基于熵權(quán)TOPSIS法的環(huán)境友好型城市建設(shè)評價

趙沁娜， 姚尚麗， 范利軍

（合肥工業(yè)大學(xué)a.管理學(xué)院；b.經(jīng)濟學(xué)院，合肥 230009）

基于熵權(quán)TOPSIS法的環(huán)境友好型城市建設(shè)評價

趙沁娜a， 姚尚麗a， 范利軍b

（合肥工業(yè)大學(xué)a.管理學(xué)院；b.經(jīng)濟學(xué)院，合肥 230009）

環(huán)境友好型城市作為一種新的城市發(fā)展模式，是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然要求，是落實科學(xué)發(fā)展觀的重要舉措。文章在對環(huán)境友好型城市內(nèi)涵進行界定的基礎(chǔ)上，從環(huán)境對人友好、人對環(huán)境友好兩個維度構(gòu)建了指標體系，建立了基于熵權(quán)TOPSIS法的環(huán)境友好型城市評價模型，并對中部六省省會城市的環(huán)境友好型城市建設(shè)情況進行了評價。

環(huán)境友好型城市；熵權(quán)法；TOPSIS法；中部地區(qū)

城市是現(xiàn)代社會經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展的核心地帶，近來，在可持續(xù)發(fā)展思想的指導(dǎo)下，國際社會提出了環(huán)境友好型城市這一全新理念，國外部分城市開始嘗試引入“環(huán)境友好”（environmentally friendly）概念引導(dǎo)城市發(fā)展［1－3］。在我國，《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃的建議》中，將“建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”提升到中央戰(zhàn)略決策的高度。

目前，有關(guān)于環(huán)境友好型城市建設(shè)的理論研究多集中在對環(huán)境友好型城市的認識、建設(shè)意義、實現(xiàn)途徑等方面進行初步的探討［4－10］，而關(guān)于定量評價的理論與方法研究尚不多見。通過定量評價，可以使環(huán)境友好型城市的建設(shè)具有可度量性和可比性，進而可以有效地監(jiān)測和衡量環(huán)境友好型城市建設(shè)的進程。

一、環(huán)境友好型城市的理論內(nèi)涵

目前，理論界對于環(huán)境友好型城市還沒有統(tǒng)一的定義，不同學(xué)者都從各自的研究背景和角度闡述了環(huán)境友好型城市的內(nèi)涵。柏國強（2005）認為環(huán)境友好型城市是城市在實現(xiàn)生態(tài)城市與可持續(xù)發(fā)展目標過程中經(jīng)歷的過渡形態(tài)，強調(diào)人與環(huán)境的充分協(xié)調(diào)和相互友好，客觀反映一定時期內(nèi)產(chǎn)生在現(xiàn)有自然環(huán)境、資源稟賦、經(jīng)濟水平、社會文化等前提制約下，通過環(huán)境保護與生態(tài)建設(shè)進程，所能達到的最佳生態(tài)環(huán)境狀況、最優(yōu)資源配置模式、最合適的思想行為方式［11］。李祥榮、李偉娟（2006）提出環(huán)境友好型城市的核心內(nèi)涵是城市的生產(chǎn)消費活動與城市生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展。它要求城市經(jīng)濟社會發(fā)展的各方面必須符合生態(tài)規(guī)律，采取有利于城市環(huán)境保護的生產(chǎn)、生活、消費方式，建立城市與環(huán)境的良性互動、自然和諧的關(guān)系，用生態(tài)環(huán)境保護的思想和方法，促進城市經(jīng)濟社會全面、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展等等［12］。

本文認為，由于城市自身發(fā)展的先天條件及制約因素各異，環(huán)境友好型城市的建設(shè)應(yīng)體現(xiàn)城市特色。因此，本文將環(huán)境友好型城市定義為一種新的城市發(fā)展模式，它要求在城市生態(tài)系統(tǒng)承載能力范圍內(nèi)，綜合考慮城市自身在自然環(huán)境、資源稟賦、經(jīng)濟水平、社會文化方面的特點，采取有利于生態(tài)環(huán)境保護的生產(chǎn)、生活和消費方式，從而實現(xiàn)城市內(nèi)部的協(xié)調(diào)發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，本文認為環(huán)境友好型城市可從以下兩個維度構(gòu)建，其一，從“環(huán)境對人友好”的角度出發(fā)，主要反映城市為居民的生產(chǎn)、生活、休閑娛樂提供清潔、優(yōu)美、舒適的外部環(huán)境；其二，從“人對環(huán)境友好”的角度出發(fā)，以外部環(huán)境為依托，強調(diào)人們生產(chǎn)、生活強度應(yīng)控制在城市環(huán)境容量與生態(tài)承載力之內(nèi)，城市居民應(yīng)有意識的通過日常行為來促進城市生態(tài)環(huán)境保護，進而創(chuàng)建和諧、友好的物理環(huán)境和人文環(huán)境。

二、環(huán)境友好型城市評價指標體系構(gòu)建

本文根據(jù)環(huán)境友好型城市的內(nèi)涵與建設(shè)途徑，以及確立指標的科學(xué)性、整體性、可度量性、可操作性等原則，從“環(huán)境對人友好”以及“人對環(huán)境友好”兩個層面構(gòu)建指標體系，共選取5個二級指標，24個三級指標。在選取指標的同時也考慮到了數(shù)據(jù)的可獲取性而放棄了一部分指標，具體的指標體系見表1。

表1 環(huán)境友好型城市評價指標體系

續(xù)表

目前，環(huán)境友好型城市指標體系在國內(nèi)外屬較新的研究領(lǐng)域，相關(guān)公開研究報道尚不多見。但關(guān)于城市可持續(xù)發(fā)展指標體系、生態(tài)城市建設(shè)指標體系以及國家各部門自90年代初開始提出的園林城市、環(huán)境保護模范城市、生態(tài)園林城市等一系列考核模式等已有諸多研究報道［13－19］。本文在一定程度上參考了這些指標體系。

三、基于熵權(quán)TOPSIS法的評價模型建立

TOPSIS（technique for order preference by similarity to an ideal solution）法，是一種逼近于理想解的排序方法［20－22］。其基本原理是通過測度被評價對象的指標評價值向量與綜合評價問題的理想解和負理想解的相對距離來進行排序。所謂理想解（記為x＋）是一個理想的最優(yōu)解，其各個指標值都達到綜合評價問題中各指標的最優(yōu)值，故也稱為最優(yōu)解；所謂負理想解（記為x－）是另一設(shè)想的最劣解，其各個指標值都達到綜合評價問題中各指標的最差值，故也稱為最劣解。方案排序的規(guī)則是把各備選方案與x＋、x－作比較，若其中一個方案最接近x＋，同時有最遠離x－，則該方案是備選方案中的最好的方案。基于熵權(quán)的環(huán)境友好型城市評價TOPSIS法可分為以下步驟：

1.指標數(shù)據(jù)的標準化

效益型指標是指數(shù)值越大越好的指標，成本型指標是指數(shù)值越小越好的指標。設(shè)yij表示第i個評價對象在第j項指標標準化處理后的值，xij表示第i個評價對象在第j項指標上的指標值。則效益型指標數(shù)據(jù)的標準化公式為：

成本型指標數(shù)據(jù)的標準化公式為：

對Pij進行歸一化處理：

2.熵權(quán)法權(quán)重wj的確定

計算第j項指標的熵：

計算指標差異度：

計算各指標的熵權(quán)。設(shè)wj為第j個評價指標的熵權(quán)，則有：

從以上公式可以看出熵權(quán)具有以下性質(zhì)，當Pi1＝Pi2＝…Pin時，熵值Hj達到最大值，此時的熵權(quán)等于零，也就是說第j個指標沒有向決策者提供任何有用的參考信息，因此該指標可以刪除。熵指標值越大，其熵權(quán)越小，該指標就越不重要。從信息的角度考慮，熵權(quán)代表該指標在問題中提供有用信息量的程度。所以，計算出的熵權(quán)可以作為屬性權(quán)重，熵權(quán)越大，權(quán)重越大，對應(yīng)指標屬性就越重要。

3.TOPSIS確定評價得分的方法

①對標準化指標值進行加權(quán)：

由規(guī)范化決策矩陣y＝（yij）m×n和權(quán)重向量w＝（w1，w2，w3，…，wn），構(gòu)成加權(quán)的規(guī)范化決策矩陣：

②確定理想解和負理想解，分別構(gòu)成理想解向量x＋和負理想解向量x－：

③采用歐幾里德距離公式，分別計算各被評價對象的指標評價值向量到理想解x＋的距離d＋和到負理想解x－的距離d－：

④計算各被評價對象指標評價值向量與理想解的距離：

四、環(huán)境友好型城市的實證研究

1.樣本的選取及數(shù)據(jù)來源

本文選取合肥（HF）、武漢（WH）、長沙（CS）、鄭州（ZZ）、太原（TY）、南昌（NC）六個中部省會城市為實證，依據(jù)上述環(huán)境友好型城市建設(shè)指數(shù)，評價中部六省省會城市的環(huán)境友好型城市建設(shè)情況。評價指標原始數(shù)據(jù)來自各省份2009年度的統(tǒng)計年鑒、環(huán)境保護統(tǒng)計年鑒、環(huán)境質(zhì)量公報等，見表2。

表2 環(huán)境友好型城市評價指標體系及數(shù)據(jù)

續(xù)表

2.基于熵權(quán)TOPSIS的環(huán)境友好型城市評價

（1）指標數(shù)據(jù)的標準化在全部評價指標中：C23、C31、C32、C33、C34、C35、C41、C42、C43為成本型指標，其它指標均為效益型指標。將表1中效益型指標的數(shù)據(jù)代入式（1），成本型指標的數(shù)據(jù)代入式（2），可得標準化后的指標值，如表3所列。

表3 中部六省會城市評價指標數(shù)據(jù)的標準化結(jié)果

續(xù)表

3.熵權(quán)法對指標權(quán)重的計算

將表3中各標準化指標值代入式（3）～（5）可得各評價指標的熵值Kj，將熵值代入式（6）可得各指標的熵權(quán)Wj，對指標權(quán)重按各層級的權(quán)重，均分別列于表4。

表4 中部六省會城市評價指標數(shù)據(jù)的標準化結(jié)果

4.TOPSIS對綜合評價和各級指標得分的計算

將表3的標準化指標值和表4中的指標權(quán)重代入式（7）～（9），可得理想解向量和負理想解向量：

其中，代表各個指標值都達到環(huán)境友好度綜合評價中各指標的最優(yōu)值，故也稱為最優(yōu)解；代表各個指標值都達到環(huán)境友好度綜合評價中各指標的最差值，故也稱為最劣解。

將加權(quán)的標準化指標值矩陣A和理想解d＋，d－代入式（10）－（11），可得各樣本的綜合評價得分，見表5第5行綜合評價所列。將加權(quán)的標準化指標值按準則層代入式（10）～（11），可得各樣本在各層的得分，見表5第1－7行所列。

表5 中部六省會城市環(huán)境友好型城市綜合評分和各級指標評分結(jié)果

5.評價結(jié)果分析

第一，從熵值法確定的權(quán)重來看，五個二級指標對環(huán)境友好型城市建設(shè)的影響程度不同，其中環(huán)境質(zhì)量C2（21.76%）＞環(huán)境管理領(lǐng)域C5（21.51%）＞生活消費領(lǐng)域C4（19.57%）＞自然資源C1（18.71%）＞生產(chǎn)領(lǐng)域C3（18.45%）。兩個一級指標對環(huán)境友好型城市建設(shè)評價的影響程度不同，其中人對環(huán)境友好程度B2（59.53%）＞環(huán)境對人友好度B1（40.47%）。

第二，從綜合評價得分來看，中部六省會城市環(huán)境友好型城市建設(shè)評價得分由大到小的排序是南昌（55.69）＞長沙（49.16）＞武漢（48.55）＞太原（47.09）＞合肥（39.55）＞鄭州（36.52）。

第三，由表5中部六省會城市環(huán)境友好型城市綜合評價和各級指標評分來看，各城市的環(huán)境友好型城市建設(shè)各有特點：

一級指標中“環(huán)境對人友好度”指標得分由大到小的排序是南昌（74.76）＞長沙（57.02）＞合肥（35.46）＞太原（33.88）＞鄭州（26.92）＞武漢（21.19）。其中，從表5的二級指標看，武漢市的自然資源和環(huán)境質(zhì)量兩項指標是制約武漢市環(huán)境友好型城市建設(shè)的主要因素。從表3的三級指標看，人均土地面積、自然保護區(qū)的面積占土地總面積比例及全年空氣環(huán)境質(zhì)量良好天數(shù)的比率得分較低是武漢市“環(huán)境對人友好度”指標得分較低的主要因素。

一級指標中“人對環(huán)境友好度”得分由大到小的排序是武漢（63.03）＞太原（58.58）＞南昌（43.20）＞長沙（42.95）＞鄭州（42.76）＞合肥（42.25）。從表5的二級指標看，合肥市的生活消費指標是制約合肥市環(huán)境友好型城市建設(shè)的主要因素。從表3的三級指標看，人均生活垃圾產(chǎn)生量、城市生活污水集中處理率得分較低是合肥市“人對環(huán)境友好度”得分較低的主要因素。

五、結(jié) 論

環(huán)境友好型城市建設(shè)需要有一套科學(xué)的指標體系跟蹤、評估和指導(dǎo)實踐。本文在對環(huán)境友好型城市內(nèi)涵進行界定的基礎(chǔ)上，從環(huán)境對人友好、人對環(huán)境友好兩個維度構(gòu)建了5個二級指標，24個三級指標的指標體系，來衡量人與自然環(huán)境之間的互動關(guān)系；建立了基于熵權(quán)TOPSIS法的環(huán)境友好型城市評價模型，并對中部六省省會城市的環(huán)境友好型城市建設(shè)的優(yōu)劣情況以及主要影響因素進行分析與評價。研究結(jié)果表明，運用本文設(shè)計的環(huán)境友好型城市評價指標體系及評價方法，可以有效地監(jiān)測和衡量環(huán)境友好型城市建設(shè)的進程，而且可以層層深入，尋找增強或提升可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ耐緩健?/p>

由于我國各地區(qū)資源環(huán)境狀況差異明顯，經(jīng)濟發(fā)展水平差異較大，如何確定合適的評價指標來準確度量環(huán)境友好型城市建設(shè)，同時又具有較好的普適性，是該領(lǐng)域研究的關(guān)鍵問題。本文由于數(shù)據(jù)資料可獲得性和可操作性的限制，指標體系評價對象側(cè)重于城市地區(qū)。因此，環(huán)境友好型城市評價指標體系還有待進一步通過實證檢驗和不斷完善。

［1］Report of the Award Committee.Best environmental practice in Baltic cities award 2003［EB／OL］.http：／／www.gdynia.pl／eng／european／city／international／co－operation／4909＿38753.html

［2］Environmentally Friendly City of Chicago Gets a Spring Cleaning［EB／OL］.http：／／www.aquafina－community－action.com／chicago－spring－clean－green－volunteer－cleanup／

［3］Signe Sporring.Environmentally friendly shopping is not just for the“wooly－h(huán)atted－bean－eaters”［EB／OL］.http：／／www.ubc.net／commissions／Documentation＿center／bulletin＿2＿01.pdf.

［4］崔 杰，郭艷華.廣州建設(shè)環(huán)境友好型城市實施保障機制［J］.中國城市林業(yè)，2007：23－26.

［5］陳紅喜，葉依廣.基于政府視角的資源節(jié)約型和環(huán)境友好型城市建設(shè)探析——以南京市為例［J］.經(jīng)濟師，2007，（9）：53－54.

［6］王柏玲，楊 清.大連建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型城市的產(chǎn)業(yè)政策［J］.大連海事大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2009，8（1）：27－30.

［7］於賢德.論科學(xué)發(fā)展觀與環(huán)境友好型城市的建設(shè)［J］.湛江師范學(xué)院學(xué)報，2008，29（1）：129－133.

［8］趙 焱.發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，建設(shè)環(huán)境友好型城市——溫州模式下的循環(huán)經(jīng)濟研究［J］.城市發(fā)展研究，2006，13（5）：51－54.

［9］李育冬，原 新.環(huán)境友好城市建設(shè)中的循環(huán)經(jīng)濟思想探析［J］.生產(chǎn)力研究.2008，（4）：8－10.

［10］柏國強.上海構(gòu)建環(huán)境友好型城市研究［D］.上海：華東師范大學(xué)，2005.

［11］李祥榮，李偉娟.環(huán)境友好型城市［M］.中國環(huán)境科學(xué)出版社，2006.

［12］張新端，鄭澤根.環(huán)境友好型城市環(huán)境指標體系研究［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2007，32（9）：53－36.

［13］劉曉潔，沈 鐳.資源節(jié)約型社會綜合評價指標體系研究［J］.自然資源學(xué)報，2006，21（3）：382－391.

［14］李名升，佟連軍.中國環(huán)境友好型社會評價體系構(gòu)建與應(yīng)用［J］.中國人口·資源與環(huán)境，2007，17（5）：105－111.

［15］趙明華，李桂香.資源節(jié)約型社會評價指標體系的構(gòu)建［J］.資源開發(fā)與市場，2007，23（8）：706－708.

［16］張坤民，溫宗國，杜斌等.生態(tài)城市評估與指標體系［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

［17］羅上華，馬蔚純.城市環(huán)境保護規(guī)劃與生態(tài)建設(shè)指標體系實證［J］.生態(tài)學(xué)報，2003，23（1）：45－55.

［18］吳 瓊，王如松，李宏卿.生態(tài)城市指標體系與評價方法［J］.生態(tài)學(xué)報，2005，25（8）：2090－2095.

［19］王 麗，左其亭，高軍省.資源節(jié)約型社會的內(nèi)涵及評價指標體系研究［J］.地理科學(xué)進展，2007，26（4）：86－92.

［20］羅 黨，王淑英.決策理論與方法［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2010.

［21］顧雪松.基于熵權(quán)TOPSIS的上市公司財務(wù)評價模型及石化行業(yè)的實證［J］.價值工程，2009，28（8）：160－165.

［22］羅建強，韓玉啟，張銀萍.基于熵權(quán)TOPSIS的客戶訂單分離點定位研究［J］.工業(yè)工程與管理，2008，13（5）：83－87.

Evaluation of Environment－friendly City Construction Based on Entropy Weight TOPSIS Method

ZHAO Qin－naa， YAO Shang－lia， FAN Li－junb
（a.School of Management；b.School of Economics，Hefei University of Technology，Hefei 230009，China）

As a new model of city development，the environment－friendly city is the need to build an economic and environment－friendly society and the important measure to implement the scientific outlook on development.In this paper，on the basis of the definition of the environment－friendly city，an indicator system is set up from two dimensions including human＇s friendliness to environment and environment＇s friendliness to human.And by using entropy weight TOPSIS method，an evaluation model is established to evaluate the environment－friendly city construction of six provincial capitals in central region of China.

environment－friendly city；entropy weight method；TOPSIS method；central region of China

X322

A

1008－3634（2012）01－0026－08

2011－10－19

安徽省教育廳人文社會科學(xué)研究項目（2008sk031）；國家社科基金重大招標項目（08＆ZD043）

趙沁娜（1978－），女，山西沁水人，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師。

（責任編輯 劉 翠）