城市自然生态环境可持续发展水平评价——以上海与东京比较为例

谢颖婷，孙红梅

(上海师范大学商学院，上海 200234)

经济的高速粗放型发展对城市自然生态环境存在直接或间接的不良影响，由此造成的损害也会一定程度阻碍城市的发展进程，因此如何提高城市的自然生态环境可持续发展水平在其未来发展中有着至关重要的作用。可持续发展水平的评价一般采用1996 年联合国可持续性发展委员会(UNCSD，United Nations Commission on Sustainable Development)出版的《可持续性发展指标架构与方法》，该方法引用了“压力—状态—响应”(PSR，Pressure-State-Response)评价模型①叶文虎，仝川.联合国可持续发展指标体系述评[J].中国人口·资源与环境，1997(03):83-87.。诸多学者针对经济、社会、资源及环境等方面探究城市的可持续发展，通常的评价方法有层次分析法、模糊综合评价模型[1]、熵值法[2-3]。

本文根据联合国可持续发展目标(Sustainable Development Goals，SDGs)框架下中国可持续发展评价指标体系[4]，以其中的生态环境质量为重点，运用熵值法进行赋权。目前没有太多文献探究中国城市与国外城市自然生态环境发展质量的对比，本文通过比较与上海相似程度较高的日本城市东京，定位上海的自然生态环境现状及发展水平，对于提出针对性改进措施具有很强的现实意义。此外，上海作为长江三角洲生态绿色一体化发展示范区之一，对于全国城市自然生态环境发展具有重要的参考价值。

1 评价指标体系的建立与方法选择

1.1 指标选择

空气质量及绿化程度反映城市自然生态环境的现状；资源消耗及废弃物排放分别反映城市的资源使用效率及废弃物产生、处置情况，其中效率指标均以生产总值、工业增加值的实际值为衡量标准，CPI(居民消费价格指数，Consumer Price Index)以2013 年为基期。具体指标见表1。

表1 自然生态环境可持续发展水平评价指标体系

空气质量变化情况的评价指标是“空气污染物指数”，将各种污染物均考虑在内以反映城市的空气质量，同时考虑到各空气污染物项目相同污染严重程度下浓度标准的差异性，“空气污染物指数”以环境空气污染物实际浓度与其浓度限值的比值作为对污染状况的评价。具体的计算方式为:用大气环境污染物实际监测数据除以中华人民共和国国家标准GB 3095—2012②王艳琴.GB 3095—2012《环境空气质量标准》将分期实施[J].中国标准导报，2012(04):4-5.规定的环境空气污染物基本项目及其他项目的二级浓度限值，将该比值(即表2 中的“浓度相对值”)相加，得到空气污染物指数，详见表2。“浓度相对值”大于1 则说明该污染物本身平均浓度超出浓度限值，反之则低于限值。

表2 空气质量

另外，日本和我国相关指标在项目、单位及统计方式上存在一定差异，本文对东京的数据按照我国的计量口径进行归集与单位转换，故不影响第三部分对于上海和东京2017 年情况的横向比较。但是由于环境空气中上海与东京可吸入颗粒物及悬浮颗粒物的差异，所以依旧使用AQI(Air Quality Index，空气质量指数)对双方进行比较；在计算“空气污染指数”时，对各年数据均采用统一方式，不影响对历年变化趋势的评价。

1.2 方法选择

熵值法可以根据数据的离散程度赋予各指标权重，指标数据的离散程度越大，指标的信息熵越小，效用值则越大，该指标对于不同年份评价的贡献越大。

进行标准化处理，正向指标与负向指标的计算公式分别为:

其中，Xij表示第i年第j个指标的数据。将得到的Zij加1，记为Zij′，以避免0 值，并确保代入后续熵值法的计算公式。

效用值计算公式为:

表3 自然生态环境可持续发展水平指标权重

将各指标的标准化值与对应的综合权重相乘，得到各指标的最终得分，再依照熵值的可加性依次计算准则层及目标层的综合得分，结果见表4。

表4 自然生态环境可持续发展水平指标得分

1.3 数据来源

上海的数据源于各年的《上海统计年鉴》《中国城市建设统计年鉴》《中国环境统计年鉴》《上海市生态环境状况公报》等；东京的数据源于各年的《东京都统计年鉴》《东京都工业废弃物研究报告》《东京都清扫事业年报》以及东京都建设局、东京都产业劳动局等官方统计报告。

2 上海与东京纵向比较

2.1 综合得分比较

2013—2017 年上海人均GDP 逐年上升，上海的自然生态环境可持续发展水平同期内有所提升，并在2017 年提升明显。其中贡献力度较大的是废弃物排放和资源消耗，说明二者近5 年来改善幅度较大，参见图1。

图1 上海市自然生态环境可持续发展水平综合得分（2013—2017 年）

与上海相比，东京2013—2017 年人均GDP 呈下降趋势，在此经济下行压力之下，除了绿化程度得分略有减少之外，其余三项基本为上升态势，说明东京的自然生态环境可持续水平依旧逐年改善，参见图2。除此之外，上海市主要河流的高锰酸盐指数、氨氮浓度以及总磷浓度均呈现下降趋势，东京市主要河流的生物化学需氧量、溶解氧、化学需氧量、悬浮物、亚甲蓝活性物质普遍得到改善。

图2 东京自然生态环境可持续发展水平综合得分（2013—2017 年）

2.2 单项得分比较

2.2.1 空气质量变化比较

上海和东京的空气质量得分整体上升，两座城市的空气质量均有所改善(图3)。上海的空气污染物中，二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物和细颗粒物的平均浓度相对值总体下降，侧面反映出上海空气污染治理成效明显，但是臭氧日最大8 小时平均浓度相对值有较大幅度上升，光化学污染问题日益严重；相比之下，东京几大污染物的浓度变化幅度较为稳定且存在小幅下降(表2)。

图3 上海与东京空气质量变化趋势比较图（2013—2017 年）

2.2.2 绿化程度变化比较

上海的森林覆盖率及人均公园绿地面积得分逐年增加，表明其对于城市绿化环境改善较为重视且有所成效。同期，东京的森林覆盖率得分、人均公园面积得分逐年下降，说明在城市绿化方面东京的治理力度有所减弱(图4)。

图4 上海与东京绿化程度变化趋势比较图（2013—2017 年）

2.2.3 资源消耗变化比较

上海的资源消耗综合得分不稳定，2014 年较2013 年出现明显增加，2014—2016 年平稳且存在小幅下降，2017 年再次明显增加。2017 年的5 项指标得分均有显著上升，其中单位工业增加值能耗得分上升幅度最大。东京的资源消耗综合得分5 年来整体为上升趋势且较为稳定，但于2017 年略微下调，其中变化较为明显的是单位生产总值能耗得分的下降以及单位工业增加值能耗得分的增加，不过前者比后者变化幅度更大(图5)。

图5 上海与东京资源消耗变化趋势比较图（2013—2017 年）

2.2.4 废弃物排放变化比较

2013—2017 年上海的废弃物排放得分呈上升趋势，其中单位工业增加值固体废物产生量得分在2017 年提高明显，单位工业增加值固体废物处置量和处置率得分却显著下降，说明上海在工业固体废物的循环使用能力上表现欠佳；同时单位生产总值城市生活垃圾产生量和生活垃圾焚烧率得分为上升趋势，表明上海在发展同等幅度经济上生活垃圾产生得更少并且回收焚烧处理垃圾的能力有所提升；不过垃圾填埋处置方式得分的降低说明上海在垃圾的回收利用环节较为薄弱。同期，东京废弃物排放的综合得分较上海上升得更为显著。在指标构成中，除了单位工业增加值固体废物产生量得分有明显降低之外，其他得分均为上升，其中工业废物处置率、单位工业增加值固体废物处置量得分上升明显，说明东京工业固体废物的回收利用能力增强；此外，生活垃圾焚烧率和填埋率得分的逐年增加也表明东京对废弃物的重新利用能力逐步增强。

图6 上海与东京废弃物排放变化趋势比较图（2013—2017 年）

3 上海与东京横向比较

选取2017 年的数据进行两座城市自然生态环境可持续发展水平的横向比较。对负向指标取倒数，正向指标不发生变动，相除得到东京与上海的数据比值。比值小于1 则说明上海表现更佳，反之则说明东京表现更佳。

表5 上海与东京2017 年自然生态环境可持续发展水平横向比较表

2017 年，东京人均实际GDP 为47.93 万元、上海人均实际GDP 为11.22 万元，差距为4 倍左右；自然生态环境可持续发展水平的指标中，东京除了人均公园面积以及单位工业增加值固体废物产生量略低于上海的之外，其余得分均高于上海。

空气质量方面，东京的AQI 低于上海的3 倍左右。此外从表2 中可见，上海的空气污染物中，二氧化氮、臭氧日最大8 小时以及细颗粒物的平均浓度相对值大于1，表明相关污染物实际平均浓度超过污染物浓度限值，而这三种污染物主要来自工业废气和汽车尾气的排放。反观东京，除了臭氧日最大8 小时平均浓度之外均低于我国标准下二类地区污染物的浓度限值，且该平均浓度在2017 年已基本与该限值持平。绿化程度方面，东京森林覆盖率为上海的2.2 倍。资源消耗方面，上海的资源使用效率远低于东京，其中上海单位工业增加值能耗比东京高15 倍、水耗高25 倍以上。废弃物排放方面，上海单位工业增加值固体废物的产生量为东京的0.9 倍，而处置量却为东京的6.6 倍，表明两座城市在工业固体废物的产生上基本没有差异，但在工业固体废物的回收利用方面，上海表现略差；此外，上海的生活垃圾焚烧率为东京的0.5 倍，东京的垃圾用以焚烧发电的比重更高，而上海的垃圾填埋率约为东京的5.3 倍，再次说明东京在垃圾处理过程中循环利用的比重高，侧面反映出东京的垃圾分类体系更为完善。

4 结论与建议

总体来看，上海与东京的自然生态环境可持续发展水平于2013—2017 年均呈现上升趋势，其中东京为稳步提升，上海为波动增长，且于2017 年出现明显增幅。在产业结构、废物循环利用以及人与自然相处的和谐程度上，东京的整体表现较上海更优。

因此建议:在自然生态环境可持续发展水平的综合提升上，上海应当重视工业废气处置、新能源汽车普及以降低二氧化氮、臭氧日最大8 小时以及细颗粒物的平均浓度，改善空气质量；促进产业结构完善，大力发展战略新兴产业，提高生产的科学技术水平以降低单位经济贡献的资源消耗；严格废弃物分类回收，提升废弃物的循环利用水平，对于不同类型垃圾采取针对性处理方式，提升垃圾处理效率及无害化处理率；改善能源消费结构，加大科技、资金的投入力度，增加清洁能源及可再生能源的消费比例。