根据熵的定义,可以确定评价指标的熵为:
式(5)中,
通过以上计算,最终得到20项指标的信息熵和权重值(表2).
表2生态文明各指标信息熵及权重
4.生态文明发展水平比较
4.12006年生态文明发展水平
2006年重庆市三峡库区生态文明发展水平整体较低(表3),且区域间数值差距较小,处于生态文明建设低水平状态.2006年重庆市三峡库区生态文明指数平均值为0.135,数值较高的巫溪和武隆分别为0.213和0.206,其他20个区县则都处于0.095~0.184之间,数值最低的江北仅为0.095.本文运用ArcGIS10.5软件的自然断点分级法将库区各区县数据分为3级,其中生态文明指数相对较高的区县为武隆、石柱、巫溪、巫山,占总区县数的18.18%;渝中、丰都、涪陵等8个区县生态文明指数中等,占总区县数的36.36%;云阳、北碚、江北等10个区县生态文明指数相对较低,占总区县数的45.46%.
表32006年各区县指标标准化值及生态文明指数
在空间分布上,2006年重庆三峡库区生态文明发展水平(图2-a)高低集聚空间特征明显,且整体格局均衡.高值区(0.156~0.213)主要在重庆三峡库区东北部的巫溪、巫山等大巴山边缘和库区西南部的武隆、石柱等武陵山边缘地区,2006年这些区域生态环境较好,人口较少,特别是森林覆盖率、人均水资源拥有量、人均林地面积等指标数值较高.低值区(0.095~0.121)则主要分布在除渝中以外的主城区及周边区县,这些区域经过大规模的城市化和工业化,自然环境水平较低,特别是SO2,NO2等污染严重,同时粗放式工业生产使单位面积产业产出值、人均地区生产总值等指标数值不高,2006年处于低值集聚状态
4.22016年生态文明发展水平
2016年重庆市三峡库区生态文明发展水平整体较高(表4),生态文明指数大幅提升,生态文明建设初见成效,但区域间数值差距较大.2016年重庆市三峡库区生态文明指数平均值为0.413,数值较高的渝中达0.603,其他区县处于0.338~0.582之间,数值最低的开州为0.338.采用自然断点分级法将2016年各区县数据分为3级,其中生态文明指数较高的区县为渝中、武隆、石柱、巫溪,占总区县数的18.18%;江北、巫山、九龙坡、沙坪坝、奉节等5个区县生态文明指数中等,占总区县数的22.73%;南岸、大渡口、开州等13个区县生态文明指数相对较低,占总区县数的59.09%.
表4 2016年各区县指标标准化值及生态文明指数
在空间分布上,2016年重庆市三峡库区生态文明发展水平(图2-b)集聚现象同样突出,且数值整体较高,但由于高低值间数值相对差距拉大,使低值区域面积不断扩大,而高值区面积相对缩小.高值区(0.448~0.603)除了巫溪、武隆、石柱等传统生态优势区域外,出现了以渝中为集聚中心的主城高值集聚区;低值区(0.338~0.390)则主要分布在主城外围区县及重庆市三峡库区长江以北的大片区域.这主要是由于主城等区域近年来大力开展生态文明建设,并进行产业升级转型,生态环境指标数值有所提高,同时单位地区生产总值能耗、单位地区生产总值用水量等负向指标大幅降低,单位面积产业产出值等正向生态经济指标出现了大幅提升.
图2重庆三峡库区生态文明发展水平评价结果
4.3生态文明发展水平时空格局演化
从数量演化角度来看(表3,表4),2006-2016年,重庆市三峡库区各区县生态文明发展水平整体出现大幅提高,但主城区提升幅度大于其他区域,区域差距相对增大.生态文明指数平均值由2006年的0.135增长到了2016年的0.413,增长量为0.278,增幅高达205.93%.其中,增长量最大的为渝中,增长了0.449;最小的为丰都,增长了0.219.增幅最高的为江北,相对增长率高达370.53%;增幅最低的为武隆,相对增长率为150.49%.这主要是由于近几年重庆市稳步推进生态文明建设,加强生态保护修复,优化产业结构,发展循环经济,使重庆市三峡库区生态文明建设整体水平显著提高.由于主城区在解决突出环境问题的同时生态经济发展迅速,从而生态文明指数增幅最大,而其他区域,特别是重庆三峡库区东北部和东南部的山地区域,除了自然本底条件较好外,其他方面增幅相对较缓,生态文化建设落后,当地居民的生产和生活水平还有待提高.从空间演化格局角度来看(图2),重庆市三峡库区生态文明发展水平高低集聚格局基本稳定,但以生态经济为主导优势的新型高值集聚区正在形成.近10年重庆市三峡库区生态文明建设基本形成了以巫溪、巫山为集聚中心的库区东北部集聚区,以石柱、武隆为集聚中心的库区东南部集聚区,以及正在不断形成的以渝中为集聚中心的主城高值区.其他区域生态文明指数也取得了大幅提升,但由于生态文明指数数值相对差距较大,同时本文采用ArcGIS10.5软件的自然断点分级法,使得其他广大区域,特别是长江以北生态文明建设速度较缓的大片区域成为低值集聚区,这些区域主要存在生态文明制度体系建设相对落后、外部资金投入较少、人口大量外流、当地经济发展水平较低、居民生活环境品质较低等问题.
5.总结与讨论
1)重庆市三峡库区生态文明发展水平数量演化既呈整体性,又呈区域差异性.近10年来随着重庆市三峡库区生态文明建设的不断推进,各区县生态文明指数整体出现大幅提高,但由于各区县自身资源条件和政策措施的差异,生态文明发展水平增长速度呈现明显的区域差异性.2006-2016年,重庆市三峡库区生态文明指数均值由0.135增长到了0.413,相对增长率达205.93%.其中,渝中、江北、大渡口等主城区增幅较大,而长寿、开州、武隆等区县增幅相对较小.近10年来,渝中、大渡口等主城各区县基本完成了产业的转型升级,经济发展质量和水平提高,全年优良天数增多,水资源污染和空气污染也得到大幅改善,同时生态文明教育和宣传体系进一步完善,生态文明发展优势明显;长寿、开州、武隆等区县生态环境基础相对较好,但由于水土流失和土地石漠化严重,生态环境修复任务依然艰巨,同时产业相对落后,特别是长寿重工业的发展使区域SO2,NO2,PM10等污染物浓度相对较高,单位地区生产总值能耗和水耗较高,因此生态文明建设水平增长速度相对较慢.
2)重庆市三峡库区生态文明发展水平空间格局演化既有继承性,又有分异性.从2006年到2016年,重庆市三峡库区生态文明发展水平高低集聚分异格局在继承库区东北部和东南部传统高值集聚区的同时,开始出现以渝中为中心的主城新型高值集聚区.其中,以巫溪、巫山为中心的库区东北部和以武隆、石柱为中心的库区东南部各区县自然本底条件优势明显,但环境监管和生态文明制度建设滞后,资源利用效率较低,产业生态化和生态产业化还有很大提升空间,特别是发展生态旅游和山地特色产业潜力巨大,同时生态文化和生态生活亟待丰富;以渝中为中心的主城新型高值区,在保持生态产业优势的同时,还需进一步加强污染物排放管理,积极实施财税和市场激励政策,搭建第三方污染治理平台,继续完善公众参与和监督机制;而处于长江以北的长寿、忠县、万州、开州、云阳等大片低值区生态环境脆弱,污染治理和生态修复较慢,近年来又引进了一些工业企业,循环经济发展尚未形成,绿色转型面临诸多困难,生态环境安全保障压力大,生态环境质量继续改善的难度增大,再加上生态环境治理是一项长期的、复杂的工作,近年来的各项努力虽然使生态环境质量有所改善,但与重庆市三峡库区其他区县相比,生态文明发展水平仍然较低.
本文从生态环境、生态经济、生态生活、生态制度、生态文化5个方面选取20项指标建立了重庆市三峡库区县域生态文明评价指标体系,运用熵权法和多因子加权法计算各区县生态文明指数,并进一步分析了近10年来重庆市三峡库区生态文明发展水平的时空演化特征,初步揭示了库区各区县在生态保护与经济社会发展中的矛盾和短板,对于采取有针对性的措施加快推进三峡库区县域生态文明建设有一定的参考指导价值,对于西南山区类似区域生态文明建设也有借鉴作用.但与此同时,依然还存在一些问题值得改进,例如指标体系的构建还不够完善,特别是生态生活、生态文化、生态制度方面的指标涵盖面太窄,指标数据的获取和量化还存在困难;在评价的时间尺度上,如果进一步增加时间断面,可以更加准确地反映重庆市三峡库区生态文明发展水平的时空演化特征.这些问题有待今后进一步深入研究,但对整体评价结果不会有重大颠覆.
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文章来源:《西南大学学报(自然科学版)》
作者简介:张贤(1995-),女,硕士研究生,主要从事资源环境遥感与GIS应用方面的研究.
通信作者:苏维词,研究员.
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