方立林，徐鵬，吳迎霞，戴守斌，張林

（1.武義縣林業(yè)工作總站，浙江 金華 321000；2.國家林業(yè)和草原局 華東調(diào)查規(guī)劃院，浙江 杭州 310019)

森林城市是在城市管轄范圍內(nèi)形成的以森林和樹木為主體、山水林田湖草相融共生的生態(tài)系統(tǒng)，將市域內(nèi)的森林生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)作為對象，以達(dá)到城市建筑與林木分布之間的合理布局，使森林功能得以滿足城市需要的復(fù)合系統(tǒng)。國家森林城市，在城市管轄范圍內(nèi)形成以森林和樹木為主體、山水林田湖草相融共生的生態(tài)系統(tǒng)，且各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到《國家森林城市評價指標(biāo)》（GB/T 37342—2019）要求并經(jīng)國家林業(yè)和草原局批準(zhǔn)稱號的城市[1-2]。國家森林城市建設(shè)是牢固深化綠色發(fā)展理念，深化城鄉(xiāng)生態(tài)綠化體系建設(shè)，弘揚(yáng)和傳播生態(tài)文化理念的重要手段[3]。

2004 年，全國綠化委員會、原國家林業(yè)局啟動了“國家森林城市”建設(shè)工作，根據(jù)2019 年最新數(shù)據(jù)顯示，我國國家森林城市已達(dá)到194 個。隨著國家森林城市建設(shè)的不斷推進(jìn)，我國諸多學(xué)者對森林城市建設(shè)對策、存在的問題及發(fā)展歷程開展了一系列探討和回顧[4-6]，在森林城市建設(shè)效益方面，宋進(jìn)春等[7]對湖南婁底市國家森林城市的建設(shè)效益進(jìn)行了定量評估；馬勇等[8]對石林國家森林城市的綠地建設(shè)效益進(jìn)行了分析；莊乾達(dá)等[9]以杭州市為例，對浙江省森林城市建設(shè)綜合評價進(jìn)行了研究。這些研究從定性或定量等不同的角度對各地森林城市建設(shè)的生態(tài)、社會和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了不同研究。但這些研究均是針對單一城市開展的，尚未有森林城市和非森林城市之間進(jìn)行對比研究。本文針對這一問題，采用抽樣法和主成分分析法，通過建立對比評價指標(biāo)體系，評估國家森林城市及非國家森林城市在經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、文化、社會等方面的差異性和優(yōu)劣，客觀評估分析國家森林城市建設(shè)成效，以期為未來我國森林城市建設(shè)提供參考。

1 研究方法和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

本文選擇杭州市-蘇州市、青島市-天津市、石家莊市-太原市、南通市-嘉興市、信陽市-阜陽市、安慶市-黃岡市、鹽城市-連云港市、商丘市-菏澤市、梅州市-河源市、宜賓市-昭通市、益陽市-婁底市11 對空間位置相鄰、經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力相近的國家森林城市與非國家森林城市進(jìn)行比較，以盡可能縮小森林城市與非森林城市因地理位置、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等的差異性影響（見圖1）。這幾組對比城市在選取過程中，盡可能選擇了地理區(qū)位相近、氣候環(huán)境相似，規(guī)模相近、發(fā)展定位相似的城市來比較，例如太原市和石家莊市，基本均位于同一緯度，均為省會城市，且均為北方工業(yè)城市，發(fā)展水平也比較接近；再如杭州市與蘇州市，都是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、文化繁榮、歷史悠久、人口眾多、風(fēng)景秀美的江南城市的典型代表，常以“上有天堂，下有蘇杭”而相提并論。

圖1 國家森林城市與非國家森林城市選擇分布圖Fig.1 Distribution of national forest cities and non-national forest ones

通過對森林城市建設(shè)的19 個指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，并利用主成分系數(shù)得分計(jì)算綜合得分，對不同的森林城市進(jìn)行建設(shè)成效排名。主成分分析的原理是設(shè)法將原來變量重新組合成一組新的相互無關(guān)的幾個綜合變量，同時根據(jù)實(shí)際需要，從中取出幾個較少的總和變量，盡可能多地反映原來變量的信息的統(tǒng)計(jì)方法，叫做主成分分析或主分量分析，也是數(shù)學(xué)上處理降維的一種方法。它可以高效地找出數(shù)據(jù)中的主要部分，將原有的復(fù)雜數(shù)據(jù)降維，去除整個數(shù)據(jù)中的噪音和冗余[10]。具體過程如下：

①對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行正向化、標(biāo)準(zhǔn)化處理。對逆向指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行線性變換，使用越小越好型指標(biāo)，將原始數(shù)據(jù)映射在區(qū)間[0,1]中，公式為：，其中，i=1,2,···n；k=1,2,···p。

② 對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行適用性檢驗(yàn)，判定指標(biāo)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性。

③計(jì)算矩陣x。主成分的數(shù)學(xué)模型為：對于1 個樣本資料，觀測p個變量x1，x2，…xp，n個樣品的數(shù)據(jù)資料矩陣為：(x1,x2,…xp)，其中，（j=1,2,… p）。

④ 計(jì)算主成分。將p個觀測變量綜合成為p個新的變量（綜合變量），即：

式中，F(xiàn)1稱為第一主成分，F(xiàn)2稱為第二主成分，以此類推，有p個主成分；aij為主成分系數(shù)。

⑤ 計(jì)算綜合系數(shù)得分。綜合得分是相應(yīng)的因子得分除以相應(yīng)特征根的算術(shù)平方根后乘以對應(yīng)的主成分貢獻(xiàn)率。公式為：其中，為主成分n的特征根，a1j為得分系數(shù)，F(xiàn)n為主成分n的貢獻(xiàn)率。

1.2 評估指標(biāo)

評估指標(biāo)的設(shè)計(jì)主要結(jié)合國家森林城市評價指標(biāo)中對森林城市建設(shè)要求的指標(biāo)體系設(shè)計(jì)，針對國家森林城市建設(shè)的生態(tài)、社會、經(jīng)濟(jì)以及文化等多重效益，重點(diǎn)從物質(zhì)生活、精神生活、生態(tài)環(huán)境、社會環(huán)境和公共服務(wù)等方面進(jìn)行綜合考量，《國家森林城市評價指標(biāo)（LY/T 2004—2012）》和《國家森林城市評價指標(biāo)（GB/T 37342—2019）》兩套評價指標(biāo)體系分別設(shè)置了森林網(wǎng)絡(luò)、森林健康、城市林業(yè)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)福利、生態(tài)文化5 個方面的建設(shè)評價內(nèi)容，對照這5 個內(nèi)容，選取19 個與城市建設(shè)成效相關(guān)的評估指標(biāo)，包括4 個經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、5 個社會指標(biāo)、4 個生態(tài)指標(biāo)、3 個文化指標(biāo)和3 個健康指標(biāo)，分別對照城市林業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)成效、生態(tài)福利建設(shè)成效、森林網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成效、生態(tài)文化建設(shè)指標(biāo)和森林健康建設(shè)指標(biāo)，旨在盡可能全面、科學(xué)、客觀地評估對比森林城市和非森林城市在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民獲得感、城市魅力和生態(tài)文明建設(shè)等方面的發(fā)展建設(shè)狀況，具體指標(biāo)內(nèi)容見表1。

表1 國家森林城市建設(shè)效益評估指標(biāo)體系Tab.1 The evaluate index system of construction efficiency for national forest city

1.3 數(shù)據(jù)來源

本文研究所需的具體指標(biāo)數(shù)據(jù)主要來源于各市的2020 年統(tǒng)計(jì)年鑒、國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報和中國經(jīng)濟(jì)社會大數(shù)據(jù)研究平臺，數(shù)據(jù)時間截止到2020 年。

2 結(jié)果與分析

通過對11 對國家森林城市與非國家森林城市19 個評估指標(biāo)均值的比較（表2），結(jié)果表明，除一般公共預(yù)算收入、人均道路面積和空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)這3 個指標(biāo)表現(xiàn)為國家森林城市低于非國家森林城市外，其他的指標(biāo)均表現(xiàn)為國家森林城市優(yōu)于非國家森林城市。

表2 11 對國家森林城市與非國家森林城市比較指標(biāo)統(tǒng)計(jì)Tab.2 Indicators of 11pairs of national forest cities and non-national forest ones

通過4 項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和5 項(xiàng)社會指標(biāo)可以看出，國家森林城市的地方財政收入（一般公共預(yù)算收入）不一定比非森林城市高，但是其居民經(jīng)濟(jì)收入和百姓幸福度比非森林城市更高；3 項(xiàng)文化指標(biāo)和3 項(xiàng)健康指標(biāo)均反映出森林城市比非森林城市高，說明國家森林城市的建設(shè)在文化傳播和促進(jìn)人體健康方面更具優(yōu)勢；雖然空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)非國家森林城市較高，主要是因?yàn)閲疑殖鞘惺仪f市的空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)全年平均僅有174 d，達(dá)標(biāo)率為47.67%，因此降低了國家森林城市的平均水平，石家莊市一直以來是北方工業(yè)重鎮(zhèn)、全國工業(yè)大市，早在“一五”期間，國家就在石家莊建立了多門類工業(yè)體系，給生態(tài)環(huán)境帶來了巨大負(fù)擔(dān)，根據(jù)國際環(huán)保組織綠色和平于2014 年發(fā)布的《中國365 個城市PM2.5濃度排名》，排名前三位的城市均為河北省地市，石家莊位居第3，世界衛(wèi)生組織（WHO）公布的2020 年全球污染嚴(yán)重的城市（依據(jù)PM2.5濃度）顯示，石家莊在全國383個城市中高居第9，空氣質(zhì)量難以僅僅靠創(chuàng)建國家森林城市來全面改善。但在年均PM2.5濃度、森林覆蓋率和建成區(qū)綠化覆蓋率方面國家森林城市都比非國家森林城市要高，綜合來說，森林城市比非森林城市在改善生態(tài)環(huán)境和凈化空氣方面也表現(xiàn)出一定優(yōu)勢。

通過主成分分析方法（表3），共得出5 個主成分因子，其累計(jì)貢獻(xiàn)率為81.75%。其中主成分1 的特征值為7.643，貢獻(xiàn)率為38.21%，主要體現(xiàn)人均GDP、一般公共預(yù)算收入、居民人均可支配收入、旅游總收入等4個經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和3 個文化指標(biāo)，其中4 個經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的占比均超過90%，文化指標(biāo)中人均地方教育財政支出和每萬人擁有公共圖書藏量占比分別為90.1%和88.6%；主成分2 的特征值為2.774，貢獻(xiàn)率為13.87%，其中PM2.5和空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)2 個生態(tài)指標(biāo)占比較高，分別為76.0%和78.7%；主成分3 的特征值為2.578，貢獻(xiàn)率為12.89%，其中建成區(qū)綠化覆蓋率指標(biāo)占比較高，為91.8%；主成分4 的特征值為2.258，貢獻(xiàn)率為11.29%，其中森林覆蓋率指標(biāo)的占比最高，為61.9%；主成分5 的特征值為1.097，貢獻(xiàn)率為5.48%，其中消費(fèi)價格指數(shù)的占比最高，為65.9%。通過上述分析說明經(jīng)濟(jì)、文化、生態(tài)三項(xiàng)指標(biāo)可以構(gòu)成評判國家森林城市與非國家森林城市的主要評價指標(biāo)。

表3 11 對國家森林城市與非國家森林城市比較指標(biāo)主成分分析統(tǒng)計(jì)Tab.3 Principal component analysis on 11 pairs of cities

通過計(jì)算5 個主成分因子的總得分，對各城市進(jìn)行綜合得分排名，結(jié)果見表4。由表4 可知，排名前10 的城市中共有6 個為國家森林城市，分別為杭州市、南通市、梅州市、青島市、鹽城市和安慶市，同時也發(fā)現(xiàn)是否是國家森林城市并不能作為評判一個城市綜合實(shí)力的主要依據(jù)，例如蘇州市雖然不是國家森林城市，但其綜合得分超過杭州市以外的其他森林城市。但進(jìn)一步對空間位置相鄰、經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力接近的國家森林城市與非國家森林城市兩兩對比分析可知，國家森林城市的綜合得分基本上均高于非國家森林城市，例如杭州市>蘇州市、南通市>嘉興市、青島市>天津市、鹽城市>連云港市等。通過對11 對空間位置相鄰、經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力相近城市組的比較分析，能夠充分說明國家森林城市與非國家森林城市在城市綜合實(shí)力方面相比，更具優(yōu)勢。

表4 11 對國家森林城市與非國家森林城市比較指標(biāo)和主成分綜合得分統(tǒng)計(jì)Tab.4 Indicators and values of 11 pairs of cities

表4 （續(xù)）

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

本文采用抽樣法及主成分分析方法抽取了杭州市-蘇州市、青島市-天津市、石家莊市-太原市等11 對空間位置相鄰、經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力接近的國家森林城市與非國家森林城市的19 項(xiàng)評估指標(biāo)進(jìn)行比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，19 項(xiàng)指標(biāo)中有13 項(xiàng)指標(biāo)顯示國家森林城市優(yōu)于非國家森林城市，國家森林城市的居民經(jīng)濟(jì)收入和百姓幸福度比非森林城市更高；森林城市在文化傳播和促進(jìn)人體健康方面更具優(yōu)勢；在改善生態(tài)環(huán)境和凈化空氣方面也表現(xiàn)優(yōu)異。通過主成分分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)、文化、健康5 個方面的指標(biāo)體系中，經(jīng)濟(jì)、文化和生態(tài)指標(biāo)可以構(gòu)成評判國家森林城市與非國家森林城市差別的主要評價指標(biāo)。而通過對等城市組的內(nèi)部對比發(fā)現(xiàn)，國家森林城市與非國家森林城市在城市綜合實(shí)力方面相比，更具優(yōu)勢，從側(cè)面反映出創(chuàng)建國家森林城市對于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、彰顯文化、改善生態(tài)環(huán)境和提升城市形象方面具有正面意義。但是城市的生態(tài)環(huán)境提升改善也并非全部都能因?yàn)閲疑殖鞘械膭?chuàng)建而扭轉(zhuǎn)，如石家莊市雖然為國家森林城市，但是由于其一直以來是河北省乃至我國北方的工業(yè)大市，空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)達(dá)標(biāo)率僅為47.67%，難以僅僅靠創(chuàng)建國家森林城市來全面改善。

開展森林城市建設(shè)表面上來看是對一個城市生態(tài)環(huán)境的綠化提升，但從長遠(yuǎn)來看，森林城市所創(chuàng)造的價值和所帶來的收益遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止生態(tài)一個方面，由于生態(tài)提升間接帶來城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型、產(chǎn)能結(jié)構(gòu)的調(diào)整、百姓生活幸福感的倍增以及城市面貌和形象大大提升。同時森林城市的建設(shè)效益短期來看非常不明顯甚至難以具體估量，但是其影響是長久的、可持續(xù)的，對于一個城市的傳承發(fā)展和文化延續(xù)具有非常重要的價值和意義，是一個城市長遠(yuǎn)綜合實(shí)力的重要衡量因素。

3.2 討論

森林城市建設(shè)是城市林業(yè)綜合性提升的體現(xiàn)和主要措施[11]。國家森林城市從2004 年創(chuàng)建至今，得到了廣泛推進(jìn)并取得了顯著成效。關(guān)于國家森林城市建設(shè)的規(guī)劃方法、建設(shè)評價指標(biāo)體系，已經(jīng)日趨成熟并廣泛應(yīng)用[12-14]，但是關(guān)于國家森林城市建設(shè)成效的科學(xué)、全面、客觀評價仍然存在不足，對于國家森林城市的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、文化等多元價值的正確評估仍然是空白。本文雖然嘗試就森林城市與非森林城市進(jìn)行對比來分析森林城市建設(shè)這么多年來在城市發(fā)展、城市形象、百姓生活等方面的差異，但是一個城市的建設(shè)與發(fā)展受政治、歷史、產(chǎn)業(yè)布局等諸多方面的影響，遠(yuǎn)不是森林城市建設(shè)一項(xiàng)措施而導(dǎo)致的結(jié)果，所以本文仍然存在評價方法有待改進(jìn)、評價指標(biāo)不夠全面等諸多問題，如何能夠排除城市發(fā)展的多元主因素和客觀因素，純粹、清晰地抽析出森林城市建設(shè)單方面獲得的效益，建立更加科學(xué)、合理、全面的評價指標(biāo)與方法，是接下來的研究重點(diǎn)。

近年來，隨著生態(tài)產(chǎn)品價值的理念不斷被提出并重視，筆者認(rèn)為森林城市建設(shè)對于一個城市所創(chuàng)造的生態(tài)產(chǎn)品價值到底是多少，可以成為評價衡量森林城市建設(shè)效益的一個很好的切入點(diǎn)，未來建議圍繞生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值及生態(tài)產(chǎn)品價值實(shí)現(xiàn)，開展森林城市建設(shè)成效的價值定量化評估方法研究，量化評估森林在城市建設(shè)發(fā)展中發(fā)揮的經(jīng)濟(jì)價值，科學(xué)計(jì)算其對改善人居環(huán)境、促進(jìn)健康、提高經(jīng)濟(jì)、增進(jìn)社會穩(wěn)定、提升城市形象、弘揚(yáng)文化等方面的實(shí)際價值，從而更好地彰顯國家森林城市創(chuàng)建的作用和意義，推動生態(tài)文明建設(shè)。