长江经济带生态系统服务与城镇化的耦合协调机制及生态管控分区研究

本研究针对快速城镇化威胁区域生态平衡的问题，以长江经济带(YREB)为案例，构建人口-土地-经济三维城镇化水平(CUL)评价模型，结合InVEST模型量化生态系统服务(ESS)，采用耦合协调度(CCD)和地理探测器揭示2000-2020年ESS与CUL的时空耦合特征及影响因素，提出四类生态管控分区方案，为区域人地系统协调发展和生态安全提供理论支撑。

在全球城市化浪潮中，中国仅用数十年便将城镇化率从1949年的10.6%提升至2023年的66.2%，这种"压缩型城镇化"导致城市空间无序扩张，引发资源短缺、环境污染和栖息地退化等连锁反应。作为国家战略区域的长江经济带(YREB)，城镇化与生态系统服务(ESS)的冲突尤为尖锐——建设用地蚕食生态空间，土壤保持功能下降，碳汇能力减弱，但粮食供给功能却反常提升。这种"发展与保护"的拉锯战，直接威胁着美丽中国建设和联合国可持续发展目标(SDGs)的实现。

福建农林大学等单位的研究人员独辟蹊径，将1km网格作为最小研究单元，构建了涵盖人口密度、建设用地强度、人均GDP的城镇化水平(CUL)综合评价体系，并运用InVEST模型量化了栖息地质量、产水量、碳固存、土壤保持和粮食供给五项关键ESS。通过耦合协调度模型揭示出：2000-2020年间YREB的CCD呈现"上游-中游-下游"阶梯式分布，但整体仍处于勉强协调甚至失调状态。地理探测器分析更发现，社会经济因子对ESS-CUL系统的解释力高达60%以上，远超自然因子的贡献。基于此，研究团队创新性地划定了生态修复区、自然管控区、动态发展区和生态保育区四类空间单元，为不同区域量身定制了"保护-修复-调控"差异化策略。这项发表于《Ecological Frontiers》的研究，首次实现了ESS与CUL耦合关系的多尺度精细化解析，其提出的"分区管控"框架为平衡发展与保护提供了科学模板。

关键技术方法包括：(1)基于夜间灯光数据、土地利用数据和统计年鉴的1km网格化CUL评价；(2)InVEST模型的Habitat Quality、Water Yield、Carbon Storage、Sediment Retention模块应用；(3)耦合协调度模型构建CCD指数；(4)地理探测器分析q统计量；(5)空间自相关分析冷热点分布。

研究结果揭示：
时空表征：CUL空间分异显著，东部高值区连片分布，西部呈现"孤岛式"集聚；ESS各项功能中仅粮食供给上升，其余均呈退化趋势，且与城镇化强度呈显著负空间相关性。
耦合协调特征：CCD均值仅0.45，86%区域处于失调状态，但下游地区协调度优于中上游，形成以上海-南京-杭州为核心的协调度"高地"。
影响因素：建设用地扩张(q=0.61)和GDP增长(q=0.58)是主导因子，二者交互作用可解释72%的CCD变异，而海拔和降水等自然因子解释力不足20%。
生态分区：将占全域23%的生态修复区(如云贵高原)设定为退耕还林重点区；对占41%的自然管控区(如江汉平原)实施建设用地总量控制；在占28%的动态发展区(如长三角)推行生态补偿机制；对占8%的生态保育区(如三峡库区)实行最严格保护。

该研究的突破性在于：首次验证了YREB地区尚未跨越"环境库兹涅茨曲线"拐点，城镇化仍处于生态代价累积阶段；提出的"四区八策"管控体系，将宏观战略转化为可操作的空间治理方案。特别是发现建设用地强度与碳储存功能呈指数型衰减关系，这为"双碳"目标下的国土空间优化提供了量化依据。正如Jixing Huang团队强调的，未来需要建立跨省域的生态补偿转移支付制度，通过构建"上游保护-下游补偿"的横向机制，破解行政区划导致的生态治理碎片化难题。这项研究不仅为长江经济带高质量发展提供了决策支持，其方法论框架更可推广至全球快速城市化地区的可持续发展评估中。