北方工业大学 杨林、冯晨、王增
【摘要】 城市绿化在城市生态进程中起着重要的作用，它担任着净化环境与治理污染的重要职能，对于城市宜居程度也有着显著影响。以我国近年数据为例，综合分析政府对城市绿化支持力度、北京各区县绿化发展潜力，并根据北京各区县绿化现状对未来进行了简单预测。进一步，基于人们对城市宜居程度的关注程度，本文从自然、人文、经济三个层面构建了二级评价指标体系，最后运用熵权法研究绿化环境在城市居住环境宜居度中所起的作用，得出了合理的结论。 【关键词】 绿化 宜居度 熵权法 聚类分析
目录
一、调查背景 ............................................. 3 1.1数据来源 .......................................... 3 1.2调研背景介绍....................................... 3 二、北京各区县绿化现状 ................................... 5 三、北京各区县城市绿化潜力分析 ........................... 6 四、宜居度的评价体系及绿化在其中的作用 ................... 8 4.1宜居度的含义及指标的选取 ........................... 8 4.2城市居住环境宜居度评价方法与步骤 ................... 9 4.3结果及分析 ....................................... 10 4.3.1评价指标权重的计算 ........................... 10 4.3.2 北京城六区居住环境宜居度评价结果 ............ 12 4.3.3对于宜居度结果的分析 ......................... 13 参考文献 ................................................ 13 附录 .................................................... 14
一、调查背景
1.1数据来源
本文数据来自北京市园林绿化局网站公布的统计数据及2012年北京统计年鉴、2011年北京统计年鉴、2012年度北京城六区各自统计局网站。
1.2调研背景介绍
近年来，城市环境绿化作为北京发展过程中的热门问题，已经越来越引起政府及居民部门的关注。城市是人类社会政治、经济文化、科学教育的中心，也是经济活动和人口高度密集的地方。城市的发展给人们的生活带来了巨大的进步，但同时也给生态环境带来巨大的压力。中国从上世纪80年代起就充分注意到城市环境保护投资对城市经济社会可持续发展的重要作用，并一直致力于增加城市环境保护投资。北京市的绿化固定资产投资完成情况如表1所示：
表1 北京绿化固定资产投资完成情况（2007年-2012年）
年份 2007 2008 2009 2010 2011 2012
总计（万元）
315370 382399 339462 348034 344610 767460
基本建设(万元)
257184 308386 290991 304740 299857 722707
更新改造 (万元)
58186 74013 48470 43294 44753 44753
表1中数据表明，北京绿化固定资产投资完成总额在2007年至2008年呈现出小幅度增长，由315370万元增长至382399万元，在2009年至2011年间基本稳定在340000万元水平，而2012年陡然增加的趋势到767460万元；其中基本建设也是在2008年增到一个小高峰308386万元，之后回落至2011年的299857万元，然后陡然增加到722707万元；更新改造的费用的投资趋势也和基本建设的趋势基本相同。图1更加直观地显示出北京林业固定资产投资完成的发展情况。
2000000150000010000005000000200720082009201020112012更新改造(万元)基本建设(万元)总计（万元） 图1 北京林业固定资产投资完成情况（2007年-2012年）
2007年至2012年间，基本建设和更新改造的固定资产投资的趋势一致，都呈现出先小幅上涨到2008年，然后回落并保持稳定至2011年，并在2012年陡然增多。这是由于2008年我国在北京举办第29届夏季奥林匹克运动会，全市范围内重视绿化，多种树多修草，建设“绿色北京、人文北京、科技北京”，其中绿色北京是我们展现给外国友人的新北京风貌；2012年我国重点提出了发展生态和谐社会，北京作为中国的首都，自然率先发展绿色生态建设，北京财政在园林种植上投入了大量的人力、物力和财力，反映了整个社会都重视绿色的生态文明建设。
在这样的大背景之下，本课题小组运用统计学方法进行科学分析，以期得到绿化在构建和谐社会中所能起到的真正作用。
二、北京各区县绿化现状
为了更好的明确未来发展方向，本文首先对北京市的绿化现状进行分析。本文选取了各区县的人均林地面积、人均林木面积、人均森林面积、人均湿地面积、人均活立木蓄积量、人均森林蓄积量、人均林木绿化率、人均森林覆盖率等指标，来分析北京市各区县的林业绿化现状。
本文将上述指标2012年数据及2011年数据进行均值处理，得到北京绿化现状指标，然后进行系统聚类分析，得到聚类树状图如图2所示。
图2 绿化现状聚类分析
由图2可见，根据上述指标可以将北京各区县通过系统聚类分为3类，第一类为顺义区、大兴区、朝阳区、通州区、东城区、西城区，第二类为丰台区、石景山区、海淀区，第三类为平谷区、密云县、延庆县、怀柔区、房山区、昌平区、门头沟区。
通过聚类分析的组均值分析，我们可以得到表2。
表2森林资源聚类分析组间均值表
第一类 第二类 第三类
133651.7 112179.2
82863.6
4561.1
161.9
143.1
64.7
48.2
10164.3
11243.9
8574.2
1055.9
50.3
29.2
40.7
29.9
14836.7
15105.7
12768.2
2723.1
106.1
65.8
22.7
18.1
一、人均二、人均三、人均四、人均五、人均活六、人均森七、人均林木绿化率 八、人均森林覆盖率 林地面积 林木面积 森林面积 湿地面积 立木蓄积量 林蓄积量 我们可以看出，第三组的绿化现况要明显好于前两组，造成这种结果的原因应该是由于其在经济发展方面的相对滞后，从而由发展带来生态破坏相对较少。
三、北京各区县城市绿化潜力分析
进一步，我们对北京各区县的绿化发展潜力进行了分析。我们就选择了能代表每年新增造林面积的指标，如荒山荒(沙)地造林面积、有林地造林面积、更新造林、四旁（零星）植树和年末实有封山（沙）育林面积，首先进行了聚类分析。得到聚类树状图如图3所示。
图3 绿化潜力聚类分析
由图3可以看出，北京市的绿化潜力按地区分为3类，可以将朝阳区、丰台区、昌平区、密云县、门头沟区聚为第一类，将大兴区、平谷区、海淀区、顺义区、怀柔区、延庆县聚为第二类，将房山区、通州区聚为第三类。
为了能够清晰的表现出每组之间的差异性，我们将这三组的组间均值进行对比得到了表3。
表3 绿化潜力聚类分析组间均值表
一、人均荒山荒
类别
(沙)地造林面积
第一类 第二类 第三类
2206.9 2169.6 1944.5
造林面积
1273.4 552.8 375
更新造林
0 145.4
0
星）植树
18804.7 180482.8 554991.3
山（沙）育林面积
14213.4 8722.3 1976.8
二、人均有林地
三、人均
四、人均四旁（零
五.人均年末实有封
在所选指标之中，人均更新造林面积和人均四旁（零星）植树面积最能体现出该区的造林潜力。所以通过分类后的组间均值可以看出，第二类在这两个指标上的数值要远远大于其他两类。
这就说明所处第二类的区县在未来绿化发展上具有较大的潜力。
四、宜居度的评价体系及绿化在其中的作用
4.1宜居度的含义及指标的选取
宜居度作为评价城市居住环境的一种新视角，已经成为专家学者们研究的重点议题之一，比如建设环境宜居度控制研究[1]、城市宜居度分析[2]、居住区宜居度评价[3]。与此同时，宜居度问题也成为了社会的热点话题，比如广西桂林象山区将“提升城市宜居度”作为一项重要的民心工程[4]；上海提出构建居住环境指标体系，帮助市民检验居住环境的“宜居度”[5]。
我们在参考已有的关于城市居住环境评价及居住环境宜居度分析研究成果的基础上，根据构成城市居住环境的自然、经济、人文要素，提出了居住环境宜居度评价的二级分级指标体系。自然环境宜居度指标反映居住环境生态系统的优劣和城市自然环境质量的高低；经济环境宜居度指标反映居住环境的经济实力、产业发展、居民收入等经济物质水平；人文环境宜居度指标反映社会发展水平以及文明程度状况。指标体系的结构图如图4所示。
宜居度经济环境自然环境人文社会第二产业生产总值第三产业生产总值林地面积森林面积林木面积人均可支配收入常驻人口密度
图4 城市宜居度评价指标体系
4.2城市居住环境宜居度评价方法与步骤
①对指标数据进行无量纲化处理，方法如下：
Yi= Xi−Xmin /（Xmax−Xmin） (1)
Yi= Xmax−Xi /（Xmax−Xmin） (2) 式中：Yi为原始指标数据进行无量纲化处理后的得分（即指标评价系数），Xi为样本的实际值，Xmax为该指标序列的最大值，Xmin 为该指标序列的最小值。 ②采用Ζ- Score 标准化公式（3）进行标准化：
Zij=(yij−yj)/Sj (3) 式中：yj为第j个指标的均值，Sj为标准差。由于计算熵时要取自然对数，因此指标值必须为正数，令uij＝Zij＋d，其中d 为使d＋minzij略大于0的一个正数，得到标准化矩阵U＝(uij)m×n。
③计算指标值的比重，计算第j项指标下，第i个城市指标值的比重Pij（公式4）：
Pij=uij/ mi=1uij m=1,2,3,… (4) ④计算指标的熵值
计算第j项指标的熵值Ej（公式5）：
Ej=−k m(Pij) (5) i=1Pijln式中：k>0，ln为自然对数，Ej≥0。设k＝1/lnm，于是有0≤Ej≤1。 ⑤计算指标的差异性系数
计算第 j 项指标的差异性系数Gj（公式 6）
Gj=1−Ej （6） 式中：Gj反映了指标数据值的差异性大小。数据差异性越大，则Gj越大，该指标的权重就越大；当某项指标下的数据完全相等时，差异性系数最小，为0。 ⑥确定指标权重
确定指标权重Wj （公式 7）：
Wj=Gj/ nj=1Gj （7）
⑦建立评价函数
采用多目标线性加权函数法对各区县宜居度综合水平进行测算（公式 8，9）：
fij=Wj×uij （8） Fj= nj=1fij （9）
式中：fij为i城市第j项指标的评价值，fi为i城市居住环境宜居度总评价。
4.3结果及分析
4.3.1评价指标权重的计算
根据北京市六大城区各评价指标的相关数据（见附录3），利用公式（1）、（2）得到无量纲化处理后的指标。结果如表4所示。
表4 无量纲化处理后的六大城区各评价指标数据
第二产业城区名称 林地面积 森林面积 生产总值 生产总值 东城区 西城区 朝阳区 丰台区 石景山区 海淀区 0.0068 0 0.5649 0.4866 0.1463 1 0.0081 0 0.5565 0.5079 0.12874 1 0.9370 0.3750 0 0.4851 0.7405 1 0.3997 0.7091 1 0.164 0 0.0379 0.0036 0 0.5636 0.6400 0.1517 1 第三产业林木面积 配收入 0.5583 0.7160 0.4759 0 0.1775 1 密度 0.1606 0 0.9460 1 0.9758 0.9540 人均可支常驻人口
将无量纲化处理后的六大城区各评价指标数据带入公式（3）,得到表5，为标准化后的数据。
表5 标准化后的六大城区各评价指标数据
第二产业城区名称 林地面积 森林面积 生产总值 东城区 西城区 朝阳区 -0.9206 -0.9380 0.5041 -0.9102 -0.9309 0.4811 0.9177 -0.5668 -1.5576 生产总值 0.0379 0.8101 1.5362 -0.9603 -0.9691 0.4202 第三产业林木面积 配收入 0.1946 0.6307 -0.0333 密度 -1.1084 -1.4559 0.5914 人均可支常驻人口丰台区 石景山区 海淀区 0.3043 -0.5645 1.6147 0.3578 -0.6042 1.6064 -0.2761 0.3987 1.0841 -0.5594 -0.9597 -0.8651 0.6084 -0.5952 1.4959 -1.3495 -0.8585 1.4160 0.7083 0.6558 0.6088 令d=1.6，得到标准化矩阵U。
0.6794 0.6898 2.5177 1.6379 0.6397 1.7946 0.49160.6620 0.6691 1.0332 2.4101 0.6309 2.2307 0.1441 2.1041 2.0811 0.0424 3.1362 2.0202 1.5667 2.1914 1.9043 1.9578 1.3239 1.0406 2.2084 0.2505 2.3083 1.0355 0.9958 1.9987 0.6403 1.0048 0.7415 2.2558 3.2147 3.2064 2.6841 0.7349 3.0959 3.0160 2.2088 将标准化矩阵的数据带入公式（4），得到指标值的比重，得到表6
表6 北京市六大城区居住环境宜居度评价指标比重
第二产业城区名称 林地面积 森林面积 生产总值 东城区 西城区 朝阳区 丰台区 石景山区 海淀区 0.0708 0.0690 0.2192 0.1984 0.1079 0.3349 0.0719 0.0697 0.2168 0.2039 0.1037 0.3340 0.2623 0.1076 0.0044 0.1379 0.2082 0.2796 生产总值 0.1706 0.2510 0.3267 0.1084 0.0667 0.0766 0.0666 0.0657 0.2104 0.2300 0.1047 0.3225 第三产业林木面积 配收入 0.1869 0.2324 0.1632 0.0261 0.0772 0.3142 密度 0.0512 0.0150 0.2283 0.2404 0.2350 0.2301 人均可支常驻人口
将各指标比重带入公式（5）计算熵值，如表7所示。
表7居住环境宜居度评价指标的熵值
第二产业 林地面积 森林面积 生产总值 熵值 生产总值 第三产业林木面积 配收入 密度 人均可支常驻人口0.9108 0.9108 0.8769 0.9110 0.9078 0.8959 0.8782
将各指标熵值带入公式（6）计算差异性系数，如表8所示。
表8 居住环境宜居度评价指标的差异性系数
第二产业 林地面积 森林面积 生产总值 差异性系数 生产总值 第三产业林木面积 配收入 密度 人均可支常驻人口0.0892 0.0892 0.1231 0.0890 0.0922 0.1041 0.1218
将各指标的差异性系数带入公式（7）计算各指标权重，如表9所示。
表9 北京市六大城区居住环境宜居度评价指标权重
第二产业 林地面积 森林面积 生产总值 指标权重
0.1259
0.1259
0.1738
生产总值 0.1256
0.1301
第三产业林木面积 配收入 0.1470
密度 0.1719
人均可支常驻人口
林地面积、森林面积和林木面积的权重之和即为自然环境的权重，第二产业生产总值和第三产业生产总值的权重之和即为经济环境的权重，人均可支配收入和常驻人口密度的权重之和即为人文社会的权重。汇总后得到三大类指标的权重分配情况，如表10所示。
表10 三大类指标的权重分配
指标权重
自然环境 0.3818
经济环境 0.2993
人文社会 0.3188
4.3.2 北京城六区居住环境宜居度评价结果
根据公式（8）、公式（9），运用EXCEL软件，将北京城六区各相关指标的数据值进行运算，计算城市居住环境宜居度（表11）。
表11 2011年北京六大城区北京居住环境宜居度评价结果
地区 东城区 西城区 朝阳区 丰台区 总宜居度
自然宜居度
经济宜居度
人文社会宜居度
1.247 1.084 1.798 1.568 0.257 0.249 0.789 0.773 0.643 0.482 0.401 0.361 0.348 0.352 0.607 0.434 石景山区 海淀区 1.311 2.593 0.386 1.211 0.428 0.558 0.497 0.823 其中，总宜居度=自然宜居度+经济宜居度+人文社会宜居度。
4.3.3对于宜居度结果的分析
总体而言，海淀区的宜居程度最高，朝阳区排在第二，其次是丰台、石景山、东城和西城。我们将上述结果按照不同指标进行排序，可得到表12。
表12 城六区宜居度排序
排序 自然环境 经济环境 人文环境 总体
1
海淀区 东城区 海淀区 海淀区
2
朝阳区 海淀区 朝阳区 朝阳区
3
丰台区 西城区 石景山区 丰台区
4
石景山区 石景山区 丰台区 石景山区
5
东城区 朝阳区 西城区 东城区
6
西城区 丰台区 东城区 西城区
通过表12我们可以很明显的看出，由自然环境指标排列的宜居度顺序和最总的总体宜居度水平排名完全相同，这个结果也恰恰说明了环境在城市宜居度中起到了举足轻重的作用。
参考文献
[1]陈勇明，杨晗，向蓉美，等. 对全国36城市宜居度的分析[J]. 统计与决策，2007(3)：64-65.
[2]钱晓青. 居住区规划控制指标宜居度的灰色聚类评价[J]. 现代城市研究，2007(12)：69-75.
[3]刘倩，唐永明，袁明辉. 象山区市容环境“变脸”提升城区宜居度[N]. 桂林日报，2010-06-17(002).
[4]邹海斌. 宜春做强服务业提升城市宜居度[N]. 江西日报，2010-01-04(A02). [5]章迪思，周惠婷，郭艺. 环境好不好参考“宜居度”[N]. 解放日报，2006-10-18(003).
[6]叶依广，周耀平. 城市人居环境评价指标体系刍议[J]. 南京农业大学学报
(社会科学版)，2004(1)：39 - 42
[7]梁伟. 控制性详细规划中建设环境宜居度控制研究———以北京中心城为例[J]. 城市规划，2006(5)：27 - 31，43.
附录
1.林业生产
一、人均荒山荒
指标名称 (沙)地造林面积 计量单位 公顷 朝阳区 丰台区 海淀区 门头沟区 房山区 通州区 顺义区 昌平区 大兴区 怀柔区 平谷区 密云县 延庆县
0.74 0.22 1.32 6.37 1.12 1.84 1.21 2.72 0.97 1.44 1.578 1.90 3.06
二、人均有林地造林面积 公顷
0 0 1.19 6.00 0.38 0 0 1.49 0 0.94 1.28 0.80 0
三、人均更新造林 公顷
0 0 0.01 0 0 0 0 0 0.11 0 0.51 0 0.14
四、人均四旁（零星）植树 株
0 0 153.29
0 367.97 416.97 160.98 9.18 226.23 136.22 182.03 36.64 104.95
五.人均年末实有封山（沙）育林面积 公顷
0 0 0 54.17 1.99 0 0 17.29
0 11.17 8.39 10.99 10.37
2.森林资源
人均林
指标名称 地面积 计量单位 东城区 西城区 朝阳区 丰台区 石景山区 海淀区 门头沟区 房山区 通州区 顺义区
公顷 13.20 8.54 23.11 29.99 36.08 42.44 93.74 68.19 22.95 28.40
人均林木面积 公顷 19.13 14.62 23.30 39.37 40.32 42.47 59.15 55.60 25.55 27.50
人均森林面积 公顷 13.20 8.54 19.23 26.28 27.87 35.60 37.39 27.95 21.58 21.96
人均湿地面积 公顷 2.60 3.57 3.72 4.64 3.05 3.46 2.69 2.42 8.73 1.96
人均活立木蓄积量 万立方米 0.09 0.10 0.15 0.13 0.23 0.21 0.09 0.08 0.22 0.24
人均森林 蓄积量 万立方米 0.00 0.00 0.11 0.07 0.06 0.15 0.08 0.06 0.14 0.11
人均林木 绿化率 % 0.46 0.29 0.05 0.13 0.48 0.10 0.04 0.03 0.03 0.03
人均森林 覆盖率 % 0.32 0.17 0.04 0.09 0.33 0.08 0.03 0.01 0.02 0.02
昌平区 大兴区 怀柔区 平谷区 密云县 延庆县
63.60 26.79 86.35 74.50 75.63 78.13
62.92 26.33 75.99 67.43 66.12 65.96
41.42 24.04 53.28 63.66 58.86 55.04
1.63 4.29 1.46 3.50 4.90 1.85
0.11 0.12 0.08 0.09 0.11 0.10
0.08 0.10 0.08 0.08 0.10 0.10
0.05 0.03 0.04 0.07 0.03 0.03
0.03 0.02 0.03 0.07 0.03 0.03
3.宜居度指标数据
3.1自然宜居度指标数据
指标名称 东城区 西城区 朝阳区 丰台区 石景山区 海淀区
林地面积(公顷）
552.44 431.7 10466.76 9076.2 3030.32 18195.64
森林面积（公顷）
552.44 431.7 8684.57 7964.1 2341.08 15262.49
林木面积（公顷）
800.93 738.61 10592.25 11926.9 3390.6 18221.19
3.2人文宜居度指标数据
指标名称 东城区 西城区 朝阳区 丰台区 石景山区 海淀区 人均可支配收入（万元) 34626 35740 34044 30682 31936 37746 常驻人口密度(人/平方公里） 21739 24540 8038 7096 7519 7898
3.3经济宜居度指标数据 指标名称 东城区 西城区 朝阳区 丰台区 石景山区 海淀区 第二产业生产总值（亿元) 57.9 240.7 362.7 204.9 121.8 37.4 第三产业生产总值(亿元) 1281.8 2120 2908.3 633.4 198.8 301.5
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