城市化與城市生態耦合關系研究

　　一、城市化的過程與特征
　　城市化又稱城鎮化或者都市化，是當今世界最重要的社會經濟現象之一。城市化作為一個社會經濟的轉化過程，不僅包括人口流動、地域景觀、經濟領域、社會文化等諸方面的內涵，而且隨著經濟、社會的發展，城市化內涵也在發生變化。決定城市形成和發展的力量主要表現在優位經濟、規模經濟、聚集經濟、外部經濟四種作用上，可見城市的發展是該區域自然、政治、經濟等因素綜合作用的結果，而區域自然環境條件和地理位置則是城市產生和形成的基礎和背景。城市化是指人口不斷向城市地區集中，產業由第一產業向二三產業轉化，農村地域不斷向城市地域演進的過程，包括人口遷移、經濟發展、地域空間擴張、生態發展等方面的內容。城市化與城市空間集聚、經濟社會發展與生態環境等因素密切相關，內部各要素與外部生態環境相聯系，按照自身發展規律，通過組織化、系統化，不斷優化組合，最終形成“自然—社會—經濟—環境”的城市化與生態耦合系統。

　　二、城市化與城市生態的耦合效應
　　生態環境與城市發展之間有著密切的關系，城市化通過城市居民的行為改變生態環境，而生態環境又反過來作用于城市居民的行為，前者稱為行為過程，后者稱為反饋過程。城市化與生態環境的總體關系就是這種行為與反饋關系的綜合。（圖1）

　　（一）城市化對城市生態的脅迫效應。城市化通過人口增長、經濟發展、能源消耗和交通擴張對生態環境產生威脅，這種驅動下原生態環境迅速向次生態環境轉變，其結果往往是生態質量下降；城市化可以劃分為人口城市化、空間城市化、經濟城市化、社會城市化等階段，這幾個階段是遞進的關系，最終邁向社會文化城市化階段，才能最終消除城鄉二元經濟結構。城市化對生態環境的行為和脅迫作用主要包括：
　　1、人口城市化的生態環境脅迫。城市人口聚集對生態環境壓力主要體現在城市人口密度和生活強度兩個方面。生活強度取決于居民的消費水平和生活習慣，人口密度決定污染排放的一般水平，生活方式則決定排放的變化水平。人口城市化對生態環境的脅迫主要通過兩個方面表現：一是通過城市人口密度的增大對生態環境產生壓力。一般情況下，城市人口增長快于城市空間的擴張。城市化水平越高，城市人口密度越大，對生態環境的壓力也就越大；二是通過居民消費水平的提高來促進消費結構的變化，使人們向環境索取的力度加大、速度變快。
　　2、經濟城市化的生態環境脅迫。經濟城市化對生態環境的脅迫主要體現在非農業聚集所引導的生產排放和資源爭奪。但這個過程也表現在兩個方面：一方面非農業聚集過程中企業規模擴大與經濟總量的增大，導致了消耗更多的資源與能源，占有更多的空間，從而增大了生態環境的壓力；另一方面非農業聚集過程中導致產業結構的調整、規模效益的出現，以及快速的經濟增長中能夠帶來更多的環保投資，這些可以減輕經濟城市化對生態環境的壓力。
　　3、空間城市化對生態環境的影響。一是通過城市交通生產與占有產生。交通建設引起水土流失與塵土飛揚、交通運輸產生噪聲污染、汽車尾氣危害居民健康；二是城市空間擴張對周圍耕地、綠地和森林侵占，耕地減少引起食物安全和人體健康，綠地的減少引致區域環境的改變。
　　4、社會城市化的生態環境脅迫。社會城市化對生態環境所產生的壓力主要通過其他三個城市化的進程來實現，而區域（或城市） 所倡導的文化意識和生活方式在其中起到了極為重要的作用，而文化觀念和技術水平的改善又有益于生態環境的改善。奢侈、豐足的文化意識和生活方式加大了人口消耗和生產產量，自然導致了生態環境壓力的加大，而節儉和生態型的生產方式以及技術水平的提高有助于耦合系統的協調發展。
　　（二）城市化對生態環境的約束效應。生態環境又通過人口驅逐、資本排斥、資金爭奪和政策干預對城市發展產生約束，制約了城市化進程。
　　1、對城市選址的制約。大多數城市的分布既要求氣溫適中又要求有適度的降水，良好的生態環境可以降低城市建設成本，而惡劣的生態環境要素構成會加大城市基礎設施的開挖成本，甚至導致城市重新選址。
　　2、降低居住環境的舒適度，排斥城市人口，阻礙城市化進程。一般情況下，生態環境惡化會通過排 斥居住人口而影響城市化。這種影響通常表現在兩個方面：
　　一是阻礙甚至逆轉城市化。城市化使環境惡化通過“劣幣驅逐良幣效應”，把具有良好經濟實力和文化素質的居民驅逐出城市中心，并使技術和資金也隨之流失，最終導致城市的衰退；二是改變城市空間結構。城市中心一般人口密度高，生態環境壓力大，一些有經濟能力的富裕居民紛紛到郊區尋求適宜的生活環境。居住地的外遷帶來城市空間結構的改變。
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　　3、對城市發展的約束。主要是由于生態環境要素的支撐能力降低或者整體質量下降而引起的聚集成本增長，其結果主要表現在：第一，生態環境質量下降導致生產成本增加，引起了生產率增長速度的下降，從而使城市化進程放慢；第二，通過降低生態環境要素的支撐能力阻礙了城市化進程。如目前部分城市由于水源的污染嚴重導致凈水嚴重缺乏，直接影響城市化進程；第三，通過降低生態環境質量排斥資金減緩城市化進程。很多城市由于生態環境質量差導致錯過了很多的投資機會，甚至出現投資轉移的現象。
　　4、災害性事件影響城市化。生態環境惡化引起的災害事件是通過影響城市周邊農村地區而間接影響到該城市的發展。近年來，部分城市酸雨導致了農業基礎設施損壞嚴重，很多農民由于生產減產不得 不涌向城市，形成所謂“假城市化”。
　　（三）城市化與生態環境作用模型。城市化系統具有開放系統的一切特性，同時也是一個典型的耗散結構，根據熱力學第二定律，城市化系統遵循熵變方程：dS=diS+deS，式中diS 表示城市化系統內部熵產生，diS≥0；deS 表示城市化系統與生態環境系統及制度-技術系統之間的熵交換引起的熵流。從系統發展來看，更重要的是熵S 在時間上的積累。城市化與生態環境的協調度主要通過熵在時間上的積累的變化，如果出現熵增，那說明系統之間矛盾性在增加，需要采取措施進行調控。城市化與生態環境之間的耦合關系，就是在城市化發展過程中，城市化與生態環境的相互作用、相互影響的非線性關系
的總和，其作用可以用一般的系統論微分方程組來表示： 

　　式中：X（t）=［x1 （ t），x2 （ t），x3 （ t），...，xn（t）］ 表示城市化系統各要素；Y （t）=［y1
（t），y2 （ t），y3 （ t），...，yn （ t）］表示生態環境系統各個要素的狀態；Z（t）=［z1 （ t），z2 （ t），z3（t），...，zn （ t）］為技術發展水平、制度安排及其他因素的組合等。三個子系統形成城市化—生態環境—技術、制度大系統，這個系統中每個小系統的變化都將決定這個系統最終的發展方向。

　　三、系統調控原則與目標
　　城市化與生態環境之間的相互作用形成了一個復雜的系統，具有多重反饋的特點，任何一主反饋回路的改變都可能影響到整個系統的變化軌跡，從這個角度看，系統調控具有復雜性和多階段性。因此，我們在調控的時候要堅持以下原則：協同性原則、持續性原則、階段性原則、互補性原則、可操作性原則等。從產業投資、人口政策、土地集約利用、環境保護和社會發展的角度來實施政策，以達到城市化水平持續提高而生態環境質量維持不變甚至改善的目標，從而實現整個區域社會、經濟和生態可持續協同發展。

　　主要參考文獻
　　[1] 吳國璽，何富忠. 區域城市化與生態環境耦合系統研究[ J] . 生態環境，2008.
　　[2] 劉耀彬. 城市化與生態環境的耦合機制及調控研究[M] . 北京：經濟科學出版社，2007. 6.