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书名:珠三角区域城市化过程及其生态环境效应
定价:238.0
ISBN:9787030517067
作者:肖荣波 等
版次:1
出版时间:2017-06
内容提要:
本书以遥感解译为主要技术手段,结合地面调查、长时间监测及相关统计资料数据等,在珠三角区域和重点城市(广州、深圳、佛山、东莞)两个尺度,研究1980~2010年珠三角和重点城市建成区生态系统变化,并对城市扩张、生态质量、环境质量、资源效率、生态环境胁迫等方面进行综合评估。拓展研究了珠江口海岸带湿地系统变化,典型小流域水环境演变,土壤环境质量变化,广深港城市化比较研究等内容。
目录:
目录
总序
前言
第1章 城市化及其生态环境响应 1
1.1 城市化和生态环境的基本概念 1
1.2 城市化与生态环境的相互关系 3
1.3 珠三角城市化历程概述 6
1.4 研究意义 8
1.5 研究思路 11
1.6 主要评价指标与数据处理 17
第2章 珠三角生态系统格局变化 22
2.1 研究方法 22
2.2 区域自然概况 23
2.3 生态系统格局变化 23
2.4 城镇生态系统扩张变化 38
2.5 重点城市建成区景观格局变化 44
第3章 珠三角城市化特征 55
3.1 研究方法 55
3.2 区域城市化强度分析 56
3.3 重点城市城市化强度分析 64
3.4 城市化综合评估 72
第4章 珠三角生态质量变化 74
4.1 研究方法 74
4.2 区域生态质量变化 75
4.3 重点城市生态质量变化 84
4.4 生态质量综合评价 90
第5章 珠三角环境质量变化 94
5.1 区域水环境变化 94
5.2 典型流域茅洲河水环境变化 111
5.3 区域大气环境变化 136
5.4 区域土壤环境变化 141
5.5 环境质量综合评估 149
第6章 珠三角热环境变化 153
6.1 研究方法 153
6.2 区域热环境时空变化 157
6.3 广州中心城区热环境季相变化 168
第7章 珠三角资源环境效率变化 176
7.1 研究方法 176
7.2 区域资源环境效率变化 177
7.3 重点城市资源环境利用效率变化 187
7.4 资源环境效率综合评估 190
第8章 珠三角生态环境胁迫变化 194
8.1 研究方法 194
8.2 区域生态环境胁迫 195
8.3 重点城市生态环境胁迫 202
8.4 生态环境胁迫综合评估 207
第9章 珠江口滨海湿地及海岸线变化 211
9.1 研究方法 211
9.2 滨海湿地的分布与变化 215
9.3 海岸线的分布?类型与演变 221
9.4 滨海湿地与海岸线的变化因素分析 225
第10章 广深港城市化及其生态环境效应比较 230
10.1 研究方法 230
10.2 城市化过程比较 231
10.3 生态系统类型比较 245
10.4 生态质量比较 253
10.5 环境质量比较 266
10.6 资源环境利用效率比较 277
10.7 生态环境胁迫比较 279
第11章 珠三角生态安全格局 283
11.1 生态安全格局构建思路 283
11.2 生态服务功能评价 284
11.3 生态安全格局构建 293
第12章 珠三角生态环境评估结论与管理对策 299
12.1 生态环境效应综合评价 299
12.2 本书主要评价结论 300
12.3 生态环境管理对策 301
参考文献 305
索引 311
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第1章 城市化及其生态环境响应
本章辨识了城市化和生态环境的基本概念,综述了二者的相互关系,概述了珠三角城市化历程,指出研究的意义、目标、研究区范围、内容及研究框架,说明了本书评价指标体系,以及数据来源和处理方法。
1.1 城市化和生态环境的基本概念
1.1.1 城市化内涵
城市化一词由英文urbanization翻译而来,学术界对其已有多年的研究,但由于城市化研究的多学科性和城市化过程本身的复杂性,关于城市化,迄今没有一个统一的定义,不同的学科依据各自角度有不同的理解(刘耀彬等,2005)。经济学认为,城市化是农村自然经济不断向城市社会化大生产转化,是第二、第三产业不断集聚发展的过程;人口学认为,城市化是农村人口不断向城市转移的过程,*终导致非农业人口占总人口比例不断上升;地理学认为,城市化是农村景观转变为城市景观的过程,主要表现为城镇数目的增加和城镇地域范围的不断扩张;社会学则更加注重人类生活方式、生活品质的变化,认为城市化是人们生活方式从乡村型向城市型发展、转变的过程。在城市化推进过程中,城市空间不断向外扩张,人口大量聚集,经济迅速增长,居民生活方式发生改变。
可以看出,城市化是一个具有丰富内涵的概念,属于社会经济活动方式的综合转化过程,包括产业升级、人口流动、空间转变、生活方式变化等内容。因此,仅从其中一个方面均无法准确反映城市化的本质,必须从多维角度来认识城市化的内涵。为了全面、完整地测定区域城市化水平的发展状况,我国学者从人口、经济、空间、生活方式4个维度,构建了城市化水平的综合评价指标体系,包括人口城市化、经济城市化、土地城市化、社会城市化,如表1-1所示(陈明星等,2009;张同升等,2002;欧向军等,2008)。其中,人口城市化是核心,经济城市化是基础,土地城市化是保障,社会城市化是*终目标。
表1-1 城市化水平综合评价指标体系
1.1.2 生态环境内涵
“生态环境”一词是一个比较中国化的术语,在我国的使用可以追溯到20世纪50年代初期,*初是从俄文“·щщ”和英语“ecotope”翻译而来。在1956年出版的《俄英中植物地理学、植物生态学、地植物学名词》中有了汉英俄对照名词“生态环境-ecotope-·щщ”(中国科学院,1956)。但是否将“生态环境”这一概念列入生态学规范名词之中,学术界多年来(尤其80年代以来)一直存有较大的争议。钱正英院士、沈国舫院士、刘昌明院士认为“生态”是与生物有关的各种相互关系的总和,不是一个客体,而环境则是一个客体,把环境与生态叠加使用是不妥的,其指出“生态环境”的准确表达应当是“生态与环境”,并向中央提出建议逐步改正“生态环境建设”一词的提法(钱正英等,2005)。2005年,国务院要求全国科学技术名词审定委员会对该名词组织讨论,提出意见。2005年5月17日,全国科学技术名词审定委员会专门组织了研讨会,邀请生态学、环境科学的有关专家共同讨论“生态环境建设”“生态环境”的内涵、用法和翻译等问题,但并未完全达成共识(阳含熙,2005;唐守正,2005;蒋有绪,2005;王如松,2005;王孟本,2006)。尽管“生态环境”一词在语法、内涵上的科学性仍有争议,但其已经成为我国使用频率*高的词语之一,并出现在许多政府文件甚至法律法规中,如我国现行《环境保护法》《水土保持法》《水污染防治法》《土地管理法》《海洋环境保护法》《大气污染防治法》《渔业法》《防沙治沙法》《水法》《农业法》《草原法》《农村土地承包法》等10余部国家法律中均提到了生态环境(王孟本,2003)。时至今日,“生态环境”这一术语基本脱离了原来的“母体”———“·щщ”和“ecotope”,我国学者目前已普遍将“生态境”与“ecological environment”作为汉英、英汉双向对照名词(王如松,2005;张林波等,2006)。
杨士弘(1997)认为生态环境是指与生物体相互作用的资源环境或与生物体进行物质能量流动众因素的集合;王如松(2005)认为生态环境是包括人在内的生命有机体的环境,是生命有机体赖以生存、发展、繁衍、进化的各种生态因子和生态关系的总和。显然生态环境具有系统的特性,所以很多情况下,人们也将生态环境称为生态环境系统。根据系统的性质,生态环境也至少包括两个方面:一是人类与生物体赖以生活和生存的自然环境,包括大气、水、空气、土地、能源和资源;二是影响人类、生物的有利和不利的生态因子,包括生态结构和生态因子相互作用的关系和(刘耀彬等,2005)。此外,根生态环境诸要素对城市化的不同作用,可将生态环境要素分为两类:大气、水、空气、土地与人们生活品质息息相关,称为生活类生态环境;能源和资源是支撑和推动经济发展的动力,称为发展类生态环境(刘耀彬等,2005)。
1.2 城市化与生态环境的相互关系
1.2.1 城市化对生态环境的促进与胁迫作用
城市化通过区域人口集聚、产业结构升级、生活方式优化等过程,对于缓解区域生态环境压力问题在一定程度上起到积极作用。一是城市非农产业的集聚效应,加速物质资本、人力资本和知识资本等要素积累,有利于对自然生态资源的高效配置和合理利用;二是城市居民生活区较乡村集中和密集,有利于对水、大气、固体废弃物等环境污染的集中治理;三是随着城市社会经济发展,会涌现出许多节能降耗的生态环保技术,在升级城市发展方式、改善生态环境的同时,也会逐渐向乡村地区输出,有利于优化配置农业生产资源,减少污染物排放;四是将一些生态脆弱区的农村人口向城市转移,有利于恢复乡村地区原有的生态面貌及功能,减少对自然生态系统的破坏。可以看出,这些正反馈作用能使城市化对生态环境的压力在一定程度上趋于减小。
同时,人类大规模、无节制的高速城市化又会造成一系列生态环境问题甚至生态灾难。主要表现在3个方面:①城市开发建设活动占用了大量的农田、林地、草地、湿地等生态用地,导致自然生态环境不断萎缩,从而严重威胁到区域的生物多样性,并直接或间接地改变原有的生物地球化学循环过程,引发城市热岛效应、暴雨内涝等生态环境问题;②居民消费水平的提高和消费结构的改变,使得人们对于自然资源的需求日益增加,资源开发的力度和速度不断提高,从而造成自然资源枯竭和生态环境破坏;③城市居民的生产生活向环境排放的废弃污染物数量和速度,超过生态环境接纳容量和分解消化速度时,造成大气污染、水污染、固体废弃物污染、噪声污染等环境污染问题日益加剧。
城市化对生态环境的胁迫效应具有两个明显特征:一是生态环境问题的综合性,王如松(1988)认为城市化引发的生态环境问题不仅在于对水、土地、大气、生物、能源资源等各种单因子的破坏,还表现在对城市的“流、网”或“序”的破坏并导致整个生态系统结构变异和功能丧失。二是生态环境问题的阶段性,Pearce和Turner(1990)根据城市发展的不同阶段(如起飞、膨胀、顶*、下降和低谷等)分析了所出现的主要资源环境问题,由此提出了著名的城市发展阶段环境对策模型。Grossman和Krueger利用计量经济学方法,以42个发达国家的数据进行实证,揭示随着城市经济水平的提高,城市生态环境质量呈现倒“U”形的演变规律,提出了著名的环境库兹涅茨曲线(environment Kuznets curve,EKC)假设。杨先明和黄宁(2004)根据环境库兹涅茨曲线,揭示了环境污染与经济增长之间存在“两难”与“双赢”的双重关系。在“两难”区间内,人们不得不以牺牲环境质量换取经济效益,或以经济效为代价改善环境;在“双赢”区间内,人类的活动可以在改善环境质量的同时获得经济利润,即环境与经济协调发展。
1.2.2 生态环境对城市化的限制与约束作用
生态环境作为人类活动生存与发展的支撑,其禀赋与变化也必然对城市发展产生约束与限制作用。一方面,一个国家或地区城市规模的扩大和城市化水平的提高离不开生态环境的支撑,各类生态环境要素(水、土、气、生、能源)的数量、质量、组合方式,直接决定了城市的规模、空间形态、发展速度,优质的生态环境可加速城市化进程,反之则限制城市化发展(刘耀彬等,2005)。例如,区域内水资源、土地资源充沛,环境质量优良,建设条件优越,水陆交通便利,可降低城市开发建设成本,提高城市投资吸引力,增强城市竞争力。历史的宏观考察证明,温和的气候、有利的地形、肥沃的水土、丰富的物产及良好的山川河湖等自然环境是我国古代城市选址首先注重的因素(田银生,1999)。另一方面,城市化导致生态环境恶化,降低了资源环境的支撑能力,从而抑制了城市化的进一步发展。例如,我国南方部分城市因水污染造成的水质性缺水日趋严重,不断提高的用水价格增加了城市的生活、生产成本,阻碍了城市经济的发展,降低了城市竞争力,从而抑制城市化进程;工业生产、交通运输、居民生活造成的城市空气污染易引发人体呼吸系统和心血管系统疾病,增加慢性支气管炎、非致命性心脏病等病症的患病率和死亡率,并给社会带来巨大经济损失,已成为城市可持续发展的重要制约因素(Yorifuji et al.,2013)。我国每年因城市空气污染导致30多万早产儿死亡,引发的慢性阻塞性肺病导致130万人死亡(Zhang and Smith,2007)。陈仁杰等(2010)评价了大气PM10(可吸入颗粒物)污染对我国113个主要城市的居民健康影响,估算健康经济损失为3414.03亿元。
可以看出,城市发展水平*终取决于城市所在位置与区域的生态环境演化进程和走向。生态环境为城市化提供了生产生活的物质基础,是城市发展不可或缺的基本条件。与此同时,生态环境利用自身调节功能,接纳、稀释、分解城市人类活动所产生的各类废弃污染物,保证了城市与生态环境这一地域系统的正常运转。但这种机制也是有一定限度的,一旦超过这一限度,系统平衡状态将被打破并发生不可逆的恶化。因此,将生态环境容量和承载力纳入区域城市化发展战略已经引起政府部门的广泛重视。例如,2005年,住房和城乡建设部下发了《关于加强城市总体规划修编和审批工作的通知》,要求各地在修编城市总体规划前,着眼城市的发展目标和发展可能,从土地、水、能源和环境等城市长远的发展保障出发,组织空间发展战略研究,前瞻性地研究城市的定位和空间布局等战略问题;客观分析资源条件和制约因素,着重研究城市的综合承载能力,解决好资源保护、生态建设、重大基础设施建设等城市发展的主要问题;2014年中共中央、国务院发布的《国家新型城镇化规划(2014—2020年)》,提出根据土地、水资源、大气环流特征和生态环境承载能力,优化城镇化空间布局和城镇规模结构;2015年《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》明确提出,根据资源环境承载力调节城市规模,强化约束性指标管理,实行能源和水资源消耗、建设用地等总量及强度控行动;2015年发布的《水污染防治行动计划》提出,按照“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”的原则,充分发挥水资源对城市化发展的约束引导作用。
1.2.3 城市化与生态环境耦合动态协调发展
城市化与生态环境之间客观上存在着极其复杂的交互耦合关系(刘艳艳和王少剑,2015),如图1-1所示。黄金川和方创琳(2003)指出:一方面,城市化通过人口增长、经济发展、能源消耗和交通扩张对生态环境产生胁迫;另一方面,生态环境又通过人口驱逐、资本排斥、资金争夺和政策干预对城市发展产生约束。我国生态学家王如松(1988)利用生态协调原理中的正负反馈和限制因子定律,认为区域内城市生长与生态环境之间存在着反馈和限制性机理,由此推导出了城市生长的一般性“S”形规律。由于受瓶颈的限制,城市生长与其生活水平的增长呈组合“S”形,即在城市化初期,城市化对生态环境的影响并不大,生态环境对城市化的约束作用几乎为零;随着城市化的推进,两方面的作用都不断增强,城市化对生态环境的胁迫作用一旦突破某一触发点之后,生态压力就开始显现并不断增大;当生压力水平逐渐逼近并达到图1-2所示的拐点A1时,出现第*次阈值,这时由于生态压力的作用,城市化和经济发展被迫调整减缓,人们对生态环境的投入不断加大,生态环境得到改善,城市化与生态环境之间的矛盾逐渐缓和;此后,由于生态压力对城市化的约束力减小,城市化又得以快速发展,生态压力又不断增大,直到出现第二次阈值A2,如此循环往复,二者之间的关系不断调整、磨合。
图1-1 城市化与生态环境的交互耦合关系
资料来源:刘艳艳和王少剑,2015
图1-2 城市化与生态环境交互耦合的动态演进规律
资料来源:王如松,1988
可见,正是通过城市化与生态环境之间的交互胁迫与不断磨合,驱使着城市化与生态环境复合系统中资源要素向着优化配置的方向、经济结构向着不断高级合理的方向、城市化与生态环境的关系向着协调发展的方向不断演进,并*终推动整个城市化与生态环境复合系统从低级协调共生向高级协调耦合的形态演化(乔标等,2005)。因此,如何实现城市化与生态环境协调发展将是世界经济社会发展的核心议题,也是近年来国内城市化研究的热点命题,相关学者分别对珠三角地区、长三角地区、京津冀地区及三峡库区城市化与生态环境交互耦合关系进行实证研究(黄金川和方创琳,2003;王少剑等,2015;杨芳等,2015;刘艳艳和王少剑,2015)。
1.3 珠三角城市化历程概述
自改革开放以来,珠三角区域依托毗邻港澳优势,在国内率先推行经济体制改革,承接全球制造业与生产要素转移,珠三角区域多个城镇迅速崛起。随后城市化发展的30多年中,珠三角区域发展成为国内一流、城镇规模达世界级的城市群。珠三角区域城市化过程在城镇体系协调、城市经济发展、外资利用、城市现代化建设等方面都在全国范围内具有示范性作用,其发展历程大致包括以下四个阶段。第*阶段:新中国成立后至改革开放之前,城市自发无序发展。
改革开放前,珠三角区域以农业经济发展为主,同时受国家计划经济体制的影响,工业发展水平不高且增速缓慢。这一时期,珠三角地区城市化发展极为缓慢,区域内仅有32个建制镇,除广州人口超过100万人,其他建制镇人口均低于20万人(叶玉瑶,2015)。
定价:238.0
ISBN:9787030517067
作者:肖荣波 等
版次:1
出版时间:2017-06
内容提要:
本书以遥感解译为主要技术手段,结合地面调查、长时间监测及相关统计资料数据等,在珠三角区域和重点城市(广州、深圳、佛山、东莞)两个尺度,研究1980~2010年珠三角和重点城市建成区生态系统变化,并对城市扩张、生态质量、环境质量、资源效率、生态环境胁迫等方面进行综合评估。拓展研究了珠江口海岸带湿地系统变化,典型小流域水环境演变,土壤环境质量变化,广深港城市化比较研究等内容。
目录:
目录
总序
前言
第1章 城市化及其生态环境响应 1
1.1 城市化和生态环境的基本概念 1
1.2 城市化与生态环境的相互关系 3
1.3 珠三角城市化历程概述 6
1.4 研究意义 8
1.5 研究思路 11
1.6 主要评价指标与数据处理 17
第2章 珠三角生态系统格局变化 22
2.1 研究方法 22
2.2 区域自然概况 23
2.3 生态系统格局变化 23
2.4 城镇生态系统扩张变化 38
2.5 重点城市建成区景观格局变化 44
第3章 珠三角城市化特征 55
3.1 研究方法 55
3.2 区域城市化强度分析 56
3.3 重点城市城市化强度分析 64
3.4 城市化综合评估 72
第4章 珠三角生态质量变化 74
4.1 研究方法 74
4.2 区域生态质量变化 75
4.3 重点城市生态质量变化 84
4.4 生态质量综合评价 90
第5章 珠三角环境质量变化 94
5.1 区域水环境变化 94
5.2 典型流域茅洲河水环境变化 111
5.3 区域大气环境变化 136
5.4 区域土壤环境变化 141
5.5 环境质量综合评估 149
第6章 珠三角热环境变化 153
6.1 研究方法 153
6.2 区域热环境时空变化 157
6.3 广州中心城区热环境季相变化 168
第7章 珠三角资源环境效率变化 176
7.1 研究方法 176
7.2 区域资源环境效率变化 177
7.3 重点城市资源环境利用效率变化 187
7.4 资源环境效率综合评估 190
第8章 珠三角生态环境胁迫变化 194
8.1 研究方法 194
8.2 区域生态环境胁迫 195
8.3 重点城市生态环境胁迫 202
8.4 生态环境胁迫综合评估 207
第9章 珠江口滨海湿地及海岸线变化 211
9.1 研究方法 211
9.2 滨海湿地的分布与变化 215
9.3 海岸线的分布?类型与演变 221
9.4 滨海湿地与海岸线的变化因素分析 225
第10章 广深港城市化及其生态环境效应比较 230
10.1 研究方法 230
10.2 城市化过程比较 231
10.3 生态系统类型比较 245
10.4 生态质量比较 253
10.5 环境质量比较 266
10.6 资源环境利用效率比较 277
10.7 生态环境胁迫比较 279
第11章 珠三角生态安全格局 283
11.1 生态安全格局构建思路 283
11.2 生态服务功能评价 284
11.3 生态安全格局构建 293
第12章 珠三角生态环境评估结论与管理对策 299
12.1 生态环境效应综合评价 299
12.2 本书主要评价结论 300
12.3 生态环境管理对策 301
参考文献 305
索引 311
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第1章 城市化及其生态环境响应
本章辨识了城市化和生态环境的基本概念,综述了二者的相互关系,概述了珠三角城市化历程,指出研究的意义、目标、研究区范围、内容及研究框架,说明了本书评价指标体系,以及数据来源和处理方法。
1.1 城市化和生态环境的基本概念
1.1.1 城市化内涵
城市化一词由英文urbanization翻译而来,学术界对其已有多年的研究,但由于城市化研究的多学科性和城市化过程本身的复杂性,关于城市化,迄今没有一个统一的定义,不同的学科依据各自角度有不同的理解(刘耀彬等,2005)。经济学认为,城市化是农村自然经济不断向城市社会化大生产转化,是第二、第三产业不断集聚发展的过程;人口学认为,城市化是农村人口不断向城市转移的过程,*终导致非农业人口占总人口比例不断上升;地理学认为,城市化是农村景观转变为城市景观的过程,主要表现为城镇数目的增加和城镇地域范围的不断扩张;社会学则更加注重人类生活方式、生活品质的变化,认为城市化是人们生活方式从乡村型向城市型发展、转变的过程。在城市化推进过程中,城市空间不断向外扩张,人口大量聚集,经济迅速增长,居民生活方式发生改变。
可以看出,城市化是一个具有丰富内涵的概念,属于社会经济活动方式的综合转化过程,包括产业升级、人口流动、空间转变、生活方式变化等内容。因此,仅从其中一个方面均无法准确反映城市化的本质,必须从多维角度来认识城市化的内涵。为了全面、完整地测定区域城市化水平的发展状况,我国学者从人口、经济、空间、生活方式4个维度,构建了城市化水平的综合评价指标体系,包括人口城市化、经济城市化、土地城市化、社会城市化,如表1-1所示(陈明星等,2009;张同升等,2002;欧向军等,2008)。其中,人口城市化是核心,经济城市化是基础,土地城市化是保障,社会城市化是*终目标。
表1-1 城市化水平综合评价指标体系
1.1.2 生态环境内涵
“生态环境”一词是一个比较中国化的术语,在我国的使用可以追溯到20世纪50年代初期,*初是从俄文“·щщ”和英语“ecotope”翻译而来。在1956年出版的《俄英中植物地理学、植物生态学、地植物学名词》中有了汉英俄对照名词“生态环境-ecotope-·щщ”(中国科学院,1956)。但是否将“生态环境”这一概念列入生态学规范名词之中,学术界多年来(尤其80年代以来)一直存有较大的争议。钱正英院士、沈国舫院士、刘昌明院士认为“生态”是与生物有关的各种相互关系的总和,不是一个客体,而环境则是一个客体,把环境与生态叠加使用是不妥的,其指出“生态环境”的准确表达应当是“生态与环境”,并向中央提出建议逐步改正“生态环境建设”一词的提法(钱正英等,2005)。2005年,国务院要求全国科学技术名词审定委员会对该名词组织讨论,提出意见。2005年5月17日,全国科学技术名词审定委员会专门组织了研讨会,邀请生态学、环境科学的有关专家共同讨论“生态环境建设”“生态环境”的内涵、用法和翻译等问题,但并未完全达成共识(阳含熙,2005;唐守正,2005;蒋有绪,2005;王如松,2005;王孟本,2006)。尽管“生态环境”一词在语法、内涵上的科学性仍有争议,但其已经成为我国使用频率*高的词语之一,并出现在许多政府文件甚至法律法规中,如我国现行《环境保护法》《水土保持法》《水污染防治法》《土地管理法》《海洋环境保护法》《大气污染防治法》《渔业法》《防沙治沙法》《水法》《农业法》《草原法》《农村土地承包法》等10余部国家法律中均提到了生态环境(王孟本,2003)。时至今日,“生态环境”这一术语基本脱离了原来的“母体”———“·щщ”和“ecotope”,我国学者目前已普遍将“生态境”与“ecological environment”作为汉英、英汉双向对照名词(王如松,2005;张林波等,2006)。
杨士弘(1997)认为生态环境是指与生物体相互作用的资源环境或与生物体进行物质能量流动众因素的集合;王如松(2005)认为生态环境是包括人在内的生命有机体的环境,是生命有机体赖以生存、发展、繁衍、进化的各种生态因子和生态关系的总和。显然生态环境具有系统的特性,所以很多情况下,人们也将生态环境称为生态环境系统。根据系统的性质,生态环境也至少包括两个方面:一是人类与生物体赖以生活和生存的自然环境,包括大气、水、空气、土地、能源和资源;二是影响人类、生物的有利和不利的生态因子,包括生态结构和生态因子相互作用的关系和(刘耀彬等,2005)。此外,根生态环境诸要素对城市化的不同作用,可将生态环境要素分为两类:大气、水、空气、土地与人们生活品质息息相关,称为生活类生态环境;能源和资源是支撑和推动经济发展的动力,称为发展类生态环境(刘耀彬等,2005)。
1.2 城市化与生态环境的相互关系
1.2.1 城市化对生态环境的促进与胁迫作用
城市化通过区域人口集聚、产业结构升级、生活方式优化等过程,对于缓解区域生态环境压力问题在一定程度上起到积极作用。一是城市非农产业的集聚效应,加速物质资本、人力资本和知识资本等要素积累,有利于对自然生态资源的高效配置和合理利用;二是城市居民生活区较乡村集中和密集,有利于对水、大气、固体废弃物等环境污染的集中治理;三是随着城市社会经济发展,会涌现出许多节能降耗的生态环保技术,在升级城市发展方式、改善生态环境的同时,也会逐渐向乡村地区输出,有利于优化配置农业生产资源,减少污染物排放;四是将一些生态脆弱区的农村人口向城市转移,有利于恢复乡村地区原有的生态面貌及功能,减少对自然生态系统的破坏。可以看出,这些正反馈作用能使城市化对生态环境的压力在一定程度上趋于减小。
同时,人类大规模、无节制的高速城市化又会造成一系列生态环境问题甚至生态灾难。主要表现在3个方面:①城市开发建设活动占用了大量的农田、林地、草地、湿地等生态用地,导致自然生态环境不断萎缩,从而严重威胁到区域的生物多样性,并直接或间接地改变原有的生物地球化学循环过程,引发城市热岛效应、暴雨内涝等生态环境问题;②居民消费水平的提高和消费结构的改变,使得人们对于自然资源的需求日益增加,资源开发的力度和速度不断提高,从而造成自然资源枯竭和生态环境破坏;③城市居民的生产生活向环境排放的废弃污染物数量和速度,超过生态环境接纳容量和分解消化速度时,造成大气污染、水污染、固体废弃物污染、噪声污染等环境污染问题日益加剧。
城市化对生态环境的胁迫效应具有两个明显特征:一是生态环境问题的综合性,王如松(1988)认为城市化引发的生态环境问题不仅在于对水、土地、大气、生物、能源资源等各种单因子的破坏,还表现在对城市的“流、网”或“序”的破坏并导致整个生态系统结构变异和功能丧失。二是生态环境问题的阶段性,Pearce和Turner(1990)根据城市发展的不同阶段(如起飞、膨胀、顶*、下降和低谷等)分析了所出现的主要资源环境问题,由此提出了著名的城市发展阶段环境对策模型。Grossman和Krueger利用计量经济学方法,以42个发达国家的数据进行实证,揭示随着城市经济水平的提高,城市生态环境质量呈现倒“U”形的演变规律,提出了著名的环境库兹涅茨曲线(environment Kuznets curve,EKC)假设。杨先明和黄宁(2004)根据环境库兹涅茨曲线,揭示了环境污染与经济增长之间存在“两难”与“双赢”的双重关系。在“两难”区间内,人们不得不以牺牲环境质量换取经济效益,或以经济效为代价改善环境;在“双赢”区间内,人类的活动可以在改善环境质量的同时获得经济利润,即环境与经济协调发展。
1.2.2 生态环境对城市化的限制与约束作用
生态环境作为人类活动生存与发展的支撑,其禀赋与变化也必然对城市发展产生约束与限制作用。一方面,一个国家或地区城市规模的扩大和城市化水平的提高离不开生态环境的支撑,各类生态环境要素(水、土、气、生、能源)的数量、质量、组合方式,直接决定了城市的规模、空间形态、发展速度,优质的生态环境可加速城市化进程,反之则限制城市化发展(刘耀彬等,2005)。例如,区域内水资源、土地资源充沛,环境质量优良,建设条件优越,水陆交通便利,可降低城市开发建设成本,提高城市投资吸引力,增强城市竞争力。历史的宏观考察证明,温和的气候、有利的地形、肥沃的水土、丰富的物产及良好的山川河湖等自然环境是我国古代城市选址首先注重的因素(田银生,1999)。另一方面,城市化导致生态环境恶化,降低了资源环境的支撑能力,从而抑制了城市化的进一步发展。例如,我国南方部分城市因水污染造成的水质性缺水日趋严重,不断提高的用水价格增加了城市的生活、生产成本,阻碍了城市经济的发展,降低了城市竞争力,从而抑制城市化进程;工业生产、交通运输、居民生活造成的城市空气污染易引发人体呼吸系统和心血管系统疾病,增加慢性支气管炎、非致命性心脏病等病症的患病率和死亡率,并给社会带来巨大经济损失,已成为城市可持续发展的重要制约因素(Yorifuji et al.,2013)。我国每年因城市空气污染导致30多万早产儿死亡,引发的慢性阻塞性肺病导致130万人死亡(Zhang and Smith,2007)。陈仁杰等(2010)评价了大气PM10(可吸入颗粒物)污染对我国113个主要城市的居民健康影响,估算健康经济损失为3414.03亿元。
可以看出,城市发展水平*终取决于城市所在位置与区域的生态环境演化进程和走向。生态环境为城市化提供了生产生活的物质基础,是城市发展不可或缺的基本条件。与此同时,生态环境利用自身调节功能,接纳、稀释、分解城市人类活动所产生的各类废弃污染物,保证了城市与生态环境这一地域系统的正常运转。但这种机制也是有一定限度的,一旦超过这一限度,系统平衡状态将被打破并发生不可逆的恶化。因此,将生态环境容量和承载力纳入区域城市化发展战略已经引起政府部门的广泛重视。例如,2005年,住房和城乡建设部下发了《关于加强城市总体规划修编和审批工作的通知》,要求各地在修编城市总体规划前,着眼城市的发展目标和发展可能,从土地、水、能源和环境等城市长远的发展保障出发,组织空间发展战略研究,前瞻性地研究城市的定位和空间布局等战略问题;客观分析资源条件和制约因素,着重研究城市的综合承载能力,解决好资源保护、生态建设、重大基础设施建设等城市发展的主要问题;2014年中共中央、国务院发布的《国家新型城镇化规划(2014—2020年)》,提出根据土地、水资源、大气环流特征和生态环境承载能力,优化城镇化空间布局和城镇规模结构;2015年《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》明确提出,根据资源环境承载力调节城市规模,强化约束性指标管理,实行能源和水资源消耗、建设用地等总量及强度控行动;2015年发布的《水污染防治行动计划》提出,按照“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”的原则,充分发挥水资源对城市化发展的约束引导作用。
1.2.3 城市化与生态环境耦合动态协调发展
城市化与生态环境之间客观上存在着极其复杂的交互耦合关系(刘艳艳和王少剑,2015),如图1-1所示。黄金川和方创琳(2003)指出:一方面,城市化通过人口增长、经济发展、能源消耗和交通扩张对生态环境产生胁迫;另一方面,生态环境又通过人口驱逐、资本排斥、资金争夺和政策干预对城市发展产生约束。我国生态学家王如松(1988)利用生态协调原理中的正负反馈和限制因子定律,认为区域内城市生长与生态环境之间存在着反馈和限制性机理,由此推导出了城市生长的一般性“S”形规律。由于受瓶颈的限制,城市生长与其生活水平的增长呈组合“S”形,即在城市化初期,城市化对生态环境的影响并不大,生态环境对城市化的约束作用几乎为零;随着城市化的推进,两方面的作用都不断增强,城市化对生态环境的胁迫作用一旦突破某一触发点之后,生态压力就开始显现并不断增大;当生压力水平逐渐逼近并达到图1-2所示的拐点A1时,出现第*次阈值,这时由于生态压力的作用,城市化和经济发展被迫调整减缓,人们对生态环境的投入不断加大,生态环境得到改善,城市化与生态环境之间的矛盾逐渐缓和;此后,由于生态压力对城市化的约束力减小,城市化又得以快速发展,生态压力又不断增大,直到出现第二次阈值A2,如此循环往复,二者之间的关系不断调整、磨合。
图1-1 城市化与生态环境的交互耦合关系
资料来源:刘艳艳和王少剑,2015
图1-2 城市化与生态环境交互耦合的动态演进规律
资料来源:王如松,1988
可见,正是通过城市化与生态环境之间的交互胁迫与不断磨合,驱使着城市化与生态环境复合系统中资源要素向着优化配置的方向、经济结构向着不断高级合理的方向、城市化与生态环境的关系向着协调发展的方向不断演进,并*终推动整个城市化与生态环境复合系统从低级协调共生向高级协调耦合的形态演化(乔标等,2005)。因此,如何实现城市化与生态环境协调发展将是世界经济社会发展的核心议题,也是近年来国内城市化研究的热点命题,相关学者分别对珠三角地区、长三角地区、京津冀地区及三峡库区城市化与生态环境交互耦合关系进行实证研究(黄金川和方创琳,2003;王少剑等,2015;杨芳等,2015;刘艳艳和王少剑,2015)。
1.3 珠三角城市化历程概述
自改革开放以来,珠三角区域依托毗邻港澳优势,在国内率先推行经济体制改革,承接全球制造业与生产要素转移,珠三角区域多个城镇迅速崛起。随后城市化发展的30多年中,珠三角区域发展成为国内一流、城镇规模达世界级的城市群。珠三角区域城市化过程在城镇体系协调、城市经济发展、外资利用、城市现代化建设等方面都在全国范围内具有示范性作用,其发展历程大致包括以下四个阶段。第*阶段:新中国成立后至改革开放之前,城市自发无序发展。
改革开放前,珠三角区域以农业经济发展为主,同时受国家计划经济体制的影响,工业发展水平不高且增速缓慢。这一时期,珠三角地区城市化发展极为缓慢,区域内仅有32个建制镇,除广州人口超过100万人,其他建制镇人口均低于20万人(叶玉瑶,2015)。