基于熵值法的延邊地區(qū)城市生態(tài)文明建設綜合評價研究

鄭小軍，張健，朱衛(wèi)紅,史敏，張守志

(1.延邊大學理學院 地理系，吉林 延吉 133002；2.延邊大學長白山生物資源與功能分子教育部重點實驗室，吉林 延吉 133002)

20世紀90年代以來，面對經濟迅速發(fā)展所造成的日益嚴重的人類生存環(huán)境問題，國內外學者在環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展的研究基礎上，提出了生態(tài)文明的概念[1-2].近年來國內學者圍繞生態(tài)文明特征與內涵[3]、生態(tài)文明建設理論方法、生態(tài)文明與其他相關領域耦合關系[4]、生態(tài)文明建設指標體系[5]和生態(tài)文明建設水平綜合評價等進行了多方面的研究.在生態(tài)文明建設指標體系和生態(tài)文明建設水平綜合評價方面，刁尚東[6]通過建立城市生態(tài)文明評價指標體系和評價模型，對廣州市的生態(tài)文明狀況進行了分析；張茜等[7]采用熵權法確定指標權重，并運用協(xié)調度模型從時、空雙維度實證評價了寧波市10年來的生態(tài)文明水平及其演化；馬曉男[8]從經濟—社會—自然3個方面構建了延邊地區(qū)城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標體系，并運用熵值法確定指標權重評價了近10年來的延邊地區(qū)城市生態(tài)系統(tǒng)健康狀況及發(fā)展水平.本文運用層次分析法構建延邊地區(qū)生態(tài)文明建設的評價指標體系，并運用熵值法確定指標權重進行評價，以探析延邊地區(qū)生態(tài)文明建設水平變化的影響，為本地區(qū)的城市建設及規(guī)劃提供科學依據.

1 研究區(qū)概括及數(shù)據源

1.1 研究區(qū)概況

延邊朝鮮族自治州是我國朝鮮族主要聚居地，位于吉林省東部、中俄朝3國交界處，地理坐標在41°59′47″～44°30′42″N、127°27′43″～131°18′33″E之間.延邊地區(qū)下轄6市2縣，其中5個為邊境縣市[9].由于城市是以非農業(yè)產業(yè)和非農業(yè)人口集聚形成的較大居民點(包括按國家行政建制設立的市、鎮(zhèn))，因此本文主要選取延邊地區(qū)8個城市作為本文的研究范圍(圖1)，其中：延吉市下轄6個街道、4個鎮(zhèn)，圖們市下轄3個街道、4個鎮(zhèn)，琿春市下轄4個街道、4個鎮(zhèn)、3個鄉(xiāng)，敦化市下轄4個街道、11個鎮(zhèn)和5個鄉(xiāng)，和龍市下轄3個街道、8個鎮(zhèn)，龍井市下轄6個鎮(zhèn)、2個鄉(xiāng)，安圖縣下轄7個鎮(zhèn)、2個鄉(xiāng)；汪清縣下轄8個鎮(zhèn)、1個鄉(xiāng).

圖1 研究區(qū)范圍

1.2 數(shù)據源

延邊地區(qū)生態(tài)文明建設評價指標各年份屬性值如表1所示.指標值數(shù)據來源分別為《延邊朝鮮族自治州統(tǒng)計年鑒》(2001—2011)，《延吉市統(tǒng)計年鑒》(2001—2011)，《延邊朝鮮族自治州環(huán)境質量報告書》(2001—2011)，延邊朝鮮族自治州教育局中小學教育統(tǒng)計資料(2001—2011)，延邊朝鮮族自治州水利局統(tǒng)計資料(2001—2011).

2 城市生態(tài)文明建設水平評價方法

2.1 熵值法

熵值法是一種客觀的賦權方法，它通過計算指標的信息熵，根據指標的相對變化程度對系統(tǒng)整體的影響來決定指標的權重.對于某項指標，指標值間的差距越大，表明該指標在綜合評價中所起的作用越大，反之則相反.由于該方法具有客觀定量評價樣本的優(yōu)點，被廣泛應用在統(tǒng)計學等各個領域，但由于所研究的問題日益復雜，傳統(tǒng)的熵值法已經不能完全滿足研究的需要，因此需要對其做相應調整[10].

2.2 構建樣本標準化矩陣

由于各評價指標的量綱不一，不能夠直接按權重加和，故需要對指標屬性值進行無量綱化處理.具體方法如下[1,11]:

設X為城市生態(tài)文明水平系統(tǒng)對應于m個評價指標與n個城市的樣本數(shù)據，利用X=(xij)m×n對xij進行歸一化處理，得矩陣U=(uij)m×n,uij∈[0,1]，即“決策矩陣”.通常，評價指標分為“正指標”和“逆指標”兩類，其中“正指標”的屬性值越大越好，“逆指標”的屬性值越小越好.兩類指標的無量綱化處理方法為：令

yij=(xij-minxj)/(maxxj-minxj),

1≤i≤n，1≤j≤m;

(1)

yij=(maxxj-xij)/(maxxj-minxj),

1≤i≤n，1≤j≤m,

(2)

其中maxxj和minxj分別是第j個指標評價年份的最大值和最小值.在此基礎上，對yij進行標準化處理.

2.3 指標權重的確定

2.4 樣本的綜合評價

3 生態(tài)文明建設評價指標體系的構建

評價指標體系的構建既要包含直接反映城市生態(tài)文明狀態(tài)的基本指標，又要包含對本區(qū)域城市生態(tài)文明特征分析總結而得出的綜合指標,指標同時應該具有時間和空間的動態(tài)變化特征，能顯示變量間的相互關系[11-12].依據上述原則，將延邊地區(qū)城市生態(tài)文明評價指標體系設計為“目標—準則—指標”3個層次的框架結構,其中第1層次為城市生態(tài)文明評價目標層，第2層次為準則層,第3層次為具體評價指標層，共34個指標(表1).運用層次分析法(AHP)從社會經濟和諧、社會和諧穩(wěn)定有序、生態(tài)文明理念發(fā)展普及率和生態(tài)環(huán)境友好4個方面設計具體評價指標.

表1 延邊地區(qū)城市生態(tài)文明建設評價指標體系及各指標權重

表1(續(xù))

4 延邊地區(qū)生態(tài)文明建設綜合水平評價

4.1 延邊地區(qū)城市生態(tài)文明建設綜合水平評價與分析

按照延邊地區(qū)生態(tài)文明建設評價方法，首先分別求出延邊地區(qū)每個評價指標的權重,然后分別計算出各指標、準則層和目標層的得分(見表1),最后通過求得綜合評價值得到延邊地區(qū)城市生態(tài)文明建設水平和各二級指標水平變化趨勢(見圖2).對34個指標進行計算得到平均權重為0.029 4.從表1可知，權重大于均值的指標有17個，主要分布在B1、B2、B4二級準則層的16個指標中，說明它們是影響延邊地區(qū)城市生態(tài)文明建設的主要因素.

圖2 延邊地區(qū)城市生態(tài)文明建設水平和各二級指標水平變化趨勢

為了更明確地評價延邊地區(qū)生態(tài)文明建設水平，參照文獻[11]和[13]，建立分級評價標準，其分值在0～1分之間，分值越高表示生態(tài)文明建設水平越高.以0.6分為基本標準,低于0.6分表示還處于生態(tài)文明建設的準備階段，0.6分以上表示已經進入生態(tài)文明建設階段，其中0.6～0.8分表示生態(tài)文明建設處于初級階段，0.8～0.9分表示生態(tài)文明建設處于中級階段，0.9～1.0分表示生態(tài)文明建設處于高級階段[3].

在4個評價指標中，生態(tài)環(huán)境友好層中的指標影響最大(見圖2),其中:人均公共綠地面積C24、人均耕地面積C26、每公頃耕地化肥施用量C31、主要污染物SO2排放強度C32和區(qū)域噪聲環(huán)境質量C34的指標影響最大,其權重值分別為0.057 6、0.061 0、0.040 1、0.046 3和0.041 8；其次的指標為酸雨頻率C33、建成區(qū)綠地覆蓋率C25、工業(yè)廢水排放達標率C27、降水pH值年均值C30，其權重值在0.026 7～0.034 8之間；影響較小的指標為年降水量C22、森林覆蓋率C23、工業(yè)固體廢物綜合利用率C28、城市生活垃圾無害化處理C29,其權重值分別為0.012 7、0.018 8、0.013 6、0.014 6，權重值較小的原因是因為年降水量、城市生活垃圾無害化處理率等指標是間接性的指標，其影響力需要通過一段時間才能體現(xiàn)出來.

在4個評價指標中，社會和諧穩(wěn)定指標的影響力為第二(見圖2)，其中：人口自然增長率C8(0.033 4)、恩格爾系數(shù)C10(0.041 0)、城鎮(zhèn)登記失業(yè)率C9(0.033 6)這些逆指標表明延邊地區(qū)生態(tài)文明建設程度低于國內發(fā)達城市；萬人擁有病床數(shù)C15的權重為0.035 1，它表明延邊地區(qū)醫(yī)療衛(wèi)生水平較高.

在4個評價指標中，社會經濟和諧指標的影響力為第三(見圖2)，其中：經濟綜合實力指標權重較大，影響也相對較大.固定資產投資C3、人均GDPC1、在崗職工平均工資C5、旅游收入占GDP比重C6的權重值分別為0.044 9、0.035 3、0.031 6、0.032 8，這些指標對城市經濟發(fā)展和文明水平提升提供了物質保障.

在4個評價指標中，生態(tài)教育普及率指標的影響力為第四(見圖2)，其中：反映數(shù)字視頻宣傳力度的電視綜合人口覆蓋率C21權重為0.068 5，其余都低于平均值.這說明延邊地區(qū)在生態(tài)文明宣傳教育工作力度還較弱，有待提高.

以上評價結果表明，延邊地區(qū)在2001—2011年間生態(tài)文明建設水平雖呈現(xiàn)上升趨勢，但總體建設水平仍較低.從分級評價標準來看，延邊地區(qū)的生態(tài)文明建設在2010年前處于準備階段(2009年評價指數(shù)值為0.579 0)，2010年后(2010年評價指數(shù)為0.652 6)進入初級建設階段.

4.2 延邊地區(qū)8個城市生態(tài)文明建設的對比分析

根據上述研究方法，分別計算延邊地區(qū)8個城市2001—2011年各年的城市生態(tài)文明建設水平和8個城市的平均生態(tài)文明建設水平，結果見表2.由表2可知，8個城市的生態(tài)文明建設水平在2001—2011年間呈逐年上升趨勢，其中延吉、敦化、圖們、汪清4個城市的生態(tài)文明水平指標都大于0.4，說明其生態(tài)文明建設速度相對較快.龍井、和龍、琿春、安圖4個城市的生態(tài)文明水平指標較低與這4個城市的社會經濟和諧、社會和諧穩(wěn)定有序、生態(tài)文明理念發(fā)展普及率和生態(tài)環(huán)境友好4個準則層的權重較低有關.

表2 延邊地區(qū)8個縣市2001—2011年城市生態(tài)文明建設程度

5 結論

本文通過構建延邊地區(qū)生態(tài)文明建設的評價指標體系，以社會經濟和諧、社會和諧穩(wěn)定有序、生態(tài)文明理念發(fā)展普及率和生態(tài)環(huán)境友好4個準則層和34項具體指標，運用熵值法確定指標權重并進行評價，得出了2001—2011年延邊地區(qū)城市生態(tài)文明建設水平的綜合指數(shù)，并對延邊地區(qū)8個城市的生態(tài)文明建設水平進行了對比.本文評價結果與延邊地區(qū)城市生態(tài)文明建設的實際情況基本一致，因此本文的評價方法具有一定的合理性和可行性.但由于城市生態(tài)系統(tǒng)是一個非常復雜的系統(tǒng)，僅僅依靠層次分析法和熵值法不可能盡善盡美地加以描述，因此還需要建立和完善更加合理的評價體系，從多層次、多角度對城市生態(tài)文明建設進行綜合研究.

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