基于DSR模型的工业搬迁区可持续发展评价体系----以铁西老工业搬迁区为例

徐盛洪, 程全国

(沈阳大学 区域污染环境生态修复教育部重点实验室, 辽宁 沈阳 110044)

随着城市化进程的快速发展,一些传统大型工业城市面临着城市产业结构转型和可持续发展的双重问题.一些老工业区工厂由于产业结构落后和环境污染严重被迫停产,由此造成社会失业率上升,城市发展停滞.19世纪的美国工业城市[1],20世纪的德国鲁尔工业区[2]和我国20世纪90年代很多工业区都经历过企业破产,大量工人下岗的困境[3].针对企业破产背后的问题,各国政府均出台了一系列关于工业区进行转型发展和污染治理的意见和规划[4-5].我国在2014年提出《关于推进城区老工业区搬迁改造的指导意见》,为国内老工业区的发展指引了方向[6].近年来,工业搬迁区的发展逐渐形成了一定的模式,主要从快速消除与治理城区的环境污染、合理对土地开发再利用、调整与升级产业结构等几个方面展开,努力将可持续发展理念融入到工作的各方面.

为能够更好的研究工业搬迁区的可持续发展与区域环境整体之间的相互影响,本文引入驱动力-状态-响应模型(driving force-state-response, DSR),该模型是由联合国可持续发展委员会(UNCSD)在对压力-状态-响应模型(press-state-response, PSR)改进基础上发展起来的可持续发展评估模型[7].DSR模型通过检测驱动力与环境状态和社会响应之间的因果关系进行逻辑反馈,由于其能将人与环境之间的相互作用关系表达出来,因此在环境可持续评价领域越来越被推崇[8].谈迎新等[9]基于DSR模型对淮河流域的生态系统安全性进行了评价,为流域的环境规划提供了借鉴.李晓丹等[10]通过DSR模型对北京煤矿废弃工业广场进行研究,建立了矿山再开发时序评价体系,为矿山环境修复后有序开发提供了参考.目前大部分研究以生态风险评价、生态足迹评价、人体健康风险评价和宜居性评价等为主,主要通过生态与经济、环境之间的关系开展研究,而通过生态环境与经济、社会、政策规划等对城市工业搬迁区的发展情况进行评价方面的研究较少.城市规划往往引领城市发展的方向,而城市的发展程度能够反馈出规划的不足和缺陷.本文通过DSR模型建立工业搬迁区可持续发展评价体系,开发更完善的驱动力-状态-响应下的工业搬迁区可持续发展评价指标体系.通过沈阳铁西老工业搬迁区的实例研究,力求对铁西工业搬迁区发展的可持续性进行理性评价,为城市区域规划发展提供科学依据,为政府的决策提供有力支撑.

1 工业搬迁区可持续发展评价DSR模型构建

工业搬迁区可持续发展评价的DSR模型框架如图1所示.老工业搬迁区可持续发展主要的驱动力(D)是城市经济发展和社会发展情况,两者的实力水平与搬迁区的发展之间有着密不可分的联系.工业搬迁区的发展主要以搬迁腾退后的土地再次开发与利用为主,土地的再次开发与利用决定城市经济发展的重心并满足社会民众的需求.由于城市老工业区搬迁前进行了多年的工业生产,对周围环境已经造成了严重的污染,搬迁后的土地中存在较大的污染风险,因此在决定土地再开发利用前,首先要消除污染,确保土地不存在生态风险以及人体健康风险.在老工业区搬迁后城市状态(S)也会发生一些改变,不再以工业为主要发展依靠,在城市土地资源紧缺的情况下,以最小的投入获取最大的收益是城市规划者和土地开发者首要考虑的问题.因此,政府部门应及时了解搬迁区的土地环境状况和城区状况,合理进行土地利用类型和结构的布局规划,来满足城市经济快速的增长、社会人群的稳定、生态环境的优美以及减少资源过度浪费和降低碳排放强度.在了解搬迁区可持续发展的驱动力和状态后需要做出响应(R),而响应往往由政府机关和相关部门进行重要政策颁布、合理规划布局、法律法规约束、社会各界参与讨论后,才能指导工业搬迁区走向可持续发展的道路,让城市向着美好的方向发展.

图1 工业搬迁区可持续发展评价的DSR模型框架Fig.1 DSR model framework for sustainable development evaluation of industrial relocation area

1.1 选取评价指标

根据《全国土地整治规划(2016—2020年)》《关于加强生态修复城市修补工作的指导意见》《中华人民共和国城乡规划法》(2019年修订版)、《关于支持老工业城市和资源型城市产业转型升级的实施意见》(2016)、《关于支持首批老工业城市和资源型城市产业转型升级示范区建设的通知》(2017)等国家规划开展老工业区搬迁工作指导.工业搬迁区的可持续发展需要考虑区域生态环境现状和城市设施建设现状,结合区域经济发展水平和社会发展阶段,用适宜的规划和设计对搬迁区进行建设布局,使经济得到较快提升,生态环境得到较大改善,促进城市可持续发展.所以,工业搬迁区的可持续发展要在经济和社会的基础上联系城市环境现状和社会基础状况,结合城市的发展规划和政策进行评价.本文借助DSR模型,将工业搬迁区的特点和性质进行总结,采用AHP层次分析法,得到驱动力、状态、响应3个层次评价指标,见表1.

表1 DSR模型的工业搬迁区可持续发展评价体系Table 1 DSR model of sustainable development evaluation system for industrial relocation area

驱动力指标考察的是区域经济发展和社会发展水平对可持续发展的推动力.经济发展主要以地区GDP(D1)、土地再利用情况(D2)、建筑历史价值(D3)、文化旅游情况(D4)来表示.GDP能够直接反映地区经济能力;土地再利用情况包含土地出让带来的经济收入,还包括土地再利用后带来的经济价值;建筑历史价值考虑的是遗传价值和微改造后的建筑创造的价值;文化旅游情况能够反应出第三产业发展情况以及带来的经济价值.社会发展以居民可支配收入(D5)、地区人口密度(D6)、交通发展情况(D7)、公共服务设施情况(D8)来表示.居民可支配收入决定了社会大部分人的生活水平;地区人口密度表明城区社会的繁荣度;交通的发展状况说明城市便利程度;公共服务设施情况包含科、教、文、卫、娱、商等设施是否完善.

状态指标表明当前环境和城区现状与可持续发展目标之间的差距.通过土壤pH值(S1)、重金属含量(S2)、绿化情况(S3)、自然灾害频率(S4)表示环境的状态,环境与生态密不可分,生态环境是可持续发展重点考虑的指标.土壤pH值是土壤理化性质最基础的指标,能够反映出土壤是否存在风险;重金属含量能够反应出环境污染情况;绿化情况能够反映出城区生态环境情况;自然灾害频率能够反映出城市生态安全状况.城区状态可以通过建筑完整性情况(S5)、地下空间保存情况(S6)、市政基础设施情况(S7)、城市管理情况(S8)来表示.建筑完整性能够体现城市建筑的坚固程度;地下空间保存情况能够反映地下空间开发的潜力;市政基础设施情况能够反映城市基础设施建设情况;城市管理情况能够体现城市管理方式和决策力度的强度.

响应指标是区域法规政策规划对可持续发展的指导和支撑.法规政策以预警应急情况(R1)、法律法规实施(R2)、政策激励情况(R3)、规划发展程度(R4)来表征.预警应急情况体现城区对突发事件的预防、警戒以及遭遇突发事件的应急处理能力;法律法规的实施情况体现城区制定和实行法律法规的执行力;政策激励情况体现国家或当地政府推行的鼓励项目和福利政策;规划制定程度体现工业城市发展规划的等级.

1.2 量化评价指标

根据具体研究区域的特点并参考相应的国家或地方出台的文件和标准,用赋值法将各指标评价等级进行划分,评价指标量化标准与权重如表2所示.评级等级标准为优秀5分、良好4分、及格3分、差2分.赋值法进行指标量化时,对于部分指标存在临界值或边缘值的情况会进一步参照其他相关指标进行确定,然后邀请专家论证并进行最终调整.

表2 评价指标量化标准与权重Table 2 Quantitative criteria and weights of evaluation indicators

2 案例分析

2.1 研究区域概况

铁西老工业区处于沈阳市西部,因地处长大铁路线西侧而得名,地理坐标E123°18′～123°23′,N 41°45′～41°50′.工业区东临和平区,南连于洪区、西接沈阳经济技术开发区(现已归属铁西区),北临皇姑区,占地面积39.44 km2[11],属于温带季风气候,四季分明,年平均气温6.2～9.7 ℃,全年降水量600～800 mm.为满足铁西区发展,工业区在国家“一五”计划实施中形成了产业门类完备,配套设施完善,产业结构合理的新局面,为我国经济建设贡献了力量[12].但改革开放后,铁西老工业区受体制结构影响出现了效益下滑、资源浪费、环境污染等问题,造成了工业区内企业亏损严重、工人大量失业,严重阻碍了城市的发展.2002—2012年政府“东搬西建”政策的实施使老工业区原来的企业都搬迁到新址进行了产业升级.政府重新对搬迁后的工业区商业、住房、文化、休闲、娱乐等方面进行了规划部署,使铁西老工业区逐步摆脱了工业污染的困境,走上可持续发展的道路.

2.2 数据来源

数据主要来源:①沈阳市统计局官网(http:∥tjj.shenyang.gov.cn),沈阳市统计年鉴(2003—2019年);②Google Earth高精度影像,用于识别道路信息系统等;③铁西区人民政府网(http:∥www.tiexi.gov.cn),沈阳市铁西区土地利用总体规划(2006—2020年)调整方案等.

2.3 指标赋值

1) 经济发展.D1,根据沈阳市铁西区各年GDP[13],通过式(1)计算后赋值;D2,根据《沈阳市统计年鉴》等相关数据资料[13-14],统计搬迁后土地再利用情况赋值;D3,根据工业建筑的历史文化价值的高低进行赋值[13];D4,根据旅游业发展程度进行赋值[13].

2) 社会发展.D5:根据各年《沈阳市统计年鉴》得到沈阳市铁西区人均可支配收入[13],根据式(1)结果进行赋值.

(1)

式中:Qi为指标数值中的原始值;Qmin为指标数值中的最小值;Qmax为指标数值中的最大值;Qj为指标数值标准化处理后的值.赋值标准为Qj在0～2.5、2.5～5.0、5.0～7.5、7.5～1.0时,分别赋值2、3、4、5.D6,根据各年《沈阳市统计年鉴》得到沈阳市铁西区人口密度[13],根据式(1)进行赋值.D7,根据Google Earth中铁西区历年公路数量增减变化情况进行赋值.D8,根据铁西区内文化教育、医疗保健、娱乐休闲以及商业贸易等行业的分布情况进行赋值[13],参考《乡村公共服务设施规划标准》,采用最小距离模型对周围的教育系统、商业分布、住宿行业、食品餐饮、医疗系统等公共服务设施进行评估,以加权出行时间作为可达性评价标准,如式(2)所示.

(2)

式中:Bi为公共服务设施可达性得分;aij为第i个评价单元在第j个评价指标的量化值;bj为第j个评价指标的权重.

3) 环境状态.S1,根据课题组多年土壤样品pH测定经验,以及查阅相关的文献资料进行赋值.S2,对采集的土样进行As、Hg、Cu、Pb、Zn、Ni和Cd 等7种重金属检测,根据沈阳市土壤重金属背景值(表3)、相关文献资料和土壤环境确定参照值和毒性响应系数[15],根据Hakanson潜在生态风险指数方法[16]通过式(3)～式(5)得到风险指数和分级标准,按级别赋值,

4) 城市状态.S5,根据《国家历史文化名城保护评估标准》,进行铁西区的工业建筑鉴定评估[13];S6,依照铁西区地下空间的利用情况进行分级[13-14];S7,根据给水排水系统、光电系统、热力系统等设施进行分级[13];S8,根据政府对城市管理的能力进行赋值[14].

5) 法规政策.R1,根据城市应对突发事件采取的预警应急情况进行赋值[14];R2,根据国家法律和城市制定的相关法规执行程度的高低进行赋值[14];R3,根据城市颁布的福利政策和激励项目数量的多少进行赋值[13-14];R4,根据政府实施规划程度等级进行划分[14].

2.4 确定指标权重

基于专家赋值情况,利用Yaahp软件得到驱动力层级和状态层级的指标权重,见表2.

表3 沈阳市土壤重金属背景值Table 3 Background values of heavy metals in soil of Shenyang mg·kg-1

2.5 确定评价模型

利用加权求和法对DSR模型3个层级建立评价模型,将各项指标赋值计算后进行评价.

(6)

式中:Ei为第i个评价单元的综合得分;rij为第i个评价单元在第j个评价指标的量化分值;qj为第j个评价指标的综合权重.

3 结果与分析

3.1 指标层评价

将不同评价指标采用雷达图进行分析,雷达图不仅可以直观显示出不同年份的各项指标得分差异,而且各项指标得分可以通过雷达图中图像面积值读出,将各项指标得分相加即可得到不同指标层的综合得分,以帮助管理者或决策者进行不同指标层综合评价.

1) 老工业搬迁区在2003年、2008年、2013年、2018年驱动力指标通过表2赋值,进行相应权重计算后分别得到不同年份的8项驱动力指标得分,将各年份8项驱动力指标得分相加得到不同年份的综合评价得分(D=D1+D2+D3+D4+D5+D6+D7+D8).将不同年份8项驱动力指标得分绘制成驱动力指标雷达图,如图2所示,从图中可以明显看到不同年份的8项驱动力指标得分有很大差异.将不同年份的8项指标相加即可得到驱动力指标综合得分,4年的驱动力指标综合得分分布在2.315 8～4.103 9之间,2013年驱动力指标综合得分最高,主要和当年工业搬迁区GDP高有关;2003年驱动力指标综合得分最低,主要和当年工业搬迁区人口密度低有关,由于老城区早期污染严重、工厂停工、工人失业,使得老城区人口减少.

图2 搬迁区驱动力指标雷达图

2) 老工业搬迁区在2003年、2008年、2013年、2018年状态指标通过表2赋值,进行相应权重计算后分别得到不同年份的8项状态指标得分,将各年份8项状态指标得分相加得到不同年份的综合评价得分(S=S1+S2+S3+S4+S5+S6+S7+S8).将不同年份8项状态指标得分绘制成状态指标雷达图,如图3所示,从图中可以明显看到不同年份的8项状态指标得分有很大差异.将不同年份的8项指标相加即可得到状态指标综合得分,4年的状态指标综合得分分布在2.177 7～3.514 2之间,2018年得分最高,主要和市政基础设施的兴建与完善有关;2003年得分最低,主要和2002年启动第一次“东搬西建”政策有关,240余家工厂从老城区迁至沈阳经济技术开发区后,腾退后的土地再次发开利用时,原企业残存在土壤中重金属造成了一定的污染.

图3 搬迁区状态指标雷达图Fig.3 Radar chart of relocation area status indicatorsS2003=2.177 7; S2008=2.797 5;S2013=3.098 1; S2018=3.514 2

3) 老工业搬迁区在2003年、2008年、2013年、2018年响应指标通过表2赋值,进行相应权重计算后分别得到不同年份的4项响应指标得分,将各年份4项响应指标得分相加得到不同年份的综合评价得分(R=R1+R2+R3+R4).将不同年份4项响应指标得分绘制成响应指标雷达图,如图4所示,从图中可以明显看到不同年份的4项响应指标得分有很大差异.将不同年份的4项指标相加即可得到响应指标综合得分,4年的响应指标综合得分分布在2.414 3～4.000 0之间,2018年得分最高,主要和推行的激励政策和发展规划有关;2003年的得分最低,主要因为政策和规划的数量相对较少.

图4 搬迁区响应指标雷达图Fig.4 Radar chart of response index in the relocation areaR2003=2.414 3; R2008=2.870 7;R2013=3.285 0; R2018=4.000 0

3.2 准则层评价

工业搬迁区驱动力、状态和响应的准则层评价结果如图5所示,从图中可以看到,工业搬迁区发展的驱动力层级在16年来呈现先增加后降低再回升的趋势,状态层级和响应层级则呈现增加的趋势;在2003—2007年间,3个层级都出现了突增的现象,在2007年,铁西区被授予“老工业基地调整改造暨装备制造业发展示范区”称号,也是在这一年,铁西区与细河经济区进行合并形成一个占地484 km2的“大铁西”.在之后的一年,铁西区又荣获“全国改革开放30年18个典型地区之一”和“2008联合国全球宜居城区示范奖”[17]称号.这些事件的发生推动了工业搬迁区的发展,为老城区转型贡献了力量.在之后2008—2012年,驱动力层级在2011—2013年出现大幅增加,状态层级则呈现缓慢增加趋势,响应层级在2008—2012之间平稳一定时期后呈上升的趋势.由于在2012年8月底,老城区内沈阳化工厂最后的迁出,标志着铁西区“东搬西建”项目结束.随着老旧厂区的撤离结束,闲置土地的开发再利用成为城市转型发展的重要任务.在2013—2018年,驱动力层级呈现起伏下降后回升的趋势,状态层级一直保持平稳增加状态,响应层次也呈现上升的趋势.随着搬迁工程的结束,可供腾退再利用的土地逐渐饱和,经济出现了降低的趋势,但是环境状态和政策规划的响应程度还在逐年增加,未来着重发展经济,能够更好地实现可持续发展.

图5 工业搬迁区驱动力、状态和响应的准则层评价结果Fig.5 Rule layer evaluation results of driving force, state and response of industrial relocation area

3.3 目标层评价

将搬迁区在2003年、2008年、2013年、2018年4个年份的驱动力指标综合得分、状态指标综合得分、响应指标综合得分绘制成目标层综合雷达图,如图6所示.从图中可以看到,4个年份的3个准则层所构成的区域呈现随年份的增加,面积逐渐增大的趋势,说明铁西工业搬迁区总体是朝着可持续方向发展的.可持续发展离不开经济、社会驱动力的推动,它将有助于城市环境逐渐的治理恢复和城区建设的不断优化完善.

图6 搬迁区目标层综合雷达图Fig.6 Comprehensive radar map of the target layer in the relocation area

4 结 论

1) 从驱动力、状态、响应这3个层面上形成一个老工业搬迁区可持续发展评价指标体系,分别从社会发展、经济发展、环境状态、城市状态和法规政策5个因素层构建了指标体系评价模型.通过案例分析验证,DSR模型可用于评价城市工业搬迁区可持续发展状况,为城市的后工业时期持续发展提供了概念模型,通过明确各指标的归属,保证准则层之间的紧密联系,及时洞察并修复可持续发展中衍生出的问题.

2) 从雷达图可以直观得出各指标层的变化对准则层整体的影响,驱动力、状态和响应指标的雷达图都表明2013和2018年是工业搬迁区高发展阶段;DSR工业区发展评价指标表明20个指标层各自叠加后形成的3个准则层所包围的面积2018年大于2013年.

3) 铁西老工业搬迁区2003—2018年的可持续发展准则层评价结果显示,在驱动力层级上总体呈现上升后下降再回升的趋势;在状态层级上整体呈现增长趋势;在响应层级上整体呈现上升趋势.

4) 通过案例从时间尺度上评价了铁西工业搬迁区的可持续发展情况,随着时间的增加可持续发展程度逐渐增加,这与铁西区政府政策激励,经济刺激、城市建设有关.

5) 总体来看,如果加快铁西工业区可持续发展的进程,应注意驱动力层级、状态层级和响应层级之间的紧密联系,尤其是要提升驱动力指标中经济发展的部分,在推进工业搬迁区的发展时,应合理利用响应层级指导驱动力指标层级的提升,同时兼顾状态层级,使两者不断提升与改善,同时通过反馈情况对响应层级进行调整与完善,得出更加符合可持续发展的指导意见.