國家森林城市與非國家森林城市建設效益評估對比分析

方立林，徐鵬，吳迎霞，戴守斌，張林

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

森林城市是在城市管轄范圍內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系統，將市域內的森林生態系統建設作為對象，以達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合系統。國家森林城市，在城市管轄范圍內形成以森林和樹木為主體、山水林田湖草相融共生的生態系統，且各項指標達到《國家森林城市評價指標》（GB/T 37342—2019）要求并經國家林業和草原局批準稱號的城市[1-2]。國家森林城市建設是牢固深化綠色發展理念，深化城鄉生態綠化體系建設，弘揚和傳播生態文化理念的重要手段[3]。

2004 年，全國綠化委員會、原國家林業局啟動了“國家森林城市”建設工作，根據2019 年最新數據顯示，我國國家森林城市已達到194 個。隨著國家森林城市建設的不斷推進，我國諸多學者對森林城市建設對策、存在的問題及發展歷程開展了一系列探討和回顧[4-6]，在森林城市建設效益方面，宋進春等[7]對湖南婁底市國家森林城市的建設效益進行了定量評估；馬勇等[8]對石林國家森林城市的綠地建設效益進行了分析；莊乾達等[9]以杭州市為例，對浙江省森林城市建設綜合評價進行了研究。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的生態、社會和經濟效益進行了不同研究。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體系，評估國家森林城市及非國家森林城市在經濟、生態、文化、社會等方面的差異性和優劣，客觀評估分析國家森林城市建設成效，以期為未來我國森林城市建設提供參考。

1 研究方法和數據來源

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、經濟綜合實力相近的國家森林城市與非國家森林城市進行比較，以盡可能縮小森林城市與非森林城市因地理位置、經濟發展等的差異性影響（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位相近、氣候環境相似，規模相近、發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，且均為北方工業城市，發展水平也比較接近；再如杭州市與蘇州市，都是經濟發達、文化繁榮、歷史悠久、人口眾多、風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的19 個指標進行主成分分析，并利用主成分系數得分計算綜合得分，對不同的森林城市進行建設成效排名。主成分分析的原理是設法將原來變量重新組合成一組新的相互無關的幾個綜合變量，同時根據實際需要，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計方法，叫做主成分分析或主分量分析，也是數學上處理降維的一種方法。它可以高效地找出數據中的主要部分，將原有的復雜數據降維，去除整個數據中的噪音和冗余[10]。具體過程如下：

①對原始數據進行正向化、標準化處理。對逆向指標的原始數據進行線性變換，使用越小越好型指標，將原始數據映射在區間[0,1]中，公式為：，其中，i=1,2,···n；k=1,2,···p。

② 對原始數據進行適用性檢驗，判定指標數據之間的相關性。

③計算矩陣x。主成分的數學模型為：對于1 個樣本資料，觀測p個變量x1，x2，…xp，n個樣品的數據資料矩陣為：(x1,x2,…xp)，其中，（j=1,2,… p）。

④ 計算主成分。將p個觀測變量綜合成為p個新的變量（綜合變量），即：

式中，F1稱為第一主成分，F2稱為第二主成分，以此類推，有p個主成分；aij為主成分系數。

⑤ 計算綜合系數得分。綜合得分是相應的因子得分除以相應特征根的算術平方根后乘以對應的主成分貢獻率。公式為：其中，為主成分n的特征根，a1j為得分系數，Fn為主成分n的貢獻率。

1.2 評估指標

評估指標的設計主要結合國家森林城市評價指標中對森林城市建設要求的指標體系設計，針對國家森林城市建設的生態、社會、經濟以及文化等多重效益，重點從物質生活、精神生活、生態環境、社會環境和公共服務等方面進行綜合考量，《國家森林城市評價指標（LY/T 2004—2012）》和《國家森林城市評價指標（GB/T 37342—2019）》兩套評價指標體系分別設置了森林網絡、森林健康、城市林業經濟、生態福利、生態文化5 個方面的建設評價內容，對照這5 個內容，選取19 個與城市建設成效相關的評估指標，包括4 個經濟指標、5 個社會指標、4 個生態指標、3 個文化指標和3 個健康指標，分別對照城市林業經濟建設成效、生態福利建設成效、森林網絡建設成效、生態文化建設指標和森林健康建設指標，旨在盡可能全面、科學、客觀地評估對比森林城市和非森林城市在經濟發展、人民獲得感、城市魅力和生態文明建設等方面的發展建設狀況，具體指標內容見表1。

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

1.3 數據來源

本文研究所需的具體指標數據主要來源于各市的2020 年統計年鑒、國民經濟和社會發展統計公報和中國經濟社會大數據研究平臺，數據時間截止到2020 年。

2 結果與分析

通過對11 對國家森林城市與非國家森林城市19 個評估指標均值的比較（表2），結果表明，除一般公共預算收入、人均道路面積和空氣質量優良天數這3 個指標表現為國家森林城市低于非國家森林城市外，其他的指標均表現為國家森林城市優于非國家森林城市。

表2 11 對國家森林城市與非國家森林城市比較指標統計Tab.2 Indicators of 11pairs of national forest cities and non-national forest ones

通過4 項經濟指標和5 項社會指標可以看出，國家森林城市的地方財政收入（一般公共預算收入）不一定比非森林城市高，但是其居民經濟收入和百姓幸福度比非森林城市更高；3 項文化指標和3 項健康指標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在文化傳播和促進人體健康方面更具優勢；雖然空氣質量優良天數非國家森林城市較高，主要是因為國家森林城市石家莊市的空氣質量優良天數全年平均僅有174 d，達標率為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重鎮、全國工業大市，早在“一五”期間，國家就在石家莊建立了多門類工業體系，給生態環境帶來了巨大負擔，根據國際環保組織綠色和平于2014 年發布的《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，世界衛生組織（WHO）公布的2020 年全球污染嚴重的城市（依據PM2.5濃度）顯示，石家莊在全國383個城市中高居第9，空氣質量難以僅僅靠創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環境和凈化空氣方面也表現出一定優勢。

通過主成分分析方法（表3），共得出5 個主成分因子，其累計貢獻率為81.75%。其中主成分1 的特征值為7.643，貢獻率為38.21%，主要體現人均GDP、一般公共預算收入、居民人均可支配收入、旅游總收入等4個經濟指標和3 個文化指標，其中4 個經濟指標的占比均超過90%，文化指標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，貢獻率為13.87%，其中PM2.5和空氣質量優良天數2 個生態指標占比較高，分別為76.0%和78.7%；主成分3 的特征值為2.578，貢獻率為12.89%，其中建成區綠化覆蓋率指標占比較高，為91.8%；主成分4 的特征值為2.258，貢獻率為11.29%，其中森林覆蓋率指標的占比最高，為61.9%；主成分5 的特征值為1.097，貢獻率為5.48%，其中消費價格指數的占比最高，為65.9%。通過上述分析說明經濟、文化、生態三項指標可以構成評判國家森林城市與非國家森林城市的主要評價指標。

表3 11 對國家森林城市與非國家森林城市比較指標主成分分析統計Tab.3 Principal component analysis on 11 pairs of cities

通過計算5 個主成分因子的總得分，對各城市進行綜合得分排名，結果見表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，同時也發現是否是國家森林城市并不能作為評判一個城市綜合實力的主要依據，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。但進一步對空間位置相鄰、經濟綜合實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、經濟綜合實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力方面相比，更具優勢。

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

表4 （續）

3 結論與討論

3.1 結論

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、經濟綜合實力接近的國家森林城市與非國家森林城市的19 項評估指標進行比較。結果發現，19 項指標中有13 項指標顯示國家森林城市優于非國家森林城市，國家森林城市的居民經濟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人體健康方面更具優勢；在改善生態環境和凈化空氣方面也表現優異。通過主成分分析發現，經濟、社會、生態、文化、健康5 個方面的指標體系中，經濟、文化和生態指標可以構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。而通過對等城市組的內部對比發現，國家森林城市與非國家森林城市在城市綜合實力方面相比，更具優勢，從側面反映出創建國家森林城市對于促進經濟、彰顯文化、改善生態環境和提升城市形象方面具有正面意義。但是城市的生態環境提升改善也并非全部都能因為國家森林城市的創建而扭轉，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大市，空氣質量優良天數達標率僅為47.67%，難以僅僅靠創建國家森林城市來全面改善。

開展森林城市建設表面上來看是對一個城市生態環境的綠化提升，但從長遠來看，森林城市所創造的價值和所帶來的收益遠遠不止生態一個方面，由于生態提升間接帶來城市的經濟發展轉型、產能結構的調整、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、可持續的，對于一個城市的傳承發展和文化延續具有非常重要的價值和意義，是一個城市長遠綜合實力的重要衡量因素。

3.2 討論

森林城市建設是城市林業綜合性提升的體現和主要措施[11]。國家森林城市從2004 年創建至今，得到了廣泛推進并取得了顯著成效。關于國家森林城市建設的規劃方法、建設評價指標體系，已經日趨成熟并廣泛應用[12-14]，但是關于國家森林城市建設成效的科學、全面、客觀評價仍然存在不足，對于國家森林城市的生態、經濟、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行對比來分析森林城市建設這么多年來在城市發展、城市形象、百姓生活等方面的差異，但是一個城市的建設與發展受政治、歷史、產業布局等諸多方面的影響，遠不是森林城市建設一項措施而導致的結果，所以本文仍然存在評價方法有待改進、評價指標不夠全面等諸多問題，如何能夠排除城市發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單方面獲得的效益，建立更加科學、合理、全面的評價指標與方法，是接下來的研究重點。

近年來，隨著生態產品價值的理念不斷被提出并重視，筆者認為森林城市建設對于一個城市所創造的生態產品價值到底是多少，可以成為評價衡量森林城市建設效益的一個很好的切入點，未來建議圍繞生態系統生產總值及生態產品價值實現，開展森林城市建設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發展中發揮的經濟價值，科學計算其對改善人居環境、促進健康、提高經濟、增進社會穩定、提升城市形象、弘揚文化等方面的實際價值，從而更好地彰顯國家森林城市創建的作用和意義，推動生態文明建設。