生态宜居城市建设指标与评价方法_以天津市为例
生态宜居城市建设指标与评价方法
———以天津市为例
1，2张雪花，雷
11，2
喆，张宏伟
*
(1．天津工业大学环境经济研究所，天津300387;2．天津大学环境科学与工程学院，天津300072)
摘要:将定量指标与定性指标融为一体，从城市经济、文化教育、基础设施、生态环境和社会保障5个方面，构建生并整合层次分析法(AHP)和风玫瑰图法，进行生态宜居化程度综合评价与分析。以天津市为例态宜居城市指标体系，
进行研究，结果显示本文所建立的指标体系能够客观地反映城市的生态宜居建设情况，并能根据评价结果分析出城市的发展潜力与存在的不足，对于生态城市建设实践具有一定的科学指导作用。
关键词:生态宜居城市;指标体系;层次分析法;风玫瑰图法中图分类号:X82
文献标识码:A
文章编号:(K)12088(原1002－1264)(2012)01－0018－04
IndexandEvaluationMethodofEco-livableCity
———ACaseofTianjin，China
2
ZHANGXue-hua1，，LEIZhe1，ZHANGHong-wei1，2
(1．DepartmentofEnvironmentalEconomics，TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300387，China;2．SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)
Abstract:Aneco-livablecity'indicatorsystemwasconstructedwithquantitativeandqualitativeindicesfromfiveaspects，suchascityeconomy，cultures＆education，infrastructure，ecologicalenvironmentandsocialsecurity．Thenanalytichierarchyprocess(AHP)andwindrosediagrammethodwereappliedtoevaluateandanalysetheeco-livabledegreeofcity．Tianjinwaschosenasacasestudy．Theresultsshowedthattheindexsystemestablishedinthispapercouldobjectivelyreflectthedegreeofeco-livablecityconstruction．Furthermore，thecity＇sdevelopmentpotentialanditsshortcomingscouldbeidentifiedaccordingtotheevaluationresults，andtheindexsystemhadsomescientificguidancefortheeco-cityconstructionpractice
Keywords:eco-livablecity;indicatorsystem;analytichierarchyprocess;windrosediagrammethod
随着世界经济的进一步发展，污染的加剧和人地关系的恶化，可持续发展思想逐渐成为全人类的共识，建设生态宜居城市势在必行。生态宜居城市兼具生态城市和宜居城市的两种功效
［1，2］
名称各异、效用不同的关于城市生态性和宜居度的评价模型被开发出来并加以应用，如压力－响应模型人类健康系统评价模型
［4］
［3］
，
，DPSEEA(drivingforce－
，是城市以人为
press－state－express－effect－act)模型［5］等。但以上模型往往只涉及城市生态系统或人居系统的某一方面，关于评价指标的研究显得不够系统，尚未形成大家所认可的较为完整的指标体系。国内已有学者尝试应用系统学方法构建生态城市或宜居城市指标体系
［6，7］
本的生态化建设和发展的结果，其目标是在增进人类福利的同时增进生态福利，实现自然生态系统良性循环、人与人和谐相处、人与自然和谐相处，其具体表现为自然系统结构合理、经济系统功能高效、社会系统文明和谐、社会经济与资源环境协调发展。
1971年联合国教科文组织在“人类聚居地的生态综合研究”计划中提出了“生态城市”这一重要概1976年在温哥华召开首次人类住区大会念。继之，
(HabitatConference)，，成立了“联合国人居中心”开始了广泛的人居环境建设与研究工作。一时间许多
，旨在较为完整地描述城市生态宜居发展水
平。主要有两种角度，一种是从经济、社会、自然3个子系统的分析出发构建的指标体系，这类指标体系的应用较广泛，例如原国家环保总局所制定的《生态县、(2003年制定，2008年修生态市、生态省建设指标》订);另一种则尝试从城市系统的结构、功能、协调度
*
“全碳效率与绿色经济评价研究”(10YJA790255);天津市科技支撑重点项目“滨海新区生态城市建设基金项目:教育部人文社会科学研究项目
(09ZCGYSF02200);天津市政府决策咨询重点项目
生态建设和环境保护方面的指标，又有反映经济发展和社会进步方面的指标。
2)导向性原则:指标体系要具有激励城市进一步增强科学发展意识和发展能力的导向和引领作用。
3)可操作性原则:指标选择要具有代表性，同时兼顾数据的可获得性。
4)科学性原则:要确保所采集的指标可量化、可对比，能够客观地反映城市的建设成效。1．2
指标选取方法
本文主要采用统计分析、理论分析和专家咨询3种方法选取指标。
1)统计分析法。通过对现有的生态城市评价指标体系、宜居城市评价指标体系以及生态宜居城市指标体系进行大量地统计分析及民意调查，选取出采用频率较高的指标。
2)理论分析法。通过对生态宜居城市进行深入研究，选取出与生态宜居城市的内涵和特点密切相关的指标。
3)专家咨询法。将上述2种方法选出的指标送交相关专家审查，请专家对指标进行修改补充，最后综合考虑指标的独立性和数据可得性，确定出最终的指标。1．3
指标体系构建
基于以上方法，我们最终选取出了50个生态宜居城市评价指标，其中包含了37个定量指标和13个定性指标，具体见表1。
来考虑构建指标体系，但现有研究或是在功能和协调度指标中混有结构指标价
［9］
［8］
，或只是关于协调度的评
，或者将城市的宜居性与生态性分别进行研，分别研究难免有所侧重、有所空缺。生态城
究
［10，11］
市研究着力体现的是城市社会经济与自然环境的协调，指标较多侧重于生态环境保护方面，对于文化教育和社会保障指标涉及较少，基础设施指标也容易将交通、通讯等方面的信息忽略。宜居城市研究则更强调人居的舒适性与便捷性，文化教育和社会保障方面涵盖较为全面，但经济系统的资源环境利用效率指标较少，生态环境指标也没有从水、气、声、渣4个方面进行系统地研究与考评。没有生态性，宜人宜居将无法得以持续;抛弃了宜人宜居的生态建设便失去了目需要开发一套较为完整的生态宜居标与方向。因此，
综合指标来全面客观地评价城市的生态宜居建设效果。目前关于生态宜居的综合性研究较多集中于基本内涵与建设理念层面，关于指标体系的系统研究较少，定量化研究就更少。鉴于此，本文应用系统学方法，综合考虑城市生态性和宜居性两方面需求，交叉融合，参考谢华生等
［12］
设计的生态宜居指标体系框
架，从经济发展、生态环境、社会保障、文化教育、基础设施5个方面构建生态宜居评价指标体系;并在国内外已有的生态城市和宜居城市指标研究的基础上，结合我国城市发展具体情况，筛选确定指标标准值。
另一方面，生态宜居评价是涉及多个子系统、多个子目标的综合评价，是否能够科学地测算综合评价指数将直接影响评价结论的正确性。目前大多数文献
［3，8，9］
2生态宜居城市评价方法
本文选取层次分析法(AnalyticHierarchyProcess，
采用的是加权线性求和模型进行综合指数测
2．1
算，这种算法短边因素对宜居指数的影响会被长边因素的贡献所综合，各个子系统协调发展与和谐程度无法得到反映。实践中，短边因素对城市生态宜居水平的影响有时是巨大的，是无法用长边因素简单弥补的。子系统的不协调，将导致系统整体效率下降、功能受限。鉴于此，本文以均衡发展论和协调论为指导，采用风玫瑰图法进行生态宜居水平综合指数测算与分析，这样既可以测评城市生态宜居水平，还可以指出城市发展中的不足，为综合决策提供科学依据。
AHP)对生态宜居城市指标体系进行分析。
数据采集及标准化处理定量指标
(1)(2)(3)
指标值数值越大越好时:Pi=(Ci－Si)/(Si－Cmin)指标值数值越小越好时:Pi=(Si－Ci)/(Cmax－Si)当指标标准值为100%时:Pi=1－(Si－Ci)/max(Si－Ci)
其中:Pi为指标数值的标准化值;Si为指标的标准值;Ci为指标的实际值;Cmax为指标实际值可选范围中的最大值;Cmin为指标实际值可选范围中的最小值。2．1．2
定性指标
将调查问卷进行统计，算出每项指标的算术平均值，再进行标准化处理。2．1．1
1
1．1
指标体系构建
构建原则
指标体系的构建遵循系统性、导向性、可操作性
和科学性4项基本原则。
1)系统性原则:指标体系要完整全面，既有反映
20
表1
目标层准则层
天津市生态宜居城市评价指标体系
指标层
指标名称人均GDP
经济实力经济发展
人均财政收入农民年人均纯收入
单位万元万元万元
标准值≥5．0≥1．2≥1．1≥2．5＜40≥45≥26－
天津市的实际值6．31．51．12．1383829．890．48110．84320．033381000．370．630．650．[***********]．550．510．590．[***********]5307100580．68804．30．540．57803．60．5590900．79
城市环境与城市生态25卷1期2012年
＊＊是衡量一个城市社会发展、城市基础建设水平及生态安全的重要指标。城市生命线系统包括:供水线路、供电线路、供热线路、供气线路、交通线路、消防系统、医疗应急救援系统、地震等自然灾害应急救援系统。完好率最高为1，前4项以事故发生率计算，每条生命线每年发100次以上扣0．3，1000次以上为0;交通线路每年生10次以上扣0．1，
发生交通事故死亡5人以上扣0．1，死亡10人扣0．3，死亡30人以上扣0．5，死亡50人以上则为0。后3项以是否建立了应急救援系统为准，若已建立则为1，未建立则为0。
城镇居民年人均可支配收入万元
%恩格尔系数经济
结构
第三产业占全市GDP比例
人均住房面积物价及消费水平*社会劳动生产率单位GDP能耗(标准煤)
单位GDP水耗
%%－
2．2
指标权重的确定1)指标层权重
经济效率教育结构
万元/人≥5t/万元≤0．85
m3/万元≤100
万人拥有公共图书馆数个≥0．05
万人在校大学生人≥350学龄儿童入学率科教投资占GDP的比重
体育娱乐文化*
商品服务
*
*
对于指标层的50项指标，考虑到指标数量过多，各指标间权重数值差距过小，差别甚微，因此本文采取等权法。
2)准则层权重
对于准则层中的13项准则指标，本文采取层次
11
分析法和德菲尔法对其权重进行确定。即Wi=(W1，W1W1W1W1W1W1W1W1W1W1W1W12，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13)。
3)子目标层权重
目标层中5个子目标的权重由各自包含的准则层指标权重相加得到。2．3
准则层指标得分计算
由于指标层采取的是等权重，因此各准则层指标值(V)由其包含的指标层中指标的算术平均值得到，计算公式如下:
V=(ΣSi)/m
i=lm
文化教育
%%－－－%%%%%m－－－－%m2%%%%%
2
≥30≥1．50－－－≥90≥[1**********]≥15－－－－≥35≥12≥9090≥90100100≤50≥290100100－≥75≥4．5－－100≤4．0－100≥80－
教育质量
教育重视程度燃气普及率
生活设施基础设施
公共设施
采暖地区集中供热普及率
自来水普及率有线电视入户率因特网入户率城镇人均拥有道路面积
道路网络质量
*
*
城区公共交通质量通讯基础设施质量
绿化覆盖率
地区和国际交通质量*
*
绿化水平
(4)
城镇人均公共绿地面积城镇污水集中处理率城镇生活垃圾无害化处理率工业固体废物处置利用率工业废水排放达标率机动车环保定期检查率
其中:V为某准则层指标的数值;Si为指标层指标的数值;m为该指标层指标项数。2．4
子目标层指标得分计算
用所得的准则层指标数值乘以各自的权重后进行加和，得到目标层各子目标的指数值(U)，计算公式如下:
U=Σw'i－Vt
i=ln
生
态环境保护
污染治理
dB城区噪音平均值
空气质量达到或好于II级的天数天环境
集中式饮用水源水质达标率%质量
近岸海域功能区水质达标率%
－外来者不适度*
人均寿命
医疗服务
千人拥有病床数公共医疗服务*个人医疗服务*
社会保障覆盖率登记失业率生活压力*
刑事案件破案率城市生命线完整率
＊＊
(5)
岁张－－%%－%%－
其中:U为目标层某个子目标的指标得分值;n为某子目标所对应的准则层准则指标的个数;w'i为第i个准则指标指标的权重;Vi第i个准则指标数值。2．5
生态宜居综合指数得分计算
采用风玫瑰多边形图示法加以计算和分析。具体方法是以5个子目标层等级分数满分值为半径构成一个中心等边五边形，各类指标等级分数连线构成一个不规则的五边形，分析五边形的形状，确定待评估城市的5个子目标哪个相对不足，找出城市建设过程中的缺陷，有的放矢地确定进一步的建设方案。风玫瑰综合评价指数应用多边形面积计算公式得到。
社会保障
社会福利公共安全
犯罪及恐怖主义*
注:*此类为定性指标，通过问卷调查进行评分，并不设定明确的3代表讨厌，5代表不舒服，7代表指标值。评分标准:1代表无法忍受，
9代表满意;2、4、6、8则代表介于2个等级之间的满意程度。可接受，
张雪花，等生态宜居城市建设指标与评价方法
21
障相比，经济、文化教育和基础设施3项的差距还比
较大，影响了综合评价指数的提高。这说明天津市在这3个方面还有很大的提升空间，特别是经济发展方面。在滨海新区开发开放的带动下，天津市整体经济“十二五”水平有望在期间有一个飞跃，生态宜居城市建设也需要这个飞跃
。
3实例研究
以天津市为例，应用上述指标体系与评价方法，进行生态宜居建设水平评价与分析，根据相关统计资料，经过问卷调查和专家咨询，天津市的实际指标值如表1所示。3．1
准则层权重
对于准则层中的13个指标，采取层次分析法和德菲尔法对其权重进行确定。过程如下:
1)通过德菲尔法得到准则层各指标相互重要性数值;
2)建立判断矩阵并求出最大特征值和特征向量;Λmax=14．317
W10．04，0．026，0．039，0．07，0．05，i=(0．034，
0．069，0．096，0．1，0．128，0．117，0．103，0．13)
3)一致性检验。
由一致性检验公式得到
CI
CR==0．07＜0．01，通过一致性检验。
RI即准则层中13项指标的权重分别为0．034，0．04，0．026，0．039，0．07，0．05，0．069，0．096，0．1，0．128，0．117，0．103，0．13。3．2
子目标层权重
子目标层中5个指标的权重由各自包含的准则
图1风玫瑰分析图
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作者简介:张雪花(1967－)，女，河北秦皇岛人，博士，教授，天津工业大学环境经济研究所所长，研究方向为环境规划与管理，已发表论文50余篇。
层指标权重相加得到，计算结果如下:
经济发展:0．10;文化教育:0．10;基础设施:0．12;生态环境:0．33;社会保障:0．35。3．3
生态宜居综合指数计算及分析各子目标层得分情况如下:
经济发展:0．05;文化教育:0．06;基础设施:0．08;生态环境:0．27;社会保障:0．29。
基于风玫瑰图法的生态宜居综合指数为0．78。参照国内外综合指数的分级方法，本文编制了一个简单的城市生态宜居性水平分级，即:综合指数在0．7至1之间时城市生态宜居性为良好;综合指数在0．35至0．7之间时城市的生态宜居性为中等，综合指数小于0．35时城市的生态宜居性较差。对照以上分级标准可知，天津市已经进入生态宜居性良好的行列。
对各子目标进行风玫瑰分析，结果如图1所示。
由图1可知，风玫瑰图中的5个方向都达到了理想水平的50%之上，这说明天津市的生态宜居建设较为均衡，不存在明显的短边。但与生态环境和社会保