基于DPSR模型的河源生态城市建设实证研究

许 波, 骆秀朵

(1.河源职业技术学院 工商管理学院, 广东 河源 517000; 2.中国联合网络通信有限公司 河源市分公司, 广东 河源 517000)

随着经济的快速发展,城市化进程日新月异,经济发展水平日益提升。但随着城市的快速扩张,各种不适也随之而来,如各种声、光、水和空气污染,交通拥堵,居住环境差等,严重减少了城市居民的幸福感和归属感,影响城市正常运转。党的十八大以来,生态文明建设成为“四个全面”战略布局的重要内容之一。发展容易治理难,城市建设在飞速发展后就面临着治理的问题,但生态城市治理涉及经济、文化、历史、环境、民俗等多个方面的问题,政府很难独立去解决这些问题,需要社会各界共同参与、协调配合才能从根本上建设生态城市。因此,生态城市的建设成为当前城市治理的重要内容,城市建设不仅要做到快速发展,还要做到人与城市、人与自然的和谐共处。

1 文献述评

自20世纪70年代生态城市概念被提出后,国内外学者从生态城市概念内涵、城市规划、建设实践、建设路径、评价体系等多个角度对生态城市建设进行了大量的研究。对生态城市的评价方法也非常丰富,有层次分析法、主成分分析法、熵权法等,有模型分析、非模型分析,有量化研究和定性研究。近年来,中国特色的生态文明发展观也逐渐形成,城市建设和经济发展面临“碳中和”的巨大压力,生态城市与经济建设的协同发展成为新的亟须解决的问题,生态城市的研究也需进一步创新。

甘彩云和施生旭[1]基于驱动力-压力-状态-影响-响应(driving-pressure-state-impact-response,DPSIR)模型构建了生态城市治理评价指标模型,对厦门的生态城市治理现状进行了评价分析,认为生态城市治理要推进低碳和循环经济建设,塑造城市精神以增强市民认同感,建设公众参与的多元治理机制,并进行多渠道宣传。刘佳坤等[2]分析了厦门近40年来的生态城市建设历程和主要挑战,将其分为3个阶段,认为行政区划、建成区扩张和自然资源限制是影响中国生态城市建设的主要因素。范育鹏和方创琳[3]研究了生态城市与人地关系,创新性地提出生态城市可以借助人地关系构建一个更加广阔的系统框架,同时还可以为人地关系研究提供具体的工具和手段,生态城市与人地关系研究相互融合,共同促进生态可持续发展。冒袁媛和杨加猛[4]从生态经济、生态环境、生态文化、生态社会和生态制度5个方面对长三角地区的15个国家生态县的生态文明建设绩效进行了综合评价,认为生态文明建设不仅仅是生态环境建设,还需完善相关生态环境法律法规,提高居民教育水平和环保意识,积极推广宣传,以促进生态文明建设绩效的持续提升。彭定洪和杨加猛[5]研究了云南省4个城市的生态城市发展现状,采用DPSIR模型构建生态城市指标体系,再采用模糊平均解距离评价(evaluation based on distance from average solution,EDAS)模型进行综合评价,通过对比分析进行验证,结果表明云南省生态城市建设最好的是昆明,验证了评价体系的简明客观、系统实用。刘洪波等[6]在生态城市系统结构分析的基础上,采用动力学方法将生态城市系统划分为人口、经济、社会、资源和环境5个子系统,建立动力学仿真模型,探索了生态城市建设路径,发现和谐建设路径更有利于生态城市建设,有利于城市可持续发展。陈天等[7]提出博弈论视角下的生态新城生态本底综合评价体系,通过实证研究发现,生态保护与城市发展呈现明显双轨特征,城市空间规划机制完善且目标明确,生态空间规划前瞻性与动态性不足,提出塑造有机的城市空间格局、强化水土资源保护和利用等措施。

从现有研究来看,生态城市研究大部分是针对省域城市和特色区域城市,对于普通中小城市生态城市建设现状的研究非常缺乏,对生态城市建设实效也缺乏研究。因此,以粤东北的河源为研究对象,采用驱动力-压力-状态-响应(driving-pressure-state-response,DPSR)模型构建生态城市评价体系,然后通过熵权法对河源生态城市建设成效进行评价,探索中小城市的生态建设可持续发展路径,为中小城市生态城市建设提供理论依据和现实参考。

2 研究设计

2.1 评价指标体系构建

DPSR模型指由驱动力(driving)、压力(pressure)、状态(state)和响应(response)4个因素组成的生态环境可持续发展评估模型,是在压力-状态-响应(PSR)模型和DPSIR模型的基础发展起来的,综合了两种模型的优势,既能弥补PSR模型数据的局限性,又能体现生态环境和人类社会的因果关系,能清晰地反映各因素之间的相关性,也能较好地构建生态城市建设评价指标体系,从而促进生态城市的可持续发展。

驱动力指标指可持续发展指标,包括社会发展指标和经济发展指标,如人均GDP、常住人口数量、失业人数等。压力指标指能源消耗与污染,对生态环境和生态城市建设造成压力负担的指标,如工业用电、单位GDP能耗、废水废气排放等。状态指标指资源与环境,描述了生城市建设的客观现状,如空气质量、人均公园绿地、城市绿化覆盖率、道路通车里程等。响应指标指公共服务及污各种染治理措施,对生态城市建设采取的各种保护性治理措施,如污水处理率、生活垃圾无害化处理率、公共交通车辆运营数等。鉴于DPSR模型的适用性,利用DPSR模型构建河源生态城市指标评价体系,根据河源生态城市建设的实际情况和实证数据的可得性,在指标选取上,借鉴了甘彩云和施生旭[1]、冒袁媛和杨加猛[4]、吴远征和张智光[8]、徐晔等[9]、马新萍等[10]的生态城市建设评价指标体系,综合选取驱动力指标等4个一级指标和常住人口数量等23个二级指标,见表1。

表1 河源生态城市建设评价指标体系

2.2 研究方法

在生态城市指标体系的构建中,评价指标权重的确定一直存在争议,有依赖专家对各种指标进行主观评分的主观赋权法,也有通过因子分析法、熵权法、结构方程模型等客观方法进行计算,相对比较公正客观、减少了专家研究领域、知识经验和个人立场的影响。基于以上考虑,采用熵权法对指标进行评价赋值。熵权法是一种客观赋值方法,对指标进行标准化处理,然后利用信息熵计算出各指标的熵权,再通过熵权对各指标的权重进行修正,最后得到相对客观的指标权重。

1)标准化处理。因为各个评价指标的单位、性质都不一样,为使研究数据具有一致性,需要对各指标进行标准化处理。对原始数据采用极值法进行标准化处理,对正向指标,指标值越大越好,对负向指标,指标值越小越好。

若第j个指标为正向指标,则

(1)

若第j个指标为负向指标,则

(2)

式中:Zij为标准化处理后的指标值;xij为第i个样本的第j个指标(共有m个样本,n个指标);max(xj)为j项指标的最大值;min(xj)为j项指标的最小值。

2)计算第j项指标下第i项占该指标的比重pij。对m个样本,n个指标,形成原始评价矩阵R=(pij)m×n,其中

(3)

3)计算第j项指标的熵值ej。

(4)

4)计算各指标的权值wj。

(5)

5)计算综合评分si。在计算生态城市建设综合得分时,采用标准化处理后的加权评分法进行计算。

(6)

式中:zij为标准化后的指标值;wj为生态城市建设指标权重。

2.3 数据来源

河源地处粤东北,是国家园林城市、国家卫生城市、全国首批低碳试点城市,2021-2023年全国文明城市提名城市,水环境质量和空气质量位居全省前列。近年来,河源在保持生态优势、建设生态宜居城市方面做了大量的努力,取得了很大的成效,全市正在力争把河源建设成全省绿色发展的示范区、融入粤港澳大湾区的生态排头兵,打造生态经济发展的新标杆。因此,以河源作为生态城市建设的研究对象,分析总结河源2009-2020年在生态城市建设方面取得的成绩和不足,总结经验教训,并对河源生态城市建设提出了一些建议,为河源和其他同类城市的生态城市建设提供参考。

为确保研究数据的科学性和客观性,数据来源于2010-2021年的《广东统计年鉴》《河源统计年鉴》《中国城市统计年鉴》。在收集数据时,对于个别缺失数据,采用近3年的平均值,从而得到河源2009-2020年城市生态建设指标的各项原始数据,再利用式(1)～式(6)进行处理计算,得到生态城市治理评价指标权重(表2)。

表2 生态城市治理评价指标权重

3 结果分析

根据本文中的研究方法,对河源2009-2020年的指标数据进行标准化处理后,采用熵权法计算出各指标的权重,进一步利用式(7)计算出生态城市建设综合评分(表3)。

表3 2009-2020年河源生态城市建设综合评分

从图1可以看出,河源市生态城市建设总体水平在逐年提高,从2009年的0.355分上升到2020年的0.642分,提高了80.85%,整体是稳中有升、逐步提高的。2010年、2014年、2017年和2020年略有回落,其中2010年、2014年和2017年因为宏观经济的原因有所下滑,2020年因为新冠肺炎疫情的原因,经济、社会、民生等各方面都受到影响,得分略有下降,但不影响总体发展势头。2011-2012年、2014-2016年、2017-2019年综合评分大幅增长,特别是在短期回落后就开始快速增长,说明河源这12年来,虽然生态城市建设增长速度虽有差异,但整体是在不断上升的,生态环境不断得到改善。

图1 2009-2020年河源生态文明建设综合得分

3.1 驱动力方面

从图2可以看出,驱动力评分在逐年上升,河源作为全省生态示范区的先行者,在生态城市建设方面有着清晰的城市定位和强劲的推动力。2011增长速度最快,达到46.83%, 2020年增速为负增长,降为-9.39%,在统计的12年中,只有2014年、2020年两个周期为负增长,其他时间都是正增长。从驱动力指标来看,河源经济总的趋势在不断增长,2014年负增长是因为经济短期下行,2020年出现负增长是因为新冠肺炎疫情的影响。虽然出现过两次负增长,经济发展速度短期放缓,但第三产业的比重持续增加,绿色经济和循环经济的发展前景依然乐观,将持续有力地推动河源生态城市建设。在河源“十四五”产业发展规划中,政府提出要抓住绿色发展的历史机遇,依托良好的生态和低碳试点城市优势,以绿色生态作为产业发展主要方向,大力发展生态农业、生态旅游和绿色工业等生态产业,推动产业融合发展,为生态城市建设提供有力保障。

图2 2009-2020年河源生态文明建设各因素得分

3.2 压力方面

2009-2020年,河源生态城市建设压力评分在持续减小,表明生态城市建设的成效越加明显,生态压力逐渐减小。虽然压力指标评分总体趋势在逐渐减小,但2012年和2020年分别出现了59.23%和56.65%的大幅反弹,2015年、2016年和2019年出现了小幅反弹。压力指标主要体现在能源消耗和污染排放方面,压力指标波动性较大主要是因为河源正在从传统的农业城市向第二产业、第三产业为主的新型智慧城市转型,承接了部分珠三角的企业,兴建了多个产业园,工业能源消耗大幅增加,工业污染排放压力较大。从压力指标得分可以看出,河源近年来随着经济快速发展,能源消耗也随之快速增加,但单位GDP能耗并没有随之增加,甚至大部分年份是下降的,能源利用率显著增强,但在污染排放方面依然有很大的压力。

3.3 状态方面

河源生态城市建设状态评分在稳步增加,特别是2010年对比2009年增加了208.18%,除了2011年、2014年和2020年负增长外,其他时间都是大幅增长,平均增速在20%左右。从生态状态指标来看,空气达标天数基本都能保持在360 d以上,绿地面积、城市绿化覆盖率和通车道路里程都在逐年增加,但由于区县的居民在逐步往市区迁移,导致城市人均绿地面积略有下降。总体上看,河源在生态城市建设的客观结果上是非常有成效的,城市环境日益优美,水资源、空气状况保持良好,作为传统的山水园林城市,河源在生态状态方面的优势在进一步加强,居住环境良好,城市居民的满意度也相对较高。

3.4 响应方面

河源生态城市建设响应指标评分2009-2020年虽然总体是向上增长的,但波动较大,特别是在2010年和2020年,2010年负增长-66.60%,2020年负增长-29.39%,还有2013年负增长-14.63%。但2011年得益于污水处理设施的全面建成,响应指标评分实现跨越式增长,达到515.19%,2018年也有大幅增长,达到44.09%,其他时间则是平稳增长,增长幅度最小的2019年也达到了7.06%。从污染治理方面来看,污水处理率近年来都在90%以上,生活垃圾无害化处理大部分时间都达到了100%,工业固体废物利用率也在逐步增长,2020年达到了82%。整体来说,河源因为工业基础和经济基础较弱,2009年以来在污染治理方面加大投资,出现过多次高速增长,同时因为工业快速发展导致“三废”治理没有同步跟上,出现过几次断崖式下跌,但很快又再恢复。在生态城市建设响应方面,河源各界应对治理作出的反应比较及时,但也存在着波动性大的问题,在城市建设规划时,要提前做好各种应对措施和预案处理,而不是事后补救。

4 生态城市建设提升对策

4.1 健全生态保护补偿机制,提升生态城市建设内驱力

由于河源在广东省的特殊生态定位和万绿湖水源地的保护机制,导致经济发展缓慢,因此有必要通过生态保护机制进行合理补偿,激发当地政府和居民继续进行生态保护的信心和决心,在驱动力方面对生态城市建设提供保障。中央和地方政府都多次提出建立市场化、多元化的生态保护机制,落实生态补偿和生态赔偿制度,健全合理的生态保护机制有利于调动各方积极性,是生态城市建设的重要措施。现有的生态保护补偿机制虽然取得了一定的成效,但政策重点不够突出,补偿的范围和力度也比较有限,需要进一步完善生态环境监测体系,完善相关的法律政策,把生态环境和经济发展结合起来,创新城市生态保护补偿机制,如湖北开展的自然资源资产负债表,浙皖境内江河流域的跨省生态补偿机制,这些创新实践让生态价值凸显,也为其他方式的生态补偿机制提供了借鉴。

构建城市生态保护机制,还需要群策群力、协同共治,在生态保护者和生态受益者之间形成良性互动,引入市场机制,增强内生驱动。统筹建立碳排放分配和交易制度,引入市场化和多元化融资渠道,让粤北生态屏障区城市能从生态保护中受益,从粤港澳大湾区的经济发展中受益,使粤北生态区在为广东生态环境,作出巨大贡献时,经济上也能得到有效补偿,进一步激发公众参与生态保护的积极性。

4.2 优化产业发展规划布局,缓解生态城市发展压力

河源地处粤东北,地理交通位置优越,但山区众多,根据广东“一核一带一区”区域发展新格局,属北部生态屏障区,产业发展受到限制,因此迫切需要结合河源的区位优势和资源优势来发展低能耗、高价值的优势产业,优化产业布局,在融入粤港澳大湾区的过程中形成独特的竞争优势,缓解城市经济发展压力。塑造个性鲜明的城市形象定位,立足生态建设,提升城市综合素质,统筹规划城市行为形象,创新设计城市形象,有利于进一步提升优化生态城市建设,从内涵上真正做到“诗画河源”[11]。在进行城市基础设施建设时,如地下管网、排污系统、固废垃圾处理等,要以超前的格局进行规划,满足城市快速发展的要求,减少日后重复施工。随着生态文明建设的不断深化,绿色生态产业受到越来越多地方政府的重视,在发展传统产业的同时,大力发展高新产业,在城市竞争中获胜。在对河源产业结构进行调整时,应充分利用河源自身的资源优势、人才优势,合理进行产业规划。

在河源作为生态发展区的战略背景下,抓住融入粤港澳大湾区的战略机遇,以生态优先、绿色发展为指导进行产业结构规划,大力发展电子信息产业、食品饮料和水产业、新材料产业群、现代生态农业和全域生态旅游等区域特色生态产业,促进生态产业体系形成规模,使生态城市核心竞争力快速提升,进一步推动经济高质量发展。旅游发展能显著促进城市生态文明建设,具有空间溢出效应,对城市经济系统的驱动力显著大于生态和社会系统[12]。在生态农业方面,以现代农业产业园为支撑,完善产业配套功能,重点发展县域特色主导农业,形成独特的区域特色品牌。在现代产业发展方面,以各工业园区为平台,建立全市城市生态管理体系,统筹规划,发展各具特色、多点支撑的产业布局,加强县域产业的协同发展,培育特色支柱产业。

4.3 大力推进低碳智慧城市建设,提高生态城市建设水平

生态城市建设需要坚持不懈地推进低碳化建设道路,树立高增长、低能耗的城市发展理念,从根本上解决资源消耗与经济增长的矛盾,同时高度重视大数据、人工智能、云计算等创新应用技术在生态城市发展中的作用,以超前的意识进行智慧城市建设,进而推动生态城市发展。河源水资源丰富,东江从市区横穿,还有华南第一湖万绿湖,城市环境优美,人均绿地面积位居广东前列,生态环境优势显著。因地制宜地进行智慧生态城市建设规划,将绿色低碳和智慧节能的目标融入建设规划统筹并长期推进,并将其贯穿在社会各个领域,以良好的营商环境、快捷的生活体验和宜居的城市环境吸引人才,推动经济可持续发展,创造经济效益,提升居民生活质量,进而提升城市形象。

在生态智慧城市的建设中,以人为本,将宜业宜居的城市软硬件环境作为主要指标,有计划、有策略地引导公众接受绿色低碳理念。将能源转型作为核心指标,在进行生态城市规划时统筹考虑能源规划,从根本上减少城市能耗压力,真正实现能源转型。同时,既要充分发挥政府的主导作用,又要防止过度依赖政府投资,让企业和公众能自发持续地参与低碳智慧城市的建设,实现城市的绿色可持续发展。

5 结语

生态城市建设是一个长期、复杂的过程,受到多种因素的影响,在过去的十多年,河源生态城市建设虽有波动,但综合评分在逐步提升,总体呈稳步增长趋势,具有一定的参考价值。同时,需要进一步健全生态保护补偿机制,提升政府和居民推动生态城市建设的内驱力;抓住融入粤港澳大湾区的战略机遇,优化产业发展规划布局,减轻城市发展压力;大力推进低碳智慧城市建设,提高城市生态发展水平。生态城市建设受到空间、历史、人文、经济等多种因素的影响,南北城市差异巨大,河源生态城市建设只能作为参考,但对于城市定位接近的中小城市则具有积极的借鉴意义,有助于生态城市建设的理论和实践发展。