吳遠征，張智光

（1.南京林業大學經濟管理學院，江蘇南京 210037；2.金陵科技學院商學院，江蘇南京 211169）

1 研究背景

城市化的高速發展一方面給城市帶來了現代化和經濟上的不斷繁榮，另一方面其資源消耗的速度也越來越快，城市的經濟發展與生態資源之間的矛盾日漸突出［1］。粗放式的城市發展滿足不了可持續發展的要求，生態保護的重要性已逐漸深入人心。自20 世紀70 年代以來，國內外學者開始從生態建設的角度來探索城市的可持續發展，逐漸形成了生態城市的理論。產業發展作為經濟發展的主體，在生態城市的建設中起著十分重要的作用［2］。而產業結構作為產業發展的一個基本特征，直接反映了城市發展水平的高低。城市產業的轉型升級是生態城市建設的核心動力，在城市產業轉型升級的過程中必然伴隨著產業結構的不斷優化與調整，而這種產業結構的優化與調整反過來也為生態城市的建設提供了良好的經濟基礎，使得生態城市的建設能夠有更好的客觀條件［3］。

國內學者從生態城市的規劃建設、實現路徑、競爭力評價和制度保障等方面進行了研究，如楊琰瑛等［4］、李迅等［5］對生態城市規劃建設的技術、管理和保障機制進行了研究；張敬賽等［6］、賈妍等［7］對生態城市建設的時空演化路徑及發展模式等進行分析，提出了空間散點模式、空間集聚模式、空間溢出模式和空間平衡模式等；李妍等［8］、易平濤等［9］對生態城市從經濟水平、環境問題、社會問題及和社會控制等方面構建了生態城市評價的指標體系等。縱觀以上研究可以發現，對于生態城市建設的地方適應性研究分析不足，生態城市發展評價指標體系構建廣泛存在經濟、社會、環境等相關指標的羅列和拼湊，忽視了城市發展過程中產業對生態的制約關系。

本文利用“驅動力-壓力-狀態-響應”（DPSR）模型構建生態城市建設的評價指標體系，通過主成分分析方法對南京生態城市建設水平進行綜合評價；同時，運用灰色關聯分析模型分析南京三次產業及各產業內部結構對生態城市建設水平的影響，為南京實現產業和生態的協同發展提供理論依據。

2 評價指標體系構建

DPSR 模型是在PSR（“壓力-狀態-響應”）模型基礎上改進的成果，主要用于研究生態環境可持續發展問題［10］。考慮到生態城市建設各要素的系統性和內在關聯性，本文將DPSR 模型引入生態城市建設水平評估的指標選取過程中，如圖1 所示。其中，驅動力表示生態城市可持續發展的目標，即對應于生態城市建設的發展能力，具體可反映在城市化水平、人均地區生產總值（GDP）、三次產業比重等方面；壓力主要體現在企業生產及居民生活過程中對資源的消耗和污染物的排放等，具體可反映在廢水、化學需氧量（COD）排放量、廢氣排放和可吸入顆粒物濃度等方面；狀態則是指生態城市建設在可持續發展的目標和環境資源壓力下的發展狀況，一方面表現為城市生態環境如天氣、綠化等情況，另一方面反映在人均生態資源占有情況，具體反映在人均綠地面積、人均道路面積等方面；響應則表示為保障生態城市建設所要進行的資金投入與治理等措施。

圖1 基于DPSR 的生態城市建設評價框架體系

根據南京生態城市建設的實際狀況，本文參考冒袁媛等［11］的研究，在DPSR 模型的框架下構建了南京生態城市建設水平評價指標體系如表1 所示。

表1 南京生態城市建設水平的評價指標體系

3 研究方法與數據來源

3.1 主成分分析法

主成分分析法是多元統計學中降維方法的一種，其基本思想是用較少的不相關的新變量代替原有較多的相關變量，新變量為原有變量的線性組合［12］。具體步驟如下：

（1）對原始數據進行正向化處理，即逆向指標取其相反數，再將數據通過Z-score 法進行標準化處理。

（5）計算前m 個主成分的累積方差貢獻率。若前m 個主成分的累積方差貢獻率ρ 達到85%，則取前m 個主成分替代原有的p 個指標：

（6）對m 個主成分加權求和。綜合評價分值有正有負，正負并不代表評價對象的真實水平，僅表示評價對象的相對位置：正值表示被評價對象能力高于平均水平，負值表示被評價對象的水平低于平均水平。綜合得分值越大，說明評價對象水平越高；反之則越小。綜合評價函數如下：

3.2 灰色關聯分析法

灰色關聯分析方法是根據因素之間發展趨勢的相似或相異程度，即灰色關聯度，作為衡量因素間關聯程度的一種方法［13］。它根據序列曲線幾何形狀的相似程度來判斷，將指標之間的信息不完全性和不確定性特征通過灰色關聯處理，揭示各因素之間的主要關系，對非線性、離散以及動態的數據進行量化，具有獨特的優越性。具體步驟如下：

（1）原始數據為X，共有m 個指標n 個被考察對象，確定反映系統行為特征的參考序列X0和比較序列Xi。

確定參考序列X0=（X01,X02, ,X0n）。正指標的參考值為最大值，逆指標的參考值為最小值。

（2）對參考序列和比較序列進行無量綱化處理。本文采用Z-score 法對原始數據進行無量綱化處理，如式（1）。

（4）計算關聯系數。對一個參考數列X 0 有若干個比較數列X1, X2, , Xn，各比較數列與參考數列在各個時刻的關聯系數可由以下公式算出：

式（9）中，ρ 為分辨系數，取值一般在0 ～1之間，通常取0.5，本文取值0.5。

各參考序列對象的關聯系數組成灰色關聯矩陣：

（5）計算關聯度。將各個時刻的關聯系數集中為一個值，即求平均值，作為比較數列與參考數列間關聯程度的數量表示。值越接近1，說明相關性越好。計算公式如下：

最后，對關聯度進行排序。因素間的關聯程度主要通過關聯度的大小次序反映各子序列的優劣關系，而不僅僅是關聯度的大小。

3.3 數據來源

本文所選指標數據，通過查閱2008—2017 年《南京統計年鑒》和《中國城市統計年鑒》數據整理所得。

4 生態城市建設綜合評價

本文對樣本原始數據進行主成分分析，分析結果見表2 所示，根據累計方差貢獻率≥85%、特征值＞1 的原則提取了4 個因子［14］，這4 個因子的特征值分別為19.611、2.587、2.271、1.839，各因子的方差貢獻率分別為70.038%、9.241%、8.111%、6.567%，累積貢獻率達93.956%，表明進行主成分分析的效果比較理想。

表2 南京生態城市建設水平評價指標特征值及方差貢獻率

表2 （續）

為了對上述選取的主成分進行更為合理的解釋，將因子負荷矩陣進行旋轉后得到旋轉后的成份矩陣，從表3 可以看出，大部分指標在第一主成分中荷載較大，因此第一主成分反映了大部分指標的信息，其反映的內容更傾向于體現城市社會和環境發展質量的指標信息；其余3 項主成分指標內容涵蓋了環境保護投資占GDP 比重、工業固體廢物綜合利用率、生產用水重復利用量、萬元產值廢汽排放量等指標，主要側重于生態環境治理投入和廢棄物處理與循環利用等方面的內容。

表3 南京生態城市建設水平評價指標因子負荷矩陣旋轉后的成份矩陣

對上述主成分根據式（4）至式（6）計算得到4 個主成分的函數表達式，并得到2007—2016 年南京生態城市建設水平評價的綜合得分如表4 所示。2007—2016 年10 年間，南京生態城市的建設水平總體上不斷提高，從2007 年的-0.989 提升至2016 年的0.989，表現出良好的上升趨勢，特別是2012 年之后上升趨勢進一步加強。

表4 2007—2016 年南京生態城市建設水平綜合評價得分

值得注意的是，由于南京2013 年承辦亞青會、2014 年承辦青奧會以及創建國家生態市考核驗收等的需要，前期突出加大了環境保護和生態建設投資，使得2013 年綜合得分的同比變動比率與其他年份期間變動比率相比差異巨大；但也注意到在2009 和2016 年兩個年度內，南京生態城市建設的綜合得分變動幅度明顯小于其他年份的提升幅度，這表明在南京生態城市建設過程中還存在著一些制約建設步伐的問題。 為進一步探討南京產業結構調整對生態城市建設水平綜合評價得分的影響，本文將對南京三次產業及其內部結構對生態城市建設水平的影響利用灰色關聯模型進行分析。

5 生態城市建設與三次產業關聯分析

對前述南京生態城市建設評價綜合得分與2007—2016 年間的南京三次產業運用灰色關聯法進行分析，從產業結構對生態城市建設影響的角度出發，探索南京生態城市建設的產業調整方向。根據前述灰色關聯分析法式（7）至式（11），確定以生態城市建設水平綜合得分作為參考序列，以南京三次產業產值作為比較序列，得到南京生態城市建設水平與三次產業灰色關聯矩陣（見表5）和關聯度趨勢（見圖2）。

表5 2007—2016 年南京生態城市建設水平與各產業灰色關聯矩陣

表5 （續）

圖2 2007—2016 年南京生態城市建設水平與各產業灰色關聯趨勢

（1）從關聯度的計算結果來看，南京三次產業對生態城市建設水平的灰色關聯度均在0.5 以上，說明三次產業對生態城市建設水平均有較大影響，都是影響生態城市建設水平的重要因素。其中，第三產業的關聯度均值最大，且三次產業占比從2007年的48.43%上升到2016 年的58.39%，而同階段第二產業占比從48.12%降低到39.2%，說明近年來南京第三產業的快速發展對提升南京生態城市建設起到了越來越重要的作用。

（2）從關聯度排序來看，南京產業發展與生態城市建設水平關聯度從大到小依次為第三產業、第一產業和第二產業，說明現階段南京生態城市建設過程中第三產業發展發揮了越來越重要的作用；另外，第二產業和生態城市建設水平的關聯度低于其他兩個產業，與其產值占比不成比例，從一個側面說明南京第二產業發展與生態城市建設要求之間還存在差距，需要進一步對第二產業不斷進行結構優化，提升科技水平，實現產業與生態的結合。

（3）從發展趨勢來看，第一產業關聯度變化相對平穩，第一產業占比從2007 年的3.45%降到2016 年的2.4%，對南京生態城市建設的影響相對降低；但是隨著南京及其周邊美麗鄉村建設的開展，對提升生態環境及提升市民出游意愿起到了重要作用，二三產業的發展，特別是第三產業發展對南京生態城市建設提升作用越來越強。南京要在這一基礎上大力發展第三產業，使第三產業逐漸成為引導南京生態城市建設的主導產業，早日形成以綠色的第一產業為基礎、先進的第二產業為支撐、現代化的第三產業為主體的產業結構，推動生態城市的建設。

6 生態城市建設與三次產業內部結構關聯分析

為進一步分析三次產業對南京生態城市建設水平的影響，本文分別對南京三次產業內部結構與生態城市建設水平之間的關聯進行分析，分別得到生態城市建設水平與三次產業內部構成要素的灰色關聯矩陣見表6 所示。

表6 2007—2016 年南京生態城市建設與各產業要素灰色關聯矩陣

表6 （續）

（1）生態城市建設與第一產業內部結構的關聯分析。第一產業涵蓋了農業、林業、牧業、漁業和農林牧漁服務業五大部分，第一產業的健康發展對生態城市建設水平的提升起到了重要作用。其中，農業、農林牧漁服務業及漁業三者與生態城市建設水平關聯度較大，且明顯大于三次產業關聯度的均值（見圖3），特別是農業關聯度均值達到0.828，說明南京現代農業的發展較好地適應了南京生態城市建設的要求；排在第二位的農林牧漁服務業作為第一產業的重要組成部分，在提升第一產業整體競爭力和生態城市建設方面發揮了越來越重要的作用。同時也應該看到，雖然林業在第一產業中和生態城市建設的關聯度排在相對靠后的位置，但近年來提升速度較快，在生態城市建設方面逐漸發揮了越來越重要的作用。

圖3 2007—2016 年南京生態城市建設與第一產業的灰色關聯趨勢

（2）生態城市建設與第二產業內部結構的關聯分析。第二產業與生態城市建設水平關聯度在三次產業排序中處于最后，對生態城市建設的關聯度需要進一步提升。南京傳統的優勢產業在汽車、石化、冶金等行業，這些行業的資源消耗量相對較大，不利于生態城市建設的提升，需要進行產業的升級改造。近年來第二產業中工業行業的發展和生態城市建設水平之間的關聯在波動中有所提升（見圖4），說明南京工業轉型升級的過程中生態化水平有了提升。建筑業的關聯度相對較低，與建筑行業容易造成廢水污染、廢氣污染、粉塵污染和廢棄物污染等特點有關，應注意提升傳統建筑業的綠色生產水平，滿足綠色建筑發展需要，大力發展精深加工制品，重點發展“工廠化生產、裝配化施工”的預制構配件等提升產業的環保水平，以促進生態城市建設水平的提升。

圖4 2007—2016 年南京生態城市建設與第二產業的灰色關聯趨勢

（3）生態城市建設與第三產業內部結構的關聯分析。由于第三產業對資源的需求量和對環境的影響較小，發展第三產業有利于保護生態環境，實現生態城市的可持續發展。南京第三產業的金融業、其他服務業、批發零售業和住宿餐飲業的關聯度均在0.8 以上，遠遠高于三次產業關聯度的均值，為生態城市建設注入了活力（見圖5）。但也應該看到，住宿餐飲業、交通運輸業等由于其自身的噪聲、油煙氣污染、包裝垃圾污染和汽車尾氣污染等會帶來城市的環境污染，這些行業的污染也應該受到足夠的重視，特別是交通運輸業和生態城市建設水平的關聯度在第三產業內部排名最低，應努力降低交通運輸業的污染排放。整體上看，第三產業對于南京生態城市建設起到促進作用，但其中部分行業發展中產生的問題也應該引起足夠的重視。

圖5 2007—2016 年南京生態城市建設與第三產業的灰色關聯趨勢

7 生態城市建設水平提升對策建議

（1）優化產業結構提升生態城市三次產業綠色發展水平。在研究時段內，南京三次產業結構變動較大，從2007 年的“二三一”結構形態轉變為2016年的“三二一”結構形態，產業結構的高級化程度有所提升，但生態城市建設水平和三次產業的年均關聯度排序為“三一二”結構，第二產業在生態城市建設過程中需要進一步調整，以發揮更大的作用，真正與其經濟排序相匹配。建議南京將“低污染、低功耗、高效益”的生態工業作為發展重點，以現代化、信息化、智能化作為第二產業調整的方向，進一步關停一批生產工藝落后、高能耗、高污染的企業，降低重工業在二產中的占比，從政策層面倒逼工業企業對現有工藝進行升級。

（2）取長補短，有針對性調整三次產業內部結構。根據南京三次產業內部組成對生態城市建設的關聯度分析，對產業內部構成成分取長補短，進一步優化產業結構，提升生態城市建設水平。一是根據南京城市自身多山特點，增加內部綠化、優化城市公園、城市綠地的空間布局，促進城市林業發展；推廣先進的農業生產技術，劃設耕地保護紅線，建設具有生態保護、文化休閑等多功能的新型生態農業，以提升生態城市建設的基礎保障；強化農林牧漁服務業的發展，為第一產業發展提供服務支撐。二是將“低污染、低功耗、高效益”的生態工業作為發展重點，以現代化、信息化、智能化作為第二產業調整的方向；進一步關停一批生產工藝落后、高能耗、高污染的企業，降低重工業在二產中的占比；提升建筑業綠色生產水平，滿足綠色建筑發展需要［15］。三是借助南京創建軟件名城的契機，大力發展高端軟件、網絡通信和科技信息服務業等高科技服務業；并結合自身優良的制造業基礎，推動傳統制造業與高科技服務業之間的互通互融，從而促進現代物流、金融服務等相關現代服務業的發展。

（3）加大生態城市環境治理的科技水平，提升城市生態環境。生態學、社會學和城市規劃等學科的發展與交叉研究成果為生態城市建設提供了更多的技術手段，和傳統抑制需求的生態治理手段相比較，將新的技術和手段應用于生態城市建設與規劃往往能取得更好的成效，比如，通過綠色建筑的設計與建造，或使用新型涂料減少房屋熱量吸收，可以降低空調使用頻率，緩解城市“熱島效應”并降低電力損耗［16］；通過建設滲水地、透水路面等方法，增加城市蓄水功能，減少城市內澇的發生。因此，加大生態城市環境治理的科技研發水平，對于城市生態環境提升有著重要作用。