理与分析工作量加大的问题。通过样带 152 资源科学 28卷第 6期 研宄先归纳建立了区域人类生态效应综合指数和弹 性指数，后将其再实验于样带中进行演绎分析。总 的来说，模型建立严密、分析应用得当，所以完全可 将两指数运用于规范化基础数据后的多同类样带的 生态效应协同研宄中，以评价不同城市化区域生态 效应的差异。当然由于其他学者尚
42、无类似研宄与本 文对照，所以目前该两指数还有待在进一步开展的 各城市化区域或样带间指数的比较研宄中加以利用 才能充分体现其真正价值。 5结语 和谐社会，对人与自然关系的理想，似乎毫无疑 问的应是人类享受高经济水平，低生态赤字甚或高 生态盈余的生活。但目前世界上高经济水平往往与 高生态赤字联系；同 时，生态盈余地区往往贫困落后 或人迹罕至 19，都达不到该理想状态。所以评价区 域生态效应时，单纯计算其区域生态赤字及其大小 是没多大意义的；利用生态足迹法开展的生态效应 研宄目的不在于回答对象区域 “ 情况到底有多坏 ” 之 类的问题，而是着眼通过评价区域人类活动对现实 生态系统产生的正负效应加和后
43、的综合效应变化， 探求正确规律，以提出克服困境的对策。 参考文献 （ References): 1 莫宏伟，任志远，谢红霞，等 .榆阳区土地利用和生态效应 变化分析 J.陕西师范大学学报（自然科学版 )， 2005, 33 (I) : 110114. M3 Hong-wei， REN Zhi-yuan， XIE Hong-xie， et al. Relation between Land use cover/ change and changes of ecological effect in wind drift sand region J . Journal of Shaanxi Norm
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