桂林城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力評價及提升對策

林明明, 王金葉, 林珍銘, 2

(1.桂林理工大學(xué) 旅游與風(fēng)景園林學(xué)院, 廣西 桂林 541006; 2.廣西旅游產(chǎn)業(yè)研究院, 廣西 桂林 541006)

中國城市化率在2019年達(dá)到60.6%, 預(yù)計2030年將達(dá)到70%, 而全球到2050年將有2/3人口生活在城市。城市已成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的引擎, 其可持續(xù)發(fā)展是人類實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。2016年, 在厄瓜多爾基多舉行的聯(lián)合國住房和可持續(xù)城市發(fā)展會議上, 世界各國領(lǐng)導(dǎo)人通過了《新城市議程》, 重點(diǎn)關(guān)注實(shí)現(xiàn)可持續(xù)城市發(fā)展[1]。為落實(shí)2015年聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展峰會通過的《轉(zhuǎn)變我們的世界: 2030年可持續(xù)發(fā)展議程》, 破解經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境三大領(lǐng)域17項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)(Sustainable Development Goals, SDGs)面臨的瓶頸問題, 進(jìn)一步推動地方政府貫徹生態(tài)文明戰(zhàn)略, 2016年國務(wù)院發(fā)布了《中國落實(shí)2030年可持續(xù)發(fā)展議程創(chuàng)新示范區(qū)建設(shè)方案》[2-3]。2018年2月, 國務(wù)院批復(fù)桂林以“景觀資源可持續(xù)利用”為主題, 建設(shè)國家可持續(xù)發(fā)展議程創(chuàng)新示范區(qū)[3]。桂林作為世界著名的風(fēng)景游覽城市和國家歷史文化名城, 成為國家可持續(xù)發(fā)展議程創(chuàng)新示范區(qū)之一, 正面臨著保育脆弱的喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的巨大壓力[2-3]。生態(tài)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展能力建設(shè)與研究一直是桂林城市發(fā)展與建設(shè)的重要內(nèi)容。

基于PSR模型旅游生態(tài)環(huán)境安全評價與診斷研究結(jié)果顯示, 2008—2017年間, 桂林喀斯特世界自然遺產(chǎn)地旅游生態(tài)環(huán)境安全在2012年實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)折, 發(fā)展達(dá)到相對安全的等級, 但總體仍處于生態(tài)環(huán)境壓力較大的階段[4]?；赟D的旅游可持續(xù)發(fā)展仿真研究結(jié)果表明, 在桂林旅游業(yè)可持續(xù)發(fā)展過程中, 同時注重社會經(jīng)濟(jì)、資源環(huán)境和旅游業(yè)績的整體協(xié)調(diào)發(fā)展, 是桂林旅游業(yè)可持續(xù)發(fā)展的理想模式[5]?？沙掷m(xù)發(fā)展評價指標(biāo)體系是客觀診斷可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)狀和問題的有效工具[6]。因此, 構(gòu)建科學(xué)合理可操作性強(qiáng)的評價指標(biāo)體系, 對桂林市可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行評價與診斷, 發(fā)現(xiàn)城市生態(tài)系統(tǒng)存在的問題, 并針對性地提出對策和建議, 能更好地促進(jìn)桂林城市可持續(xù)發(fā)展和旅游業(yè)的可持續(xù)發(fā)展, 具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究區(qū)概況

桂林市位于廣西東北部, 地處湘桂走廊南端, 區(qū)位條件優(yōu)越, 歷來是廣西東北部地區(qū)及桂湘交界地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化和科技中心。桂林市土地面積為27 809 km2, 屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū), 森林資源豐富, 自然保護(hù)區(qū)覆蓋率高達(dá)15.36%, 全市森林覆蓋率為71.62%[7]。桂林喀斯特是中國乃至世界上最優(yōu)美和最壯觀的形態(tài)組合，桂林喀斯特世界自然遺產(chǎn)地得天獨(dú)后的自然風(fēng)光和深厚的歷史文化底蘊(yùn), 使桂林市在國內(nèi)外久負(fù)盛名。2019年，桂林市全年接待國內(nèi)外游客1.38億人次, 比上年增長26.7%; 實(shí)現(xiàn)旅游總消費(fèi)1 874.25億元, 增長35.0%；全市生產(chǎn)總值(GDP)2 105.56億元, 按可比價計算, 比上年增長6.5%, 三次產(chǎn)業(yè)增加值占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重分別為23.1%、22.6%和54.3%；常住人口511.23萬人, 其中城鎮(zhèn)人口260.20萬人, 常住人口城鎮(zhèn)化率為50.90%; 按常住人口計算, 人均地區(qū)生產(chǎn)總值41 294元, 低于全區(qū)平均水平, 該值同比上年增長5.9%[7]。

2 研究方法

當(dāng)前, 可持續(xù)發(fā)展評價主要依托綜合指數(shù)和復(fù)合指標(biāo)體系進(jìn)行評價, 評價指標(biāo)囊括了社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施和制度等城市發(fā)展的多方面[6]。桂林城市可持續(xù)發(fā)展一直受到有關(guān)研究者的關(guān)注, 如運(yùn)用生態(tài)足跡[8]、能值分析[9]等綜合指數(shù)和“旅游經(jīng)濟(jì)生態(tài)”復(fù)合系統(tǒng)評價[10]對桂林城市可持續(xù)發(fā)展能力進(jìn)行研究。這些研究方法側(cè)重點(diǎn)各不相同, 存在一定不足之處, 并在不斷地完善。聯(lián)合國SDGs城市可持續(xù)性評價指標(biāo)體系的提出, 為解決當(dāng)前聯(lián)合國普遍關(guān)注的可持續(xù)發(fā)展問題, 以及現(xiàn)有指標(biāo)體系多樣、兼容性差的問題, 提供了一個可能的解決方案[6]。但是, 目前任何一個國家或者機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)都無法覆蓋聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)(SDGs)的全部232項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展指標(biāo), 存在數(shù)據(jù)可獲得完整性不足的限制。受到數(shù)據(jù)可獲得性的限制, 我國可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系的5個主題中僅包含了41個指標(biāo), 與聯(lián)合國提出的232項(xiàng)指標(biāo)之間仍存在較大的差距[11]?；陟氐某鞘猩鷳B(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力評價方法, 具有較好的數(shù)據(jù)可獲得性, 可操作性強(qiáng), 并能有效地反映城市生態(tài)系統(tǒng)演化方向和可持續(xù)發(fā)展能力水平, 能有效彌補(bǔ)城市可持續(xù)發(fā)展研究中所存在的可持續(xù)發(fā)展對策比較籠統(tǒng)、缺乏針對性的不足[12-18]。因此, 本研究將基于熵的城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力評價方法[12-18], 結(jié)合聯(lián)合國SDG 11可持續(xù)城市和社區(qū)目標(biāo)[6,19], 對桂林城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力進(jìn)行科學(xué)評價與影響因素分析, 提出桂林城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力提升對策, 為桂林市可持續(xù)發(fā)展決策提供科學(xué)依據(jù)。

2.1 基于熵的桂林城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力評價指標(biāo)體系構(gòu)建

城市生態(tài)系統(tǒng)是社會-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)[20], 是多層次、多功能、多因素的動態(tài)人工生態(tài)系統(tǒng)[21], 是典型的人地關(guān)系耦合系統(tǒng)。其中, 城市社會經(jīng)濟(jì)生態(tài)系統(tǒng)是整個城市生態(tài)系統(tǒng)的主體與核心, 具有典型的耗散結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特征。在城市復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論[20]、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展理論[21]和耗散結(jié)構(gòu)系統(tǒng)理論[22]的指導(dǎo)下, 依據(jù)聯(lián)合國SDGs城市可持續(xù)性評價指標(biāo)體系、城市生態(tài)系統(tǒng)演化與可持續(xù)發(fā)展研究成果[12-18]、桂林市的社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境特征, 以及指標(biāo)數(shù)據(jù)的可獲得性和時間連續(xù)性, 構(gòu)建以城市社會經(jīng)濟(jì)生態(tài)系統(tǒng)為主體的桂林城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力評價指標(biāo)體系, 并根據(jù)指標(biāo)信息熵計算出各項(xiàng)指標(biāo)的熵權(quán), 作為指標(biāo)的客觀權(quán)重, 如表1所示。

表1 桂林城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力評價指標(biāo)體系

2.2 基于信息熵的桂林城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力評價模型構(gòu)建

根據(jù)香農(nóng)(Shannon)的信息熵理論(information entropy)和城市生態(tài)系統(tǒng)演化與可持續(xù)發(fā)展研究成果[12-18], 可構(gòu)建桂林城市生態(tài)系統(tǒng)評價指標(biāo)的信息熵和可持續(xù)發(fā)展能力評價模型。

若對桂林城市生態(tài)系統(tǒng)的m個年份n個評價指標(biāo)進(jìn)行評價,Ei是第i項(xiàng)指標(biāo)的信息熵, 則有

(1)

式中:qij(i=1, 2, …,n;j=1, 2, …,m)是指標(biāo)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理的值;qi為第i項(xiàng)指標(biāo)所有年份標(biāo)準(zhǔn)化值的和, 即

基于信息熵構(gòu)建桂林城市生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r相對優(yōu)異性量化評價得分值模型

G=∑QiXi。

(2)

式中:Xi為某年桂林城市生態(tài)系統(tǒng)評價指標(biāo)原始數(shù)據(jù)的歸一化值;Qi為指標(biāo)信息熵所確定的該指標(biāo)的權(quán)重(表1), 即指標(biāo)熵權(quán);G為某年桂林城市生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r的總得分, 表征其城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力。G越大說明該年桂林城市生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)越好, 則其可持續(xù)發(fā)展能力越強(qiáng)。

3 數(shù)據(jù)來源與處理

3.1 數(shù)據(jù)來源

根據(jù)數(shù)據(jù)資料的可獲得性和連續(xù)性, 收集了2005—2017年的相關(guān)數(shù)據(jù)(表2), 其來源是2006—2018年《桂林經(jīng)濟(jì)社會統(tǒng)計年鑒》[23]、歷年桂林市環(huán)境狀況公報[24]，以及2006—2018年《廣西統(tǒng)計年鑒》[25]。

表2 桂林城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力評價指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)

3.2 數(shù)據(jù)處理

在數(shù)據(jù)處理方面, 對不同研究內(nèi)容的數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的處理方式: 1)計算信息熵時, 采用Z-score標(biāo)準(zhǔn)化方法對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理; 2)進(jìn)行城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)評價時, 先區(qū)分評價指標(biāo)的正、負(fù)向, 再進(jìn)行歸一化處理。其中, 支持型輸入熵指標(biāo)和還原代謝型熵指標(biāo)為正向指標(biāo); 壓力型輸出熵指標(biāo)和消費(fèi)代謝型熵指標(biāo)為負(fù)向指標(biāo)。其原始數(shù)據(jù)歸一化方法如下:

正向指標(biāo)Xij′=Xij/max(Xi);

(3)

負(fù)向指標(biāo)Xij′=min(Xi)/Xij。

(4)

式中:Xij為第i項(xiàng)指標(biāo)的第j年原始數(shù)值;Xij′為Xij歸一化處理后的值;Xi代表第i項(xiàng)指標(biāo)在研究時間序列內(nèi)的所有原始數(shù)據(jù); max(Xi)、min(Xi)分別為運(yùn)用函數(shù)對Xi求最大值和最小值。

4 結(jié)果與對策分析

4.1 桂林城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力分析

如圖1所示，在研究期間，支持型輸入熵指標(biāo)可持續(xù)發(fā)展能力得分(ΔeS1)先上升后下降，總體呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(圖1), 表明桂林城市自然生態(tài)系統(tǒng)對城市社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的支持能力總體呈上升趨勢, 但在2014年以后有所下降；壓力型輸出熵指標(biāo)可持續(xù)發(fā)展能力得分(ΔeS2)呈持續(xù)下降趨勢, 說明隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 桂林城市社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對城市自然生態(tài)系統(tǒng)的壓力逐漸增大。

圖1 桂林城市生態(tài)系統(tǒng)熵流指標(biāo)可持續(xù)發(fā)展能力得分變化趨勢

消費(fèi)代謝型熵指標(biāo)可持續(xù)發(fā)展能力得分(ΔiS2)先下降后上升(圖2), 整體為上升趨勢, 呈拉寬的“V”形；而還原代謝型熵指標(biāo)可持續(xù)發(fā)展能力得分(ΔiS1)窄幅波動, 整體平穩(wěn), 呈現(xiàn)為扁平拉伸的“M”形。這說明桂林市生態(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)一直維持在一個比較穩(wěn)定的水平, 并曾經(jīng)取得較為明顯的效果, 但是隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展, 桂林市生態(tài)環(huán)境保護(hù)的壓力越來越大, 生態(tài)環(huán)境治理和保護(hù)的力度近些年逐漸跟不上生態(tài)環(huán)境壓力的增長。桂林城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力總得分(G)呈現(xiàn)較大波動, 在2007—2014年間呈“V”形坑, 整體呈下降趨勢(圖3)，此變化趨勢與2008年金融危機(jī)以后的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢有較高的吻合度?？傮w來說, 桂林城市生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展面臨較大壓力, 可持續(xù)發(fā)展能力不容樂觀。

圖2 桂林城市生態(tài)系統(tǒng)熵產(chǎn)生指標(biāo)可持續(xù)發(fā)展能力得分變化趨勢

圖3 桂林城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力總得分變化趨勢

4.2 桂林城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力提升對策

根據(jù)信息熵理論, 在城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展評價指標(biāo)體系中, 某指標(biāo)的熵權(quán)越大, 則說明該指標(biāo)所提供的有用信息對該系統(tǒng)的影響就越大[14-15]。那么, 將指標(biāo)熵權(quán)與時間序列變化相結(jié)合, 就可以對城市生態(tài)系統(tǒng)演變過程中存在的問題進(jìn)行分析, 并針對性地提出可持續(xù)發(fā)展能力提升對策。

(1)基于支持型輸入熵指標(biāo)的可持續(xù)發(fā)展能力提升對策分析。支持型輸入熵指標(biāo)中(表2), 在研究期間，水果總產(chǎn)量、城鎮(zhèn)人均娛樂教育文化服務(wù)和進(jìn)出口總值持續(xù)大幅度增長; 鋼鐵總產(chǎn)量在2016年以前快速增長, 2017年呈現(xiàn)斷崖式下降; 糧食、蔬菜、水產(chǎn)品和肉類總產(chǎn)量呈現(xiàn)窄幅波動, 基本穩(wěn)定。進(jìn)出口總值在支持型輸入熵指標(biāo)體系中所占權(quán)重最大, 其次是糧食總產(chǎn)量、鋼材產(chǎn)量等指標(biāo)(表1)。這說明進(jìn)出口總值的大幅增長對桂林支持型輸入熵系統(tǒng)朝著支持力增強(qiáng)方向發(fā)展的影響最大; 肉類總產(chǎn)量、糧食總產(chǎn)量的長期產(chǎn)量穩(wěn)定對桂林支持型輸入系統(tǒng)朝著支持力增強(qiáng)方向發(fā)展起到了重要的支撐作用。在研究期間，水果總產(chǎn)量的熵權(quán)最小(表1), 這說明研究期間水果總產(chǎn)量的大幅上升并沒有對桂林支持型輸入系統(tǒng)朝著支持力增強(qiáng)方向發(fā)展產(chǎn)生重要影響。因此, 桂林市繼續(xù)大幅提高進(jìn)出口總值和有效保障肉類和糧食總產(chǎn)量, 有利于提高桂林支持型輸入系統(tǒng)的支持力。

(2)基于壓力型輸出熵指標(biāo)的可持續(xù)發(fā)展能力提升對策分析。壓力型輸出熵指標(biāo)中(表2), 各行業(yè)用電量、城市人均消費(fèi)性支出、農(nóng)村人均生活消費(fèi)支出、水利工程年供水量、來桂林旅游人數(shù)和民用汽車擁有量等指標(biāo)在研究期間均持續(xù)大幅增長, 其他指標(biāo)呈窄幅波動增長態(tài)勢。市區(qū)人口密度、各行業(yè)用電量占壓力型輸出熵指標(biāo)體系的權(quán)重最大, 其次是城市人均消費(fèi)性支出、化肥施用量、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)綜合能源消費(fèi)總量等指標(biāo); 所占權(quán)重最小的是水利工程年供水量和來桂林旅游人數(shù), 其次是民用汽車擁有量(表1)。這表明各行業(yè)用電量和城市人均消費(fèi)性支出在研究期間持續(xù)大幅增大, 在較大程度上促使桂林城市壓力型輸出系統(tǒng)朝壓力增強(qiáng)的方向發(fā)展; 雖然市區(qū)人口密度、化肥施用量、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)綜合能源消費(fèi)總量等指標(biāo)無大幅增大, 但也在一定程度上促使對桂林市壓力型輸出熵系統(tǒng)朝壓力增強(qiáng)的方向發(fā)展; 水利工程年供水量、來桂林旅游人數(shù)和民用汽車擁有量的持續(xù)大幅增加, 并沒有促使桂林市壓力型輸出系統(tǒng)朝著壓力增強(qiáng)的方向發(fā)展。因此, 桂林市壓力型輸出系統(tǒng)的壓力主要表現(xiàn)在工業(yè)發(fā)展對能源的持續(xù)巨大需求, 市區(qū)人口密度和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥施用量的持續(xù)增長。對此, 桂林市需要優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu), 發(fā)展和使用清潔能源, 提高能源利用效率; 優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu), 引導(dǎo)城市人口空間上合理布局, 適當(dāng)控制市區(qū)人口密度; 大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè), 提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科技水平, 降低對化肥的依賴程度。

(3)基于消費(fèi)代謝型熵指標(biāo)的可持續(xù)發(fā)展能力提升對策分析。消費(fèi)代謝型熵指標(biāo)中(表2), 工業(yè)廢氣排放量、工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量和市區(qū)可吸入顆粒平均濃度等指標(biāo)在研究期間大幅增加; 工業(yè)廢水排放量、工業(yè)二氧化硫排放量、工業(yè)煙塵粉塵排放量和市區(qū)二氧化硫年平均濃度等指標(biāo)在研究期間大幅減少。廢水排放總量、工業(yè)廢水排放量和工業(yè)二氧化硫排放量3個指標(biāo)在消費(fèi)代謝型熵指標(biāo)所占權(quán)重較大(表1), 表明它們對桂林城市生態(tài)系統(tǒng)的消費(fèi)代謝功能影響較大。這說明工業(yè)廢水排放量和工業(yè)二氧化硫排放量在研究期間大幅減小, 對桂林消費(fèi)代謝系統(tǒng)朝著代謝能力增強(qiáng)發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用; 而廢水排放總量在研究期間呈現(xiàn)窄幅波動增長，對桂林城市消費(fèi)代謝功能產(chǎn)生了較大影響。因此, 桂林市雖然在生態(tài)環(huán)境治理方面取得了一定成效, 但是隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化水平的提高, 廢水排放總量的不斷增加, 污水治理顯得尤為重要。

(4)基于還原代謝型熵指標(biāo)的可持續(xù)發(fā)展能力提升對策分析。還原代謝型熵指標(biāo)中(表2), 市區(qū)污水處理率和市區(qū)人均公園綠地面積在研究期間增幅最大, 工業(yè)污染治理完成投資額降幅最大, 其余指標(biāo)保持窄幅波動穩(wěn)定態(tài)勢。市區(qū)污水處理率、生活垃圾無害化處理率、自然保護(hù)區(qū)覆蓋率等指標(biāo)所占還原代謝型熵指標(biāo)體系的權(quán)重最大, 工業(yè)固體廢物綜合利用率和工業(yè)污染治理完成投資額所占權(quán)重最小(表1)。這說明市區(qū)污水處理率在研究期間大幅提高, 生活垃圾無害化處理率、自然保護(hù)區(qū)覆蓋率在研究期間一直保持較高水平, 對促進(jìn)桂林市還原代謝功能起到較大積極作用; 而工業(yè)固體廢物綜合利用率和工業(yè)污染治理完成投資額在研究期間波動下降, 不利于提高桂林市還原代謝功能。因此, 桂林市需要不斷提高工業(yè)固體廢物綜合利用率和工業(yè)污染治理完成投資額, 以促進(jìn)城市還原代謝能力的提高。

5 結(jié)論與討論

5.1 結(jié)論

對桂林城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力得分分析結(jié)果顯示, 在研究期間:(1)桂林市自然生態(tài)系統(tǒng)對社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的支持能力總體呈上升趨勢;(2)隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 桂林市社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對自然生態(tài)系統(tǒng)的壓力逐漸增大;(3)桂林市生態(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)一直維持在一個比較穩(wěn)定的水平, 并曾經(jīng)取得較為明顯的效果, 但是隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展, 桂林市生態(tài)環(huán)境保護(hù)的壓力越來越大, 生態(tài)環(huán)境治理和保護(hù)的力度近些年逐漸跟不上生態(tài)環(huán)境壓力的增長;(4)桂林城市可持續(xù)發(fā)展能力總得分呈現(xiàn)較大波動, 在2007—2014年間呈“V”形坑, 整體呈下降趨勢。總體來說, 桂林城市生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展面臨較大壓力, 可持續(xù)發(fā)展能力不容樂觀。

基于指標(biāo)熵權(quán)與時間序列變化相結(jié)合的分析, 提出了桂林城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力提升的具體對策, 主要有:(1)繼續(xù)大幅提高進(jìn)出口總值和有效保障肉類和糧食總產(chǎn)量, 有利于提高桂林城市支持型輸入熵系統(tǒng)的支持力;(2)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu), 發(fā)展和使用清潔能源, 提高能源利用效率;(3)優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu), 引導(dǎo)城市人口空間上合理布局, 適當(dāng)控制市區(qū)人口密度;(4)大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè), 提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科技水平, 降低對化肥的依賴程度;(5)加大污水治理力度;(6)不斷提高工業(yè)固體廢物綜合利用率和工業(yè)污染治理完成投資額。

5.2 討論

基于熵的城市生態(tài)系統(tǒng)演化與可持續(xù)發(fā)展能力評價等研究取得了較為豐富的研究成果[12-18], 分別對上海、廣州、南京、寧波、柳州等不同規(guī)模等級的城市進(jìn)行了實(shí)證研究。筆者對我國西南喀斯特地區(qū)的傳統(tǒng)旅游城市桂林進(jìn)行了實(shí)證研究, 雖然這些研究區(qū)域都是行政區(qū)劃范疇的城市, 所構(gòu)建的城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)能力評價指標(biāo)體系大同小異, 但均能夠反映出所研究城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展所面臨的不同問題。這表明對于一個區(qū)域空間系統(tǒng)而言, 熵成為了描述區(qū)域空間及其各組分的混亂狀態(tài)或混亂過程的一個重要參量[26]。

城市生態(tài)系統(tǒng)具有復(fù)雜性和不確定性。系統(tǒng)內(nèi)部要素之間的相互作用, 以及系統(tǒng)內(nèi)部要素與外部要素之間的相互作用, 均是復(fù)雜多樣的。世界上的可持續(xù)發(fā)展的評價指標(biāo)體系也是多種多樣, 任何評價指標(biāo)體系在理論上和現(xiàn)實(shí)中都不是完美的。比如本研究在實(shí)際操作中, 由于數(shù)據(jù)可獲取性限制和連續(xù)性要求, 能夠體現(xiàn)桂林市廣泛分布喀斯特地貌脆弱生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)指標(biāo)欠缺, 僅用“荒山荒(沙)地造林面積”來從側(cè)面反映。盡管如此, 本研究所構(gòu)建的評價指標(biāo)體系仍然能夠從總體上反映出城市生態(tài)系統(tǒng)作為耗散結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的熵變過程, 以及各指標(biāo)變化在系統(tǒng)熵變中所起的作用, 從而能夠有效地評價桂林城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力, 并提出相應(yīng)的對策。

雖然本研究能夠通過將評價指標(biāo)的熵權(quán)與時間序列變化相結(jié)合來分析提升可持續(xù)發(fā)展能力的對策, 但是城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力變化的驅(qū)動因素和驅(qū)動機(jī)制尚需進(jìn)一步深入分析。比如基于耗散結(jié)構(gòu)系統(tǒng)熵變的桂林城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力在2007—2010年急速下降, 這是否與2008年的全球金融危機(jī)和2009—2011年的西南喀斯特地區(qū)嚴(yán)重干旱有著直接的、密切的關(guān)系。這些深入剖析可持續(xù)發(fā)展驅(qū)動因素和驅(qū)動機(jī)制的研究有待進(jìn)一步開展。