重點(diǎn)城鎮(zhèn)群生態(tài)保護(hù)重要性評估框架及指標(biāo)研究

鐘佳龍，李志剛,2，張 婧

(1.成都理工大學(xué) 管理科學(xué)學(xué)院，成都 四川 610059；2.成都公園城市示范區(qū)建設(shè)研究中心，成都 四川 610051)

1 引言

隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，城鎮(zhèn)群逐漸成為城鄉(xiāng)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展策略和城市化進(jìn)程的主體形態(tài)[1]，中小城市的發(fā)展得到越來多的關(guān)注。同時(shí)作為統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理的基本生態(tài)空間單元之一[2]，城鎮(zhèn)群縮小內(nèi)部差異為目的的一體化規(guī)劃研究[3,4]，以及區(qū)域城鎮(zhèn)化生態(tài)布局空間優(yōu)化方面的研究[5]正逐漸受到更高的重視?！度珖鷳B(tài)功能區(qū)劃》(以下簡稱《區(qū)劃》)自頒布以來國內(nèi)鮮有研究以城鎮(zhèn)群生態(tài)功能區(qū)為研究對象。受研究尺度限制，《區(qū)劃》對城鎮(zhèn)群的劃分并未考慮人類干擾因素。然而，城鎮(zhèn)是典型的社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，人類活動(dòng)是這一生態(tài)中最活躍的因素。同時(shí)，《區(qū)劃》未充分考慮區(qū)域生態(tài)服務(wù)功能的獨(dú)特性[6]，而且，由于城鎮(zhèn)群的特殊性質(zhì)，現(xiàn)有研究在城鎮(zhèn)群生態(tài)空間規(guī)劃與治理的研究方面存在不足[7]。但《區(qū)劃》指出省級政府應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)工作管理的需要，制定地方生態(tài)功能區(qū)劃，因此《區(qū)劃》結(jié)果不能直接應(yīng)用于地方的生態(tài)空間規(guī)劃工作。

本文在《區(qū)劃》設(shè)定的重點(diǎn)城鎮(zhèn)群生態(tài)功能區(qū)基礎(chǔ)上，提出了城鎮(zhèn)群生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)保護(hù)重要性評估體系，旨在能拓展和明確“重點(diǎn)城鎮(zhèn)功能區(qū)”這一概念在政策制定中的意義，并應(yīng)用于區(qū)域尺度下對重點(diǎn)城鎮(zhèn)群生態(tài)功能區(qū)的邊界識別等相關(guān)工作中。

2 生態(tài)保護(hù)重要性評估范疇

生態(tài)保護(hù)重要性由生態(tài)敏感性和生態(tài)重要性兩部分組成。其中，生態(tài)敏感性指區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)對干擾的敏感程度；生態(tài)重要性是指生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要性。包含水土流失敏感性、生物多樣性保護(hù)多樣性、水源涵養(yǎng)重要性。李暉[8]為區(qū)分生境敏感性的概念，明確了生態(tài)保護(hù)重要性的概念，并提出越敏感且生態(tài)服務(wù)越重要的區(qū)域，生態(tài)保護(hù)重要性越強(qiáng)。在后期的生態(tài)保護(hù)重要性相關(guān)研究中，多以該研究范疇為準(zhǔn)。如：林子雁等[9]構(gòu)建西南生態(tài)重要性評估指標(biāo)體系，將西南地區(qū)的生態(tài)空間劃分為4類。此外，基于生態(tài)保護(hù)重要性的概念，延伸出“關(guān)鍵性生態(tài)空間”“國家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)”“生態(tài)用地重要性”等概念。同時(shí)生態(tài)保護(hù)重要的概念被應(yīng)用到“生態(tài)保護(hù)紅線劃定及管控”“城市生態(tài)空間劃定”“自然生態(tài)空間管制分區(qū)”“土地利用沖突識別”“生態(tài)承載力空間分析”“生態(tài)安全格局構(gòu)建”“國土空間生態(tài)優(yōu)化”等相關(guān)研究中。

綜上，生態(tài)保護(hù)重要性在生態(tài)評估、生態(tài)空間規(guī)劃等領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。在相關(guān)概念的發(fā)展過程中，生態(tài)保護(hù)重要性的評估依舊保持采用以生態(tài)敏感性和生態(tài)服務(wù)重要性2個(gè)維度為主的指標(biāo)體系。

3 評估框架構(gòu)建方法

3.1 指標(biāo)體系構(gòu)建方法

根據(jù)生態(tài)保護(hù)指標(biāo)體系的構(gòu)建思路和采用的理論方法，可分為以下幾類。

3.1.1 基于層次分析法(AHP)自頂向下構(gòu)建指標(biāo)體系

確定數(shù)個(gè)指標(biāo)維度，再根據(jù)區(qū)域差異細(xì)分出可量化的指標(biāo)，這也是目前應(yīng)用最廣泛的指標(biāo)體系構(gòu)建方法。生態(tài)敏感性維度的指標(biāo)一般包含：地理?xiàng)l件(如：土地利用、海拔、坡度、流域等)；生態(tài)條件(如：物種多樣性、植被覆蓋、生境質(zhì)量等)；氣候環(huán)境(如：空氣質(zhì)量、酸雨等)；人類活動(dòng)(如：人口密度、重金屬污染等)；自然災(zāi)害(如：山體滑坡、泥石流等)，5個(gè)二級指標(biāo)。而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性維度中，包含的指標(biāo)因?yàn)樯鷳B(tài)服務(wù)類型相關(guān)研究的完整性，相對更加規(guī)范。根據(jù)千年生態(tài)系統(tǒng)評估，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)可分為4類：供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)、支持服務(wù)。

3.1.2 基于框架的指標(biāo)體系

根據(jù)已有框架建立的指標(biāo)體系也屬于自頂向下的構(gòu)建方式，與層次分析法的不同之處在于頂層指標(biāo)間的相互關(guān)聯(lián)性更強(qiáng)。如“社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)”框架，以及在此基礎(chǔ)上構(gòu)建的社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)評價(jià)指標(biāo)體系?！皦毫Α獱顟B(tài)—響應(yīng)”(PSR)模型也是生態(tài)相關(guān)評價(jià)中常用的指標(biāo)體系構(gòu)建框架，或基于PSR模型改進(jìn)得到的“驅(qū)動(dòng)力—壓力—狀態(tài)—影響—響應(yīng)—管理”(DPSIRM)模型。如張仕超等基于SPSIRM模型框架構(gòu)建出包含31項(xiàng)的山水林田湖草村健康評價(jià)指標(biāo)體系[10]。

上述兩類指標(biāo)構(gòu)建方法在理論的基礎(chǔ)上，能較為全面地梳理出研究目標(biāo)密切相關(guān)的影響因素。就城鎮(zhèn)群生態(tài)保護(hù)重要性評價(jià)而言，指標(biāo)需要涵蓋城鎮(zhèn)生態(tài)敏感性和城鎮(zhèn)生態(tài)服務(wù)兩個(gè)主要方面。因此，上述方法對本文制定全面的指標(biāo)體系具有一定的借鑒意義。

3.2 權(quán)重賦值

指標(biāo)權(quán)重的確定一般可分為主觀權(quán)重和客觀權(quán)重兩類。主觀權(quán)重主要以德爾菲法(Delphi)為代表的專家打分法為主，其次層次分析法(AHP)、網(wǎng)絡(luò)分析法(ANP)、序分析法(G method)等也是主觀賦權(quán)的常用方法。主觀權(quán)重受數(shù)據(jù)的影響小，因而越權(quán)威的權(quán)重適用范圍越廣，具有一定的可繼承性。同時(shí)主觀權(quán)重一直飽受主觀性強(qiáng)的質(zhì)疑，多數(shù)主觀方法都存在精確度問題，同時(shí)邀請專家打分的過程會(huì)產(chǎn)生大量費(fèi)用和時(shí)間成本。因此，現(xiàn)有權(quán)重的設(shè)定以客觀賦值為主。如熵權(quán)法(EW)、主成分分析(PCA)、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)、變異系數(shù)法等?？陀^權(quán)重來源于對數(shù)據(jù)的分析，不依賴決策者的主觀態(tài)度。但在同一指標(biāo)體系中，應(yīng)用不同的數(shù)據(jù)可能會(huì)得出不同的權(quán)重，同時(shí)基于復(fù)雜的數(shù)學(xué)理論，使計(jì)算過程相對更加困難。

3.3 綜合指數(shù)與分級評價(jià)

在大多數(shù)管理或經(jīng)濟(jì)學(xué)研究中綜合指數(shù)常表現(xiàn)一個(gè)構(gòu)念。如：通過多指標(biāo)綜合評價(jià)提出生態(tài)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)競爭力指數(shù)，并將農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)競爭力分為6級，以描述其空間差異[11]。而在生態(tài)評價(jià)相關(guān)研究中，多直接稱為綜合評價(jià)指數(shù)(SEI)或使用對概念延伸的指標(biāo)名稱如：最佳遙感生態(tài)指數(shù)(RSEI)等。

與生態(tài)評價(jià)相關(guān)的研究最終目標(biāo)多為政策建議，分級有效降低綜合指數(shù)的應(yīng)用復(fù)雜度，不同等級區(qū)域?qū)?yīng)不同的政策，使政策制定更加容易。生態(tài)評價(jià)的常用分級方法有2種：一是使用四分位點(diǎn)和中點(diǎn)將綜合指數(shù)分為5級;另一種常見的分級方法是自然間斷點(diǎn)法，是地圖制圖學(xué)中常用的單屬性分級方法。

4 重點(diǎn)城鎮(zhèn)群的生態(tài)保護(hù)重要性評估框架

4.1 重點(diǎn)城鎮(zhèn)群的生態(tài)保護(hù)重要性內(nèi)涵

根據(jù)方創(chuàng)琳等對城鎮(zhèn)群和城市群的概念界定[12]，以及生態(tài)保護(hù)重要性的定義可將對重點(diǎn)城鎮(zhèn)群的生態(tài)保護(hù)重要性評價(jià)分為城鎮(zhèn)生態(tài)敏感性和城鎮(zhèn)生態(tài)服務(wù)重要性評價(jià)兩部分。

根據(jù)生態(tài)敏感性的概念，重點(diǎn)城鎮(zhèn)群生態(tài)敏感性可定義為城鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)受各種敏感因素干擾的穩(wěn)定程度。基于數(shù)據(jù)的常用方法是分析生態(tài)指標(biāo)隨敏感因素變化的程度，如：初級凈生產(chǎn)力NPP、土地利用轉(zhuǎn)移優(yōu)勢比矩陣。而通過建立指標(biāo)體系的敏感性評價(jià)方法可更加全面地描述敏感因素，城鎮(zhèn)生態(tài)敏感性的程度在空間維度上取決于自然和文化特征，相似的研究還有，基于景觀特征評估(LCA)框架的基礎(chǔ)提出區(qū)域景觀敏感性，包含生態(tài)敏感性、文化敏感性、視覺敏感性3部分[13]。本文根據(jù)對文獻(xiàn)的總結(jié)，并結(jié)合全國28個(gè)重點(diǎn)城鎮(zhèn)群生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)敏感特征，提出了4個(gè)可描述多數(shù)城鎮(zhèn)群生態(tài)敏感性的指標(biāo)維度，分別是水資源敏感性、環(huán)境保護(hù)敏感性、文化景觀敏感性、生物多樣性敏感性。

重點(diǎn)城鎮(zhèn)群的主要生態(tài)功能是提供人居保障服務(wù)，因此對重點(diǎn)城鎮(zhèn)群的生態(tài)服務(wù)重要性評價(jià)既是對人居保障服務(wù)的分析與評估。城鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)作為以人類干預(yù)為主維持的生態(tài)系統(tǒng)，可持續(xù)發(fā)展是其提供人居保障的基本原則[14]。居住環(huán)境是人居保障的首要評價(jià)指標(biāo)，居住是城市基本功能之一，是城市發(fā)展的基本保障。此外基礎(chǔ)設(shè)施、社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境、人文環(huán)境也是人居保障的評價(jià)基本因素[15]。也有研究將公共服務(wù)和社會(huì)和諧度、心理健康狀態(tài)納入人居保障評價(jià)[16]?；谏鲜鲅芯炕A(chǔ)和利于重點(diǎn)城鎮(zhèn)群特征空間表達(dá)的原則，本文從宜居性、基礎(chǔ)設(shè)施、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、城市吸引力、城鎮(zhèn)結(jié)構(gòu)5個(gè)維度對重點(diǎn)城鎮(zhèn)群的人居保障能力進(jìn)行評估。

4.2 評估框架

在梳理相關(guān)生態(tài)評價(jià)的一般路徑基礎(chǔ)上，通過對指標(biāo)選擇方法和權(quán)重賦值的整理，發(fā)現(xiàn)少有研究以重點(diǎn)城鎮(zhèn)群作為研究對象，其次權(quán)重的計(jì)算對政策應(yīng)用的考慮不足。因此，本文擬從政策文件中提取關(guān)鍵詞，以指標(biāo)對應(yīng)的關(guān)鍵詞出現(xiàn)概率作為權(quán)重的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，提出對重點(diǎn)城鎮(zhèn)群生態(tài)保護(hù)重要性評估的框架如圖1所示。

圖1 重點(diǎn)城鎮(zhèn)群生態(tài)保護(hù)重要性評估框架

4.3 指標(biāo)體系設(shè)計(jì)

本文在借鑒學(xué)者們[5，6，8，9，12]研究成果基礎(chǔ)上，確定了城鎮(zhèn)生態(tài)保護(hù)重要性評價(jià)指標(biāo)的選取原則：

(1)全面性原則。選擇指標(biāo)應(yīng)考慮自然生態(tài)環(huán)境和重要特色資源的保護(hù)、人類活動(dòng)干擾、“生態(tài)-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)”相互作用關(guān)系等因素。

(2)可操作性原則。應(yīng)考慮基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可獲得性和全面性。

(3)客觀原則性。選擇的指標(biāo)須真實(shí)，可信。

(4)互補(bǔ)性原則。所選指標(biāo)不存在邏輯上得重復(fù)，是互補(bǔ)得指標(biāo)。

(5)前瞻性原則。根據(jù)區(qū)域與城鎮(zhèn)可持續(xù)發(fā)展的需要考慮最重要的指標(biāo)。

(6)適用對應(yīng)尺度原則。空間數(shù)據(jù)具有尺度效應(yīng)，所選指標(biāo)應(yīng)與尺度對應(yīng)。

根據(jù)以上原則并基于文獻(xiàn)基礎(chǔ)自頂向下構(gòu)建指標(biāo)體系，從水資源敏感性、環(huán)境保護(hù)敏感性、文化景觀敏感性、生物多樣性敏感性4個(gè)維度評價(jià)生態(tài)敏感性，從宜居性、基礎(chǔ)設(shè)施、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、城市吸引力、城鎮(zhèn)結(jié)構(gòu)5個(gè)維度評價(jià)生態(tài)服務(wù)重要性。初始形成涵蓋2個(gè)一級指標(biāo)、9個(gè)二級指標(biāo)和35個(gè)三級指標(biāo)的重點(diǎn)城鎮(zhèn)群生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)安全評價(jià)指標(biāo)體系。如表1所示。

表1 重點(diǎn)城鎮(zhèn)群生態(tài)保護(hù)重要性指標(biāo)體系

表1中各指標(biāo)說明如下：

C1-C6、C8、C11-C19、C21、C23、C24、C26、C27來源于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

C0代表城鎮(zhèn)群的生活物質(zhì)供給能力，城市等級越高享受資源越優(yōu)先，地理位置優(yōu)勢也容易獲得資源。

C7指城鎮(zhèn)內(nèi)部服務(wù)設(shè)施在城市內(nèi)平均出行距離，使用服務(wù)設(shè)施的空間分布均勻性表示平均出行距離的程度。均勻性使用空間自相關(guān)MoranI值表示，值越大代表分布越不均勻。

C9指城鎮(zhèn)功能區(qū)之間的空間交叉程度，使用植被數(shù)據(jù)和夜光亮度數(shù)據(jù)的去量綱化疊加值表示，疊加值越大代表生活功能區(qū)和生態(tài)功能區(qū)的重合程度越大。

C10 使用路網(wǎng)密度表示。

C22、C29、C30 使用對應(yīng)地物的緩沖區(qū)進(jìn)行計(jì)算。

C25指人類活動(dòng)導(dǎo)致的氣溫升高，使用遙感數(shù)據(jù)反演城鎮(zhèn)地表溫度進(jìn)行計(jì)算。

C28根據(jù)水土流失方程(RUSLE)進(jìn)行計(jì)算。

C20、C31-C33主要根據(jù)土地利用數(shù)據(jù)，描述地表覆蓋特征，計(jì)算相應(yīng)的景觀斑塊統(tǒng)計(jì)值。

C34使用植被指數(shù)表示，植被指數(shù)越高代表覆蓋的植物越茂盛。

C35指生境斑塊周圍人類活動(dòng)設(shè)施的數(shù)量及對生物活動(dòng)的影響，使用人類干擾指數(shù)計(jì)算。

5 結(jié)論

針對生態(tài)功能分區(qū)中無法直接對重點(diǎn)城鎮(zhèn)群生態(tài)功能區(qū)識別與評價(jià)的不足，本文在對生態(tài)保護(hù)重要性概念加以梳理的基礎(chǔ)上，分別從生態(tài)服務(wù)功能重要性與生態(tài)敏感性2個(gè)維度構(gòu)建重點(diǎn)城鎮(zhèn)群的生態(tài)保護(hù)重要性評價(jià)指標(biāo)體系。在生態(tài)服務(wù)功能重要性指標(biāo)的篩選上討論了原有研究的不足，并圍繞重點(diǎn)城鎮(zhèn)群的人居保障功能的宜居性、基礎(chǔ)設(shè)施完整性、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度、城市吸引力、城鎮(zhèn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性5個(gè)方向進(jìn)行指標(biāo)篩選，突出重點(diǎn)城鎮(zhèn)群相比于其他生態(tài)功能區(qū)的特殊性。本研究的不足之處，是沒有選擇重點(diǎn)城鎮(zhèn)群做實(shí)證分析。在未來的研究中，將從我國28個(gè)重點(diǎn)城鎮(zhèn)群中選取部分重點(diǎn)群進(jìn)行實(shí)證分析，并根據(jù)重點(diǎn)城鎮(zhèn)群的差異適當(dāng)修正與優(yōu)化指標(biāo)體系。