金傳芳 鄭國璋

(1.中國科學(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)健康評價

金傳芳1,3鄭國璋2,3

(1.中國科學(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)健康評價指標(biāo)體系,并確定其評價標(biāo)準(zhǔn)。采用模糊數(shù)學(xué)法的原理建立評價模型,以江蘇沿江城市群為研究對象,對其 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,江蘇沿江城市群無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?蘇南城市優(yōu)于蘇中城市。

城市生態(tài)系統(tǒng);健康評價;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,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)遭受到越來越大的壓力,已顯現(xiàn)不健康癥狀,這種發(fā)展趨勢威脅到城市生態(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)評價城市生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況,對其經(jīng)濟(jì)社會的可持續(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)健康評價模型,并以廣州市為例,北京、上海為參比城市,對三個城市的生態(tài)系統(tǒng)健康狀況進(jìn)行了比較評價。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)健康評價模型,并設(shè)定了城市生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)的評價標(biāo)準(zhǔn),建立城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標(biāo)體系,對寧波的實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江南岸的南京、蘇州、無錫、常州、鎮(zhèn)江和北岸的南通、揚(yáng)州、泰州共 8個地級以上城市,是長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,更是實現(xiàn)全國城市可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。本文試圖運用主成分分析法和模糊數(shù)學(xué)方法,對江蘇沿江城市群城市生態(tài)系統(tǒng)健康狀況做出評價,找出潛在風(fēng)險及問題成因,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)健康評價方法

1.1 指標(biāo)體系

根據(jù)城市生態(tài)系統(tǒng)的特點以及江蘇沿江城市群的實際情況,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個要素作為城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價的一級指標(biāo),針對每個一級指標(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、三級指標(biāo),共 36個具體指標(biāo),最后構(gòu)成城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價的指標(biāo)體系[3-5]。

表 1 城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標(biāo)體系及分級標(biāo)準(zhǔn)

1.2 評價標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)國家對健康城市的要求和國家環(huán)保局對健康城市建設(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個等級,即：病態(tài)、不健康、亞健康、較健康、很健康。參考國內(nèi)外公認(rèn)的健康城市、生態(tài)城市、國際化大都市標(biāo)準(zhǔn),以及國內(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%作為健康和亞健康的劃分標(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 評價模型

生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的好壞是相對于評價標(biāo)準(zhǔn)而言的,健康與否只是一個相對概念,很難對某個生態(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模糊問題來處理[7,8]。本文應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)擬定的城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價模型為：H=W·R,式中,H——城市生態(tài)系統(tǒng)健康診斷結(jié)果;W——評價要素 (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——評價要素對健康評價等級的隸屬度矩陣 (模糊關(guān)系矩陣);·——模糊變換算子 ,選用 (×,⊕ )算子。

2 評價結(jié)果與分析

2.1 總目標(biāo)健康度評價

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。按照年平均增長率的快慢,8個城市由高到低的順序為：南通(4.49%)、揚(yáng)州 (3.90%)、無錫 (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個城市由高到低的順序為：南京 (0.7194)、無錫 (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) 10.64萬元,遠(yuǎn)高于泰州市的 3.03萬元;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 活力要素健康度評價

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)?？偟膩砜?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)?；盍σ亟】刀葦?shù)值的高低主要與經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力及經(jīng)濟(jì)效率這兩個因素是緊密聯(lián)系的。相對于蘇中城市,無論是人均 GDP或是實際利用外資,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%)〉無錫 (3.74%)〉南京 (3.57%)〉鎮(zhèn)江 (2.68%)〉常州 (2.13%)。其中,泰州市增長幅度最大,健康指數(shù)由 2000年的 0.4149提升到 2008年的 0.6904,即由亞健康等級跨入較健康等級,主要得益于該市通過招商引資,拉動經(jīng)濟(jì)快速增長,促使活力要素不斷增強(qiáng)。

2.3 組織結(jié)構(gòu)要素健康度評價

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,但各個城市增長幅度迥然不同。

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)為亞健康主要是因為市中心區(qū)人口密度高于其他沿江城市,2008年為 1443.69人 /km2,人類活動對生態(tài)系統(tǒng)造成更多的人為影響,對生態(tài)系統(tǒng)造成的壓力更大,致使社會結(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)力要素健康度評價

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、無錫、常州、蘇州、南通、揚(yáng)州、鎮(zhèn)江、泰州的年平均增長率分別為：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,橫跨兩個等級,這與該城市對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個城市尤其是常州市生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的主要優(yōu)勢因素。依據(jù) 9年的健康指數(shù)平均值,8個城市由高到低的順序為：常州 (0.8047)、蘇州 (0.7744)、泰州 (0.7704)、鎮(zhèn)江 (0.7596)、無錫 (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,主要因為南京市在廢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)功能要素健康度評價

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來,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,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年無錫和常州這兩個城市生態(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)年平均增長率的大小,鎮(zhèn)江 (4.92%)〉蘇州 (4.81%)〉無錫 (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價

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、無錫、常州、蘇州、南通、揚(yáng)州、鎮(zhèn)江、泰州等8個城市 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,主要因為蘇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)超于蘇中任何一個城市。由于蘇南城市人口自然增長率高于蘇中城市,過快的人口增長勢必影響人民生活水平以及社會經(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,8個城市上升幅度存在較大差異,南京、無錫、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個等級,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,變劣勢因素為優(yōu)勢因素。

3 結(jié)論

(1)2000-2008年江蘇沿江城市群無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,這主要因為該地區(qū)較為發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)帶動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),未來還有很大的發(fā)展空間。

(3)8個城市之間生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況還存在著一定的差異。總的看來,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：無論是經(jīng)濟(jì)實力還是城市基礎(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,實行跨江發(fā)展戰(zhàn)略,不斷完善城市功能,同時也要帶動蘇北城市的發(fā)展,使全省城市生態(tài)系統(tǒng)健康水平更上一個新臺階。

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X826

A

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

山西省軟科學(xué)研究項目 (編號：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。