11.高阳,黄姣,王羊,冯喆等.基于能值分析及小波变换的城市生态经济.PDFVIP

Resources Science 第33 卷 第4 期 2011 年4 月 2011 ，33（4 ）：781-788 Vol.33 ，No.4 Apr. ，2011 文章编号：1007-7588 （2011 ）04-0781-08 基于能值分析及小波变换的城市生态经济系统研究 ——以深圳市为例 1 1 1 1,2 1 高 阳 ，黄 姣 ，王 羊 ，冯 喆 ，李双成 （1. 北京大学城市与环境学院资源与环境地理系地表过程与模拟教育部重点实验室，北京100871； 2. 北京大学深圳研究生院城市规划与设计学院城市人居环境科学与技术重点实验室，深圳518055 ） 摘 要：深圳市是我国快速城市化进程的典型区域，其城市生态经济系统的结构和功能30 年间发生了较大改 变。本文运用能值理论，对深圳市1979年-2008 年城市生态经济系统资源流、货币流、人口流和信息流等进行核 算，利用小波变换分解环境负载率（ELR ）时间序列，并对比M-K 法分析结果，测度环境负载率突变时间点及其与 影响因子间协同关系。结果表明：深圳市1979年-2008 年生态经济系统流入能值增加，能值产出下降，可持续发展 指数大幅下降，环境负载率不断升高。M-K 法验证小波变换结果与Morlet 小波作为母函数的小波变换结果基本一 致，环境负载率存在3 年和13年的特征时间尺度，且3 年特征时间尺度下波动幅度小于13年尺度，但两者突变年 份基本一致，1994年为最显著突变点。政策扶持、开放的贸易形势、高外部资源依赖是深圳市环境负载率变化的 主要驱动因素。 关键词：能值分析；小波变换；M-K 法；城市生态经济系统；深圳市 1 引言 此应用小波变换进行多时间尺度分析很有必要。 [] 作为我国快速城市化代表的典型区域，深圳市 城市是一种人为活动影响比较强烈的景观 ，城 市生态经济系统是以人类为中心并具有耗散结构 30 年间历经了人口激增、进出口贸易大幅增加、建 [2 ，3] 成区快速扩张等一系列高环境负载过程。城市生 特征的典型系统 ，在具有物质、能量和信息的交 [4] 态系统的结构和功能均发生了较大改变，因此，度 换的同时，还存在着价值流循环与转换 。20 世纪 80 年代以来，学者发展了多种能量流转的城市环境 量城市内部系生态系统发展状况，厘清系统的能 核算手段，能值核算是城市生态经济系统的主要研 量、物质流动现状和规律，对科学客观把握深圳市 究方法之一。国内外已有不少学者应用能值理论， 城市生态系统代谢流转走向，调整生态社会经济结 [5] [6] 构有着重要意义。本文采用能值分析及小波变换 围绕城市代谢 、城市循环经济核算 、城市生态安 [7,8 ] 方法，对深圳1979年-2008 年城市生态经济系统能 [ 全与健康评价 等不同侧面开展研究，但对不同时 间尺度的区域能值动态及影响因子协同关系却鲜 物流、货币流、人口流和信息流等各种生态流进行 有涉及。小波变换是经典的时间序列分析方法，在 核算，利用小波变换分解时间序列，并对比M-K 分 多尺度研究方面有其独特的优势，已被广泛应用于