石龍宇,鄭巧雅,2,廖振珍,*

1 中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所城市環(huán)境與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廈門 361021 2 中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049

雄安新區(qū)是繼深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)和上海浦東新區(qū)之后又一具有全國意義的新區(qū)。雄安新區(qū)的建設(shè)強(qiáng)調(diào)“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”,充分體現(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)的要求,不一味追求高樓林立,而要疏密有度、綠色低碳,創(chuàng)造良好人居環(huán)境,實(shí)現(xiàn)生態(tài)空間山清水秀、生活空間宜居適度、生產(chǎn)空間集約高效,構(gòu)建藍(lán)綠交織、清新明亮、水城共融、多組團(tuán)集約緊湊發(fā)展的生態(tài)城市。但是,當(dāng)前雄安新區(qū)仍存在水資源短缺[1]、水生態(tài)系統(tǒng)不健康[2]等問題。

生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施是保持、改善和增加生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的一系列條件與過程,確保城市居民獲得源源不斷的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[3—4]。已有研究表明,生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施可以提高區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力,保障人居生活環(huán)境品質(zhì)。例如,城市森林可以凈化空氣、固碳、降低溫度以及提高城市景觀美感[5],綠色屋頂?shù)慕ㄔO(shè)可以降低建筑能耗以及地表溫度[6]。同時(shí),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與城鎮(zhèn)化存在明顯相關(guān)關(guān)系[7]。良好的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施能夠改善雄安新區(qū)生態(tài)環(huán)境,為新區(qū)朝“科技、生態(tài)、宜居、智能”方向發(fā)展提供保障。因此,預(yù)測(cè)與分析生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與城市發(fā)展協(xié)同關(guān)系,可以為今后雄安新區(qū)規(guī)劃布局與管理、綠色高質(zhì)量發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 國內(nèi)外研究進(jìn)展綜述

耦合協(xié)同度模型能夠?qū)Ω黜?xiàng)子系統(tǒng)間相互作用關(guān)系進(jìn)行定量分析。張翔等[8]建立耦合協(xié)同度模型定量反映寧夏中南部調(diào)水工程涇源水源地生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)程度,定性分析水源區(qū)社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展情況。汪永生等[9]構(gòu)建出海洋科技-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)的整合性研究框架。Shi等[10]對(duì)我國17個(gè)熱帶亞熱帶地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)同度進(jìn)行了測(cè)量和分析。王睿等[11]采用耦合度與耦合協(xié)同度模型,對(duì)四川省藏區(qū)生態(tài)環(huán)境-貧困耦合狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)定量分析和測(cè)度。李永平[12]構(gòu)建旅游產(chǎn)業(yè)-區(qū)域經(jīng)濟(jì)-生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展分析的評(píng)價(jià)指標(biāo)；熊建新等[13]、榮慧芳等[14]構(gòu)建了旅游產(chǎn)業(yè)-城鎮(zhèn)化-生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,分析其綜合發(fā)發(fā)展水平及協(xié)同度的時(shí)空特征。胡元瑞等[15]、Gan等[16]建立了產(chǎn)業(yè)-城鎮(zhèn)化的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,運(yùn)用耦合協(xié)調(diào)度模型進(jìn)行了實(shí)證分析。此外,還有鄉(xiāng)村振興-新型城鎮(zhèn)化[17]、城市韌性-城鎮(zhèn)化[18]、交通服務(wù)功能-旅游強(qiáng)度[19]、科技創(chuàng)新-新型城鎮(zhèn)化[20]等耦合系統(tǒng)的協(xié)同情況研究。除了歷史現(xiàn)狀分析,周成等[21]、王瑞雪等[22]采用灰色預(yù)測(cè)模型對(duì)耦合系統(tǒng)進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析。

形態(tài)學(xué)空間格局分析(morphological spatial pattern analysis,MSPA)由Soille等[23]首次提出,該模型將二值柵格圖像識(shí)別并分割為 7 個(gè)互斥類別：核心區(qū)、孔隙、島狀斑塊、橋接區(qū)、邊緣區(qū)、支線和環(huán)道區(qū)來描述空間格局[24]。近年來MSPA由于其基于圖形學(xué)原理得出像元層面的精確景觀結(jié)構(gòu)的特性,常用于生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,分析景觀連通性[25—26]。沈欽煒等[27]、謝婧等[28]依據(jù)MSPA方法識(shí)別重要生態(tài)源地,為生態(tài)安全格局構(gòu)建及優(yōu)化奠定基礎(chǔ)；張啟舜等[29]運(yùn)用MSPA方法分析景觀格局變化并識(shí)別重要生態(tài)源地破碎與新增情況,進(jìn)一步探究生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連通性變化。

綜上所述,國內(nèi)外大量學(xué)者利用耦合協(xié)同度模型對(duì)城市生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)、城鎮(zhèn)化等耦合系統(tǒng)的時(shí)空演變進(jìn)行分析與評(píng)價(jià),采用灰色預(yù)測(cè)模型對(duì)耦合系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析,并采用MSPA模型分析生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施景觀結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有研究通常以森林覆蓋率、空氣質(zhì)量、水質(zhì)達(dá)標(biāo)率等環(huán)境類指標(biāo)來表征生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[12,30],不能完整地體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)居民日常生活中的影響。

雄安新區(qū)與傳統(tǒng)自然發(fā)展的城市不同,其設(shè)立與發(fā)展皆受各項(xiàng)政策影響極大,與歷史發(fā)展趨勢(shì)偏離較大,因此不能采用灰色預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與城市發(fā)展耦合協(xié)同度情況,需根據(jù)相關(guān)權(quán)威政策與規(guī)劃進(jìn)行具體分析。生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施作為城市中提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的條件與過程,其景觀格局的改變能夠影響城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定,以至于影響其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力[31—32],因此本文從景觀格局上分析生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況。本文從人口、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)、城鎮(zhèn)化4個(gè)維度構(gòu)建雄安新區(qū)城市發(fā)展子系統(tǒng)指標(biāo),采用經(jīng)MSPA模型分析生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施景觀結(jié)構(gòu)得到的7類景觀占比以及生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施占比作為生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施子系統(tǒng)指標(biāo)。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)概況

雄安新區(qū)位于太行山東麓、冀中平原中部、南拒馬河下游南岸,在大清河水系沖積扇上,屬太行山麓平原向沖積平原的過渡帶。全境西北較高,東南略低,海拔標(biāo)高7—19 m,土層深厚,地形開闊,植被覆蓋率很低,境內(nèi)有多處古河道。雄安新區(qū)規(guī)劃范圍(圖1)包括河北省雄縣、容城、安新三縣行政轄區(qū)(含白洋淀水域),任丘市鄚州鎮(zhèn)、茍各莊鎮(zhèn)、七間房鄉(xiāng)和高陽縣龍化鄉(xiāng),占地面積約1770 km2,規(guī)劃中選擇特定區(qū)域作為起步區(qū)先行開發(fā),在起步區(qū)劃出一定范圍規(guī)劃建設(shè)啟動(dòng)區(qū)。雄安新區(qū)的設(shè)立對(duì)于集中疏解北京非首都功能,探索人口經(jīng)濟(jì)密集地區(qū)優(yōu)化開發(fā)新模式,調(diào)整優(yōu)化京津冀城市布局和空間結(jié)構(gòu),培育創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展新引擎,具有重大現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)歷史意義。根據(jù)《河北雄安新區(qū)總體規(guī)劃(2018—2035年)》、《河北雄安新區(qū)啟動(dòng)區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》、《河北雄安新區(qū)起步區(qū)控制性規(guī)劃》等規(guī)劃綜合指出雄安新區(qū)建設(shè)的3個(gè)重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)：(1)近期：2025年,啟動(dòng)區(qū)高品質(zhì)宜居宜業(yè)城區(qū)雛形初步顯現(xiàn)；(2)中期：2035年,起步區(qū)及新區(qū)基本建成；(3)遠(yuǎn)期：20世紀(jì)中葉,將雄安新區(qū)建設(shè)成為“人類發(fā)展史上的典范城市”,并且與周邊區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。本文亦采用這3個(gè)重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析。

2.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本文采用的歷史現(xiàn)狀數(shù)據(jù)主要包括土地利用數(shù)據(jù)和國民經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。其中,土地利用數(shù)據(jù)包括2010、2015、2017年三期,數(shù)據(jù)來源于http://data.ess.tsinghua.edu.cn/,土地利用類型分為耕地、草地、濕地、森林、灌木、水域、建設(shè)用地和未利用地8個(gè)一級(jí)類型,空間分辨率為30 m；國民經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)包括2010、2015、2017年年末總?cè)丝跀?shù)、地區(qū)生產(chǎn)總值、各產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值和城鎮(zhèn)化率等社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),數(shù)據(jù)主要來源于2011—2018年《河北經(jīng)濟(jì)年鑒》、《保定年鑒》。2025、2035、2050年土地利用情況與國民經(jīng)濟(jì)情況預(yù)測(cè)是基于《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》、《河北雄安新區(qū)啟動(dòng)區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》、《河北雄安新區(qū)起步區(qū)控制性規(guī)劃》,并結(jié)合地區(qū)類比法參考《北京人口藍(lán)皮書》、《深圳統(tǒng)計(jì)年鑒》、《北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《北京統(tǒng)計(jì)年鑒》得出。

2.3 指標(biāo)體系構(gòu)建

本文結(jié)合前人研究基礎(chǔ)及數(shù)據(jù)可獲取性,構(gòu)建生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與城市發(fā)展評(píng)價(jià)體系,并利用熵權(quán)法確定不同指標(biāo)層權(quán)重(表1)。從人口、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)、城鎮(zhèn)化4個(gè)維度構(gòu)建雄安新區(qū)城市發(fā)展子系統(tǒng)指標(biāo)。生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施子系統(tǒng)指標(biāo)共8項(xiàng),包括采用經(jīng)形態(tài)學(xué)空間格局分析(MSPA)方法得到的 7 類景觀占比以及生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施占比。此外,藍(lán)、綠色基礎(chǔ)設(shè)施占地面積較大,對(duì)城市整體環(huán)境影響較大,是本文中主要研究對(duì)象；環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施通常在小尺度下進(jìn)行建設(shè),由于尺度原因其在宏觀尺度下難以體現(xiàn),故未納入研究對(duì)象中。

表1 雄安新區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與城市發(fā)展耦合協(xié)同系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table 1 Evaluation index system of coupling coordination system between ecological infrastructure construction and urban development in Xiong′an New Area

2.4 分析方法

2.4.1生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)狀況分析

基于雄安新區(qū)土地利用現(xiàn)狀,結(jié)合《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》、《河北雄安新區(qū)啟動(dòng)區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》和《河北雄安新區(qū)起步區(qū)控制性規(guī)劃》等重要權(quán)威批復(fù)性規(guī)劃文件以及相應(yīng)規(guī)劃示意圖,將國土空間中生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施(包括藍(lán)色基礎(chǔ)設(shè)施和綠色基礎(chǔ)設(shè)施)進(jìn)行識(shí)別,對(duì)雄安新區(qū)2025、2035、2050年生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施分布情況進(jìn)行初步確定(圖2),并采用MSPA模型分析景觀結(jié)構(gòu)。本文將生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施作為前景,其他用地作為背景,利用Guidos軟件中八鄰域法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行形態(tài)學(xué)空間格局分析得到生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的7類景觀類型[24]。

圖2 生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施分布情況預(yù)測(cè)Fig.2 Forecast of ecological infrastructure distribution

2.4.2城市發(fā)展水平分析

本文城市發(fā)展水平分析用到的指標(biāo)計(jì)算方法如下：

人口密度(y1)：已有研究[34—35]中已知雄安新區(qū)預(yù)估總?cè)丝跀?shù),人口密度=總?cè)丝跀?shù)/總面積。

人口增長率(y2)：根據(jù)人口總量擬合出人口增長曲線,計(jì)算得出人口增長率。

人均GDP(y3)：根據(jù)《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》及《河北雄安新區(qū)啟動(dòng)區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》,雄安新區(qū)到2025年主要建設(shè)啟動(dòng)區(qū),且到2025年啟動(dòng)區(qū)城市基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)設(shè)施基本建成投運(yùn),北京非首都功能疏解承接初見成效,因此該階段雄安新區(qū)整體經(jīng)濟(jì)增長速度變化較小。到2035年,雄安新區(qū)基本建成綠色低碳、開放創(chuàng)新、信息智能、宜居宜業(yè)、具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力和影響力、人與自然和諧共生的高水平社會(huì)主義現(xiàn)代化城市,承接北京非首都功能成效顯著,該階段經(jīng)濟(jì)增長速度急劇加快。到本世紀(jì)中葉,雄安新區(qū)全面建成高質(zhì)量高水平的社會(huì)主義現(xiàn)代化城市,該階段經(jīng)濟(jì)增長速度逐漸減慢并趨于穩(wěn)定。因此,雄安新區(qū)2025年GDP以2019年GDP為基礎(chǔ),2017—2019年平均增速進(jìn)行預(yù)測(cè)；對(duì)照北京技術(shù)開發(fā)區(qū)2003—2010年(快速增長期)平均增速預(yù)測(cè)2035年GDP；以北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)2011—2019年(減速平穩(wěn)期)平均增速預(yù)測(cè)2050年GDP。其次,人均GDP=GDP/總?cè)丝跀?shù)。

第一、二、三產(chǎn)業(yè)占地區(qū)生產(chǎn)總值比重(y4、y5、y6)：《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》指出,雄安新區(qū)作為北京非首都功能疏解集中承載地和高端高新產(chǎn)業(yè)聚集區(qū),產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)為新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代生命科學(xué)和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)、新材料產(chǎn)業(yè)、高端現(xiàn)代服務(wù)業(yè)、綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)。因此,雄安新區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)特征應(yīng)與北京有某種程度的相似性。分析方法參考王彥芳等[36]對(duì)雄安新區(qū)未來三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方法。以北京1990年的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平為基礎(chǔ),設(shè)定雄安新區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在未來以北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)的速度進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整。

城鎮(zhèn)化率(y7)：改革開放以后,農(nóng)村人口不斷下降[37]。假設(shè)雄安新區(qū)設(shè)立以后,農(nóng)村人口仍按2010—2015年雄安新區(qū)農(nóng)村人口下降速率減少,而新涌入人口為城鎮(zhèn)人口。

建設(shè)用地比例(y8)：根據(jù)規(guī)劃,2025年完成啟動(dòng)區(qū)及容東、容西、寨里安置區(qū)的建設(shè),2035年在2025年的基礎(chǔ)上完成起步區(qū)建設(shè),2050年《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》中規(guī)劃建設(shè)用地比例30%。

2.4.3耦合協(xié)同度模型分析

生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與城市發(fā)展作為兩個(gè)系統(tǒng)相互影響、相互制約,采用協(xié)同度來進(jìn)行衡量可以反映區(qū)域生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施與城市發(fā)展子系統(tǒng)之間各要素相互作用的協(xié)同程度。據(jù)此,在參考耦合協(xié)同度相關(guān)研究的基礎(chǔ)上[38—39],本文構(gòu)建雄安新區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與城市發(fā)展協(xié)同度評(píng)價(jià)模型如下：

(1)

(2)

Ti=α×f1+β×f2

(3)

(4)

式中,wij表示指標(biāo)權(quán)重,yij表示指標(biāo)實(shí)際值的標(biāo)準(zhǔn)化值,f1、f2表示生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施、城市發(fā)展水平耦合系統(tǒng)的的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；Ci表示耦合度,且Ci∈[0,1],耦合程度越大,則表明系統(tǒng)間相關(guān)性越大,反之則越小；Di表示協(xié)同度,協(xié)同度越小表示子系統(tǒng)不平衡且對(duì)彼此有不利影響,反之表示子系統(tǒng)之間相互協(xié)同,實(shí)現(xiàn)相對(duì)可持續(xù)發(fā)展(表2)；Ti為系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；其中α、β為調(diào)節(jié)系數(shù),由于生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施和城市發(fā)展對(duì)社會(huì)發(fā)展同等重要,本文假設(shè)被評(píng)估子系統(tǒng)具有同等地位,即α=β=0.5。

表2 協(xié)同度等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Classification standard of coordination degree

3 結(jié)果與分析

3.1 雄安新區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施景觀格局預(yù)測(cè)及分析

生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的分布格局在各年份上有較大變化,利用MSPA模型對(duì)雄安新區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行分析得到其景觀類型的變化(圖3)及相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖(圖4)。其中,核心區(qū)是大型自然斑塊；孔隙是斑塊內(nèi)部邊緣；島狀斑塊是孤立的小斑塊；橋接區(qū)是景觀中的結(jié)構(gòu)性廊道；邊緣區(qū)是斑塊外部邊緣；支線是連接核心區(qū)及外圍景觀的廊道；環(huán)道區(qū)是連接同一核心區(qū)的內(nèi)部廊道?？紫杜c邊緣區(qū)具有邊緣效益,橋接區(qū)、支線、環(huán)道區(qū)均是具有連接作用的廊道。

圖3 生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施MSPA類型分布Fig.3 MSPA classes distribution maps of ecological infrastructureMSPA: 形態(tài)學(xué)空間格局分析Morphological spatial pattern analysis

雄安新區(qū)2035年生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施集中分布在東南部白洋淀水域,并逐漸向西北方向擴(kuò)張,生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施面積不斷擴(kuò)大,到2050年實(shí)現(xiàn)一個(gè)空間連通性極好的景觀格局。生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施各類景觀中,島狀斑塊的面積占比不斷降低,核心區(qū)面積占比不斷增加。2010、2015年,雄安新區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施中島狀斑塊面積占比最大,接近50%,零散分布在整個(gè)雄安新區(qū)。核心區(qū)面積占比較小,均在30%以下,零散分布在白洋淀范圍內(nèi)。2017年以后,島狀斑塊面積急劇減少,核心區(qū)面積在迅速擴(kuò)大。但該階段生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施僅集中在雄安新區(qū)中部,且較為分散,橋接區(qū)作為連接生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的廊道占比較小,均小于8%,空間上未構(gòu)成具有生態(tài)意義的完整生態(tài)廊道。而邊緣與孔隙面積之和占比均在16%以上,2017年二者之和達(dá)到27.46%,說明該階段邊緣效應(yīng)十分顯著。到2035年,核心區(qū)面積占比達(dá)到60%以上,島狀斑塊下降至10.66%,空間上出現(xiàn)一些明顯的廊道結(jié)構(gòu)。2050年,生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施占比達(dá)到約70%,符合《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》中藍(lán)綠空間占比要求。且核心區(qū)占比達(dá)95.9%,表明生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施形成大面積連片性斑塊,穩(wěn)定性和連接度提高。

3.2 雄安新區(qū)城市發(fā)展預(yù)測(cè)及分析

就人口、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)、城鎮(zhèn)化四方面預(yù)測(cè)雄安新區(qū)城市發(fā)展?fàn)顩r,結(jié)果如圖5所示。

雄安新區(qū)2017年以前人口密度較為穩(wěn)定,約在700人/km2左右。2025年以后人口密度不斷上升,2025年人口密度約787人/km2,到2050年上升至約6402人/km2。2017年以前人口增長率不斷降低,2017年雄安新區(qū)成立后,人口增長率顯著提高,2035年達(dá)9.06%,2050年有所回落。

雄安新區(qū)2017年以前人均GDP變化幅度較小。2017—2025年是雄安新區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與探索階段,人均GDP有所提高,但幅度不大,2025年人均GDP約24584元。2025、2035年,雄安新區(qū)在啟動(dòng)區(qū)的建設(shè)成功經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)下以及較為完善的基礎(chǔ)設(shè)施條件下,經(jīng)濟(jì)增長速度加快,人均GDP有較大幅度提高,2035年人均GDP約139132元。2050年人均GDP進(jìn)一步提高,約達(dá)到160835元。

雄安新區(qū)2017年以前產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)整體趨于第一產(chǎn)業(yè)占比幾乎不變,第二產(chǎn)業(yè)占比略微下降,第三產(chǎn)業(yè)占比升高,變化幅度較小。2025年以后第三產(chǎn)業(yè)占比顯著提高,到2050年達(dá)80.0%,第二產(chǎn)業(yè)占比逐漸下降,到2050年降至19.5%,第一產(chǎn)業(yè)占比下降至0.5%,基本符合《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》中產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。

雄安新區(qū)2017年以前城鎮(zhèn)化率小幅度上升,建設(shè)用地占比不斷增加。根據(jù)《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》、《河北雄安新區(qū)啟動(dòng)區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》、《容東片區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》、《容西片區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》以及《寨里片區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》,2025年啟動(dòng)區(qū)建設(shè)用地26km2、容東片區(qū)建設(shè)用地11.2km2、容西片區(qū)建設(shè)用地19km2、寨里片區(qū)建設(shè)用地19.6km2,此時(shí)雄安新區(qū)建設(shè)用地占比約19%。2035年起步區(qū)建設(shè)用地為100km2,雄安新區(qū)建設(shè)用地占比約24.56%。2050年建設(shè)用地占比約30%。同時(shí),根據(jù)《保定統(tǒng)計(jì)年鑒》,雄安新區(qū)農(nóng)村人口2010—2015年以2.23%的年下降率不斷減少,城鎮(zhèn)人口不斷增加,城鎮(zhèn)化率不斷升高,從2025年約52.17%到2050年約94.45%。

3.3 雄安新區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施與城市發(fā)展協(xié)同度分析

雄安新區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與城市發(fā)展耦合系統(tǒng)的耦合度與協(xié)同度如表3所示。雄安新區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與城市發(fā)展耦合系統(tǒng)的耦合度C值皆大于0.75,并不斷增大,2035年耦合度C值為0.980,由此可以看出兩個(gè)子系統(tǒng)具有高水平的耦合程度,證明了雄安新區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與城市發(fā)展子系統(tǒng)有較高的緊密度,但并不能因此判斷兩者之間的協(xié)同目標(biāo)、內(nèi)容和效應(yīng)的高度吻合。根據(jù)表2協(xié)同度等級(jí)劃分,2010、2015 年,雄安新區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與城市發(fā)展耦合系統(tǒng)耦合系統(tǒng)的協(xié)同程度處于瀕臨失調(diào)狀態(tài),生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施和城市發(fā)展子系統(tǒng)接近無序發(fā)展； 2017、2025 年,耦合系統(tǒng)的協(xié)同度逐漸提升,處于勉強(qiáng)協(xié)同階段,2035年耦合系統(tǒng)的協(xié)同等級(jí)達(dá)到8,處于中級(jí)協(xié)同,2050年進(jìn)入良好協(xié)同狀態(tài),這體現(xiàn)了耦合系統(tǒng)的投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)逐漸趨于合理,耦合系統(tǒng)的主要行為主體在城市發(fā)展的同時(shí),加強(qiáng)了生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。

表3 雄安新區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與城市發(fā)展耦合系統(tǒng)的耦合度與協(xié)同度Table 3 Coupling degree and coordination degree of coupling system between ecological infrastructure construction and urban development in Xiong′an New Area

4 討論

本文嘗試構(gòu)建了生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施與城市發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,結(jié)合相關(guān)權(quán)威規(guī)劃文件以及地區(qū)類比法對(duì)2025年、2035年、2050年三個(gè)重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施與城市發(fā)展情況進(jìn)行初步預(yù)測(cè),進(jìn)而采用耦合協(xié)同模型對(duì)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施與城市發(fā)展耦合系統(tǒng)協(xié)同度進(jìn)行分析,得出兩個(gè)子系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展的變化趨勢(shì),為新城建設(shè)中生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施與城市發(fā)展的協(xié)同性研究打下基礎(chǔ)。但是城市是一個(gè)涉及到人口、用地、產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)等各種要素的復(fù)雜系統(tǒng),生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的研究還處于進(jìn)一步摸索階段,學(xué)術(shù)界未構(gòu)成統(tǒng)一完善的研究體系,因此進(jìn)一步構(gòu)建科學(xué)、系統(tǒng)、全面以及實(shí)用的指標(biāo)體系是未來研究的方向。同時(shí),本文采用MSPA模型對(duì)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施景觀形態(tài)的分析,選取邊緣寬度為1,對(duì)應(yīng)30 m的實(shí)際距離,進(jìn)而得出該實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在MSPA分析中,不同邊緣寬度的設(shè)置會(huì)對(duì)整個(gè)斑塊的面積和形態(tài)產(chǎn)生較大影響[23]。此外,雄安新區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與城市發(fā)展耦合系統(tǒng)耦合系統(tǒng)的協(xié)同等級(jí)不斷提高,未深入剖析其中的驅(qū)動(dòng)因素,這將是未來開展深入研究的方向。

5 結(jié)論

本文以雄安新區(qū)為研究區(qū),基于雄安新區(qū)土地利用現(xiàn)狀、各項(xiàng)權(quán)威規(guī)劃文件以及各地統(tǒng)計(jì)年鑒等,預(yù)測(cè)雄安新區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施分布以及城市人口、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)、城鎮(zhèn)化情況,利用MSPA模型分析生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施景觀形態(tài),根據(jù)耦合協(xié)同模型得到雄安新區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施與城市發(fā)展耦合系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展情況。研究結(jié)果表明：(1)雄安新區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施景觀破碎化程度較高、連通性較差。2010、2015年景觀破碎化程度十分嚴(yán)重,生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施主要以島狀斑塊形式存在,核心區(qū)分布也較為分散。2017年以后,由于白洋淀的生態(tài)保護(hù)工程的實(shí)施頗有成效,位于白洋淀的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施范圍變大且核心區(qū)占比升高,并逐漸出現(xiàn)少量廊道結(jié)構(gòu),但白洋淀外圍仍主要以島狀斑塊形式分布；(2)經(jīng)過白洋淀治理與雄安新區(qū)規(guī)劃,生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施與城市發(fā)展耦合系統(tǒng)不僅具有較高的耦合度,也具有較高的協(xié)同度。研究結(jié)果顯示生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施與城市發(fā)展耦合系統(tǒng)的耦合度均較高,說明雄安新區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施與城市發(fā)展子系統(tǒng)有較高的相關(guān)度。2017年雄安新區(qū)設(shè)立以后,生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施與城市發(fā)展耦合系統(tǒng)協(xié)同程度由失調(diào)轉(zhuǎn)為勉強(qiáng)協(xié)同,并在接下來協(xié)同程度不斷提升,2050年達(dá)到良好協(xié)同。

6 建議

基于以上結(jié)論,本文針對(duì)雄安新區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃與建設(shè)提出以下建議：

(1)構(gòu)建白洋淀至大清河流域的多級(jí)生態(tài)廊道。為達(dá)到2050年生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施體系構(gòu)建目標(biāo),提高生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施與城市發(fā)展耦合系統(tǒng)協(xié)同程度,需構(gòu)建白洋淀至大清河流域的多級(jí)生態(tài)廊道形成生態(tài)網(wǎng)絡(luò),提高生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施連通性、降低破碎化程度,促進(jìn)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力。

(2)加快近期、中期生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),優(yōu)化遠(yuǎn)期生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃。雄安新區(qū)2025年、2035年兩個(gè)重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)內(nèi),生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施與城市發(fā)展耦合系統(tǒng)協(xié)同程度僅為勉強(qiáng)協(xié)同和中級(jí)協(xié)同。通過構(gòu)建多尺度生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施體系,能夠加快近期、中期生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),進(jìn)而緩解雄安新區(qū)遠(yuǎn)期生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施與城市協(xié)同發(fā)展的壓力。在此基礎(chǔ)上優(yōu)化遠(yuǎn)期生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃,進(jìn)一步促進(jìn)協(xié)同程度提高,充分體現(xiàn)雄安新區(qū)“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”的理念,實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。

(3)將居民意愿融入規(guī)劃建設(shè)過程。景感生態(tài)學(xué)理論不僅倡導(dǎo)利用生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施保持、改善和增加城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),還主張?zhí)嵘用駶M意度和可持續(xù)發(fā)展能力。參與創(chuàng)造過程中,一定程度上能夠?qū)⑴c者滿意度方面發(fā)揮積極作用。因此,將居民意愿融入規(guī)劃建設(shè)過程能夠起到教育引導(dǎo)作用,提高居民可持續(xù)發(fā)展意識(shí),進(jìn)而保障雄安新區(qū)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。