城市化发展水平对生态环境压力的影响研究——以西安市为例

卫海燕,王 莉,方 皎,宋雪娟

(陕西师范大学旅游与环境学院,西安710062)

城市化发展水平对生态环境压力的影响研究
——以西安市为例

卫海燕,王 莉,方 皎,宋雪娟

(陕西师范大学旅游与环境学院,西安710062)

运用综合评价法对西安市1991—2007年的城市化水平进行了测度。同时,使用生态环境压力指数法对西安市城市生态环境压力进行了定量评价,并对城市化水平的各相关因子与生态环境压力指数之间进行了相关分析和回归分析。通过分析得出结论:城市化发展水平与生态环境压力之间存在着较明显的相关关系,其中城市现代化水平的发展是产生城市生态环境压力的主要原因,并提出了协调加快城市化进程与缓解城市生态环境压力之间矛盾的几点建议。

城市化;生态环境压力;科学发展观;西安市

目前,生态环境成为了影响我国城市全方位发展和城市之间相互竞争的至关重要的因素。特别是在国家大力倡导科学发展观和可持续发展的今天,可以说生态环境的保护和治理已经成为当代城市发展必须考虑的首要问题。目前,我国城市的发展主要呈现两种状态[1]:一种为处于初级阶段的城市发展状态,这些城市往往利用自身的资源、劳动力等优势,吸引资源、加工等产业,甚至是那些污染强度很高的产业来提高自身的经济发展水平,导致城市生态环境质量的恶化,这些城市的发展往往以牺牲自身生态环境为代价来发展经济,实际上得不偿失;另一种为竞争力较强的城市发展状态,这些城市发展的关键是吸引高级人才和高新技术。而高级人才在选择工作和生活的城市的时候,对城市生态环境质量的要求相对较高,并且很多包括高科技产业在内的产业对产业所处的环境质量要求也甚高。所以,在同等资源、成本条件下,环境质量便成了这一类型城市发展的关键性因素。

西安市目前已经跨入了竞争力较强的城市发展行列,然而在协调城市发展和保护生态环境方面还存在着明显不足。本研究引入城市生态环境压力指数作为衡量城市生态环境压力大小的指标,通过对西安市近17年城市化水平与城市生态环境压力指数的相关分析与回归分析研究,提出了解决加快西安市城市化进程与缓解城市生态环境压力之间矛盾的几点建议,对西安市未来城市化发展朝着健康、稳定和可持续的方向推进具有重要的现实意义。

1 城市化的内涵及其水平测度

1.1 城市化的内涵

对于城市化的定义不同的学科有不同的提法,人口学、地理学、经济学、社会学以及规划学等学科对城市化的界定都偏重于自己的学科领域,存在一定的局限性。城市化是一个涉及经济、社会、人口、地域空间等诸多方面的复杂过程[2]。因此,现代城市化的内涵应包括:(1)工业化导致城市人口的增加;(2)城市地域的扩大及城市关系圈的形成和变化;(3)拥有现代市政服务设施系统;(4)城市生活方式、组织结构、文化氛围等上层建筑的形成[3]。

1.2 西安市城市化水平的测度

西安市现辖9区4县,总面积10108 km2,到2007年年末,人口764.25万。其中,中心城区规划面积277 km2,建城区268 km2,市辖区人口549.19万人,全市非农业人口353.85万人,占总人口的46.3%。城市化水平(又称城市化率,城市化度,城镇化率)是一个国家或地区经济发展的重要标志,也是衡量一个国家或地区社会组织程度和管理水平的重要标志。关于城市化水平的测度方法,许多学者采用单一的人口比重指标测定城市化水平,固然有其简单易行的优点,但不能全面地描述作为复杂系统的城市化进程[4]。本研究采用多指标综合评价法,从全面性、主导性、层次性以及可操作性四大原则出发,参照并对比了许多相关模型资料[5],选取了三大类共16项具体指标(表1)。

表1 西安市城市化水平测度指标体系Tab.1 The index system of urban ization measurement in Xi’an

作者采用因子分析法测算西安市1991—2007年城市化水平,以克服多指标变量间信息重叠及人为确定指标权重的主观性。具体数据来源于参考文献[11-12]。利用统计分析软件SPSS13.0对城市化水平测度指标变量进行因子分析,用主成分分析法提取公因子,按特征值大于1的原则,共提取2个主因子(表2),其累计方差贡献率达89.284%,符合进一步分析的要求。对初始因子载荷矩阵进行方差最大法正交旋转后,得到主因子旋转载荷矩阵(表3)。

表2 主因子分析贡献率Tab.2 The cumulative percentages of factor’a eigenvalue

表3 主因子旋转载荷矩阵Tab.3 The matrix of the ma i n load factor after rotation matrix

主因子载荷值反映了主因子与指标变量之间的相关程度。根据各主因子所反映的变量特征将其命名如下:(1)第一主因子的贡献率为77.796%,除了X7,X12, X15之外,其它指标上的载荷都较高,这些指标多是从内涵发展的角度反映了城市化发展水平,是对城市现代化建设的综合评价,在此将其命名为“城市现代化水平”因子。(2)第二主因子的贡献率为11.488%,它在X6,X7, X12,X15等指标上的载荷较高,主要反映了城市化进程中公共服务设施的建设情况,可命名为“城市生活质量水平”因子[6]。

根据表2中各因子的方差贡献率规定F1的权重为77.796%,F2的权重为11.488%,得出西安市城市化水平综合得分计算公式

式中:Fi代表第i年的城市化水平综合得分;F1,F2分别为每年的各因子得分,系数分别为各因子的权重。

根据公式(1)计算得出西安市1991—2007年的城市化水平综合得分(表4)。由表4可以看出城市化水平综合得分从1991—2007年逐年递增。这说明西安市城市化水平在逐年推进。再者,将城市现代化水平得分与城市化水平综合得分进行对比发现:两者大体上是一致的,城市化不仅意味着城市面积的扩张和城市人口的增加,更重要的是城市现代化水平的提高,它代表着城市化发展的高级阶段。因此,城市化水平与城市现代化水平基本上一致。

2 西安市生态环境压力指数计算[7]

生态环境压力指数(ES I)由资源能源消耗分指数(RECI)和环境污染分指数(EPI)来计算。根据ES I数值和RECI与EPI的关系,可以判断生态环境压力的变化和主要来源。其计算公式

式中:ES I为生态环境压力指数;RECI表示资源能源消耗分指数;EPI表示环境污染分指数;W1和W2分别为这两个分指数的权重。

资源能源消耗分指数RECI和环境污染分指数EPI的计算公式式中:RECIi表示第i个资源能源消耗指标的指数值;Pi为第i个资源能源消耗指标的权重;EPIj表示第j个环境污染指标的指数值;Pj为第j个环境污染指标的权重。各指标压力指数的计算采用下列公式

式中:RECi和EPj分别表示第i个资源能源消耗指标和第j个环境污染指标的实际值;max(RECi)和max(EPj)分别为所有资源能源消耗指标和所有环境污染指标中的最大值。

通过参阅资料,结合数据收集的实际情况[8],作者选取了燃料煤、原料煤、燃料油的消耗量进行资源能源消耗指数的计算,选取废水排放、废气排放、SO2排放和固体废弃物排放总量进行环境污染指数的计算[9],各指标权重详见表5。

表5 1991—2007年西安市城市化水平对生态环境压力评价的指标及其权重Tab.5 I ndicators and their weights for urban ization to ecological environment stress in different regions in Xi’an from 1991 to 2007

将各组数据进行标准化处理之后,分别代入公式(5)、(6)。将结果代入公式(3)、(4),得出1999—2007各年的资源能源消耗指数和环境污染指数。再将各指数代入公式(2),得到1991—2007年每年的生态环境压力指数(表6)。参照区域经济发展对生态环境压力的定量评价指标[10],生态环境压力指数为0时,压力最小,即无压力;生态环境压力指数为100时,压力最大。从0～100共分五段:0～20为压力很小;20～40为压力小; 40～60为中等压力;60～80为压力大;80～100为压力很大。

表6 1991—2007年西安市生态环境压力指数统计表Tab.6 The ecological environment stress index i n Xi’an from 1991 to 2007

3 城市化水平与生态环境压力分析

用西安市1991—2007年每年的城市化水平综合得分和生态环境压力指数进行对应作图分析。得到1991—2007年西安市城市化水平与生态环境压力的关系图(图1)。

图1 1991—2007年西安市城市化水平与生态环境压力的变化Fig.1 The changes of urban ization and the ecological environment stress in Xi’an C ity from 1991 to 2007

从图1中可以看出,1991—2007年17年中西安市的城市化水平和生态环境压力大致呈现负相关的趋势。1991—1998年可以看作西安市城市化发展的初级阶段。在这期间,西安市的城市化虽然有了一定水平的提高,但是这一系列的发展都是以牺牲生态环境为代价的,是不明智的发展。这个时间段中,西安市城市化发展缓慢,但生态环境压力指数均超过60,呈现出较大的生态环境压力。1999年西安市的城市化上了一个新台阶,因为这一年西部大开发战略在西安正式启动,1999—2007年中,西安市城市化呈现快速、稳定的发展趋势,最值得一提的是城市化快速发展的同时,西安市的生态环境压力指数在下降,这恰好印证了西安市在西部大开发战略中走高新技术发展道路的方针,其发展有了根本性的转变。这一时间段,西安市的生态环境压力指数低于60,呈现中等压力,在2004年出现一个小的峰值后,继续下降。

3.1 相关分析

用SPSS13.0对西安市1991—2007年城市化水平和生态环境压力进行相关分析,得出结论。二者的相关系数R=-0.942,在0.001的信度水平下通过检验,说明二者相关性十分显著,呈现明显负相关。其中城市现代化水平因子与生态环境压力的相关系数为-0.856,是主要影响因子,说明城市的现代化水平越高,现代化设施越完善,相应地,城市的生态环境压力越趋于下降。城市生活质量水平因子与生态环境压力的相关系数为0.660,说明城市的高生活质量意味着将会出现高消耗和高排放,然而,怎样才能做到在低消耗和低排放的情况下创造出较高的生活质量呢?这就需要有一定的人为干预,比如政策的干预、计划的实施等等。

3.2 回归分析

建立西安市城市化水平与生态环境压力之间的线性回归模型来探讨两者之间的数量关系。城市化水平综合得分为自变量x,生态环境压力指数为因变量y,用SPSS13.0进行分析得到线性回归模型:y=214.38-322.994x。(F=117.970,在0.01的显著性水平上, F(0.01)=8.40,k=1,n=17)

对该多元回归模型进行检验,其回归平方和U= 2157.657,剩余平方和Q=274.348,F检验法中,检验值F=117.970,大于显著性水平为0.01时的临界值8.40,说明该多元回归模型显著。揭示了城市化发展水平与生态环境压力之间的定量关系。

4 结论与建议

通过以上对西安市城市化水平与生态环境压力关系的分析,我们发现,城市化水平和生态环境压力之间存在显著的负相关关系,其中,城市现代化水平越高,城市生态环境压力将越小;而城市生活质量水平和城市生态环境压力之间是典型的正相关关系。如何协调加快城市现代化建设、提高城市生活水平和减小生态环境压力之间的矛盾,使城市朝着健康有序的方向发展,提出以下几点建议。

(1)加快城市现代化建设,大力发展新兴产业,高产出低消耗低排放促发展。充分发挥西安市科技和旅游两大优势,走高科技道路,走生态旅游道路,以此促进西安市经济快速发展。

(2)从根源上降低生态环境压力。大力投建节能减排设施,帮助传统高耗能高排放产业转型,加大节能减排的力度,对违规排放进行严厉查处,扩大集约型产业的发展,使之形成生态环境保护良性循环的基础。

(3)从观念上彻底改变能耗意识。大力倡导循环经济,提高废物回收利用率,建设资源节约型城市,最终达到协调城市生活压力和生态环境压力之间矛盾的目的。

[1] 康晓光,马庆斌.城市竞争力与城市生态环境[M].北京:化学工业出版社,2007.

[2] 卫海燕,张君.城市化水平与耕地面积变化的关系研究[J].西北大学学报(自然科学版),2006,4(36):667-670.

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[5] 李振福.城市化水平综合测度模型研究[J].北方交通大学学报(社会科学版),2003,2(1):75-80.

[6] 卫海燕,王威,杨芳,等.西安市城市资源压力与城市化水平的灰色关联分析[J].地域研究与开发,2008,27 (4):56-59.

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[12] 西安市统计局.西安统计年鉴1992—2008[Z].北京:中国统计出版社,1993-2009.

Researches on the Quantitive Relationship between Urban ization Level and Ecological Environment Stress:Take Xi’an as An Example

Wei Haiyan,Wang Li,Fang Jiao,Song Xuejuan
(College of Tourism and Environm ent,Shaanxi N o rm al University,X i’an710062,China)

In this paper,a comprehensive evaluation of urbanizatin level of Xi’an city in 1992—2007 was carried out.At the same time,the eco-environmental pressure index of Xi’an citywas used for the quantitative evaluation of the pressure of Xi’an City’s eco-environment and the relationship between the level of urbanization of the relevant factors and the ecological environment pressure were analysed by the index-related analysis and regression analysis.The conclusion is:the relationship between the levelof urbanization and ecological environmentpressure belongs to the more obvious correlation,and the level of urban development in the modernization of the city is the main reason for the pressure and finally the paper put forward the proposals of speeding up the urbanization process and mitigating the pressure on the city’s ecological environment.

urbanization;pressure of the ecological environment;the concept of the scientific development; Xi’an City

book=114,ebook=159

F291.1

:A

:1003-2363(2010)05-0094-05

2009-10-28;

:2010-03-16

国家自然科学基金项目(40901077);陕西师范大学人文社科基金项目;陕西省软科学基金项目(2010KRM35)

卫海燕(1966-),女,陕西西安市人,副教授,学士,主要从事GIS与地理建模研究,(E-mail)weihy@snnu.edu.cn。