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随着城市化的发展,城市的生态环境也越来越受到人们关注,城市化进程与城市的生态环境建设之间有着怎样的关系,需要我们进一步去研究。因此,我们在阐述城市化与生态环境耦合涵义的基础上,利用协同思想构建二者之间的耦合度模型,并对2005年-2015年的中国城市化与生态环境耦合度的时空分布进行了分析。一、中国城市化指标框架城市化是指随着一个国家或地区社会生产力的发展、科学技术的进步以及产业结构的调整,其社会由以农业为主的传统乡村型社会向以工业(第二产业)和服务业(第三产业)等非农产业为主的现代城市型社会逐渐转变的历史过程。从不同的方面来看,城市化的定义也不尽相同。人口学把城市化定义为农村人口转化为城镇人口的过程,地理学角度来看城市化是农村地区或者自然区域转变为城市地区的过程,经济学上从经济模式和生产方式的角度来定义城市化,生态学认为城市化过程就是生态系统的演变过程,社会学家从社会关系与组织变迁的角度定义城市化。在此,我们用经济学的定义建立中国城市化水平的框架,如表1所示,城市化水平包括人口城市化水平,经济城市化水平,空间城市化水平,社会城市化水平。二、中国生态环境现状指标框架中国的生态环境用不同的方式划分可以有不同的子系统,在这里,我们用生态环境压力,生态环境水平和生态环境保护三个子系统表示生态环境指标,这三个子系统同样也是不可以直接测量得到的,因此我们用“人均工业废水排放量(吨/人)”,“人均工业固体废物产生量(吨/人)”,“人均工业废气排放总量(万标立方米/人)”,“人均工业二氧化硫排放量(吨/万人)”表示生态环境压力,用“人均公园绿地面积(平方米/人)”,“建成区绿化覆盖率(%)”,“森林覆盖率(%)”这三个指标表示生态环境水平,用“保护区面积占辖区面积比重(%)”,“工业废气治理设施运行费用(万元)”,“工业固体废物综合利用率(%)”,“环境污染治理投资占GDP比重(%)”这四个指标表示生态环境保护。具体如表2所示。三、中国城市化与生态环境的耦合度时空分析1、城市化与生态环境交互耦合的涵义经济学家认为城市化程度和城市的生态环境之间存在相互作用和相互制约的关系,并称这种关系为相互耦合的关系。从现实的生产生活过程来看,其耦合作用主要表现在两个方面: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。我们可以通过定量计算得出城市化水平与生态环境之间的耦合程度。2、耦合度理论及模型耦合来源于物理学,系统耦合是指各个子系统通过相互影响和作用带动彼此良性互动的过程,各子系统间存在动态关联关系。借鉴物理学中的容量耦合概念及耦合系数模型,推广得到多个系统(或要素)相互作用耦合度模型,即:上个公式是多个系统的耦合度函数,基于目前的城市化和生态环境两个系统,可以直接得到城市化—生态环境这两个系统的耦合度函数,表示为:式中,u1和u2分别为新城市化与生态环境系统综合发展水平。显然,有耦合度值C∈[0,1