基于脆弱性视角的城市化与生态环境协调发展研究——以黑龙江省东部煤电化基地为例

本项目以城市化与生态环境耦合系统脆弱性的"典型地区"黑龙江省东部煤电化基地作为实证研究区域，以生态环境脆弱性与城市化发展的耦合效应，城市化与生态环境相互作用系统的脆弱性与协调性相互关系、城市化与生态环境相互作用系统协调性与脆弱性发生、作用与调控机制、城市化与生态环境相互作用系统脆弱性与协调发展趋势分析为研究内容，以3S为数据获取与分析手段，以人工神经网络、系统动力学、模糊评判法等为建模工具，通过定性与定量相结合，解决城市化与生态环境相互作用时空演化过程的真实性，城市化与生态环境相互作用系统协调性与脆弱性指标体系构建的科学性以及耦合系统协调性与脆弱性未来情景模拟的合理性等关键问题。本项目对拓展脆弱性分析的应用领域以及促进城市化与生态环境高水平协调发展，具有重要的理论与实践意义。

本项目基于脆弱性角度研究了黑龙江省东部煤电化基地城市化与生态环境耦合系统的协调发展问题。分析了黑龙江省东部煤电化地区城市化与生态环境耦合系统脆弱性的时空分布特征，区域内各城市的脆弱性地域差异较大。采用聚类分析与方差分析相结合并借助碎石图的方法，评价了黑龙江省东部煤电化地区六个城市的城市化与生态环境耦合系统的协调性。在评价耦合系统脆弱性与协调性基础上，挖掘城市化与生态环境耦合系统的协调性与脆弱性之间的宏观作用机制，是在自然条件与孕灾环境、人口素质与城市文明、产业升级与技术进步、制度创新与管理科学、系统自身的恢复力等多种机制的共同作用下发展的。采用SD方法与BP神经网络对黑龙江省东部煤电化基地城市化与生态环境耦合系统脆弱性与协调性变化趋势进行了预测。通过SD对黑龙江省东部煤电化基地城市化与生态环境耦合发展趋势进行了情景模拟，建立了城市化与生态环境耦合高水平协调发展的模式。运用BP神经网络结合模糊综合评判法，深入分析了城市化与生态环境耦合系统脆弱性与协调性关系的未来演变趋势。结果表明：鹤岗、双鸭山、鸡西均以较重脆弱度为主，并且有向中度脆弱度过渡的趋势；佳木斯以中度脆弱度为主，但是向较轻脆弱度发展比较缓慢；七台河、牡丹江则以较轻脆弱度为主，但七台河重度脆弱度和较重脆弱度所占比重也比较大，牡丹江脆弱度情况明显优于七台河。鹤岗、双鸭山、鸡西协调度等级为中度失调；佳木斯与七台河协调度等级为濒临失调；牡丹江的协调度等级为良好协调。而脆弱性与协调性关系比较中七台河脆弱性趋小值与协调性发展值关系为同时退化发展，但趋势比较缓慢；牡丹江则基本处于保持现有状态；其它城市均为同时向良好等级发展的趋势，但发展的速率和波动略有不同。本项目拓展了脆弱性分析的应用领域，为提高城市与区域可持续发展能力提供科学参考。