城市化發展水平對生態環境壓力的影響研究
——以西安市為例

衛海燕,王 莉,方 皎,宋雪娟

(陜西師范大學旅游與環境學院,西安710062)

城市化發展水平對生態環境壓力的影響研究
——以西安市為例

衛海燕,王 莉,方 皎,宋雪娟

(陜西師范大學旅游與環境學院,西安710062)

運用綜合評價法對西安市1991—2007年的城市化水平進行了測度。同時,使用生態環境壓力指數法對西安市城市生態環境壓力進行了定量評價,并對城市化水平的各相關因子與生態環境壓力指數之間進行了相關分析和回歸分析。通過分析得出結論:城市化發展水平與生態環境壓力之間存在著較明顯的相關關系,其中城市現代化水平的發展是產生城市生態環境壓力的主要原因,并提出了協調加快城市化進程與緩解城市生態環境壓力之間矛盾的幾點建議。

城市化;生態環境壓力;科學發展觀;西安市

目前,生態環境成為了影響我國城市全方位發展和城市之間相互競爭的至關重要的因素。特別是在國家大力倡導科學發展觀和可持續發展的今天,可以說生態環境的保護和治理已經成為當代城市發展必須考慮的首要問題。目前,我國城市的發展主要呈現兩種狀態[1]:一種為處于初級階段的城市發展狀態,這些城市往往利用自身的資源、勞動力等優勢,吸引資源、加工等產業,甚至是那些污染強度很高的產業來提高自身的經濟發展水平,導致城市生態環境質量的惡化,這些城市的發展往往以犧牲自身生態環境為代價來發展經濟,實際上得不償失;另一種為競爭力較強的城市發展狀態,這些城市發展的關鍵是吸引高級人才和高新技術。而高級人才在選擇工作和生活的城市的時候,對城市生態環境質量的要求相對較高,并且很多包括高科技產業在內的產業對產業所處的環境質量要求也甚高。所以,在同等資源、成本條件下,環境質量便成了這一類型城市發展的關鍵性因素。

西安市目前已經跨入了競爭力較強的城市發展行列,然而在協調城市發展和保護生態環境方面還存在著明顯不足。本研究引入城市生態環境壓力指數作為衡量城市生態環境壓力大小的指標,通過對西安市近17年城市化水平與城市生態環境壓力指數的相關分析與回歸分析研究,提出了解決加快西安市城市化進程與緩解城市生態環境壓力之間矛盾的幾點建議,對西安市未來城市化發展朝著健康、穩定和可持續的方向推進具有重要的現實意義。

1 城市化的內涵及其水平測度

1.1 城市化的內涵

對于城市化的定義不同的學科有不同的提法,人口學、地理學、經濟學、社會學以及規劃學等學科對城市化的界定都偏重于自己的學科領域,存在一定的局限性。城市化是一個涉及經濟、社會、人口、地域空間等諸多方面的復雜過程[2]。因此,現代城市化的內涵應包括:(1)工業化導致城市人口的增加;(2)城市地域的擴大及城市關系圈的形成和變化;(3)擁有現代市政服務設施系統;(4)城市生活方式、組織結構、文化氛圍等上層建筑的形成[3]。

1.2 西安市城市化水平的測度

西安市現轄9區4縣,總面積10108 km2,到2007年年末,人口764.25萬。其中,中心城區規劃面積277 km2,建城區268 km2,市轄區人口549.19萬人,全市非農業人口353.85萬人,占總人口的46.3%。城市化水平(又稱城市化率,城市化度,城鎮化率)是一個國家或地區經濟發展的重要標志,也是衡量一個國家或地區社會組織程度和管理水平的重要標志。關于城市化水平的測度方法,許多學者采用單一的人口比重指標測定城市化水平,固然有其簡單易行的優點,但不能全面地描述作為復雜系統的城市化進程[4]。本研究采用多指標綜合評價法,從全面性、主導性、層次性以及可操作性四大原則出發,參照并對比了許多相關模型資料[5],選取了三大類共16項具體指標(表1)。

表1 西安市城市化水平測度指標體系Tab.1 The index system of urban ization measurement in Xi’an

作者采用因子分析法測算西安市1991—2007年城市化水平,以克服多指標變量間信息重疊及人為確定指標權重的主觀性。具體數據來源于參考文獻[11-12]。利用統計分析軟件SPSS13.0對城市化水平測度指標變量進行因子分析,用主成分分析法提取公因子,按特征值大于1的原則,共提取2個主因子(表2),其累計方差貢獻率達89.284%,符合進一步分析的要求。對初始因子載荷矩陣進行方差最大法正交旋轉后,得到主因子旋轉載荷矩陣(表3)。

表2 主因子分析貢獻率Tab.2 The cumulative percentages of factor’a eigenvalue

表3 主因子旋轉載荷矩陣Tab.3 The matrix of the ma i n load factor after rotation matrix

主因子載荷值反映了主因子與指標變量之間的相關程度。根據各主因子所反映的變量特征將其命名如下:(1)第一主因子的貢獻率為77.796%,除了X7,X12, X15之外,其它指標上的載荷都較高,這些指標多是從內涵發展的角度反映了城市化發展水平,是對城市現代化建設的綜合評價,在此將其命名為“城市現代化水平”因子。(2)第二主因子的貢獻率為11.488%,它在X6,X7, X12,X15等指標上的載荷較高,主要反映了城市化進程中公共服務設施的建設情況,可命名為“城市生活質量水平”因子[6]。

根據表2中各因子的方差貢獻率規定F1的權重為77.796%,F2的權重為11.488%,得出西安市城市化水平綜合得分計算公式

式中:Fi代表第i年的城市化水平綜合得分;F1,F2分別為每年的各因子得分,系數分別為各因子的權重。

根據公式(1)計算得出西安市1991—2007年的城市化水平綜合得分(表4)。由表4可以看出城市化水平綜合得分從1991—2007年逐年遞增。這說明西安市城市化水平在逐年推進。再者,將城市現代化水平得分與城市化水平綜合得分進行對比發現:兩者大體上是一致的,城市化不僅意味著城市面積的擴張和城市人口的增加,更重要的是城市現代化水平的提高,它代表著城市化發展的高級階段。因此,城市化水平與城市現代化水平基本上一致。

2 西安市生態環境壓力指數計算[7]

生態環境壓力指數(ES I)由資源能源消耗分指數(RECI)和環境污染分指數(EPI)來計算。根據ES I數值和RECI與EPI的關系,可以判斷生態環境壓力的變化和主要來源。其計算公式

式中:ES I為生態環境壓力指數;RECI表示資源能源消耗分指數;EPI表示環境污染分指數;W1和W2分別為這兩個分指數的權重。

資源能源消耗分指數RECI和環境污染分指數EPI的計算公式式中:RECIi表示第i個資源能源消耗指標的指數值;Pi為第i個資源能源消耗指標的權重;EPIj表示第j個環境污染指標的指數值;Pj為第j個環境污染指標的權重。各指標壓力指數的計算采用下列公式

式中:RECi和EPj分別表示第i個資源能源消耗指標和第j個環境污染指標的實際值;max(RECi)和max(EPj)分別為所有資源能源消耗指標和所有環境污染指標中的最大值。

通過參閱資料,結合數據收集的實際情況[8],作者選取了燃料煤、原料煤、燃料油的消耗量進行資源能源消耗指數的計算,選取廢水排放、廢氣排放、SO2排放和固體廢棄物排放總量進行環境污染指數的計算[9],各指標權重詳見表5。

表5 1991—2007年西安市城市化水平對生態環境壓力評價的指標及其權重Tab.5 I ndicators and their weights for urban ization to ecological environment stress in different regions in Xi’an from 1991 to 2007

將各組數據進行標準化處理之后,分別代入公式(5)、(6)。將結果代入公式(3)、(4),得出1999—2007各年的資源能源消耗指數和環境污染指數。再將各指數代入公式(2),得到1991—2007年每年的生態環境壓力指數(表6)。參照區域經濟發展對生態環境壓力的定量評價指標[10],生態環境壓力指數為0時,壓力最小,即無壓力;生態環境壓力指數為100時,壓力最大。從0～100共分五段:0～20為壓力很小;20～40為壓力小; 40～60為中等壓力;60～80為壓力大;80～100為壓力很大。

表6 1991—2007年西安市生態環境壓力指數統計表Tab.6 The ecological environment stress index i n Xi’an from 1991 to 2007

3 城市化水平與生態環境壓力分析

用西安市1991—2007年每年的城市化水平綜合得分和生態環境壓力指數進行對應作圖分析。得到1991—2007年西安市城市化水平與生態環境壓力的關系圖(圖1)。

圖1 1991—2007年西安市城市化水平與生態環境壓力的變化Fig.1 The changes of urban ization and the ecological environment stress in Xi’an C ity from 1991 to 2007

從圖1中可以看出,1991—2007年17年中西安市的城市化水平和生態環境壓力大致呈現負相關的趨勢。1991—1998年可以看作西安市城市化發展的初級階段。在這期間,西安市的城市化雖然有了一定水平的提高,但是這一系列的發展都是以犧牲生態環境為代價的,是不明智的發展。這個時間段中,西安市城市化發展緩慢,但生態環境壓力指數均超過60,呈現出較大的生態環境壓力。1999年西安市的城市化上了一個新臺階,因為這一年西部大開發戰略在西安正式啟動,1999—2007年中,西安市城市化呈現快速、穩定的發展趨勢,最值得一提的是城市化快速發展的同時,西安市的生態環境壓力指數在下降,這恰好印證了西安市在西部大開發戰略中走高新技術發展道路的方針,其發展有了根本性的轉變。這一時間段,西安市的生態環境壓力指數低于60,呈現中等壓力,在2004年出現一個小的峰值后,繼續下降。

3.1 相關分析

用SPSS13.0對西安市1991—2007年城市化水平和生態環境壓力進行相關分析,得出結論。二者的相關系數R=-0.942,在0.001的信度水平下通過檢驗,說明二者相關性十分顯著,呈現明顯負相關。其中城市現代化水平因子與生態環境壓力的相關系數為-0.856,是主要影響因子,說明城市的現代化水平越高,現代化設施越完善,相應地,城市的生態環境壓力越趨于下降。城市生活質量水平因子與生態環境壓力的相關系數為0.660,說明城市的高生活質量意味著將會出現高消耗和高排放,然而,怎樣才能做到在低消耗和低排放的情況下創造出較高的生活質量呢?這就需要有一定的人為干預,比如政策的干預、計劃的實施等等。

3.2 回歸分析

建立西安市城市化水平與生態環境壓力之間的線性回歸模型來探討兩者之間的數量關系。城市化水平綜合得分為自變量x,生態環境壓力指數為因變量y,用SPSS13.0進行分析得到線性回歸模型:y=214.38-322.994x。(F=117.970,在0.01的顯著性水平上, F(0.01)=8.40,k=1,n=17)

對該多元回歸模型進行檢驗,其回歸平方和U= 2157.657,剩余平方和Q=274.348,F檢驗法中,檢驗值F=117.970,大于顯著性水平為0.01時的臨界值8.40,說明該多元回歸模型顯著。揭示了城市化發展水平與生態環境壓力之間的定量關系。

4 結論與建議

通過以上對西安市城市化水平與生態環境壓力關系的分析,我們發現,城市化水平和生態環境壓力之間存在顯著的負相關關系,其中,城市現代化水平越高,城市生態環境壓力將越小;而城市生活質量水平和城市生態環境壓力之間是典型的正相關關系。如何協調加快城市現代化建設、提高城市生活水平和減小生態環境壓力之間的矛盾,使城市朝著健康有序的方向發展,提出以下幾點建議。

(1)加快城市現代化建設,大力發展新興產業,高產出低消耗低排放促發展。充分發揮西安市科技和旅游兩大優勢,走高科技道路,走生態旅游道路,以此促進西安市經濟快速發展。

(2)從根源上降低生態環境壓力。大力投建節能減排設施,幫助傳統高耗能高排放產業轉型,加大節能減排的力度,對違規排放進行嚴厲查處,擴大集約型產業的發展,使之形成生態環境保護良性循環的基礎。

(3)從觀念上徹底改變能耗意識。大力倡導循環經濟,提高廢物回收利用率,建設資源節約型城市,最終達到協調城市生活壓力和生態環境壓力之間矛盾的目的。

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Researches on the Quantitive Relationship between Urban ization Level and Ecological Environment Stress:Take Xi’an as An Example

Wei Haiyan,Wang Li,Fang Jiao,Song Xuejuan
(College of Tourism and Environm ent,Shaanxi N o rm al University,X i’an710062,China)

In this paper,a comprehensive evaluation of urbanizatin level of Xi’an city in 1992—2007 was carried out.At the same time,the eco-environmental pressure index of Xi’an citywas used for the quantitative evaluation of the pressure of Xi’an City’s eco-environment and the relationship between the level of urbanization of the relevant factors and the ecological environment pressure were analysed by the index-related analysis and regression analysis.The conclusion is:the relationship between the levelof urbanization and ecological environmentpressure belongs to the more obvious correlation,and the level of urban development in the modernization of the city is the main reason for the pressure and finally the paper put forward the proposals of speeding up the urbanization process and mitigating the pressure on the city’s ecological environment.

urbanization;pressure of the ecological environment;the concept of the scientific development; Xi’an City

book=114,ebook=159

F291.1

:A

:1003-2363(2010)05-0094-05

2009-10-28;

:2010-03-16

國家自然科學基金項目(40901077);陜西師范大學人文社科基金項目;陜西省軟科學基金項目(2010KRM35)

衛海燕(1966-),女,陜西西安市人,副教授,學士,主要從事GIS與地理建模研究,(E-mail)weihy@snnu.edu.cn。