岳斯瑋

（重慶商務(wù)職業(yè)學(xué)院 公共管理系，重慶 沙坪壩401331）

一、引言

生態(tài)文明建設(shè)是“五位一體”建設(shè)的重要組成部分，而生態(tài)文明的實(shí)現(xiàn)離不開城市生態(tài)健康發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)力得到極大提高，區(qū)域經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展，人民生活水平得到極大提高，然而由于城市布局不合理、功能區(qū)分不明顯，土地利用不恰當(dāng)?shù)葐栴}也隨之而來，人口增加、資源消耗、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等問題也日益突出，生態(tài)系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不協(xié)調(diào)性越來越明顯，威脅人的生存發(fā)展。人類已意識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)體，有自我維持和調(diào)節(jié)能力，即生態(tài)承載力，生態(tài)承載力是區(qū)域生態(tài)健康發(fā)展的保障和基礎(chǔ)［1-3］。目前，對(duì)生態(tài)承載力的定義學(xué)術(shù)界也存在爭(zhēng)議，但是學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為：不同級(jí)別的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)所提供的資源對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的支持是有限的，并且生態(tài)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境變化的承受力也是有限的［4-6］。因此，生態(tài)承載力是衡量區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要指標(biāo)。

二、生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

（一）生態(tài)承載力內(nèi)涵與特性

生態(tài)承載力突出的是生態(tài)系統(tǒng)的承載力，是一個(gè)綜合性概念，主要包含兩個(gè)方面的含義［6］：第一個(gè)方面為生態(tài)系統(tǒng)的承壓情況，主要反映生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)水平和維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的能力，即生態(tài)系統(tǒng)的彈性，還反映了資源利用與環(huán)境改善之間的協(xié)調(diào)性，即生態(tài)系統(tǒng)中資源和環(huán)境的承壓能力。第二個(gè)方面是指生態(tài)系統(tǒng)的壓力情況，主要反映了生態(tài)系統(tǒng)所提供資源，能維持的經(jīng)濟(jì)規(guī)模和人口數(shù)量的大小，即生態(tài)系統(tǒng)的壓力。

根據(jù)上述生態(tài)承載力的含義可知，生態(tài)承載力的特性為客觀性和相對(duì)性。客觀性是生態(tài)承載力為生態(tài)系統(tǒng)的最重要的固有功能之一，這個(gè)固有功能一方面為生態(tài)系統(tǒng)抵抗外力的干擾破壞提供了基礎(chǔ)，另一方面為生態(tài)系統(tǒng)向更高層次的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。相對(duì)性是指生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是相對(duì)的，是隨著外力影響而改變的，所以區(qū)域生態(tài)承載力情況是區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展與環(huán)境之間協(xié)調(diào)性體系，是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展情況的反映。

（二）生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

為了衡量區(qū)域生態(tài)承載力的水平，根據(jù)生態(tài)承載力內(nèi)涵和特性，將區(qū)域生態(tài)承載力從生態(tài)壓力、生態(tài)承壓和生態(tài)彈性三個(gè)方面來量化。其中，生態(tài)承壓類指標(biāo)主要反映生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)與潛力，如區(qū)域內(nèi)主要自然資源的擁有量、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、環(huán)境治理情況以及生活質(zhì)量等；生態(tài)壓力類指標(biāo)主要反映人類為了謀求自身發(fā)展和獲得更多社會(huì)財(cái)富而對(duì)生態(tài)系統(tǒng)施加的壓力，如區(qū)域人口數(shù)量，消費(fèi)方式，以及伴隨著區(qū)域人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)增加而帶來的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、資源消耗和環(huán)境污染等；生態(tài)彈性類指標(biāo)主要反映區(qū)域承載力和承載狀況的改變情況，如區(qū)域的人流、物流的流通情況，科技創(chuàng)新程度以及信息交流等都影響和改變著區(qū)域的生態(tài)承載力水平［7-10］。根據(jù)上述三個(gè)方面，構(gòu)建了區(qū)域生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如表1所示。

三、評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

（一）熵權(quán)法原理與步驟

系統(tǒng)無序程度度量稱為熵，熵與信息量之間存在反向關(guān)系，信息量越大，不確定性就越小，熵也就越小；信息量越小，不確定性越大，熵也越大。而熵權(quán)法就是根據(jù)熵的特性，計(jì)算系統(tǒng)中各指標(biāo)的信息熵，然后根據(jù)指標(biāo)的相對(duì)變化程度對(duì)系統(tǒng)整體的影響來確定指標(biāo)的權(quán)重的方法［11-13］。熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重的步驟如下：

假設(shè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)對(duì)象有m個(gè)，每個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)價(jià)指標(biāo)有n個(gè)，從而構(gòu)成一個(gè)原始評(píng)價(jià)矩陣Am×n，其中元素aij表示第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象在第j個(gè)指標(biāo)上的指標(biāo)值。則

表1 區(qū)域生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1．對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，記準(zhǔn)化值為a*ij，標(biāo)準(zhǔn)化的公式如下：

對(duì)于正向指標(biāo)：

對(duì)于負(fù)向指標(biāo)：

另外，在熵權(quán)的計(jì)算時(shí)由于要取對(duì)數(shù)，因此指標(biāo)值必須大于0，因而如果標(biāo)準(zhǔn)化后的值為0，則對(duì)該指標(biāo)值進(jìn)行變換，其公式為：

2．計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)下第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象指標(biāo)值的比重，得到矩陣Pm×n，其中元素為：

3．計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的熵權(quán)：

4．計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的差異系數(shù)：

式中g(shù)j的值越大，該指標(biāo)的作用越大，其權(quán)重也越大。

5．計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的熵權(quán)系數(shù)：

（二）熵權(quán)-主成分分析評(píng)價(jià)模型

根據(jù)主成分分成法原理和熵值法原理，構(gòu)建熵權(quán)-主成分分析評(píng)價(jià)模型［13-16］，具體步驟如下：

1．將各指標(biāo)原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化；

2．建立變量的相關(guān)系數(shù)矩陣 Rn×n；

3．求 Rn×n的特征根 λ1≥λ2≥…≥λn＞0 及相應(yīng)的單位特征向量 Ei(i=1,2,…,n)；

4．得出累計(jì)貢獻(xiàn)率。根據(jù)得到的特征根，計(jì)算出累計(jì)貢獻(xiàn)率：

5．得出主成分。根據(jù)計(jì)算得出的累計(jì)貢獻(xiàn)率，選取特征值大于1或累計(jì)貢獻(xiàn)率大于85%的前p個(gè)主成分，然后寫出主成分:

6．構(gòu)造綜合評(píng)價(jià)函數(shù)。根據(jù)熵權(quán)法確定權(quán)重步驟，計(jì)算出各主成分的權(quán)重，構(gòu)造一個(gè)綜合評(píng)價(jià)函數(shù)：

表2 方差分解矩陣

四、實(shí)證分析

（一）研究樣本和數(shù)據(jù)選擇

選擇北京、上海、天津、重慶四個(gè)直轄市作為研究對(duì)象。直轄市的發(fā)展在我國(guó)城市發(fā)展中具有重要地位，其經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式對(duì)我國(guó)城市發(fā)展來說具有示范性作用，直接關(guān)系到我國(guó)城市發(fā)展的好壞，從而影響到全國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。另外，為了了解四個(gè)直轄市的生態(tài)承載力在全國(guó)的地位，從而將全國(guó)的生態(tài)承載力水平也作為一個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象。

根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的統(tǒng)計(jì)制度，年度數(shù)據(jù)更具規(guī)范性和準(zhǔn)確性，因此選擇年度數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域生態(tài)承載力的評(píng)價(jià)更具精確性和操作性，由于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的公布具有延遲性，因此文中生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中各指標(biāo)的數(shù)據(jù)來源于2016年北京、上海、天津、重慶統(tǒng)計(jì)年鑒和中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒。

（二）基于熵權(quán)-主成分分析的區(qū)域生態(tài)承載力綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)區(qū)域生態(tài)承載力的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系以及各評(píng)價(jià)指標(biāo)的具體數(shù)據(jù)，利用SPSS 22.0進(jìn)行主成分分析，得出方差分解矩陣，如表2所示。

根據(jù)表2可知，前3個(gè)主成分特征值都大于1，而且累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)91.273%＞85%，因此根據(jù)主成分選取原則，選取3個(gè)主成分F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3利用SPSS 22.0進(jìn)行主成分分析，得出各主成分的相關(guān)系數(shù)矩陣，如表3所示。

根據(jù)表3以及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，利用主成分計(jì)算公式（9）得出各主成分得分，再根據(jù)熵權(quán)法計(jì)算步驟，利用MATLAB對(duì)各主成分計(jì)算權(quán)重，得3個(gè)主成分F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3的權(quán)重為：0.564 028 16、0.178 812 425、0.257 159 415。計(jì)算得出北京、上海、天津、重慶及全國(guó)生態(tài)承載力綜合得分，如表4所示。

類似地，根據(jù)生態(tài)承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中生態(tài)壓力、生態(tài)承壓和生態(tài)彈性三個(gè)方面的指標(biāo)數(shù)據(jù)，利用熵權(quán)-主成分分析評(píng)價(jià)模型，對(duì)全國(guó)及四個(gè)直轄市的生態(tài)壓力、生態(tài)承壓和生態(tài)彈性三個(gè)方面的承載力進(jìn)行量化，得到三個(gè)方面對(duì)應(yīng)的得分，如表5所示。

（三）全國(guó)及直轄市的區(qū)域生態(tài)承載力水平分析

根據(jù)表5中全國(guó)及直轄市的生態(tài)壓力、生態(tài)承壓和生態(tài)彈性得分及生態(tài)承載力得分，得出全國(guó)及直轄市生態(tài)承載力水平綜合對(duì)比情況，如圖1所示。

根據(jù)圖1可知，從生態(tài)壓力來看，四個(gè)直轄市生態(tài)壓力得分都高于全國(guó)水平。在直轄市中，北京和重慶生態(tài)壓力相對(duì)較高，北京近年來霧霾等空氣污染給生態(tài)環(huán)境帶來較大壓力，重慶近年來經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度持續(xù)領(lǐng)跑全國(guó)，同時(shí)也為生態(tài)環(huán)境帶來較大壓力；從生態(tài)承壓來看，四個(gè)直轄市得分都低于全國(guó)水平，其中重慶生態(tài)承壓得分最高，北京、上海相對(duì)較低，說明我國(guó)四個(gè)直轄市當(dāng)前城市生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)和潛力都低于全國(guó)水平，表明在今后發(fā)展中，四個(gè)直轄市不能只注重經(jīng)濟(jì)總量增加，而要更加注重經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)質(zhì)量。從生態(tài)彈性來看，重慶生態(tài)彈性得分在四個(gè)直轄市中相對(duì)較高，表明在直轄市中重慶生態(tài)系統(tǒng)承載力改善情況相對(duì)較好。

表3 主成分相關(guān)系數(shù)矩陣

表4 全國(guó)及直轄市區(qū)域生態(tài)承載力水平綜合得分

從區(qū)域綜合生態(tài)承載力來看，在直轄市中，重慶生態(tài)承載力是最好的，相對(duì)較差的是北京和上海，但是四個(gè)直轄市的生態(tài)綜合承載力都低于全國(guó)水平，這主要是由于四個(gè)直轄市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平在全國(guó)來說都相對(duì)較高，而經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)必然會(huì)對(duì)生態(tài)帶來壓力，這從全國(guó)及四個(gè)直轄市的生態(tài)壓力、生態(tài)承壓和生態(tài)彈性得分可以證明。同時(shí)，從四個(gè)直轄市生態(tài)承載力與全國(guó)比較可以看出，城市化進(jìn)程中，城市生態(tài)系統(tǒng)也面臨較大壓力，在一定程度上城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與生態(tài)承載力呈反比。在四個(gè)直轄市中，重慶是最年輕的，從而重慶生態(tài)系統(tǒng)破壞弱于其他三個(gè)直轄市，因此其生態(tài)承載力也相對(duì)較好。所以，在今后城市發(fā)展中，應(yīng)該轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，降低城市發(fā)展所帶來的生態(tài)壓力，提高城市生態(tài)承載力，建設(shè)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境、文化協(xié)調(diào)發(fā)展的生態(tài)文明城市。

表5 全國(guó)及直轄市區(qū)域生態(tài)壓力、生態(tài)承壓、生態(tài)彈性綜合得分

圖1全國(guó)及直轄市生態(tài)承載力水平對(duì)比圖

五、結(jié)論與建議

根據(jù)分析可知，重慶生態(tài)承載力高于其他三個(gè)直轄市，但是四個(gè)直轄市生態(tài)承載力水平都低于全國(guó)水平。城市化進(jìn)程中城市生態(tài)系統(tǒng)面臨較大壓力，表明在一定程度上我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與生態(tài)承載力呈反比，在四個(gè)直轄市中重慶是最年輕的，重慶生態(tài)系統(tǒng)破壞弱于其他三個(gè)直轄市，因此其生態(tài)承載力也相對(duì)較好。在今后城市發(fā)展中，應(yīng)吸收當(dāng)前城市發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，降低城市發(fā)展所帶來的生態(tài)壓力，提高城市生態(tài)承載力，建設(shè)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境、文化協(xié)調(diào)發(fā)展的生態(tài)文明城市。首先，優(yōu)化城市布局，深化經(jīng)濟(jì)改革，降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的生態(tài)壓力，提高生態(tài)系統(tǒng)的承壓力，從而提高生態(tài)承載力；其次，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，減少污染物排放量，加強(qiáng)空氣污染治理，提高生態(tài)系統(tǒng)的承壓力；第三，加大環(huán)保經(jīng)費(fèi)的投入，加強(qiáng)環(huán)境污染治理，提高環(huán)境改善力，使環(huán)境自身的維護(hù)彈性力進(jìn)一步提高，對(duì)生態(tài)壓力抗干擾性更強(qiáng)，從而使生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)承載力提高。