城市是一个开放程度极高、依赖性很强的系统,它与周边环境和区域经济发生着相互作用。城市化的过程不仅是一个人口迁移、景观变化、产业集聚、生态提高的过程,也是一个城市发展进程与周边生态环境之间发生相互作用、相互影响的过程。基于城市化与生态环境交互耦合的胁迫与约束机制,把城市与生态环境两个系统通过各自的耦合元素产生相互作用彼此影响的现象定义为生态环境—城市耦合(eco-environment urban coupling)。陕北地区地处生态环境脆弱的黄土高原腹地,是我国重要的能源化工基地和能源接续地。伴随着快速工业化和能源化工基地的建设与发展,陕北地区城市化发展迅速,城市化给原本就脆弱的生态环境增加了更大的压力,论文在深入研究陕北地区城市化进程以及其与脆弱生态环境相互影响相互作用的基础上,论证城市化现象与生态环境之间的交互耦合机制及其规律性,并在此基础上,提出了解决城市化进程与区域生态环境之间的矛盾,推进城市化进程,以实现陕北地区城市生态环境可持续发展的对策措施,从而为保证城市化和生态环境健康、稳定、持续、高效发展提供依据和指导。论文在实地调研的基础上,收集了大量的第一手数据,结合案例地区的实证,通过定性与定量化方法,得出了以下主要结论:(1)识别了陕北地区的生态脆弱性,认为延安地区的整体生态环境好于榆林地区。目前,陕北地区生态环境最为脆弱的县包括绥德县、吴堡县、清涧县等,生态环境相对较好的县区有宝塔区、黄龙县、黄陵县、榆阳区、富县等。(2)基于生态脆弱性的评价研究,计算了陕北地区2001年—2006年的生态足迹、生态承载力及生态赤字,发现近年来陕北地区生态承载力不能满足生态足迹的需求,使陕北两市的发展出现了严重的生态赤字,且呈不断加剧之势,说明陕北两市的发展已经超越了生态承载力的范围,这种发展模式是不可持续的,生态环境处于一种不安全状态。(3)在分析陕北地区城市化进程的主要驱动力,包括以城乡人口迁移及各产业大发展为主导的动力机制的同时,还应包括以生态环境、水资源以及制度创新为主的约束机制;与此同时,采用GM(1,1)模型预测了陕北地区的城市人口规模及城市化水平;并结合实际情况,多方面综合考虑,预测陕北地区2010、2020年的人口规模约为590万及666万,其中延安人口规模分别为222.5万及250.5万;榆林市人口规模分别为369.8万及410.7万。2010年及2020年陕北地区城市化水平分别可达到50%及68%。(4)确定了陕北地区城市化与环境耦合评价的参评指标,运用因子分析法和协调度模型对其进行了耦合评价;在此基础上分别构建了城市化率与环境指数、协调度、协调发展度的计量模型,进行城市化与环境耦合关系的计量分析,揭示陕北地区城市化与环境交互耦合程度、类型以及环境质量随城市化发展变化规律。2001-2006年陕北城市化与环境耦合协调度不断提高,在城市化与环境系统的内部关系中,城市化发展相对超前,而环境保护相对滞后。从陕北两市静态协调度(C)和动态的协调发展度(D)的变化情况来看,其C值表现为先升后降,说明两市静态下的城市化与生态环境的运动轨迹相似性在2003、2004年前呈逐年增加态势;之后,其运动轨迹的相似程度开始减弱。而以D表征的陕北两市城市化与生态环境的动态关系说明2003年、2004年前两市城市化滞后于生态环境水平,之后逐步形成不同水平的协调发展状况,并表现出生态环境滞后的特点,说明城市化对生态环境的胁迫效应大于生态环境对城市化的胁迫效应。(5)通过计算陕北地区水贫困指数(WPI)、水资源压力指数(WSI),对该区的水资源安全状况作出初步分析;预测了陕北地区在2010、2020年的生活、生产和生态环境需水量,结合2010、2020年陕北地区水资源可利用量,预测2020年内陕北地区水资源承载力供需平衡指数(IWSD)分别为-0.13、-0.16,说明陕北地区在现状水资源开发利用条件下,2010、2020年水资源对应的社会经济系统是不可承载的。根据2010年、2020年城市化水平预测,并基于陕北地区人均GDP的合理估算,初步估算城市化水平每增加1%,陕北地区城市生产生活所需水资源量将增加为0.3793亿m~3,其中延安为0.1422亿m~3,榆林为0.2371亿m~3。(6)基于陕北地区城市化发展模式的分析,指出了陕北地区实现区域可持续发展的战略对策,并提出陕北地区生态环境与城市化协调发展的保障措施。