鄭州市低碳生態(tài)城市評價與發(fā)展保障機制研究

摘 要：我國正處在城市化的快速發(fā)展時期，城市發(fā)展面臨著向低能耗、低排放、低污染的低碳生態(tài)化轉型，低碳生態(tài)城市建設成為我國城市發(fā)展轉型的趨勢。以鄭州市為例，依據城市復合生態(tài)系統(tǒng)理論和低碳發(fā)展理念，構建低碳生態(tài)城市評價指標體系，運用熵權-改進的TOPSIS模型對鄭州市2000-2009年低碳生態(tài)城市進行綜合評價，GM（1，1）灰色預測模型對2020年低碳生態(tài)發(fā)展遠景進行預測研究，結果表明：鄭州市低碳生態(tài)城市評價綜合指數(shù)呈逐步上升趨勢，預計到2020年將達到0.9818。同時，對比分析鄭州市2000年與2009年低碳生態(tài)城市建設的主要成績與不足，并運用SPSS提取主成分，分析影響鄭州市低碳生態(tài)城市建設的主要影響因子，在此基礎上提出了鄭州市低碳生態(tài)城市建設的發(fā)展保障機制。

關鍵詞：低碳生態(tài)城市 TOPSIS模型 灰色預測模型 主成分分析 鄭州市

中圖分類號：X22文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）04（c）-0134-05

城市作為人類最主要的聚居地，也是資源消耗、污染物排放、溫室氣體產生的主體和集中地。城市生態(tài)環(huán)境受到人類活動的廣泛影響，產生著最為深刻的變化。20世紀六七十年代，世界主要發(fā)達國家在工業(yè)化、城市化快速發(fā)展的過程中，面對日益嚴重的城市問題，提出了“生態(tài)城市”的概念，以期用生態(tài)學的理論和方法來指導城市規(guī)劃，改善城市環(huán)境，建設生態(tài)宜居的城市環(huán)境。國內外許多學者對生態(tài)城市的理論[1]、指標體系、定量評價與建設模式[2-4]等進行了探討，我國先后發(fā)布了《生態(tài)縣、生態(tài)市、生態(tài)省建設指標（修訂版）》、《“十一五”國家環(huán)境保護模范城市考核指標及其實施細則（修訂稿）》、《綜合類生態(tài)工業(yè)園區(qū)標準》等一系列考核城市生態(tài)建設成果的指標，有力地促進了我國各地的生態(tài)城市、生態(tài)示范區(qū)等的建設。

進入21世紀，由人類生產和生活所帶來的全球變暖、能源安全等問題在全球范圍內引起了廣泛關注，成為當前人類面臨的重大問題之一。旨在減少溫室氣體排放的“低碳”發(fā)展模式在世界范圍內得到廣泛認同，“低碳經濟①”、“低碳社會②”、“低碳城市”等概念應運而生。國外學者主要從四個角度對低碳城市的理論進行了研究[5]：從家庭生活和能源消費結構的角度；從城市碳排放綜合構成的角度；從城市密度和空間結構的角度；從城市社會建設的角度。我國學者付允、汪云林等認為低碳城市就是通過在城市發(fā)展低碳經濟創(chuàng)新低碳技術，改變生活方式，最大限度減少溫室氣體排放，徹底擺脫以往大量生產，大量消費和大量廢棄的社會經濟運行模式，建立結構優(yōu)化、循環(huán)利用、節(jié)能高效的經濟體系；形成健康、節(jié)約、低碳的生活方式和消費方式，最終實現(xiàn)城市的清潔發(fā)展，高效發(fā)展、低碳和可持續(xù)發(fā)展模式[6]。在對低碳城市概念探討的基礎上，國內學者對低碳理念下的城市規(guī)劃[7-8]、低碳城市的發(fā)展模式及指標構成[9-13]、低碳城市的城市形態(tài)與能源愿景[14]等進行了廣泛探討，盡管上述研究具有一定的現(xiàn)實操作性，但在理論論述和模式構建的研究方面還顯得不夠充分[5]。國內外許多城市對“低碳”發(fā)展模式的嘗試和探索③畢竟處于起步階段，尚沒有摸索出明確的發(fā)展路徑[10]。城市高碳排放的過程，也是高污染、高耗能、粗放型增長的過程，將“低碳”理念與生態(tài)城市理論相結合，建設低碳生態(tài)城市成為我國城市發(fā)展模式轉型的趨勢[15]。本文以鄭州市為例，在參考國內外低碳生態(tài)城市理論與實踐的基礎上，探討建立低碳生態(tài)城市的綜合評價指標體系，對鄭州市2000-2009年的低碳生態(tài)城市建設水平進行定量評價，對遠景發(fā)展水平進行預測研究，并在此基礎上提出鄭州市低碳生態(tài)城市建設的發(fā)展保障機制。

1 研究區(qū)概況

鄭州市是河南省省會，位于河南省中部偏北，東經112°42′～114°14′，北緯34°16′～34°58′之間，北鄰黃河，西依嵩山，東南為廣闊的黃淮平原，總面積7446km2，是我國中部地區(qū)重要的中心城市，國家重要的綜合交通樞紐。2009年中心城區(qū)人口達到333萬人，建成區(qū)面積316km2，GDP為3300.4億元，城鎮(zhèn)化率達到63.4%。根據《國務院關于〈鄭州市城市總體規(guī)劃（2010-2020年）〉的批復》，到2020年，中心城區(qū)城市人口控制在450萬人以內，城市建設用地控制在400 km2以內；把鄭州市建設成為經濟繁榮、社會和諧、生態(tài)良好、特色鮮明的現(xiàn)代化城市[16]。隨著人口的增長和經濟的不斷發(fā)展，鄭州市的節(jié)能減排、環(huán)境保護等壓力也逐步加大，低碳生態(tài)城市成為當前城市建設的發(fā)展趨勢。

2 研究方法

2.1 數(shù)據來源與處理

本研究選取的數(shù)據源主要包括2001—2010年的鄭州市統(tǒng)計年鑒，河南省統(tǒng)計年鑒，中國城市統(tǒng)計年鑒，鄭州市科技發(fā)展年度公報，鄭州市環(huán)境質量狀況年度公報。對于個別年份缺失的數(shù)據采用Excel趨勢分析計算獲得；對于無法直接獲得的數(shù)據（如CO2排放總量）參考前人的研究成果[17]，根據相關數(shù)據計算獲得。

2.2 低碳生態(tài)城市評價指標體系的建立

依據科學性、針對性、可行性、全面性、規(guī)范性、導向性的原則[13]，確立低碳生態(tài)城市指標評價體系。大部分學者認為，生態(tài)城市是根據生態(tài)學原理，綜合研究社會—經濟—自然復合生態(tài)系統(tǒng)，并應用生態(tài)工程、社會工程、系統(tǒng)工程等現(xiàn)代科學與技術手段而建設的社會、經濟、自然的持續(xù)發(fā)展，居民滿意經濟高效、生態(tài)良性循環(huán)的人類住區(qū)[19]。根據生態(tài)城市的內涵和復合生態(tài)系統(tǒng)理論，以“經濟高效—生態(tài)良好—社會和諧”為評價準則，建立評價指標體系的總體框架。同時，又根據龍惟定等[14]，張金萍等[20]的研究成果，選取了“人均CO2排放量”、“地均CO2排放量”、“單位GDP CO2排放量”、“CO2排放總量年增長率/GDP年增長率”作為衡量城市低碳發(fā)展的指示性指標。具體的評價指標體系見表1。

2.3 基于熵權-改進TOPSIS法的評價過程

熵權法是一種根據綜合評價指標的數(shù)值所提供信息量大小來確定權重系數(shù)的方法，與主觀賦權法（如AHP、特爾菲法等）相比客觀性強、無主觀因素的影響，評價過程透明、可再現(xiàn)性好。改進的TOPSIS技術是利用理想解，負理想解以及虛擬最劣解的概念進行綜合評價，將二者相結合，能夠較為客觀的反映、衡量鄭州市低碳生態(tài)城市建設的水平。

2.4 GM（1，1） 灰色預測建模步驟

灰色預測就是將原始數(shù)列進行累加生成，使其成為具有近似指數(shù)增長的曲線，使隨機性被弱化，從而建立起微分方程，對方程進行求解后所做出的預測[21]。

鄭州市2010—2020年低碳生態(tài)城市發(fā)展趨勢預測結果見表2。通過“相對誤差”、“平均精度”、“關聯(lián)度”、“后驗差比值”、“小誤差頻率”五項檢驗，均達模型精度要求（具體見表3），這表明預測結果較為客觀，具有較高的可信度水平。

3 結果與分析

3.1 綜合評價與趨勢預測結果分析

由圖1可以看出，從2000年至2009年，鄭州市低碳生態(tài)城市綜合評價指數(shù)呈逐步上升趨勢：由2000年的0.6334上升到2009年的0.7979；同時，預測結果表明，2010年到2020年，鄭州市低碳生態(tài)城市綜合指數(shù)也呈逐步上升趨勢，預計到2015年、2020年分別達到0.8885、0.9818。按照這樣的發(fā)展趨勢，到2020年鄭州市基本上可以實現(xiàn)“經濟高效—生態(tài)良好—社會和諧”的低碳生態(tài)城市發(fā)展目標。

根據圖2所反映的信息來看，經過十年的城市建設和發(fā)展，鄭州市在經濟、環(huán)境、社會三大方面均發(fā)生著顯著變化。產業(yè)結構的調整、經濟效益的提高、創(chuàng)新能力的增強，使經濟高效化趨勢增強，對比2000年可以看出，經濟效益和創(chuàng)新能力在發(fā)展高效經濟過程中貢獻極為突出；在生態(tài)環(huán)境方面，污染物排放強度較2000年顯著下降，景觀生態(tài)質量不斷提高，使鄭州的生態(tài)環(huán)境得以大大改善；而在社會發(fā)展方面，社會保障、管理機制建設的加強為和諧社會的構建打下堅實基礎，較2000年社會建設與管理更加完善。

與此同時，依據低碳生態(tài)城市的發(fā)展理念，依據圖2分析可得，鄭州市的發(fā)展依然存在著不平衡性和各個領域內在的差異性。在各領域有諸多發(fā)展水平較高的方面，但依然存在著發(fā)展水平相對較低的環(huán)節(jié)，如產業(yè)結構仍需進一步的調整趨于合理化；碳排放強度的大幅度下降仍面臨嚴峻的挑戰(zhàn)；消費方式及基礎設施建設還有待進一步調整和完善。

3.2 主要影響因子分析

為了進一步科學地分析影響鄭州市低碳生態(tài)城市建設的主要因子，本文運用SPSS 15.0統(tǒng)計軟件對41個具體指標進行主成分分析。依據特征值≥1的原則，選取前6個主成分因子（見表4），大約解釋了總方差的96.74%。同時，運用方差最大旋轉法進行因子旋轉，得到旋轉后的因子結構（見表5）。

第一主成分因子，揭示了總方差的59.64%，包含25個變量的信息，這些變量主要表現(xiàn)為經濟效益、創(chuàng)新能力、污染物排放強度、碳排放強度、景觀生態(tài)質量、社會保障等方面；第二主成分因子解釋了總方差的14.47%，包含6個變量的信息，主要反映在管理機制方面；第三主成分因子解釋了方差的3.89%，包含4個變量的信息，主要表現(xiàn)為產業(yè)結構、資源消耗強度；第四主成分因子解釋了方差的2.41%，包含3個變量的信息，主要反映在基礎設施建設方面；第五、第六主成分因子分別解釋了方差的1.84%、1.44%，共包含3個變量，集中體現(xiàn)為消費方式。

主成分提取的結果表明，影響低碳生態(tài)城市建設的因素是多方面的，不僅僅是城市基礎設施、景觀生態(tài)質量的改善，更需要提升城市發(fā)展內涵，通過科技創(chuàng)新加快轉變經濟發(fā)展方式提高經濟效益，加快產業(yè)結構升級，才能改變資源的過度消費，發(fā)展戰(zhàn)略性新型產業(yè)、綠色環(huán)保節(jié)能、低碳產業(yè)，減輕城市碳排放強度，污染物排放強度的壓力。

4 建議與展望

4.1 鄭州市低碳生態(tài)城市的發(fā)展保障機制探討

低碳生態(tài)城市是以低能耗、低污染、低排放、節(jié)能、環(huán)保型為突出特征的城市，是一種在生態(tài)環(huán)境綜合平衡制約下的全新城市發(fā)展模式[9]。城市發(fā)展向低碳化、生態(tài)化方向轉型，應該是從城市的產業(yè)結構、經濟效益、能源結構、科技創(chuàng)新的全面提升，以及人們的生產和生活方式的全面變革。具體來說鄭州市未來低碳生態(tài)化的發(fā)展轉型，應包括以下幾個內涵：

4.1.1 以科技創(chuàng)新為支撐，改造傳統(tǒng)產業(yè)，發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)、節(jié)能、環(huán)保低碳產業(yè)

通過科技創(chuàng)新，一方面加大對高污染、高耗能產業(yè)的節(jié)能減排力度，提高資源、能源綜合利用率，逐步淘汰落后產能，發(fā)展循環(huán)經濟，實現(xiàn)對傳統(tǒng)產業(yè)的低碳生態(tài)化改造；另一方面，加大對戰(zhàn)略性新興產業(yè)的培育建設，自主創(chuàng)新研發(fā)新能源、新材料，大力發(fā)展生物能、太陽能、綠色物流、城市垃圾發(fā)電等。以科技創(chuàng)新為支撐，改變地區(qū)的能源消費結構，減少污染物和溫室氣體的排放，促進地區(qū)產業(yè)結構向節(jié)能、環(huán)保、低碳、多元化的方向發(fā)展。

4.1.2 推行綠色、低碳的發(fā)展理念，提升“綠城”鄭州的綠色內涵。

城市綠色低碳發(fā)展，不僅僅是要加強城市綠化系統(tǒng)建設，提高城市綠化面積，更重要的是要發(fā)展綠色建筑、綠色交通、居民綠色消費，促進建筑節(jié)能，交通低污染、低排放，居民消費更加環(huán)保、健康。在城市綠地系統(tǒng)建設方面，通過生態(tài)基質、生態(tài)斑塊、生態(tài)廊道的綠地系統(tǒng)建設，構建與區(qū)域相連通的整體性、網絡化的生態(tài)格局，增加城市碳匯；在建筑節(jié)能方面，推行大型公共建筑節(jié)能改造，大力發(fā)展綠色建筑和超低能耗建筑；在交通系統(tǒng)建設上，健全大公交體系建設，限制私人汽車數(shù)量，大力發(fā)展軌道交通，倡導發(fā)展和使用清潔能源汽車；社會消費要通過設定標準，典型示范，積極引導全社會形成綠色、低碳的消費模式。

4.1.3 加強制度創(chuàng)新和政策引導，為低碳生態(tài)城市建設提供制度保障。

低碳生態(tài)發(fā)展理念的貫徹，技術的推廣，策略的實施都需要納入城市規(guī)劃和發(fā)展的政策體系中才能有效實現(xiàn)并發(fā)揮作用[9]。加強制度創(chuàng)新和政策引導，把有助于低碳生態(tài)發(fā)展的理念、產業(yè)政策、技術規(guī)范等納入城市規(guī)劃、管理的政策框架中，為低碳生態(tài)城市的發(fā)展建立長期有效的機制和體制保障。

4.2 展望

4.2.1 我國正處在城市化的快速發(fā)展時期，城市發(fā)展面臨著向低能耗、低排放、低污染的低碳生態(tài)化轉型，低碳生態(tài)城市建設成為我國城市發(fā)展轉型的主要趨勢。

4.2.2 以鄭州市為例，通過構建鄭州市低碳生態(tài)、城市綜合評價指標體系，運用數(shù)學模型對鄭州市低碳生態(tài)城市建設進行綜合評價、預測分析，在此基礎上提出了鄭州市低碳生態(tài)城市建設的發(fā)展保障機制。

4.2.3 目前，國內對低碳生態(tài)城市建設的研究主要側重內涵、規(guī)劃設計原則、方法的討論，而對于低碳生態(tài)城市的指標體系研究較少，尚未形成統(tǒng)一的建設參考標準，盡快建立統(tǒng)一有效的低碳生態(tài)城市建設、評價考核參考標準，科學度量現(xiàn)階段我國低碳生態(tài)城市建設具有重要意義。

注釋請保留

①低碳經濟：2003年，英國在《能源白皮書》中首次正式提出：“低碳經濟”的概念，指出低碳經濟是通過更少的自然資源消耗和環(huán)境污染，獲得更多的經濟產出，通過創(chuàng)造更高-的生活標準和更好的生活質量的途徑和機會，為發(fā)展、應用和輸出先進技術創(chuàng)造新的商機和更多的就業(yè)機會。

②低碳社會：2007年日本也開始致力于“低碳社會”建設，力圖通過改變消費理念和生活方式，實施低碳技術和新的制度來保證溫室氣體排放的減少。

③目前，國內對“低碳”發(fā)展的試點實踐主要有：重慶、保定、德州、杭州等地以發(fā)展低碳產業(yè)為重點；南昌、珠海、蘇州等地建立了“低碳經濟先行區(qū)”、“低碳經濟示范區(qū)”、“低碳示范產業(yè)園”；中新天津生態(tài)城，四川彭州“低碳生態(tài)鄉(xiāng)村”；北川新低碳生態(tài)城等，在新建或重建過程中力行低碳生態(tài)的規(guī)劃理念；廈門市、無錫市、貴陽市也紛紛提出了建設“低碳城市”、“生態(tài)城市”的發(fā)展理念與發(fā)展目標。

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