基于低碳生態城市的土地利用效益評價
——以石家莊市為例

王宇桐

(中國農業大學土地科學與技術學院,北京 100091)

0 引言

隨著全球氣候變化的加劇,人們對于可持續發展和生態保護的關注越來越高。人類需要不斷探索更有效的資源利用和生態保護方式,實現人與自然和諧共生的目標。低碳生態城市建設成為解決城市可持續發展與生態環境問題的重要途徑。低碳生態城市是以生態文明建設為導向,通過低碳化途徑,使城市各種活動與自然生態相互促進與協調。低碳城市的建設,將有力推動城市實現從高耗到低耗、從浪費到節約、從高排放到低排放、從高污染到低污染、從不可持續到可持續、從人與自然相互對立到和諧相處的歷史性轉變。

我國2009年提出低碳生態城市的概念,近年來多位學者對其概念和內涵、發展戰略和指標體系進行了分析和研究,如劉哲[1]探討了鄭州市低碳生態城市建設存在的問題與對策;徐從廣等人[2]探討了低碳城市發展規劃策略;張茹倩等人[3]分析了城鎮化對土地利用碳排放的影響,提出要注重對綠色清潔能源的開發與利用。此外學者對低碳生態城市指標體系的構建與評價也進行了研究,如卜向英[4]探討了低碳生態城市指標體系的構建與分析;朱子媛[5]對河北省低碳生態城市發展水平進行了測度和時空分析;季楊沁等人[6]通過構建評價指標體系,評價了海岸帶低碳城市發展狀況。但對于低碳生態城市的土地利用效益分析的研究報道較少。土地利用效益的高低與城市土地利用發展方向和未來空間格局密切相關,城市土地利用類型和土地利用空間結構直接影響碳排放、建筑能耗和環境要素,從而對低碳生態城市的建設產生影響。

基于此,本文基于低碳生態城市視角,研究石家莊市土地利用效益,將低碳生態理念融入到土地利用效益評價指標體系中,以期對引導城市土地合理高效利用,優化土地利用結構,在保障經濟發展的同時,實現高效、持續、共生、和諧的低碳生態目標[7]提供參考。

1 研究區概況

石家莊市地處河北省中南部,位于太行山地和華北平原兩大地貌交接位置,是河北省省會、京津冀地區重要中心城市,也是全國重要的商品集散地和北方重要的大商埠。石家莊市轄8區(長安區、橋西區、新華區、裕華區、井陘礦區、藁城區、鹿泉區、欒城區),2020年人均地區生產總值58 693.45萬元,人均綠地面積14.87 m2,建成區綠地覆蓋率42.85%。

2 土地利用效益評價方法

2.1 評價指標體系的構建

土地利用效益評價是一個復合型評價系統[8]。評價指標體系的構建,既要反映出土地利用效益的高低,還要兼顧低碳生態城市的特性,體現其低碳性、可持續性與和諧共生性。參照《中國低碳生態城市指標體系》,結合石家莊市實際情況,從經濟、社會、生態三方面選取了16個評價指標[6],指標數據來源為《石家莊統計年鑒》(2012—2021年)。

經濟指標選取了地均固定資產投資、地均社會消費品零售額、地均GDP、地均財政收入、人均地區生產總值和第三產業增加值占GDP比重。其中第三產業對環境的影響很小,經濟效益也很高,能夠反映石家莊產業結構優化水平,考慮到低碳生態城市特性,增加這一指標。

社會效益指標選取了人口密度、人均城市道路面積和城鄉收入比、萬人擁有公共交通數量和人均糧食生產量。其中乘坐公共交通出行是低碳出行方式之一,該指標一方面反映石家莊市交通設施水平,另一方面反映城市居民選擇低碳出行的便利性。人均糧食產量反映石家莊的糧食供給能力,是低碳生態城市社會和諧因素的重要指標。

生態效益指標選取人均綠地面積、建成區綠化覆蓋率、地均工業廢氣排放、地均工業固體廢物產生量和單位GDP能耗。其中單位GDP能耗反映經濟發展對能源的依賴程度,體現節能降耗成效,突出低碳生態城市的特性。

2.2 權重的確定

特爾菲法確定權重采用兩輪征詢。第一輪征詢主要檢驗因素因子體系是否符合實際,然后確定各因素因子的權重變化范圍;第二輪征詢是在第一輪權重測定意見征詢結果的基礎上,根據總體意見的傾向和分散程度修改前一輪的評估意見。對各專家第二輪權重測定結果再次進行數理統計分析,確定因素因子的權重值,見表1。

表1 基于低碳生態城市視角的土地利用效益評價指標體系及權重值表

2.3 數據標準化處理

為了使數據可以相互計算分析對比,保證計算結果的可對比性,對數據進行無量綱化處理。數據指標有正負屬性,正負屬性的確定是根據指標數值對土地利用效益的影響確定的,計算方法為:

正向指標:Aij=(Xnm-Xmin)÷(Xmax-Xmin)

逆向指標:Aij=(Xmax-Xnm)÷(Xmax-Xmin)

其中,Aij為經過無量綱標準化后的指標值,數值應該在0和1之間,最劣值是0最優值是1。Xnm為第n年第m項指標的具體數據,Xmax為指標數據中的最大值,Xmin為指標數據中的最小值。

2.4 評價結果

采用加權求和法計算土地利用效益綜合分值[9],即標準化數值乘以對應權重,計算公式如下:

(1)

式中:Fj為第j年的土地利用效益總分值;Aj為標準化數值,Wj為對應的評價指標權重。

運用公式(1)計算2011—2020年各項指標分值,結果見表2、表3。

表2 2011-2020年石家莊市土地利用效益評價分值表

表3 土地利用效益各要素層分值表

3 土地利用效益結果分析

3.1 土地利用綜合效益

由圖1和表2可知,石家莊市土地利用綜合效益分值從2011年的0.169 0提升到2020年的0.659 3,2019年受疫情影響有所下滑外,土地利用綜合效益總體呈現呈逐步上升趨勢。

圖1 石家莊市土地利用效益綜合評價圖

土地利用經濟效益方面,除2020年疫情原因導致有所下滑,其他年份保持穩步增長態勢,而土地利用社會效益和生態效益均呈波動性增長趨勢。

3.2 土地利用經濟效益

由表2和圖2可知,石家莊市土地利用經濟效益一直以持續穩定的速度提升,2020年由于疫情原因經濟效益有所回落。從構成經濟效益要素的經濟發達和經濟持續指標看,石家莊市經濟發達程度呈持續升高狀態,評價分值平均每年增長在0.02以上(表3),主要是石家莊市作為省會城市,經濟發展倍受重視,不斷吸引外來企業投資發展,為城市經濟發達水平注入活力。經濟持續要素指標,除2014、2020年由于人均地區生產總值有所下降而導致該指標下降,其他年份均呈持續增長狀態(圖2)。近年來,石家莊市經濟發展開始更加注重經濟的可持續性,如通過加大科技創新投入、完善科技創新政策,吸引更多的技術性產業聚集的方式,將勞動密集型產業逐漸轉移,部分高耗能、高排放產業退出,實現了產業結構的調整、改造、轉型。石家莊未來要建設低碳生態城市,經濟的持續效益在向良好的方向發展。

圖2 石家莊市土地利用經濟效益評價圖

3.3 土地利用社會效益

如圖3所示,石家莊市土地利用社會效益呈波動性增長趨勢。社會效益主要由社會和諧和社會發展要素組成,社會和諧的三個指標是人均糧食生產量、城鄉收入比和萬人擁有公共交通數量。受到三個指標的影響,社會和諧效益總體呈現波動,特別是2015年由于城鄉收入比增大導致社會效益下降,之后石家莊市政府對城市道路建設和城市公共交通設施進行了大量投入,萬人擁有公共交通數量和人均城市道路面積不斷增長,社會效益逐步提升。表明石家莊在一些基礎設施建設、糧食生產量等方面,暫時還不能全面滿足人口增長的需求。石家莊要建設生態城市,特別需要注意社會和諧效益的影響,要加強基礎設施建設,保護耕地,提高糧食產量,以此來穩定社會和諧效益,使其朝穩定增長的方向發展。從社會發展要素來看,主要包括人均城市道路面積和城市人口密度,2011—2020年這兩個指標均呈波動性增長趨勢,受二者影響,社會發展效益也呈波動性增長。未來要繼續實行人才引進政策,提高城市吸引力,讓社會發展效益得以更快發展。

圖3 石家莊市土地利用社會效益評價圖

3.4 土地利用生態效益

從總體上看,石家莊市土地利用生態效益呈波動性增長趨勢,但起伏較大,如圖4所示。生態效益要素包含了環境友好和節能減排,節能減排方面,2014—2015年由于地均工業廢氣排放量和地均工業固體廢物產生量劇增,使得生態效益分值大幅度下降。2018—2019年人均綠地面積和建成區綠地覆蓋率均減少,導致生態效益小幅下降,之后逐漸提升。從環境友好效益來看,由表3可知,2012年最低,之后逐步上升到2017年的0.064 4,達到最高峰值,隨后下降到2019年的0.019 7,之后快速回升。

以上結果可以看出,不同于土地利用經濟效益與社會效益,土地利用生態效益受政府管控力度影響較大,當管控比較嚴格時,生態效益出現上漲,但管控力度降低時,生態環境的問題又逐漸暴露出來,造成生態效益的下降,從而也影響到土地利用綜合效益。因此,石家莊在未來建設低碳生態城市過程中,必須重視生態效益問題,注重經濟增長與生態環境之間的協調關系。引導產業向低消耗、高效益方向發展,促進節能減排效益的增長。

4 結論

本文選取能夠反映低碳生態城市的土地利用效益評價指標,將低碳生態理念融入到土地利用效益評價中,構建了基于低碳生態城市的評價指標體系,評價指標體系不僅要反映土地利用效益的程度,還要體現其低碳性、可持續性和共生性。通過對石家莊市土地利用效益進行評價,結果顯示:①2011—2020年,石家莊市土地利用綜合效益整體呈上升趨勢;②2011—2019年石家莊市經濟效益持續穩定增長,2020年由于新冠疫情經濟效益有所下降;③土地利用社會效益呈波動性增長趨勢;④受政府管控力度影響,石家莊市土地利用生態效益起伏較大。

由于基于低碳生態城市的土地利用效益評價研究還不成熟,本文對于評價指標的選擇具有一定的局限性。影響低碳生態城市及土地利用效益的指標很多,如何科學合理地選擇評價指標體系,使評價結果更加科學合理,需要今后進一步完善和探討。