基于綜合評(píng)價(jià)模型的城市生態(tài)健康評(píng)價(jià)

摘要：城市是人類活動(dòng)集中的社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，其生態(tài)健康狀況直接影響到城市的可持續(xù)發(fā)展。從活力、組織結(jié)構(gòu)、恢復(fù)力、生態(tài)系統(tǒng)功能的維持、人群健康狀況５個(gè)方面建立了相對(duì)完整的城市生態(tài)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。以山東省１７個(gè)城市為研究對(duì)象，運(yùn)用改進(jìn)的層次分析法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，同時(shí)結(jié)合綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行了健康評(píng)價(jià)。根據(jù)計(jì)算出的山東省１７個(gè)城市生態(tài)健康綜合評(píng)價(jià)值和健康狀態(tài)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將山東省１７個(gè)城市分為３類，即健康、亞健康和不健康，評(píng)價(jià)結(jié)果較合理。該評(píng)價(jià)結(jié)果可為山東省１７個(gè)城市的生態(tài)城市健康發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：城市生態(tài)健康；指標(biāo)體系；改進(jìn)的層次分析法（ＩＡＨＰ）；綜合評(píng)價(jià)；山東省

中圖分類號(hào)：Ｘ８２６文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０11）15－3211-03

Urban Ecosystem Health Assessment in Shandong Based on Comprehensive

Evaluation Model

ＷＡＮＧ Ｙａｎ１，ＣＡＯ Ｊｕｎ－ｒｕ１，ＭＥＮＧ Ｑｉｎｇ－ｊｕａｎ２

（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｚｉｂｏ ２５５０４９， Ｓｈａｎｄｏｎｇ， Ｃｈｉｎａ；

２． Ｂｉｎｚｈｏｕ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｂｉｎｚｈｏｕ ２５６６１３， Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｕｒｂａｎ ａｒｅａ ｉｓ ａｎ ａｄｖａｎｃｅｄ ｍａｎ－ｍａｄｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ ｓｏｃｉｅｔｙ， ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｎａｔｕｒｅ． Ｔｈｅ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｕｒｂａｎ ａｒｅａ ｉｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｕｒｂａｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｈｅａｌｔｈ． Ｆｉｖｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｈｅ ｕｒｂａｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｈｅａｌｔｈ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｖｉｇｏｒ， ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅ， ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｈｅａｌｔｈ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｒｏｗｄ． Ａｎ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｈｅａｌｔｈ ｗａｓ ｓｅｔ ｕｐ using 17 cities of shandong province as research object． Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｎａｌｙｔｉｃ ｈｉｅｒａｒｃｈｙ ｐｒｏｃｅｓｓ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｅａｃｈ ｉｎｄｅｘ ｗｅｉｇｈｔ， ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｕｔｉｌｉｚｅｄ ｔｏ ａｓｓｅｓｓ ｕｒｂａｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｈｅａｌｔｈ ｉｎ Ｓｈａｎｄｏｎｇ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｈｅａｌｔｈ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ａｎｄ ｇｒａｄｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｈｅａｌｔｈ， １７ ｃｉｔｉｅｓ ｉｎ Ｓｈａｎｄｏｎｇ pｒｏｖｉｎｃｅ ｗｅｒｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｒｅｅ ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ ａｓ ｈｅａｌｔｈｙ， ｓｕｂ ｈｅａｌｔｈｙ ａｎｄ ｕｎｈｅａｌｔｈｙ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｗａｓ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｓｏ ａｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｃｒｅｄｉｂｌｅ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｆｏｒ ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｈｅａｌｔｈ ｉｎ Ｓｈａｎｄｏｎｇ pｒｏｖｉｎｃｅ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｕｒｂａｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｈｅａｌｔｈ； ｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ； ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｎａｌｙｔｉｃ ｈｉｅｒａｒｃｈｙ ｐｒｏｃｅｓｓ（ＩＡＨＰ）； ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ； Sｈａｎｄｏｎｇ province

目前，山東省正處于城市化快速發(fā)展階段，但地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也帶來了一系列資源耗竭、環(huán)境污染、自然生態(tài)退化和人群健康受損等城市生態(tài)系統(tǒng)健康問題。而生態(tài)系統(tǒng)健康直接影響到城市的可持續(xù)發(fā)展。通過建立一套相對(duì)完整的城市生態(tài)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用定量的評(píng)價(jià)方法，對(duì)山東省１７個(gè)城市的生態(tài)健康進(jìn)行評(píng)價(jià)，以便為促進(jìn)城市生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展、實(shí)施城市生態(tài)系統(tǒng)健康管理提供依據(jù)。

國(guó)內(nèi)對(duì)城市生態(tài)健康的研究起步雖然較晚，但進(jìn)展迅速，熊鷹等［１］應(yīng)用屬性理論與方法對(duì)長(zhǎng)株潭城市群生態(tài)健康進(jìn)行了評(píng)價(jià)；張曉琴等［２］采用因子分析與模糊優(yōu)選評(píng)價(jià)模型對(duì)蘭州市生態(tài)系統(tǒng)２０００～２００６年的相對(duì)健康狀態(tài)進(jìn)行了評(píng)價(jià)；蘇美蓉等［３］運(yùn)用集對(duì)分析法對(duì)北京、上海、武漢、廣州等１６個(gè)城市的生態(tài)系統(tǒng)健康狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)。本文采用以上評(píng)價(jià)研究中所取得的成果，并針對(duì)其中的不足，建立適合山東省１７個(gè)城市的生態(tài)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用改進(jìn)的層次分析法計(jì)算出各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，采用綜合評(píng)價(jià)法對(duì)山東省１７個(gè)城市的生態(tài)健康進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果提出提高城市生態(tài)健康水平的建議，以解決具體的社會(huì)生產(chǎn)和實(shí)際問題。

１城市生態(tài)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

１．１評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇

城市生態(tài)健康指標(biāo)的選擇目前在學(xué)術(shù)界還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)遵循能完整準(zhǔn)確地反映城市生態(tài)健康狀況的原則［４］。桑燕鴻等［５］從活力、恢復(fù)力、組織結(jié)構(gòu)等８?jìng)€(gè)方面建立了城市生態(tài)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；張曉琴等［２］運(yùn)用壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型構(gòu)建了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。城市是一種高度人工化的自然-社會(huì)-經(jīng)濟(jì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，每個(gè)城市都有自身的特點(diǎn)，應(yīng)該建立適合自身的城市生態(tài)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，考慮山東省的實(shí)際情況和數(shù)據(jù)可獲得性，本文選擇活力、組織結(jié)構(gòu)、恢復(fù)力、服務(wù)功能的維持、人群健康狀況作為城市生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的５個(gè)要素，針對(duì)每個(gè)要素的內(nèi)涵提出相應(yīng)的指標(biāo)，最后構(gòu)建山東省城市生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（表１）。

１．２評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的確定

城市生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)確定后，就需要明確各項(xiàng)指標(biāo)的健康標(biāo)準(zhǔn)，才能對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)［６］。目前學(xué)術(shù)界尚沒有統(tǒng)一認(rèn)可的城市生態(tài)系統(tǒng)健康標(biāo)準(zhǔn)，本文參照國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)際和國(guó)內(nèi)公認(rèn)的生態(tài)城市、園林城市、環(huán)保模范城市標(biāo)準(zhǔn)來制定，將城市健康標(biāo)準(zhǔn)劃分為５ 級(jí)：病態(tài)、不健康、亞健康、健康和很健康。具體的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值及各標(biāo)準(zhǔn)值的區(qū)間范圍如表１所示。

２評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

指標(biāo)權(quán)重的準(zhǔn)確與否在很大程度上影響綜合評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。傳統(tǒng)的權(quán)重分配常用Ｄｅｌｐｈｉ專家咨詢法和層次分析法，其中Ｄｅｌｐｈｉ法不僅對(duì)咨詢專家要求較高，而且多輪咨詢的工作量較大。近年來用層次分析法確定權(quán)重越來越受到研究人員的重視，并在多方面得到應(yīng)用，但ＡＨＰ采用九標(biāo)度刻劃比較判斷結(jié)果，使專家感到操作困難，而且計(jì)算復(fù)雜，還需要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。為克服ＡＨＰ的上述特點(diǎn)，本文采用了改進(jìn)的三標(biāo)度層次分析法ＩＡＨＰ［７］，其計(jì)算步驟如下：

１）建立比較矩陣Ｃ＝［cｉｊ］。當(dāng)指標(biāo)ｉ比指標(biāo)ｊ重要時(shí)取cｉｊ＝１；當(dāng)指標(biāo)ｉ與指標(biāo)ｊ同等重要時(shí)取cｉｊ＝０；當(dāng)指標(biāo)ｉ不如指標(biāo)ｊ重要時(shí)取cｉｊ＝－１。

２）建立感覺判斷矩陣Ｓ＝Ｓ［sｉｊ］，其中：

sｉｊ＝ｄｉ－ｄｊ，ｄｉ＝∑cｉｊ（１）

３）建立客觀判斷矩陣Ｒ＝［ｒｉｊ］，其中：

ｒｉｊ＝Ｐ（sｉｊ／Ｓｍ），Ｓｍ＝ｍａｘsｉｊ（２）

其中，Ｐ為使用者定義的標(biāo)度擴(kuò)展值范圍，如Ｐ取值為３、５或７。

４）在完成以上的工作后，對(duì)矩陣Ｒ的每一列元素都進(jìn)行歸一化計(jì)算，即得到權(quán)重分值。

ＩＡＨＰ具有操作簡(jiǎn)便、結(jié)果客觀、完全一致三大優(yōu)點(diǎn)，采用改進(jìn)的層次分析法計(jì)算的上述指標(biāo)體系的權(quán)重分配如表１所示。

３山東省城市生態(tài)健康綜合評(píng)價(jià)

３．１單指標(biāo)評(píng)價(jià)

城市生態(tài)健康評(píng)價(jià)過程，是在單指標(biāo)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上進(jìn)行加權(quán)綜合評(píng)價(jià)［8］。單指標(biāo)評(píng)價(jià)也叫做無(wú)量綱化，是指采用一定的數(shù)學(xué)方法將指標(biāo)統(tǒng)計(jì)值的量綱消除掉，使不同量綱之間的值可以相互比較和綜合。設(shè)第ｉ個(gè)子區(qū)的第ｊ個(gè)指標(biāo)的取值為ｘｉｊ，則指標(biāo)的單項(xiàng)評(píng)價(jià)值ｙｉｊ有兩種計(jì)算方式。

ｘ為正作用指標(biāo)時(shí)，用公式（３）來計(jì)算：

ｙｉｊ＝（ｘｉｊ－ｘｊｍｉｎ）／（ｘｊｍａｘ－ｘｊｍｉｎ）（３）

ｘ為負(fù)作用指標(biāo)時(shí)，用公式（４）來計(jì)算：

ｙｉｊ＝（ｘｊｍａｘ－ｘｉｊ）／（ｘｊｍａｘ－ｘｊｍｉｎ） （４）

式中：ｘｊｍａｘ為第j個(gè)指標(biāo)中的最大值；ｘｊｍｉｎ為第j個(gè)指標(biāo)中的最小值。

該無(wú)量綱化將使所有指標(biāo)值界于０～１，正、負(fù)指標(biāo)取值在無(wú)量綱化后具有同向性，即得分越高，其可持續(xù)發(fā)展功能越強(qiáng)。

３．２綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)綜合評(píng)價(jià)法的方法與原理，采用指標(biāo)加權(quán)求和法，從而得到各城市健康評(píng)價(jià)的總分值。該模型強(qiáng)調(diào)指標(biāo)的群體性和迭加性，指標(biāo)之間是可以相互替代的，即個(gè)別指標(biāo)的落后對(duì)系統(tǒng)整體功能不會(huì)造成太大影響。加權(quán)求和的計(jì)算公式為：

式中：Ｆ為評(píng)價(jià)單元總分值；ｎ為評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)；wｉ為第ｉ個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；ｆｉ為第ｉ個(gè)指標(biāo)的分值。

采用前述指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)模型，根據(jù)所采集的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)山東省１７個(gè)城市生態(tài)健康水平進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果如表２所示。

根據(jù)山東省１７個(gè)城市的生態(tài)健康綜合評(píng)價(jià)值和健康狀態(tài)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表３）可以看出，山東省１７個(gè)城市的綜合評(píng)價(jià)值分布在３個(gè)區(qū)間內(nèi)，即可以將山東省１７個(gè)城市的城市生態(tài)健康情況分為３類：健康、亞健康和不健康。其中青島、東營(yíng)、煙臺(tái)、威海為健康城市；濟(jì)南、淄博、棗莊、濰坊、濟(jì)寧、泰安、日照、臨沂、德州、聊城、濱州、菏澤為亞健康城市；萊蕪為不健康城市。根據(jù)分類結(jié)果，在ＭａｐＩｎｆｏ中繪制出專題地圖（圖１）。

通過山東省１７個(gè)城市各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的具體數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)值的比較，可以發(fā)現(xiàn)萊蕪市單位ＧＤＰ能耗太大，人均ＧＤＰ、第三產(chǎn)業(yè)占ＧＤＰ比重指標(biāo)方面與其他城市相差太大，需要采取相應(yīng)的措施，擺脫不健康狀態(tài)；而棗莊等個(gè)別城市處在不健康狀態(tài)邊緣，針對(duì)弱項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)制定相關(guān)政策，逐步提高城市生態(tài)系統(tǒng)健康水平；作為省會(huì)的濟(jì)南市由于人口過多，雖然綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力很強(qiáng)，但人均ＧＤＰ并不高，市區(qū)人口密度太大，失業(yè)率較高，都是影響其城市健康程度的主要問題，但這些問題難以在短期內(nèi)解決；威海和青島是最為健康的兩個(gè)城市，綠化程度高，恢復(fù)力強(qiáng)，服務(wù)功能強(qiáng)大，多數(shù)指標(biāo)都在全省前列。綜合來看，山東省很多指標(biāo)優(yōu)于其他多數(shù)省份，其特點(diǎn)是整體效果好，恢復(fù)力要素很強(qiáng)。通過采取有針對(duì)性的措施，各個(gè)城市的生態(tài)健康程度有望提升一個(gè)層次。

４結(jié)論

本文在對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)健康認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，建立了城市生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用綜合評(píng)價(jià)法對(duì)山東省１７個(gè)城市的生態(tài)健康進(jìn)行了評(píng)價(jià)，得到結(jié)論如下。

１）從活力、組織結(jié)構(gòu)、恢復(fù)力、服務(wù)功能的維持、人群健康狀況５要素，選取了１７個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。運(yùn)用改進(jìn)的層次分析法計(jì)算出各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，該方法巧妙地把定量分析和定性分析結(jié)合起來，操作簡(jiǎn)單，所得權(quán)重較準(zhǔn)確。

２）對(duì)山東省１７個(gè)城市生態(tài)健康的評(píng)價(jià)結(jié)果表明，山東省１７個(gè)城市中有４個(gè)城市為健康狀態(tài)，１個(gè)城市為不健康狀態(tài)，大部分城市處于亞健康狀態(tài)，影響山東省１７個(gè)城市生態(tài)健康的不利因素主要是城市生態(tài)系統(tǒng)的活力不強(qiáng)和組織結(jié)構(gòu)不盡合理。

３）評(píng)價(jià)結(jié)果較合理，該評(píng)價(jià)結(jié)果可為促進(jìn)城市生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展、實(shí)施城市生態(tài)系統(tǒng)健康管理提供依據(jù)。

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