金傳芳 鄭國(guó)璋

(1.中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所江蘇南京 210008;2.重慶師范大學(xué)地理與旅游學(xué)院重慶 400047;3.山西師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院山西臨汾 041004)

江蘇沿江城市群城市生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)

金傳芳1,3鄭國(guó)璋2,3

(1.中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所江蘇南京 210008;2.重慶師范大學(xué)地理與旅游學(xué)院重慶 400047;3.山西師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院山西臨汾 041004)

本文依據(jù)城市生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)及數(shù)據(jù)的可獲得性,構(gòu)建了城市生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并確定其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。采用模糊數(shù)學(xué)法的原理建立評(píng)價(jià)模型,以江蘇沿江城市群為研究對(duì)象,對(duì)其 2000-2008年城市生態(tài)系統(tǒng)健康進(jìn)行定量診斷分析。結(jié)果表明：(1)近 9a來(lái),江蘇沿江城市群無(wú)論是總體健康程度還是各要素健康水平都有一定程度的提高,但尚未達(dá)到理想狀態(tài),還有很大的發(fā)展空間。(2)8個(gè)城市之間生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況還存在著一定的差異?？偟目磥?lái),蘇南城市優(yōu)于蘇中城市。

城市生態(tài)系統(tǒng);健康評(píng)價(jià);模糊數(shù)學(xué);沿江城市群;江蘇

隨著城市化進(jìn)程的不斷加速,城市人口急劇增長(zhǎng),產(chǎn)業(yè)高度集中,由此引發(fā)了一系列的生態(tài)環(huán)境問題,城市生態(tài)系統(tǒng)遭受到越來(lái)越大的壓力,已顯現(xiàn)不健康癥狀,這種發(fā)展趨勢(shì)威脅到城市生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)和發(fā)展,也威脅到人類本身的生存和發(fā)展。因此,科學(xué)評(píng)價(jià)城市生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況,對(duì)其經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。郭秀銳等[1]采用模糊數(shù)學(xué)建立城市生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)模型,并以廣州市為例,北京、上海為參比城市,對(duì)三個(gè)城市的生態(tài)系統(tǒng)健康狀況進(jìn)行了比較評(píng)價(jià)。胡延蘭等[2]基于城市復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)健康內(nèi)涵,提出用距離指數(shù)和協(xié)調(diào)指數(shù)表征系統(tǒng)發(fā)展水平和協(xié)調(diào)狀況,構(gòu)建整合距離指數(shù)和協(xié)調(diào)指數(shù)的城市生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)模型,并設(shè)定了城市生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),建立城市生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,對(duì)寧波的實(shí)例分析揭示了寧波城市生態(tài)系統(tǒng)健康特征和地域空間分布。

江蘇沿江城市群主要包括長(zhǎng)江南岸的南京、蘇州、無(wú)錫、常州、鎮(zhèn)江和北岸的南通、揚(yáng)州、泰州共 8個(gè)地級(jí)以上城市,是長(zhǎng)三角城市群的重要組成部分,也是江蘇經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先發(fā)區(qū)域和主要支撐。其城市的健康發(fā)展不僅是自身發(fā)展的需要,更是實(shí)現(xiàn)全國(guó)城市可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。本文試圖運(yùn)用主成分分析法和模糊數(shù)學(xué)方法,對(duì)江蘇沿江城市群城市生態(tài)系統(tǒng)健康狀況做出評(píng)價(jià),找出潛在風(fēng)險(xiǎn)及問題成因,為城市規(guī)劃、城市改造及環(huán)境管理提供理論依據(jù)。

1 城市生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)方法

1.1 指標(biāo)體系

根據(jù)城市生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)以及江蘇沿江城市群的實(shí)際情況,選取活力、組織結(jié)構(gòu)、恢復(fù)力、維持

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、人群健康狀況等 5個(gè)要素作為城市生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的一級(jí)指標(biāo),針對(duì)每個(gè)一級(jí)指標(biāo)涵蓋的內(nèi)涵以及指標(biāo)數(shù)據(jù)的可獲得性,提出相應(yīng)的二級(jí)、三級(jí)指標(biāo),共 36個(gè)具體指標(biāo),最后構(gòu)成城市生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系[3-5]。

表 1 城市生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)國(guó)家對(duì)健康城市的要求和國(guó)家環(huán)保局對(duì)健康城市建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn),確定城市生態(tài)系統(tǒng)健康標(biāo)準(zhǔn)[6](見表 1)。本文將其劃分為 5個(gè)等級(jí),即：病態(tài)、不健康、亞健康、較健康、很健康。參考國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的健康城市、生態(tài)城市、國(guó)際化大都市標(biāo)準(zhǔn),以及國(guó)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(guó)最低值為病態(tài)的限定值,在前者基礎(chǔ)上向下浮動(dòng) 20%作為健康和亞健康的劃分標(biāo)準(zhǔn)值,在后者基礎(chǔ)上向上浮動(dòng) 20%作為不健康和亞健康的劃分標(biāo)準(zhǔn)值,前后兩次確定的亞健康值相互調(diào)整得到最終值。

1.3 評(píng)價(jià)模型

生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的好壞是相對(duì)于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)而言的,健康與否只是一個(gè)相對(duì)概念,很難對(duì)某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)是健康還是不健康做出明確的判斷。因此,城市生態(tài)系統(tǒng)健康與否可以作為一個(gè)模糊問題來(lái)處理[7,8]。本文應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)擬定的城市生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)模型為：H=W·R,式中,H——城市生態(tài)系統(tǒng)健康診斷結(jié)果;W——評(píng)價(jià)要素 (活力、組織結(jié)構(gòu)、恢復(fù)力、維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、人群健康)對(duì)總體健康程度的權(quán)矩陣,本文采用層次分析法確定：W =[0.27 0.14 0.16 0.25 0.18];R——評(píng)價(jià)要素對(duì)健康評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度矩陣 (模糊關(guān)系矩陣);·——模糊變換算子 ,選用 (×,⊕ )算子。

2 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

2.1 總目標(biāo)健康度評(píng)價(jià)

2000-2008年江蘇沿江 8市城市生態(tài)系統(tǒng)總目標(biāo)健康度有著一定程度的提升。按照年平均增長(zhǎng)率的快慢,8個(gè)城市由高到低的順序?yàn)椋耗贤?4.49%)、揚(yáng)州 (3.90%)、無(wú)錫 (3.78%)、蘇州(3.76%)、泰州 (3.62%)、鎮(zhèn)江 (3.49%)、常州(3.33%)、南京 (2.67%)。

健康綜合指數(shù)增長(zhǎng)如此迅速,主要由于該地區(qū)為建設(shè)生態(tài)城市而大搞了一批不同類型和層次的示范工程,如南京市在市內(nèi)建設(shè)無(wú)污染企業(yè)示范區(qū),開展以污染物排放總量控制為核心的工業(yè)污染防治和城市環(huán)境綜合整治定量考核等,有力地支持了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)高速度、高質(zhì)量地發(fā)展,并通過建立環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展示范區(qū),使得城市功能布局漸趨合理,大大提高了人們的生存環(huán)境。

2000-2008年沿江 8市城市生態(tài)系統(tǒng)總目標(biāo)健康度平均值在 0.6～0.8之間,屬于較健康水平。按照 9年的健康指數(shù)平均值,8個(gè)城市由高到低的順序?yàn)椋耗暇?(0.7194)、無(wú)錫 (0.7171)、蘇州 (0.7013)、常州 (0.6831)、鎮(zhèn)江 (0.6790)、南通(0.6563)、揚(yáng)州 (0.6316)、泰州 (0.6103)。從中可以發(fā)現(xiàn),蘇南城市生態(tài)系統(tǒng)健康程度要高于蘇中城市,主要原因：蘇南城市的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)更加雄厚,如 2008年蘇州市人均 GDP高達(dá) 10.64萬(wàn)元,遠(yuǎn)高于泰州市的 3.03萬(wàn)元;城市基礎(chǔ)設(shè)施更加完善,為居民生活提供更為便利的條件,使得城市功能更為完善,城市生態(tài)系統(tǒng)愈加健康化。

2.2 活力要素健康度評(píng)價(jià)

2000-2008年江蘇沿江 8市城市生態(tài)系統(tǒng)活力要素健康度平均值在 0.55～0.75之間。蘇州市活力要數(shù)健康指數(shù)最高,平均 0.7415;泰州市最低,僅有 0.5482,其余城市由高到低依次為：無(wú)錫 (0.7009)、鎮(zhèn)江 (0.6805)、常州 (0.6770)、南通(0.6576)、南京 (0.6368)、揚(yáng)州 (0.5804)。其中 ,揚(yáng)州市和泰州市活力要素健康指數(shù)平均值隸屬于亞健康狀態(tài),其余城市為較健康狀態(tài)?？偟膩?lái)看,活力要素健康指數(shù)值名列前幾位的還是以蘇南城市為主 (南京除外)。活力要素健康度數(shù)值的高低主要與經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力及經(jīng)濟(jì)效率這兩個(gè)因素是緊密聯(lián)系的。相對(duì)于蘇中城市,無(wú)論是人均 GDP或是實(shí)際利用外資,蘇南城市都是處于領(lǐng)先位置,以至于其經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力較高。南京市活力要素不高的原因主要是單位能耗較高,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效率有所下降。

2000-2008年江蘇沿江 8市城市生態(tài)系統(tǒng)活力要素健康度提升幅度較大。根據(jù)年平均遞增率的高低,泰州 (6.57%)〉蘇州 (4.46%)〉√南通(4.34%)〉揚(yáng)州 (4.34%)〉無(wú)錫 (3.74%)〉南京 (3.57%)〉鎮(zhèn)江 (2.68%)〉常州 (2.13%)。其中,泰州市增長(zhǎng)幅度最大,健康指數(shù)由 2000年的 0.4149提升到 2008年的 0.6904,即由亞健康等級(jí)跨入較健康等級(jí),主要得益于該市通過招商引資,拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng),促使活力要素不斷增強(qiáng)。

2.3 組織結(jié)構(gòu)要素健康度評(píng)價(jià)

2000-2008年江蘇省沿江 8市城市生態(tài)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)要素健康水平總體上有了一定程度的提高,但各個(gè)城市增長(zhǎng)幅度迥然不同。

依照年平均遞增率的大小,泰州 (1.77%)〈蘇州 (1.81%)〈南京 (1.985%)〈常州 (2.02%)〈無(wú)錫 (2.48%)〈南通 (3.28%)〈揚(yáng)州(3.45%)〈鎮(zhèn)江 (3.46%)。其中,鎮(zhèn)江市增長(zhǎng)幅度最大,由 2000年的 0.5323提高到 2008年的0.6985,2006和 2007年甚至超過 0.7,這主要得益于該市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在不斷地優(yōu)化,三次產(chǎn)業(yè)占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重由 2000年的 7.1∶55.4∶37.5變?yōu)?2008年的 3.8∶59.8∶36.3,表明經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)得到了合理的調(diào)整。此外,鎮(zhèn)江市中心區(qū)人口密度也由 2000年的 2291人 /km2減少到 2008年的950.18人/km2,人口密度的降低可以減少對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)的壓力,進(jìn)而使生態(tài)系統(tǒng)朝著健康的方向發(fā)展。

2000-2008年沿江 8市城市生態(tài)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)要素健康指數(shù)平均值在 0.57～0.74之間。根據(jù) 9年的健康指數(shù)平均值,蘇州 (0.5753)〈揚(yáng)州(0.5833)〈常州 (0.6015)〈泰州 (0.6090)〈南通 (0.6145)〈鎮(zhèn)江 (0.6603)〈無(wú)錫 (0.7006)〈南京(0.7410)。其中蘇州和揚(yáng)州組織結(jié)構(gòu)要素為亞健康狀態(tài),其余城市為較健康水平。蘇州健康指數(shù)為亞健康主要是因?yàn)槭兄行膮^(qū)人口密度高于其他沿江城市,2008年為 1443.69人 /km2,人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成更多的人為影響,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成的壓力更大,致使社會(huì)結(jié)構(gòu)與自然—經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不太協(xié)調(diào),再加上近年來(lái)蘇州第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員比重大幅度下降 (2000年為 45.9%,2008年為 26.42%),經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)顯得有些紊亂。而揚(yáng)州健康指數(shù)較低的原因是基尼系數(shù)略微偏高,導(dǎo)致社會(huì)結(jié)構(gòu)不太合理,影響了生態(tài)系統(tǒng)的健康程度。

2.4 恢復(fù)力要素健康度評(píng)價(jià)

2000-2008年江蘇沿江 8市城市生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力要素健康指數(shù)呈現(xiàn)穩(wěn)中有升的狀態(tài)。南京、無(wú)錫、常州、蘇州、南通、揚(yáng)州、鎮(zhèn)江、泰州的年平均增長(zhǎng)率分別為：3.47% 、2.64% 、2.24% 、3.51%、5.38% 、5.51% 、1.99% 、3.46%,揚(yáng)州增長(zhǎng)最快,從 2000年的 0.5463漲幅到 2008年的 0.8393,即從亞健康水平跨越到很健康水平,橫跨兩個(gè)等級(jí),這與該城市對(duì)廢棄物處理與利用效率的提高 (城市生活污水處理率 2008年為 100% 、城市生活垃圾無(wú)害化處理率幾乎為 100%)、環(huán)保投入的加大 (環(huán)保投入占 GDP的比重由 2000年的1.16%逐年提升到 2008年的 2.5%,翻了一番)等原因密不可分。

2000-2008年江蘇沿江 8市城市生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力要素健康指數(shù)平均值在 0.71～0.81之間,屬于較健康水平,特別是常州市從 2003年起連續(xù) 5年的健康指數(shù)值都在 0.8以上,達(dá)到了很健康水平,表明恢復(fù)力要素是江蘇省沿江 8個(gè)城市尤其是常州市生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的主要優(yōu)勢(shì)因素。依據(jù) 9年的健康指數(shù)平均值,8個(gè)城市由高到低的順序?yàn)椋撼Ｖ?(0.8047)、蘇州 (0.7744)、泰州 (0.7704)、鎮(zhèn)江 (0.7596)、無(wú)錫 (0.7564)、揚(yáng)州 (0.7471)、南通 (0.7378)、南京 (0.7148),相比之下 ,南京的恢復(fù)力要素健康指數(shù)略顯遜色,主要因?yàn)槟暇┦性趶U棄物處理方面的效率還不是很高,尤其是工業(yè)固廢排放利用率較低 (2008年僅有91%)。

2.5 維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能要素健康度評(píng)價(jià)

2000-2008年江蘇沿江 8市城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能要素健康指數(shù)平均值在 0.7～0.8之間,隸屬于較健康狀態(tài)。按照 9年的健康指數(shù)平均值,無(wú)錫 (0.7164)〉常州 (0.6867)〉蘇州 (0.6860)〉南京 (0.6762)〉鎮(zhèn)江 (0.6655)〉揚(yáng)州 (0.6541)〉南通 (0.6349)〉泰州 (0.6148)?？偟恼f(shuō)來(lái),蘇南城市的健康指數(shù)平均值略高于蘇中城市,這種差異主要體現(xiàn)在環(huán)境質(zhì)量以及城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)上。由于蘇南城市的活力要素健康指數(shù)值普遍高于蘇中城市,而只有活力要素更加趨于健康,人們的生活質(zhì)量才能不斷地提高,政府才能投入大量的資金來(lái)發(fā)展城市公共事業(yè),改進(jìn)城市的環(huán)境質(zhì)量。

2000-2008年沿江 8市城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能要素健康度數(shù)值呈逐年上升的態(tài)勢(shì),表明該要素健康水平有了一定程度的提高,值得注意的是,2008年無(wú)錫和常州這兩個(gè)城市生態(tài)服務(wù)功能健康指數(shù)值都在 0.8以上,達(dá)到很健康水平。依據(jù)年平均增長(zhǎng)率的大小,鎮(zhèn)江 (4.92%)〉蘇州 (4.81%)〉無(wú)錫 (4.49%)〉南通 (4.21%)〉泰州(4.14%)〉常州 (4.10%)〉揚(yáng)州 (2.26%)〉南京(2.12%)。其中,鎮(zhèn)江市的增長(zhǎng)速度位居榜首,健康指數(shù)值由 2000年的 0.5435(亞健康)上升到 2008年的 0.7980(較健康)。主要原因：環(huán)境質(zhì)量的提高,特別是空氣質(zhì)量的改善 (空氣優(yōu)良天數(shù)達(dá)標(biāo)率由 2000年的 74.68%提高到 2008年的 91%)。此外,城市綠化建設(shè)力度的加大,使得人均公共綠地面積的不斷擴(kuò)大,生態(tài)環(huán)境得到一定程度的改善。

2.6 人群健康要素健康度評(píng)價(jià)

2000-2008年江蘇沿江 8市城市生態(tài)系統(tǒng)人群健康要素健康指數(shù)平均值在 0.56～0.76之間。南京、無(wú)錫、常州、蘇州、南通、揚(yáng)州、鎮(zhèn)江、泰州等8個(gè)城市 9年的健康指數(shù)平均值依次為：0.7674、0.7724、0.6464、0.6874、0.6509、0.6101、0.6618、0.5697。名列前三位的南京、無(wú)錫、蘇州都是蘇南城市,表明蘇南城市的人群健康要素健康程度優(yōu)于蘇中城市,主要因?yàn)樘K南城市的教育資源比較豐富、教育水平普遍較高,如南京市 2008年萬(wàn)人在校大學(xué)生數(shù)已高達(dá) 1161.85人,遠(yuǎn)超于蘇中任何一個(gè)城市。由于蘇南城市人口自然增長(zhǎng)率高于蘇中城市,過快的人口增長(zhǎng)勢(shì)必影響人民生活水平以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,所以蘇南城市人群健康要素健康狀況優(yōu)勢(shì)并未十分明顯。

2000-2008年沿江 8市城市生態(tài)系統(tǒng)人群健康要素健康指數(shù)值總體上存在著一定程度的上升趨勢(shì),8個(gè)城市上升幅度存在較大差異,南京、無(wú)錫、常州、蘇州、南通、揚(yáng)州、鎮(zhèn)江、泰州年平均遞增率依次為：2.14%、4.96%、6.75%、2.70%、5.20%、4.95%、4.25%、2.85%。常州市增長(zhǎng)幅度最大,健康指數(shù)值從 2000年的 0.4901提高到2008年 0.8267,健康狀況由亞健康水平過渡到很健康水平,連升 2個(gè)等級(jí),表明常州在城市發(fā)展過程中克服了較多生態(tài)健康的不利因素,變劣勢(shì)因素為優(yōu)勢(shì)因素。

3 結(jié)論

(1)2000-2008年江蘇沿江城市群無(wú)論是總體健康程度還是各要素健康水平都有了一定程度的提高,表明江蘇沿江城市群城市生態(tài)系統(tǒng)健康向著更為健康的方向發(fā)展,這主要因?yàn)樵摰貐^(qū)較為發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)了其他各方面的共同進(jìn)步,使得城市功能更加完善,生態(tài)系統(tǒng)健康水平不斷地提高。

(2)江蘇沿江城市群城市生態(tài)系統(tǒng)健康水平尚未達(dá)到健康的理想水平 (健康度≥1),未來(lái)還有很大的發(fā)展空間。

(3)8個(gè)城市之間生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況還存在著一定的差異?？偟目磥?lái),蘇南城市的生態(tài)系統(tǒng)健康水平優(yōu)于蘇中城市,主要原因：無(wú)論是經(jīng)濟(jì)實(shí)力還是城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),蘇南城市都強(qiáng)于蘇中城市。在今后的城市發(fā)展過程中,蘇中城市應(yīng)該發(fā)揮其紐帶作用,實(shí)行跨江發(fā)展戰(zhàn)略,不斷完善城市功能,同時(shí)也要帶動(dòng)蘇北城市的發(fā)展,使全省城市生態(tài)系統(tǒng)健康水平更上一個(gè)新臺(tái)階。

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A

1673-288X(2010)06-0013-05

山西省軟科學(xué)研究項(xiàng)目 (編號(hào)：2008041032-03)。

金傳芳 (1982—),女,江蘇高郵人,主要從事區(qū)域可持續(xù)發(fā)展方面的研究。