济源市森林城市建设综合评价

田雷芳



济源市森林城市建设综合评价

田雷芳

（河南省林业调查规划院，郑州 450045）

以城市森林数量指标、结构指标、景观格局指标和生态功能指标4个复合指标和17个评价因子指标构建了济源市森林城市评价指标体系，采用熵值法确定各指标权重，对济源市森林城市建设进行了综合评价。结果表明，经过连续多年的森林城市建设，济源市森林城市综合评价指数呈可持续发展状态；各因子现状指标与标准值差异显著，因此济源市森林城市应重视重点因子的建设。

森林城市；综合评价；熵值法；济源市

随着社会经济不断发展以及城市建设理念的调整，人们对城市生态环境及人居环境的要求越来越高，建设森林城市已成为公众及各级政府的迫切要求和愿望。当前，我国的森林城市已达22个[1]。为了满足生态建设的需要，济源市提出以“营造和谐环境、发展林业产业、提升宜居环境、繁荣生态文明”为理念，以城镇森林化、村庄园林化、农田林网化、廊道绿色化、森林生态化为重点，通过科学规划与建设，点、线、面相结合，形成总量适宜、结构合理，与城市发展规模及生态需求相适应，建设生物多样性、功能完善、景观优美的森林生态网络体系，并制定了《济源市森林城市建设总体规划（2010－2020年）》[2]，旨在把济源市打造成可持续发展的森林宜居城市。

为了合理评价森林城市建设的质量状态，采用熵值法确定各指标的权重，以综合评价的方法对济源市森林城市的建设进行评价，为森林城市创建定量评价提供指导。

1 济源市自然概况

济源市位于河南省西北部，介于东经112°01´~112º46´，北纬34º53´~35º17´之间，总面积2 472 km2。属暖温带大陆性季风气候，四季分明，春季气温回升快，多风少雨干旱；夏季炎热，光照充足，降水集中；秋季秋高气爽；冬季寒冷，干燥少雪；年平均气温14.2℃，年平均降水量614.2 mm，多集中在6~9月。年平均日照时数为2 044.2 h，年平均日照率为46%，年平均风速2.5 m/s。

济源市以山地、丘陵地貌为主，山地面积占总面积的67.8%，丘陵占20.4%，平原占11.8%。土壤分为褐土、潮土、水稻土、棕壤共4个土类。

全市林地总面积115 398.52 hm2，占总面积的59.75%，其中，森林面积79 884.79 hm2，灌木林面积17 171.99 hm2，其他林地面积18 311.74 hm2。全市森林覆盖率42.38%，林木绿化率52.42%。

济源市辖5个街道办事处、11个镇的527个行政村（其中居民委员会72个，村民委员会455个），截止2008年底，全市总人口68.25万人，其中市镇人口31万人，乡村人口37.25万人，城镇化率达45%。

2 评价指标体系及评价方法

2.1 指标体系构建

根据济源市城市森林特点，按照科学性、系统性、简洁性、独立性和可操作性的原则[2]，参照国家森林城市标准[3]，分别测算指标现状值、规划值（2010-2020年）。通过实地调研及其他专题资料及相关规划的数据，整理计算得到评价指标现状值。不同阶段的评价指标值，是在现状值的基础上，以标准值为基准，经合理计算而得[2]。

构建济源市城市森林指标体系，主要分为3个层次：第1层次为综合指标，即对整个城市森林的综合评价。第2层是复合指标，由城市森林的数量、结构、景观格局、生态功能4个方面的指标构成。第3层是根据4个复合指标的性质和特点，再分别划分出单个指标，共17个。济源市森林城市创建指标体系见表1。

表1 济源市森林城市综合评价指标

2.2 权重的确定

熵（Entropy）的概念是德国物理学家R·Clausis和L·Boltgman首次提出来的，后来美国数学家、控制论及信息论创始人N·Wiener和C·E·Shannon提出了更广阔的信息熵，现已在工程技术、社会经济等领域得到十分广泛的应用。在信息系统中的信息熵是信息无序度的度量，信息是系统有序程度的度量，两者绝对值相等，符号相反。信息熵越小，信息的无序度越低，其信息的效用值越大，指标的权重也越大；反之，信息熵越大，信息的无序度越高，其信息的效用值越小，指标的权重也越小。据此性质，可应用信息熵反映系统信息的有序程度和信息的效用值，进行客观赋权，从而做出综合评价[4-5]。用熵值法确定指标权数的步骤如下：

2.2.1 构建原始指标数据矩阵

假设有m个待评方案，n项评价指标，形成原始指标数据矩阵。定义X为“森林城市”状态对应于4个阶段状态（m＝4）与17个调控指标（n=17），4个阶段状态分别为现状（2010年）、完善构建阶段（2015年）、可持续发展阶段（2020年）和标准阶段。构成样本矩阵[X]4×17。

={xij}mxn，0≤i≤m，0≤j≤n，

2.2.2 计算评价指标的熵值

将各指标进行同度量化。定义fij为矩阵X第j项指标下第i个评价对象的指标值的比重：

ij=Xij/∑Xij

计算第j项指标的信息熵值。令ej为第j项指标的熵值：

j=-k∑fij×1n fij（k=1/1n n）

在这里有0≤ej≤1，对于1个信息完全无序的系统，有序度是0，e=1。

计算各指标的权重wj：

j=(1-ej)/∑(1-ej)

上式表明，当信息熵越小，差异性则越大，则该项指标在综合评价中的重要性就越强。

2.3 森林城市评价模型

由于各个指标系数的量纲不同，没有可比性不能直接进行评价。所以用标准状态值作为参照系，计算现状值和阶段性目标值对应于标准状态的符合程度，并组成新的评价指标矩阵。假设Sij为森林城市标准状态的指标标志值，样本矩阵[X]归一化后记为[Y]，则：对效益型指标，令ij=Xij/Sij；对成本型指标，令ij=Sij/Xij。经过无量纲化处理后，样本矩阵[X]转化为矩阵[Y]={yij}m×n。

森林城市综合状况采用综合状况指数来表示。

=∑wj×yij

济源市森林城市建设规划以目前森林城市建设现状为基础，对未来时期森林城市建设成效进行分析和预测，确定评价森林城市综合状态3个状态指标：即标准状态指标、完善状态指标、可持续发展状态指标。E=1时为标准状态，若E值越大，综合指数越高，说明“森林城市”越完善，森林城市建设状态越接近于可持续发展状态。

3 结果与分析

3.1 指标权重结果

对原始数据标准化处理后，利用熵值法计算各层指标的权重。

由表1计算的结果可以看出：

济源市森林城市的数量权重指标为0.3362，所占权重较大。说明济源市城市数量建设方面还需要进一步提高。其中建成区绿地率、绿化覆盖率指标权重值相对较低，说明济源市城区绿化覆盖率较好，城市绿量充足。城市森林覆盖率，人均公共绿地面积等权重值较大，因此济源市城市森林建设中要注意公共绿地面积和城市森林覆盖率方面的建设。

济源市森林城市的结构权重指标0.4227，是4个指标层权重中最大的指标。说明济源市城市森林结构状况还有很多不足。其中乔灌木物种丰富度、乔灌草结合度、自然度3个指标权重值都较高。说明济源市森林城市建设要注意提高树种的丰富度，在绿化工程中尽可能多的选用合适的乡土树种和外来树种；在树种结构搭配上，要强调乔灌草的有机结合，落叶与常绿树种的合理搭配，形成近自然的城市森林群落。

森林城市景观格局指标体系建设指标为0.1221，是4个指标层中权重较小的指标值。其中城区森林绿地景观多样性指标的权重最高，说明济源市整体森林绿地景观格局分布不均匀，各种景观所占的比例相差较大，景观多样性整体程度有待进一步提高。

济源市森林城市的生态功能指标0.1190，是所有指标层中权重最小的指标。各项生态功能指标中增加相对湿度指标权重最高，说明济源市城市森林建设过程中森林城市的增湿功能没有得到充分的发挥。空气质量达Ⅱ级优良天数、城市热岛效应程度、城市功能区噪声测点达标率3个指标权重较小，说明当前济源市城市森林的生态功能整体状况较好，在建设过程中注意发挥森林在美化环境、增加湿度、减噪除尘和人体保健等方面的重要作用，建设环境优美、自然和谐的森林城市。

3.2 综合评价结果

通过计算济源市城市森林建设的综合评价指数，得出现状、完善状态、可持续发展状态、标准状态的综合评价指数分别为1.0203、1.1853、1.3739、1.0。见表2。

表2 济源市森林城市综合评价结果

根据表2的计算结果，从建设时间进度来看，如能达到规划目标，在完善阶段综合指数提升率为每年0.033，可持续发展阶段为每年提升0.0377。

从整体上看济源市森林城市建设现状和规划综合评价指数都大于标准状态值，表明济源市目前已达到“国家城市森林标准”要求的标准值。

从17个单项指标来看，济源市森林城市建设还存在一些问题。在城市森林结构指标中，乔灌木物种丰富度的现状值与标准值有较大的差异，相差58.1%，乔灌草结合度相差63.2%，乔木树种面积比例相差50%，乡土树种比例相差14.2%。城市森林景观格局指标中城区森林绿地景观破碎度相差19%，景观多样性指数相差31.3%，均匀性指数相差26.8%，其中景观多样性指数现状值相差最大。森林城市生态功能指标中，增加相对湿度指标相差较大，相差50%。城市热岛效应程度相差25%，城市功能区噪声测点达标率相差2.4%。由以上数据分析，济源市森林城市的建设首先应从城市森林结构的优化入手，增加物种的丰富度，构建乔灌草结合的多层次绿地结构，增加乔木种植面积；在景观格局方面，要注意增加景观的均匀度，丰富景观的多样性；最后要注意采用合理的生态景观模式，加强城市森林生态功能的建设，充分发挥城市森林的生态效益，最终将济源市建设成为1个布局合理、功能完备、效益显著的森林城市。

在17个因子层指标中，权重超过0.05的评价因子有城市森林覆盖率（0.1302）、人均公共绿地面积（0.0687）、生态公益林比例（0.0912）、乔木树种面积比例（0.0616）、自然度（0.0952）、乔灌木丰富度（0.1499）、乔灌草结合度（0.1044）、增加相对湿度指标（0.0607），其中乔灌木物种丰富度指标权重最大。因此在进行济源市城市森林建设时应特别注重提高城市森林覆盖率、建设城市森林生态廊道、完善森林生态网络体系建设等方面工作。

4 结语

熵值法确定济源市4个指标层指标按权重排序依次为，结构指标（0.4227）>数量指标（0.3362）>景观格局指标（0.1221）>生态功能指标（0.1190），表明城市森林景观结构指标在济源市森林城市建设中的重要性最大。

各调控指标权重的重要性表明，城市森林覆盖率、乔灌木物种丰富度、乔灌草结合度3个指标在各指标因子比重中权重最大，因此，济源市城市森林建设时应特别注重提高城市森林覆盖率、建设城市森林生态廊道、完善森林生态网络体系建设等方面工作。

济源市森林城市经过规划（2010-2020）建设，森林城市建设水平向完善状态和可持续发展状态方面发展；济源市综合状况指数、现状指数大于标准指数，表明济源市的基础条件状况相对较好，具备创建国家森林城市的建设标准。

济源市森林城市建设还存在一些问题。个别因子现状发展水平与标准值差距较大，因此济源市城市森林建设应重视系统协调性的重点建设。

[1]李新平，李文龙. 森林城市的研究进展[J]. 山西林业科技，2011，40（2）：33-36.

[2]河南省济源市创林办. 济源市森林城市建设总体规划（2010－2020年）[R]. 国家林业局调查规划设计院、河南省林业调查规划院，2010.

[3]国家林业局. 国家森林城市评价指标[J]. 中国城市林业，2007，5（3）：7-8.

[4]宋永昌，戚任海，由文辉，等. 生态城市的指标体系与评价方法[J]. 城市环境与城市生态，1999，12（5）：16.

[5]齐芳燕. 基于熵值法的生态城市建设质量评价[J]. 徐州师范大学学报：自然科学版，2010，28（4）：70-74.

Comprehensive Assessment on Forest City Construction of Jiyuan

TIAN Lei-fang

（Henan Provincial Institute of Forest Inventory and Planning , Zhengzhou 450045 , China）

This paper built an evaluation system by four indexes and seventeen levels, which indicated the forest city construction of Jiyuan. Based on the entropy method, the forest city construction of Jiyuan was assessed. The result showed that the comprehensive index of forest city of Jiyuan was sustainable developmentstatus with twenty forest city construction. The current status indexes were remarkable difference compared with standard status. Therefore, key levels should be pay attention to on the construction of forest city in the future.

forest city; comprehensive assessment; entropy method; Jiyuan city

S 731.2

B

1003-2630（2012）01-0011-04

2012-02-25

田雷芳（1979-），女，河南陕县人，工程师，主要从事林业工程咨询、资源监测工作。E-mail：26309750@qq.com； 联系电话：13937186268.

（责任编辑：王文彬）