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城市人类居住环境适宜性评估——以北京为案例研究
叶泽吉*和杨晓华
中国北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室，北京100875
*通讯作者
关键词：人类居住环境，信息熵，适宜性评价，北京。
摘 要：本研究采用层次分析法(AHP)建立了城市人类住区适宜性评价指标体系。根据信息熵标准化尺度处理的单指标得分，对2004-2017年北京地区人类住区的适宜性进行了综合评价。结果表明，北京地区人类住区的适宜性明显提高，资源和环境的适宜性经历了明显的波动， 这与经济和社会适宜性的可持续增长趋势不同。本研究的目的是提高理解的历史变化和未来的发展趋势在北京人类居住环境，并进一步促进首都的人类居住环境的建设和持续改善的公民的生活质量。
介绍
人类居住环境是人类生存和发展的基础。其质量不仅与人类的身心健康直接相关，而且是人口、社会、环境和资源协调的问题。它也是衡量人类社会进步和文化发展的重要标志[1]. 城市人居环境是一个综合性的概念，它不仅是指人类居住和活动的物理空间，还包括人口、资源、环境、社会政策和经济发展[2].人类住区适宜性评价是城市人类住区研究的重要组成部分，通过建立相关指标体系和统计分析过程，反映了城市人类住区的现状和发展。
北京作为中国的首都，也是大都市的典型代表。自改革开放以来，随着经济的快速发展， 社会环境的各个方面都发生了巨大的变化。选择北京作为评价城市人居环境适宜性的研究区域，为城市人居环境的建设和管理决策提供了依据。它有利于北京的人类住区环境的进一步发展，也有利于公民的生活质量和社会福祉的实际效益。
数据和方法数据来源
这些数据来源于北京2005-2018年统计年鉴、北京2004-2017年环境状况公告，以及部分数据来自国家数据网站。
指数体系的建立
本研究采用AHP方法构建城市人居适宜性评价指标体系。从经济适宜性、社会生境适宜性和资源等环境适宜性，构建了评价北京城市人类住区适宜性的标准。
经济适宜性反映了社会和经济条件对人口居住的支持作用，主要是通过考虑财富分配平等指数和修正通货膨胀后的人均GDP。社会居住点的适宜性可分为四个子标准：生活条件、城市建设与管理、社会保障与福利和综合竞争强度。资源和环境的适宜性主要反映在水资源条件、水环境条件、大气环境质量和良好的环境条件上。共选取24个评价指标，其中线性相关性高的指标进行分析层次过程(AHP)处理。
研究技术
本研究试图在没有定量标准系统或评分标准的情况下对每个单一指标进行评分。在2004- 2017年期间，对各单一指标的值进行了标准化。各单项指标的原始得分约为0，标准差约为1。此后，利用熵权法的思想对原始得分进行标准化和缩放，可以反映2004-2017年各单个指标的真实变化范围和变化率。
熵权法是一种常见的目标分配方法，它避免了目标分配方法的缺陷德尔菲法、专家排序法等。对于某一指标，信息熵值越大，指标值的变化程度就越大，那么该指标在评价分析中的作用也就越大[3].在本研究中，熵权法没有与层次分析过程(AHP)等主观权重确定法相结合，而是通过每个单一指标数据的信息熵，在没有定量评价标准的情况下获得每个单一指标的得分。
根据各指标的计算得分和各指标的权重，进行指标整合，得到2004-2017年北京人居环境适宜性和全人口的综合得分。当得分ge;0时，得分越正，适宜性越好，当得分le;0时，得分越负，适宜性越差。
表1.北京人居环境适宜性指标和评价标准权重体系。
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Criterion layer |
Sub-criteria layer |
Evaluating indicator |
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Economic suitability （0.0890） |
Socioeconomic status（1） |
Corrected GDP per capita（1） |
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Housing conditions（0.2439） |
Urban housing area per capita（0.75） Green space area per capita（0.25） |
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Public toilets per 10,000 people（0.2385） |
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Number of rail transit operations per 10,000 population （0.1563） |
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Urban construction and management（0.1650） |
Public transport vehicles per 10,000 people（0.1563） Taxi ownership per 10,000 people（0.1562） |
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Urban road area per capita（0.1562） |
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Social habitat suitability （0.5876） |
Proportion of direct property loss in traffic accidents （0.1365） |
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Proportion of urban basic medical insurance（0.2814） |
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Proportion of active workers participating in old-age insurance（0.2814） |
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Social security and well-being （0.4953） |
Number of practising (assistant) doctors per 10,000 population（0.1407） |
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Number of health technicians per 10,000 population （0.1407） |
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Proportion of education expenditure（0.1558） |
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Comprehensive competition intensity（0.0958） |
Urban population density（1） |
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Resource and environment suitability （0.3234） |
Water resources condition （0.4034） |
Per capita water resources（0.8） Percentage of reservoir capacity up to standard（0.2） |
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Water environment state （0.1475） |
Percentage of river length up to standard（0.25） Lake capacity / area percentage up to standard（0.25） Percentage of length of river substandard V-type（0.25 Percentage of area of lake substandard V-type（0.25） |
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Atmospheric environmental Days with Air quality better than second grade（0.75） quality（0.2949） Heavy pollution days（0.25） |
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Sound environment condition （0.1542） |
Urban area noise（1） |
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研究技术
本研究试图在没有定量标准系统或评分标准的情况下对每个单一指标进行评分。在2004- 2017年期间，对各单一指标的值进行了标准化。各单项指标的原始得分约为0，标准差约为1。此后，利用熵权法的思想对原始得分进行标准化和缩放，可以反映2004-2017年各单个指标的真实变化范围和变化率。
熵权法是一种常见的目标分配方法，它避免了目标分配方法的缺陷德尔菲法、专家排序法等。对于某一指标，信息熵值越大，指标值的变化程度就越大，那么该指标在评价分析中的作用也就越大[3].在本研究中，熵权法没有与层次分析过程(AHP)等主观权重确定法相结合，而是通过每个单一指标数据的信息熵，在没有定量评价标准的情况下获得每个单一指标的得分。
根据各指标的计算得分和各指标的权重，进行指标整合，得到2004-2017年北京人居环境适宜性和全人口的综合得分。当得分ge;0时，得分越正，适宜性越好，当得分le;0时，得分越负，适宜性越差。
结果
Resource and environment suitability Human settlement environment suitability
year
Social habitat suitability
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
2010
2004 2005 2006 2007 2008 2009
Economic suitability
2.5
2
1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
-2
-2.5
图1.北京中人类居住环境适宜性的年际变化。
图1显示了2004-2017年北京地区城市生境适宜性的变化。总体分有上升趋势，但2008- 2015年没有显著上升。北京的经济适宜性呈明显的上升趋势，但可以看出，2014-2015年出现了明显的下降，主要是由于财富分配不平等指数的急剧上升，这可能与统计水平的变化有关。与其他两种适宜性相比，北京的社会可居住性都在稳步增加，且变化范围相对较小。有趣的是，北京的资源和环境的适宜性经历了一个波动周期。事实上，除了资源环境本身的变化之外，它还来自于统计方法、程序和管理方面的变化。
图2显示了2004年至2017年北京城市生境适宜性轨迹。在社会与自然的二维坐标系中，经济和社会的适宜性在2004年至2008年期间，北京的定居点以及自然资源和环境的适宜性持续改善。2008-2014 年，经济和社会人类住区的适宜性持续改善，但自然资源和环境适宜性显著下降。在上述两个阶段中，可以将二维坐标系中的栖息地适宜性轨迹拟合成直线段。从2015年开始，两种适宜性均开始呈现上升趋势。
Economic and social habitability
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1
-1.5
2013
2014
-1
2015
-0.5
2016
2017
2005
2006
2004
0
2011
2012
20092010
2007
0.5
2008
1
1.5
图2.2004-2017年北京报告中的人类居住环境适宜性协调跟踪。
资源和环境适宜性
图3.社会生境适宜性指数和资源和环境适宜性指数的年际变化。
图3剖析了北京地区社会生境适宜性评价的4个子标准和资源和环境适宜性评价的4个子标准。2004年至2017年，生活条件、城市建设和社会保障得分显著增加，综合竞争压力持续增加，但近年来有所
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