孫曉瑞,稅 偉,2,*,鄭佳瑜,陶 煜,李 慧

1 福州大學環(huán)境與資源學院,福州 350116 2 福州大學空間數(shù)據(jù)挖掘與信息共享教育部重點實驗室,福州 350116 3 福州大學至誠學院,福州 350116

城鎮(zhèn)化的快速推進,帶動經(jīng)濟迅猛增長,同時也令人與自然環(huán)境之間的矛盾愈發(fā)突出[1]。因此,滿足當代人需求的同時不損害后代人對資源需求的可持續(xù)發(fā)展是中國的必然選擇,也是一項長期戰(zhàn)略[2]。生態(tài)城市是實現(xiàn)人與自然和諧相處、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、社會和諧進步的重要理論與實踐探索,是城市在進入高速發(fā)展階段后的一種轉(zhuǎn)型升級,也是中國生態(tài)文明建設和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要途徑[3]。

“生態(tài)城市”最早來源于聯(lián)合國教科文組織在1971發(fā)起的“人與生物圈計劃”[4],隨后,前蘇聯(lián)城市生態(tài)學家Yanitsky第一次提出生態(tài)城市的概念,指出生態(tài)城市就是現(xiàn)代人類高效和諧的棲居環(huán)境[5]。中國生態(tài)學家馬世俊和王如松[6]在1984年提出建設社會—經(jīng)濟—自然復合生態(tài)系統(tǒng)的中國生態(tài)城市的思想。此后,生態(tài)城市逐漸成為中國生態(tài)學實踐和研究的一個新興領域,吸引了不同領域?qū)W者的廣泛關(guān)注[7]。目前,中國處于快速城鎮(zhèn)化時期,生態(tài)城市建設已經(jīng)成為中國城市轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點[8],對廈門市生態(tài)城市建設和快速城鎮(zhèn)化過程中可持續(xù)發(fā)展水平的研究,不僅對廈門生態(tài)城市發(fā)展具有科學參考價值,同時對同類型生態(tài)城市的可持續(xù)發(fā)展具有很好的理論借鑒價值。

不同領域?qū)沙掷m(xù)發(fā)展的定義多種多樣,其中較多的是從經(jīng)濟、技術(shù)、環(huán)境和社會這些維度進行考慮[9]。在經(jīng)濟快速發(fā)展下,如何直觀地識別自然環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展之間的現(xiàn)狀關(guān)系,是目前國內(nèi)外生態(tài)環(huán)境領域研究的熱點[10]。城市可持續(xù)評價已經(jīng)形成各種成熟的方法與框架,如聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署提出的“壓力—狀態(tài)—響應模型”[11],被廣泛用于評價人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響程度。物質(zhì)流分析法被廣泛用于定量分析城市經(jīng)濟系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)中的直接和間接物質(zhì)流[12]。生態(tài)足跡法被用作衡量系統(tǒng)的生態(tài)壓力和承載力[13],為城市生態(tài)承載力提供了一套評估指標[14]。生命周期評估通過量化產(chǎn)品或服務的環(huán)境影響和資源消耗[15],可以從下至上地測量城市運轉(zhuǎn)過程[16]。然而,壓力狀態(tài)響應模型不能衡量城市整體系統(tǒng)與各個子系統(tǒng)要素投入產(chǎn)出的效率,物質(zhì)流分析方法忽略了材料和能源的貢獻[17],生態(tài)足跡法很難揭示人口變化、技術(shù)進步和物質(zhì)消費的影響[18],生命周期法不能反映系統(tǒng)邊界外的間接流動[19]。

1965年Wolman引入城市新陳代謝框架,指出城市系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)是一個復雜的新陳代謝過程,通過城市新陳代謝可以對系統(tǒng)各類要素進行統(tǒng)一核算[20]。因此,本文采用著名的城市代謝框架,結(jié)合能值分析法去衡量廈門城市代謝系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)與能量流動過程。能值分析法是由美國生態(tài)學家Odum[21]提出,作為一個應用最廣泛且能定量分析區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)可持續(xù)的方法,可以將區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)和人類經(jīng)濟系統(tǒng)有效的連接起來,同時結(jié)合研究區(qū)域的地域獨特性、資源儲存量、經(jīng)濟水平,促進自然生態(tài)系統(tǒng)和人類經(jīng)濟系統(tǒng)可持續(xù)研究的發(fā)展。近年來,國內(nèi)外學者已經(jīng)將能值分析方法應用于各個領域及區(qū)域,并進行了大量的可持續(xù)性研究[22]。例如,國外學者通過能值分析對緬因州[23]、羅馬[24]等地區(qū)的復雜系統(tǒng)進行了可持續(xù)性分析和評價。20世紀90年代,能值理論被應用于廣州和上海城市代謝系統(tǒng)的比較分析,發(fā)現(xiàn)廣州在自然再生資源和生態(tài)承載力方面明顯優(yōu)于上海[25]。對沈陽新興市場的測度,發(fā)現(xiàn)沈陽經(jīng)濟增長與環(huán)境壓力呈現(xiàn)不穩(wěn)定的發(fā)展趨勢[26]。能值分析法評估區(qū)域可持續(xù)性的優(yōu)勢被國內(nèi)外學者廣泛認可[27],類似的研究也被用于評估不同區(qū)域系統(tǒng)的可持續(xù)性,如中國和中國的某些區(qū)域[28-32]。

中國正處于快速城鎮(zhèn)化時期,生態(tài)城市建設是城市轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵,對文獻的梳理發(fā)現(xiàn),目前還缺乏對中國生態(tài)城市的可持續(xù)性評估。因此,研究選取快速城鎮(zhèn)化時期中國生態(tài)城市建設的典范—廈門市作為研究對象,基于城市代謝框架運用能值分析法構(gòu)建廈門市能值可持續(xù)評估指標體系,對2010—2017年廈門市可持續(xù)性進行綜合評價,同時選取珠海市、深圳市進行對比分析,系統(tǒng)評價廈門市生態(tài)可持續(xù)性,不僅對廈門市生態(tài)文明和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展具有科學參考價值,同時對同類型生態(tài)城市的建設具有理論借鑒意義。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

廈門市地處中國東南沿海,福建省東南部,是臺灣海峽西岸中部、中國閩南金三角的中心,由東南部沿廈門灣的大陸地區(qū)和廈門島、鼓浪嶼等島嶼和廈門灣組成,土地面積1699.39 km2(2017年),屬南亞熱帶海洋性季風氣候。2017年,廈門市常住人口401萬人,全年地區(qū)生產(chǎn)總值3784.25億元,常住人口人均GDP為97282元；全年空氣優(yōu)良率98.9%,建成區(qū)綠化覆蓋率42.93%,人均公園綠地面積19.98 km2。此外,廈門市海洋資源豐富,擁有大小島嶼31座,具有良好的自然本底資源。

自1980年建設經(jīng)濟特區(qū)以來,廈門市城區(qū)持續(xù)擴張和沿岸圍墾造地,形成了獨特的海灣型城市格局。廈門在這一時期經(jīng)歷了快速城鎮(zhèn)化,城市化率由1980年的35.0%增加到2016年的89.0%,港口、旅游業(yè)和工業(yè)的快速發(fā)展給當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境帶來了壓力。面對土地利用快速變化和資源匱乏的挑戰(zhàn),廈門市積極推進生態(tài)文明建設,取得了一定成效。2010至2016年綠化覆蓋率由39.8%提高到42.93%,在2016年被正式命名為國家級生態(tài)城市,在2020年1月榮獲“國家生態(tài)園林城市”。

1.2 數(shù)據(jù)來源

通過整理獲得2011—2018年廈門市自然資源和社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù),建立能值信息基礎數(shù)據(jù)庫。社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)及自然資源數(shù)據(jù)均來自《廈門市經(jīng)濟特區(qū)年鑒(2011—2018)》、《廈門市經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報(2011—2018)》、《廈門市環(huán)境統(tǒng)計公報(2011—2018)》、《福建省統(tǒng)計年鑒(2011—2018)》；《深圳市統(tǒng)計年鑒(2011—2018)》、《深圳市經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報(2011—2018)》、《深圳市環(huán)境統(tǒng)計公報(2011—2018)》、《廣東省統(tǒng)計年鑒(2011—2018)》；《珠海市統(tǒng)計年鑒(2011—2018)》、《珠海市經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報(2011—2018)》、《珠海市環(huán)境統(tǒng)計公報(2011—2018)》。

1.3 研究方法

1.3.1能值分析法

能值分析法是一種客觀且突出的用于評價不同尺度區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力的綜合分析方法。能值理論由Odum提出,全面闡述了區(qū)域系統(tǒng)中的資源和能源[33]。在能值理論中,能值被定義為直接和間接應用于產(chǎn)品或服務形成過程中的有效能量[34]。由于太陽能是所有能量的原始形式,它通常被用作量化其他形式的能量當量,被表示為太陽焦耳,簡稱為sej。能值分析法由能值轉(zhuǎn)換率將自然環(huán)境和經(jīng)濟系統(tǒng)中不可直接進行比較和加減的能量、貨幣、服務等轉(zhuǎn)換為同一量級指標(即太陽能焦耳)。基于太陽能當量測量各種形式的能源、資源和人類服務,可以直接比較區(qū)域的投入和產(chǎn)出流,可以從社會、環(huán)境、經(jīng)濟3個不同維度去分析區(qū)域系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展水平,對合理利用有限的自然資源和制定科學有效的區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展政策具有重要的指導意義[35]。

1.3.2城市代謝系統(tǒng)能值分析

基于能值分析結(jié)合城市新陳代謝系統(tǒng)進行可持續(xù)評估的主要步驟通常如下:

(1)識別城市社會經(jīng)濟系統(tǒng)邊界,繪制城市能值系統(tǒng)圖。如圖1為廈門市的能值系統(tǒng)圖,主要顯示了廈門市的不同能值資源流的流動情況。

圖1 廈門城市代謝系統(tǒng)能值系統(tǒng)圖Fig.1 The emergy system diagram of Xiamen metabolism

(2)確定并量化城市代謝系統(tǒng)中維持生產(chǎn)和消費模式的主要物質(zhì)流和能量流。然后將上述能值流分為可更新資源(R0)、可更新資源產(chǎn)品(R1)、不可更新資源(N)、進口流(I)、出口流(O)、廢棄物流(W),其中總能值用量(U= R0+ R1+ N+ I),將廈門市代謝系統(tǒng)2010—2017年不同流的能量含量或質(zhì)量或貨幣價值乘以其能值轉(zhuǎn)換率(UEV),計算各流的能值。本研究使用的UEV詳細數(shù)據(jù)見表1。

表1 廈門市城市代謝能值指標核算

1.3.3城市代謝系統(tǒng)能值指標體系

城市是人類在改造與順應自然生態(tài)環(huán)境過程中,建立起來的“自然—社會—經(jīng)濟”復合生態(tài)系統(tǒng)[36]。因此,本文在Odum[21]的能值理論基礎上結(jié)合城市代謝框架,參考劉耕源[33]的能值指標體系,并結(jié)合Brown[37]、陸宏芳[38]、劉耕源等[39]相繼提出的能值可持續(xù)評價指標,從社會、經(jīng)濟和自然三個子系統(tǒng)出發(fā),構(gòu)建廈門市城市代謝系統(tǒng)能值指標評價體系(表2)。

表2 廈門市城市代謝系統(tǒng)能值指標評價體系

社會子系統(tǒng)主要由能值密度、人口承載量、人均能值表征。能值密度指單位面積能值使用量,該指標可以反映城市的發(fā)展強度和集約程度[33],人口承載量是指在當前生活標準下,系統(tǒng)所能容納的最大人口數(shù)量,從側(cè)面反映系統(tǒng)環(huán)境壓力的大小[33],人均能值用量從宏觀生態(tài)經(jīng)濟學視角可以衡量居民生存水平和生活質(zhì)量的高低[34]。經(jīng)濟子系統(tǒng)主要由能值產(chǎn)出率、能值交換率、能值貨幣比率表征。能值產(chǎn)出率反映城市經(jīng)濟發(fā)展對系統(tǒng)外部的依賴度以及系統(tǒng)的產(chǎn)出效益[33],能值交換率用來衡量系統(tǒng)與外界的能值交換情況[33],能值貨幣比率可以表征系統(tǒng)貨幣財富購買能值的能力[34]。自然子系統(tǒng)主要由能值自給率、環(huán)境承載率、能值廢棄率表征。能值自給率可以反映自然系統(tǒng)的自給自足能力[35],環(huán)境承載率可以反映系統(tǒng)自然環(huán)境所承受的壓力[35],能值廢棄率可以反映系統(tǒng)的可更新能力[35]。

城市代謝系統(tǒng)可持續(xù)性由可持續(xù)發(fā)展指標(ESI)、可持續(xù)發(fā)展能值指標(EISD)、城市健康能值指數(shù)(EUEHI)綜合評估,可持續(xù)發(fā)展指標由Brown[37]首次提出,用來衡量生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)是否具有活力和發(fā)展?jié)摿Α?002年陸宏芳等[38]結(jié)合中國實際情況在ESI的基礎上提出了可持續(xù)發(fā)展能值指標,其值越高,表明在單位環(huán)境壓力下的系統(tǒng)經(jīng)濟效益越高,可持續(xù)發(fā)展性能越好。劉耕源等[39]首次以能值產(chǎn)出率(EYR)、環(huán)境承載率(ELR)、能值交換率(EER)分別代表活力、組織結(jié)構(gòu)、恢復力三個方面,以能值密度(ED)與能值貨幣比率(EMR)的比值代表城市的服務維持功能,構(gòu)建了城市健康能值指數(shù)(EUEHI)來衡量城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的健康發(fā)展情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 基于城市代謝的能值流分析

2010—2017年廈門的總能值呈增長趨勢,其中可更新資源能值整體呈現(xiàn)小幅度上升的趨勢,2015年到達到最高值8.08×1022sej(表3),同時不可更新資源呈上升趨勢。進口流能值和出口流能值均在2010—2017年都分別呈現(xiàn)較大的增長趨勢,表明廈門市對外貿(mào)易開放度較高,經(jīng)濟發(fā)展強度大。廈門市的廢棄物流能值在2010—2014年緩慢增長,而2015年以后就開始下降,表明廈門市的生態(tài)環(huán)境保護工作在近年有一定的成效,循環(huán)經(jīng)濟的推行取得一定進展。

表3 2010—2017年廈門市城市代謝能值流核算

2.2 社會子系統(tǒng)

人均能值(EPP)是評價人民生活水平的指標,它可以反映城市內(nèi)部資源、財富和商品的可利用程度[34]。人均能值用量主要由城市的人口數(shù)量及總能值用量決定,可以發(fā)現(xiàn)從2010年至2017年以來廈門市的人均能值呈持續(xù)上升的趨勢,由2010年的3.19×1017sej/人增加到2017年的4.89×1017sej/人,表明經(jīng)濟快速發(fā)展過程中,廈門市民人均生活水平和財富優(yōu)勢明顯提高(圖2),同時超過了國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)達的城市如珠海、深圳(表4)。能值密度(ED)指單位面積能值使用量,該指標愈大,表示經(jīng)濟發(fā)展強度愈好[34]。廈門市的能值密度由2010年的8.11×1014sej增加到2017年的11.50×1014sej,表明廈門市是經(jīng)濟活動頻繁的城市(圖2)。研究期間廈門市能值密度的增長速度較快,與廈門市作為經(jīng)濟特區(qū),經(jīng)濟社會發(fā)展迅速有關(guān),快速城市化引起城市經(jīng)濟密度和經(jīng)濟發(fā)展強度相對較高,城市單位面積能量利用強度大,經(jīng)濟活動頻繁。

表4 2010—2017年廈門市與珠海市、深圳市能值指標對比

圖2 廈門市2010—2017年人均能值與能值密度變化Fig.2 Changes of per capita emergy and emergy density in Xiamen from 2010 to 2017

人口承載量(PCC)是指在目前生態(tài)經(jīng)濟情況下,系統(tǒng)所能承載的最大人口數(shù)量[34]。在2010年廈門市人口承載量為302萬,而實際人口為356萬；2017年廈門市人口承載量為199萬,相較于2010年城市系統(tǒng)所能承載的人口數(shù)量減少,而且2017年城市實際人口為401萬,為其人口承載量的2.23倍(圖3)。廈門市獨特的海灣型城市格局導致城市腹地不足,且隨著經(jīng)濟快速發(fā)展,外來務工人員增加,有限的土地與激增的人口使廈門市人口容量面臨一定的壓力。

圖3 廈門市2010—2017年人口承載量與實際人口變化Fig.3 Population carrying capacity and actual population change of Xiamen from 2010 to 2017

2.3 經(jīng)濟子系統(tǒng)

能值產(chǎn)出率(EYR)[27]越高,系統(tǒng)的自然資源與經(jīng)濟活動產(chǎn)出的能值利用效率越高。如圖4,廈門市的EYR一直呈上升趨勢,由2010年的8.30增加到2017年的15.20,由于廈門市創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展同時加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,使經(jīng)濟發(fā)展效益不斷提高(圖4)。能值交換率(EER)越大,說明在對外貿(mào)易中獲得利益越高[27]。廈門市的能值交換率由2000年的6.94增加到11.80,表明廈門在經(jīng)濟貿(mào)易過程中獲得較多利益,在經(jīng)濟對外貿(mào)易中處于有利地位。廈門作為第一批經(jīng)濟特區(qū)之一,較其他城市更早享有開放的特殊政策,依靠其港口城市天然的優(yōu)越條件,其對外貿(mào)易獲得的利益較多。

能值貨幣比率(EMR)越小經(jīng)濟越發(fā)達,而經(jīng)濟落后地的區(qū)能值貨幣比率越小[27]。從圖4可以看出,2010至2017年廈門市的能值貨幣比率呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢。2017年的能值貨幣比率比2016年同比下降了39.0%,這表明廈門市經(jīng)濟在不斷發(fā)展,系統(tǒng)對外部的商品、服務等需求在不斷增加,系統(tǒng)的經(jīng)濟活動對自然資源的需求越來越小,導致物質(zhì)流動速度和貨幣的周轉(zhuǎn)速率越來越快,繼而引起能值貨幣比率逐年下降。能值貨幣比率下降,居民的收入不斷增加,說明系統(tǒng)為當?shù)鼐用裉峁┑母ｌ聿粩嘣黾?城市的服務功能更加完善。

圖4 廈門市2010—2017年能值貨幣比率、能值產(chǎn)出率與能值交換率變化Fig.4 Changes of emergy money ratio, emergy output rate and emergy exchange rate in Xiamen from 2010 to 2017

2.4 自然子系統(tǒng)

能值自給率(ESR)反映城市系統(tǒng)對自有資源的利用情況及系統(tǒng)自我支持的能力[38]。從圖5可以看出廈門市的能值自給率在2010—2017年呈穩(wěn)定增長趨勢,從2010年的98.3%增加到2017年的99.00%,說明廈門市對外部資源的依賴程度逐漸減少。能值廢棄率(EWR)反映系統(tǒng)的廢棄物對環(huán)境帶來的壓力[38]。廈門市的能值廢棄率一直呈下降的趨勢,由2010年的2.45下降到2017年的2.05(圖5)。表明廈門市為了符合生態(tài)城市的發(fā)展目標,在建設生態(tài)城市過程中,對工業(yè)污染防治做出重大調(diào)整與轉(zhuǎn)變,堅持以高新技術(shù)的開發(fā)與應用促進新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化改造,逐步削減污染物的排放總量,從源頭上減少環(huán)境的壓力。

圖5 廈門市2010—2017年環(huán)境承載率、能值廢棄率與能值自給率變化Fig.5 Changes of environmental carrying rate, emergy abandonment rate and emergy self-sufficiency rate in Xiamen City from 2010 to 2017

環(huán)境承載率(ELR)反映地區(qū)社會經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境直接的協(xié)調(diào)關(guān)系[38],系統(tǒng)環(huán)境承載率小于3為低負荷,3—10之間屬于中度負荷,大于10屬于高負荷,表明現(xiàn)階段系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境壓力變大,具有一定的環(huán)境預警作用。2010至2017年廈門市的環(huán)境承載率一直小于3,表明廈門市的環(huán)境壓力處于低負荷狀態(tài),但有逐漸上升的趨勢,表明隨著廈門市經(jīng)濟快速發(fā)展的同時給系統(tǒng)環(huán)境帶來的壓力有所增大。尤其是廈門市在旅游業(yè)的帶動下,區(qū)域開放程度與城市建設水平得以不斷提升,但是生態(tài)系統(tǒng)面臨相對的資源壓力,加之日益增長的人口壓力,廈門應該注重保障資源高效利用的同時促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。

2.5 可持續(xù)性指標綜合評價

可持續(xù)發(fā)展指標(ESI)是系統(tǒng)能值產(chǎn)出率與環(huán)境承載量的比值[37],若110,說明此地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展程度低,資源開發(fā)利用不夠,是經(jīng)濟不發(fā)達的象征；ESI<1時,為經(jīng)濟高度發(fā)展的資源消費型驅(qū)動系統(tǒng),區(qū)域內(nèi)環(huán)境壓力更高。從圖6可以看出,2010—2017年廈門市的ESI處于1—10之間,說明廈門市經(jīng)濟發(fā)展程度較好,資源得到合理的利用,生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)具有活力和發(fā)展?jié)摿?。這表明廈門市不斷加強科技創(chuàng)新,在發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)、保護生態(tài)環(huán)境、提高能源資源可持續(xù)利用水平等方面取得一定的成效?？沙掷m(xù)發(fā)展能值指標(EISD)定義為原可持續(xù)發(fā)展指標和能值交換率的乘積[38],EISD值越高,說明單位環(huán)境壓力下的社會經(jīng)濟效益越高,系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展性能越好。由圖6可以看出,2010—2017年,廈門市的EISD 2014年后開始出現(xiàn)顯著上升,由2014年的3.24增加到2015年的5.54,EISD由2015年的5.54增加到2017年的7.76,分析可知2014年廈門市出臺《廈門經(jīng)濟特區(qū)生態(tài)文明建設條例》,是中國第二部關(guān)于生態(tài)文明建設的地方法,此后廈門市持續(xù)加快生態(tài)文明建設,實施污染整治、生態(tài)修復和環(huán)境風險管控,開展循環(huán)經(jīng)濟建設,嚴格控制污染物排放等措施,取得了一定效果。

圖6 廈門市2010—2017年能值可持續(xù)性指標變化Fig.6 Changes of emergy sustainability indicators in Xiamen from 2010 to 2017

廈門市城市健康水平能值指數(shù)EUEHI[39]與EISD具有相似的變化趨勢,在2010年—2017年EUEHI呈穩(wěn)定上升趨勢,在2015年EUEHI比2014年增加了1.65倍,表明廈門市的城市健康水平較好且逐年上升。自2014年《美麗廈門戰(zhàn)略規(guī)劃》通過,廈門市加快產(chǎn)業(yè)、城市、社會轉(zhuǎn)型,推進城市治理體系建設,注重生態(tài)保護,改善環(huán)境質(zhì)量,推行綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟。隨著國家生態(tài)文明建設的深入開展,廈門市在城市建設過程中采取了一定的措施來保障生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

2.6 生態(tài)城市能值指標比較

珠海市、深圳市與廈門市都是我國第一批經(jīng)濟特區(qū),經(jīng)濟發(fā)展歷程具有相似性。通過對珠海市、深圳市的能值進行核算,選取部分主要能值指標與廈門市的能值指標進行比較,分析廈門與珠海市、深圳市的發(fā)展差異與可持續(xù)水平。其中人均能值可以反映城市內(nèi)部資源、財富和商品的可利用水平[40],研究發(fā)現(xiàn)2010至2017年廈門市的人均能值均高于珠海市、深圳市,表明經(jīng)濟快速發(fā)展過程中,廈門市資源財富總量高于珠海市、深圳市,這與廈門市獨特的海灣型城市格局有關(guān),具有海陸兩方面的優(yōu)勢自然資源；且廈門市人均生活水平也較高,表明廈門市做為海西經(jīng)濟圈的核心城市,聚集效應大,凈流入人口多,經(jīng)濟發(fā)展?jié)摿Ω摺Ｄ苤底越o率能反映城市系統(tǒng)的資源儲量與自給自足能力[40],廈門市的能值自給率在2010—2017年都顯著高于珠海市、深圳市,表明廈門市具有海灣型城市格局,自然區(qū)位條件更具優(yōu)勢。廈門市系統(tǒng)自身資源相對較豐富,自然本底與發(fā)展基礎較好。2010—2017年廈門市的能值產(chǎn)出率都顯著高于珠海市、深圳市,表明廈門市對資源的利用相較更充足合理。

廈門市、珠海市、深圳市的環(huán)境承載率在2010—2017年均小于3,表明三個城市生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境壓力處于低負荷狀態(tài),城市具有活力與潛力,生態(tài)文明建設都取得一定的成效。然而,與珠海相比,廈門市、深圳市的環(huán)境承載率有上升趨勢,表明隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,廈門、深圳市生態(tài)系統(tǒng)受到一定的影響,未來需要更加關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)保護。2010—2017年廈門市與珠海市的可持續(xù)發(fā)展指標均處于1—10之間,但廈門市的ESI高于珠海市,表明廈門市經(jīng)濟系統(tǒng)在獲得單位社會效益的同時生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)承受的壓力相對較小,即廈門市的可持續(xù)發(fā)展水平相對優(yōu)于珠海；而深圳市ESI小于1,表明深圳市在經(jīng)濟發(fā)展過程中過度依賴外界資源的支持,屬于消費驅(qū)動型經(jīng)濟系統(tǒng)。

相較來看,廈門市和珠海市在生態(tài)城市建設過程中,各項能值評估指標都處于可持續(xù)發(fā)展水平,城市系統(tǒng)處于具有發(fā)展?jié)摿Φ碾A段,可持續(xù)水平評估也符合生態(tài)城市的目標。然而,深圳市的可持續(xù)發(fā)展指標反映出其城市系統(tǒng)不利于長期發(fā)展?？傮w來看,廈門市的資源儲量更豐富,對資源的利用較為合理,生態(tài)環(huán)境壓力比珠海市、深圳市小,城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展性優(yōu)于珠海市、深圳市。

3 結(jié)論

本研究選取具有獨特區(qū)位優(yōu)勢與資源優(yōu)勢的生態(tài)城市—廈門市為研究區(qū),基于城市代謝框架結(jié)合能值分析法,構(gòu)建廈門城市代謝系統(tǒng)能值可持續(xù)評估指標體系,對2010—2017年廈門市的經(jīng)濟子系統(tǒng)、社會子系統(tǒng)、自然子系統(tǒng)進行綜合評估以探究其生態(tài)可持續(xù)性,同時與珠海市、深圳市進行能值指標對比分析,以期為生態(tài)文明背景下,生態(tài)城市的建設提供科學支撐。結(jié)果表明:

(1)2010—2017年,廈門市總能值呈上升趨勢,2017年的總能值為2.51E+24 sej,是2010年總能值的1.65倍,貨幣流能值顯著增加,其中廢棄物流能值下降。廈門市人均能值與能值密度顯著上升,表明廈門市人均生活水平提高,經(jīng)濟活動頻繁；人口承載量小于實際人口數(shù)量,表明廈門市面臨人口激增與土地資源有限的矛盾。

(2)2010—2017年,廈門市能值自給率與能值產(chǎn)出率持續(xù)升高,表明廈門市資源儲量豐富且對資源的利用水平較為合理；環(huán)境承載率逐年上升,表明廈門市環(huán)境壓力處于低負荷狀態(tài),獲得高社會經(jīng)濟效益的同時可持續(xù)發(fā)展性能較好。

(3)2010—2017年廈門市的可持續(xù)發(fā)展指標處于1—10之間,表明其生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)具有活力和發(fā)展?jié)摿?；可持續(xù)發(fā)展能值指標持續(xù)上升,表明廈門市的可持續(xù)發(fā)展性能愈來愈好；城市健康水平能值指數(shù)由2010年的6.21上升至2017年的25.80,表明廈門市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)處于健康可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)。

(4)與珠海市、深圳市的能值指標對比表明,廈門市與珠海市均處于富有經(jīng)濟活力與生態(tài)可持續(xù)發(fā)展?jié)摿﹄A段,且廈門市的可持續(xù)發(fā)展水平整體優(yōu)于珠海市與深圳市。

(5)基于城市代謝框架將能量流、物質(zhì)流、貨幣流及人口流進行能值統(tǒng)一核算,可以較好的反映城市代謝過程的可持續(xù)發(fā)展水平。但是能值分析也有一些不足,在數(shù)據(jù)獲取上尚有局限,對城市系統(tǒng)內(nèi)部各種能值的分類不夠細致,這在未來的研究中有待完善。