全球四大灣區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)研究

蔡文博,韓寶龍,逯 非,冼超凡,歐陽志云

中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100085

粵港澳大灣區(qū)與東京灣區(qū)、舊金山灣區(qū)和紐約灣區(qū)并稱為世界四大灣區(qū)[1- 2],其中粵港澳大灣區(qū)是我國城鎮(zhèn)化水平最高的城市群區(qū)域,也是四大灣區(qū)中最“年輕”的地區(qū)。粵港澳大灣區(qū)作為我國國家區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略地,是我國建設(shè)世界級(jí)城市群和參與全球競爭的重要空間載體[3- 4]。粵港澳大灣區(qū)城鎮(zhèn)化速度快、人口集聚水平高,人與自然的矛盾也十分突出[5- 8],尤其是近年來,粵港澳大灣區(qū)快速發(fā)展帶來的生境破碎、大氣污染等生態(tài)環(huán)境問題逐步暴露[9- 13]。隨著生態(tài)文明建設(shè)的深入推進(jìn),生態(tài)修復(fù)亟待開展[14- 15],處理好“發(fā)展”與“保護(hù)”的關(guān)系成為粵港澳大灣區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵,需要科學(xué)地評(píng)價(jià)灣區(qū)的生態(tài)、環(huán)境質(zhì)量與資源利用效率。舊金山灣區(qū)、紐約灣區(qū)和東京灣區(qū)發(fā)展較早,在生態(tài)環(huán)境治理取得了相對(duì)成熟的經(jīng)驗(yàn)[14,16- 17]。通過對(duì)比世界四大灣區(qū)在生態(tài)環(huán)境治理、資源利用等方面的現(xiàn)狀和趨勢(shì),研究這些發(fā)達(dá)灣區(qū)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn),對(duì)于引導(dǎo)粵港澳大灣區(qū)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

目前全球?yàn)硡^(qū)的比較研究,以社會(huì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域居多[3- 4,18- 21],包括經(jīng)濟(jì)發(fā)展[20]、科技創(chuàng)新[22]和人才培養(yǎng)[4]等多個(gè)方面；而生態(tài)環(huán)境方面的比較較少[2,14],部分學(xué)者從生態(tài)系統(tǒng)格局變化[2]、環(huán)境保護(hù)政策[23]方面進(jìn)行了定性分析,但缺乏定量指標(biāo)的評(píng)價(jià)。主要原因是由于國內(nèi)外生態(tài)與環(huán)境數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)口徑不一、收集難度較大,難以建立統(tǒng)一的定量評(píng)價(jià)體系。

為了建立適合全球?yàn)硡^(qū)比較的生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)體系,本研究遍歷國內(nèi)外主要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),利用美國宇航局全球衛(wèi)星產(chǎn)品和歐洲宇航局全球土地利用產(chǎn)品等數(shù)據(jù),建立2005—2015四大灣區(qū)生態(tài)與環(huán)境綜合數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫；圍繞生態(tài)質(zhì)量、環(huán)境質(zhì)量和資源利用效率三方面建立指標(biāo)體系,構(gòu)建灣區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指數(shù)。通過對(duì)比,識(shí)別粵港澳大灣區(qū)相較其他發(fā)達(dá)灣區(qū)的優(yōu)勢(shì)和和短板,為粵港澳大灣區(qū)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)支持。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

粵港澳大灣區(qū)位于珠三角地區(qū),由我國香港、澳門兩個(gè)特別行政區(qū)和廣東省廣州、深圳、珠海、佛山、惠州、東莞、中山、江門、肇慶(珠三角)九個(gè)地級(jí)市組成。中部是平原, 四周是山地、丘陵和島嶼；屬于亞熱帶氣候,氣候溫和,雨量充沛,日照時(shí)間長。舊金山灣區(qū)是美國西海岸加利福尼亞州北部的一個(gè)大都會(huì)區(qū),主要包括舊金山半島上的舊金山、東部的奧克蘭和南部的圣何塞；可分為東灣、北灣、半島和南灣四大片區(qū)；大多是丘陵地帶；位于地中海式氣候帶上,有濕潤溫和的冬季和干旱的夏季；降雨方面,有著分明的干濕季[13,20]。紐約灣區(qū)是美國東海岸地跨紐約州和新澤西州的大都會(huì)區(qū),位于美國東北部太平洋沿岸平原,平地比較多,海拔比較低,屬于北溫帶,四季分明,雨水充沛,氣候宜人；夏季平均氣溫23℃,冬季1℃。水資源豐富,灣區(qū)周圍有哈德遜河、東河、哈林河等河流分布[25- 27]。東京灣區(qū)位于日本本州島中部太平洋海岸,主要包括東京都、崎玉縣、千葉縣、神奈川縣；地形主要有河岸平原和海岸平原,還有少量的臺(tái)地、低地、濕地和丘陵的分布；發(fā)源于北方的西方河川廣泛分布在灣區(qū)各地；氣候溫和,降水豐沛,初夏有雨,夏秋多臺(tái)風(fēng)[28]。

粵港澳大灣區(qū)范圍采用廣東9市與香港、澳門；紐約灣區(qū)的范圍采用美國國家統(tǒng)計(jì)局的統(tǒng)計(jì)范圍(Metropolitan Statistical Area)；舊金山灣區(qū)采用灣區(qū)美國官方統(tǒng)計(jì)范圍；東京灣區(qū)采用一都三縣的邊界范圍。四大灣區(qū)的面積根據(jù)歐洲宇航局2015年土地利用遙感影像解譯得(表1)。

表1 全球四大灣區(qū)概況Table 1 Overview of four global bay areas

在氣候帶上,四大灣區(qū)處于兩個(gè)梯度,舊金山灣區(qū)(地中海氣候)和紐約灣區(qū)(溫帶大陸性氣候)位于溫帶,東京灣區(qū)和粵港澳大灣區(qū)北部地區(qū)(溫帶季風(fēng)氣候)位于亞熱帶。由于區(qū)位的不同,導(dǎo)致從北到南,四大灣區(qū)的溫度和降雨量大致呈現(xiàn)隨緯度的降低逐步升高的趨勢(shì)。其中,大灣區(qū)跨亞熱帶和熱帶,雨量充足,溫度常年較高。

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上,全球主要的灣區(qū)也處于不同的發(fā)展水平。從2015年人均GDP來看,舊金山灣區(qū)和紐約灣區(qū)分別為63.75萬元(人民幣)和49.00萬元(人民幣),東京灣區(qū)和粵港澳大灣區(qū)分別為32.33萬元(人民幣)和15.05萬元(人民幣)。

1.2 數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

從社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然遙感和資源利用三方面,綜合美國、日本和我國統(tǒng)計(jì)與全球衛(wèi)星遙感產(chǎn)品多源數(shù)據(jù),建立全球四大灣區(qū)社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然數(shù)據(jù)庫(表1和表2)。

表2 全球四大灣區(qū)自然-社會(huì)-經(jīng)濟(jì)綜合數(shù)據(jù)庫Table 2 Socio-economic-natural database of the four global bay areas

由于數(shù)據(jù)獲得性年份不一,為保證數(shù)據(jù)年份統(tǒng)一和比較的代表性,根據(jù)數(shù)據(jù)可獲得性(如美國用水縣級(jí)調(diào)查五年一次,最新為2015年)和灣區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段(2005—2015年為大灣區(qū)快速高速發(fā)展期),選取2005和2015年兩個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比。

其中,全球土地利用數(shù)據(jù)獲取自歐洲宇航局全球衛(wèi)星產(chǎn)品,分辨率為300 m,時(shí)間為2005和2015年?？偝跫?jí)生產(chǎn)力(GPP)和 PM2.5數(shù)據(jù)由美國宇航局全球衛(wèi)星產(chǎn)品獲得,分辨率為500 m?；浉郯拇鬄硡^(qū)的土地利用數(shù)據(jù)及其環(huán)境遙感數(shù)據(jù)與其他灣區(qū)一致。

1.3 指標(biāo)體系建立

本研究的全球?yàn)硡^(qū)生態(tài)與環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包含3個(gè)方面(表3)：生態(tài)質(zhì)量、環(huán)境質(zhì)量和資源利用效率。其中,生態(tài)質(zhì)量和環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)可反映灣區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)健康,資源利用效率指標(biāo)可反映灣區(qū)的資源利用可持續(xù)性,以上三方面指標(biāo)均反映了灣區(qū)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

表3 灣區(qū)生態(tài)與環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table 3 Comprehensive evaluation system of the eco-environment in the four global bay areas

在此三方面指標(biāo)分指標(biāo)確立和計(jì)算方面,研究克服了阻礙四大灣區(qū)國際生態(tài)環(huán)境綜合比較中的多項(xiàng)問題：一方面,尋找四大灣區(qū)生態(tài)、環(huán)境和資源利用共同監(jiān)測(cè)或統(tǒng)計(jì)的指標(biāo)有難度,有些國內(nèi)常用指標(biāo)國外并不使用,需要通過指標(biāo)計(jì)算和單位換算,例如,資源利用的三項(xiàng)分指標(biāo)；另一方面,共同監(jiān)測(cè)或統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)年限不一,某些指標(biāo)國內(nèi)監(jiān)測(cè)晚于國外,需要重新選取或統(tǒng)一數(shù)據(jù)充分的年份比較。

經(jīng)過生態(tài)與環(huán)境方面專家的討論與咨詢,選取生態(tài)質(zhì)量的2項(xiàng)指標(biāo)、環(huán)境質(zhì)量3項(xiàng)指標(biāo)和資源利用的3項(xiàng)指標(biāo),篩選指標(biāo)的原則是：

(1)每項(xiàng)指標(biāo)的分指標(biāo)指示內(nèi)容不同,同類指標(biāo)不重復(fù)選?。荷鷳B(tài)質(zhì)量兩項(xiàng)分指標(biāo)分別指示生態(tài)系統(tǒng)面積和質(zhì)量；環(huán)境質(zhì)量三項(xiàng)分指標(biāo)分別指示空氣和水的質(zhì)量,其中PM2.5和NO2雖同為空氣質(zhì)量指標(biāo),但是PM2.5與空氣顆粒物相關(guān),而NO2與能源消耗密切相關(guān)；資源利用效率三項(xiàng)分指標(biāo)分別指示用水、用地和用能三方面。

(2)在同類指標(biāo)中選取同時(shí)滿足內(nèi)地與港澳和國際通用的生態(tài)環(huán)境指標(biāo),例如,PM2.5是全球常用城市環(huán)境測(cè)度指標(biāo)之一,對(duì)于空氣質(zhì)量具有代表性和通用性；

(3)選取內(nèi)地與港澳和其他國家灣區(qū)可獲得性高或計(jì)算簡易的指標(biāo),例如,單位GDP建設(shè)用地采用易于獲取的城市GDP和全球免費(fèi)衛(wèi)星產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算。

生態(tài)質(zhì)量的2項(xiàng)指標(biāo)、環(huán)境質(zhì)量3項(xiàng)指標(biāo)和資源利用的3項(xiàng)指標(biāo),由以下表3中方法直接或計(jì)算獲得。表3指標(biāo)獲取和計(jì)算方法中,需要指出：生態(tài)質(zhì)量指標(biāo)中,綠林地的GPP,由ArcGIS平臺(tái)處理的土地利用產(chǎn)品數(shù)據(jù)[35]的綠林地范圍,截取GPP衛(wèi)星產(chǎn)品數(shù)據(jù)[36]統(tǒng)計(jì)獲得。綠林地的GPP指標(biāo)計(jì)算為相對(duì)量,計(jì)算方法參見表3。針對(duì)生態(tài)質(zhì)量指標(biāo)中的綠林地GPP指標(biāo),為了減少不同緯度帶綠林地GPP差異的影響,研究采用GPP(均值)‘四個(gè)灣區(qū)分別的綠林地GPP平均值′與GPP(10%)‘前10%的綠林地GPP高值′的比值,根據(jù)公式1計(jì)算GPP(相對(duì)量):

(1)

式中,各灣區(qū)前10%的綠林地GPP高值區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)類型是森林；2015年四大灣區(qū)前10%的綠林地GPP值為舊金山灣區(qū)(666.0 g/m2)>粵港澳大灣區(qū)(630.9 g/m2)>東京灣區(qū)(527.4 g/m2) >紐約灣區(qū)(468.9 g/m2)；2005年四大灣區(qū)前10%的綠林地GPP值為舊金山灣區(qū)(715.5 g/m2)>粵港澳大灣區(qū)(596.7 g/m2)>紐約灣區(qū)(504.9 g/m2)東京灣區(qū)(451.8 g/m2)。

環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)中, NO2(μg/m3)指標(biāo)使用深圳、廣州和香港指代粵港澳大灣區(qū),紐約、舊金山和東京都的值分別指代紐約灣區(qū),舊金山灣區(qū)和東京灣區(qū)。海灣水質(zhì)使用珠江口、紐約灣、舊金山灣,東京灣無機(jī)氮濃度值指代,其中根據(jù)中國近岸海域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量公報(bào)珠江口水質(zhì)主要為四類和劣四類,采用海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB—3097—1997無機(jī)氮四類底線值(0.5 mg/L),紐約灣、舊金山灣,東京灣無機(jī)氮濃度值來源參照表2。資源利用指標(biāo)中,萬元GDP能耗采用美國能源信息部州級(jí)能耗數(shù)據(jù)(表3)測(cè)算金山灣區(qū)和紐約灣區(qū)。其中,美國加州分為以舊金山市為中心的北加州和以洛杉磯市為中心的南加州兩大區(qū)域,舊金山灣區(qū)作為北加州重鎮(zhèn),采用加州總能耗的1/2指代舊金山灣區(qū)的總能耗。紐約灣區(qū)地跨紐約州和新澤西州,兩個(gè)州的能耗平均值指代舊金山灣區(qū)的總能耗。美國能耗單位1btu=1055.06 J[49],以及日本能耗單位 kJ,根據(jù)我國能耗標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)煤(1千克標(biāo)準(zhǔn)煤=29271 kJ[50])。其中,GPP計(jì)算柵格平均量(Mean)；PM2.5計(jì)算柵格平均量；為了表示結(jié)果的不確定性,柵格平均量(Mean)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差,顯示內(nèi)部差異。2015年,四大灣區(qū)綠林地GPP標(biāo)準(zhǔn)差分別為舊金山灣區(qū)(120.15)>粵港澳大灣區(qū)(113.64)>東京灣區(qū)(73.79)>紐約灣區(qū)(46.89)；四大灣區(qū)PM2.5標(biāo)準(zhǔn)差分別為粵港澳大灣區(qū)(3.67)>舊金山灣區(qū)(2.79)>紐約灣區(qū)(1.38)>東京灣區(qū)(1.59)。

1.4 生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指數(shù)構(gòu)建

首先,將表4中9個(gè)分指標(biāo)方向統(tǒng)一調(diào)整為正向,指數(shù)越高代表正面評(píng)價(jià)越高：正向指標(biāo)綠地比例和綠林地GPP均量方向不變,負(fù)向指標(biāo)PM2.5調(diào)整為“1/PM2.5”, NO2調(diào)整為“1/NO2”,海灣水質(zhì)調(diào)整為“1/海灣水質(zhì)”,萬元GDP用水量調(diào)整為“單位用水GDP”,單位GDP建設(shè)用地調(diào)整為“單位用地GDP”,單位GDP能耗調(diào)整為“單位用能GDP”。

其次,并對(duì)表4中調(diào)整為正向后的生態(tài)質(zhì)量的2個(gè)分指標(biāo),環(huán)境的3個(gè)分指標(biāo)和和資源利用的3個(gè)分指標(biāo),進(jìn)行四個(gè)灣區(qū)指標(biāo)數(shù)值加總后,分別除以總值,轉(zhuǎn)換值到(0—1)之間(公式2)。

En=Xn/((An+Bn+Cn+Dn))

(2)

式中,En代表每類轉(zhuǎn)換為(0—1)之間的第n個(gè)分指標(biāo),An、Bn、Cn和Dn分別代表粵港澳大灣區(qū)、紐約灣區(qū)、舊金山灣區(qū)和東京灣區(qū)的第n項(xiàng)分指標(biāo),Xn代表An、Bn、Cn或Dn中的一項(xiàng)。

接著,使用幾何平均法,對(duì)生態(tài)質(zhì)量、環(huán)境質(zhì)量和資源利用效率的三大類指標(biāo)內(nèi)部分指標(biāo)進(jìn)行等權(quán)重疊加,構(gòu)建生態(tài)質(zhì)量、環(huán)境質(zhì)量和資源利用效率三大指數(shù)。

(3)

式中,G是三類指標(biāo)內(nèi)部分指標(biāo)的幾何平均值,En代表每類轉(zhuǎn)換值(0—1)的第n個(gè)分指標(biāo)。最后,對(duì)三大類指標(biāo)進(jìn)行等權(quán)重疊加,構(gòu)建灣區(qū)生態(tài)與環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指數(shù)。G是灣區(qū)生態(tài)與環(huán)境綜合評(píng)價(jià)指數(shù),采用生態(tài)質(zhì)量、環(huán)境質(zhì)量和資源利用效率3個(gè)分指數(shù)數(shù)值的幾何平均值表征。

結(jié)果中,使用2005—2015年分指標(biāo)和總指標(biāo)的變化率：如果變化率為正,說明這項(xiàng)指標(biāo)正增長；如果變化率為負(fù),說明這項(xiàng)指標(biāo)負(fù)增長；如果變化率為零,說明這項(xiàng)指標(biāo)保持不變。

2 結(jié)果

2.1 生態(tài)質(zhì)量指數(shù)對(duì)比

2015年,四個(gè)大灣區(qū)的生態(tài)質(zhì)量指數(shù)排序?yàn)椋杭~約灣區(qū)>舊金山灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū)>東京灣區(qū)(圖1)。各分指標(biāo)中,綠林地比例指數(shù)排序?yàn)?舊金山灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū)>紐約灣區(qū)>東京灣區(qū)(圖1),說明總綠林地比例舊金山灣區(qū)和粵港澳大灣區(qū)較高。同時(shí),人均綠林地面積中,舊金山灣區(qū)>紐約灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū)>東京灣區(qū),首位舊金山灣區(qū)是粵港澳大灣區(qū)的3.41倍。綠林地GPP指數(shù)方面,紐約灣區(qū)>東京灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū)>舊金山灣區(qū),說明粵港澳大灣區(qū)與發(fā)達(dá)國家灣區(qū)存在差距。

圖1 2015全球四大灣區(qū)生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)分指標(biāo)對(duì)比Fig.1 Evaluation Secondary Indexes of the Eco-environment in the Four Global Bay Areas in 2015

其中,綠林地比例指數(shù)差距較大(圖2)：粵港澳大灣區(qū)(35.32%)>東京灣區(qū)(12.71%)>舊金山灣區(qū)(-9.43%)>紐約灣區(qū)(-21.56%)；綠林地GPP指數(shù),紐約灣區(qū)(7.98%)>東京灣區(qū)(4.21%)>粵港澳大灣區(qū)(3.65%)>舊金山灣區(qū)(-17.40%)。

2005—2015年間,四大灣區(qū)生態(tài)質(zhì)量指數(shù)變化不同(圖2)：港澳大灣區(qū)(8.40%)>紐約灣區(qū)(1.26%)>東京灣區(qū)(0.81%)>舊金山灣區(qū)(-9.70%)。

圖2 2005和2015全球四大灣區(qū)生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)分指標(biāo)對(duì)比Fig.2 Comparison of Evaluation Secondary Indexes of the Eco-environment in the Four Global Bay Areas in 2005 and 2015

2.2 環(huán)境質(zhì)量指數(shù)對(duì)比

2015年,舊金山灣區(qū)>東京灣區(qū)>紐約灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū)(圖1)。其中,舊金山灣區(qū)是粵港澳大灣區(qū)的3.09倍。1/PM2.5指數(shù),舊金山灣區(qū)>紐約灣區(qū)>東京灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū)(圖1),粵港澳大灣區(qū)與發(fā)達(dá)國家灣區(qū)的差距較大。從標(biāo)準(zhǔn)差看,粵港澳大灣區(qū)的柵格平均PM2.5的變異性最大,為3.67,是紐約灣區(qū)的2.67倍,東京灣區(qū)的2.31倍,舊金山灣區(qū)的1.32倍。1/海灣水質(zhì)指數(shù)中,舊金山灣區(qū)>東京灣區(qū)>紐約灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū)(圖1)。珠江口水質(zhì)與發(fā)達(dá)灣區(qū)差距很大,舊金山灣和東京灣分別達(dá)到我國海洋水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的一類,紐約灣區(qū)達(dá)到二類,而珠江口為劣四類。

2005—2015年間,四大灣區(qū)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)變化幅度不一(圖2),紐約灣區(qū)增幅最高,舊金山灣區(qū)降幅最高,紐約灣區(qū)(15.64%)>東京灣區(qū)(5.99%)>粵港澳大灣區(qū)(1.31%)>舊金山灣區(qū)(-11.33%)。其中,1/PM2.5指數(shù),紐約灣區(qū)(22.32%)>粵港澳大灣區(qū)(13.90%)>東京灣區(qū)(-1.15%)>舊金山灣區(qū)(-15.82%)；1/NO2指數(shù),東京灣區(qū)(6.91%)>紐約灣區(qū)(6.26%)>粵港澳大灣區(qū)(0.10%)>舊金山灣區(qū)(-2.71%)；1/海灣水質(zhì)指數(shù),紐約灣區(qū)(18.97%)>東京灣區(qū)(12.67%)>粵港澳大灣區(qū)(-8.79%)>舊金山灣區(qū)(-14.87%)。

2.3 資源利用效率指數(shù)對(duì)比

2015年,東京灣區(qū)>舊金山灣區(qū)>紐約灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū)(圖1),東京灣區(qū)總體指數(shù)最高,是粵港澳大灣區(qū)的5.5倍。單位用水GDP,東京灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū)>舊金山灣區(qū)>紐約灣區(qū),東京灣區(qū)用水效率最高,是粵港澳大灣區(qū)的4.06倍。單位用地GDP,舊金山灣區(qū)>東京灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū)>紐約灣區(qū),舊金山灣區(qū)用地效率最高,是粵港澳大灣區(qū)的1.55倍。單位用能GDP,東京灣區(qū)>紐約灣區(qū)>舊金山灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū),粵港澳大灣區(qū)與三個(gè)發(fā)達(dá)國家灣區(qū)的差距都較大。

2005—2015年,四大灣區(qū)資源利用效率指數(shù)變化中(圖2),粵港澳大灣區(qū)總體增幅最大,粵港澳大灣區(qū)(53.12%)>舊金山灣區(qū)(32.84%)>紐約灣區(qū)(3.59%)>東京灣區(qū)(-10.55%)。其中,單位用水GDP,粵港澳大灣區(qū)增幅最大,舊金山灣區(qū)(115.19%)>粵港澳大灣區(qū)(102.40%)>紐約灣區(qū)(52.39%)>東京灣區(qū)(-18.17%)；單位用地GDP,粵港澳大灣區(qū)增幅最大,粵港澳大灣區(qū)(63.17%)>舊金山灣區(qū)(14.16%)>東京灣區(qū)(-18.95%)>紐約灣區(qū)(-19.02%)；單位用能GDP, 舊金山灣區(qū)增幅最大,舊金山灣區(qū)(6.41%)>東京灣區(qū)(4.90%)>粵港澳大灣區(qū)(2.37%)>紐約灣區(qū)(-6.92%)。

2.4 綜合指數(shù)對(duì)比

對(duì)比可見(圖1),舊金山灣區(qū)和紐約灣區(qū)的優(yōu)勢(shì)在生態(tài)質(zhì)量和環(huán)境質(zhì)量,特別是環(huán)境質(zhì)量,短板在資源利用效率。東京灣區(qū)在資源利用效率方面優(yōu)勢(shì)明顯,短板在生態(tài)質(zhì)量?；浉郯拇鬄硡^(qū)與其他三個(gè)灣區(qū)相比,三個(gè)方面都有一定差距。

2015年,東京灣區(qū)>舊金山灣區(qū)>紐約灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū),整體上粵港澳大灣區(qū)與發(fā)達(dá)國家灣區(qū)都有一定差距。從三大方面看,生態(tài)質(zhì)量,紐約灣區(qū)>舊金山灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū)>東京灣區(qū)；環(huán)境質(zhì)量,舊金山灣區(qū)>東京灣區(qū)>紐約灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū)；資源利用效率,東京灣區(qū)>舊金山灣區(qū)>紐約灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū)。

2005—2015年,四大灣區(qū)綜合指數(shù)都有增幅,粵港澳大灣區(qū)綜合指數(shù)增幅最大,粵港澳大灣區(qū)(23.92%)>舊金山灣區(qū)(3.52%)>紐約灣區(qū)(2.15%)>東京灣區(qū)(-2.41%)(圖3)。其中,生態(tài)質(zhì)量指數(shù)增幅,粵港澳大灣區(qū)>紐約灣區(qū)>東京灣區(qū)>舊金山灣區(qū)；環(huán)境質(zhì)量指數(shù)增幅,紐約灣區(qū)>東京灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū)>舊金山灣區(qū)；資源利用效率指數(shù)增幅,粵港澳大灣區(qū)>舊金山灣區(qū)>紐約灣區(qū)>東京灣區(qū)(圖3)?；浉郯拇鬄硡^(qū)在生態(tài)質(zhì)量和資源利用效率兩項(xiàng)增幅最大。

圖3 2005和2015年全球四大灣區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合指標(biāo)對(duì)比Fig.3 Comparison of comprehensive evaluation of the eco-environment in the four global bay areas in 2005 and 2015

3 討論與結(jié)論

3.1 灣區(qū)生態(tài)環(huán)境治理與發(fā)展

二戰(zhàn)之后的美日灣區(qū)經(jīng)歷過類似粵港澳大灣區(qū)早期以生態(tài)環(huán)境為代價(jià)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段,在磨礪中積累了灣區(qū)生態(tài)環(huán)境治理與發(fā)展經(jīng)驗(yàn)：二戰(zhàn)之后,東京灣區(qū)生產(chǎn)大規(guī)模的擴(kuò)張?jiān)斐闪溯^為嚴(yán)重的工業(yè)污染,繼而引發(fā)了大氣污染、水污染等一系列環(huán)境問題；針對(duì)環(huán)境污染,東京灣區(qū)制定了有針對(duì)性標(biāo)準(zhǔn)體系、積極推動(dòng)環(huán)保技術(shù)發(fā)展、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等措施[51- 53]。同一時(shí)期,伴隨城市擴(kuò)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,舊金山灣區(qū)出現(xiàn)大氣污染、水體污染和濕地減少等生態(tài)環(huán)境問題,為此舊金山灣區(qū)嚴(yán)格的環(huán)保監(jiān)管以及綠色低碳發(fā)展等措施[17,54]。紐約灣也曾出現(xiàn)過濕地面積減少和大氣污染等嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題,為此推出了立法、提高清潔能源比例和濕地保護(hù)建設(shè)等多項(xiàng)措施改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量?，F(xiàn)階段,粵港澳大灣區(qū)亟需在認(rèn)識(shí)差距的同時(shí),利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)取長補(bǔ)短,汲取發(fā)達(dá)國家灣區(qū)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。

3.2 粵港澳大灣區(qū)生態(tài)空間喪失明顯,應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)空間保護(hù),降低生態(tài)功能衰退風(fēng)險(xiǎn)

生態(tài)質(zhì)量方面,紐約灣區(qū)>舊金山灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū)>東京灣區(qū)。大灣區(qū)僅高于東京灣區(qū),需要避免建設(shè)用地?cái)U(kuò)張導(dǎo)致對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其功能的負(fù)面影響,避免生態(tài)質(zhì)量的下降風(fēng)險(xiǎn)[26]。2005—2015年間,城鎮(zhèn)用地增幅中,粵港澳大灣區(qū)(34.27%)>東京灣區(qū)(25.10%)>紐約灣區(qū)(10.03%)>舊金山灣區(qū)(6.43%),粵港澳大灣區(qū)增幅最大；同時(shí),森林面積變化中,紐約灣區(qū)(-4.59%)>粵港澳大灣區(qū)(-3.84%)>東京灣區(qū)(-1.52%)>舊金山灣區(qū)(-0.68%),粵港澳大灣區(qū)降幅排第二位,需要警惕用地?cái)U(kuò)張導(dǎo)致對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其功能的負(fù)面影響。美國灣區(qū)的生態(tài)質(zhì)量控制值得粵港澳大灣區(qū)借鑒：以舊金山灣區(qū)為例,舊金山灣區(qū)是國際公認(rèn)的生態(tài)宜居灣區(qū)之一[55],完善的濕地分級(jí)保護(hù)體系和公園保護(hù)地體系是其生態(tài)質(zhì)量控制良好的主因之一[24,56]。

3.3 粵港澳大灣區(qū)生境質(zhì)量較高,但環(huán)境質(zhì)量偏差,污染治理應(yīng)是當(dāng)前主要工作

環(huán)境質(zhì)量方面,舊金山灣區(qū)>東京灣區(qū)>紐約灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū),粵港澳大灣區(qū)與發(fā)達(dá)國家灣區(qū)都有一定差距,需要吸取發(fā)達(dá)國家灣區(qū)環(huán)境質(zhì)量控制經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。例如,舊金山灣區(qū)重視科研對(duì)環(huán)境治理的支持[21,55]：在大氣治理方面,加利福尼亞州空氣資源委員會(huì),積極研發(fā)了較為成熟的各種污染源減排技術(shù),先進(jìn)的機(jī)動(dòng)車排放控制技術(shù)等；同時(shí),委員會(huì)設(shè)有專門的科研部門和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估小組,負(fù)責(zé)對(duì)污染物質(zhì)可能造成的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,為進(jìn)一步研究并降低灣區(qū)污染暴露提供重要支撐。此外,東京灣區(qū)的先進(jìn)環(huán)保技術(shù)值得借鑒：大力發(fā)展液化天然氣海運(yùn),推廣無鉛汽油和三元催化器的使用,都對(duì)東京灣區(qū)空氣質(zhì)量控制起到良好作用；另外,東京灣區(qū)的地表水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目眾多,并根據(jù)情況變化及時(shí)調(diào)整更新污染物質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn),對(duì)水污染控制行之有效[46]。

3.4 粵港澳大灣區(qū)資源利用效率低,應(yīng)多管齊下,提升用水用能效率

資源利用方面,東京灣區(qū)>舊金山灣區(qū)>紐約灣區(qū)>粵港澳大灣區(qū),同時(shí)2005—2015年間,粵港澳大灣區(qū)的人口和GDP增長在四大灣區(qū)中都占據(jù)首位(表1),隨之帶來的資源的需求也迅速增長。然而,資源利用效率方面,粵港澳大灣區(qū)與發(fā)達(dá)國家灣區(qū)都有一定差距,與東京灣區(qū)的差距最大,需要借鑒發(fā)達(dá)國家灣區(qū)高新技術(shù)。其中,用水效率,與東京灣區(qū)差距較大,可借鑒日本的水資源利用技術(shù)和節(jié)水教育理念[17,23]：東京都政府通過推廣再生水循環(huán)系統(tǒng)來節(jié)約用水,同時(shí)還改革了給水、排水系統(tǒng),采用“上、中、下”三水道的供水來節(jié)水,大大提升了用水效率。用地效率,與舊金山灣區(qū)和東京灣區(qū)有差距,可借鑒其嚴(yán)格的土地管理政策。用能效率,與發(fā)達(dá)國家灣區(qū)的差距較大,需要轉(zhuǎn)變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),借鑒清潔能源技術(shù)。建議借鑒能源技術(shù),建設(shè)低碳城市[18]：舊金山灣區(qū)通過電力和太陽能清潔能源使用建設(shè)低碳城市[19]。為實(shí)現(xiàn)大灣區(qū)的低碳能源轉(zhuǎn)型和減排,應(yīng)優(yōu)先考慮能源系統(tǒng)優(yōu)化,使清潔能源和可再生能源的發(fā)電組合多樣化,進(jìn)行新能源項(xiàng)目投資[57]。