美丽湖北建设时空效应研究.pdf
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1、湖北农业科学2023 年收稿日期:2021-11-15基金项目:国家自然科学基金项目(71673258)作者简介:李晓玲(1997-),女,湖南郴州人,硕士,主要从事区域发展研究,(电话)15274565135(电子信箱);通信作者,温彦平(1974-),女,山西兴县人,副教授,博士,主要从事城市创新发展研究,(电话)13810034357(电子信箱)。2007 年,党的十七大报告提出建设生态文明,要求基本形成资源节约、环境友好的产业结构、消费方式与增长模式,即转经济、调结构,走生态经济之路。2012年,党的十八大报告中首次出现“美丽中国”。2015年十八届五中全会上,“美丽中国”被纳入“十三
2、五”规划,规划将生态文明建设放至突出地位,确保 2035年基本实现美丽中国目标,生态环境质量根本好转。历年来,湖北省在建设美丽中国的道路上成效显著。2010年 7月,湖北省被确定为全国低碳试点省,2011年成为中国首批碳交易试点1。2013年,湖北省纳入生态建设试点,到 2014年湖北省生态建设规划纲要(20142030 年)正式发布。2015年,湖北省通过 湖北省生态建设计划纲要,全面推进生态省建设。2017年发布 省人民政府办公厅关于成立湖北省“四个三重大生态工程”建设领导小组及指挥部的通知,提出用 3年时间推进“厕美丽湖北建设时空效应研究李晓玲,温彦平,蒋宇翔(中国地质大学(武汉)地理与
3、信息工程学院/区域生态过程与环境演变湖北省重点实验室,武汉430074)摘要:基于湖北省17个市州20142018年5年间17个指标构建的美丽湖北指标体系,分析美丽湖北建设的时空演变规律。利用熵值法确定各指标权重,分析各市州数值的时间变化情况,再采用自然间断点法将各市州的美丽湖北建设水平分级。结果表明,时间尺度上,各市州各类指数均有提高,最低值的提升速度快于最高值;空间尺度上,美丽湖北指数的分级水平有明显提高,各地区美丽湖北建设水平向第三级别聚集趋势明显。最后根据研究结论从政府、企业及个人3方面为进一步建设美丽湖北提出建议。关键词:时间演变;空间分异;可持续发展;美丽湖北中图分类号:X321文
4、献标识码:A文章编号:0439-8114(2023)07-0182-08DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2023.07.031开放科学(资源服务)标识码(OSID):Study on the space-time effect of construction in beautiful HubeiLI Xiao-ling,WEN Yan-ping,JIANG Yu-xiang(Key Laboratory of Regional Ecology and Environmental Change in Hubei Province,School of Geography
5、 and Information Engineering,ChinaUniversity of Geosciences(Wuhan),Wuhan 430074,China)Abstract:Based on the beautiful Hubei index system constructed by 17 indexes of 17 cities and prefectures in Hubei Province from2014 to 2018,the temporal and spatial evolution law of beautiful Hubei construction wa
6、s analyzed.The entropy method was used to determine the weight of each index,the time change of the value of each city and prefectures was analyzed,and then the construction level of beautiful Hubei in each city and prefectures was classified by using the natural discontinuous point method.The resul
7、ts showedthat on the time scale,all kinds of indices in each city and prefectures had been improved,and the minimum value was raised fasterthan the highest value.On the spatial scale,the grading standard of the beautiful Hubei index had been significantly improved,andthe construction level of beauti
8、ful Hubei in various regions had an obvious trend towards the third level.Finally,according to the conclusion of the study,some suggestions from the government,enterprises and individuals were put forward to further build beautiful Hubei.Key words:time evolution;spatial differentiation;sustainable d
9、evelopment;beautiful Hubei第 62 卷第 7 期2023 年 7 月湖北农业科学Hubei Agricultural SciencesVol.62 No.7Jul.,2023李晓玲,温彦平,蒋宇翔.美丽湖北建设时空效应研究 J.湖北农业科学,2023,62(7):182-189第 7 期所革命、精准灭荒、乡镇生活污水治理和城乡生活垃圾无害化处理4项重大生态工程。2018年湖北省政府印发 湖北省城乡生活垃圾无害化处理全达标三年行动实施方案。2014年是湖北省生态省建设的起始年,20142018年5年间,湖北省生态建设成效显著的同时,如何系统评价生态建设水平成为学者们的研
10、究方向。因此,本研究拟从社会生态系统良好循环视角,结合2020年国家发展和改革委员会提出的美丽中国评价指标体系探析美丽湖北建设的时空状况,为建设美丽湖北开拓新的视野。1美丽中国概述1987 年,布伦特兰在世界环境与发展委员会(WCED)中,明确了可持续发展为既能满足当代人需求,又不对后代满足其需求的能力构成威胁的发展2。该概念本质是在经济发展和环境生态间寻找一动态平衡点3,需衡量可持续发展的生态基础、发展经济推力下的可持续性及生态系统完整性4。可持续发展与城市化进程密切相关,1972年,联合国教科文组织制定“人与生物圈计划”,最早提出生态城市5。其根据生态学原理而建立,内部的社会、经济与自然协
11、调发展,能源、资源高效利用,环境质量及居民健康获最大限度保护,是面向未来的6。该类城市需考虑城乡结构、交通规划及废物利用7方面。在结合地理要素实现可持续发展的方法探索上,Pascual等8认为规划和实施可持续发展方法需要了解一个区域提供的生态系统服务以及如何应对管理选择或其他变革驱动因素变化。生态文明建设关乎中华民族永续发展,实现高质量经济增长、解决经济发展产生环境污染问题需绿色发展。中国先后历经了由“无序发展-黑色发展-循环发展-可持续发展”的演变,目前正逐步向绿色发展转型9。建设美丽中国即是中国积极实行发展转型的举措。美丽中国的理念来源包括中国共产党历代生态思想、马克思恩格斯的生态观、中西
12、方优秀文化中的生态思想等方面10。美丽中国关注的是人,人人和睦且丰衣足食,安居乐业,即美丽中国11。其内涵包括人与自然共生、经济与社会协调发展、生态建设、城乡一体化等。此外,美丽中国内涵已从单一向多元层面加深12。周琳13提出以马克思恩格斯生态观为指导,人与自然共生为逻辑,对美好生活的向往为标尺,将生态建设放至长远发展规划。关于美丽中国评估指标体系,陈明星等14认为美丽中国建设要根据不同尺度目标和地域特色,构建差异化的评估指标体系。胡宗义等15从经济、社会环境、教育等六维度评价了12年间的美丽中国建设水平。方创琳等16用经济、社会、文化等五维度评价了全国地级行政区美丽中国的各专项及综合建设水平
13、。2020年3月,国家发展和改革委员会发布的评估方案确定了美丽中国评估指标体系。综上所述,建设美丽中国是以实现地区的可持续发展为目标,建设生态城市提升生态运行功能与经济社会发展质量的过程;评估指标体系上,学者们提出了较为一致的评估指标体系,最新的美丽中国评估体系是在原指标体系上的继承与发展;研究尺度上,主要是全国尺度或选择典型城市进行研究,以省为尺度的研究较少。研究过程中,除对评估指标体系的构建及建设水平的评估外,还结合社会生态系统提出了建议。通过研究美丽湖北建设水平的时间演变与空间分异规律,分析各类指标对美丽湖北建设的影响程度,从政府、企业、个人 3方面提出美丽湖北建设措施,对提高美丽湖北建
14、设水平具有现实意义。2研究区域及数据来源湖北省居中国中部,简称鄂,国土面积18.59万km2,常住人口5 851.5万人,内有13个地级行政区、1个自治州、3个省直辖县级市。湖北省地势三面多高山,中间为平原。湖泊众多,拥有丰富的水资源、水能资源、生物资源。但缺乏足够的油、气及煤等能源。研究数据来源于 20142018 年湖北省及各市统计年鉴、湖北水土保持公报 水资源公报 环境质量状况公报 中华人民共和国国家标准。因部分指标数据不全,采用平均值进行补充。3框架体系构建与研究方法3.1研究框架建设美丽中国是为了实现人与自然和谐发展,即原本的生态系统在加入人类活动后仍能保障社会生态系统的合理运行。图
15、 1中,人类对五大圈层的影响分别体现在空气污染、水体污染、生物灾害、土壤污染及地质灾害。该系统是各圈层相互联系的整体,人类活动对每个圈层的变化都将以正反馈的形式影响其他圈层,最终影响整个系统循环发展的质量。与此对应,建设美丽中国则围绕空气清新、水体洁净、土壤安全、生态良好及人民整洁 5方面进行。研究结合美丽湖北的建设水平评价,分析 20142018年在人类活动影响下生态系统各圈层的时空变化情况,提出相关建议,最终实现社会生态系统功能恢复及5个圈层良好循环。李晓玲等:美丽湖北建设时空效应研究183湖北农业科学2023 年3.2指标体系框架2020 年国家发展和改革委员会印发的方案提出美丽中国评估
16、体系,由空气、水体、土壤、生态及人居5个层面22个指标构成。在此基础上产生美丽湖北指标体系框架,该体系由 5类一级指标及其下 17个二级指标构成,见表1。表1美丽湖北指标体系一级指标空气清新(0.099 6)水体洁净(0.167 9)土壤安全(0.202 2)生态良好(0.417 8)人居整洁(0.112 5)二级指标地级市细颗粒物浓度/g/m3地级市可吸入颗粒物浓度/g/m3空气优良天数百分率/%地表水水质优良比例/%地表水劣类水体比例/%集中式饮用水源地水质达标率/%农用化肥施用量/kg农药使用量/kg农用塑料薄膜使用量/kg森林覆盖率/%湿地面积占省国土面积比/%各市水土流失率/%自然保
17、护地面积占省国土面积比/%各市国家重点保护野生植物数/种各市生活污水集中收集率/%生活垃圾无害化处理率/%人均绿地面积/m2权重0.030 80.028 60.040 20.049 20.098 80.019 90.062 00.064 80.075 40.084 80.080 90.084 60.062 30.105 20.013 50.050 10.048 9排序14151311216976354811710123.3研究方法基于以上评估体系,用熵值法确定指标权重,得到湖北省各市州 5类指标的专项指数及排名,分析其时间演变情况。利用自然间断点法,将计算结果分级,对美丽湖北建设水平进行评价。
18、熵值法具体步骤如下。设有a个年份,b个地级市,p个指标,则n=a b,原始数据形成的矩阵X=(xij)n p,i=1,2,n;j=1,2,p;n=517,p=17。1)标准化处理。正向指标:xij=xij-xjminxjmax-xjmin(1)负向指标:xij=xjmax-xijxjmax-xjmin(2)式中,xij为第i个单位第j个指标标准化结果,xij为其原数据值。2)定义标准化。yij=xiji=1nxij(3)3)计算指标熵值(e)。ej=-1lnni=1nyijlnyij(4)其中ej 0。4)计算第j个指标的差异系数(gj)。gj=1-ej(5)5)计算指标权重(j)。j=gjj
19、=1pgj(6)6)计算各目标得分(Sij)。Sij=j yij(7)社会生态系统功能恢复鼓励自下而上社区管理节能减耗政策制定行政监督产业转型产品提质政府企业个人节能环保增强责任意识社会生态系统功能增强人类活动空气污染水体污染土壤污染生物灾害地质灾害社会生态系统功能下降+-人类活动大气圈生物圈土壤圈水圈岩石圈社会生态系统运行良好图1社会生态系统可持续发展184第 7 期4美丽湖北建设水平评价4.1美丽湖北指标权重结果分析如表1所示,除生态良好指标权重较高外,其余4类评价指标权重较小。生态良好指标权重最高,为0.417 8,其次是土壤安全指标,权重为0.202 2,后为水体洁净指标,权重为 0.
20、167 9,第四位和第五位分别为人居整洁及空气清新,权重分别为0.112 5和0.099 6。生态良好指标权重较大,是由于神农架、恩施以及十堰位于西部山区,生物资源丰富程度远超中部及东部。其中,国家重点保护野生植物数在17个二级评估指标中最重要。4.2美丽湖北时间演化情况将湖北省 17个市州各类子目标的标准值乘以各自的权重值求和,得出湖北省各市州20142018年 5 类指数的取值范围、平均值及美丽湖北指数(图2)。由图2a可知,空气清新指数提升明显(由0.039上升至0.063,上升62%)且取值范围变化大(20142016年取值范围明显缩小,随后扩大)。该指数多年平均值为 0.052 4,
21、超过平均值的市州仅 6个。从全 国 尺 度 上 看,根 据 国 家 环 境 空 气 质 量 标 准(NAAQS),湖北省应达到二级标准,PM2.5、PM10年限值各为35、70 g/m3(世界卫生组织给出的三级临时目标中的最低标准)。但至 2018年,湖北省年均值分别为47、72 g/m3,仍未达到该标准。由图2b可知,水体洁净指数5年间有明显提升(由0.107上升至0.147,上升37%),该指数最高值保持稳定,最低值从2017年开始明显上升。该指数湖北省均值为0.130 1,有9市高于平均值。总体来看,各市的水体洁净指数围绕平均值分布较均匀。由国家地表水环境质量标准(GB 38382002
22、)可知,湖图220142018年湖北省5类指数及美丽湖北指数的时间演化情况李晓玲等:美丽湖北建设时空效应研究185湖北农业科学2023 年北省 2018 年饮用水水质达标率近 100%,劣 V 类水体比例降至3%。由图 2c 可知,土壤安全指数历年变化小,仅2018年各市州土壤安全指数最低值有提高。土壤安全指数均值为 0.138 9,9市超过该均值。除神农架的指数明显较高外,各市土壤安全指数围绕平均值上下波动。此外,农用地膜国家推荐标准是不小于 0.01 mm,而早期对湖北省典型地区的农膜使用研究表明,地膜厚度为 0.0050.014 mm,农膜均不做回收17。由图2d可知,生态良好指数均值为
23、0.146 3,有9市生态良好指数超平均值。该类指数中,湖北省森林覆盖率权重较大,对比第九次全国森林资源清查(2018年)结果可知,至2018年湖北省森林覆盖率为39.6%,超出全国值72%;2018年水土流失率比全国水土流失率低 38.4%;据湖北省 2018年生态保护红线,自然保护地面积占陆域国土面积比例为22.3%,高出国家值 23.9%;2016 年湖北省湿地保护率达40%,比全国低18.4%。由图 2e 可知,人居整洁指数部分年份(20152016年、20172018年)有明显提升。最高值逐年上升明显,但最低值呈先降低再上升的趋势,2017年人居整洁指数最低值历年最低。湖北省该指数均
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