陳文俊,楊惡惡,賀正楚,周震虹
(1.中南林業科技大學經濟學院,湖南長沙 410004;2.創新型企業風險管理與控制技術湖南省工程實驗室,湖南長沙 410004;3.湖南省發展和改革委員會,湖南長沙 410004)
現有經濟增長方式對生態環境的破壞所造成的危機越來越明顯,城市作為現代經濟發展最重要的空間載體,需要直接面對經濟發展所帶來的各種生態環境問題[1]。人類未來經濟發展的生態化趨勢[2]要求城市在既滿足經濟發展需要的同時又進行生態環境保護,進而實現城市經濟與生態環境的協調發展,在這一趨勢下,城市的競爭力與其可持續發展能力密切相關,并直接受到其生態環境質量的影響[3]。
根據中心地理論[4],區域城鎮體系中處在市場和交通網的中心位置、居于核心地位的中心城市[5]可通過其規模效應、集聚效應、外部效應等作用周邊,帶動和影響整個區域的發展。在我國,省級行政單元是根據自然條件和人文條件的不同而進行的最大尺度區域劃分,各省會城市通常即為該區域的中心城市,其發展水平也基本上代表了該區域城市發展的最高水平,其發展水平和模式也對其周邊城市網絡的發展起著巨大的示范和輻射作用[6]。
容易看到,我國東部地區與中西部地區發展的較大不平衡可直觀地反映在兩地區省會城市的發展上。為加快中西部地區的發展,根據國家中西部開發的總體綱要,中西部地區的發展應主要依托交通干線,發揮中心城市的集聚功能和輻射作用,實行重點開發,進而以點帶面的有序推進[7]。因此,以各省會城市為中心的新型城市群的發展成為這一過程中的關鍵。
自2010年以來,新型城市化戰略的提出進一步要求這種發展應實現人口、空間結構的均衡,堅持以人為本、統籌兼顧,做到全面、協調、和諧、可持續,走科學發展、集約高效、環境友好的路子[8]。這就需要突出循環經濟、節能降耗、轉變發展方式,把新型城市化與城市生態化結合起來,著力減少污染排放,加大污染治理力度,突出城市生態建設,推動城市與自然、人與城市環境和諧相處[9]。可以預見,對正亟待發展的中西部省份而言,在這一新的城市發展模式的驅動下,具有更好生態競爭力的城市將搶占更加有利的發展地位,在此輪生態文明建設大潮中占據先機。
因此,本文針對我國中西部地區十五個主要省份的省會城市競爭力,通過建立直覺模糊評價模型進行了比較,給出了綜合評價結果并針對各自的競爭優劣勢進行分析,并期待這一結果能對我國中西部發展提供有益的參考。
所謂的城市競爭力,源于國際競爭力和區域競爭力的研究,較早致力于城市競爭力研究的美國巴克內爾大學的Peter 教授認為城市競爭力是指城市創造財富、提高收入的能力[10],對此,倪鵬飛進一步指出[10],這是一個相對的概念,即:(1)從價值收益的最終產出角度看,是指城市參與國內外貿易、投資、服務等競爭,提高增加值和居民生活水平的能力;(2)從經濟收益的要素投入角度看,是城市在資源爭奪競爭中的動員、整合、轉化能力;(3)從競爭力作用的方向和過程上看,則是指城市在競爭過程中的引進吸收、轉化提升能力進而輸出擴張的能力。由12 篇有關城市競爭力的文章編輯而成的《城市競爭力:創建活力城市的政策》一書[11],也從不同角度闡釋了什么是城市競爭力以及如何構建城市競爭力的問題。
而針對城市生態環境和其競爭力間的關系這一問題的研究,直到20世紀90年代,才由美國學者道格拉斯(Douglas Webster)引入,明確提出自然環境對城市競爭力有一定的影響[12]。隨后的一些關于城市競爭力的研究中,開始涉及到了生態環境指標,但是這些生態環境指標在整個評價體系中作用偏小,不能很好的反映生態因素對城市競爭力,尤其是可持續競爭力的影響,因此,有學者針對生態環境競爭力加以專門的研究[13-15],從不同的側面多次確認了這種生態因素對城市競爭力的制約[16-17],綜合這些研究中的成果,本文認為:城市生態競爭力是指城市為了滿足其持久生存和發展的需要,對自然資源的占有并加以合理利用的能力,強調在環境保護、自然資源利用方面實現經濟增長與生態環境和諧發展,進而促進城市的吸引力和區域經濟增長,部分表征了城市可持續發展潛力的大小。
而對城市生態競爭力加以評價,可以看作一類特殊的對生態環境質量所進行的綜合評價研究[18]。這類研究當前采用較多的方法有綜合指數評價法、戰略環境評價法(SEA)、生態足跡法、能值法、條件價值法(CVM)、成本效益分析法(CBA)、生態系統服務價值法(ESV)等??偟膩碚f,上述不同的評價方法適用于不同的研究層面[19],然而,從城市競爭力層面來看,現有的這些研究更多的傾向對生態環境質量進行度量,較少考慮這種質量對城市競爭力的影響,未能很好的體現出城市競爭力概念中所體現的相對性,即一個城市是否更加具有生態競爭力更多是在與其它城市的生態質量的比較與競爭時而言的。
近年來,基于模糊數學的綜合評價方法也已逐漸被應用到生態評價領域,在諸如城市生態安全、生態系統健康、生態環境質量的評價[20-23]等方面均發現了相關的文獻。模糊方法利用隸屬度理論,能夠較好地處理評價因素、評價標準界線等的模糊性,從而更好地包容信息中所蘊含的不確定性,進而取得較好的評價效果。然而,現有的這類模糊綜合評價方法也面臨著同樣的競爭特征表達缺失問題,其直接原因主要來自于模型中對評價準則體系中各準則的權重設定方式。傳統的方法中利用層次分析法等常見方式對各準則加以預先賦權,準則權重的設定與各評價對象在準則下的表現是完全獨立的,沒有考慮到待評價對象間的相互競爭關系。
實際上,在比較一組評價對象相互間的競爭力時,當在某一準則下組內不同對象具有越類似的表現,該準則在評價某對象是否明顯區別于組中其它對象(即具有更高或更低的競爭力)時所起的作用就應該越小,也即在評價體系中所對應的權重應該越小。為了處理這一困難,在本文中,我們采用最大離差法[24]對評價準則進行加權。作為一種客觀賦權法,它能較好的反映上述競爭邏輯,某準則下評價對象相互間表現區別越小(大),則自動被賦予較小(大)的權重[25]。這一方法目前在社會經濟、環境科學等領域開始逐漸被采用[26-27]。
此外,傳統的模糊綜合評價方法將評價對象在某準則下的表現轉化為該對象隸屬于準則所代表模糊概念的隸屬度。實際上,要僅僅利用一個確定的實數來反映這種模糊的隸屬概念是非常困難的。隨著模糊集理論的發展,當前的模糊集理論中更加傾向于認為該隸屬度本身也存在模糊性,即這種隸屬度應該具有一定的猶豫區間。在此基礎之上,傳統的模糊集理論進一步被擴展為Atanassov 的直覺模糊集[28-29]。相比起利用傳統的模糊評價方法,利用直覺模糊集來表示評價信息,一來可以包容更多的不確定性信息,二來可以放松對隸屬度設定的限制。這一優勢使得利用其進行綜合評價時在處理多周期動態不確定數據時更加靈活,其區間特征可以很好的對數據的波動范圍進行建模而不需要通過運算損失部分信息。而相比起利用統計學模型,它又能更好的適應于小樣本數據環境。
就評價體系準則框架而言,現有的生態系統評價體系基本框架系國際經濟合作與發展組織(OECD)于20世紀80年代末提出的壓力-狀態-響應框架(PSR),該框架也是后來聯合國在此基礎上引申出的驅動力-狀態-響應框架(DSR)以及歐洲環境局提出的驅動力-壓力-狀態-影響-響應體系(DPSIR)的基本出發點[26-30]。其內在邏輯為:社會和經濟發展產生了對環境和資源的壓力;這些壓力導致了自然資源、環境狀態的變化,這種自然環境的狀態又反作用在人身上,影響著人類的生存和社會的發展;同時,政府和個人對人類活動給自然界帶來的危害做出回應,為防止、減少和消除對自然界的不良影響,采取了種種措施。因此,一個城市是否更加具有生態競爭力主要體現在現有生態環境的狀態是否更加友好,城市的發展所導致的對未來生態環境的壓力是否太大,以及城市對這種環境的狀態和壓力是否能積極有效的做出正面回應這樣的3 個方面。
在具體的評價指標設計上,聯合國可持續發展委員會于1987年設計過一組指標體系[31],聯合國環境規劃署也提出了城市綜合環境評估和報告的指標體系[32],我國國家環境保護總局“十一五”期間也提出了針對城市環境綜合整治定量考核指標體系,還有許多相關學者都提出了各自的指標體系等[14,26]。但是由于現有的這些指標體系各自的側重點各不相同,兼又指標體數量繁多、信息重復較多,不太適用于僅針對城市生態競爭力比較的綜合評價需要。
本研究選取中國中部的河北、山西、陜西、河南、四川、湖北、安徽、貴州、湖南、江西,西部的寧夏、甘肅、青海、云南、廣西15 個省(自治區)的省會城市石家莊、太原、西安、鄭州、成都、武漢、合肥、貴陽、長沙、南昌、銀川、蘭州、西寧、昆明、南寧作為研究對象,探討其城市生態競爭力水平的差異。
城市生態競爭力比較問題,實際上可看作是在一組評價準則{c1,c2,…,cn}下對不同城市的生態競爭力加以綜合評價的問題。在現有指標體系研究的基礎上,本研究建立了3個城市生態競爭力一級準則層,即狀態(S)、壓力(P)、響應(R)3 組子準則。其中狀態(S)準則層刻畫了城市生態系統現有資源與環境的客觀狀況;壓力(P)準則層體現了人類活動對資源的損耗和環境的破壞;響應(R)準則層,描述了社會對環境污染、生態破壞、資源耗損等問題的積極回應。這3 個一級準則層下又包含了12 個二級指標,具體指標體系如表1 所示,其中,正向指標表示評價對象該指標值越大所對應的競爭力越強,負向指標則表示評價對象該指標值越大所對應的競爭力越弱。

表1 評價準則體系與準則權重
(1)原始評價數據獲取與整理
評價對象在各指標下的數據來自《中國城市統計年鑒》(2011、2012)[34-35]、《中國環境統計年鑒》(2011、2012)[36-37],或者通過其中數據加以簡單計算獲取,其中的指標的變化率=(當年值-上年值)/上年值。由于僅采用一年的數據可能會導致數據因為處于某些特殊年份而出現異常的波動,這種異常的波動可能會造成評價結果的失真,因此我們采用連續兩年的指標統計數據作為待評價對象的原始評價數據,所得數據見表2-表4。

表2 狀態層各指標下原始數據

表3 壓力層各指標下原始數據

表4 響應層各指標下原始數據
由于不同的指標具有不同的單位和數量級,為了去除量綱的影響,需要對不同指標下的原始數據加以歸一化處理??偟膩碚f,可以分為正向、負向兩類評價指標,正向指標表示值越大,評價者對對象的表現越認可,反之則為負向指標,若記某指標cj下對象ai的指標值為yij,對于這兩類指標,分別采用如下方式歸一化:
由于在直覺模糊集中,隸屬度μij表達了評價對象在該準則下的“最差”表現,而模糊指數πij=1-μij-νij反映了這種表現的模糊程度,即實際表現應該在區間 [μij,1-νij]=內,其中和即為上一步中通過數據獲取的該區間上下限,因此,我們可得出[38]。不同指標下的直覺模糊評價數據如表5-表7 所列。
(2)準則和指標賦權
指標集中任意指標cj的相對重要性可用其權重wj表示,如前所述,這種重要性應該直接取決于方案間的競爭態勢,為了能體現這種方案間的競爭性,我們在此采用離差最大化模型求解該權重。此處,記兩個直覺模糊集間的Hamming 距離為[39]


表6 壓力層各指標下直覺模糊評價數據

表7 響應層各指標下直覺模糊評價數據
它反映了兩者之間的差異程度,距離越大,兩者間差異越大。不同待評價對象在cj下的評價結果對應一組直覺模糊集=〈μij,νij〉(i=1,…,m),這組直覺模糊集之間的差異程度相應的可以通過它們之間的兩兩間距離加以衡量,并定義它們之間的離差:

離差越大,這組直覺模糊集之間的區別越明顯,反之則越不顯著。如引言中所述,為了反映不同評價對象之間的競爭性特性,要將顯著區別各對象的評價準則賦予更大的權重,可以利用如下整體離差最大化模型進行賦權[40]:

求解上述模型并歸一化,可獲得權重[40]

解出準則體系中各指標的權重,所得結果列于表1“權重”列中,特別的,如果僅考慮某個特定的準則層,那么該層中某指標相對于該層中其它指標的相對權重等于指標權重除以準則層整體權重。例如,準則“c1人均供水量”在整個指標體系中的權重為0.093,如果僅考慮狀態層的5 個指標(整體權重為0.462),那么c1在狀態層中的相對權重為0.093/0.462 =0.200。
(3)評價信息集結與比較
在進行評價時,首先需要對不同指標下的直覺模糊評價結果進行集結,這涉及到直覺模糊集間的運算,對于任意直覺模糊集和以及實數β≥0,其運算規則為[28,41]:

于是,對象ai在不同準則下所得到的直覺模糊評價結果為=〈μij,νij〉(j=1,…,n),各準則的權向量W =(w1,…,wj,…wn)T(其中wj∈[0,1],j=1,…,n,且=1),因而待評價對象的綜合評價結果可以利用直覺模糊加權平均算子Mw[42]獲得:

由此,各對象的總體以及不同準則層下的綜合直覺模糊評價分別為:
通過計算出不同方案的綜合評價結果后,就能對這些結果加以比較分析。在比較兩個直覺模糊集的大小時,定義任意直覺模糊集的記分函數Δ 與精確函數σ分別為[43-44]

于是有[45]對于任意直覺模糊集和,
2b)當σ(~A)=σ(~B)時,~A 等于~B,記為


各城市生態競爭力數據計算結果和對應直覺模糊評價記分值列于表8。

表8 各準則層下直覺模糊綜合評價結果及其記分
整體來看,15 個所選省會城市中,生態競爭力最強的是昆明市,最弱的是蘭州市,圖1 中將各城市的最終整體評價記分由條形圖的形式標出。為了進一步說明這種不同城市間的競爭力主要的來源,需要進一步考察在不同準則層下各對象的表現。

圖1 城市綜合生態競爭力比較
首先,狀態類準則表現了現有的城市生態環境的特征,從圖2 可以看到,相對來說,蘭州市、西寧市、太原市、鄭州市的現有生態環境較差。值得注意的是,太原市和西寧市的現有生態環境狀態并不具有優勢,但最終綜合評價結果卻超越了在狀態準則下更具有優勢石家莊市、西安市、合肥市等多個城市。也即是說,這兩個城市的生態競爭優勢并不體現在現有的生態環境特征上,即其生態競爭力主要體現在其他準則層下。

圖2 狀態類準則下各城市競爭力比較
進而,可以考察這些城市在壓力類準則下的表現,該準則體現了城市發展過程中對生態環境的壓力強度。這里的情況又有了明顯的區別(圖3),比較而言,石家莊市、西安市、合肥市、南昌市、南寧市面臨較大的生態環境壓力。實際上,這種生態環境的壓力主要來自于城市經濟快速發展過程中人與環境的矛盾,正因如此,近年來發展速度較慢的太原市和西寧市所受壓力較小,在此基礎上若能對發展與環境間的關系得到很好的響應與協調,則可望表現出較強的生態競爭力,即可以期待城市的生態環境能夠在未來得到改善,這可能也正是太原市和西寧市生態競爭力的關鍵因素。另一方面,盡管從圖2 發現南昌市、南寧市現有生態環境狀態較好,但圖3 顯示出其面臨相對較大的生態環境壓力。

圖3 壓力類準則下各城市競爭力比較
最后,考察城市在響應類準則下的表現。從圖4 可以看到,成都市、貴陽市等市可能采取了更為有效的生態響應措施。相比起來,南寧市、蘭州市、合肥市、鄭州市、長沙市在此方面則處于較為落后的態勢,而造成這種態勢的原因又各有不同。例如,仔細考察長沙市的表現,從表7 中可以看出,它在廢水排放控制方面采取了相對有力的措施,然而在綠化和節能方面則還有很大的改進空間,而合肥市則與之相反,在廢水排放方面可能需要更多的工作。

圖4 響應類準則下各城市競爭力比較
本文研究了對城市生態競爭力產生直接影響的因素,構建了基于PSR 框架的反映城市生態競爭力的準則體系,其中包含12 個評價指標并通過離差最大化模型對其賦權。重要的是,通過采用直覺模糊集合表達評價結果,能包含評價過程中原始數據的更多不確定性。利用所介紹的直覺模糊綜合評價方法對我國中西部15 個省省會城市的生態競爭力進行了比較研究,通過對狀態、壓力、響應3 個方面的具體分析,進一步討論了這些城市的生態競爭力得分高低的可能原因,并希望借此為有針對性的提高城市的生態環境提出有價值的參考。總體來說,在當前態勢下,為了提高城市的生態競爭力進而促進生態文明背景下的新型城市化建設,從政策上主要可以從以下幾個方面入手來提升生態質量和效益,促使生態環境良性循環。
(1)避免片面追求GDP 數量增長,改進政績考核標準。在思想上重視生態保護,行動上給予支持和幫助,避免因為單純追求經濟指標,忽視環境保護而造成生態狀況惡化,危害地區乃至整個國家長遠利益。
(2)提高全民環保意識,鼓勵社會各界參與生態環境保護工作。建立全民參與的環境保護和輿論監督機制,從各地區生態環境的特點入手,加強宣傳動員,積極引導全民參加節水、節能、垃圾分類、資源回收、創建綠色庭院等長效生態保護活動。
(3)大力發展生態經濟和循環經濟,發展清潔生產,節能減排,切實控制單位GDP 綜合能耗與三廢排放,堅持“污染者付費、利用者補償、開發者保護、破壞者恢復”的原則,建設可持續發展的經濟,探索污染排放市場交易機制,避免以枯竭生態環境為代價換取眼前的經濟效益。
(4)建立生態環境建設財政支持機制,把生態環境建設列入基本建設規劃,納入財政預算,主要用于優化城市區域規劃,大力發展公共交通,興建市內和周邊成片園林綠地和公園綠地,擴大維護點狀、帶狀綠化,改善空氣質量等。
(5)加強水源地和區域水資源保護與流域治理,加強地下水資源管理與保護,嚴控地下水、流域上游和支流污染排放,溝通協調區域內乃至跨區域流域保護工作,合理規劃排放企業布局和排放規模。
(6)加強生態監管力度,完善法制體系與切合實際的可執行的監管標準體系,切實加大環保執法力度,明確各監管部門間的責任并建立有效的協調機制,做到有章可依,有章必依,違章必究。
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