衛(wèi)海燕,王 莉,方 皎,宋雪娟

(陜西師范大學(xué)旅游與環(huán)境學(xué)院,西安710062)

城市化發(fā)展水平對(duì)生態(tài)環(huán)境壓力的影響研究
——以西安市為例

衛(wèi)海燕,王 莉,方 皎,宋雪娟

(陜西師范大學(xué)旅游與環(huán)境學(xué)院,西安710062)

運(yùn)用綜合評(píng)價(jià)法對(duì)西安市1991—2007年的城市化水平進(jìn)行了測(cè)度。同時(shí),使用生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)法對(duì)西安市城市生態(tài)環(huán)境壓力進(jìn)行了定量評(píng)價(jià),并對(duì)城市化水平的各相關(guān)因子與生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)之間進(jìn)行了相關(guān)分析和回歸分析。通過分析得出結(jié)論:城市化發(fā)展水平與生態(tài)環(huán)境壓力之間存在著較明顯的相關(guān)關(guān)系,其中城市現(xiàn)代化水平的發(fā)展是產(chǎn)生城市生態(tài)環(huán)境壓力的主要原因,并提出了協(xié)調(diào)加快城市化進(jìn)程與緩解城市生態(tài)環(huán)境壓力之間矛盾的幾點(diǎn)建議。

城市化;生態(tài)環(huán)境壓力;科學(xué)發(fā)展觀;西安市

目前,生態(tài)環(huán)境成為了影響我國城市全方位發(fā)展和城市之間相互競(jìng)爭(zhēng)的至關(guān)重要的因素。特別是在國家大力倡導(dǎo)科學(xué)發(fā)展觀和可持續(xù)發(fā)展的今天,可以說生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和治理已經(jīng)成為當(dāng)代城市發(fā)展必須考慮的首要問題。目前,我國城市的發(fā)展主要呈現(xiàn)兩種狀態(tài)[1]:一種為處于初級(jí)階段的城市發(fā)展?fàn)顟B(tài),這些城市往往利用自身的資源、勞動(dòng)力等優(yōu)勢(shì),吸引資源、加工等產(chǎn)業(yè),甚至是那些污染強(qiáng)度很高的產(chǎn)業(yè)來提高自身的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,導(dǎo)致城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的惡化,這些城市的發(fā)展往往以犧牲自身生態(tài)環(huán)境為代價(jià)來發(fā)展經(jīng)濟(jì),實(shí)際上得不償失;另一種為競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)的城市發(fā)展?fàn)顟B(tài),這些城市發(fā)展的關(guān)鍵是吸引高級(jí)人才和高新技術(shù)。而高級(jí)人才在選擇工作和生活的城市的時(shí)候,對(duì)城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的要求相對(duì)較高,并且很多包括高科技產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)對(duì)產(chǎn)業(yè)所處的環(huán)境質(zhì)量要求也甚高。所以,在同等資源、成本條件下,環(huán)境質(zhì)量便成了這一類型城市發(fā)展的關(guān)鍵性因素。

西安市目前已經(jīng)跨入了競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)的城市發(fā)展行列,然而在協(xié)調(diào)城市發(fā)展和保護(hù)生態(tài)環(huán)境方面還存在著明顯不足。本研究引入城市生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)作為衡量城市生態(tài)環(huán)境壓力大小的指標(biāo),通過對(duì)西安市近17年城市化水平與城市生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)的相關(guān)分析與回歸分析研究,提出了解決加快西安市城市化進(jìn)程與緩解城市生態(tài)環(huán)境壓力之間矛盾的幾點(diǎn)建議,對(duì)西安市未來城市化發(fā)展朝著健康、穩(wěn)定和可持續(xù)的方向推進(jìn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 城市化的內(nèi)涵及其水平測(cè)度

1.1 城市化的內(nèi)涵

對(duì)于城市化的定義不同的學(xué)科有不同的提法,人口學(xué)、地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)以及規(guī)劃學(xué)等學(xué)科對(duì)城市化的界定都偏重于自己的學(xué)科領(lǐng)域,存在一定的局限性。城市化是一個(gè)涉及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、人口、地域空間等諸多方面的復(fù)雜過程[2]。因此,現(xiàn)代城市化的內(nèi)涵應(yīng)包括:(1)工業(yè)化導(dǎo)致城市人口的增加;(2)城市地域的擴(kuò)大及城市關(guān)系圈的形成和變化;(3)擁有現(xiàn)代市政服務(wù)設(shè)施系統(tǒng);(4)城市生活方式、組織結(jié)構(gòu)、文化氛圍等上層建筑的形成[3]。

1.2 西安市城市化水平的測(cè)度

西安市現(xiàn)轄9區(qū)4縣,總面積10108 km2,到2007年年末,人口764.25萬。其中,中心城區(qū)規(guī)劃面積277 km2,建城區(qū)268 km2,市轄區(qū)人口549.19萬人,全市非農(nóng)業(yè)人口353.85萬人,占總?cè)丝诘?6.3%。城市化水平(又稱城市化率,城市化度,城鎮(zhèn)化率)是一個(gè)國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要標(biāo)志,也是衡量一個(gè)國家或地區(qū)社會(huì)組織程度和管理水平的重要標(biāo)志。關(guān)于城市化水平的測(cè)度方法,許多學(xué)者采用單一的人口比重指標(biāo)測(cè)定城市化水平,固然有其簡(jiǎn)單易行的優(yōu)點(diǎn),但不能全面地描述作為復(fù)雜系統(tǒng)的城市化進(jìn)程[4]。本研究采用多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法,從全面性、主導(dǎo)性、層次性以及可操作性四大原則出發(fā),參照并對(duì)比了許多相關(guān)模型資料[5],選取了三大類共16項(xiàng)具體指標(biāo)(表1)。

表1 西安市城市化水平測(cè)度指標(biāo)體系Tab.1 The index system of urban ization measurement in Xi’an

作者采用因子分析法測(cè)算西安市1991—2007年城市化水平,以克服多指標(biāo)變量間信息重疊及人為確定指標(biāo)權(quán)重的主觀性。具體數(shù)據(jù)來源于參考文獻(xiàn)[11-12]。利用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS13.0對(duì)城市化水平測(cè)度指標(biāo)變量進(jìn)行因子分析,用主成分分析法提取公因子,按特征值大于1的原則,共提取2個(gè)主因子(表2),其累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)89.284%,符合進(jìn)一步分析的要求。對(duì)初始因子載荷矩陣進(jìn)行方差最大法正交旋轉(zhuǎn)后,得到主因子旋轉(zhuǎn)載荷矩陣(表3)。

表2 主因子分析貢獻(xiàn)率Tab.2 The cumulative percentages of factor’a eigenvalue

表3 主因子旋轉(zhuǎn)載荷矩陣Tab.3 The matrix of the ma i n load factor after rotation matrix

主因子載荷值反映了主因子與指標(biāo)變量之間的相關(guān)程度。根據(jù)各主因子所反映的變量特征將其命名如下:(1)第一主因子的貢獻(xiàn)率為77.796%,除了X7,X12, X15之外,其它指標(biāo)上的載荷都較高,這些指標(biāo)多是從內(nèi)涵發(fā)展的角度反映了城市化發(fā)展水平,是對(duì)城市現(xiàn)代化建設(shè)的綜合評(píng)價(jià),在此將其命名為“城市現(xiàn)代化水平”因子。(2)第二主因子的貢獻(xiàn)率為11.488%,它在X6,X7, X12,X15等指標(biāo)上的載荷較高,主要反映了城市化進(jìn)程中公共服務(wù)設(shè)施的建設(shè)情況,可命名為“城市生活質(zhì)量水平”因子[6]。

根據(jù)表2中各因子的方差貢獻(xiàn)率規(guī)定F1的權(quán)重為77.796%,F2的權(quán)重為11.488%,得出西安市城市化水平綜合得分計(jì)算公式

式中:Fi代表第i年的城市化水平綜合得分;F1,F2分別為每年的各因子得分,系數(shù)分別為各因子的權(quán)重。

根據(jù)公式(1)計(jì)算得出西安市1991—2007年的城市化水平綜合得分(表4)。由表4可以看出城市化水平綜合得分從1991—2007年逐年遞增。這說明西安市城市化水平在逐年推進(jìn)。再者,將城市現(xiàn)代化水平得分與城市化水平綜合得分進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn):兩者大體上是一致的,城市化不僅意味著城市面積的擴(kuò)張和城市人口的增加,更重要的是城市現(xiàn)代化水平的提高,它代表著城市化發(fā)展的高級(jí)階段。因此,城市化水平與城市現(xiàn)代化水平基本上一致。

2 西安市生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)計(jì)算[7]

生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)(ES I)由資源能源消耗分指數(shù)(RECI)和環(huán)境污染分指數(shù)(EPI)來計(jì)算。根據(jù)ES I數(shù)值和RECI與EPI的關(guān)系,可以判斷生態(tài)環(huán)境壓力的變化和主要來源。其計(jì)算公式

式中:ES I為生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù);RECI表示資源能源消耗分指數(shù);EPI表示環(huán)境污染分指數(shù);W1和W2分別為這兩個(gè)分指數(shù)的權(quán)重。

資源能源消耗分指數(shù)RECI和環(huán)境污染分指數(shù)EPI的計(jì)算公式式中:RECIi表示第i個(gè)資源能源消耗指標(biāo)的指數(shù)值;Pi為第i個(gè)資源能源消耗指標(biāo)的權(quán)重;EPIj表示第j個(gè)環(huán)境污染指標(biāo)的指數(shù)值;Pj為第j個(gè)環(huán)境污染指標(biāo)的權(quán)重。各指標(biāo)壓力指數(shù)的計(jì)算采用下列公式

式中:RECi和EPj分別表示第i個(gè)資源能源消耗指標(biāo)和第j個(gè)環(huán)境污染指標(biāo)的實(shí)際值;max(RECi)和max(EPj)分別為所有資源能源消耗指標(biāo)和所有環(huán)境污染指標(biāo)中的最大值。

通過參閱資料,結(jié)合數(shù)據(jù)收集的實(shí)際情況[8],作者選取了燃料煤、原料煤、燃料油的消耗量進(jìn)行資源能源消耗指數(shù)的計(jì)算,選取廢水排放、廢氣排放、SO2排放和固體廢棄物排放總量進(jìn)行環(huán)境污染指數(shù)的計(jì)算[9],各指標(biāo)權(quán)重詳見表5。

表5 1991—2007年西安市城市化水平對(duì)生態(tài)環(huán)境壓力評(píng)價(jià)的指標(biāo)及其權(quán)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

將各組數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理之后,分別代入公式(5)、(6)。將結(jié)果代入公式(3)、(4),得出1999—2007各年的資源能源消耗指數(shù)和環(huán)境污染指數(shù)。再將各指數(shù)代入公式(2),得到1991—2007年每年的生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)(表6)。參照區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境壓力的定量評(píng)價(jià)指標(biāo)[10],生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)為0時(shí),壓力最小,即無壓力;生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)為100時(shí),壓力最大。從0～100共分五段:0～20為壓力很小;20～40為壓力小; 40～60為中等壓力;60～80為壓力大;80～100為壓力很大。

表6 1991—2007年西安市生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)統(tǒng)計(jì)表Tab.6 The ecological environment stress index i n Xi’an from 1991 to 2007

3 城市化水平與生態(tài)環(huán)境壓力分析

用西安市1991—2007年每年的城市化水平綜合得分和生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)作圖分析。得到1991—2007年西安市城市化水平與生態(tài)環(huán)境壓力的關(guān)系圖(圖1)。

圖1 1991—2007年西安市城市化水平與生態(tài)環(huán)境壓力的變化Fig.1 The changes of urban ization and the ecological environment stress in Xi’an C ity from 1991 to 2007

從圖1中可以看出,1991—2007年17年中西安市的城市化水平和生態(tài)環(huán)境壓力大致呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的趨勢(shì)。1991—1998年可以看作西安市城市化發(fā)展的初級(jí)階段。在這期間,西安市的城市化雖然有了一定水平的提高,但是這一系列的發(fā)展都是以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價(jià)的,是不明智的發(fā)展。這個(gè)時(shí)間段中,西安市城市化發(fā)展緩慢,但生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)均超過60,呈現(xiàn)出較大的生態(tài)環(huán)境壓力。1999年西安市的城市化上了一個(gè)新臺(tái)階,因?yàn)檫@一年西部大開發(fā)戰(zhàn)略在西安正式啟動(dòng),1999—2007年中,西安市城市化呈現(xiàn)快速、穩(wěn)定的發(fā)展趨勢(shì),最值得一提的是城市化快速發(fā)展的同時(shí),西安市的生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)在下降,這恰好印證了西安市在西部大開發(fā)戰(zhàn)略中走高新技術(shù)發(fā)展道路的方針,其發(fā)展有了根本性的轉(zhuǎn)變。這一時(shí)間段,西安市的生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)低于60,呈現(xiàn)中等壓力,在2004年出現(xiàn)一個(gè)小的峰值后,繼續(xù)下降。

3.1 相關(guān)分析

用SPSS13.0對(duì)西安市1991—2007年城市化水平和生態(tài)環(huán)境壓力進(jìn)行相關(guān)分析,得出結(jié)論。二者的相關(guān)系數(shù)R=-0.942,在0.001的信度水平下通過檢驗(yàn),說明二者相關(guān)性十分顯著,呈現(xiàn)明顯負(fù)相關(guān)。其中城市現(xiàn)代化水平因子與生態(tài)環(huán)境壓力的相關(guān)系數(shù)為-0.856,是主要影響因子,說明城市的現(xiàn)代化水平越高,現(xiàn)代化設(shè)施越完善,相應(yīng)地,城市的生態(tài)環(huán)境壓力越趨于下降。城市生活質(zhì)量水平因子與生態(tài)環(huán)境壓力的相關(guān)系數(shù)為0.660,說明城市的高生活質(zhì)量意味著將會(huì)出現(xiàn)高消耗和高排放,然而,怎樣才能做到在低消耗和低排放的情況下創(chuàng)造出較高的生活質(zhì)量呢?這就需要有一定的人為干預(yù),比如政策的干預(yù)、計(jì)劃的實(shí)施等等。

3.2 回歸分析

建立西安市城市化水平與生態(tài)環(huán)境壓力之間的線性回歸模型來探討兩者之間的數(shù)量關(guān)系。城市化水平綜合得分為自變量x,生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)為因變量y,用SPSS13.0進(jìn)行分析得到線性回歸模型:y=214.38-322.994x。(F=117.970,在0.01的顯著性水平上, F(0.01)=8.40,k=1,n=17)

對(duì)該多元回歸模型進(jìn)行檢驗(yàn),其回歸平方和U= 2157.657,剩余平方和Q=274.348,F檢驗(yàn)法中,檢驗(yàn)值F=117.970,大于顯著性水平為0.01時(shí)的臨界值8.40,說明該多元回歸模型顯著。揭示了城市化發(fā)展水平與生態(tài)環(huán)境壓力之間的定量關(guān)系。

4 結(jié)論與建議

通過以上對(duì)西安市城市化水平與生態(tài)環(huán)境壓力關(guān)系的分析,我們發(fā)現(xiàn),城市化水平和生態(tài)環(huán)境壓力之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,其中,城市現(xiàn)代化水平越高,城市生態(tài)環(huán)境壓力將越小;而城市生活質(zhì)量水平和城市生態(tài)環(huán)境壓力之間是典型的正相關(guān)關(guān)系。如何協(xié)調(diào)加快城市現(xiàn)代化建設(shè)、提高城市生活水平和減小生態(tài)環(huán)境壓力之間的矛盾,使城市朝著健康有序的方向發(fā)展,提出以下幾點(diǎn)建議。

(1)加快城市現(xiàn)代化建設(shè),大力發(fā)展新興產(chǎn)業(yè),高產(chǎn)出低消耗低排放促發(fā)展。充分發(fā)揮西安市科技和旅游兩大優(yōu)勢(shì),走高科技道路,走生態(tài)旅游道路,以此促進(jìn)西安市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。

(2)從根源上降低生態(tài)環(huán)境壓力。大力投建節(jié)能減排設(shè)施,幫助傳統(tǒng)高耗能高排放產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,加大節(jié)能減排的力度,對(duì)違規(guī)排放進(jìn)行嚴(yán)厲查處,擴(kuò)大集約型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,使之形成生態(tài)環(huán)境保護(hù)良性循環(huán)的基礎(chǔ)。

(3)從觀念上徹底改變能耗意識(shí)。大力倡導(dǎo)循環(huán)經(jīng)濟(jì),提高廢物回收利用率,建設(shè)資源節(jié)約型城市,最終達(dá)到協(xié)調(diào)城市生活壓力和生態(tài)環(huán)境壓力之間矛盾的目的。

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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

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(40901077);陜西師范大學(xué)人文社科基金項(xiàng)目;陜西省軟科學(xué)基金項(xiàng)目(2010KRM35)

衛(wèi)海燕(1966-),女,陜西西安市人,副教授,學(xué)士,主要從事GIS與地理建模研究,(E-mail)weihy@snnu.edu.cn。