胡碧玉,胡昌升,郭郡郡

(1.四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院,四川 遂寧 629000;2.四川省遂寧市人民政府,四川 遂寧 629000;3.西華師范大學(xué)區(qū)域經(jīng)濟研究所,四川南充637009)

20世紀(jì)80年代末,在可持續(xù)發(fā)展思想的推動下,相關(guān)學(xué)者提出了生態(tài)系統(tǒng)健康的概念,生態(tài)系統(tǒng)健康指結(jié)合人類健康,在生態(tài)學(xué)框架下對生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)特征的一種系統(tǒng)診斷方式,但目前關(guān)于這一概念的確切定義,國內(nèi)外學(xué)者并未達(dá)成共識[1-3]。伴隨著人們對生態(tài)環(huán)境的日益關(guān)注,對生態(tài)系統(tǒng)健康的研究也越來越深入,眾多學(xué)者分別從不同的學(xué)科視角和研究個案出發(fā),對生態(tài)系統(tǒng)健康的概念、生態(tài)系統(tǒng)健康的影響因子及評價指標(biāo)的選擇和方法等方面進(jìn)行了研究[4-6]。早期學(xué)者主要關(guān)注自然生態(tài)系統(tǒng)的健康,大部分研究主要集中在湖泊/流域生態(tài)系統(tǒng)健康評價[7],森林生態(tài)系統(tǒng)健康長期監(jiān)測[8],農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康評價[9]等方面。但近年來,對城市生態(tài)系統(tǒng)健康的研究逐漸成為理論界關(guān)注的熱點,例如Jerry等人[10]采用驅(qū)動力-壓力-狀態(tài)-暴露-影響-響應(yīng)(DPSEEA)探討了城市生態(tài)系統(tǒng)健康的概念及建立評價指標(biāo)體系的理論、方法的建立問題。郭秀銳等[11]從活力、組織結(jié)構(gòu)、恢復(fù)力、生態(tài)系統(tǒng)功能的維持、人群健康狀況等方面構(gòu)建了城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標(biāo)體系,并采用模糊數(shù)學(xué)方法建立了評價模型。曾勇等[12]用壓力-狀態(tài)-響應(yīng)機制建立了評價指標(biāo)體系,并用模糊優(yōu)選模型對上海市城市生態(tài)系統(tǒng)健康進(jìn)行了時間序列評價。官東杰等[13]從城市生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能、可持續(xù)利用能力和動態(tài)變化等方面出發(fā),提出評價城市生態(tài)系統(tǒng)健康的初級指標(biāo)體系,并用模糊綜合評價法對重慶的城市生態(tài)系統(tǒng)健康進(jìn)行了評價。

綜合而言,已有的城市生態(tài)系統(tǒng)健康研究主要是對單個城市的評價,城市之間的比較研究相對較少,在對生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標(biāo)的選擇方面,國內(nèi)外學(xué)者也未達(dá)成一致意見[10]。針對目前的研究現(xiàn)狀,在總結(jié)以往學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上,本文嘗試構(gòu)建城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價的指標(biāo)體系,并對川北地級城市南充、達(dá)州、遂寧、廣安、巴中、廣元進(jìn)行比較研究。

1 評價指標(biāo)體系的建立

1.1 評價指標(biāo)的選擇

理論界并沒有公認(rèn)的城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價應(yīng)的指標(biāo)體系。Rapport認(rèn)為[1],生態(tài)系統(tǒng)健康是指一個生態(tài)系統(tǒng)所具有的穩(wěn)定性和可持續(xù)性,這一概念是針對一般的生態(tài)系統(tǒng)而言,而城市生態(tài)系統(tǒng)是受人類活動干擾最強烈的地區(qū),它已經(jīng)演化為一種高度人工化的自然-社會-經(jīng)濟復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。國家環(huán)保局也將環(huán)境保護(hù),經(jīng)濟發(fā)展,社會進(jìn)步3個方面作為我國生態(tài)城市的評價標(biāo)準(zhǔn)。因此,在參考了相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上[14-15],本文從經(jīng)濟、社會、環(huán)境3個方面構(gòu)建城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價的指標(biāo)體系(表1)。

表1 川北城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標(biāo)體系

1.2 評價標(biāo)準(zhǔn)

目前學(xué)術(shù)界尚無統(tǒng)一認(rèn)可的城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價標(biāo)準(zhǔn),在參照以往學(xué)者研究的基礎(chǔ)上[16-18],依據(jù)國家對健康城市的要求和國家環(huán)保局健康城市建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn),我們將城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價標(biāo)注分為5個等級,即病態(tài),不健康,臨界狀態(tài),健康,很健康(見表2)。并以國內(nèi)的園林城市、環(huán)保模范城市的建議值作為很健康的標(biāo)準(zhǔn)值,以全國最低值為病態(tài)的限定值,在前者基礎(chǔ)上向下浮動20%作為健康和臨界狀態(tài)的劃分標(biāo)準(zhǔn)值,在后者基礎(chǔ)上向上浮動20%作為不健康和臨界狀態(tài)的劃分標(biāo)準(zhǔn)值,前后兩次確定的臨界狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)值相互調(diào)整得到最終值。

表2 川北城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)

2 評價方法

2.1 指標(biāo)權(quán)重的確定

指標(biāo)權(quán)重確定的方法很多,概括起來主要有主觀賦權(quán)法,客觀賦權(quán)法以及組合賦權(quán)法3類。本文應(yīng)用客觀賦權(quán)法中的熵值法賦予指標(biāo)權(quán)重,熵值法就是根據(jù)各指標(biāo)傳輸給決策者的信息量的大小來確定指標(biāo)權(quán)數(shù)的方法。某項評價指標(biāo)的差異越大,熵值越小,該指標(biāo)包含和傳輸?shù)男畔⒃蕉?相應(yīng)權(quán)重越大。其步驟為[19]：

(1)將各項指標(biāo)數(shù)值進(jìn)行歸一化處理(1)

式中：aij——第i個參評對象第j個評價指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值;xij——第i個參評對象第j個評價指標(biāo)的原始值;n——參評對象的個數(shù);m——評價指標(biāo)的個數(shù)。

(2)計算評價指標(biāo)的熵值H j

式中：k——調(diào)節(jié)系數(shù),且k=1/ln n;aij——第i個參評對象第j個評價指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值。

(3)將熵值轉(zhuǎn)換為反映差異大小的權(quán)數(shù)wj。

根據(jù)以上步驟,將川東北6個城市的各指標(biāo)現(xiàn)狀值(表1)代入,求得川東北城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標(biāo)權(quán)重(表3)。

表3 川東北城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標(biāo)權(quán)重

2.2 城市生態(tài)系統(tǒng)健康的綜合評價

生態(tài)系統(tǒng)健康水平是一個相對的概念,可以作為一個模糊問題處理,采用模糊數(shù)學(xué)的方法判斷城市復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的健康水平,其步驟為[20-21]：

(1)確定被評價對象的因子論域X={x1,x2,x3,…,xn}和評語論域V={v1,v2,v3,…,vm}。

同時，我們也要認(rèn)識到，考試本身與教育教學(xué)并不矛盾。只要我們的教育教學(xué)是真教育真教學(xué)，能引起學(xué)生共鳴、打動學(xué)生內(nèi)心，學(xué)習(xí)的過程也就是幫助學(xué)生在收獲良好素質(zhì)的同時也獲得實實在在分?jǐn)?shù)的過程。

(2)在被評價對象的因子論域X與評語等級V之間進(jìn)行單因子評價,建立模糊關(guān)系矩陣R,即：

式中：rij——因子論域X中第 i個因素 xi對應(yīng)于評語論域V中第j個等級vj的相對隸屬度。相對隸屬度的計算是模糊數(shù)學(xué)方法的關(guān)鍵,相對隸屬度的計算分正向指標(biāo)和負(fù)向指標(biāo),等級健康的標(biāo)準(zhǔn)值取范圍的平均值。

對正向指標(biāo),其計算公式為：當(dāng)xi≥si5時,ri5=1,

對負(fù)向指標(biāo),其計算公式為：當(dāng) xi≥si1時,ri1=1,

式中：rij——第i個指標(biāo)對第 j級標(biāo)準(zhǔn)的相對隸屬度xi——第i個指標(biāo)的現(xiàn)狀值;sij——第 i個指標(biāo)的第 j級健康標(biāo)準(zhǔn)值。

(3)確定模糊矩陣綜合評價模型為：B=Wi?R=(B1,B2,B3,B4,B5),Wi=(w1,w2,w 3,…,wi),式中B——城市生態(tài)系統(tǒng)健康判斷結(jié)果;Wi——用熵權(quán)法確定的各評價指標(biāo)對城市生態(tài)系統(tǒng)健康的權(quán)重。

3 評價結(jié)果與討論

3.1 評價結(jié)果

將川北城市各指標(biāo)的現(xiàn)狀值代入綜合評價模型,并分別賦予評語很健康,健康,臨界狀態(tài),不健康,病態(tài)分?jǐn)?shù)為10,8,6,4,2,可得川北城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價結(jié)果：

圖1 川北城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價結(jié)果

(2)川北城市生態(tài)系統(tǒng)各評價要素的健康優(yōu)劣排序結(jié)果如圖2所示：經(jīng)濟要素的健康最優(yōu)為廣安(3.219),按最大隸屬度原則均處于病態(tài),且對病態(tài)隸屬度最小的為廣安(0.064 7);社會要素的健康最優(yōu)為廣安(5.799),按最大隸屬度原則均處于病態(tài),且對病態(tài)隸屬度最小的為廣安(0.284);環(huán)境要素的健康最優(yōu)為南充(6.034),按最大隸屬度原則除南充屬于很健康外,其余5個城市均屬于病態(tài),但南充對病態(tài)和不健康的隸屬度之和要高于對健康和很健康的隸屬度之和。

圖2 川北城市各要素生態(tài)系統(tǒng)健康評價結(jié)果

(3)按最大隸屬度原則,川北城市生態(tài)系統(tǒng)健康狀況均處于病態(tài),除南充的環(huán)境要素屬于很健康外,川北城市的經(jīng)濟、社會、環(huán)境各要素也均處于病態(tài)。經(jīng)濟發(fā)展的主要問題在于,資源利用的效率低以及可持續(xù)發(fā)展的能力差。社會進(jìn)步主要受城市的服務(wù)能力的影響。環(huán)境結(jié)構(gòu)層次低以及環(huán)境恢復(fù)能力差則成為環(huán)境要素病態(tài)的主要原因。值得一提的是,在創(chuàng)建全國優(yōu)秀旅游城市的過程中,南充加強了對環(huán)境保護(hù)的重視,并加大了環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施的投入,取得了不錯的效果,其環(huán)境要素是川北6市中唯一處于很健康狀態(tài)的要素。

(4)對各評語集賦予分?jǐn)?shù)后表明,相對而言,南充是川北6市中生態(tài)系統(tǒng)健康狀況最好的城市,城市生態(tài)系統(tǒng)健康綜合排名在川北6市中居第一,經(jīng)濟、社會和環(huán)境3個要素的生態(tài)系統(tǒng)健康則分別位于川北6市中的第二,第三和第一。但是與其他5市相比,南充的優(yōu)勢并不明顯,例如經(jīng)濟要素的生態(tài)系統(tǒng)健康劣于廣安,社會要素的生態(tài)系統(tǒng)健康則劣于廣安和達(dá)州。因此,以城市生態(tài)系統(tǒng)健康為視角,川北并沒有明顯的區(qū)域中心城市。

3.2 討 論

由于城市生態(tài)系統(tǒng)健康及其評價是一門正在興起的學(xué)科,其理論和方法還不成熟,很多問題還有待進(jìn)一步研究和解決。

(1)評價指標(biāo)體系的確定帶有一定的主觀性。從不同角度出發(fā),采用不同方法,就有許多不同的指標(biāo)值得重視和考慮。且由于數(shù)據(jù)的獲得性等原因的限制,還有許多因子并未考慮,這為城市生態(tài)系統(tǒng)健康指標(biāo)體系的研究留下了空間。

(2)由于城市生態(tài)系統(tǒng)是一個經(jīng)濟-社會-環(huán)境復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),城市系統(tǒng)中各要素不是孤立地存在,每個要素在系統(tǒng)中都處于一定的位置上,起著特定的作用。要素之間相互關(guān)聯(lián)、互相依存、互相影響,構(gòu)成了一個不可分割的有機整體。但我們在評價過程中并未綜合考慮他們之間的相互作用,這也是今后的研究值得特別關(guān)注的問題。

4 結(jié)語

在總結(jié)目前提出的一般生態(tài)系統(tǒng)健康的概念和分析城市生態(tài)系統(tǒng)特征基礎(chǔ)上,本文歸納了城市生態(tài)系統(tǒng)健康的內(nèi)涵及城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價的理論,并從經(jīng)濟、社會、環(huán)境3個方面建立了城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價的指標(biāo)體系,采用熵值法賦予指標(biāo)權(quán)重,應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)方法構(gòu)建評價模型,對川東北6市的城市生態(tài)系統(tǒng)狀況進(jìn)行了評價和比較。本研究采用熵值法確定各評價指標(biāo)的權(quán)重,避免了其他賦權(quán)方法的主觀性,使評價指標(biāo)權(quán)重的確定更趨科學(xué)、合理。同時采用模糊數(shù)學(xué)方法評價城市生態(tài)系統(tǒng)健康級別隸屬度狀態(tài),從而避免了城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價標(biāo)準(zhǔn)難以確定的問題。

(1)川東北6市的城市生態(tài)系統(tǒng)健康受社會要素的影響較大,經(jīng)濟要素的影響要小于社會要素,而環(huán)境要素的影響最小。

(2)按最大隸屬度原則,川東北6市的城市生態(tài)系統(tǒng)健康均處于病態(tài),且病態(tài)隸屬度最小的為廣安;經(jīng)濟要素和社會要素的生態(tài)系統(tǒng)健康,川東北6市均處于病態(tài),且對病態(tài)隸屬度最小的均為廣安,環(huán)境要素除南充處于很健康外,其余5市均處于病態(tài)。

(3)在對各評語集賦予數(shù)值后,川東北6個城市生態(tài)系統(tǒng)健康綜合狀況的排序為：南充,達(dá)州,廣安,遂寧,廣元,巴中。

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