城市生態系統健康評價—以重慶市為例

文/高宇斐 首都師范大學資源環境與旅游學院 北京 100048

1、引言

自新中國成立以來，我國城市化水平突飛猛進，直至2018年我國城市化率已經達到59.58%，城市已然成為人類生活和文明發展進步的重心。而在城市社會經濟迅速發展的同時，自然環境的平衡遭到了破壞， “城市病”“生態危機”等現象愈演愈烈，城市發展的健康狀況逐漸受到社會重視。因此，進行城市生態系統健康評價，分析城市可持續發展的限制因素，已經成為當前一項十分迫切和緊要的任務。

生態系統健康研究最早開始于20 世紀70年代，Odom E P 提出將生態系統健康看作為一個有機體概念[1]；Rapport（1989）提出生態系統健康必須具有穩定性和可持續性[2]。近年來，隨著技術發展和環境惡化，部分專家學者逐漸將這一概念應用到城市生態系統研究中。IDRC 對城市生態系統健康的概念以及評價指標體系建立的方法、理論作了深入的研究。此后，Harpham、Jerry 等學者紛紛對其做出了不同的探討與實踐[3-4]。我國的城市生態系統健康評價研究始于21 世紀初。郭秀銳等學者（2002）最先構建了較完整的城市生態系統健康評價指標體系，并應用模糊數學模型對上海、北京、廣州的城市綜合健康狀況進行分析研究[5-6]；此后，蘇美蓉、李艷利、向麗、王雪等學者均在不同程度上對城市生態系統健康的指標體系做了研究，并通過能值分析[7]、層次分析[8]、模糊物元[9]、模糊評價法[10-12]、熵值法[13]等方法對其進行評價。由于城市生態系統健康概念不統一及原始數據獲取困難等原因，在指標選取上隨意性較大，至今還沒有一套標準的城市健康評價指標體系。在評價方法的選取上，學者們大多是基于原始數據的定量分析，缺乏一定的科學依據。本文結合國內外文獻的研究，構建城市健康評價指標體系，應用熵權-模糊數學綜合評價模型對2006-2015年重慶城市健康進行評價分析，探究當前重慶市發展存在的問題，并提出建議。

2、研究區域和方法

2.1 研究區域及數據

重慶市位于我國西南部，其地貌類型以山地為主，有“山城”之稱，加其雨量充沛、濕潤多陰等氣候特點，擁有獨特的生態環境。作為我國西南地區唯一的直轄市，重慶市是長江上游地區經濟、商貿、科技和金融中心，重要的城市地位與城市功能不容忽視，其城市健康發展影響西南地區乃至全國的社會經濟發展。因此，對重慶市城市生態系統健康狀況進行評價至關重要，所有評價指標所用原始數據均由各年份《重慶市統計年鑒》直接或間接計算所得。

2.2 指標體系與分級標準

本文參考郭秀銳等前人的評價指標體系[5-6,10-12]，選取活力、組織結構、恢復力、生態系統服務功能和人群健康狀況五大要素進行評價，并結合數據可獲得性，建立評價指標體系。參考相關文獻的建議值，本文將其健康水平分為五個等級：病態、不健康、亞健康、較健康和很健康，同時考慮全國及重慶市各指標值來調整各指標的分級標準，見表1。

2.3 指標權重及隸屬度矩陣建立

為了避免過多人為主觀的干擾，本文采用客觀賦權和主觀賦權相結合的方法來確定評價指標的權重。參考前人研究以及定性分析得到各要素層的權重矩陣A=（0.2 0.2 0.2 0.2 0.2），指標層對所屬評價要素的權重選用熵權法進行定量分析所得。

通過隸屬度函數公式分別計算各個指標對五個等級相應的隸屬度rkj，從而構建公式（1）計算各要素的隸屬度，從而構建隸屬度矩陣R.

其中，Rij 表示第i 個要素(i=1,2,3,4,5)對第j 級標準(j=1,2,3,4,5)的隸屬度，k 代表評價要素所包括的指標個數（k=1,2,3,4）；wij表示第i要素中第k 個指標的權重；rkj代表第k 個指標對第j 級標準的隸屬度。

2.4 模糊矩陣的復合運算

根據確定各要素權重以及相應健康隸屬度矩陣，運用模糊綜合數學評價模型進行復合運算，建立各年份城市健康評價矩陣：H=A·R,采取隸屬度最大原則可得城市生態系統健康評價結果。此外，分別對5 個健康評價等級等差賦值（病態=0.2、不健康=0.4、亞健康=0.6、較健康=0.8、很健康=1.0），計算健康綜合指數。

3、評價結果及分析

3.1 城市生態系統健康評價結果

2006-2015年重慶市生態系統健康狀態評價結果如表2所示，根據最大隸屬度原則，其健康狀況由不健康逐漸過渡到亞健康后轉變為較健康水平。健康指數如圖1所示，2006-2015年重慶市該指數呈現逐年上升趨勢，且上升曲線平緩無較大波動，表明重慶市的整體建設符合未來期望的可持續發展方向。進一步分析其各要素健康指數可得：活力要素和服務功能要素的健康指數均在總體健康指數之上，表明其在一定程度上帶動了城市生態系統總體的健康；但在2013年，生態系統服務功能的浮動下降，表明重慶市的環境質量有降低的潛在趨勢；組織結構與恢復力要素兩條曲線圍繞總體健康指數曲線波動較大，但總體趨于上升，表明重慶市組織結構與恢復力不穩定；人群健康狀況曲線明顯低于總體健康指數曲線，表明該要素是制約城市健康發展的主要因素，在城市快速發展的同時，應注重人民生活健康狀況的發展。綜合分析六條健康指數曲線，都有不同程度的漲幅，這表明重慶市并非一味的追求經濟快速發展，同時也注重生態環境的建設。

3.2 各要素健康評價結果

3.2.1 活力要素

活力要素健康狀況呈逐年上升趨勢，病態、不健康等級的隸屬度明顯下降，亞健康、較健康等級的隸屬度均出現波動，很健康等級的隸屬度在2011年就超過了五個級別總體隸屬度50%。結合活力要素健康指數分析，該要素的健康狀況逐年提升，且在2011年明顯轉為很健康水平。由于隨著城市化進程加快，人均GDP、單位GDP 能耗和人均可支配收入這三項指標的明顯提高，促使活力要素向健康狀態快速發展。雖然人均GDP 逐年上升，但GDP 增長率指標呈下降趨勢，則生態系統生產功能有下降趨勢。由此，GDP 增長率是影響活力要素健康發展的主要脅迫因子。

3.2.2 組織結構要素

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組織結構要素要素的健康水平波動較大，2009年前該要素不健康和病態的隸屬度占相當大比重，此后健康狀況明顯上升，逐漸轉亞健康到較健康水平，且病態的隸屬度在2014年降至0。組織結構要素健康狀況趨勢波動較大，表明各評價指標并不穩定，但總體仍呈現上升趨勢。由于重慶市正處于經濟發展快速時期，第三產業比例總體呈現上升趨勢，人口自然增長率逐漸下降；重慶市在發展經濟的同時，也注重生態環境綠化的建設，由此森林覆蓋率呈上升趨勢；但因城市化進程的加快，建住用地需求不斷增大，從而占用了公共綠地，使綠化覆蓋率在近幾年小幅度下降。由此，在未來的城市建設中，需要加強建筑用地與公共綠地的協調建設。

3.2.3 恢復力要素

恢復力要素在2006年健康狀況為病態，此后健康狀況明顯提升為亞健康，此期間等級隸屬度出現明顯波動，但很快趨于穩定向很健康狀態發展，2011年健康狀況已轉為較健康水平，并有逐漸向很健康水平發展的趨勢。由于重慶市在城市建設中注重發展循環經濟和節能減排，加之不斷進步的科學技術，致使城市污水處理率、工業固廢綜合利用率逐年上升；此外，重慶市在實現經濟增長的同時注重環保，環保投入占GDP比重也不斷增加?；謴土σ鼐o跟生態系統健康發展，在未來城市建設中仍需繼續加強恢復力要素的建設。

3.2.4 生態系統服務功能要素

生態系統服務功能要素的健康水平總體比較穩定，并且趨于上升。較健康等級和很健康等級的隸屬度之和整體呈上升趨勢，且病態等級隸屬度逐漸下降至0，城市生態系統服務功能得到了一定的改善。相對其他要素來說，該要素平均健康水平較高，這主要是由于市區人均公共綠地、人均道路面積和人均住房面積三項指標逐漸增加造成的。而在2013年該要素健康的隸屬度出現小幅度下降，主要原因是主城區空氣質量優良天數比例減小，空氣質量下降迅速引起政府和社會的關注，通過及時調整目前以逐漸穩定。生態服務功能要素健康指數總體高于生態系統綜合健康指數，在未來城市建設中應充分發揮服務功能優勢，帶動城市生態系統健康穩定發展。

3.2.5 人群健康狀況要素

人群健康狀況要素的健康水平雖然呈現上升趨勢，但總體水平仍處在不健康和亞健康水平，對很健康等級隸屬度均為0，較健康等級隸屬度也僅在2014年由0 上升到0.0201，由此表明人群健康狀況要素發展雖得到重視，但不足以達到期望值，是限制重慶市健康發展的主要因素。雖然重慶市恩格爾系數逐漸下降，居民衛生狀況和文化素質逐漸提高，人民生活質量得到了一定保障，但相對健康標準而言，還有一定的差距。在提高城市建設速度的同時，也應注重人群健康狀況協調發展，注重醫療衛生和文化建設，提高人群身體素質和個人修養。

4、結論及建議

基于以上分析研究可得重慶市生態系統健康狀況趨于健康，且發展趨勢較穩定，無論是生態系統各組成要素的健康水平還是總體健康狀況都有了一定程度的提高。這表明重慶市不斷加強生態、經濟與社會的協調發展，整體健康狀況得到改善，城市化過程中生態系統健康的脅迫因子逐年減少，城市功能逐漸完善，城市發展潛力逐漸增強。但仍存在GDP 增長率逐漸下降、經濟發展所需環境成本消耗大、人群身體素質較低等問題脅迫重慶市城市生態系統健康水平。針對這些脅迫因子，對重慶市的可持續發展提出建議：

經濟發展方面。利用重慶地區豐富的水、礦產等資源以及高新技術的優勢，提高重慶市生態系統生產功能，提高生態系統的活力。利用豐富的旅游資源，加大旅游產業的發展，帶動旅游景點周邊地區的發展，改善人民生活質量。利用其西南地區交通樞紐的優越地理位置，承接東部地區高新技術產業轉移，調整產業結構，加快循環經濟發展，從而促進重慶市經濟穩定高速發展。

城市基礎設施的建設方面。加強城市基礎設施建設，增強生態系統服務功能。繼續加大環保投入力度,提高重慶市環境質量。采取加強監督工業固、液、氣廢物的排放；大力宣傳節約用水，提高人群生活用水循環利用的意識；鼓勵城市公共交通等措施提高重慶市生態系統恢復力。

人群生活質量方面。繼續注重民生改善，利用社會公共資源加強民生，提高居民衛生狀況和文化素質。加強重視醫療事業的發展，加大教育投入力度，提高全民教育質量，開展有益身心健康發展等全民活動，提高重慶市民的文化素質。

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