第二节 长江经济带城市群生态及其协同治理状况
长江经济带城市群内各城市的经济发展水平、环境污染程度及环境治理措施存在较大差异，导致其生态质量也呈现出不同的水平。然而，由于生态问题存在密切的空间关联性，个别城市的生态问题很容易由河流扩散形成跨区域的生态环境问题。为此，要解决长江经济带城市群的生态环境问题，首先要了解长江经济带城市群整体的生态状况，并加强对长江流域的生态协同治理，推动长江经济带城市群的生态文明建设和可持续发展。
本节将对长江经济带城市群的生态状况进行诊断。首先，分析流域相关的生态指标，采用气体污染物、液体污染物以及固体废物三方面的详细指标对长江经济带城市群的生态环境状况进行描述，以摸清长江经济带城市群生态环境的基本情况，为之后生态协同治理的路径设计提供现实依据。其次，生态承载力是衡量人类社会经济活动对自然资源利用程度和对生态环境干扰力度的重要指标，是判断区域可持续发展的重要依据（高吉喜，2001；熊建新等，2013；纪学朋等，2017）。本节将采用生态承载力对长江经济带城市群生态承载状况进行测度，以判断长江经济带城市群社会经济发展与生态系统的协调性。最后，通过梳理长江经济带生态协同治理的有关政策，以了解长江经济带在生态协同治理的成果，为进一步改进城市群生态协同治理提供参考。需要说明的是，根据《长江经济带发展规划纲要》，长江经济带五大城市群包括84个地级市。由于部分地级市相关数据缺失，本节在样本选取方面覆盖77个地级市，虽有一定误差，但对整体结果的准确性影响较小。
一 生态状况诊断
生态状况可以用各种污染物的排放及其治理状况来表征。污染物按其形态可分为气体污染物、液体污染物和固体废物。本部分将根据以上分类，选取具体指标分析长江经济带城市群生态环境污染状况。基于数据的可得性，以工业二氧化硫、工业烟粉尘两个指标衡量气体污染物；以工业废水衡量液体污染物；以工业固体废物、生活垃圾衡量固体废物。各指标数据来自历年《中国城市统计年鉴》《中国环境统计年鉴》及各省市统计年鉴。
（一）气体污染物
1.工业二氧化硫
结合表3.2和图3.1显示的长江经济带城市群工业二氧化硫排放量情况，就长江经济带城市群整体而言，工业二氧化硫排放量在2006年到2015年处于下降趋势，除2011年有小幅度上升以外，总体实现了逐年下降，但下降幅度较小，说明这几年长江经济带城市群虽然在工业二氧化硫防治方面取得了一定效果，但仍需进行进一步治理以实现更低的排放量。就长江经济带五大城市群而言，长三角、长江中游、成渝城市群工业二氧化硫排放量显著高于黔中、滇中城市群，城市群间的差距较大，说明长三角、长江中游及成渝城市群还需加强对工业二氧化硫排放的控制力度。
表3.2 长江经济带城市群工业二氧化硫排放量情况
图3.1 长江经济带城市群工业二氧化硫排放量情况
工业二氧化硫的排放对长江经济带城市群大气环境产生了负面影响。《长江经济带生态环境保护规划》明确将大气污染防治作为长江经济带生态环境保护的重点之一，对工业二氧化硫排放的控制与治理将直接影响大气污染防治的整体效果。目前，长江经济带城市群已针对生态环境治理建立了负面清单管理制度，通过限制“环境准入”，划定环境污染物排放上限，设立大气污染防治资金，对工业二氧化硫等气体污染物开展了更具针对性的管控活动。
2.工业烟粉尘
结合表3.3和图3.2显示的长江经济带城市群工业烟粉尘排放量情况，就长江经济带城市群整体而言，工业烟粉尘排放量表现出先下降后上升趋势：从2006年至2011年工业烟粉尘排放量明显下降，之后出现上升，且在2015年工业烟粉尘排放量达到最大值。就五大城市群而言，长三角、长江中游、成渝、黔中、滇中城市群工业烟粉尘排放量在2011年前有一定的减少，2011年后五大城市群均出现了工业烟粉尘排放量的增加，特别是长江中游城市群，在2014年后出现了较大幅度的上升，说明长江经济带城市群在工业烟粉尘排放方面的治理力度有待加强。
表3.3 长江经济带城市群工业烟粉尘排放量情况
图3.2 长江经济带城市群工业烟粉尘排放量情况
结合表3.4和图3.3显示的长江经济带城市群烟粉尘去除量情况，就长江经济带城市群整体而言，工业烟粉尘去除量逐年上升，在2006年到2011年工业烟粉尘去除量缓慢上升，之后至2015年出现烟粉尘去除量的明显上升趋势。结合工业烟粉尘排放量现状可以发现，烟粉尘去除量的变化趋势与工业烟粉尘排放量较为同步，说明近几年来工业烟粉尘排放量虽然有所上升，但是烟粉尘治理力度也得到加强。就长江经济带五大城市群而言，长三角、长江中游、成渝城市群烟粉尘去除量逐年增加，其变动趋势与长江经济带城市群整体情况相似，在2011年后出现了较大幅度的上升，而黔中、滇中城市群烟粉尘去除量变化不明显。
表3.4 长江经济带城市群烟粉尘去除量情况
图3.3 长江经济带城市群烟粉尘去除量情况
（二）液体污染物
结合表3.5和图3.4显示的长江经济带城市群工业废水排放量情况，就长江经济带城市群整体而言，工业废水排放呈现出不规则的波动起伏状，近3年来的排放量相较前几年有所下降。就五大城市群而言，长三角、长江中游、成渝城市群工业废水排放量变化不稳定，总体上处在较高水平；滇中、黔中城市群工业废水排放量变化较小，均在2011年后明显下降。工业废水易通过长江扩散污染，因此污水防治尤其重要，各城市群在工业废水排放控制及治理方面都需进一步加强。
表3.5 长江经济带城市群工业废水排放情况
图3.4 长江经济带城市群工业废水排放情况
长江经济带城市群聚集了众多重化工企业，伴随而来的是大量工业废水未经合规处理就直接排入长江，对长江水质及沿岸生态环境造成了严重的污染。同时，由于长江沿岸有多个取水口，工业废水的排放会影响城市日常饮水。工业废水的排放对长江流域水质情况产生了直接影响，对此，国家出台了多项治理政策。其中，2018年7月出台的《关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见》要求建立企业污水排放差别化收费机制，可对污水处理排放标准达到一级A或更高标准的城镇和工业园区提高其污水处理费标准，长江经济带相关省份要率先实施这一规定，以对污水排放实现有力控制。
（三）固体废物
1.工业固体废物
结合表3.6和图3.5显示的长江经济带城市群工业固体废物综合利用率情况，就长江经济带城市群整体而言，工业固体废物综合利用率整体处于上升趋势，表明工业固体废物循环利用得到较好执行，可以减少对环境的污染。就五大城市群而言，长三角城市群工业固体废物综合利用率达到了较高水平，其次分别为成渝、长江中游、滇中和黔中城市群。五大城市群在工业固体废物循环利用方面存在较大差异，但在2011年后差距缩小。总体上，五大城市群在2006年至2015年的工业固体废物综合利用率逐年上升，说明循环利用意识已经逐渐形成。
表3.6 长江经济带城市群工业固体废物综合利用率
图3.5 长江经济带城市群工业固体废物综合利用率
2.生活垃圾
结合表3.7和图3.6显示的长江经济带城市群生活垃圾无害化处理率情况，就长江经济带城市群整体而言，生活垃圾无害化处理率较高，垃圾处理效果较好。就五大城市群而言，长三角、长江中游及成渝城市群垃圾无害化处理率差别不大，均达到较高水平，而黔中、滇中城市群变动幅度较大，总体处于较低水平，与其他城市群存在一定的差距。
表3.7 长江经济带城市群生活垃圾无害化处理率
图3.6 长江经济带城市群生活垃圾无害化处理率
（四）流域水质状况
结合表3.8和图3.7显示的长江流域水质情况，可以看出2006年至2017年长江水质显著改善。根据《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）划分的水质类别，长江流域Ⅰ类、Ⅱ类水河长比例总体呈上升趋势，2010年后增长幅度较大。2008年至2013年，Ⅲ类水河长比例有所下降，2013年后开始增加，符合或优于Ⅲ类水河长比例逐年增长。Ⅳ类、Ⅴ类水河长占比呈下降趋势，劣于Ⅴ类水河长比例明显减少。总体上，长江流域水质有所好转。
表3.8 长江流域水质情况
图3.7 各类水的河长占总河长比例
基于数据的可得性，本部分选取2016年10月长江流域省界断面水质类别情况以分析长江经济带各省界水质。由表3.9可知，长江流域各省界断面水质整体达到较高水平，以Ⅱ类、Ⅲ类水为主。就长江上游而言，各省界断面水质不稳定，变化幅度较大，其中川渝交界断面水质情况最为突出。长江中下游整体情况较好，水质均符合或优于Ⅲ类水，但Ⅰ类水资源很少，说明长江经济带城市群特别是长江上游城市群需加强对水质的关注。
表3.9 2016年10月长江流域省界断面水质类别
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二 生态承载力
（一）生态承载力指标体系构建
“承载力”一词出自物理学，指物体在不受到破坏的情况下所能承受的极限（吕光明、何强，2009；石忆邵等，2013）。之后，承载力运用到生物学、人口学等领域，用以研究生物与自然环境、人口与自然因素之间的关系。发展至今，承载力这一概念在人口、自然资源管理及环境规划和管理等领域都得到了广泛的应用。引申到生态环境领域，生态承载力的含义包括生态系统的自我维持与调节能力、环境与资源的供容能力及这种供容能力可支撑的社会经济活动强度、可容纳的具有一定生活水平的人口数量（高吉喜，1999；王坤岩、臧学英，2014）。生态承载力是生态系统对人类社会经济活动的支撑能力，既反映了生态系统的供给能力与人类社会经济系统需求状况，也反映了供需间的相互关系（王坤岩、臧学英，2014）。自然资源或环境对人口的承载力与资源禀赋、技术手段、社会选择和价值观念等都存在密切的关联（石忆邵等，2013）。
因此，长江经济带城市群生态承载力主要测度生态因素即资源和环境因素对社会因素的支持能力。借鉴王彦彭（2012）测度我国生态承载力的指标体系，基于数据可得性和合理性，本部分从资源供给能力、环境纳污能力和人类影响能力三个维度分析长江经济带城市群的生态承载力，具体指标见表3.10。
表3.10 生态承载力的指标体系
（二）生态承载力评价方法
建立长江经济带城市群生态承载力的评价指标体系后，需要确立适当的方法对其进行定量分析。现有评价承载能力方法包括系统动力学方法、生态足迹分析法、主成分分析法等。主成分分析法是一种数据压缩和特征提取的多元统计分析方法，核心在于将一些彼此相关的多维指标，组合成一组新的不存在相关性的综合指标，根据需要可从中选取几个较少的综合指标，尽可能全面地反映原来指标的信息，具有综合性、客观性、全面性的特点。本节主要研究目的在于详细了解长江经济带城市群的生态承载力状况，适合采用主成分分析法。但是，主成分分析法只能对特定年份的变量进行静态综合评价，而生态承载力是由动态多维的指标体系构建而成，将伴随着资源供给、消耗、环境污染、环境治理的变化而变化，由此，本部分借鉴刘惠敏（2011）研究长江三角洲城市群综合承载能力的方法，采用时序全局因子分析模型对长江经济带城市群的生态承载力进行评价。
时序全局因子分析法将多维动态的时间性立体数据通过全局主成分公因子变换到统一的全局主超平面，使各年份的主成分公因子具有相同的构成，再将主超平面上的数据进行变换、组合，根据不同时序排序，从而反映出分析系统的动态特征。长江经济带各地区生态承载力中的土地承载力、水资源承载力和环境承载力将随着时间的变化表现出不同特征，利用时序全局因子分析法，对这些承载力按时间顺序形成的平面数据表序列即时序立体数据表进行主成分分析，可以得到统一的简化子空间，以便提取立体数据表中的重要信息，以掌握城市群生态承载力随时间变化的综合信息。
长江经济带城市群时序全局因子分析定权法分为以下七大步骤：
①构建时序全局立体数据表。
本部分有77个城市作为城市群资源环境承载力的样本，每个样本有16个指标，形成77×16阶的矩阵R77×16，时间跨度为10年，构造时序全局立体数据表为K，
以x1，x2，…，xp为变量的指标在t时刻数据表中的Xt表示为：
运用上式则可以对长江经济带城市群生态承载力进行测度。
②对数据进行标准化处理
该步骤需要对各个城市不同指标的原始数据进行标准化处理以消除量纲影响。同时，生态承载力的指标体系中，不同指标对承载能力的影响有正有负，因此需要分别对正、负指标进行标准化处理。
对于正效应指标，有：
对于负效应指标，有：
③计算经标准化处理后的变量间的相关系数矩阵，并判断是否适用于主成分分析法。
④计算X*矩阵的协方差矩阵V。
⑤计算V的m个特征值λ1、λ2、…、λm（m＜p）和对应的特征向量u1、u2、…、um，并计算相应的贡献率和累积贡献率。
⑥采用方差极大法进行因子旋转，求得全局公因子。
⑦根据全局公因子贡献率构造综合评价函数，最终计算各城市生态承载力得分。
（三）生态承载力测度结果
该部分按照上述步骤利用SPSS20软件对长江经济带城市群生态承载力进行测度。首先对两类正负指标进行标准化处理，并对变量的相关性进行检验。如表3.11所示，Bartlett的检验结论拒绝原假设，说明变量间存在较大相关性；KMO检验超过0.7，说明可以进行主成分分析。
表3.11 KMO和Bartlett的检验
根据时序全局分析中对全局公因子的提取原则，选择累积方差贡献率大于80%的因子作为全局公因子，如表3.12所示，提取8个全局公因子，累积方差贡献率达到81.21%。
表3.12 解释的总方差
旋转成分矩阵中，F1代表了人均城市建设用地面积、人均供水总量指标的信息，F2代表了人均行政区域面积、单位GDP废水排放量、单位GDP二氧化硫排放量、单位GDP烟粉尘排放量指标的信息；F3代表了建成区绿化率、人均绿地面积指标的信息，以此类推。
表3.13 旋转成分矩阵
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最终根据输出的8个主成分，结合各个主成分的贡献率及累积贡献率，可以计算各个城市的综合得分：
为了分析长江经济带五大城市群各城市的生态承载力及其在2006年至2015年的发展变化情况，本部分结合时序全局因子分析法的结果，将各城市历年的生态承载力排名情况罗列出来，具体结果见表3.14。
表3.14 长江经济带城市群各城市生态承载力排名
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城市由地理空间和经济空间构成。生态环境构成了城市的地理空间，经过社会劳动改造后就形成了经济空间。地理空间是有限的，经济空间会随着地理空间内投入的劳动等要素的变化而变化，这反映了要素投入以及科技水平等具有社会属性的因素对城市社会经济发展的影响。因此，合理有序的城市群生态空间结构以及经济空间结构可以提高城市的生态承载能力。从表3.14可以看出，长江经济带城市群内城市的生态承载力存在较大差距，其中上海市在2006年至2015年的生态承载力均位于城市群前列。从历年位于前10名的城市来看，生态承载力较好的城市主要分布在长江下游地区，从历年位于后10名的城市来看，生态承载力较差的城市主要位于长江中上游地区。上海市的经济发展水平、劳动力素质及技术水平均高于长江经济带城市群内的其他城市，因此其生态承载力远远高于其他城市。总体而言，长江经济带下游地区在经济、技术等方面的水平相对高于长江中上游地区，因此长江下游地区的生态承载力总体高于长江中上游地区。
为进一步分析长江经济带各城市群的生态承载状况，本部分对五大城市群在2006年至2015年的生态承载力进行排序，具体结果见表3.15。结合数据表，长三角城市群的生态承载力在9年间均位于五大城市群前列。生态效率由所在区域的地理空间及经济空间共同决定，而长三角城市群相较于其他四个城市群，经济总量更大、技术水平更高，即使长三角在发展经济过程中使用更多的资源并产生更多的废气、废水等环境污染因子，但是相应的该区域的技术水平、环境治理强度也会更高。成渝城市群生态承载力的排序靠后，说明其在促进经济发展的同时，还要加强对环境污染的控制和对生态的治理。而长江中游、滇中、黔中城市群的生态承载力处于中间水平，且变化较大，排序情况不稳定，表明这些城市群仍需关注经济与生态环境的协调发展，以提高生态承载力。在资源利用效率、环境治理技术等方面，长三角可以通过技术扩散、产业合作等方式，促进其他城市群资源利用效率的提高，减少环境影响，以提升生态承载力。
表3.15 长江经济带五大城市群生态承载力状况
三 生态协同治理的状况
生态环境是社会经济可持续发展的基础。长江经济带各城市间的生态联系紧密，生态污染较易扩散，大大增加了长江经济带生态治理的难度。在长江经济带生态治理过程中，除了各城市需要加强对自身生态治理的重视外，各城市间也需要加强合作，打破行政区划界限和壁垒，发挥沿江各省市协同互动作用。当前，长江经济带多层次协商合作机制和规划体系已初步形成，长江上、中、下游地区省际协商合作机制全面建立，各省份也逐步探索合作协调计划，协同保护长江生态环境。基于此，本部分从国家和地区层面对生态治理及省际协调的相关政策进行梳理以分析长江经济带生态协同治理的基本情况。尽管长江经济带与长江经济带城市群的涵盖范围不同，前者包括的区域更广，但分析长江经济带生态协同治理的基本情况，能间接了解长江经济带城市群生态协同治理的现状。此外，这些政策也会对长江经济带城市群的生态协同治理产生重要影响。因此，就反映结果来看，通过梳理长江经济带相关政策间接了解长江经济带城市群的生态协同治理情况是可行的。
基于国家发展战略，为改善生态环境治理，实现生态优先、绿色发展，国家出台了一系列有关长江经济带生态建设的政策规划与指导意见，如表3.16所示。
表3.16 国家出台的长江经济带生态相关政策汇总
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为落实国家生态建设相关规划，长江经济带各省市也相继出台本地区生态环境发展规划与政策。长江上游作为长江流域的生态屏障，会对整体的生态环境产生重要影响，其生态保护战略意义重大。对此，长江上游各城市制定了生态环境保护相关战略，针对改善水质、森林保护和发展绿色经济产业等方面进行了规划。此外，长江上游省份关于建立省际协商合作机制已达成协议，重庆市与四川省也已创建合作计划，这些举措有利于促进上游地区实现生态协同治理。长江上游生态相关政策如表3.17所示。
表3.17 长江上游生态相关政策汇总
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长江中游持续落实绿色生态廊道建设，各城市也纷纷出台生态治理相关措施及政策。长江中游湿地、湖泊等生态系统较多，流域水质治理及生态恢复任务较重，生态保护的战略意义重大。在协同治理方面，中游省份在建立省际协商合作机制后，针对湖泊湿地保护与生态恢复提出了联合宣言。长江中游生态相关政策如表3.18所示。
表3.18 长江中游生态相关政策汇总
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长江下游作为经济发达地区，其生态治理核心在于协调经济发展与生态环境保护的关系，实现可持续发展。长江下游地区普遍面临着工业污染重的问题，如何减轻污染、解决水生态问题成为各城市生态治理的关键。对此，各地区纷纷出台推动产业结构升级以实现绿色发展的方案。同时，还在司法方面达成合作协议，并针对大气污染和水污染问题建立了协作工作小组，推动了协作机制的完善，提升了整体协作水平。长江下游生态相关政策如表3.19所示。
表3.19 长江下游生态相关政策汇总
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