自然资源学报 ›› 2022, Vol. 37 ›› Issue (3): 582-599.doi: 10.31497/zrzyxb.20220303
收稿日期:
2021-04-20
修回日期:
2021-07-31
出版日期:
2022-03-28
发布日期:
2022-05-28
作者简介:
王勇(1988- ),男,山东临沂人,博士,副教授,硕士生导师,研究方向为人口统计、城市经济。E-mail: ywang@dufe.edu.cn
基金资助:
Received:
2021-04-20
Revised:
2021-07-31
Online:
2022-03-28
Published:
2022-05-28
摘要:
将土地因素引入水—能源—粮食系统,运用耦合协调模型对京津冀城市群2005— 2018年水—能源—粮食—土地系统的时空变化特征进行研究。结果表明:(1)从空间尺度上来看,京津冀城市群建设用地由中心向四周扩散;从京津冀城市群土地利用格局来看,耕地和建设用地面积分别呈现较为明显的下降和增长趋势。(2)将土地纳入水—能源—粮食系统降低了京津冀城市群大多数城市水—能源—粮食系统间的耦合度和耦合协调度。(3)土地与水—能源—粮食子系统组成的两要素系统的协调水平会进行叠加或抵消进而影响水—能源—粮食—土地系统耦合协调度。本文的研究启示在于:京津冀城市群在考虑水、能源、粮食协调发展的同时,应考虑土地对水—能源—粮食系统整体及内部子系统的影响,根据城市自身资源优势合理配置资源、优化产业布局以实现可持续发展。
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表1
京津冀城市群水—能源—粮食—土地系统耦合协调度评价指标体系
目标层 | 指标层 | 单位 | 指标性质 |
---|---|---|---|
水子系统 | 降水总量 | mm | 正 |
人均水资源总量 | m3/人 | 正 | |
生活用水占比 | % | 正 | |
农业用水占比 | % | 正 | |
人均用水量 | m3 | 负 | |
生态用水占比 | % | 正 | |
产水模数 | 万m3/km2 | 正 | |
万元GDP用水量 | m3/万元 | 负 | |
能源子系统 | 能源消费总量 | 万tce | 负 |
人均能源消费量 | t/人 | 负 | |
能源工业投资 | 亿元 | 正 | |
能源消耗强度 | t/万元 | 负 | |
二氧化硫排放量 | t | 负 | |
粮食子系统 | 人均粮食产量 | kg | 正 |
粮食单产 | kg/hm2 | 正 | |
人口自然增长率 | ‰ | 负 | |
化肥负荷 | t/hm2 | 负 | |
机械动力 | kW/hm2 | 正 | |
农用柴油使用量 | t | 负 | |
受灾面积 | hm2 | 负 | |
粮食消费价格指数 | 负 | ||
粮食流动成本 | 负 | ||
土地子系统 | 人口密度 | 人/km2 | 负 |
人均建设用地面积 | m2/人 | 正 | |
地均GDP | 万元/km2 | 正 | |
地均工业废水排放量 | t/km2 | 负 | |
人均绿地面积 | m2/人 | 正 | |
建成区绿化覆盖率 | % | 正 |
表2
2005—2018年京津冀城市群各土地利用类型变化情况
土地利用类型变化 | 耕地 | 林地 | 草地 | 水域 | 建设用地 | 未利用地 |
---|---|---|---|---|---|---|
2005面积/km2 | 108266.43 | 44661.40 | 35092.32 | 6176.49 | 19324.16 | 2024.46 |
2010面积/km2 | 104009.47 | 44988.36 | 34031.82 | 5465.68 | 25766.92 | 1283.28 |
2015面积/km2 | 102507.66 | 44856.23 | 33803.31 | 5489.71 | 27597.75 | 1281.34 |
2018面积/km2 | 97808.22 | 45651.96 | 33683.30 | 5573.80 | 31240.30 | 1578.16 |
2005年面积占比/% | 50.23 | 20.72 | 16.28 | 2.87 | 8.97 | 0.94 |
2018年面积占比/% | 45.38 | 21.18 | 15.63 | 2.59 | 14.49 | 0.73 |
2005—2018年变化量/km2 | -10458.22 | 990.56 | -1409.03 | -602.68 | 11916.14 | -446.30 |
2005—2010年动态度/% | -0.79 | 0.15 | -0.60 | -2.30 | 6.67 | -7.32 |
2010—2015年动态度/% | -0.29 | -0.06 | -0.13 | 0.09 | 1.42 | -0.03 |
2015—2018年动态度/% | -1.53 | 0.59 | -0.12 | 0.51 | 4.40 | 7.72 |
表3
京津冀城市群水—能源—粮食系统不同时间段耦合度及耦合协调度均值
时间段/年 | 耦合度 | 耦合协调度 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2005—2009 | 2010—2014 | 2015—2018 | 2005—2018 | 2005—2009 | 2010—2014 | 2015—2018 | 2005—2018 | ||
北京 | 0.594 | 0.480 | 0.421 | 0.504 | 0.129 | 0.157 | 0.140 | 0.142 | |
天津 | 0.942 | 0.828 | 0.875 | 0.882 | 0.113 | 0.126 | 0.151 | 0.128 | |
石家庄 | 0.855 | 0.731 | 0.785 | 0.791 | 0.285 | 0.324 | 0.410 | 0.335 | |
唐山 | 0.417 | 0.372 | 0.418 | 0.401 | 0.218 | 0.195 | 0.234 | 0.214 | |
秦皇岛 | 0.450 | 0.479 | 0.505 | 0.476 | 0.205 | 0.234 | 0.291 | 0.240 | |
邯郸 | 0.387 | 0.449 | 0.552 | 0.456 | 0.191 | 0.161 | 0.198 | 0.182 | |
邢台 | 0.220 | 0.197 | 0.366 | 0.254 | 0.153 | 0.154 | 0.157 | 0.155 | |
保定 | 0.310 | 0.406 | 0.480 | 0.393 | 0.157 | 0.179 | 0.210 | 0.180 | |
张家口 | 0.344 | 0.441 | 0.409 | 0.397 | 0.169 | 0.223 | 0.227 | 0.205 | |
承德 | 0.788 | 0.970 | 0.718 | 0.833 | 0.276 | 0.352 | 0.288 | 0.307 | |
沧州 | 0.286 | 0.375 | 0.720 | 0.442 | 0.149 | 0.158 | 0.160 | 0.156 | |
廊坊 | 0.195 | 0.184 | 0.510 | 0.281 | 0.178 | 0.195 | 0.178 | 0.184 | |
衡水 | 0.249 | 0.222 | 0.451 | 0.297 | 0.104 | 0.118 | 0.148 | 0.121 |
表4
京津冀城市群水—能源—粮食—土地系统不同时间段耦合度及耦合协调度均值
时间段/年 | 耦合度 | 耦合协调度 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2005—2009 | 2010—2014 | 2015—2018 | 2005—2018 | 2005—2009 | 2010—2014 | 2015—2018 | 2005—2018 | ||
北京 | 0.604 | 0.495 | 0.489 | 0.532 | 0.125 | 0.153 | 0.146 | 0.141 | |
天津 | 0.324 | 0.394 | 0.498 | 0.399 | 0.119 | 0.132 | 0.156 | 0.134 | |
石家庄 | 0.571 | 0.465 | 0.498 | 0.512 | 0.222 | 0.245 | 0.311 | 0.255 | |
唐山 | 0.300 | 0.318 | 0.360 | 0.324 | 0.175 | 0.172 | 0.206 | 0.183 | |
秦皇岛 | 0.387 | 0.418 | 0.383 | 0.397 | 0.180 | 0.209 | 0.240 | 0.208 | |
邯郸 | 0.254 | 0.345 | 0.408 | 0.330 | 0.147 | 0.133 | 0.162 | 0.146 | |
邢台 | 0.187 | 0.189 | 0.378 | 0.243 | 0.135 | 0.144 | 0.151 | 0.143 | |
保定 | 0.241 | 0.317 | 0.400 | 0.313 | 0.131 | 0.151 | 0.182 | 0.153 | |
张家口 | 0.181 | 0.220 | 0.211 | 0.203 | 0.116 | 0.149 | 0.155 | 0.139 | |
承德 | 0.437 | 0.534 | 0.464 | 0.480 | 0.196 | 0.248 | 0.221 | 0.222 | |
沧州 | 0.223 | 0.404 | 0.755 | 0.440 | 0.124 | 0.157 | 0.165 | 0.147 | |
廊坊 | 0.157 | 0.152 | 0.477 | 0.247 | 0.150 | 0.168 | 0.163 | 0.160 | |
衡水 | 0.265 | 0.289 | 0.542 | 0.353 | 0.102 | 0.131 | 0.160 | 0.129 |
表5
2005—2018年京津冀城市群土地与水、能源和粮食耦合度及耦合协调度均值
城市 | 土地—水 | 土地—能源 | 土地—粮食 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
耦合度 | 耦合协调度 | 耦合度 | 耦合协调度 | 耦合度 | 耦合协调度 | |||
北京 | 0.687 | 0.177 | 0.856 | 0.083 | 0.839 | 0.135 | ||
天津 | 0.601 | 0.306 | 0.399 | 0.240 | 0.400 | 0.242 | ||
石家庄 | 0.512 | 0.158 | 0.534 | 0.163 | 0.409 | 0.183 | ||
唐山 | 0.372 | 0.191 | 0.496 | 0.164 | 0.970 | 0.075 | ||
秦皇岛 | 0.595 | 0.176 | 0.988 | 0.098 | 0.431 | 0.214 | ||
邯郸 | 0.274 | 0.147 | 0.967 | 0.061 | 0.472 | 0.109 | ||
邢台 | 0.317 | 0.207 | 0.931 | 0.068 | 0.903 | 0.101 | ||
保定 | 0.277 | 0.177 | 0.884 | 0.086 | 0.860 | 0.087 | ||
张家口 | 0.166 | 0.108 | 0.778 | 0.044 | 0.195 | 0.106 | ||
承德 | 0.433 | 0.131 | 0.397 | 0.140 | 0.363 | 0.141 | ||
沧州 | 0.512 | 0.197 | 0.948 | 0.104 | 0.874 | 0.105 | ||
廊坊 | 0.273 | 0.220 | 0.974 | 0.070 | 0.779 | 0.109 | ||
衡水 | 0.641 | 0.229 | 0.609 | 0.080 | 0.833 | 0.124 |
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