长三角中心区生态环境质量评价与空间格局分析

刘翔宇 张延飞 丁木华 颜七笙

摘要：以长三角中心区27个城市为研究实例，构建3个层次、20个指标的生态环境质量评价模型，运用熵值法与变异系数法组合赋权的综合指数法来测度生态环境质量综合指数。同时运用空间自相关来分析长三角中心区城市生态环境质量变动态势和空间分布格局。结果表明：① 多阶段以来，生态环境质量准则层权重表现为“三升一降”的趋势，且权重差距逐渐减小，体现了经济、社会、环境协调发展的态势。② “十三五”以来，从市域上看，宣城市、台州市、南通市的生态环境质量较好，芜湖市、马鞍山市的生态环境质量较差;从省市域上看，上海市的生态环境质量较好，安徽省的生态环境质量较差。③ 研究区的生态环境质量呈现为显著的高-高或低-低集聚，研究期间Morans I呈现下降的趋势，显示出应加强生態环境质量空间的协调性。针对分析评价结果提出了相应的对策及建议，研究成果可为长三角中心区域的生态绿色一体化发展进程提供理论支撑。

关 键 词：

生态环境质量评价; 生态环境空间格局; 组合赋权法; 综合指数法; 区域差异; 空间自相关; 长三角中心区

中图法分类号： K901

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.05.006

1 研究背景

党的十八大以来，城市的高速粗放式发展逐渐转变为全面高质量发展，全面高质量不仅包含社会经济的高质量，还包括生态环境的高质量。但快速的经济发展造成的生态破坏给生态环境高质量发展制造了众多坎坷，严重制约了新时代生态环境建设。党的十九大报告指出：“建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计。必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策，像对待生命一样对待生态环境。”所以进行生态环境质量研究对建设良好的生态文明具有重要意义。

生态环境质量反映了区域生态环境的优劣程度，以定量化方式研究生态环境质量现状已成为热点。目前，已有很多学者对生态环境质量评价问题展开了相关研究，如Marull等[1]从自然环境适应性、生物环境适应性、功能适应性等方面着手，评估了城市生态环境质量。Matthew等[2]从生态足迹出发，建立了生态环境质量测算模型，预测城市生态系统的平衡度。国内学者郭卫华等[3]运用遥感影像分析了中山市城市生态环境与经济协调发展;张欢等[4]根据经济、资源环境、健康措施、居民生活宜居度等方面因素，建立了城市生态文明评价指标体系;任保平等[5]通过构建PSR模型建立了指标体系，对中国生态环境质量变动态势进行了研究;常中兵等[6]选取生物丰度、植被覆盖、水网密度、土地胁迫以及污染负荷等指标，计算了生态环境质量总指数，用以定量评估河南省生态环境质量的时空变化;方正等[7]基于遥感影像反演的绿度、湿度、热度及干度指标，通过主成分分析并集成遥感生态指数，对国家生态文明试验区（江西）抚州市的生态环境质量变化进行了定量分析。然而到目前为止，尚无统一、确定的方法用于评价区域生态环境的质量。在生态环境质量评价中，比较常用的方法主要有层次分析法[8]、主成分分析法[9]、熵值法[10]、人工神经网络法[11]、综合指数法[12]、灰色关联分析法[13]和变异系数法[14]等，但客观评价方法的使用已成为当今生态环境质量评价的主流。从评价模型上来看，主要有模糊综合评价模型[15]、模糊物元模型[16]、突变级数模型[17]、集对分析模型[18]、投影寻踪模型[19]等。

2018年底，中央支持将长三角区域一体化发展上升为国家战略。2019年，中共中央国务院正式发文《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》，并提出了27个中心区城市。在新时代新型城镇化建设背景下，长三角地区是我国经济发展最活跃、开放程度最高、创新能力最强的区域之一，同时作为全国森林城市、环保模范城市等较为密集的区域，是我国区域协调发展和绿色发展的重要示范区。在生态环境联动共保取得积极进展的同时，生态环境质量改善状况与人民对美好生活的需求还存在较大差异。因此，本文以长三角洲地区27个中心区城市为研究对象，构建城市生态环境质量评价指标体系，运用基于组合赋权的综合指数评价方法对研究区2005，2010，2015年和2017年4 a的相关数据进行生态环境质量综合评价，分析研究区的生态环境质量差异及空间格局，分析成果对推进长三角区域一体化发展、建设长三角生态绿色一体化发展示范区具有重要意义。

2 研究区概况

长三角一体化示范区位于长江下游，处于我国“T”字型区位核心处，是我国“一带一路”与长江经济带的重要交汇地带，在我国现代化建设大局和全方位开放格局中具有举足轻重的战略地位。2019年，示范区GDP总量达到了23.73万亿元，其中上海市、南京市等27个中心区城市GDP总量达到了长三角一体化示范区的85.97%以上，总人口达16 483.38万人，区域国土面积22.5万km2，是长三角一体化的重要节点城市，辐射带动区域一体化发展。

3 研究方法与数据来源

由于城市生态环境质量的影响因素十分繁多，覆盖面很广，部分因子会长期直接或间接地影响城市生态环境质量，因此，评价因子的选择，必须能够全面地反映评价目的，使之多层次、多角度地涵盖生态环境质量问题。本文根据经济发展、社会保障、资源利用、生态健康4个覆盖面，选取了20个指标构建了评价指标体系，如表1所列。

由图1可以看出：从2005年到2017年，经济发展所占权重降低较大，下降了26.64%，而其他3个准则层权重均有不同程度的上升。其中，社会保障准则层变化最大，上升了29.64%，且在2015年达到了峰值;资源利用权重上升了8.48%，在2010年达到了峰值;生态健康权重上升了6.12%。总体表现为“三升一降”的趋势，而且经济发展、社会保障、资源利用、生态健康4个准则层的权重差距逐渐减小，体现了我国从“先发展，后治理”到经济、社会、环境协调发展的理念转变，也是“绿水青山就是金山银山”的真实体现。

4.2 区域性分析

根据 2005，2010，2015年和2017 年的指标权重，分别计算各年度中心区城市在经济发展、社会保障、资源利用、生态健康方面的质量得分，最终求得各年份各城市及各省份生态环境质量综合指数。

4.2.1 市域分析

由于研究区城市覆盖范围较广，各个区域经济条件、生态环境有所差异，为了能够更好地比较各城市之间的生态环境区域性差异，对27个城市的生态环境指数进行了统计，并进行了排名比较，具体结果如表2所列。

从表2可以看出：① 2005年，生态环境质量较好的城市主要有绍兴市、湖州市、上海市，生态环境质量较差的城市主要有滁州市、安庆市、铜陵市。② 2010年，生态环境质量较好的城市主要有杭州市、上海市、苏州市，生态环境质量较差的城市主要有马鞍山市、铜陵市、安庆市。③ 2015年，生态环境质量较好的城市主要有台州市、池州市、南通市，生态环境质量较差的城市主要有马鞍山市、合肥市、铜陵市。④ 2017年生态环境质量较好的城市主要有宣城市、南通市、台州市，生态环境质量较差的城市有芜湖市、嘉兴市、滁州市。其中从2005年到2017年，宣城市和南通市排名进步最大，分别提升了23名和20名，主要是因为当地政府深入贯彻了环保理念，实施了许多生态保护与修复建设工程;绍兴市排名退后最大，退后了16名，主要是由于绍兴市与其他城市相比，一是在 “三废”处理方面采取的措施不当;二是由于居民的环保意识不强，导致部分工业废水和生活污水排放入环城河，造成了严重的水体污染。

2015年以来，宣城市、台州市、南通市的生态环境质量一直保持较好的水平，从指标上看，宣城、台州、南通3市的工业废水和废气排放、森林覆盖率、空气质量方面指标得分较高。

（1） 宣城市自2011年就制定了《宣城市创建国家生态市实施方案》，2013年确立了“生态立市”的先导战略，推进公共交通主体政策，减小噪音污染和尾气排放，以“一山一湖三河十园多廊道”为重点，全面推进城市园林绿化建设，成功入选第一批国家生态文明建设示范市，并入围国家第二批生态文明先行示范建设区。

（2） 台州市黄岩区、仙居县是重要农业示范区，资源节约高效利用。其境内有天台山、雁荡山等国家5A级风景区，森林覆盖率高，空气质量较好，生态环境基础好，自2015年开始开展绿色化发展改革，推动产业向绿色、高端发展，缩减制造业落后产能。

（3） 南通市推动“水气共治”，执行“大气十条”，综合整治大气污染，改善水体水质。扎实推进森林城市建设与长江生态保护修复、经济社会发展有机融合，启动了五山及沿江地区生态修复工程，走出了一条平原地区建设森林城市的南通之路，摘得“国家森林城市”“狼山国家森林公园”等金字招牌。

近5 a来，芜湖市和马鞍山市排名较为靠后。这是因为：① 芜湖市虽然在历史、社会、经济条件方面具有先天优势，但工业固体废物处理整体滞后，导致其严重的土地和水污染。在交通方面，铁路和公路附近产生的火车及汽车噪音严重，且隔离防护措施不足，声源污染嚴重。② 马鞍山市虽然经济发展水平较高，但作为安徽省重要的钢铁资源城市，产业结构偏重，综合治理措施较为落后，加之粗放式经济发展带来了严重的环境破坏，从而也严重制约了马鞍山市的生态环境治理与修复。

4.2.2 省（市）域分析

长三角一体化区域27个中心城市分布在上海市、江苏省、浙江省和安徽省4个省（市）区。对“十三五”以来的2015年和2017 年2 a各省（市）生态环境质量综合指数平均值进行对比分析，结果显示：上海市为0.478、浙江省为0.467、江苏省为0.450、安徽省为0.421。上海市生态环境质量综合指数最高，安徽省生态环境质量综合指数最低。上海市是长三角一体化龙头区域，经济发展水平高，产业结构较为合理，其中崇明岛以“生态立岛”为理念，贯彻“深抓大保护，不搞大开发”的发展战略：把工厂改为生态廊道、疏通河道、建设生态沟渠、解决污水问题等，走出了生态经济的新模式。安徽省是我国农业大省，农业条件较好，工业基础较为雄厚，但经济发展与江浙沪地区差距较大，科研经费投入不足、水资源利用不合理、工业体系及技术水平较为落后、生产过程排废量较多等问题，严重阻碍了区域生态环境质量的提升。

4.3 生态环境质量空间格局分析

4.3.1 全局空间自相关

借助于GeoDa和ArcGis软件得到了研究区生态环境质量Lisa聚类图，如图2所示。由图2可以看出：各城市主要呈现出高-高集聚和低-低集聚的分布特征，高-低集聚和低-高集聚效应并不明显。说明研究区域内城市生态环境质量存在着显著的空间溢出效应，生态环境质量指数较高和较低的城市都会对其相邻城市产生强烈的影响作用。

2005年，高-高集聚的城市有温州市、台州市、金华市、宁波市、舟山市、杭州市、绍兴市，低-低集聚的城市有池州市、铜陵市、芜湖市、马鞍山市、南京市、扬州市、盐城市。2010年，高-高集聚的城市有苏州市、南通市、湖州市、上海市、金华市、绍兴市，低-低集聚的城市有安庆市、铜陵市、芜湖市、马鞍山市、滁州市、合肥市。2015年，高-高集聚的城市有温州市、金华市，低-低集聚的城市有南京市、合肥市。2017年，高-高集聚的城市有温州市、金华市、台州市，低-低集聚的城市有合肥市、滁州市。

综合来看，江苏省南部和浙江省南部出现高-高集聚的较多，主要是因为江苏省南部地区经济发展水平较高，环境治理体系较为完善;浙江省南部山区面积较大，森林覆盖率高，生态环境基础好。安徽省各市出现低-低集聚现象较为明显，究其原因，主要是安徽省内的产业结构不够合理，工业发展带来的生态制约性较强，民众的环保意识较为薄弱。低-高集聚主要出现在嘉兴市，表明该区域内生态环境质量低于周边区域的生态环境质量，主要原因是嘉兴市产业结构布局不够合理，交通尾气和噪声严重，工业“三废”处理不及时，空气质量较差。高-低集聚最为明显的区域为池州市，表明池州市的生态环境质量高于周边地区的生态环境质量，一方面得益于当地环保部门环境保护、污染治理措施的及时实施，以及对环保问题的宣传及时，提高了群众的环保意识。从时间序列上来看，各城市集聚现象有所减弱，27个城市的生态环境质量协调性在逐渐加强，生态环境一体化保护与治理取得了积极进展。

5 结论与建议

本文基于2005～2017年的统计数据对指标权重的变化情况进行了研究，并对研究区域内的生态环境质量存在的区域性差异以及空间相关性等方面的问题进行了分析，从中得出以下主要结论。

（1） 根据4个年份准则层的权重比较分析，经济发展对生态环境质量的影响在逐渐减小，而社会保障、资源利用以及生态健康对生态环境的影响均有所上升，且4个准则层的影响程度逐渐接近，体现了经济-社会-环境协调发展。

（2） 长三角中心区城市生态环境质量排名变化较大，宣城市、南通市等城市排名提升较大，绍兴市、嘉兴市、芜湖市排名幅度降低较大。“十三五”以来，从市域上看，宣城市、台州市、南通市生态环境质量较好，芜湖市、马鞍山市生态环境质量较差。从省域上看，上海市生态环境质量较好，安徽省生态环境质量较差。

（3） 研究区域内27个中心城市的生态环境质量呈现显著空间集聚效应，而且呈现的高-高和低-低集聚效应明显，高-低或低-高的空间分异效应并不明显。从时间上来看，空间集聚效应有所减弱，区域生态环境质量协调度逐渐增强，长三角生态绿色一体化发展进程取得了显著成效。

针对长三角中心区生态环境质量定量评价反映的问题，未来长三角地区必须向以政府主导、社会监督、民众参与的多方协同合作保护方向发展。为此提出以下措施及建议。

（1） 强化法治化保障，促进跨区域政府合作。在现有的国家和地方立法的基础上，建立多形式协同立法机制，保障区域合作治理。加强各省市政府部门之间的沟通交流，实现区域间信息互通、工作互融、沟通互信的区域联动机制，共同解决区域间水、气、土等共性问题。

（2） 严明生态保护责任制度，提高政府执法效率。在“河长制”、“山长制”等制度基础上，明确水、土、气、林等各种自然资源的保护责任，深入落实政府主体管理制度，加强社会和民众的监督，建立政府与社会公众的沟通机制，让政府工作更为高效化、透明化。

（3） 深入推进长三角生态绿色一体化示范区建设，探索制度创新发展。推进“两区一县”试点示范区生态产品价值实现机制和生态环境损害赔偿机制，实现生态保护与经济发展有机融合，将试点成果快速向长三角其他地区推广，实现试点示范实际意义。

（4） 加强环保宣传，提高全民生态保护意识。开展以“生态环保”为核心的宣传活动，开展环保+艺术+科技+人文的多角度环保公益活动，评选环保方面的好人好事，用“优秀行动者”的精神动员社会各界的积极性，传播生态环保理念。

由于生态环境质量评价研究涉及内容较为复杂，是一个融合自然—社会的复杂系统，本文只从经济、社会、资源、生态4个方面简要研究了长三角中心区城市生态环境状况及其空间分异，如有更为全面的指标体系，将会对研究结果予以进一步补充及完善。

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（编辑：赵秋云）