王旭熙++彭立++蘇春江++馬宇翔++徐定德
摘 要:隨著新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快,如何實現(xiàn)城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展將是長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展的核心議題.本文以長江經(jīng)濟(jì)帶的36個城市為研究對象,從生態(tài)環(huán)境壓力、狀態(tài)、恢復(fù)潛力三個維度出發(fā)構(gòu)建生態(tài)環(huán)境健康評價指標(biāo)體系,建立熵權(quán)綜合評價模型,對各城市生態(tài)環(huán)境健康進(jìn)行了綜合評價.結(jié)果表明:長江經(jīng)濟(jì)帶城市生態(tài)環(huán)境水平存在明顯的空間差異,長江下游城市生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)整體高于長江中游和上游.根據(jù)長江沿江36個城市生態(tài)環(huán)境各指標(biāo)的差異,借助PCA排序?qū)ζ溥M(jìn)行分類,將36個城市大致分為六大類型.最后,利用相關(guān)分析探討城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境壓力、狀態(tài)、恢復(fù)潛力等指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性,了解城鎮(zhèn)化背景下長江經(jīng)濟(jì)帶城市生態(tài)環(huán)境水平的差異,結(jié)果表明城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境壓力呈現(xiàn)指數(shù)曲線變化;長江經(jīng)濟(jì)帶上、中、下游城市間生態(tài)環(huán)境與城鎮(zhèn)化的耦合特征不同.
關(guān)鍵詞:生態(tài)環(huán)境健康;綜合評價;PCA分析;城鎮(zhèn)化;長江經(jīng)濟(jì)帶
中圖分類號:X826 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
Eco-Environment Health Assessment of Cities in the Yangtze River
in Economic Zone Based on Urbanization Approach
WANG Xu-xi1,2, PENG Li1, SU Chun-jiang1, MA Yu-xiang1,3, XU Ding-de1,2
(1.Chengdu Institute of Mountain Hazards and Environment,Chinese Academy of Sciences,Chengdu,
Sichuana 610041,China; 2.Univ of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049,China;
3.Sichuan Land Consolidation and Rehabilitation Ceater, Chengdu,Sichuan 610045,China)
Abstract:With the acceleration of new-type urbanization, how to realize the coordinated development between urbanization and eco-environment will be the central topic of the development of Yangtze River Economic Zone. 36 cities in the Yangtze River Economic Zone were studied, three indices were selected to build an eco-environment health evaluation system, including the pressure, status and restoration potential of ecological environment. An entropy-comprehensive evaluation model was established to comprehensively assess the eco-environment health of each city. The results indicate that the eco-environment level of 36 cities in the Yangtze River Economic Zone has obvious spatial difference, and the synthetic index of environment of the cities on the lower reaches of the Yangtze River is higher than those on the middle and upper reaches. According to the differences of various eco-environment indices of 36 cities in the Yangtze River Economic Zone, the 36 cities are divided into six types with the PCA ordination. Finally, the study analyzed the relationship between urbanization and the pressure, status, restoration potential of ecological environment to understand the eco-environment level differences of 36 cities in the Yangtze River Economic Zone under the background of urbanization with the correlation analysis method. The results show that urbanization and the eco-environment pressure exhibit exponential curve and the coupling characteristics of urbanization and eco-environment of cities on the upper, middle and lower reaches of the Yangtze River are different.
Key words:eco-environment health; comprehensive assessment; principal component analysis; urbanization; Yangtze River Economic Zone
城市是人類社會、經(jīng)濟(jì)和文化發(fā)展的產(chǎn)物,具有開放性、依賴性、脆弱性、復(fù)合性等特征[ 1].生態(tài)環(huán)境問題的產(chǎn)生是城市發(fā)展過程中的一種普遍現(xiàn)象,這種現(xiàn)象隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的進(jìn)一步發(fā)展而日益突出,許多研究表明城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境之間存在著極其復(fù)雜的交互耦合關(guān)系,即城鎮(zhèn)化對生態(tài)環(huán)境有一定的脅迫作用,生態(tài)環(huán)境對城鎮(zhèn)化有一定的約束作用[ 2-5].隨著城鎮(zhèn)化的進(jìn)一步推進(jìn),城市生態(tài)環(huán)境健康研究已成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點[ 6-9].國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)從城市生物多樣性保護(hù)、城市可持續(xù)性、城市生態(tài)和諧與生態(tài)安全等角度對城市生態(tài)環(huán)境健康進(jìn)行了深入研究,主要是通過構(gòu)建相應(yīng)的評價指標(biāo)體系,建立適宜的評價模型進(jìn)行評價[ 10-13].從評價指標(biāo)的選取上看,國外學(xué)者Ulanowicz[ 14]提出用物種多樣性、生態(tài)位分化、發(fā)達(dá)循環(huán)、全局反饋來評價生態(tài)環(huán)境健康;Costanza[ 15]采用活生態(tài)力、組織結(jié)構(gòu)和恢復(fù)潛力3個指標(biāo)對生態(tài)環(huán)境健康進(jìn)行綜合評價;Jorgensen等[ 16]采用活化能、結(jié)構(gòu)活化能和生態(tài)緩沖容量來評價生態(tài)環(huán)境健康;Jerry等[ 17]采用驅(qū)動力壓力狀態(tài)-暴露-影響-響應(yīng)(DPSEEA)模型對哈瓦那城市生態(tài)環(huán)境健康評價理論以及方法進(jìn)行了探討.國內(nèi)學(xué)者官冬杰[ 18]等從結(jié)構(gòu)功能、可持續(xù)利用能力、動態(tài)變化3個方面對重慶市生態(tài)環(huán)境健康進(jìn)行了評價;陳克龍等[ 9]和趙帥[ 19]等都從活力、組織結(jié)構(gòu)、恢復(fù)潛力、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及人群健康5個方面建立了城市生態(tài)環(huán)境健康評價的指標(biāo)體系,對城市生態(tài)環(huán)境健康進(jìn)行了評價.但不同學(xué)者對不同區(qū)域生態(tài)環(huán)境健康評價指標(biāo)體系的構(gòu)建差異較大,同一維度評價指標(biāo)的選取不同、同一指標(biāo)歸屬維度不統(tǒng)一.本文在參考上述指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上,綜合考慮研究區(qū)人與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系,從生態(tài)環(huán)境壓力、狀態(tài)、恢復(fù)潛力3個維度出發(fā)構(gòu)建生態(tài)環(huán)境健康評價指標(biāo)體系,對研究區(qū)生態(tài)環(huán)境健康進(jìn)行評價.從評價模型上看, 目前關(guān)于城市生態(tài)環(huán)境健康評價的模型主要有綜合評價模型、模糊數(shù)學(xué)評價模型、集對分析模型、投影追蹤模型等[ 11,12,19].總體而言,由于各城市生態(tài)環(huán)境的復(fù)雜性與差異性,目前關(guān)于城市生態(tài)環(huán)境健康的研究還處于探索階段,需進(jìn)一步研究.
湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)2015年
第12期王旭熙等:城鎮(zhèn)化視角下長江經(jīng)濟(jì)帶城市生態(tài)環(huán)境健康評價
隨著中國新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略的提出,城市群成為推動城鎮(zhèn)化的主體形態(tài),合理發(fā)展大城市、鼓勵發(fā)展中等城市、積極發(fā)展小城市和小城鎮(zhèn),形成城市群與大、中、小城鎮(zhèn)協(xié)調(diào)發(fā)展的城鎮(zhèn)化發(fā)展新格局[ 20].在此背景下,關(guān)于多個城市以及多個城市群之間生態(tài)環(huán)境健康的評價研究具有重要意義.長江經(jīng)濟(jì)帶橫跨我國東中西部,沿江有多個城市群,且沿江城市群發(fā)展已具備經(jīng)濟(jì)支撐帶基礎(chǔ)條件,也成為了中國新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略主戰(zhàn)場,并對長江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)文明建設(shè)具有重要作用.由于城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快,人口的集聚,資源的消耗,環(huán)境的污染造成城市生態(tài)環(huán)境的壓力越來越大.且由于長江經(jīng)濟(jì)帶各城市城鎮(zhèn)化發(fā)展程度不同、以及地理特征、時空布局、人口規(guī)模、稟賦條件等的差異,長江經(jīng)濟(jì)帶各城市生態(tài)環(huán)境健康狀態(tài)不同.因此,本文選取長江經(jīng)濟(jì)帶的上海、蘇州、無錫、常州等36個城市為研究對象,從壓力、狀態(tài)、恢復(fù)潛力3個方面構(gòu)建城市生態(tài)環(huán)境健康評價指標(biāo)體系,將綜合評價法與客觀的熵權(quán)法有機結(jié)合,對其生態(tài)環(huán)境健康進(jìn)行評價,比較城鎮(zhèn)化視角下36個城市的生態(tài)環(huán)境水平差異,分析其生態(tài)環(huán)境水平空間格局,并初步探索各區(qū)域城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境水平之間的關(guān)系,以期為長江經(jīng)濟(jì)帶城市的可持續(xù)發(fā)展提供決策依據(jù).
1 研究區(qū)域
本文參考2011年《長江保護(hù)與發(fā)展報告》中關(guān)于長江沿江地區(qū)發(fā)展態(tài)勢評估所確定的城市,并根據(jù)研究需要進(jìn)行調(diào)整,選取了長江經(jīng)濟(jì)帶的36個城市為研究單元,其中位于長江上游的城市包括成都、攀枝花、瀘州、宜賓、重慶,位于長江中游的城市包括九江、武漢、黃石、宜昌、鄂州、荊州、黃岡、咸寧、岳陽,位于長江下游的城市包括上海、南京、無錫、常州、蘇州、南通、揚州、鎮(zhèn)江、泰州、杭州、寧波、嘉興、湖州、紹興、舟山、合肥、蕪湖、馬鞍山、銅陵、安慶、池州.本文中城市的概念是指行政區(qū),是一個區(qū)域,重慶指的是重慶主城區(qū),即渝中區(qū)、江北區(qū)、南岸區(qū)、九龍坡區(qū)、沙坪壩區(qū)、大渡口區(qū)、渝北區(qū)、巴南區(qū)、北碚區(qū).城市大小級別不一樣,對于區(qū)域經(jīng)濟(jì)的帶動作用不同.如上海、武漢、重慶等中心城市人口與GDP遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于池州、恩施等一般城市(圖1),在帶動長江下游、中游、上游區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要作用.另外,不同城市由于所處的地理位置不同,對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響力也不一樣.如長江上游城市在長江經(jīng)濟(jì)帶水源涵養(yǎng)、水土保持以及生物多樣性保護(hù)等方面具有重要作用[ 21].
圖1 長江經(jīng)濟(jì)帶36個城市分布圖
Fig.1 Distribution diagram of 36 cities
in the Yangtze River Economic Zone
2 數(shù)據(jù)來源和研究方法
2.1 數(shù)據(jù)來源以及處理
本文中36個城市的數(shù)據(jù)主要來源于2013年中國城市統(tǒng)計年鑒、中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒、中國國土資源統(tǒng)計年鑒、中國環(huán)境年鑒.其它數(shù)據(jù)以相應(yīng)年份各?。ㄊ?、區(qū))統(tǒng)計年鑒中的數(shù)據(jù)加以補充.為消除不同量綱數(shù)據(jù)對綜合評價的影響,須對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理.本文采用極值法對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,具體公式為式(1)和式(2):
2.2.3 主成分分析
采用主成分分析(Principal Component Analysis, PCA),對長江經(jīng)濟(jì)帶36個城市的生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行排序分析,了解長江經(jīng)濟(jì)帶城市生態(tài)環(huán)境各要素空間差異及其分布特征.測試分析在軟件CANOCO 4.5中完成.
3 結(jié)果與分析
3.1 長江經(jīng)濟(jì)帶各城市生態(tài)環(huán)境水平
3.1.1 壓力、狀態(tài)與恢復(fù)潛力
長江經(jīng)濟(jì)帶城市生態(tài)環(huán)境水平在壓力、狀態(tài)與恢復(fù)潛力3個分維度上存在明顯的地域差異.
1)壓力指數(shù)(YL).長江經(jīng)濟(jì)帶各城市YL值具有明顯的地域差異性,長江上游<長江中游<長江下游(表2).長江經(jīng)濟(jì)帶各城市之間YL值變異系數(shù)最大,在長江下游各城市中,上海和蘇州YL較高,其值分別為0.575 1,0.478 9,常州、揚州YL相對較低,其值分別為0.169 7,0.163 0;長江中游城市中,武漢YL最高,值為0.401 5,黃岡、九江、岳陽、宜昌、黃石、鄂州、咸寧、荊州YL值依次降低;長江上游各城市中,成都的YL較高,其值分別為0.455 9,攀枝花、宜賓、瀘州、重慶次之、恩施YL最低,其值為0.140 9(圖2).
2)狀態(tài)指數(shù)(ZT).從表2得出,長江經(jīng)濟(jì)帶城市的ZT值為:長江上游<長江中游<長江下游.相對于壓力和恢復(fù)潛力兩個維度來說,ZT值變異系數(shù)較?。?.238 8),長江上游各城市中,成都和重慶的ZT值較高,宜賓、瀘州、攀枝花、恩施、依次降低;在長江中游各城市中,九江、岳陽ZT值較高,其值為0.564 2,0.551 3,宜昌、鄂州、荊州、黃石、咸寧、黃岡和武漢ZT值依次降低;長江下游各城市中,池州ZT值最大(0.748 5),杭州、湖州、寧波、舟山、上海、南通、蘇州、紹興、常州、鎮(zhèn)江、嘉興、無錫、銅陵、泰州、揚州、馬鞍山、蕪湖、南京、合肥、安慶ZT值依次減?。▓D2).
3)恢復(fù)潛力指數(shù)(HF).長江經(jīng)濟(jì)帶城市的HF值為:長江中游>長江下游>長江上游(表2).長江上游各城市中,重慶HF值最大(0.504 7),恩施、宜賓、瀘州、成都、攀枝花HF值依次減??;長江中游各城市HF值以鄂州市最高(0.690 0),岳陽、九江、宜昌、咸寧、黃石、武漢、黃岡、荊州依次降低;長江下游各城市HF值以銅陵市最高(0.811 7),無錫、蘇州、泰州HF值相對較低,并依次降低(圖2).
城市
圖2 長江經(jīng)濟(jì)帶36個城市的生態(tài)環(huán)境綜合評價結(jié)果
Fig.2 The eco-environment comprehensive evaluation results of 36 cities in the Yangtze River Economic Zone
表2 長江上、中、下游城市的生態(tài)環(huán)境綜合評價結(jié)果
Tab.2 The eco-environment comprehensive evaluation results
of cities in upstream, midstream and downstream
of the Yangtze River
流域
壓力指數(shù)
狀態(tài)指數(shù)
恢復(fù)潛力指數(shù)
綜合指數(shù)
長江上游
0.266 4
0.403 1
0.429 1
0.438 4
長江中游
0.276 3
0.450 4
0.467 7
0.468 7
長江下游
0.312 8
0.536 7
0.457 2
0.488 3
3.1.2 生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)(ZH)
從表2得出,長江經(jīng)濟(jì)帶各城市ZH值存在一定的地域差異,長江上游<長江中游<長江下游.在長江經(jīng)濟(jì)帶各城市中,長江下游銅陵、寧波、池州、揚州、湖州、嘉興、舟山、南通、常州,長江中游鄂州、岳陽、九江、宜昌以及長江上游重慶的ZH值高于各市平均值(0.481 7),且以銅陵市最高,而紹興、咸寧、恩施、安慶、宜賓、荊州、南京、蕪湖、成都、瀘州、無錫、合肥、泰州、上海、馬鞍山、黃石、蘇州、武漢、攀枝花、黃岡的ZH值依次減小,并低于平均值.
3.1.3 長江經(jīng)濟(jì)帶各城市生態(tài)環(huán)境水平空間分異
利用ARCGIS軟件的統(tǒng)計學(xué)分析模塊中(Geostatistical Analyst)的趨勢分析工具(Trend Analysis Tool)對壓力、狀態(tài)、恢復(fù)潛力、生態(tài)環(huán)境綜合水平的全局趨勢進(jìn)行三維通視分析,即分別將長江經(jīng)濟(jì)帶36個城市的YL,ZT,HF和ZH值作為高度屬性值(Z值),采用二次多項式擬合生成三維通視圖,揭示長江經(jīng)濟(jì)帶各城市生態(tài)環(huán)境壓力、狀態(tài)、恢復(fù)潛力以及生態(tài)環(huán)境綜合水平空間分異的格局特征及趨勢,其中X,Y正方向分別表示正東、正北.
從圖3(a)得出,YL值在X軸方向上呈現(xiàn)出U型趨勢,這說明長江經(jīng)濟(jì)帶各城市壓力指數(shù)在東西方向上呈現(xiàn)出較強的由中心向邊緣遞增的趨勢;ZT值在東西方向上呈逐漸指數(shù)遞增的趨勢,在南北方向上呈逐漸指數(shù)遞減趨勢(圖3(b));HF值在東西方向上呈現(xiàn)出較強的由中心向邊緣遞減的趨勢,而在南北方向上無明顯的空間分異形態(tài)(圖3(c)); ZH值無明顯的空間分異形態(tài)(圖3(d)).
3.1.4 長江經(jīng)濟(jì)帶各城市生態(tài)環(huán)境水平的PCA排
序分析
本文通過PCA排序分析各城市生態(tài)環(huán)境壓力、狀態(tài)、恢復(fù)潛力、生態(tài)環(huán)境綜合水平的相似性及其差異.在PCA分析中,第一排序軸的特征值為0.594,第二排序軸的特征值為0.265,前兩個排序軸特征值占總特征值的85.9%,說明原始數(shù)據(jù)中大部分信息可以被PCA降維后得到的前兩個因子呈現(xiàn)出來.PCA排序?qū)?6個城市大致劃分為Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ和Ⅵ等6種類型(圖4).類型Ⅰ:包括長江上游的成都以及下游的上海、蘇州、無錫、泰州、紹興,其YL、ZT值高,HF、ZH值較低;類型Ⅱ:包括長江上游的攀枝花、宜賓、中游的武漢、黃岡以及下游的南京、合肥、馬鞍山,其YL值高,ZT,HF和ZH值低;類型Ⅲ:包括長江上游的恩施、瀘州、中游的荊州、咸寧、黃石與下游的蕪湖、安慶,其YL,ZT,HF和ZH值都較低;類型Ⅳ:包括長江中游的鄂州、上游銅陵、揚州、鎮(zhèn)江,其YL,ZT值低,HF,ZH值高;類型Ⅴ:包括長江上游的重慶、中游的九江、岳陽、嘉興、下游的嘉興、寧波,其YL, ZT,HF和ZH值較高;類型Ⅵ:包括長江下游的常州、南通、杭州、湖州、舟山、池州,其YL和HF值低,而ZT和ZH值高.長江下游大部分城市屬于類型Ⅰ,Ⅳ和Ⅵ.因此,長江經(jīng)濟(jì)帶沿江城市開發(fā)策略應(yīng)根據(jù)不同城市生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行調(diào)整,特別是對綜合指數(shù)值低,而壓力指數(shù)高的城市.
注: 圖3中灰色為樣本點,淺灰色、黑色分別為灰色點在ZX面、YZ面的投影、灰色直線長度表示樣本點數(shù)據(jù)值,淺灰色曲線表示東西走向樣本的投影趨勢,黑色曲線表示南北走向樣本的投影趨勢
3.2 長江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)環(huán)境健康水平與城鎮(zhèn)化水平
3.2.1 長江經(jīng)濟(jì)帶各城市城鎮(zhèn)化發(fā)展水平
洛倫茨曲線是經(jīng)濟(jì)學(xué)上研究地區(qū)之間收人差距或財富不平等的一種分析手段,它利用頻率累計百分?jǐn)?shù)繪制成的曲線來描述和刻畫不公平(集中或分散)的程度.本文以城市人口的累計百分比為縱軸,總?cè)丝诶塾嫲俜直葹闄M軸,繪制洛倫茨曲線(圖5).研究得出,長江經(jīng)濟(jì)帶各主要城市城鎮(zhèn)化的洛倫茨曲線分異較不明顯,且基尼系數(shù)值為0.11.部分參考聯(lián)合國有關(guān)組織對基尼系數(shù)的劃分標(biāo)準(zhǔn),并根據(jù)城鎮(zhèn)化的發(fā)展規(guī)律,長江經(jīng)濟(jì)帶整體城鎮(zhèn)化水平發(fā)展較平衡.但長江經(jīng)濟(jì)帶各城市之間仍存在明顯差異,上海、南京、無錫等城市城鎮(zhèn)化率達(dá)70%~90%,而恩施、安慶、黃岡等城市城鎮(zhèn)化率只有30%~50%.
總?cè)丝诶塾嫲俜直?%
3.2 2 長江經(jīng)濟(jì)帶各城市生態(tài)環(huán)境水平與城鎮(zhèn)化
水平的關(guān)聯(lián)性分析
選取長江經(jīng)濟(jì)帶各城市城鎮(zhèn)化率與生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)、狀態(tài)指數(shù)、恢復(fù)潛力指數(shù)、生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析,探討城鎮(zhèn)化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境水平的關(guān)系.結(jié)果表明,城鎮(zhèn)化率與生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)(R=0.588,P<0.01)具有明顯的正相關(guān).圖6為城鎮(zhèn)化率與生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)的非線性擬合結(jié)果,從圖6得出城鎮(zhèn)化率越高,生態(tài)環(huán)境壓力值越大.
3.2.3 長江經(jīng)濟(jì)帶各城市生態(tài)環(huán)境綜合水平與城
鎮(zhèn)化的分異特征
以36個城市的生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)值和城鎮(zhèn)化率的平均值確定臨界值進(jìn)行制圖分析(圖7),揭示長江經(jīng)濟(jì)帶各城市生態(tài)環(huán)境水平以及城鎮(zhèn)化水平的差異特征.在橫軸線以上的兩個象限內(nèi)的城市最多,且主要分布著長江經(jīng)濟(jì)帶下游的大部分城市,這說明長江下游城市整體城鎮(zhèn)化率高于長江中游和上游.長江經(jīng)濟(jì)帶的上海、成都、武漢三個大城市都分布在左上象限內(nèi),即城鎮(zhèn)化率高,而生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)較低,而一些小城市安慶、恩施、宜賓、瀘州、荊州等分布在左下象限內(nèi),城鎮(zhèn)化率與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)平都低,這表明長江經(jīng)濟(jì)帶大城市與小城市之間在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源有效利用、環(huán)境治理方面等存在很
大的差距.另外,在四個象限內(nèi),右下象限分布的城市最少,包括湖州、九江、池州等.
城鎮(zhèn)化率
4 結(jié)論與討論
4.1 結(jié) 論
1)從生態(tài)環(huán)境壓力、狀態(tài)、恢復(fù)潛力3個維度綜合對長江經(jīng)濟(jì)帶主要城市生態(tài)環(huán)境健康進(jìn)行了評價,研究表明長江經(jīng)濟(jì)帶城市生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)、狀態(tài)指數(shù)、恢復(fù)潛力指數(shù)以及生態(tài)環(huán)境健康綜合指數(shù)都存在明顯的差異,其中壓力指數(shù)變異系數(shù)最大,長江下游城市壓力指數(shù)、狀態(tài)指數(shù)、生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)的平均值都高于長江中游和上游,而恢復(fù)潛力指數(shù)長江中游大于長江下游和上游.
2)長江經(jīng)濟(jì)帶各城市生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)在空間上呈現(xiàn)出“U”型曲線的分異形態(tài),而生態(tài)環(huán)境恢復(fù)潛力指數(shù)在空間上呈現(xiàn)倒“U”型曲線.長江經(jīng)濟(jì)帶各主要城市生態(tài)環(huán)境狀態(tài)指數(shù)在空間上呈現(xiàn)指數(shù)曲線的分異形態(tài).
3)通過PCA排序?qū)?6個城市大致劃分為Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ和Ⅵ6種類型,類型Ⅰ:壓力、狀態(tài)指數(shù)值高,恢復(fù)潛力與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)值較低;類型Ⅱ:壓力值高,狀態(tài)、恢復(fù)潛力、生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)值低;類型Ⅲ:壓力、狀態(tài)、恢復(fù)潛力、生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)值都較低;類型Ⅳ:壓力、狀態(tài)指數(shù)值低,恢復(fù)潛力與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)值高;類型Ⅴ:壓力、狀態(tài)、恢復(fù)潛力、生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)值較高;類型Ⅵ:壓力、恢復(fù)潛力指數(shù)值低,而狀態(tài)和生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)值高.
4)本文初步探討了城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境各指標(biāo)的關(guān)系,了解城鎮(zhèn)化背景下長江經(jīng)濟(jì)帶各城市的生態(tài)環(huán)境水平差異.研究表明城鎮(zhèn)化水平越高,生態(tài)環(huán)境壓力越高,且長江經(jīng)濟(jì)帶各城市城鎮(zhèn)化水平與生態(tài)環(huán)境水平差異較明顯,如上海、無錫、合肥等城市生態(tài)環(huán)境綜合水平低,而城鎮(zhèn)化水平高;九江、池州、湖州等城市生態(tài)環(huán)境綜合水平高,而城鎮(zhèn)化水平低.
4.2 討 論
1)長江經(jīng)濟(jì)帶各城市生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)在空間上呈現(xiàn)出“U”型曲線的分異形態(tài),而生態(tài)環(huán)境恢復(fù)潛力指數(shù)在空間上呈現(xiàn)倒“U”型曲線.這可能是因為在我國東部的產(chǎn)業(yè)向中西部轉(zhuǎn)移的進(jìn)程中,由于中西部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、區(qū)位優(yōu)勢不強,多數(shù)是承接一些東部的資源依賴型產(chǎn)業(yè)的遷進(jìn),導(dǎo)致對中西部環(huán)境污染較大[ 25],生態(tài)環(huán)境壓力逐漸增加,生態(tài)環(huán)境恢復(fù)潛力逐漸降低.因此,中西部地區(qū)應(yīng)該結(jié)合本地的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),注重發(fā)揮要素的集聚效益,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,進(jìn)而做好東部產(chǎn)業(yè)的承接.
2)在長江經(jīng)濟(jì)帶各城市中,類型Ⅰ,Ⅱ的城市(特別是上海、蘇州、南京、武漢、合肥、成都等長江經(jīng)濟(jì)帶的重要城市),這些城市生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)高,而生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)值低,這在一定程度上表明區(qū)域資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的形式較嚴(yán)峻,應(yīng)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中,采取合理措施降低生態(tài)環(huán)境壓力如適當(dāng)將產(chǎn)業(yè)向生態(tài)環(huán)境壓力低而生態(tài)環(huán)境綜合水平高的區(qū)域轉(zhuǎn)移(類型Ⅳ和Ⅶ特別是池州、湖州等城市化水平較低的城市)、優(yōu)化自身產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與發(fā)展方式等,提高資源利用效率,增加生態(tài)環(huán)境恢復(fù)潛力如加強環(huán)境污染治理與生態(tài)環(huán)境保護(hù)建設(shè)等,進(jìn)而提高區(qū)域生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù),實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展.類型Ⅳ和Ⅶ的城市大部分位于長江下游,屬于長江三角洲城市群,生態(tài)環(huán)境綜合水平高,壓力指數(shù)低,而長江三角洲城市群的中心城市上海、蘇州、南京壓力值高,生態(tài)環(huán)境綜合水平低,因此,在今后實施長江三角洲城市群的綜合發(fā)展規(guī)劃時應(yīng)重視區(qū)域環(huán)境保護(hù)與生態(tài)安全問題,促進(jìn)各個城市功能的相互銜接,優(yōu)化各城市功能要素,實現(xiàn)整個城市群地區(qū)各城市有序、合理、協(xié)調(diào)發(fā)展.類型Ⅴ的城市如重慶既是長江經(jīng)濟(jì)帶下游的中心城市,又是長江上游重要的生態(tài)屏障,雖然生態(tài)環(huán)境恢復(fù)潛力、生態(tài)環(huán)境綜合水平較高,而生態(tài)環(huán)境壓力較高,這在一定程度上表明區(qū)域生態(tài)環(huán)境存在潛在危險,在以后的發(fā)展中增強環(huán)境污染防御,減少生態(tài)環(huán)境壓力,實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展.
3)近年來,中國政府提出的主體功能區(qū)規(guī)劃在宏觀層面上為實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)與人口合理布局、加強生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供了方向性指導(dǎo).國務(wù)院2010年頒布實施的《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》明確了我國國土開發(fā)的三大戰(zhàn)略格局.在“兩橫三縱”為主體的城市化戰(zhàn)略格局中,長江經(jīng)濟(jì)帶是我國國土空間一級開發(fā)軸線[ 26],沿江城市的開發(fā)應(yīng)該嚴(yán)格按照國家功能區(qū)要求進(jìn)行產(chǎn)業(yè)、人口、城鎮(zhèn)布局以及生態(tài)環(huán)境保護(hù).其次,新型城鎮(zhèn)化是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級的重要載體和平臺,隨著新型城鎮(zhèn)化的實施,推動長江經(jīng)濟(jì)帶產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級,產(chǎn)業(yè)在沿海向內(nèi)陸轉(zhuǎn)移的過程中,應(yīng)該把生態(tài)環(huán)境保護(hù)放在首要地位,根據(jù)內(nèi)陸城市生態(tài)環(huán)境壓力、恢復(fù)潛力、生態(tài)環(huán)境綜合水平等選擇合適的產(chǎn)業(yè)承接城市,也應(yīng)根據(jù)長江經(jīng)濟(jì)帶城市的發(fā)展需要進(jìn)行差異化定位,不能走盲目開發(fā),同質(zhì)化競爭的路線.最后,在長江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)恢復(fù)中,應(yīng)繼續(xù)實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì),加強環(huán)境污染治理,健全完善生態(tài)功能區(qū),推動長江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)文明建設(shè).
參考文獻(xiàn)
[1] WANG R S. Toward ecopolis: urban ecology and its development strategy[ J]. Journal of City and Planning, 1991, 18(1): 1-17.
[ 2] MARC A. Landscape change and the urbanization process in Europe[ J]. Landscape and Urban Planning, 2004, 67(4): 9-26.
[ 3] SHEN W J,WU J G,GRIMM N B, et al. Effects of urbanization-induced environmental changes on ecosystem functioning in the Phoenix Metropolitan Region, USA[ J]. Ecosystems, 2008, 11(1):138-155.
[ 4] ASTARAIE-IMAMI M, KAPELAN Z, FU G,et al. Assessing the combined effects of urbanization and climate change on the river water quality in an integrated urban wastewater system in the UK[ J]. Journal of Environmental Management, 2012, 112(24):1-9.
[ 5] WU J G, BUYANTUYEV A, JENERETTE G D, et al. Quantifying spatiotemporal patterns of urbanization: The case of the two fastest growing metropolitan regions in the United States[ J]. Ecological Complexity, 2011, 8(1):1-8.
[ 6] LIU G Y, YANG Z F, CHEN B, et al. Emergy-based urban ecosystem health assessment-A case study of Baotou, China[ J]. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 2009, 14(3): 972-981.
[ 7] SU M R, YANG Z F, CHEN B. Set pair analysis for urban ecosystem health assessment[ J]. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 2009, 14(4):1773-1780.
[ 8] GUO X R, MAO X Q, YANG J R, et al. Application of ecosystem health cost-effect analysis in eco-planning in Guangzhou City, China[ J]. Frontiers of Environmental Science & Engineering, 2007, 1(3): 299-304.
[ 9] 陳克龍, 蘇茂新, 李雙成,等. 西寧市城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價[ J]. 地理研究, 2010, 29(2): 215-222.
CHEN Ke-long, SU Mao-xin, LI Shuang-cheng, et al. The health assessment of the urban ecosystem of Xining city[ J]. Geographical Research, 2010, 29(2): 215-222.(In Chinese)
[ 10]郭秀銳, 楊居榮, 毛顯強. 城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價初探[ J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2002, 22(6): 525-529.
GUO Xiu-rui, YANG Ju-rong, MAO Xian-qiang. Primary studies on urban ecosystem health assessment[ J]. China Environmental Science, 2002, 22(6): 525-529.(In Chinese)
[ 11]蘇美容 楊志峰, 王紅瑞, 等. 一種城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價方法及其應(yīng)用[ J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報, 2006, 26(12): 2072-2080.
SU Mei-rong, YANG Zhi-feng, WANG Hong-Rui, et al. A kind of method and its application for urban ecosystem health assessment[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2006, 26(12) : 2072-2080.(In Chinese)
[ 12]桑燕鴻, 陳新庚, 吳仁海, 等. 城市生態(tài)系統(tǒng)健康綜合評價[ J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2006, 17(7): 1280-1285.
SANG Yan-hong, CHEN Xin-geng, WU Ren-hai, et al. Comprehensive assessment of urban ecosystem health[ J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2006, 17(7): 1280-1285.(In Chinese)
[ 13]SU M R, BRIAN D F, YANG Z F. Urban ecosystem health assessment: A review[ J]. The Science of the Total Environment, 2010,408(12):2425-2628.
[ 14]ULANOWICZ R E. Growth and development-ecosystems phenomenology[ M]. New York: Springer-Verlag, 1986: 69-79.
[ 15]COSTANZA R. Toward an operational definition of health [ J]. Ecosystem Health, 1992, 6(5): 239-256.
[ 16]JORGENSEN S E, NIELSON S N, MEJER H. Energy, environ, exergy and ecological modeling[ J]. Ecological Modeling, 1995, 77(2):99-109.
[ 17]JERRY M S, MARIANO B, ANNALEE Y, et al. Developing ecosystem health indicators in centro Habana: a community-based approach[ J]. Ecosystem Health, 2001, 7(1): 15-26.
[ 18]官冬杰, 蘇維詞, 周繼霞. 重慶都市圈生態(tài)系統(tǒng)健康評價研究[ J]. 地域研究與開發(fā), 2007, 26(4): 102-120.
GUAN Dong-jie, SU Wei-ci, ZHOU Ji-xia. Study on evaluation of ecosystem health in ehongqing metropolis[ J]. Areal Research and Development, 2007, 26(4): 102-120.(In Chinese)
[ 19]趙帥, 柴立和, 李鵬飛, 程宏鑫. 城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價新模型及應(yīng)用——以天津市為例[ J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2013, 33(4): 1173-1179.
ZHAO Suai, CHAI Li-he, LI Peng-fei, et al. Urban ecosystem health assessment model and its application: A case study of Tianjin[ J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2013, 33(4): 1173-1179.(In Chinese)
[ 20]鄭德鳳, 臧正, 張雨, 等. 基于新型城鎮(zhèn)化視角的區(qū)域PRED系統(tǒng)綜合評價——以大連為例[ J]. 地理科學(xué)進(jìn)展, 2014, 33(3): 364-374.
ZHENG De-feng, ZANG Zheng, ZHANG Yu, et al. Comprehensive assessment of regional PRED system based on new urbanization approach: a case study in Dalian[ J]. Progress in Geography, 2014, 33(3): 364-374.(In Chinese)
[ 21]伍新木. 應(yīng)將長江經(jīng)濟(jì)帶的發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略[ J]. 長江流域資源與環(huán)境, 2010, 19(10): 1157-1158.
WU Xin-mu. The Yangtze River Economic Belt should be developed into a national strategy[ J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2010, 19(10): 1157-1158.(In Chinese)
[ 22]PERRY R I, SCHWEIGERT J F. Primary productivity and the carrying capacity for herring in NEPacific marine ecosystems[ J]. Progress in Oceanography, 2008, 77(2/3): 241-251.
[ 23]胡永宏, 賀思輝. 綜合評價方法[ M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2000: 1-15.
HU Rong-hong, HUO Si-hui. Comprehensive evaluation method[ M]. Beijing: Science Press,2000: 1-15.(In Chinese)
[ 24]胡芳, 劉志華, 李樹丞. 基于熵權(quán)法和VIKOR法的公共工程項目風(fēng)險評價研究[ J]. 湖南大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版, 2012, 39(4): 83-86.
HU Fang, LIU Zhi-hua, LI Shu-cheng. Research on the risk appraisal of public project based on entropy method and VIKOR method[ J]. Journal of Human University:Natural Sciences,2012, 39(4): 83-86.(In Chinese)
[ 25]雒海潮, 苗長虹, 李國梁. 不同區(qū)域尺度產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移實證研究及相關(guān)論爭綜述[ J]. 人文地理, 2014, 29(1):1-8.
LUO Hai-chao, MIAO Chang-hong, LI Guo-liang. Review on empirical research and related controversies of different regional scale industrial transfer[ J]. Human Grography, 2014, 29(1):1-8.(In Chinese)
[ 26]趙琳, 徐廷廷, 徐長樂. 長江經(jīng)濟(jì)帶經(jīng)濟(jì)演進(jìn)的時空分析[ J]. 長江流域資源與環(huán)境, 2013, 22(7): 846-851.
ZHAO Lin, XU Ting-ting, XU Chang-le. Spatial and temporal analysis of economic evolution of the Yangtze River Economic Belt[ J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2013, 22(7):846-851.(In Chinese)