江蘇沿江城市群城市生態系統健康評價

金傳芳 鄭國璋

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

江蘇沿江城市群城市生態系統健康評價

金傳芳1,3鄭國璋2,3

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

本文依據城市生態系統的特點及數據的可獲得性,構建了城市生態系統健康評價指標體系,并確定其評價標準。采用模糊數學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年城市生態系統健康進行定量診斷分析。結果表明：(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,但尚未達到理想狀態,還有很大的發展空間。(2)8個城市之間生態系統的健康狀況還存在著一定的差異。總的看來,蘇南城市優于蘇中城市。

城市生態系統;健康評價;模糊數學;沿江城市群;江蘇

隨著城市化進程的不斷加速,城市人口急劇增長,產業高度集中,由此引發了一系列的生態環境問題,城市生態系統遭受到越來越大的壓力,已顯現不健康癥狀,這種發展趨勢威脅到城市生態系統的良性循環和發展,也威脅到人類本身的生存和發展。因此,科學評價城市生態系統的健康狀況,對其經濟社會的可持續發展具有重要意義。郭秀銳等[1]采用模糊數學建立城市生態系統健康評價模型,并以廣州市為例,北京、上海為參比城市,對三個城市的生態系統健康狀況進行了比較評價。胡延蘭等[2]基于城市復合生態系統健康內涵,提出用距離指數和協調指數表征系統發展水平和協調狀況,構建整合距離指數和協調指數的城市生態系統健康評價模型,并設定了城市生態系統健康狀態的評價標準,建立城市生態系統健康評價指標體系,對寧波的實例分析揭示了寧波城市生態系統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、鎮江和北岸的南通、揚州、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,也是江蘇經濟發展的先發區域和主要支撐。其城市的健康發展不僅是自身發展的需要,更是實現全國城市可持續發展的基礎。本文試圖運用主成分分析法和模糊數學方法,對江蘇沿江城市群城市生態系統健康狀況做出評價,找出潛在風險及問題成因,為城市規劃、城市改造及環境管理提供理論依據。

1 城市生態系統健康評價方法

1.1 指標體系

根據城市生態系統的特點以及江蘇沿江城市群的實際情況,選取活力、組織結構、恢復力、維持

生態系統服務功能、人群健康狀況等 5個要素作為城市生態系統健康評價的一級指標,針對每個一級指標涵蓋的內涵以及指標數據的可獲得性,提出相應的二級、三級指標,共 36個具體指標,最后構成城市生態系統健康評價的指標體系[3-5]。

表 1 城市生態系統健康評價指標體系及分級標準

1.2 評價標準

依據國家對健康城市的要求和國家環保局對健康城市建設的標準,確定城市生態系統健康標準[6](見表 1)。本文將其劃分為 5個等級,即：病態、不健康、亞健康、較健康、很健康。參考國內外公認的健康城市、生態城市、國際化大都市標準,以及國內的園林城市、環保模范城市的建議值作為很健康的標準值,以全國最低值為病態的限定值,在前者基礎上向下浮動 20%作為健康和亞健康的劃分標準值,在后者基礎上向上浮動 20%作為不健康和亞健康的劃分標準值,前后兩次確定的亞健康值相互調整得到最終值。

1.3 評價模型

生態系統健康狀況的好壞是相對于評價標準而言的,健康與否只是一個相對概念,很難對某個生態系統是健康還是不健康做出明確的判斷。因此,城市生態系統健康與否可以作為一個模糊問題來處理[7,8]。本文應用模糊數學擬定的城市生態系統健康評價模型為：H=W·R,式中,H——城市生態系統健康診斷結果;W——評價要素 (活力、組織結構、恢復力、維持生態系統服務功能、人群健康)對總體健康程度的權矩陣,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 (模糊關系矩陣);·——模糊變換算子 ,選用 (×,⊕ )算子。

2 評價結果與分析

2.1 總目標健康度評價

2000-2008年江蘇沿江 8市城市生態系統總目標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%)、揚州 (3.90%)、無錫 (3.78%)、蘇州(3.76%)、泰州 (3.62%)、鎮江 (3.49%)、常州(3.33%)、南京 (2.67%)。

健康綜合指數增長如此迅速,主要由于該地區為建設生態城市而大搞了一批不同類型和層次的示范工程,如南京市在市內建設無污染企業示范區,開展以污染物排放總量控制為核心的工業污染防治和城市環境綜合整治定量考核等,有力地支持了當地經濟高速度、高質量地發展,并通過建立環境與經濟協調發展示范區,使得城市功能布局漸趨合理,大大提高了人們的生存環境。

2000-2008年沿江 8市城市生態系統總目標健康度平均值在 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)、鎮江 (0.6790)、南通(0.6563)、揚州 (0.6316)、泰州 (0.6103)。從中可以發現,蘇南城市生態系統健康程度要高于蘇中城市,主要原因：蘇南城市的經濟基礎更加雄厚,如 2008年蘇州市人均 GDP高達 10.64萬元,遠高于泰州市的 3.03萬元;城市基礎設施更加完善,為居民生活提供更為便利的條件,使得城市功能更為完善,城市生態系統愈加健康化。

2.2 活力要素健康度評價

2000-2008年江蘇沿江 8市城市生態系統活力要素健康度平均值在 0.55～0.75之間。蘇州市活力要數健康指數最高,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)、鎮江 (0.6805)、常州 (0.6770)、南通(0.6576)、南京 (0.6368)、揚州 (0.5804)。其中 ,揚州市和泰州市活力要素健康指數平均值隸屬于亞健康狀態,其余城市為較健康狀態。總的來看,活力要素健康指數值名列前幾位的還是以蘇南城市為主 (南京除外)。活力要素健康度數值的高低主要與經濟生產力及經濟效率這兩個因素是緊密聯系的。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先位置,以至于其經濟生產力較高。南京市活力要素不高的原因主要是單位能耗較高,導致經濟效率有所下降。

2000-2008年江蘇沿江 8市城市生態系統活力要素健康度提升幅度較大。根據年平均遞增率的高低,泰州 (6.57%)〉蘇州 (4.46%)〉√南通(4.34%)〉揚州 (4.34%)〉無錫 (3.74%)〉南京 (3.57%)〉鎮江 (2.68%)〉常州 (2.13%)。其中,泰州市增長幅度最大,健康指數由 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,拉動經濟快速增長,促使活力要素不斷增強。

2.3 組織結構要素健康度評價

2000-2008年江蘇省沿江 8市城市生態系統組織結構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%)〈揚州(3.45%)〈鎮江 (3.46%)。其中,鎮江市增長幅度最大,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業結構在不斷地優化,三次產業占地區生產總值的比重由 2000年的 7.1∶55.4∶37.5變為 2008年的 3.8∶59.8∶36.3,表明經濟結構得到了合理的調整。此外,鎮江市中心區人口密度也由 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系統的壓力,進而使生態系統朝著健康的方向發展。

2000-2008年沿江 8市城市生態系統組織結構要素健康指數平均值在 0.57～0.74之間。根據 9年的健康指數平均值,蘇州 (0.5753)〈揚州(0.5833)〈常州 (0.6015)〈泰州 (0.6090)〈南通 (0.6145)〈鎮江 (0.6603)〈無錫 (0.7006)〈南京(0.7410)。其中蘇州和揚州組織結構要素為亞健康狀態,其余城市為較健康水平。蘇州健康指數為亞健康主要是因為市中心區人口密度高于其他沿江城市,2008年為 1443.69人 /km2,人類活動對生態系統造成更多的人為影響,對生態系統造成的壓力更大,致使社會結構與自然—經濟結構不太協調,再加上近年來蘇州第三產業從業人員比重大幅度下降 (2000年為 45.9%,2008年為 26.42%),經濟結構顯得有些紊亂。而揚州健康指數較低的原因是基尼系數略微偏高,導致社會結構不太合理,影響了生態系統的健康程度。

2.4 恢復力要素健康度評價

2000-2008年江蘇沿江 8市城市生態系統恢復力要素健康指數呈現穩中有升的狀態。南京、無錫、常州、蘇州、南通、揚州、鎮江、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%)、環保投入的加大 (環保投入占 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市城市生態系統恢復力要素健康指數平均值在 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 5年的健康指數值都在 0.8以上,達到了很健康水平,表明恢復力要素是江蘇省沿江 8個城市尤其是常州市生態系統健康狀況的主要優勢因素。依據 9年的健康指數平均值,8個城市由高到低的順序為：常州 (0.8047)、蘇州 (0.7744)、泰州 (0.7704)、鎮江 (0.7596)、無錫 (0.7564)、揚州 (0.7471)、南通 (0.7378)、南京 (0.7148),相比之下 ,南京的恢復力要素健康指數略顯遜色,主要因為南京市在廢棄物處理方面的效率還不是很高,尤其是工業固廢排放利用率較低 (2008年僅有91%)。

2.5 維持生態系統服務功能要素健康度評價

2000-2008年江蘇沿江 8市城市生態系統服務功能要素健康指數平均值在 0.7～0.8之間,隸屬于較健康狀態。按照 9年的健康指數平均值,無錫 (0.7164)〉常州 (0.6867)〉蘇州 (0.6860)〉南京 (0.6762)〉鎮江 (0.6655)〉揚州 (0.6541)〉南通 (0.6349)〉泰州 (0.6148)。總的說來,蘇南城市的健康指數平均值略高于蘇中城市,這種差異主要體現在環境質量以及城市基礎設施的建設上。由于蘇南城市的活力要素健康指數值普遍高于蘇中城市,而只有活力要素更加趨于健康,人們的生活質量才能不斷地提高,政府才能投入大量的資金來發展城市公共事業,改進城市的環境質量。

2000-2008年沿江 8市城市生態系統服務功能要素健康度數值呈逐年上升的態勢,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服務功能健康指數值都在 0.8以上,達到很健康水平。依據年平均增長率的大小,鎮江 (4.92%)〉蘇州 (4.81%)〉無錫 (4.49%)〉南通 (4.21%)〉泰州(4.14%)〉常州 (4.10%)〉揚州 (2.26%)〉南京(2.12%)。其中,鎮江市的增長速度位居榜首,健康指數值由 2000年的 0.5435(亞健康)上升到 2008年的 0.7980(較健康)。主要原因：環境質量的提高,特別是空氣質量的改善 (空氣優良天數達標率由 2000年的 74.68%提高到 2008年的 91%)。此外,城市綠化建設力度的加大,使得人均公共綠地面積的不斷擴大,生態環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市城市生態系統人群健康要素健康指數平均值在 0.56～0.76之間。南京、無錫、常州、蘇州、南通、揚州、鎮江、泰州等8個城市 9年的健康指數平均值依次為：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年萬人在校大學生數已高達 1161.85人,遠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濟的可持續發展,所以蘇南城市人群健康要素健康狀況優勢并未十分明顯。

2000-2008年沿江 8市城市生態系統人群健康要素健康指數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、揚州、鎮江、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,表明常州在城市發展過程中克服了較多生態健康的不利因素,變劣勢因素為優勢因素。

3 結論

(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系統健康向著更為健康的方向發展,這主要因為該地區較為發達的經濟帶動了其他各方面的共同進步,使得城市功能更加完善,生態系統健康水平不斷地提高。

(2)江蘇沿江城市群城市生態系統健康水平尚未達到健康的理想水平 (健康度≥1),未來還有很大的發展空間。

(3)8個城市之間生態系統的健康狀況還存在著一定的差異。總的看來,蘇南城市的生態系統健康水平優于蘇中城市,主要原因：無論是經濟實力還是城市基礎設施的建設,蘇南城市都強于蘇中城市。在今后的城市發展過程中,蘇中城市應該發揮其紐帶作用,實行跨江發展戰略,不斷完善城市功能,同時也要帶動蘇北城市的發展,使全省城市生態系統健康水平更上一個新臺階。

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A

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

山西省軟科學研究項目 (編號：2008041032-03)。

金傳芳 (1982—),女,江蘇高郵人,主要從事區域可持續發展方面的研究。