崇明生态岛生态环境评价及指标优化分析

苏敬华

（上海市环境科学研究院，上海 200233）

崇明岛具有良好的生态环境、丰富的土地空间、多样化的自然生物资源等优势，是21世纪上海可持续发展的重要战略空间，对长三角、长江流域乃至全国的生态环境和生态安全具有重要的意义。随着上海长江隧桥工程的正式通车以及越江设施的加快完善，为崇明岛带来巨大发展机遇，但也给生态环境保护、发展方式转变等带来新的考验［1-3］。为合理规范生态岛建设行为，有效把握生态岛建设进程，2010年上海市政府发布了《崇明生态岛建设纲要（2010—2020年）》，明确提出在崇明生态岛建设过程中，要把生态保护和环境建设放在更加突出的位置，并要求做好生态环境的预警监测和跟踪评估工作［4］。为此，上海市环保局会同市规土局、市水务局、市绿化市容局、市发改委和崇明区环保局等部门共同编制了《崇明岛生态环境预警监测评估方案》，以实现对崇明生态岛建设过程的跟踪监测、科学评估和预警预报，及时反映崇明生态岛建设的基本情况和工作进程，以保障生态岛建设重点行动的顺利实施。

崇明世界级生态岛建设是一个长期、动态发展的过程，近期崇明内外部环境快速变化，给生态岛建设提出了更高标准和要求，因此其发展目标的设定与建设成效的考量应体现动态优化，以保持其前瞻性和先进性［5］。本文先从崇明岛生态环境质量现状入手，再依据生态环境指标体系对近几年的环境状况进行分析，最后在此基础上对指标进行优化研究，更好地体现崇明生态岛建设的新内涵和新价值，对崇明生态岛建设水平和质量的提升也具有积极作用，为崇明生态岛建设成就提供系统、可靠的科学评估结果和依据，对促进上海可持续发展具有重大意义。

1 材料与方法

1.1 研究区域生态环境概况

崇明岛坚持将生态保护、恢复和重建放在优先突出位置，以“生态型现代化”的发展建设模式，不断强化生态环境建设基础能力，形成了全覆盖的监管网络［6-7］。此外，崇明在有效控制建设用地比例的同时，其生态格局不断优化，生态价值逐步提升，以“水、土、林、滩”为重点的生态系统保育工作取得了显著的成效。

1.1.1 环境质量现状 （1）地表水。崇明岛地表水环境质量总体稳定，18个骨干河道监测点位以及3个镇村级河道监测点位的各项水质监测指标年平均值均基本保持国家Ⅲ类功能要求。此外，随着饮用水集约化工作的推进，饮用水水源地水质达标率有了质的飞跃，2015年崇明岛饮用水源地总体水质达标率达到95%以上（图1）。

图1 2010—2015年崇明岛水环境质量

（2）空气。从环境空气质量来看，尽管总体上呈区域趋同的趋势，但崇明的环境空气质量持续优于全市平均水平，2015年崇明全年空气质量指数（Air Quality Index，AQI）优良率为74.8%，而上海市平均水平为70.7%（图2）。

图2 2015年崇明岛及上海的AQI比较

（3）噪声。崇明功能区环境噪声均达到相关功能区标准，但道路交通噪声由于隧桥车流量的不断上升，夜间超标现象有上升趋势。

（4）土壤。崇明岛耕地面积占岛域总面积50%左右，基本保持农耕经济特征，是上海农产品的主要生产区。2015年根据农田土壤环境质量调查结果，崇明农田土壤内梅罗指数小于0.7，属清洁状态，农田土壤环境质量总体处于较好水平。

1.1.2 生态服务功能 崇明岛是上海市重要生态空间，主要包括林地生态系统、农田生态系统、淡水湿地生态系统以及滩涂湿地生态系统。其中，农田与淡水湿地生态系统面积占上海的比例均超过30%，为全市提供了农产品供给、气候调节、水源涵养、土壤保育、生物多样性保护、景观生态等一系列重要的生态服务功能，且其重要性不断增加，已成为城市重要的生态安全屏障。经初步估算，崇明岛以不足上海市20%的国土面积，提供了约40%的生态资产（实物量）和约50%的生态服务功能（图3）。

1.2 研究方法

1.2.1 指标体系构建 参考国内外专家、学者的研究成果［8-14］，本研究基于“压力-状态-响应（P-S-R）”模型建立崇明岛生态环境指标体系，该模型着眼于人类与环境之间的相互作用，将环境指标进行分类，从而系统地展现指标之间的关系［15］。结合崇明岛生态环境现状，并遵循科学性、代表性、系统性、层次性和可操作性原则［16］，按递阶层次构建评价指标体系，主要分为3个层次，分别为目标层、要素层和指标层：目标层呈现崇明生态岛生态环境的综合状态；要素层呈现崇明生态岛生态环境的要素构成，即评价维度，设置环境压力指标（P）、环境质量指标（S）、环境调控指标（R），分别对应于压力、状态、响应3个评价维度；指标层则是对各要素层的具体内容进行细节呈现［8，11］。最终形成1目标3要素22项评价指标的崇明生态岛生态环境指标体系，具体框架内容见表1。

1.2.2 评价方法 （1）评价指标归一化处理（三级指数）。根据指标现状值、最差值与最优值，逐项对指标进行数据归一化处理，计算得出指标归一化值，并作为三级指标指数。

式中，C为每个三级指标的归一化值，若C＞1，则令C=1，若C＜1，则令C=0；Rg为三级指标的最优值，即《崇明生态岛建设纲要（2010—2020年）》公布的崇明生态岛建设指标2020年目标值；Rb为三级指标的最差值，按照生态岛建设最低可接受的原则确定；Rn为三级指标的现状值。

表1 崇明岛生态环境指标体系框架

（2）要素层指数（二级指数）。分别对三级指标指数进行算术平均，计算得到3个要素的二级指数。二级指数包括环境压力指数、环境质量指数和环境调控指数。其中，环境压力指数表示生态环境对人类和社会经济活动的承载能力，指数越大，说明环境容载能力越高，环境压力越小；环境质量指数表示生态环境与资源环境质量情况，指数越高，说明生态环境质量越好；环境调控指数表示政策法规管理措施的响应程度，指数越高，说明环境调控水平越高。

式中，m为二级指标个数，Bi为二级指标指数值，Ci,k为第i个二级指标领域下的三级指标归一化值。

（3）崇明生态环境指数（CMEEI，一级指数）。对各要素层指数按权重进行计算，得到崇明生态环境指数。该指数综合反映了崇明生态岛建设总体进程和建设水平，指数越高，说明距离生态岛理想目标值越接近。

表2 崇明岛生态环境指数分级标准

2 结果与分析

2.1 崇明岛生态环境指数分析

根据崇明生态环境建设指标体系，以2008年为基准年、2013—2015年为评价年、2020年为目标年，分析近期崇明岛生态环境建设进程，历年归一化值计算结果见表3，评价结果见表4。从表4可以看出，2008—2015年崇明生态环境指数CMEEI在0.57～0.91之间，变化趋势见图4。从图4可以看出，2008年处于生态环境建设启动阶段，且即将进入发展阶段，2013、2014年进入发展阶段，并向完善阶段过渡，2015年基本进入完善阶段。经过前后数据比对，2015年生态环境指数比2008年增长近60%，可见，自近年崇明生态岛建设行动计划实施以来，其生态环境建设已取得明显成效。

从崇明生态岛生态环境指数评价体系各要素层指数来看，2008—2015年的数据总体上有所提升，环境压力指数和环境质量指数均从发展阶段过渡至完善阶段，环境调控指数从启动阶段过渡至发展阶段，且接近于完善阶段。从22项指标指数分布情况来看，截至2015年，已有15项指标达到了完善阶段，6项指标位于发展阶段，1项指标位于启动阶段，无指标位于准备阶段；而2008年有8项指标处于准备阶段，2项处于启动阶段，7项进入发展阶段，5项达到完善阶段（表5）。需要注意的是，虽然生活垃圾资源利用率的指数一直在缓慢增长，但距离2020年的要求还相差甚远。在“环保三年行动计划”滚动实施期间，电视、广播、崇明报等新闻媒体应进行广泛宣传，增加市民垃圾分类意识，积极推行垃圾分类，提高生活垃圾资源化利用率。因此，崇明生态岛建设仍然需要继续努力，力争在2020年前完成所有预定目标。

表3 崇明岛生态环境指标归一化值

表4 崇明岛生态环境指数评价结果

图4 崇明岛生态环境指数变化趋势

表5 崇明岛生态环境指数评价结果各阶段相应指标数

2.2 崇明岛生态环境指数变化驱动因子分析

2.2.1 环境压力驱动因子 COD/氨氮排放量表征污染排放程度。崇明通过实施环境准入，严格执行“批项目、核总量”制度，强化污染企业监督管理；通过工业污染减排、产业结构调整和加强生活污染末端治理，淘汰落后的产能设备和企业；通过不断完善各污水处理厂地配套管网建设工程，扩大污水收集覆盖范围，提升污水纳管处理率；通过加强联合核查的力度，确保污水处理厂设施稳定运行，发挥减排效益。目前，该指标由2008年的0.29攀升至2015年的0.84，且均达到2015年目标。

2.2.2 环境质量驱动因子 饮用水水源地水质达标率，饮水安全问题关系到广大人民的日常生活和社会的可持续发展［17］。2012年，围绕崇明饮用水水源地安全，将《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类功能区标准作为评价标准，对涉及崇明岛的21家水厂进行水质监控。同时，崇明加快推进供水集约化“一库四厂”建设，按照崇明岛域供水专业规划和供水集约化实施方案，城桥、陈家镇两座水厂已建成投入使用并已切换东风西沙水库原水，堡镇、崇西两座水厂也即将通水切换，2015年底全部完成崇明本岛供水集约化工作，饮用水水源地水质达标率为95%，指标从2008年的0.13快速增长到2015年的1.00，提前达到2020年目标。

2.2.3 环境调控驱动因子 （1）城镇污水集中处理率。按照《崇明岛域供水与污水处理系统专业规划》，崇明加快了污水收集管网的建设，目前已建设污水管道21.3 km，扩大污水收集范围，并加强行业管理，提高处理率，积极发挥各污水处理设施的有效作用。2015年城镇污水处理率达到85%，指标由2008年的0.39增长到2015年的0.94，达到2015年目标。

（2）人均公共绿地面积。公共绿地是岛内景观的一部分，也是岛内生态资源的一部分。崇明岛积极推进公共绿地建设，并对各乡镇的公共绿地养护管理工作开展巡查，做到及时发现问题及时整改，使乡镇的绿地整体面貌有质的飞跃和量的稳步增加，人均公共绿地面积达到20.79 m2，指标由2008年的0.60迅速增至2013的1.00并维持不变，达到2015年目标。

2.3 评价指标优化分析

崇明生态岛指标体系行动是在崇明生态岛建设期间统筹政府间相关关系、统筹社会经济与环境发展之间相互关系、统筹人与自然关系的重要举措。作为评价指标，需要与时俱进、不断优化，才能更科学准确地反映崇明生态岛生态环境质量。根据崇明生态岛建设及数据收集整理过程中存在的问题，针对6项指标进行优化（表6）。

表6 崇明岛生态环境类指标优化调整汇总

3 结论与讨论

3.1 崇明岛不断巩固环境优势，地表水环境质量、环境空气质量和土壤环境质量均处于较好水平；生态格局不断优化，生态服务功能逐步提升，成为城市重要的生态安全屏障，崇明东滩承载了上海超过70%以上的水鸟种群数量，是具有全球意义的生物多样性保护区域。

3.2 2008、2013、2014和 2015年崇明岛生态环境指数分别为0.57、0.86、0.88和0.91，崇明岛生态环境建设进程从启动阶段逐步进入发展阶段，并不断向完善阶段过渡，表明崇明生态岛建设行动计划的实施取得明显成效。

3.3 生态岛建设是一项系统、持久的重大工程，需要循序渐进、巩固提升、动态发展［21］。经过多年的实践检验，现有的指标体系发挥了较好的作用，取得了显著的成效。但随着生态科技的不断进步和生态岛建设进程动态变化，个别指标在内涵标准、统计口径等方面发生了变化，个别指标则随着生态岛建设成效的显著提升指导意义有所下降［5］。本研究结果表明，经济社会发展、政策环境转变、科学技术进步等外部环境的变化都会对生态岛建设提出新的要求，从而对崇明岛生态环境类指标体系做出对应的调整，动态优化生态岛生态环境类指标和目标，引领崇明向建设世界级生态岛的目标持续迈进。