中國國家森林城市時空演變歷程、特征及動因分析

林洲羽，韓仁杰，李 健,2

（1.浙江農(nóng)林大學 風景園林與建筑學院，浙江 杭州 311300；2.浙江農(nóng)林大學 生態(tài)文明研究院，浙江 杭州 311300）

2004 年中國啟動國家森林城市建設工作[1]，經(jīng)過近20 a 的建設發(fā)展，已形成一條富有規(guī)律和邏輯的發(fā)展脈絡。在國家意志、經(jīng)濟發(fā)展、民生需求等諸多因素的驅動下，國家森林城市的發(fā)展歷程呈現(xiàn)了觀念轉變和空間演變[2]。對中國森林城市的研究最早出現(xiàn)在2011 年，相關研究主要圍繞以下內容展開：①建設歷程回顧。根據(jù)政策法規(guī)、建設規(guī)模等指標，將森林城市的發(fā)展歷程進行階段性劃分和闡述[3]。②短板問題總結。針對森林城市存在的“千城一面”[4]、盲目引種[5]、特色淺顯[6]等問題，嘗試提出解決措施。③發(fā)展趨勢分析。通過結合生態(tài)[7-9]、經(jīng)濟[10-11]、社會[12-13]3 個尺度的建設效益，以及分析公眾態(tài)度、壓力、狀態(tài)和響應等[14-16]，探討國家森林城市的推進方向。以上研究大多只針對某一內容進行單獨分析，很少將時間軌跡、發(fā)展政策與空間分布結合起來。而園林城市[17]、森林公園[18]、森林特色小鎮(zhèn)[19]、森林鄉(xiāng)村[20]等相近主體的研究體系較成熟。因此，本研究按照時間軸線收集2004—2022 年的相關資料，探索國家森林城市在時間維度的階段演變和觀念轉變，采用核密度估計、基尼系數(shù)及標準差橢圓方法分析2012、2017、2022 年國家森林城市在空間維度的演變特征，最后運用疊置分析、矩陣分析及皮氏矩陣分析挖掘推動國家森林城市時空演變的影響因素，以期為國家森林城市均衡發(fā)展提供科學依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

截至2022 年12 月，選取國家林業(yè)和草原局官方網(wǎng)站(www.forestry.gov.cn)公布的219 個國家森林城市。從國家基礎地理信息中心獲取空間行政邊界矢量圖，審圖號為GS(2019)1822 號。從中國科學院資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)中心(http://www.Resdc.cn)獲取中國溫度帶和干濕地區(qū)相關數(shù)據(jù)。從國家統(tǒng)計局(http://www.stats.gov.cn/)獲取《中國統(tǒng)計年鑒》公布的相關年份各省市區(qū)年末人口數(shù)量以及地區(qū)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)。

1.2 研究方法

1.2.1 核密度分析 采用ArcGIS 10.4 中的核密度分析工具，描述國家森林城市在全國范圍內的要素聚散特征和整體散布情況。截至2006 年，獲批數(shù)量過少，不滿足核密度計算的要求，因此，分析2012、2017、2022 年3 個時間節(jié)點下國家森林城市的核密度熱點區(qū)變動，得到國家森林城市的數(shù)量分布演變特征。公式如下：

式(1)中：f(x)為第x個點狀城市的核密度值；K[(X0-X0i)/h]為核函數(shù)；(X0-X0i)為要素點x至事件Xi位置的距離，h為寬帶，即搜索半徑；m表示觀測點總數(shù)。區(qū)域國家森林城市分布的密度越高則f(x)越大。測出所有密度值后運用自然斷點法將核密度值劃分為低、較低、較高、高4 個等級。

1.2.2 空間基尼系數(shù) 引入空間基尼系數(shù)研究國家森林城市的空間離散程度，為國家森林城市空間態(tài)勢演變是否具備集聚性特征提供參考。公式如下：

式(2)中：G為 基尼指數(shù)；SA為國家森林城市在研究區(qū)范圍內實際分布曲線和分配絕對平等線之間的幾何面積；SA+SB則表示為國家森林城市在研究區(qū)范圍內實際分布曲線右下方的幾何面積[18]。

1.2.3 標準差橢圓 標準差橢圓能夠體現(xiàn)國家森林城市在不同時間節(jié)點上發(fā)展中心位置和側重位置的空間遷移情況，為其空間態(tài)勢演變是否具備方向性特征提供依據(jù)。公式如下：

式(3)～(4)中：(X,Y)為標準差橢圓中心；(xi,yi)為國家森林城市的空間直角坐標系坐標；n為要素總數(shù)；θ表示方位角；、則表示每個國家森林城市空間坐標到中心的坐標偏差。

1.2.4 SPSS 相關分析 通過相關性分析探究人口數(shù)量和經(jīng)濟發(fā)展水平是否對國家森林城市的空間分布產(chǎn)生影響。公式如下：

式(5)中：Rab為皮式矩陣相關系數(shù)；a、b分別為各地區(qū)國家森林城市數(shù)量與人口、經(jīng)濟的相關指標。z為變量的個數(shù)；ai、bi與a、b分別為待分析的變量與樣本均值。當Rab＞0 時，說明a、b呈現(xiàn)一定程度上的同向相關，Rab＜0 時則為異向相關，Rab的絕對值越接近1，表示2 個變量的同向或異向相關性越大[19]。

2 中國國家森林城市的時空演變特征

2.1 國家森林城市的政策演進過程

將國家森林城市創(chuàng)建過程中公布的相關政策、法規(guī)、舉措置于歷史視野中審視，分析國家森林城市在不同年份獲批的數(shù)量變化，可將其發(fā)展歷程劃分為3 個階段(圖1)。

圖1 國家森林城市建設的政策演變歷程Figure 1 Policy evolution of national forest city construction

①基礎探索時期(2004—2006 年)，思想啟蒙與程序確立并行。2004 年，首屆中國森林論壇在貴陽市召開，第1 個國家森林城市誕生，標志著國家森林城市建設正式起步[20]。政策法規(guī)層面，著眼于國家森林城市創(chuàng)建的可行性、內容以及技術要求，啟動了“國家森林城市”評定程序，進一步明確相關評價指標和申報程序。實踐摸索層面，貴陽市、沈陽市等一批森林環(huán)境基礎狀況較好的城市成為首批試點國家森林城市，各地政府逐步展開建設路徑探索。社會反饋層面，通過舉辦中國森林城市論壇傳播“讓森林走進城市，讓城市擁抱森林”思想，充分調動各級城市創(chuàng)建國家森林城市的積極性。

②系統(tǒng)規(guī)范時期(2007—2012 年)，政策指引與智庫保障并舉。2007 年《國家森林城市評價指標》的發(fā)布，標志著中國森林城市建設正式步入系統(tǒng)規(guī)范階段。該階段出臺了大量政策、法規(guī)，為國家森林城市建設提供了實施參考。在政策規(guī)范上，相繼發(fā)布《國家森林城市申報與考核辦法》《國家森林城市建設總體規(guī)劃編制導則》和《國家森林城市評價指標》(LY/T 2004—2012)行業(yè)標準，專家學者同步展開聯(lián)合研究，共同組建相關智庫和研究中心，對國家森林城市建設技術和管理辦法進行系統(tǒng)的管理和評估，以確保國家森林城市建設的規(guī)范性。

③快速發(fā)展時期(2013—2022 年)，理論研究和實踐創(chuàng)新并重。2013 年，美麗中國和生態(tài)文明建設成為中國一項重大戰(zhàn)略部署，森林城市建設步入快速實踐發(fā)展階段。在本時期，中國經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，城市綠色發(fā)展的工作重點不再僅定位于解決跨城市的區(qū)域性環(huán)境污染和生態(tài)治理的問題上，關注的范圍逐步由城區(qū)擴展到城鄉(xiāng)，城市人居生態(tài)環(huán)境面臨的問題也從被動解決轉變成主動應對[21]。截至目前，中國超過4/5 的省份開展了國家森林城市建設，共建成國家森林城市219 個，在城市森林生態(tài)體系完善和森林資源增長上取得了明顯成就。此外，中國于2016 年推進京津冀、長江三角洲、珠江三角洲、長株潭、中原、關中—天水6 個國家級森林城市群建設，鼓勵和支持各省(區(qū)、市)建設有地方特色的區(qū)域性森林城市群[22]。

2.2 國家森林城市建設觀念轉變特征

國家森林城市建設伴隨著持續(xù)的經(jīng)驗摸索和路徑提煉，隨著建設工作逐步走向成熟，其建設行動、建設追求、治理模式依據(jù)城市生態(tài)建設的實際情況和現(xiàn)實需求作出了調整。①建設行動從過度化轉向自然風。國家森林城市建設初期存在部分弊端，忽略了本土條件和持續(xù)效益。針對不足，建設行動從過度化轉向自然風，將節(jié)儉務實、因地制宜、以民為先作為指引，科學推進國家森林城市建設。②建設追求從“綠起來”“美起來”升級為“活起來”。隨著城市生態(tài)建設基本實現(xiàn)綠而美的目標，提升品質人居生活成為了新的追求。打造多尺度的生態(tài)游憩空間，賦予森林文化內涵和藝術美感，旨在鑄就一個生物多樣性豐富、人與自然和諧的美好家園。③治理模式從相對碎片化轉向注重整體性。“碎片化”生態(tài)治理存在主體價值觀念分歧、組織結構松散、權力資源內耗等痛點，導致國家森林城市建設出現(xiàn)效能低、資源浪費等問題。為改變這一局面，以生態(tài)一體化治理模式協(xié)調區(qū)域間生態(tài)利益，增強跨區(qū)域生態(tài)治理制度系統(tǒng)的穩(wěn)定性，此轉變也為建設國家森林城市群奠定了良好基礎。

2.3 國家森林城市數(shù)量分布演變特征

由表1 可知：①國家森林城市建設覆蓋面廣。已公布的17 批國家森林城市涵蓋了計劃單列城市、省會城市、地級市、縣級市、縣(區(qū))5 個等級，共覆蓋29 個省份。②國家森林城市與“胡煥庸線”高度吻合。國家森林城市主要分布在浙江、山東、河南、廣東、江西等5 個省，數(shù)量上呈東多西少、南多北少，總體上以“胡煥庸線”為界。③有明顯的數(shù)量熱點區(qū)。截至2012 年，長江三角洲、成渝、中原等地區(qū)獲批的國家森林城市數(shù)量較多；截至2017 年，國家森林城市覆蓋范圍逐漸擴大，珠江三角洲地區(qū)獲批數(shù)量得到快速提升，取代成渝地區(qū)成為新的數(shù)量熱點區(qū)；截至2022 年，京津冀、山東半島地區(qū)逐漸形成明顯的增長區(qū)。

表1 國家森林城市數(shù)量分布演變分析Table 1 Analysis on the evolution of the quantity distribution of national forest city

2.4 國家森林城市空間態(tài)勢演變特征

2.4.1 空間集聚性 由圖2 可知：2012、2017、2022 年國家森林城市空間分布的基尼系數(shù)分別為0.939、0.955、0.958，均大于0.5，呈遞增趨勢。表明國家森林城市空間分布具有高非均衡性，地理凝聚程度極高。

圖2 國家森林城市在3 個時間節(jié)點上的基尼曲線Figure 2 Gini curve of national forest city at three time nodes

2.4.2 空間方向性 如表2 所示：國家森林城市的標準差橢圓面積呈收縮趨勢，表明獲批國家森林城市稱號的城市空間分布重心集聚程度增強，趨向集中于重心坐標方位。重心坐標變動指示國家森林城市整體發(fā)展方向主要朝著東南方向偏移，統(tǒng)計3 個時間節(jié)點上中國七大地理分區(qū)各自獲批國家森林城市的增量在全國獲批總增量的占比，其中華東地區(qū)2012、2017、2022 年的增量分別為11、41、28 個，各占3 個時間節(jié)點上全國獲批總增量的27%、43%、34%，持續(xù)處于領先地位，進一步驗證了重心坐標偏移方向與現(xiàn)實獲批數(shù)量增長方位相符合。針對長短軸展開分析，長半軸代表國家森林城市分布的方向，短半軸則表示數(shù)據(jù)分布的范圍，兩者值差距則表示數(shù)據(jù)方向性。截至2012 年長短軸值差額微小，表示該階段國家森林城市空間分布的方向性不明顯。2012—2017 年，長短軸值差距加大，表示國家森林城市空間分布的方向性增強。3 個時間節(jié)點上的短半軸不斷縮短，表示10 a 間國家森林城市分布向心力加強；長半軸數(shù)值下降幅度較小，表示國家森林城市在主要方向上以緩慢速度集聚。從方位角的旋轉來看，2012—2017 年呈大幅下降趨勢，從東南—西北方向轉變?yōu)闁|北—西南方向，這與2012 年前國家森林城市獲批數(shù)量較少且空間分布分散，到2017 年國家森林城市獲批數(shù)量大幅增加且多集中在華中地區(qū)與華南地區(qū)的實際情況一致。2017—2022 年方位角微小增加，表明國家森林城市空間演化力量穩(wěn)定在東北—西南方向，東南—西北方向的作用力輕微提升。

表2 3 個時間節(jié)點的國家森林城市標準差橢圓基本參數(shù)Table 2 Basic parameters of the difference ellipse of national forest city labeling at three time nodes

2.4.3 空間聯(lián)動性 國家森林城市的地理覆蓋范圍和空間著力點日漸全局化，在形態(tài)布局上形成了點、線、面互聯(lián)互通的城市生態(tài)網(wǎng)絡系統(tǒng)(圖3)，促進了區(qū)域斑塊間物種、物質和能量的交流互動，在生態(tài)一體化治理模式的加持下，城市生態(tài)網(wǎng)絡系統(tǒng)不再局限在單個行政區(qū)劃范圍內，為國家森林城市升級為國家森林城市群奠定了空間物質基礎。①點上突破。依托自然資源打造多層次、多維度的“點”，通過豐富濕地郊野公園、森林公園、城市公園等生態(tài)節(jié)點，促進城市綠地增量，維持源地之間生態(tài)要素交換和聯(lián)系。②線上連接。依托區(qū)域內的山脈、水系和骨干道路，形成林網(wǎng)、片林、貫通性生態(tài)廊道，加強生態(tài)空間的連接，緩解生境破碎化問題。③面上拓展。保護自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)等集中連片分布的生態(tài)源地，并在周圍建立生態(tài)緩沖區(qū)擴增生態(tài)源地面積，保證生態(tài)斑塊功能的穩(wěn)定性。

圖3 點、線、面聯(lián)動的城市生態(tài)網(wǎng)絡示意圖Figure 3 Schematic diagram of urban ecological network with linkage of points, lines, and areas

3 中國國家森林城市的時空演變動因分析

3.1 政府行政力

建設國家森林城市是為解決城市化進程中城市生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)負向效應開展的創(chuàng)新實踐，各級政府承擔了組織領導、規(guī)劃編制、資金投入、指導監(jiān)督、考核考評等責任。被授予“國家森林城市”稱號這不僅反映了一個城市生態(tài)建設整體水平，也能夠鼓舞各地創(chuàng)建國家森林城市的熱情。但在創(chuàng)建國家森林城市工作開展初期，為滿足申報的相關硬性指標要求，容易忽略鄉(xiāng)土生態(tài)系統(tǒng)的特殊性和城市生態(tài)系統(tǒng)的特色性，采取了“成木移植”“盲目栽植”“人工園林化”等快速增綠措施，但因后續(xù)管理維護未及時跟進，反而帶來了更多問題。隨著國家森林城市建設的有序推進，城市森林覆蓋率有效提高，包含各類城市綠色空間在內的“綠色基礎設施系統(tǒng)”也逐步完善，各地將更多視線放在了國家森林城市在美學功能、休閑旅游、文化遺產(chǎn)、精神健康等層面的價值拓展，促成了城市生態(tài)建設追求從“綠起來”“美起來”到“活起來”的轉變。此外，在追求更高層次生態(tài)環(huán)境的社會需求下，區(qū)域間生態(tài)系統(tǒng)的日益緊密而行政區(qū)域間認知、利益、制度存在差異的矛盾突顯，國家森林城市群建設需突破“碎片化”的生態(tài)治理模式，因此，各地開始探索以生態(tài)一體化治理助推跨區(qū)域生態(tài)治理的轉型路徑。

3.2 社會驅動力

為進一步探究各省份的社會經(jīng)濟發(fā)展差異性是否對國家森林城市的整體空間格局產(chǎn)生影響，整理各省份獲批的國家森林城市數(shù)量、年末人口數(shù)量及地區(qū)生產(chǎn)總值作為變量，采用SPSS 得到皮氏矩陣相關系數(shù)(R)。由于2022 年的數(shù)據(jù)還未公開，因此選擇2021 年的相關數(shù)據(jù)作為替代。由表3 可知：R均大于0.9，且P皆小于0.001，表明各省國家森林城市獲批數(shù)量與各省的社會經(jīng)濟發(fā)展相關程度較大，呈顯著正相關(P＜0.01)。為確保結果的準確性，以地級市為單位進一步計算驗證，得到各地級市國家森林城市獲批數(shù)量與年末人口數(shù)量、地區(qū)生產(chǎn)總值的R分別為0.284、0.516，皆存在顯著的正相關關系(P＜0.01)。分析相關原因，認為國家森林城市的建設和維護需要投入大量的資金，經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)能夠支撐這一開支，部分經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)將經(jīng)濟增長作為城市發(fā)展的首要任務，暫未將視線投放至國家森林城市的建設與評選；經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)對人口流動的吸引力強，居民在獲得經(jīng)濟收入的同時對城市生存環(huán)境更加重視，促進了城市生態(tài)、經(jīng)濟及社會系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展。

表3 國家森林城市相關指標的相關性分析Table 3 Correlation analysis of relevant indicators of national forest cities

3.3 自然約束力

3.3.1 水熱氣候條件 將219 個國家森林城市帶有地理信息的點要素分別與中國＞10 ℃年積溫、年均降水量底圖進行空間疊置。從表4 可知：國家森林城市數(shù)量與年積溫同步增加，在暖溫帶、亞熱帶地區(qū)占比為89.05%，由于熱帶地區(qū)的國土面積小，所以國家森林城市數(shù)量占比僅為1.37%。國家森林城市數(shù)量與年均降水量也同步增加，在濕潤、半濕潤地區(qū)占比高達95.89%。整體上，隨著中國熱點地區(qū)濕潤度增高，國家森林城市的數(shù)量呈明顯上升趨勢。說明充足的水分和適宜的溫度能夠對森林的發(fā)育產(chǎn)生積極作用，是國家森林城市評選、發(fā)展的重要因素。

表4 國家森林城市在不同水熱條件區(qū)域中的數(shù)量與占比Table 4 Number and proportion of national forest cities in different hydrothermal conditions

3.3.2 森林資源條件 以各省份的森林覆蓋率作為基礎數(shù)據(jù)得出各省份的森林資源占比，并與各省份的國家森林城市數(shù)量占比展開矩陣分析，結合媒體針對各地創(chuàng)建國家森林城市舉措發(fā)布的相關報道，分析圖4 可知：位于第1 象限和第3 象限內的省份數(shù)量較多，共涵蓋了61%的省份。陜西、遼寧、湖北、四川等緊鄰分界線，說明這些省份的國家森林城市數(shù)量與當?shù)厣仲Y源具有顯著的空間耦合特征。浙江、廣東、江西、四川等省份位于第1 象限，表明森林資源極為豐富，并在國家森林城市申報上取得了與森林資源相匹配的獲批數(shù)量。黑龍江、吉林、云南、貴州等省份處于第2 象限，表示這些省份雖擁有豐富的森林資源，但由于地形地貌復雜，難以實現(xiàn)“森林進城、森林圍城”，生態(tài)文化建設未達標，未滿足創(chuàng)建國家森林城市的考核標準，導致獲批數(shù)量較少。內蒙古、山西、新疆、西藏等省份位于第3 象限，由于惡劣的自然條件限制了森林資源培育和城市基礎設施建設，國家森林城市獲批數(shù)量也較少。山東、河南、安徽、江蘇等省份位于第4 象限，森林資源較第一象限內的省份相對匱乏，但通過科學建綠，以水帶綠，以綠綴城等手段擴大了城市生態(tài)空間的連通性，同時在森林健康、生態(tài)文化、公共休閑等內容上開展了配套活動，在創(chuàng)建國家森林城市上成效顯著。

圖4 各省份森林資源占比與國家森林城市數(shù)量占比的矩陣分析Figure 4 Matrix analysis of the proportion of forest resources in each province and the proportion of the number of national forest cities

3.4 城市轉變力

隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展，城市之間為爭奪要素資源出現(xiàn)了“用生態(tài)換發(fā)展”的現(xiàn)象，在環(huán)境污染與生態(tài)破壞復合式疊加態(tài)勢下，部分城市超出了生態(tài)承載力，難以實現(xiàn)生態(tài)自平衡。同時，城市群發(fā)展初期的激進擴張進一步加劇了生態(tài)用地的緊張，單獨由1 個城市開展環(huán)境治理和生態(tài)建設的傳統(tǒng)模式已不再適用于區(qū)域性的資源短缺、環(huán)境污染、生態(tài)破壞、物種瀕危等問題。此外，隨著城市居民生態(tài)友好意識的不斷覺醒和深化，本地的生態(tài)文化產(chǎn)品難以滿足城市居民的多層次、多樣化需求，這就要求城市在更大尺度上進行區(qū)域間生態(tài)文化產(chǎn)品的友好交流。針對以上原因，政府創(chuàng)新提出了加快建設森林城市群，通過廊道連接分散于地區(qū)間獨立的生境斑塊，形成點、線、面交織聯(lián)動的空間形態(tài)，打造聯(lián)系緊密且復雜的城市生態(tài)網(wǎng)絡系統(tǒng)。

4 結論與建議

4.1 結論

國家森林城市的演變特征和動因：①宏觀演變歷程。分為基礎探索—系統(tǒng)規(guī)范—快速發(fā)展3 個階段，建設觀念從碎片化、過度化、綠起來升級為一體化、自然風、活起來。②空間數(shù)量演變。建設覆蓋面涵蓋計劃單列城市、省會城市、地級市、縣級市、縣(區(qū))5 個等級；空間數(shù)量分布與“胡煥庸線”高度吻合，集聚熱點由少至多。③空間態(tài)勢演變。具有集聚性、方向性、聯(lián)動性特征，呈現(xiàn)“點上突破—線上銜接—面上拓展”的迭代模式。④影響因素。4 個因素共同作用，分別主導國家森林城市規(guī)劃—建設—運營—升級4 個階段。政府行政力統(tǒng)籌全局，通過政策調控和觀念升級為國家森林城市建設提供支持和引導；自然約束力主要決定國家森林城市空間分布，奠定了地區(qū)是否具備創(chuàng)建國家森林城市的基礎條件，社會驅動力決定了地區(qū)能否為國家森林城市的持續(xù)運營維護提供良好保障，兩者共同決定了國家森林城市的數(shù)量分布和空間演變趨勢；城市轉變力為國家森林城市的提質升級提供了切入點，推動國家森林城市的發(fā)展和進步。

4.2 建議

①因地制宜，打造一套成熟完備的森林城市創(chuàng)建流程。強化政府主導力量，因地制宜形成一套指標涵蓋全面、創(chuàng)建步驟清晰的國家森林城市評選流程，打通創(chuàng)建、評選、審批、監(jiān)管、運營、維護乃至退出的全過程。②尊重自然，多維度探討構建成本低、效益優(yōu)的森林城市。針對經(jīng)濟落后或水熱條件欠缺的地區(qū)，形成生態(tài)型、節(jié)約型、多樣化的綠化模式，以近自然的綠化模式持續(xù)維護城市森林健康，減少后期養(yǎng)護管理投入。③森林惠民，將增進居民生態(tài)福祉貫穿國家森林城市創(chuàng)建全過程。以人為本，將生態(tài)、景觀、游憩、文化、科教、防災融入國家森林城市建設，增加相關產(chǎn)品和服務的多樣化供給，實現(xiàn)人居環(huán)境改善、生活品質提升、公共資源共享、社會和諧善治的美好愿景。