郑州都市圈城镇化发展与生态系统服务功能协同分析
(河南财经政法大学城乡规划学院, 郑州 450046)
摘要: 明确都市圈城镇化与生态系统服务之间的耦合与协同关系, 对推动都市圈城镇化高质量发展和维持生态平衡至关重要。本研究选取郑州都市圈为研究区域, 采用多源数据评估了该地区2000—2021年的城镇化水平, 测算了生态系统服务价值 (ESV) , 利用耦合协调度模型分析了城镇化与生态系统服务价值的时空耦合特征。结果表明: (1) 郑州都市圈的综合城镇化水平呈逐年上升趋势, 整体呈现出中西部高、东部低的分布格局, 区域间发展差异趋于缩小; (2) 研究期内, 保持土壤功能的ESV最大, 提供美学景观功能的ESV最小。空间分布上, 洛阳市各类功能的ESV均处于前列, 各地级市总体呈现东增西减、中部相对稳定的变化趋势; (3) 土地城镇化、经济城镇化与ESV变化具有较强的负相关性, 人口城镇化与ESV的相关性较小。城镇化与生态系统服务的耦合协调度整体呈上升趋势。
引用格式: 杨勇, 李玉涵. 郑州都市圈城镇化发展与生态系统服务功能协同分析[J]. 发展地理学前沿, 2025, 4(1): 12-25.
文章类型: 研究性论文
收稿日期: 2025-03-08
接收日期: 2025-03-18
出版日期: 2025-03-28
城镇化是衡量社会经济发展的重要指标，也是区域工业化和现代化的重要助推器。改革开放以来，中国城镇化进程大大加快，人居环境和生活便捷性得到极大改善，但也引发了人口向城市的过度集聚，增加了区域资源环境的承载强度，造成环境污染、土地利用无序、生态严重破坏等问题，其实质是强烈人类活动导致的人地关系或人地系统耦合失调[1]。随着城镇化的推进，人地耦合系统不断重塑，在时空尺度上发生变化和相互作用，改变着原有的生态系统结构，在近程尺度与生态系统产生直接的关联作用[2]。传统城镇化主要表现为“大规模的空间生产”[3]，改变了原有的土地利用方式和强度，是影响生态系统功能、结构以及服务的重要驱动因素[4]。生态系统支撑着城镇的稳定运行，而生态破坏则加剧了城镇的发展风险[5]，揭示城镇化与生态环境的耦合及其演化规律，对于探索人地系统协调发展路径具有重要意义。
城镇化与生态系统的融合及其耦合演化深受学者关注，已有研究以京津冀[6]、长三角[7]、珠三角[8]等典型城市群为案例区域，探讨了两者耦合关系变化的方向、程度与时空分布特征。近年来，随着生态脆弱区城镇化的快速推进，城镇化与生态系统的交互协同成为关注的热点，一些学者对黄土高原地区[9]、黄河流域城市群[10]、喀斯特地区[11]、西藏自治区[12]等典型地区城镇化与生态系统的空间关联、相互作用效应开展深入研究。从城镇化与生态系统的直接作用来看，协调演化与空间耦合关系是研究的重点，具体内容涉及城镇空间扩展、人口乡城流动等。土地是城镇化与生态系统的空间载体，城镇化过程中土地利用类型、模式、空间结构的变化过程影响着生态系统服务。研究单元多基于城镇、县域、地市等行政单元，并在此基础上将空间化的人口、社会经济数据、夜间灯光遥感数据应用于栅格尺度研究，研究方法多采用耦合度模型、回归分析模型进行线性或直接因果关系的定量分析，或是利用空间自相关模型、时空地理加权回归模型[13]进行空间相关性研究，已有相关研究从理论、方法等方面为本文提供了良好的研究基础，然而已有研究案例区域多为沿海沿河经济较发达地区的成熟型都市圈，对于成长型都市圈关注甚少，以主要城市、城市群为对象所刻画的区域性问题不具有普遍性，虽有学者分析了人口城镇化与生态系统服务之间的关系，但鉴于城镇化与生态系统的关系错综复杂，仅从单一维度对两者进行分析，已不能充分满足揭示两者之间复杂关系的需求，而从土地、社会、经济、人口等多维视角，考察两者的耦合协调关系，已成为主要研究趋势。
随着产业、资本、技术等要素的加速流动，一些超大城市与邻近城市互动融合，逐渐突破行政界线，形成了空间联系紧密、产业分工明确、资源优势互补的都市圈。都市圈是一定地域范围内自然、社会和人类的复合体，是城镇化的主体区，其核心区具有较高的城镇化水平，但也面临着与日俱增的资源与生态环境的胁迫压力[14]。作为河南省社会、经济、政治、文化中心，郑州都市圈是农业大省河南省集中资源重点发展的区域，近年来，随着信息网络、城际交通的发展，郑州都市圈内城市间连通性增强，联系趋于紧密，自郑州市被确立为国家中心城市建设以来，辐射带动效应逐渐增强，郑州都市圈快速成长。本文通过分析郑州都市圈2000—2021年城镇化与生态系统服务的耦合及时空演变过程，揭示两者相互作用的动态机制与演化规律，为该区域城镇化高速向高质发展转型的关键时期，实现城镇化与生态系统演变的良性互动提供科学参考。
1 研究区概况
郑州都市圈地处黄河、淮河流域，北依太行山、西靠嵩山，地势西高东低，工农业发达，包括特大型城市郑州市及相邻的洛阳市、平顶山市、开封市、许昌市、漯河市、新乡市、焦作市、济源市等大中型城市(图1)，总面积为5.88万km2，常住人口约4700万。郑州都市圈作为河南省的社会经济与政治文化中心，是黄河流域生态保护与高质量发展战略、中原经济区等国家发展战略核心区。近年来，郑州都市圈城镇规模增长迅速，耕地持续减少，生态空间被逐步压缩，城镇建设与生态保护矛盾加剧，相对薄弱的经济和资源基础，使其成为黄河流域资源环境压力最大的地区之一。
图1 郑州都市圈范围及区位
Fig.1 The scope and location of Zhengzhou metropolitan area
2 数据来源与方法
2.1 数据来源与处理
(1)土地利用数据。采用中国30m的年度(2000—2021年)土地覆盖数据(CLDC)[15]，该数据将土地利用分为9种类型。在数据整理过程中，剔除研究区不存在的冰雪等土地利用类型，将其中的森林和灌木合并为林地，通过归类合并，最终获取研究区耕地、林地、草地、水域、未利用地和建设用地等6种土地利用类型。
(2)夜间灯光数据。夜间灯光数据是监测人类社会经济活动的重要数据来源，本研究选用2000、2005、2010、2015、2020、2021年DMSP-OLS-like夜间灯光遥感数据，该数据来源于哈佛大学Dataverse网络平台。
(3)其他数据。人口数据是分析一个地区人口城镇化的重要依据，本研究所使用的数据来源于2021年发布的LandScan人口数据集(https://landscan.ornl.gov)，空间分辨率为30m，该数据基于地理位置的全球人口动态统计分析数据库，是全球较为准确、可靠、分辨率较佳的空间化人口数据。2000—2021年GDP数据来源于《中国城市统计年鉴》。
2.2 城镇化水平测算
城镇化具有多维性，是城镇人口变化、社会经济发展、土地利用模式转变、生态环境变化等多方面的综合反映[16]。本研究借鉴已有研究成果[4,17]，从人口、经济、土地三个维度评估郑州都市圈的综合城镇化水平。其中，人口城镇化是指人口由乡村向城市迁移或农转非的过程，选取城镇常住人口占总人口比例、人口密度测度;经济城镇化是指劳动力、资本和技术等向城市集中的过程，选取人均GDP和地均GDP测度;土地城镇化是指土地利用由农村形态向城市形态转化的过程，选取建成区面积占城市市辖区总面积比例测度。夜间灯光数据具有时间上的连续性和空间上的延续性、客观独立性等特征，能被用于城市建成区范围的提取和城市群空间集聚特征分析，同时可用于揭示人类活动的空间分布均衡性及差异性规律，被广泛应用于城镇化研究，可以作为衡量城市化进程与城市化发展水平的定量依据之一[19]。基于夜间灯光数据，参照政府部门统计公布的城市建成区面积，利用统计数据比较法在夜间灯光数据的DN(Digital Number)值范围内选择合适的阈值提取建成区，以表征郑州都市圈的土地城镇化空间。
2.3 生态系统服务价值评估
土地利用类型是决定生态系统服务功能的重要因素[20]，土地利用模式变化导致生态系统的结构、过程发生改变，进而影响生态系统服务功能，因此生态系统服务价值可基于土地利用数据来评估。Costanza 首次对全球生态系统服务价值进行了评估，谢高地等基于Costanza的方法框架，确定了中国生态系统服务价值因子当量表[21]，该评价体系具有数据获取成本低、计算高效、结果直观等优点，尤其适合中国的生态环境，因此被广泛采用。谢高地等将生态系统服务功能重新整合为9 大类[22]，本研究结合研究区土地利用现状，构建郑州都市圈的生态系统服务体系(表1)。依据生态系统服务价值当量表，提取各城市各年份各类土地利用类型面积，结合价值当量表的权重计算每一地类的单项生态服务价值，得到9类生态系统服务功能的ESV。基于各类土地生态系统的面积和单位面积价值系数，估算郑州都市圈总的ESV，计算公式为:
(1)
式中:ESV为生态系统服务总价值;Ak为土地利用类型k的面积;Ck为该类型土地单位面积的生态系统服务价值系数。
单项生态系统服务功能价值:
(2)
式中:ESVj为第j类生态系统服务功能的总价值;
为单位面积k类土地类型在生态系统服务功能j上的价值系数。
表1 郑州都市圈生态系统服务功能及对应土地利用类型
Table 1 Ecosystem services and corresponding land use type in Zhengzhou metropolitan area
|
一级类型 |
二级类型 |
评估用地类型 |
|
供给服务 |
食物生产 |
耕地、林地、水域 |
|
|
原料生产 |
|
|
支持服务 |
土壤保持 |
耕地、林地、草地、水域 |
|
|
维持生物多样性 |
|
|
调节服务 |
气体调节 |
耕地、林地、草地、水域 |
|
|
气候调节 |
|
|
|
水文调节 |
|
|
|
废物处理 |
|
|
文化服务 |
提供美学景观 |
林地、草地、水域、建设用地 |
2.4 耦合协调度模型
耦合度体现了系统间相互依赖与制约的程度，耦合度模型在一定程度上能够反映两个系统发展的一致性，但不能反映二者协调发展的整体效能和协同作用，而耦合协调度模型能够综合系统之间的协调发展状况[23]，以及二者所处的发展水平，更好地评价系统之间的相互影响程度，因此，本研究选择耦合协调度模型来分析城镇化与生态系统服务的耦合性，构建的耦合协调度模型如下:
(3)
(4)
(5)
由于耦合度各子系统的指标上下限取自各自的极值，极值的动态不平衡性决定了不能仅仅依靠耦合度
判别，因此，需要计算耦合协调度
。上式中，为耦合度的值，
为协调指数，为耦合协调度;
和
分别表示生态系统服务总值与综合城镇化水平，
和
分别表示生态系统服务总值与综合城镇化水平的权重，本研究认为生态系统服务与城镇化同等重要，因此确定==0.5。
3 研究结果
3.1 郑州都市圈城镇化水平时空演变分析
郑州都市圈人口城镇化水平的空间分布存在较大差异，总体上北部高于南部，西部高于东部(图2)。城镇化演进过程中，郑州都市圈各地级市近二十年的人口城镇化率增速明显，其中，漯河市、焦作市和济源市的人口城镇化率持续增加，相较于其他地市，三市的城镇化进程稳步推进，城镇化水平显著提高。至2021年，各城市的人口城镇化率均已超过50%，郑州市的人口城镇化率高达79.1%，洛阳市、焦作市、济源市的城镇化率均已超过60%。人口城镇化率增速最大的城市为许昌市，年均增长率达至1.92%，其次是新乡市、开封市，郑州市城镇化率的首位度较高，由此可见，郑州市城镇化的辐射带动作用可促进三市人口城镇化快速发展。
图2 郑州都市圈2000—2021年人口城镇化水平空间分布
Fig.2 Spatial distribution pattern of population urbanization in the Zhengzhou metropolitan area from 2000 to 2021
土地作为城镇化的空间载体，反映了城市人口分布和经济空间的变迁过程[24]，因此土地城镇化是衡量综合城镇化水平的重要维度之一[25]。根据夜间灯光遥感数据提取的郑州都市圈建成区，2000—2021年各地级市建成区面积均处于增长态势。从建设用地扩张方向来看，2000—2010年，郑州都市圈大部分建设用地增量发生在西部地区，而在2010—2021年则主要发生在东部以及南部地区，空间上存在连接开封市、许昌市的分布特点，尤其是南部地区，经过航空港区向许昌方向的建设用地增量明显。
2000—2010年，焦作市和许昌市土地城镇化率增长较快，2010—2021年，郑州市、开封市、洛阳市、漯河市、新乡市土地城镇化率增长较快(图3)。总体来看，2000—2021年，郑州市、洛阳市、许昌市的土地城镇化水平较高，其次是开封市、新乡市、焦作市，最后是平顶山市、漯河市、济源市。由此可以得出，郑州都市圈的土地城镇化呈现以郑州市为核心，先中西部带动，继而辐射东北部邻近区域。各地市的土地城镇化水平不一，新乡市、焦作市的土地城镇化率介于10%~20%之间，而济源市、许昌市的土地城镇化率不足10%。郑州市的土地城镇化水平远高于其他城市，约为位居第二的洛阳市的2~2.5倍，但在2021年出现降低的趋势。其次是漯河市、平顶山市、开封市，三市的土地城镇化率在2000—2020年均大幅增加，但在2020年后出现下降趋势。
图3 郑州都市圈2000—2021年土地城镇化率空间分布
Fig.3 Spatial distribution pattern of land urbanization level in the Zhengzhou metropolitan area from 2000 to 2021
经济城镇化在人口城镇化与土地城镇化之间起到协同和连接作用，反映出城镇化各组分的发展质量以及协调程度[26]。郑州都市圈内各地市的经济发展存在显著差异，就人均GDP来看，研究期内郑州都市圈各地级市的经济水平提升速度较快，人均GDP增长率差别较小，一定程度上表明了郑州都市圈的经济增量协调度较好，但绝对值差异较大，距实现区域一体化发展的目标尚存在较大差距;就地均GDP来看，郑州市处于绝对领先地位，约为第二名许昌市的1~1.5倍，其次是漯河市、焦作市、开封市。2015—2020年，郑州都市圈内各地级市地均GDP均出现大幅增加，整体来看，各地市的地均GDP比人均GDP差异更大。基于人均GDP和地均GDP对区域内各地市经济水平的时序分析，将二者标准化处理后加权求和，用于测度郑州都市圈经济城镇化水平。在空间分布上，郑州市作为核心，引领着西北与东南各市的经济城镇化进程(图4)，尽管在研究期内存在波动，但始终位居区域第一梯队。以济源市、焦作市、郑州市、许昌市、漯河市为界，西南部的洛阳市、平顶山市以及东北部的新乡市、开封市，经济城镇化水平均处于区域第二梯队。此外，各城市的经济城镇化水平空间分布较为分散，且随时间推移展现出较大变化，彼此间的关联度不高，主要原因在于各地市的经济基础和资源禀赋存在差异。
3.2 郑州都市圈综合城镇化水平时空演变分析
综合人口、经济和土地城镇化率，利用熵权法计算出不同指标2000—2021年各年份的权重(表2)，并将其加权叠加得到郑州都市圈的综合城镇化率。
表2 综合城镇化水平计算指标权重
Table 2 The indices’ weight of comprehensive urbanization level calculation
|
年份 |
人口城镇化率 |
经济城镇化率 |
土地城镇化率 |
|
2000年 |
0.361 |
0.385 |
0.253 |
|
2005年 |
0.475 |
0.252 |
0.273 |
|
2010年 |
0.359 |
0.319 |
0.322 |
|
2015年 |
0.301 |
0.328 |
0.371 |
|
2020年 |
0.337 |
0.338 |
0.325 |
|
2021年 |
0.333 |
0.350 |
0.317 |
在研究时段内，郑州都市圈各地市综合城镇化水平普遍得到提升，从综合城镇化水平的增长来看，郑州市、许昌市、洛阳市的增长幅度较大。从空间分布来看(图5)，郑州市、许昌市、漯河市的综合城镇化水平最高，而开封市与平顶山市相对较低，整体呈现出中西部高、东部低的分布格局。
图4 郑州都市圈2000—2021年经济城镇化空间分布
Fig.4 Spatial distribution pattern of economy urbanization in Zhengzhou metropolitan area from 2000 to 2021
图5 郑州都市圈综合城镇化水平变化
Fig.5 Changes of comprehensive urbanization in Zhengzhou metropolitan area
3.3 生态系统服务价值时空演变分析
本文建立了以单位面积价值当量因子为基础的生态系统服务价值评估体系，基础当量为各类生态系统服务功能在单位面积上的年平均价值当量[21]。利用修正后的生态系统服务价值当量表估算郑州都市圈的ESV，价值当量参考同时段河南省生态系统服务价值测评研究[27]。
根据ESV的计算结果(图6)可以得出，郑州都市圈生态系统服务的各类功能中，保持土壤功能的ESV最高，提供美学景观功能的ESV最低。2000—2010年，各种类型的生态系统服务功能的ESV大多呈增长趋势，但食物生产、保持土壤功能的ESV呈较为明显的下降趋势。2010—2015年，除提供美学景观功能外，各类生态系统服务功能的ESV均呈下降趋势。2015年以后，原材料生产、气体调节、气候调节、水文调节、提供美学景观等的ESV呈先增后减的趋势，而食物生产、废物处理、保持土壤、维持生物多样性等的ESV呈降低趋势。由于早期城镇化速度相对较慢，人类活动对生态系统的干扰程度较低，与此同时，生态系统的恢复和重建，导致各类生态系统服务功能的ESV保持增长态势。值得注意的是，2005—2010年食物生产功能的ESV减少幅度较大，这可能与该时期郑州都市圈的耕地面积减少，农业生产功能受损有关。
各类生态系统服务功能的ESV时空分布存在显著差异(图7)，洛阳市各类ESV均处于郑州都市圈前列，且保持绝对优势。具体来看，废物处理功能主要以洛阳市、新乡市、郑州市与平顶山市为主;保持土壤、气候调节、气体调节功能均以洛阳市和平顶山市为主，这主要得益于两市山地面积较广，林、草覆盖率较高，具有较强的涵养水源能力，能够有效减少水土流失，同时较高的森林覆盖率能够起到增湿降温和固碳释氧的作用，可有效调节水热循环，降低大气中PM2.5等固体悬浮物浓度;食物生产功能主要以洛阳市、新乡市、郑州市、开封市和平顶山市为主，这些区域保有大面积的耕地，提供了较强的食物生产服务功能。研究期内，供给服务和文化服务价值呈现持续增长的趋势，相反支持服务和调节服务价值不断降低。
图6 郑州都市圈生态系统服务价值变化
Fig.6 The change of ESV in Zhengzhou metropolitan area
图7 郑州都市圈各类生态系统服务价值时空变化
Fig.7 Spatial-temporal changes of various of ESV in Zhengzhou metropolitan area
4 城镇化与生态系统服务耦合性时空变化
4.1 城镇化水平与生态系统服务相关性
本研究利用Pearson相关分析法检验土地城镇化率、人口城镇化率、经济城镇化率与生态系统服务功能之间的关系(图8)。
结果显示，2000—2021年郑州都市圈的土地城镇化水平、经济城镇化水平与生态系统服务功能之间具有较强的负相关性。其中经济城镇化与生态系统服务的相关性最强，这可能是在城镇化初级阶段，高投入、高产出的经济增长对生态系统造成了一定程度的破坏，而经济城镇化与食物生产功能的相关性最强，表明城镇化水平的提高对各类生态系统服务功能影响最大的是供给服务，包括粮食生产和原材料生产。
人口城镇化与各项生态系统服务功能的相关性较弱，其中提供美学价值、水文调节与人口城镇化的相关性相对较高。表明城镇化的发展使得人口集聚，人口规模急剧增大，进而对生态环境造成较大压力，而食物生产是人类所获取的基本生态系统服务功能，人口城镇化对其影响相对较小。2020年后，郑州都市圈在推进城镇化高质量发展的进程中，生态环境质量对区域发展的支撑作用日益凸显，社会各界对生态保护的重视程度显著提升，并开始通过增加水体、植被等生态用地面积的手段来优化生态空间布局，使得生态环境不断改善。
图8 城镇化与生态系统服务价值的相关性
Fig.8 Correlation between the urbanization level and ESV
土地城镇化除对食物生产和废物处理有正向作用以外，对其他各项生态服务功能的作用基本为负。郑州都市圈的土地城镇化率与人口城镇化率具有较强的正相关性，表明随着郑州都市圈城镇人口的不断增加，导致林地、草地、耕地等主要生态用地向建设用地的转换频率相应增加，改变了土地利用景观空间结构，从而影响了ESV。
4.2 城镇化水平与生态系统服务耦合协调度
耦合协调度D的取值介于0到1之间，当D=1时，耦合协调度处于最大值，说明系统间协调发展程度最高，趋于有序结构发展;当D= 0时，耦合协调度最小，协调发展程度最低，系统趋向无序状态发展。本研究借鉴已有研究成果[28]，划分了城镇化与生态系统服务的耦合协调等级以及评价标准(表3)。
表3 耦合协调度等级划分及依据
Table 3 Standard for classification of coupling coordination degree
|
耦合协调度(D) |
协调等级 |
耦合协调度 |
|
0~0.09 |
1 |
极度失调 |
|
0.1~0.19 |
2 |
严重失调 |
|
0.2~0.29 |
3 |
中度失调 |
|
0.3~0.39 |
4 |
轻度失调 |
|
0.4~0.49 |
5 |
濒临失调 |
|
0.5~0.59 |
6 |
勉强协调 |
|
0.6~0.69 |
7 |
初级协调 |
|
0.7~0.79 |
8 |
中级协调 |
|
0.8~0.89 |
9 |
良好协调 |
|
0.9~1.0 |
10 |
优质协调 |
2000—2021年，郑州都市圈的综合城镇化水平和ESV的耦合协调度呈提升趋势(图9)。其中郑州市与洛阳市的耦合协调度维持在较高水平，长期处于初级协调或中级协调状态，表明作为郑州都市圈的核心城市，两市的城镇化水平发展较快，同时注重生态系统的调控。开封市的耦合协调度一直处于严重失调状态，且在研究期内不断降低。2000—2015年，耦合协调度处于失调状态的城市数量较多，至2015年以后，各城市大多处于协调或轻度失调状态，整体的城镇化与生态系统服务协调性有所增强。这一变化表明城镇化进程的不断推进，加剧了土地利用结构的改变，进而导致了生态系统服务功能的弱化。
5 结论
本研究基于多源数据，从人口、经济、土地三个维度测算了郑州都市圈2000—2021年的城镇化水平，首先基于土地利用数据测算了郑州都市圈的ESV，并利用相关系数检验了城镇化水平与生态系统服务功能的关系，最后构建耦合协调度模型定量分析了城镇化与生态系统服务的耦合性，主要得出以下几点结论:
(1)2000—2021年，郑州都市圈的综合城镇化水平整体呈逐年上升的趋势。其中人口城镇化水平最高，城镇化率均已超过50%;土地城镇化率呈现以郑州市为核心，先中西部带动，继而辐射东北部邻近区域，最终延伸至远郊地区的发展态势;经济城镇化率主要表现为各地级市间的经济增量协调度较好，但绝对值差异较大，距实现区域一体化发展的目标尚存在较大差距。郑州都市圈各地级市的综合城镇化水平整体呈现出中西部高、东部低的分布格局，区域间发展差异趋于缩小。
(2)郑州都市圈各类生态系统服务功能中，保持土壤功能的ESV最大，提供美学景观功能的ESV最小。空间分布上，洛阳市各类生态系统服务功能的ESV均处于前列。2000—2010年郑州都市圈各地级市的ESV均处于上升趋势，2010—2021年有所下降，其中2010—2020年下降幅度较大，2020—2021年下降幅度较小，整体呈现东增西减、中部相对稳定的趋势。
(3)郑州都市圈的土地城镇化水平、经济城镇化水平与生态系统服务功能之间具有较强的负相关性，人口城镇化水平与生态系统服务功能之间的相关性较小。2000—2021年，各地级市的耦合协调度呈增加趋势，其中郑州市与洛阳市的耦合协调度维持在较高水平，一直处于初级协调或中级协调的状态。
图9 城镇化与生态系统服务耦合协调度变化
Fig.9 Changes of coupling coordination degree between urbanization and ecosystem services
利益冲突: 作者声明无利益冲突。
[②] *通讯作者 Corresponding author:杨勇，yayo2004@163.com
收稿日期:2025-03-08; 录用日期:2025-03-18; 发表日期:2025-03-28
基金项目:河南省科技攻关课题(222102320246)。
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Collaborative Analysis of Urbanization Development and Ecosystem Service Functions in Zhengzhou Metropolitan Area
(College of Urban and Rural Planning, Henan University of Economics and Law, Zhengzhou 450046, China)
Abstract: Clarifying the synergistic relationship between urbanization and ecosystem services in the metropolitan area is crucial for promoting high-quality urbanization and ecological conservation in the region. This study selects the Zhengzhou metropolitan area as the research region and employs multi-source data to measure and evaluate the level of urbanization and ecosystem service value (ESV) in this area from 2000 to 2021. The spatio-temporal coupling characteristics of urbanization and ecological services are analyzed using a coupling coordination degree model. The results indicate that: (1) The comprehensive urbanization level of the Zhengzhou metropolitan area exhibits an annual upward trend, with an overall distribution pattern of being higher in the central and western regions and lower in the eastern region, and the development differences among regions tend to narrow; (2) During the study period, the ESV of maintaining soil function was the largest and the ESV of providing aesthetic landscape function was the smallest. In terms of spatial distribution, Luoyang City ranks at the forefront in terms of the ESV of various functions, and the overall trend among prefecture-level cities is an increase in the east, a decrease in the west, with relative stability in the central region; (3) There is a strong negative correlation between land urbanization level, economic urbanization level, and ecosystem service functions, while the correlation between population urbanization level and ecosystem service functions is relatively small. The coupling coordination degree between urbanization and ecosystem services shows an overall upward trend.
Keywords: Urbanization, ecological system service, synchronization, Zhengzhou metropolitan area
Citation: YANG Yong, LI Yuhan. Collaborative analysis of urbanization development and ecosystem service functions in Zhengzhou metropolitan area[J]. Frontiers of Development Geography, 2025, 4(1): 12-25.