国家森林城市与非国家森林城市建设效益评估对比分析

方立林，徐鹏，吴迎霞，戴守斌，张林

（1.武义县林业工作总站，浙江 金华 321000；2.国家林业和草原局 华东调查规划院，浙江 杭州 310019)

森林城市是在城市管辖范围内形成的以森林和树木为主体、山水林田湖草相融共生的生态系统，将市域内的森林生态系统建设作为对象，以达到城市建筑与林木分布之间的合理布局，使森林功能得以满足城市需要的复合系统。国家森林城市，在城市管辖范围内形成以森林和树木为主体、山水林田湖草相融共生的生态系统，且各项指标达到《国家森林城市评价指标》（GB/T 37342—2019）要求并经国家林业和草原局批准称号的城市[1-2]。国家森林城市建设是牢固深化绿色发展理念，深化城乡生态绿化体系建设，弘扬和传播生态文化理念的重要手段[3]。

2004 年，全国绿化委员会、原国家林业局启动了“国家森林城市”建设工作，根据2019 年最新数据显示，我国国家森林城市已达到194 个。随着国家森林城市建设的不断推进，我国诸多学者对森林城市建设对策、存在的问题及发展历程开展了一系列探讨和回顾[4-6]，在森林城市建设效益方面，宋进春等[7]对湖南娄底市国家森林城市的建设效益进行了定量评估；马勇等[8]对石林国家森林城市的绿地建设效益进行了分析；庄乾达等[9]以杭州市为例，对浙江省森林城市建设综合评价进行了研究。这些研究从定性或定量等不同的角度对各地森林城市建设的生态、社会和经济效益进行了不同研究。但这些研究均是针对单一城市开展的，尚未有森林城市和非森林城市之间进行对比研究。本文针对这一问题，采用抽样法和主成分分析法，通过建立对比评价指标体系，评估国家森林城市及非国家森林城市在经济、生态、文化、社会等方面的差异性和优劣，客观评估分析国家森林城市建设成效，以期为未来我国森林城市建设提供参考。

1 研究方法和数据来源

1.1 研究方法

本文选择杭州市-苏州市、青岛市-天津市、石家庄市-太原市、南通市-嘉兴市、信阳市-阜阳市、安庆市-黄冈市、盐城市-连云港市、商丘市-菏泽市、梅州市-河源市、宜宾市-昭通市、益阳市-娄底市11 对空间位置相邻、经济综合实力相近的国家森林城市与非国家森林城市进行比较，以尽可能缩小森林城市与非森林城市因地理位置、经济发展等的差异性影响（见图1）。这几组对比城市在选取过程中，尽可能选择了地理区位相近、气候环境相似，规模相近、发展定位相似的城市来比较，例如太原市和石家庄市，基本均位于同一纬度，均为省会城市，且均为北方工业城市，发展水平也比较接近；再如杭州市与苏州市，都是经济发达、文化繁荣、历史悠久、人口众多、风景秀美的江南城市的典型代表，常以“上有天堂，下有苏杭”而相提并论。

图1 国家森林城市与非国家森林城市选择分布图Fig.1 Distribution of national forest cities and non-national forest ones

通过对森林城市建设的19 个指标进行主成分分析，并利用主成分系数得分计算综合得分，对不同的森林城市进行建设成效排名。主成分分析的原理是设法将原来变量重新组合成一组新的相互无关的几个综合变量，同时根据实际需要，从中取出几个较少的总和变量，尽可能多地反映原来变量的信息的统计方法，叫做主成分分析或主分量分析，也是数学上处理降维的一种方法。它可以高效地找出数据中的主要部分，将原有的复杂数据降维，去除整个数据中的噪音和冗余[10]。具体过程如下：

①对原始数据进行正向化、标准化处理。对逆向指标的原始数据进行线性变换，使用越小越好型指标，将原始数据映射在区间[0,1]中，公式为：，其中，i=1,2,···n；k=1,2,···p。

② 对原始数据进行适用性检验，判定指标数据之间的相关性。

③计算矩阵x。主成分的数学模型为：对于1 个样本资料，观测p个变量x1，x2，…xp，n个样品的数据资料矩阵为：(x1,x2,…xp)，其中，（j=1,2,… p）。

④ 计算主成分。将p个观测变量综合成为p个新的变量（综合变量），即：

式中，F1称为第一主成分，F2称为第二主成分，以此类推，有p个主成分；aij为主成分系数。

⑤ 计算综合系数得分。综合得分是相应的因子得分除以相应特征根的算术平方根后乘以对应的主成分贡献率。公式为：其中，为主成分n的特征根，a1j为得分系数，Fn为主成分n的贡献率。

1.2 评估指标

评估指标的设计主要结合国家森林城市评价指标中对森林城市建设要求的指标体系设计，针对国家森林城市建设的生态、社会、经济以及文化等多重效益，重点从物质生活、精神生活、生态环境、社会环境和公共服务等方面进行综合考量，《国家森林城市评价指标（LY/T 2004—2012）》和《国家森林城市评价指标（GB/T 37342—2019）》两套评价指标体系分别设置了森林网络、森林健康、城市林业经济、生态福利、生态文化5 个方面的建设评价内容，对照这5 个内容，选取19 个与城市建设成效相关的评估指标，包括4 个经济指标、5 个社会指标、4 个生态指标、3 个文化指标和3 个健康指标，分别对照城市林业经济建设成效、生态福利建设成效、森林网络建设成效、生态文化建设指标和森林健康建设指标，旨在尽可能全面、科学、客观地评估对比森林城市和非森林城市在经济发展、人民获得感、城市魅力和生态文明建设等方面的发展建设状况，具体指标内容见表1。

表1 国家森林城市建设效益评估指标体系Tab.1 The evaluate index system of construction efficiency for national forest city

1.3 数据来源

本文研究所需的具体指标数据主要来源于各市的2020 年统计年鉴、国民经济和社会发展统计公报和中国经济社会大数据研究平台，数据时间截止到2020 年。

2 结果与分析

通过对11 对国家森林城市与非国家森林城市19 个评估指标均值的比较（表2），结果表明，除一般公共预算收入、人均道路面积和空气质量优良天数这3 个指标表现为国家森林城市低于非国家森林城市外，其他的指标均表现为国家森林城市优于非国家森林城市。

表2 11 对国家森林城市与非国家森林城市比较指标统计Tab.2 Indicators of 11pairs of national forest cities and non-national forest ones

通过4 项经济指标和5 项社会指标可以看出，国家森林城市的地方财政收入（一般公共预算收入）不一定比非森林城市高，但是其居民经济收入和百姓幸福度比非森林城市更高；3 项文化指标和3 项健康指标均反映出森林城市比非森林城市高，说明国家森林城市的建设在文化传播和促进人体健康方面更具优势；虽然空气质量优良天数非国家森林城市较高，主要是因为国家森林城市石家庄市的空气质量优良天数全年平均仅有174 d，达标率为47.67%，因此降低了国家森林城市的平均水平，石家庄市一直以来是北方工业重镇、全国工业大市，早在“一五”期间，国家就在石家庄建立了多门类工业体系，给生态环境带来了巨大负担，根据国际环保组织绿色和平于2014 年发布的《中国365 个城市PM2.5浓度排名》，排名前三位的城市均为河北省地市，石家庄位居第3，世界卫生组织（WHO）公布的2020 年全球污染严重的城市（依据PM2.5浓度）显示，石家庄在全国383个城市中高居第9，空气质量难以仅仅靠创建国家森林城市来全面改善。但在年均PM2.5浓度、森林覆盖率和建成区绿化覆盖率方面国家森林城市都比非国家森林城市要高，综合来说，森林城市比非森林城市在改善生态环境和净化空气方面也表现出一定优势。

通过主成分分析方法（表3），共得出5 个主成分因子，其累计贡献率为81.75%。其中主成分1 的特征值为7.643，贡献率为38.21%，主要体现人均GDP、一般公共预算收入、居民人均可支配收入、旅游总收入等4个经济指标和3 个文化指标，其中4 个经济指标的占比均超过90%，文化指标中人均地方教育财政支出和每万人拥有公共图书藏量占比分别为90.1%和88.6%；主成分2 的特征值为2.774，贡献率为13.87%，其中PM2.5和空气质量优良天数2 个生态指标占比较高，分别为76.0%和78.7%；主成分3 的特征值为2.578，贡献率为12.89%，其中建成区绿化覆盖率指标占比较高，为91.8%；主成分4 的特征值为2.258，贡献率为11.29%，其中森林覆盖率指标的占比最高，为61.9%；主成分5 的特征值为1.097，贡献率为5.48%，其中消费价格指数的占比最高，为65.9%。通过上述分析说明经济、文化、生态三项指标可以构成评判国家森林城市与非国家森林城市的主要评价指标。

表3 11 对国家森林城市与非国家森林城市比较指标主成分分析统计Tab.3 Principal component analysis on 11 pairs of cities

通过计算5 个主成分因子的总得分，对各城市进行综合得分排名，结果见表4。由表4 可知，排名前10 的城市中共有6 个为国家森林城市，分别为杭州市、南通市、梅州市、青岛市、盐城市和安庆市，同时也发现是否是国家森林城市并不能作为评判一个城市综合实力的主要依据，例如苏州市虽然不是国家森林城市，但其综合得分超过杭州市以外的其他森林城市。但进一步对空间位置相邻、经济综合实力接近的国家森林城市与非国家森林城市两两对比分析可知，国家森林城市的综合得分基本上均高于非国家森林城市，例如杭州市>苏州市、南通市>嘉兴市、青岛市>天津市、盐城市>连云港市等。通过对11 对空间位置相邻、经济综合实力相近城市组的比较分析，能够充分说明国家森林城市与非国家森林城市在城市综合实力方面相比，更具优势。

表4 11 对国家森林城市与非国家森林城市比较指标和主成分综合得分统计Tab.4 Indicators and values of 11 pairs of cities

表4 （续）

3 结论与讨论

3.1 结论

本文采用抽样法及主成分分析方法抽取了杭州市-苏州市、青岛市-天津市、石家庄市-太原市等11 对空间位置相邻、经济综合实力接近的国家森林城市与非国家森林城市的19 项评估指标进行比较。结果发现，19 项指标中有13 项指标显示国家森林城市优于非国家森林城市，国家森林城市的居民经济收入和百姓幸福度比非森林城市更高；森林城市在文化传播和促进人体健康方面更具优势；在改善生态环境和净化空气方面也表现优异。通过主成分分析发现，经济、社会、生态、文化、健康5 个方面的指标体系中，经济、文化和生态指标可以构成评判国家森林城市与非国家森林城市差别的主要评价指标。而通过对等城市组的内部对比发现，国家森林城市与非国家森林城市在城市综合实力方面相比，更具优势，从侧面反映出创建国家森林城市对于促进经济、彰显文化、改善生态环境和提升城市形象方面具有正面意义。但是城市的生态环境提升改善也并非全部都能因为国家森林城市的创建而扭转，如石家庄市虽然为国家森林城市，但是由于其一直以来是河北省乃至我国北方的工业大市，空气质量优良天数达标率仅为47.67%，难以仅仅靠创建国家森林城市来全面改善。

开展森林城市建设表面上来看是对一个城市生态环境的绿化提升，但从长远来看，森林城市所创造的价值和所带来的收益远远不止生态一个方面，由于生态提升间接带来城市的经济发展转型、产能结构的调整、百姓生活幸福感的倍增以及城市面貌和形象大大提升。同时森林城市的建设效益短期来看非常不明显甚至难以具体估量，但是其影响是长久的、可持续的，对于一个城市的传承发展和文化延续具有非常重要的价值和意义，是一个城市长远综合实力的重要衡量因素。

3.2 讨论

森林城市建设是城市林业综合性提升的体现和主要措施[11]。国家森林城市从2004 年创建至今，得到了广泛推进并取得了显著成效。关于国家森林城市建设的规划方法、建设评价指标体系，已经日趋成熟并广泛应用[12-14]，但是关于国家森林城市建设成效的科学、全面、客观评价仍然存在不足，对于国家森林城市的生态、经济、文化等多元价值的正确评估仍然是空白。本文虽然尝试就森林城市与非森林城市进行对比来分析森林城市建设这么多年来在城市发展、城市形象、百姓生活等方面的差异，但是一个城市的建设与发展受政治、历史、产业布局等诸多方面的影响，远不是森林城市建设一项措施而导致的结果，所以本文仍然存在评价方法有待改进、评价指标不够全面等诸多问题，如何能够排除城市发展的多元主因素和客观因素，纯粹、清晰地抽析出森林城市建设单方面获得的效益，建立更加科学、合理、全面的评价指标与方法，是接下来的研究重点。

近年来，随着生态产品价值的理念不断被提出并重视，笔者认为森林城市建设对于一个城市所创造的生态产品价值到底是多少，可以成为评价衡量森林城市建设效益的一个很好的切入点，未来建议围绕生态系统生产总值及生态产品价值实现，开展森林城市建设成效的价值定量化评估方法研究，量化评估森林在城市建设发展中发挥的经济价值，科学计算其对改善人居环境、促进健康、提高经济、增进社会稳定、提升城市形象、弘扬文化等方面的实际价值，从而更好地彰显国家森林城市创建的作用和意义，推动生态文明建设。