西安城市贫困与城市环境质量的时空耦合分析

2014-12-31薛东前罗正文

陕西师范大学学报（自然科学版） 2014年6期

薛东前，赵奂，罗正文

（陕西师范大学旅游与环境学院，陕西西安 710119）

在城市化迅速发展的过程中，城市环境问题相伴而生并一直困扰着人们，贫困问题日益凸显.1992年世界银行在《世界发展报告:发展与环境》中阐述了人口、贫困和经济增长与可持续发展问题，环境与贫困问题愈来愈引起人们的关注［1］.斯泰恩·汉森以发展经济学为视角，研究了人口、环境、资源与社会经济之间的相互作用，指出经济政策的干预和环境管理是解决环境与贫困危机的关键［2］；里尔登和Ekbom等认为环境与贫困是相互作用、相辅相成的.贫困的加剧导致环境恶化，而环境恶化更加剧了两极分化，同时人口压力也增加了贫困与环境退化［3－4］；而 Nunan等虽然赞同环境与贫困处于恶性循环中，但认为环境退化不是由贫困引起的，更多地是由机制不良和政策不当造成的［5］；同时，也有学者通过对非洲、拉丁美洲以及亚洲的实证研究，对环境与贫困问题进行分析［6－8］.我国学者周毅等从人口角度对环境与贫困问题进行研究，认为人口、资源、环境与经济发展相互之间是动态变化、相互制约的复杂关系［9－11］；李琳等从可持续发展角度对环境与贫困问题进行研究，认为贫困与脆弱的生态环境有着极为密切的关系，环境退化极大地促使贫困的产生［12－14］；张义丰、王海英则以西部地区的生态和资源环境为背景，从减贫脱贫角度对环境与贫困问题进行研究，提出要实现长期的减贫、脱贫，必须保护与修复生态环境［15－16］.李志平则从贫困与环境循环的关系出发，认为贫困与环境问题制约着发展中国家的发展水平和现代化趋势，直接关系到它们经济发展的速缓成败［17］.

尽管国内外学者对贫困与环境各自的研究成果相当丰富，但对贫困与环境质量相互关系理论的研究主要从农村贫困或扶贫角度探讨贫困与环境之间的因果关系，或集中于分析贫困和环境问题产生的原因，进而提出解决贫困和环境问题的措施与途径，或关注于生态脆弱区、农村环境退化与贫困关系.这些贫困与环境质量相互关系的研究或相对割裂，或比较片面，缺乏系统的、深入的实证研究与探讨，而对城市贫困与城市环境质量相互关系的研究更是少见，一个城市的贫困程度和环境质量之间到底存在一种怎样的具体关系，这在以前的文献中很少提及.但城市贫困人群由于缺乏经济支持，加上受自身发展和社会经济发展的限制，更容易受到环境污染所带来的影响，因此在城市环境质量与城市贫困日益加剧的背景下，研究城市环境质量与城市贫困的相互关系有助于改善城市居民的生活环境质量，提高人们生活水平.

西安市是西北地区经济发展最为迅速的城市之一，在发展过程中城市贫困问题日益凸显，城市环境问题也日益加重.在这种背景下，本文立足于现有的研究成果，选择西安主城区为实证研究对象，以城市内部的微观区域（街道）为载体，以ARCGIS空间分析技术为支撑，从时间变化和空间差异的角度分析城市环境与贫困的耦合关系及演化规律.

1 数据来源与研究方法

基于数据的可获取性及西安城市环境的空间分布，将研究区域限定在西安市主城区（新城、莲湖、碑林、雁塔、未央、灞桥），研究的基本空间单元为街道办事处（镇）所辖区域，共53个街道办事处（镇）.为下文叙述方便，将街道办事处（镇）简称为街道.

1.1 数据来源

主要通过问卷调查与深入访谈的方法了解西安市城市贫困问题以及西安市贫困人口的构成与特点.按照各街道现有人口数目，将问卷发放数目等级化为30、60、90份，沿各街道随机发放调查问卷，共发放3 210份.问卷全部回收，其中有效问卷2 921份，有效率达到91%.西安市城市环境数据则主要来源于《西安市环境质量报告》《西安市统计年鉴》、陕西省环境科学研究院、遥感影像解译及已发表论文中的公开数据和政府门户网站中的公开数据.

1.2 研究方法

1.2.1 城市贫困研究方法结合恩格尔系数法和中位数收入法，确定西安市贫困线.依据此方法算出1990年、2000年、2013年贫困线分别为76、560、1 320元/（月·人）.

采用综合贫困指数作为衡量贫困程度的指标，其计算公式为R＝H·I·K.

H表示贫困发生率，即贫困人口在其人口总体中所占的比例，H值越大说明研究区贫困人口越多.

I表示贫困缺口率，即贫困人口经济收入与贫困线的差额，公式为

它表示实际总贫困缺口与理论上最大贫困缺口的比值，当接近于0时，表明贫困人口的收入已接近贫困线，达到脱贫的临界点；反之，当接近于1时，表明贫困人口基本没有生活来源，贫困缺口达到最大值.

K表示贫困线指数，即贫困线与总体人均收入的比值，公式为K＝z/y.K越小，贫困人口的相对贫困程度越高，意味着研究区贫富差距越大；K越大，贫困人口的相对贫困越低，意味着研究区贫富差距越小.

1.2.2 城市综合环境质量评价指标及方法采用多级模糊综合评价模型定量评价西安市各街道综合环境质量［18－19］.对于单一环境要素通过建立评价的因子集、评价集、隶属函数、模糊关系矩阵和权重集，实现对各类环境的评价；对环境总体质量，可看为由多个单一环境要素构成的因素集，用上述单要素评判结果构成总的模糊关系矩阵，再利用AHP法求出各环境要素在城市环境质量中的权重值，然后进行模糊复合运算，最后由最大隶属原则，得出各街道环境质量综合评价结果.具体步骤如下:

（1）环境要素及监测参数的确定

为反映各街道环境综合质量状况，本文选择大气、地面水、噪声和植被覆盖4个基本要素及其10项参数，进行综合评价.4个单一环境要素评价的因素集分别为

U气＝｛SO2，NOx，颗粒物｝；

U声＝｛区域噪声｝；

U水＝｛COD，高锰酸钾指数，BOD，氨氮｝；

U植＝｛植被覆盖率｝.

（2）环境质量分级标准

各街道环境质量分为5个级别，即优、良、中、较差、差.标准见表1.

表1 综合环境质量标准＊Tab.1 Comprehensive environmental quality standards

（3）隶属度计算

用梯形分布来确定其隶属度，公式为

对于数值以小为优的指标选择公式（1），而对于数值以大为优的选择公式（2）.上述10个指标中除植被覆盖率使用公式（2）外，其余均用公式（1）.利用公式（1）、（2）计算各街道10个指标的五级隶属度，得到每个街道各类单一环境要素的模糊关系矩阵Ri.

（4）单因素评价参数及各环境要素的权值分配

单一环境因素评价参数的权重采用相对污染值法计算，公式为

式中:Ci为参数i的监测值，Si为参数i的各级质量标准的平均值，Ai为i参数的权值（对于植被覆盖率，Ai＝Si/Ci）.

各环境要素的权重，采用层次分析法确定.西安市大气、水、噪声、植被4个环境要素的权重分配为A′＝（0.532 9气，0.127 6水，0.272 9声，0.066 7植）.

（5）单要素模糊评价

将A与R合成得到模糊综合评价结果向量B.采用加权平均型的模糊合成，其计算公式为

式中:bj、ai、rij分别为隶属于第j等级的隶属度、第i个评价指标的权重和第i个评价指标隶属于第j等级的隶属度.

（6）多要素综合评价

以各单要素的评判结果作为评判向量，构成上一级的模糊关系矩阵，可表示为

通过与权向量A′进行复合运算，即可得到各街道环境质量的综合评判向量B″.

2 西安城市贫困格局的时空演化

图1 1990年（a）、2000年（b）、2013年（c）西安市城市贫困格局演化Fig.1 The poverty structure evolution of Xi′an in 1990（a），2000（b）and 2013（c）

由贫困综合指数计算的西安城市贫困格局演化图（图1）可以看出，1990年西安市53个街道中，非贫困街道只有6个，分别是汉城路、青年路、长乐坊、辛家庙、太华路和文艺路；轻度贫困的街道共有17个，均分布在绕城高速以内的西部和南部；中度贫困的街道较多，共21个，也集中在绕城高速以内，与轻度贫困的街道镶嵌分布；重度贫困的街道有9个，主要分布在城市的东北部郊区.整体上，1990年贫困空间大致呈放射状嵌套分布:靠近市中心，严重贫困街道少，轻度贫困街道与中度贫困街道相间分布；重度贫困街道大都分布在外围地区.这种格局的形成不仅与城市发展政策和历史因素密切相关，同时与人口迁入方向和街道的地理区位也紧密相关.

2000年西安市53个街道中只有3个街道属于非贫困街道，分别是红旗和小寨商圈中的长安路和小寨；轻度贫困街道迅速增多，达到24个，主要分布在城市的东南部和西南部地区；中度贫困街道从1990年的21个下降到14个，但未形成相对集中的格局，相间布局在城市的二环和三环线之间；重度贫困街道12个，仍主要分布在北部城郊地区.从整体来看，2000年西安市南部地区贫困状况普遍较轻，北部地区贫困状况较严重，并且与1990年相比，轻度贫困街道数量明显增多，中度与重度街道数量减少，说明西安市贫困状况与1990年相比明显减轻.这种贫困格局和特征的形成明显受小寨经济商圈迅速发展和城市发展南扩的影响.

2013年西安市贫困程度大幅缓解，非贫困街道达到17个，较1990年（6个）和2000年（3个）明显增多，主要集中在主城区的南部和近郊区的西南部；轻度贫困街道有20个，遍布于城市的中部和南部地区；中度贫困街道和2000年相比变化不大；重度贫困街道则减少到4个，分别为草滩、新合、解放门和席王.整体上，2013年贫困空间大致呈圈层分布，城市中心地区的贫困状况优于远郊地区，各街道贫困程度有不同程度的减轻，尤其是北部地区，受市政府北迁的影响，贫困程度大幅减轻.

综合西安市三个时段的贫困格局演化可以发现:西安城市贫困空间大致由放射状嵌套分布转变为圈层分布；城市贫困程度不断减轻，尤其是北部地区；受经济和城市发展影响，城市南部地区的贫困状况始终优于北部地区；城市郊区比城市中心地区更易遭受贫困，有些地区近几十年来一直处于贫困状态，出现“固贫化”趋势.

3 西安城市环境质量状况的时空演化

由西安市综合环境质量演化图（图2）可知，1990年西安城市综合环境质量差的街道有22个，主要分布在城墙区向南延伸至南二环以南，向东延伸至东二环及皂河、浐河流经的街道；环境较差的街道有16个，在城墙区以西、以北和以东三个方向呈倒“T”字型分布；环境质量优良的街道共有12个，其中质量优等的有10个，主要布局在城市东部的远郊区.整体上，1990年城市综合环境质量由城中心向郊区不断优化，但受河流水质的影响，镶嵌分布着一些带状的环境质量差的街道.

2000年，环境质量差的街道在中心城区不断向北、向西扩张增加到27个；环境较差的街道有11个，变化不大，仍主要分布在城墙区以北和以东；环境优良的街道有12个，但质量优等的街道下降为6个，其分布与1990年相似.整体上，2000年受城市发展的影响，城市植被覆盖不断减少，城市综合环境质量持续下降，尤其是中心城区，城市环境差等区域进一步扩大，优等街道日益减少.

2013年，城市综合环境质量继续恶化，环境质量差的街道进一步增加到35个，区域呈“十”字状扩展，新合和灞桥受水污染的影响转变为差等环境；受大明宫遗址公园的影响，自强路等4个街道的环境质量表现为优于周围区域的独特斑块；中等环境质量的街道向北增加为7个；环境优良的街道下降到只有9个.整体上，2013年西安市综合环境质量进一步恶化，差等街道不断增加，原有的环境质量较差街道几乎全部转化为差等街道，质量优良街道继续减少，很多开始退化为质量中等街道，城市南部地区和远郊地区，环境质量退化尤为明显.

图2 1990年（a）、2000年（b）、2013年（c）西安市城市综合环境质量演化Fig.2 The evolution of urban comprehensive environmental quality in Xi′an in 1990（a），2000（b）and 2013（c）

综合西安市三个时段的城市环境质量状况演化可以发现:城市远郊的综合环境质量优于中心城区，但整个城区的综合环境质量逐步变差；严重污染区由中心城区向郊区扩展，尤其是向南部地区扩展；城市综合环境质量受政府政策、经济发展方向以及植被和水质等因素的影响十分显著.

4 西安城市贫困与城市环境质量的耦合分析

分别将1990年、2000年、2013年的西安贫困综合指数图与综合环境质量图叠加，可得综合环境与贫困复合演化图（图3）.

图3 1990年（a）、2000年（b）、2013年（c）西安综合环境与城市贫困复合演化Fig.3 The composite evolution of integrated environment and urban poverty in Xi′an in 1990（a），2000（b）and 2013（c）

从图3a可以看出，1990年综合环境质量优—良的街道基本分布在西安市东部的远郊地区和汉城遗址公园附近，4种贫困程度均有分布；在灞河沿岸一带与重度贫困耦合，该区域远离城市中心区，以农业为主，经济发展落后，人均收入低，贫困程度高，但综合环境质量好.综合环境中—较差的街道在城墙区以西、以北和以东三个方向呈倒“T”字型分布，4种贫困程度均有涉及；这一区域主要与中度贫困耦合，此区域距城市中心有一定距离，综合环境质量相比城墙区好但不如远郊，同样又受市中心经济的辐射，经济发展较远郊好，贫困程度低于远郊.综合环境差的街道区域也有4种贫困程度分布，但不同程度的贫困街道分布随机，与综合环境质量无耦合规律.

2000年，综合环境质量优—良的街道分布不变，而综合环境质量优的部分街道退化为良，呈现3种贫困程度，但无明显的耦合规律.综合环境质量中—较差的街道有所减少，基本分布在城墙区以北和以东；在城墙区以北基本与重度贫困耦合，这是因为至2000年西安市的经济发展侧重于南郊文教区，北郊发展相对缓慢，贫困程度深；城墙区以东与贫困程度无明显的耦合现象.综合环境质量差的街道向西郊和北郊延伸，4种贫困程度均有分布，在北关和红庙坡一带与中度贫困耦合，在北院门向西至枣园一带与轻度贫困耦合，其他街道贫困程度分布随机，与综合环境质量无耦合规律.

2013年，综合环境质量优—良的街道减少，集中分布在城市的东南郊，呈现4种贫困程度；在等驾坡一带与轻度贫困耦合，其余街道分布零散，无耦合规律.综合环境质量中—较差的街道向北扩展，基本与轻度贫困耦合，这是因为西安市政府北迁，带动了该区域经济的发展，减轻了其贫困程度，但同时也造成综合环境质量的下降.综合环境质量差的街道进一步向南和向北延伸，4种贫困程度均有分布；在枣园向东南至小寨和大雁塔一带和西一路至长乐坊、胡家庙一带与非贫困耦合；桃园路向东南方向至长安路一带与轻度贫困耦合；红庙坡向东南至太乙路一带与中度贫困耦合；在渭河沿岸与重度贫困耦合；其他街道贫困程度分布随机，无明显耦合现象.

受政府政策、经济发展和城市扩张等因素影响，西安市各街道的贫困程度不断发生变化，城市的综合环境质量也随之不断变化，因此，各街道的贫困程度与综合环境质量的耦合关系也不是停滞不变的.1990—2000年，综合环境优—良的街道基本分布在西安市远郊地区和汉城遗址公园附近.随着灞河沿岸一带贫困程度有所降低，该区域综合环境由与重度贫困耦合转为无耦合规律.综合环境中—较差的区域与中度贫困耦合转为在北郊基本与重度贫困耦合而东郊无耦合规律.综合环境差的街道与贫困程度的关系由无耦合规律变为在北关和红庙坡一带与中度贫困耦合，而北院门向西至枣园一带与轻度贫困耦合.2000—2013年，综合环境优—良的街道减少，与贫困程度的关系由无耦合转为在等驾坡附近与轻度贫困耦合.综合环境中—较差的区域向北扩展，在北郊基本与重度贫困耦合转为与轻度贫困耦合，在北院门向西至枣园一带与轻度贫困耦合转为枣园向东南至小寨和大雁塔一带和西一路至长乐坊、胡家庙一带与非贫困耦合，桃园路向东南方向至长安路一带与轻度贫困耦合，红庙坡向东南方向至太乙路与中度贫困耦合，渭河沿岸与重度贫困耦合.

5 结论

1990—2013年，西安城市贫困空间大致由放射状嵌套分布转变为圈层分布；城市贫困程度不断减轻，尤其是北部地区；城市南部地区的贫困状况始终优于北部地区；城市郊区比城市中心地区更易遭受贫困，有些地区近几年来一直处于贫困状态，出现“固贫化”趋势.

1990—2013年，西安城市远郊的综合环境质量优于中心城区，但整个城区的综合环境质量逐步变差；严重污染区由中心城区向郊区扩展，尤其是向南部地区扩展；城市综合环境质量受政府政策、经济发展方向以及植被和水质等因素的影响十分显著.

20世纪90年代初，由于西安城市的现代化发展还处于缓慢阶段，城市发展相对简单，模式比较单一，城市贫困程度与综合环境质量的耦合表现为一定的负相关性，即远郊综合环境质量优—良的区域更多与重度贫困耦合，近郊综合环境质量中等的区域则主要与中度贫困耦合.进入21世纪后，受城市发展政策和社会经济发展等各方面因素的影响，城市贫困程度与综合环境质量的耦合并未呈现某种统一的规律，而是在城市内部表现出更加细化的耦合特征.首先，城市北郊地区，政府政策和城市发展方向既改善了城市贫困状况也恶化了环境质量，此区域表现为中—较差的综合环境质量与轻度贫困耦合；其次，城市长期重点发展区域随着经济的快速发展，人们也更加关注环境质量的改善，这些区域表现为优—良的综合环境质量与轻度贫困耦合，如曲江地区；最后，城市贫困程度与综合环境质量在城市中心附近表现为一定的负相关性，即大部分一、二环之间综合环境质量差的街道与轻度贫困或非贫困耦合.

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