城市生态系统健康评价—以重庆市为例

评价指标体系，同时采用熵权法确定各指标对所属要素的权重，运用模糊数学评价法，对重庆城市生态系统健康状况进行动态评价分析。研究结果表明，在2006-2015年中，重庆城市生态系统各组成要素的健康状况都有了一定程度的提高，生态系统总体健康状况由不健康逐渐过渡到亚健康后转变为较健康水平，基本发展趋势比较稳定。但在重庆市建设过程中，仍存在胁迫城市生态系统健康发展的因子。针对目前重庆市生态系统健康状况提出相应的建议。

【关键词】城市生态系统健康;模糊评价;熵权法;重庆市

1、引言

自新中国成立以来，我国城市化水平突飞猛进，直至2018年我国城市化率已经达到59.58%，城市已然成为人类生活和文明发展进步的重心。而在城市社会经济迅速发展的同时，自然环境的平衡遭到了破坏， “城市病”“生态危机”等现象愈演愈烈，城市发展的健康状况逐渐受到社会重视。因此，进行城市生态系统健康评价，分析城市可持续发展的限制因素，已经成为当前一项十分迫切和紧要的任务。

生态系统健康研究最早开始于20 世纪70 年代，Odom E P提出将生态系统健康看作为一个有机体概念[1];Rapport（1989）提出生态系统健康必须具有稳定性和可持续性[2]。近年来，随着技术发展和环境恶化，部分专家学者逐渐将这一概念应用到城市生态系统研究中。IDRC对城市生态系统健康的概念以及评价指标体系建立的方法、理论作了深入的研究。此后，Harpham、Jerry等學者纷纷对其做出了不同的探讨与实践[3-4]。我国的城市生态系统健康评价研究始于21世纪初。郭秀锐等学者（2002）最先构建了较完整的城市生态系统健康评价指标体系，并应用模糊数学模型对上海、北京、广州的城市综合健康状况进行分析研究[5-6];此后，苏美蓉、李艳利、向丽、王雪等学者均在不同程度上对城市生态系统健康的指标体系做了研究，并通过能值分析[7]、层次分析[8]、模糊物元[9]、模糊评价法[10-12]、熵值法[13]等方法对其进行评价。由于城市生态系统健康概念不统一及原始数据获取困难等原因，在指标选取上随意性较大，至今还没有一套标准的城市健康评价指标体系。在评价方法的选取上，学者们大多是基于原始数据的定量分析，缺乏一定的科学依据。本文结合国内外文献的研究，构建城市健康评价指标体系，应用熵权-模糊数学综合评价模型对2006-2015年重庆城市健康进行评价分析，探究当前重庆市发展存在的问题，并提出建议。

2、研究区域和方法

2.1 研究区域及数据

重庆市位于我国西南部，其地貌类型以山地为主，有“山城”之称，加其雨量充沛、湿润多阴等气候特点，拥有独特的生态环境。作为我国西南地区唯一的直辖市，重庆市是长江上游地区经济、商贸、科技和金融中心，重要的城市地位与城市功能不容忽视，其城市健康发展影响西南地区乃至全国的社会经济发展。因此，对重庆市城市生态系统健康状况进行评价至关重要，所有评价指标所用原始数据均由各年份《重庆市统计年鉴》直接或间接计算所得。

2.2 指标体系与分级标准

本文参考郭秀锐等前人的评价指标体系[5-6，10-12]，选取活力、组织结构、恢复力、生态系统服务功能和人群健康状况五大要素进行评价，并结合数据可获得性，建立评价指标体系。参考相关文献的建议值，本文将其健康水平分为五个等级：病态、不健康、亚健康、较健康和很健康，同时考虑全国及重庆市各指标值来调整各指标的分级标准，见表1。

2.3 指标权重及隶属度矩阵建立

为了避免过多人为主观的干扰，本文采用客观赋权和主观赋权相结合的方法来确定评价指标的权重。参考前人研究以及定性分析得到各要素层的权重矩阵A=（0.2 0.2 0.2 0.2 0.2），指标层对所属评价要素的权重选用熵权法进行定量分析所得。

通过隶属度函数公式分别计算各个指标对五个等级相应的隶属度rkj，从而构建公式（1）计算各要素的隶属度，从而构建隶属度矩阵R.

其中，Rij表示第i个要素（i=1，2，3，4，5）对第j级标准（j=1，2，3，4，5）的隶属度，k代表评价要素所包括的指标个数（k=1，2，3，4）;wij表示第i要素中第k个指标的权重;rkj代表第k个指标对第j级标准的隶属度。

2.4 模糊矩阵的复合运算

根据确定各要素权重以及相应健康隶属度矩阵，运用模糊综合数学评价模型进行复合运算，建立各年份城市健康评价矩阵：H=A·R，采取隶属度最大原则可得城市生态系统健康评价结果。此外，分别对5个健康评价等级等差赋值（病态=0.2、不健康=0.4、亚健康=0.6、较健康=0.8、很健康=1.0），计算健康综合指数。

3、评价结果及分析

3.1 城市生态系统健康评价结果

2006-2015年重庆市生态系统健康状态评价结果如表2所示，根据最大隶属度原则，其健康状况由不健康逐渐过渡到亚健康后转变为较健康水平。健康指数如图1所示，2006-2015年重庆市该指数呈现逐年上升趋势，且上升曲线平缓无较大波动，表明重庆市的整体建设符合未来期望的可持续发展方向。进一步分析其各要素健康指数可得：活力要素和服务功能要素的健康指数均在总体健康指数之上，表明其在一定程度上带动了城市生态系统总体的健康;但在2013年，生态系统服务功能的浮动下降，表明重庆市的环境质量有降低的潜在趋势;组织结构与恢复力要素两条曲线围绕总体健康指数曲线波动较大，但总体趋于上升，表明重庆市组织结构与恢复力不稳定;人群健康状况曲线明显低于总体健康指数曲线，表明该要素是制约城市健康发展的主要因素，在城市快速发展的同时，应注重人民生活健康状况的发展。综合分析六条健康指数曲线，都有不同程度的涨幅，这表明重庆市并非一味的追求经济快速发展，同时也注重生态环境的建设。

3.2 各要素健康评价结果

3.2.1 活力要素

活力要素健康状况呈逐年上升趋势，病态、不健康等级的隶属度明显下降，亚健康、较健康等级的隶属度均出现波动，很健康等级的隶属度在2011年就超过了五个级别总体隶属度50%。结合活力要素健康指数分析，该要素的健康状况逐年提升，且在2011年明显转为很健康水平。由于随着城市化进程加快，人均GDP、单位GDP能耗和人均可支配收入这三项指标的明显提高，促使活力要素向健康状态快速发展。虽然人均GDP逐年上升，但GDP增长率指标呈下降趋势，则生态系统生产功能有下降趋势。由此，GDP增长率是影响活力要素健康发展的主要胁迫因子。

3.2.2 组织结构要素

组织结构要素要素的健康水平波动较大，2009年前该要素不健康和病态的隶属度占相当大比重，此后健康状况明显上升，逐渐转亚健康到较健康水平，且病态的隶属度在2014年降至0。组织结构要素健康状况趋势波动较大，表明各评价指标并不稳定，但总体仍呈现上升趋势。由于重庆市正处于经济发展快速时期，第三产业比例总体呈现上升趋势，人口自然增长率逐渐下降;重庆市在发展经济的同时，也注重生态环境绿化的建设，由此森林覆盖率呈上升趋势;但因城市化进程的加快，建住用地需求不断增大，从而占用了公共绿地，使绿化覆盖率在近几年小幅度下降。由此，在未来的城市建设中，需要加强建筑用地与公共绿地的协调建设。

3.2.3 恢复力要素

恢复力要素在2006年健康状况为病态，此后健康状况明显提升为亚健康，此期间等级隶属度出现明显波动，但很快趋于稳定向很健康状态发展，2011年健康状况已转为较健康水平，并有逐渐向很健康水平发展的趋势。由于重庆市在城市建设中注重发展循环经济和节能减排，加之不断进步的科学技术，致使城市污水处理率、工业固废综合利用率逐年上升;此外，重庆市在实现经济增长的同时注重环保，环保投入占GDP比重也不断增加。恢复力要素紧跟生态系统健康发展，在未来城市建设中仍需继续加强恢复力要素的建设。

3.2.4 生态系统服务功能要素

生态系统服务功能要素的健康水平总体比较稳定，并且趋于上升。较健康等级和很健康等级的隶属度之和整体呈上升趋势，且病态等级隶属度逐渐下降至0，城市生态系统服务功能得到了一定的改善。相对其他要素来说，该要素平均健康水平较高，这主要是由于市区人均公共绿地、人均道路面积和人均住房面积三项指标逐渐增加造成的。而在2013年该要素健康的隶属度出现小幅度下降，主要原因是主城区空气质量优良天数比例减小，空气质量下降迅速引起政府和社会的关注，通过及时调整目前以逐渐稳定。生态服务功能要素健康指数总体高于生态系统综合健康指数，在未来城市建设中应充分发挥服务功能优势，带动城市生态系统健康稳定发展。

3.2.5 人群健康状况要素

人群健康状况要素的健康水平虽然呈现上升趋势，但总体水平仍处在不健康和亚健康水平，对很健康等级隶属度均为0，较健康等级隶属度也仅在2014年由0上升到0.0201，由此表明人群健康状况要素发展虽得到重视，但不足以达到期望值，是限制重庆市健康发展的主要因素。虽然重庆市恩格尔系数逐渐下降，居民卫生状况和文化素质逐渐提高，人民生活质量得到了一定保障，但相对健康标准而言，还有一定的差距。在提高城市建设速度的同时，也应注重人群健康状况协调发展，注重医疗卫生和文化建设，提高人群身体素质和个人修养。

4、结论及建议

基于以上分析研究可得重庆市生态系统健康状况趋于健康，且发展趋势较稳定，无论是生态系统各组成要素的健康水平还是总体健康状况都有了一定程度的提高。这表明重庆市不断加强生态、经济与社会的协调发展，整体健康状况得到改善，城市化过程中生态系统健康的胁迫因子逐年减少，城市功能逐渐完善，城市发展潜力逐渐增强。但仍存在GDP增长率逐渐下降、经济发展所需环境成本消耗大、人群身体素质较低等问题胁迫重庆市城市生态系统健康水平。针对这些胁迫因子，对重庆市的可持续发展提出建议：

经济发展方面。利用重庆地区丰富的水、矿产等资源以及高新技术的优势，提高重庆市生态系统生产功能，提高生态系统的活力。利用丰富的旅游资源，加大旅游产业的发展，带动旅游景点周边地区的发展，改善人民生活质量。利用其西南地区交通枢纽的优越地理位置，承接东部地区高新技术产业转移，调整产业结构，加快循环经济发展，从而促进重庆市经济稳定高速发展。

城市基础设施的建设方面。加强城市基础设施建设，增强生态系统服务功能。继续加大环保投入力度，提高重庆市环境质量。采取加强监督工业固、液、气废物的排放;大力宣传节约用水，提高人群生活用水循环利用的意识;鼓励城市公共交通等措施提高重庆市生态系统恢复力。

人群生活质量方面。继续注重民生改善，利用社会公共资源加强民生，提高居民卫生状况和文化素质。加强重视医疗事业的发展，加大教育投入力度，提高全民教育质量，开展有益身心健康发展等全民活动，提高重庆市民的文化素质。

參考文献：

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[9]刘娜，艾南山，等.基于熵权的模糊物元模型在城市生态系统健康评价中的应用[J].成都理工大学学报，2007，34（05）：589-595

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[13]郭锐利，郑钦玉，刘娟，李美荣.基于墒值法和GM（l：1）模型的重庆城市生态系统健康评价[J].中国环境科学，2012，32（06）：1148-1152.

作者简介：

高宇斐（1996-），女，汉，山西忻州，研究生，理学学位，单位：首都师范大学资源环境与旅游学院人文地理学专业，研究方向：区域与城市规划。

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