庄乾达 郑国全(浙江农林大学园林学院 浙江临安 311300)
浙江省森林城市综合评价指标体系构建研究
庄乾达郑国全
(浙江农林大学园林学院浙江临安311300)
摘要:森林城市对于生态文明和美丽中国建设具有重要作用,科学的评价是对其建设水平的衡量与反映,评价指标体系构建是进行评价的基本前提。以浙江省为例,总结相关评价基础上,根据相关原则构建由森林状态、森林效益和森林发展三大系统、具体由26个指标组成的森林城市综合评价指标体系,并通过层次分析法确定各层指标权重,建立指标值计算模型,最后对评价体系构建过程中存在问题进行讨论。希望通过对森林城市评价指标体系的研究拓宽对森林城市研究方向,为森林城市建设、城市森林生态效益更好发挥提供有价值的参考。
关键词:森林城市;评价;指标体系;城市森林
山水林田湖是一个生命共同体,人的命脉在田,田的命脉在水,水的命脉在山,山的命脉在土,土的命脉在树[1]。在对山水林田湖的统筹保护与修复中,森林的作用尤为重要。城市森林作为城市中唯一具有生命的绿色基础设施,对改善城市生态、提高人居环境质量、美化城市景观等作用得到众多学者的认同[2,3,4]。2004年国家林业局提出创建“国家森林城市”,极大地促进了城市森林建设与发展,截止2015年10月,共有91个城市获评此称号。对森林城市的科学评价,在现代城市森林的规划设计、建设和管理中起到总体引导和调控作用,能够反映森林城市建设成果与成效,而建立合理的指标体系可以为评价提供量化依据[5]。彭镇华、王成提出要从数量、质量、生态环境、经济效益和社会效益的角度对城市森林进行定量评价[6,7],朱俊、王祥荣等建立由结构、功能和协调性三块12个指标构成的指标体系并对上海城市森林进行评价研究[8],也有学者借鉴其他评价体系构建适合的体系框架,如刘昕等借鉴可持续发展指标体系,从压力、状态和响应的角度出发建立城市森林评价指标体系[9]。对于森林城市建设的评价尚缺乏科学、统一、可操作性强的综合评价体系,评价对象也多局限于城市森林本身,未从城市综合角度出发。本文以浙江省为例,在对城市森林评价指标体系研究基础上,借鉴生态文明建设、生态市建设、生态园林城市、低碳生态城市等指标体系,构建森林城市综合评价指标体系,以期对森林城市建设水平进行科学衡量,引导城市森林建设健康发展,提高城市建设水平和发展质量,为建设生态文明和美丽中国作出积极贡献。
浙江省地处中国东南沿海长江三角洲南翼,东临东海,位于27°03'~31°11'N、118°01'~123°25'E之间,属亚热带季风气候区。大陆总面积10.18万平方公里,境内地形复杂,山地丘陵占70.4%,平原占23.2%,河流湖泊占6.4%,故有"七山一水两分田"之说。土壤以红壤、水稻土、粗骨土为主,地带性植被为中亚热带常绿阔叶林,森林覆盖率60.89%。截止到2015年10月,浙江省下辖11个地级市,20个县级市,35个县中,共有7个地级市和3个县级市获得“国家森林城市”称号,分别是杭州市、宁波市、衢州市、丽水市、温州市、湖州市、绍兴市以及临安市、龙泉市、义乌市,数量位居全国前列。
图1 浙江省区位图Fig1.The location map of Zhejiang Province
图2 浙江省森林城市分布图Fig.2Thedistributionmap of Forest City in Zhejiang Province
2.1评价指标体系构建原则
(1)系统性原则。森林城市符合系统科学中对系统的定义,因此其评价指标体系的构建也要符合系统科学与方法论的观点:强调整体、综合观,注重动态和过程,注重层次的观点等。
(2)科学性原则。指标选择要能够充分反映森林城市建设的本质特征与发展规律,能够反映当前建设的成效与不足,尽量选择国际、国内公认的具有代表性的相关指标。指标应当具有明确的意义、坚实的理论基础、科学的测算方法、规范的统计方法。
(3)可行性原则。指标选择应考虑到指标计算所需数据的获取以及计算难易程度,尽量选择易行、易懂、易算的指标,以便使得数据更加可靠、可操作,方便检查。
(4)独立性原则。评价体系的各项指标应能够独自表明森林城市某一方面的特性,并独立的计算而不能有其他统计指标换算得来,避免指标之间相互关联、包含和替代。
2.2评价指标体系构建
首先通过频度分析对国内外近百篇相关文献进行梳理,选取其中频度高、代表性强的指标,结合国家森林城市评价指标、国家生态园林城市考核指标、低碳生态城市指标体系、浙江省生态省建设指标体系、生态文明建设评价指标体系等相关评价指标体系,然后结合我国森林城市建设的背景、现状等概况及浙江地区自然地理与社会经济条件、资源特点、森林城市建设情况进行分析、比较,并参照指标体系构建原则,选取适用于浙江省的评价指标。最后,在此基础上通过三轮专家咨询进行指标调整,构建由总体层、系统层、状态层和要素层组成的浙江省森林城市综合评价指标体系框架(表2-1)。指标体系中以森林状态、森林效益与森林发展三个系统形成对森林城市综合评价的描述与反映,又通过状态层不同的指标对三大系统进行描述,最终通过能够直接或利用已有数据计算获取的要素层指标对状态层指标加以反映。
表2-1 浙江省森林城市综合评价指标体系框架Table 2-1 Comprehensive evaluation index system of Forest City in Zhejiang Province
目前对于评价指标权重的确定方法大体分为三类:主观赋权法、客观赋权法以及主客观相结合方法。主观赋权法包括德尔菲法(Delphi method)、层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)[10]、模糊分析法、二项系数法、最小平方法等。客观赋权法包括主成分分析法、最大熵技术法、多目标规划法、变异系数法等。由于森林城市建设受到众多因素的影响,从科学性和合理性角度出发,难以完全采用客观赋权法,因此我们采用主观赋权法中的层次分析法(AHP)。
层次分析法(AHP),是由美国著名运筹学家Thomas L.Saaty教授与20世纪70年代提出的,这一方法强调人的思维判断在决策过程中的作用[10],该方法可以把定量与定性分析有机结合,又可以体现生态环境评价的综合性、整体性和层次性[11]。各级指标权重值的计算步骤包括建立递阶层次结构(表2-1)、按照1-9标度规则由专家进行两两比较构造判断矩阵(表3-1到表3-12)、计算判断矩阵的标准化特征向量并进行一致性检验,得出各层指标权重(表3-13)。
表3-1 FCEI-A判断矩阵Table 3-1 FCEI-A judgment matrix
表3-2 森林状态A1-B判断矩阵Table 3-1 Forest stateA1-B judgment matrix
表3-3 森林效益A2-B判断矩阵Table 3-3 Forest benefit A2-B judgment matrix
表3-4 森林发展A3-B判断矩阵Table 3-4 Forest development A3-B judgment matrix
表3-5 森林网络B1-C判断矩阵Table 3-5 Forest network B1-C judgment matrix
表3-6 森林健康B2-C判断矩阵Table 3-6 Forest health B2-C judgment matrix
表3-7 森林文化B3-C判断矩阵Table 3-7 Forest culture B3-C judgment matrix
表3-8 环境质量B4-C判断矩阵Table 3-8 Forest quality B4-C judgment matrix
表3-9 社会进步B5-C判断矩阵Table 3-9 Social progress B5-C judgment matrix
表3-10 经济效益B6-C判断矩阵Table 3-10 Economic benefit B6-C judgment matrix
表3-11 森林投入B7-C判断矩阵Table 3-11Forest investment B7-C judgment matrix
表3-12 管理监测B8-C判断矩阵Table 3-12 Forest management and monitor B8-C judgment matrix
表3-13 浙江省森林城市综合评价指标权重Table 3-13 The weight of comprehensive evaluation index of forest city in Zhejiang province
指标值的计算,是将各指标实际值转化为评价值的过程。根据所建指标体系的特点,本研究对要素层定量指标的计算采用无量纲化方法中的指数法,即将描述指标的实际值与标准值或目标值进行对比,求得一个相对数作为该指标评价值的方法[12],对定性指标采用分等级赋值的方法进行转换。其中定量指标的标准值或目标值宜选择国际或国家规定的标准值、先进城市的现状值、全国平均值等。
4.1要素层指标值的计算
要素层指标作为综合评价指标体系中最基础的部分,其指标实际值应该是能够直接或通过已有数据计算获得,其计算公式如下:
式中,I3j为要素层指标值;Cj为要素层指标的现状实际值;Sj为要素层指标的标准值或目标值;当Cj为正向指标,即数值越大越接近标准值时,t取1,反之,t取-1。
2.2.3 供试品溶液 取样品20 mg,精密称定,置于锥形瓶中,加甲醇20 mL振摇使溶解,经0.45 μm微孔滤膜滤过,取续滤液,即得。
4.2状态层指标值的计算
状态层指标值是(I2j)所属要素层指标数值与各自权重的乘积相加得来,其计算公式如下:
式中,I2j为状态层指标值;I3j为I2j所属下一层指标数值;Wj为相应指标的权重值;n 为I2j所属下一层指标项数。
4.3系统层指标值的计算
系统层指标值(I1j)是所属状态层指标数值与各自权重的乘积相加得来,其计算公式如下:
式中,I1j为系统层指标值;I2j为I1j所属下一层指标数值;Wj为相应指标的权重值;n 为I1j所属下一层指标项数。
4.4森林城市综合评价值的计算
森林城市综合评价指数(Forest City Evaluation Index,FCEI)是系统层指标数值与各自权重的乘积和,计算公式如下:
式中,FCEI为森林城市综合评价指数;I1j为状态层指标数值;Wj为状态层指标的权重;n为状态层指标的项数。
综上所述,在总结国内对城市森林评价以及与之密切相关的国家森林城市评价、城市生态文明建设评价、生态市建设评价、低碳生态城市评价等研究基础上,提出适合于浙江省的森林城市综合评价指标体系,通过层次分析法确定指标权重,建立指标值的计算模型,以此探索如何对森林城市建设水平进行科学衡量,引导城市与森林健康有序发展。但是目前对森林城市的研究尚处于发展阶段,对其评价的理论与技术缺乏科学完整的研究体系与相应标准,很多不完善的地方需要进一步研究。
(1)以点带面,拓展全国范围内森林城市评价研究。自2004“国家森林城市”评选开始至今,已有96个城市获得此称号,但到目前为止仍缺乏对森林城市的综合评价研究,浙江省位于东部沿海,经济水平较为发达,对城市森林投入较高,森林城市建设走在全国前列。本文希望通过对浙江省森林城市综合评价指标体系构建的研究带动其他区域的森林城市评价研究,促进森林城市建设工作健康有序科学发展。
(2)开拓森林城市评价指标体系中指标数据值来源。评价指标体系构建中指标数据来源是需要考虑的一个重要因素,如若指标没有可靠、科学的数据支撑,指标体系便形同虚设,不能达到预定评价效果。体系中定量指标数据来源一方面是政府统计年鉴、相关公报等公开文件,另一方面城市相关部门应建立森林城市科学监测体系,收集研究所需监测数据与参数,其中数据收集过程应严格按照国家标准,以便各城市或全国范围的数据计算统一标准。
(3)指标权重确定方法有待进一步研究。我们通过层次分析法确定各层指标权重,其中关键的一步构造判断矩阵是通过专家赋值法,但这个前提是,这些指标在森林城市建设发展过程中的作用被清楚的了解,能够明显支持不同的权重。就目前的判断来讲专家的学术背景、研究水平等因素对其判断有一定影响,虽然我们采用多位专家打分取平均值的做法,也难免会对各指标在综合评价中的贡献大小的判断有一定主观性偏差。
(4)森林城市群应是森林城市建设发展的方向,综合评价的对象应由城市上升到区域。评价是对森林城市建设反馈的过程,在综合评价研究中发现浙江省目前获评的“国家森林城市”分别居于北部、中部和南部,如果
森林城市建设一体化成群发展,其生态功效定将事半功倍,从而真正实现“森林浙江”,因此森林城市群建设与评价也是一个非常重要的研究方向。
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A study on construction of the comprehensive evaluation index system of forest cities in Zhejiang province
Zhuang Qianda,Zheng Guoquan
(School of Landscape Architecture , Zhejiang Agriculture and Forestry University, Lin’an 311300, Zhejiang, China)
Abstract:Forest city construction plays an significant role in constructing ecological civilization and beautiful China, while scientific evaluation could measure and reflect its level of development ,whose basic premise is form ing evaluation index system. The paper took Zhejiang Province as a case ,based on the related evaluations and principles,put forward forest city comprehensive evaluation index system,which was composed of forest state system, forest benefit system,forest development system and 26 indexes in detail.The indexes weight were computed by the method of analytic hierarchy process,meanwhile the computational model of index value was analyzed,the problem need to be solved was discussed at last. The research of forest city comprehensive evaluation index system provides not only an inspire on the study of forest city,but also useful reference for studying forest city and urban forest,as well as their ecological benefit.
Key words:Forest city;Evaluation;Index system;Forest city
收稿日期:2015-12-28
中图分类号:S758.8
文献标识码:A
文章编号:1004-7743(2016)01-0031-06