基于GRA-TOPSIS的黃河流域生態(tài)保護(hù)狀態(tài)評價

摘要：生態(tài)保護(hù)是高質(zhì)量發(fā)展的前提，解決好生態(tài)保護(hù)的問題才能為高質(zhì)量發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。文章以黃河流域山東段沿黃9市作為研究區(qū)域，在對現(xiàn)有相關(guān)研究資料進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，結(jié)合山東省實際情況構(gòu)建生態(tài)保護(hù)評價指標(biāo)體系，采用“熵權(quán)+灰色關(guān)聯(lián)+TOPSIS”相結(jié)合的方法對黃河流域（山東段）的生態(tài)保護(hù)水平進(jìn)行評價。依據(jù)評價結(jié)果分析生態(tài)保護(hù)水平的時空變化特征，研判生態(tài)保護(hù)狀況與高質(zhì)量發(fā)展規(guī)律，最后對黃河流域綠色發(fā)展提出了針對性建議，以期為黃河流域高質(zhì)量發(fā)展提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：黃河流域；生態(tài)保護(hù)；灰色關(guān)聯(lián)分析；TOPSIS

一、引言

黃河作為我國北方地區(qū)生態(tài)的重要保護(hù)屏障，是銜接西北高原與東部渤海的生態(tài)廊道，推進(jìn)黃河流域地區(qū)的生態(tài)保護(hù)工作是我國生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容。黨的二十大報告中提到要把“推動黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展”作為區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的重要內(nèi)容之一，就推動黃河流域高質(zhì)量發(fā)展、促進(jìn)人與自然和諧共生等提出明確要求。山東省是我國的經(jīng)濟大省，是黃河流域中的重要組成部分。對山東省沿黃9市的生態(tài)保護(hù)水平進(jìn)行定量評價，并依據(jù)評價結(jié)果采取相應(yīng)調(diào)控措施，可以為黃河流域生態(tài)文明建設(shè)路徑明確發(fā)展方向，具有重要的現(xiàn)實意義。

針對黃河流域的生態(tài)保護(hù)相關(guān)研究與評價，學(xué)界已經(jīng)展開積極的討論，主要從以下幾個方面展開。從生態(tài)保護(hù)自身問題出發(fā)，馬淑芹（2023）等從生態(tài)系統(tǒng)、水資源、水環(huán)境、環(huán)境風(fēng)險四個方面進(jìn)行系統(tǒng)分析，并提出建立協(xié)同攻關(guān)平臺、科學(xué)診斷突出生態(tài)問題成因、統(tǒng)籌推進(jìn)流域高水平保護(hù)和發(fā)展的建議。郭晗等（2020）提出水資源供需矛盾、水沙空間分布不均衡、環(huán)境污染風(fēng)險和跨區(qū)域綜合管控機制缺乏等加大了黃河流域高質(zhì)量發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的難度。從法律及立法實踐的角度，韓旭（2023）提出沿黃各省市的地方立法存在缺乏整體性思維、法規(guī)規(guī)章較少、立法積極性程度不一、未及時回應(yīng)生態(tài)問題、創(chuàng)新性和可操作性不足等問題，亟須從生態(tài)整體論出發(fā)，積極探索建立生態(tài)保護(hù)協(xié)同立法制度，在實質(zhì)內(nèi)容和形式上加以優(yōu)化，推動實現(xiàn)人與自然的和諧共生。從協(xié)同治理方面進(jìn)行探究認(rèn)為：協(xié)同治理是黃河流域生態(tài)保護(hù)的內(nèi)在要求也是國家治理體系和治理能力的現(xiàn)代化的關(guān)鍵路徑，應(yīng)加強黃河流域協(xié)同治理的頂層設(shè)計，構(gòu)建黃河流域生態(tài)保護(hù)協(xié)同治理體系，實現(xiàn)黃河流域生態(tài)協(xié)同保護(hù)、經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展（趙瞳2023）。另外，還有學(xué)者從生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟發(fā)展及兩者耦合協(xié)調(diào)方面著手分析。其中，劉家旗和茹少峰（2020）在討論中對黃河流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展情況進(jìn)行了定量研究，并指出經(jīng)濟的發(fā)展實質(zhì)是對自然資源內(nèi)化為資本的發(fā)展演變過程，高質(zhì)量發(fā)展追求的是經(jīng)濟發(fā)展過程中對生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、效用等產(chǎn)生的負(fù)向干預(yù)作用盡可能減小。以上學(xué)者對于黃河流域的生態(tài)環(huán)境保護(hù)的觀點邏輯思路清晰，論述過程嚴(yán)謹(jǐn)，分析合理也具有獨創(chuàng)性，值得深究與借鑒。

本文在深入探討和研究了相關(guān)學(xué)者的理論成果后，利用山東沿黃9市的近年數(shù)據(jù)構(gòu)建相關(guān)評價體系，在選擇評價方法時創(chuàng)新性地采用了熵權(quán)確定權(quán)重、“灰色關(guān)聯(lián)+TOPSIS”的方法對生態(tài)保護(hù)水平進(jìn)行評價，灰色關(guān)聯(lián)法與TOPSIS兩者相結(jié)合，在對山東省沿黃9市生態(tài)保護(hù)水平進(jìn)行評價和分析的過程中，能夠克服TOPSIS在確定相關(guān)評價權(quán)重時的主觀性和片面性，使得通過權(quán)重賦值評價的指標(biāo)水平更加真實客觀，也能夠提高后續(xù)分析的可操作性。對沿黃9市提出相關(guān)發(fā)展和保護(hù)建議時也能夠提出更加有力的支撐，從而使得研究更加務(wù)實、提出的見解與建議在推進(jìn)現(xiàn)實的意義中更加擲地有聲。

二、研究設(shè)計

（一）黃河流域生態(tài)保護(hù)指標(biāo)體系構(gòu)建

黃河流域的生態(tài)保護(hù)問題一直備受關(guān)注，借鑒已有研究成果和研究思路，根據(jù)黃河流域山東段城市的經(jīng)濟社會發(fā)展情況及自身特點，在充分遵循指標(biāo)選取原則的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于生態(tài)環(huán)境稟賦、生態(tài)環(huán)境承載和生態(tài)環(huán)境治理3個維度的生態(tài)保護(hù)指標(biāo)體系（見表1）。

地區(qū)生態(tài)環(huán)境稟賦情況，本文按照森林覆蓋率、人均公園綠地面積、建成區(qū)綠化覆蓋率和人均水資源量4類指標(biāo)來反映。

地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展過程中的生態(tài)環(huán)境的承載壓力情況本文按照單位GDP能耗、單位GDP水消費量、單位GDP煤炭消耗量、單位GDP天然氣消費量、單位GDP電力消費量、人均日生活用水量、人均工業(yè)廢水排放量、人均SO2排放量和人均煙（粉）塵排放量等9類指標(biāo)來反映。

地區(qū)對生態(tài)環(huán)境的治理情況本文按照環(huán)境治理投資、工業(yè)產(chǎn)生固體廢棄物綜合利用率、生活生產(chǎn)垃圾無害化處理率及清潔能源（天然氣）普及率等4類指標(biāo)來反映。

（二）黃河流域生態(tài)保護(hù)狀態(tài)評價

設(shè)城市i關(guān)于指標(biāo)j在時間t的觀測值為xi（s，t），則稱

Xi=x （1，1） x （1，2） … x （1，n）x （2，1） x （2，2） … x （1，1） x （m，1） x （m，2）…x （m，n）

為城市i的行為矩陣，簡記為Xi＝（xi（s，t））m×n，序列X＝{X1，X2，…，XN}稱為樣本城市面板數(shù)據(jù)序列。

1. 數(shù)據(jù)處理與指標(biāo)權(quán)重的確定

第一步，數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理。

為了減少指標(biāo)的量綱及指標(biāo)性質(zhì)對評價結(jié)果的影響，本文首先采用極差變換對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

對于成本型指標(biāo)數(shù)據(jù)，其標(biāo)準(zhǔn)化處理公式為：

x （t）=

對于效益型指標(biāo)數(shù)據(jù)，其標(biāo)準(zhǔn)化處理公式為：

x （t）=

x （t）∈[0，1]（i=1，2…，n；j=1，2…，m），為第i個城市，第t時刻第j個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值。

第二步，指標(biāo)權(quán)重的確定。

熵值法是一種根據(jù)評價指標(biāo)的數(shù)值所提供的信息量的大小來確定權(quán)重的方法，相較于主觀賦權(quán)方法，其具有更強的客觀性。運用熵值法進(jìn)行權(quán)重確定的具體步驟如下：

（1）計算第j項指標(biāo)的熵值。

Ij=- pijln（pij）（j=1，2…，m）

其中，pij＝ ，x ＝ x （t）（i=1，2…，n；j=1，2…，m）

（2）計算第j項指標(biāo)的差異系數(shù)。

rj=1-Ij（j=1，2…，m）

（3）計算第j項指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。

wj= （j=1，2…，m）

2. 評估方法的選擇

本文選取GRA-TOPSIS的評估方法對黃河流域發(fā)展水平及生態(tài)保護(hù)水平進(jìn)行評價。評估步驟如下：

第一步，正負(fù)理想解的確定。

對于規(guī)范化處理的數(shù)據(jù)，選擇各城市各時間點的最大值作為樣本的正理想解，X ＝（x （s，t））m×n，選擇各城市各時間點的最小值作為樣本的負(fù)理想解X ＝（x  （s，t））m×n。

第二步，城市樣本與正負(fù)理想解的關(guān)聯(lián)度測算。

各城市系統(tǒng)樣本值與正理想解的關(guān)聯(lián)度

ε0i（s，t）=

D ＝ wsε0i（s，t）

其中，ρ為分辨系數(shù)，一般ρ∈[0，1]。

｜x （s，t）-x （s，t）｜， ｜x （s，t）-x （s，t）｜分別為各城市與正理想解的三級最小差和最大差。

各城市系統(tǒng)樣本值與負(fù)理想解的關(guān)聯(lián)度

ε0i（s，t）=

D ＝ wsε0i（s，t）

其中，ρ為分辨系數(shù)，一般ρ∈[0，1]。

｜x （s，t）-x （s，t）｜， ｜x （s，t）-x （s，t）｜分別為各城市與負(fù)理想解的三級最小差和最大差。

第三步，各城市系統(tǒng)表現(xiàn)綜合評價值計算。

Di=

根據(jù)Di的大小進(jìn)行排序，Di越大說明該城市的子系統(tǒng)狀態(tài)表現(xiàn)越好。

（三）數(shù)據(jù)來源

黃河下游山東段，自菏澤市東明縣呈北偏東流向流入，經(jīng)菏澤、濟寧、泰安、聊城、德州、濟南、淄博、濱州、東營9市的25個縣市區(qū)，在東營市墾利區(qū)注入渤海，占總河道的11.5%。截至2019年年底，沿黃9市人口5432.8萬人，占山東總?cè)丝诘?3.95%。山東省是黃河流域的重要組成部分和中國經(jīng)濟大省，對山東省沿黃9市生態(tài)保護(hù)水平進(jìn)行探討，可以為整個流域的生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展提供經(jīng)驗與借鑒。

研究對象選取為菏澤，濟寧，泰安，聊城，德州，濟南，淄博，濱州和東營九個地級市，研究數(shù)據(jù)從2018-2022年山東省統(tǒng)計年鑒、山東省各地級市統(tǒng)計年鑒中獲取。

三、結(jié)果與分析

（一）黃河流域生態(tài)保護(hù)水平評價結(jié)果

黃河流域山東段城市生態(tài)保護(hù)水平評價如表2所示。

從表2中數(shù)據(jù)可以看出，橫向比較，聊城市評價數(shù)據(jù)水平始終居于前列，菏澤市與濱州市則緊隨其后，該三市在綜合測度評價中水平同樣領(lǐng)先。從縱向深度比較來看山東省沿黃9市除濟南市外其余8市在2018年基本都達(dá)到數(shù)據(jù)測度年間的較高水平，在2018年后各市指標(biāo)漸穩(wěn)。

（二）黃河流域生態(tài)保護(hù)狀態(tài)評價結(jié)果分析

通過對2017-2021年的各市相關(guān)數(shù)據(jù)測算后得出的結(jié)果分析可發(fā)現(xiàn)。

各市在同一時空的測度水平橫向比較中，聊城市始終表現(xiàn)優(yōu)異，在綜合分辨系數(shù)中聊城市也同樣數(shù)據(jù)領(lǐng)先，而濟南市測算結(jié)果排序位次則尚需提升。聊城市始終高度重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)、黃河文化傳承、文旅融合等工作。其在2017年印發(fā)《聊城市生態(tài)保護(hù)“十三五”規(guī)劃》，規(guī)劃提出到2020年基本形成與社會經(jīng)濟發(fā)展相適應(yīng)的生態(tài)環(huán)境格局。該市在2018年又全面實施三大行動，行動依照山東省委、省政府打好污染防治攻堅戰(zhàn)“1+1+8”決策部署，結(jié)合全市的實際工作情況，有針對性地提出“1+2+8”落實方案體系。為了改善所在流域的生態(tài)環(huán)境狀況，聊城市多措并舉深入開展藍(lán)天、碧水、凈土三大整治行動，全面減少污染物的排放。后續(xù)積極跟進(jìn)相關(guān)規(guī)劃。而黃河濟南段現(xiàn)仍存有“懸河”和“二級懸河”的問題，市內(nèi)防洪工程相關(guān)建設(shè)與管理仍然存在短板且其管理養(yǎng)護(hù)經(jīng)費數(shù)額仍然是按照2004年國家頒發(fā)的《水利工程維修養(yǎng)護(hù)定額標(biāo)準(zhǔn)（試點）》測算，低于濟南工資水平導(dǎo)致難以高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)對工程進(jìn)行養(yǎng)護(hù)加之黃河濟南段有斷流的風(fēng)險造成其評價水平較低。

在各市的縱向比較中，在2018年山東沿黃9市評價數(shù)值除濟南市外都為該五年中較高水平，其原因為：山東省政府在淄博試點的基礎(chǔ)上于2017年全面推動建立省、市、縣、鄉(xiāng)、村五級河長制組織體系，以“河長制”促“河長治”。在2018年省政府頒布了《山東省黃河河道管理條例》（2018年修訂版）并在2018年統(tǒng)籌安排黃河灘區(qū)飲用水水源保護(hù)工程建設(shè)。山東省推出的沿黃9市的相關(guān)流域生態(tài)保護(hù)政策與法規(guī)及激勵機制，對9市相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)做出積極的調(diào)整，逐步淘汰了高污染、高能耗的產(chǎn)業(yè)，大力提倡綠色、低碳和循環(huán)經(jīng)濟。使得黃河流域山東段治理工作取得長足進(jìn)展，生態(tài)保護(hù)效果與水平得到顯著提高。各市生態(tài)保護(hù)狀況評價結(jié)果隨時間推進(jìn)差距也趨于縮小，說明各市之間正在逐步建立生態(tài)保護(hù)協(xié)同關(guān)聯(lián)體系。

四、結(jié)論與政策建議

（一）結(jié)論

通過對數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析得出，山東沿黃9市的生態(tài)保護(hù)狀態(tài)評價數(shù)據(jù)結(jié)果受兩方面影響：首先，是主觀因素即各地方政府對待黃河流域生態(tài)保護(hù)的態(tài)度及采取的措施和行動。其次，是客觀因素即黃河在該流域內(nèi)的客觀自然環(huán)境情況以及部分歷史遺留問題。

山東省沿黃9市的生態(tài)保護(hù)指標(biāo)評價結(jié)果分析后得出結(jié)論，各市在同一時空的測度水平橫向比較中，聊城市始終表現(xiàn)優(yōu)異，在綜合分辨系數(shù)中聊城市也同樣數(shù)據(jù)領(lǐng)先而濟南市則測算結(jié)果排序位次尚需進(jìn)步。在各市的縱向比較中，2018年山東沿黃9市評價數(shù)值除濟南市外都為該五年中較高水平。各市生態(tài)保護(hù)狀態(tài)評價結(jié)果隨時間推進(jìn)差距也趨于縮小。針對數(shù)據(jù)表現(xiàn)與分析得出，其生態(tài)保護(hù)的狀況由該市的相關(guān)措施采取，實施的力度，完成的情況，以及對生態(tài)保護(hù)評價指標(biāo)的貢獻(xiàn)度決定，且成正比例關(guān)系，該市采取的措施決定了其細(xì)分指標(biāo)的權(quán)重賦值，進(jìn)一步?jīng)Q定了評價體系指標(biāo)的數(shù)值。

（二）政策建議

黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的一個難點是如何兼顧不同群體的利益即對于不同利益主體而言（包括企業(yè)和地方政府等），黃河流域（山東段）生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的成本與收益如何均衡。其次是不同流域內(nèi)市區(qū)采取的政策以及相關(guān)監(jiān)督體系借鑒。再者就是對流域的遺存問題和客觀不利局面的解決。最后是山東沿黃9市的協(xié)同生態(tài)保護(hù)體系構(gòu)建。

針對黃河流域（山東段）的實際情況，以及協(xié)同治理機制中的關(guān)鍵點，給出一些對策與建議：

流域間橫向積極合作協(xié)同的同時，重視流域內(nèi)不同利益主體的協(xié)同；制定合理的成本分?jǐn)偤屠娣峙錂C制，有效發(fā)揮不同利益主體的作用；山東省沿黃9市在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生態(tài)保護(hù)文件、激勵政策、綠色通道上應(yīng)積極進(jìn)行聯(lián)動。協(xié)調(diào)好企業(yè)、人民、政府之間的利益關(guān)系。積極推動構(gòu)建黨委政府主導(dǎo)、人大和政協(xié)監(jiān)督、部門齊抓共管、全社會共同參與的局面。

積極推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整上大力發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)、低能耗產(chǎn)業(yè)、低污染產(chǎn)業(yè)、積極轉(zhuǎn)型。推動生態(tài)建設(shè)穩(wěn)步前進(jìn)，從源頭改善生態(tài)環(huán)境。積極完善環(huán)境監(jiān)測與評估體系，強化監(jiān)督體系；完善相關(guān)環(huán)境指標(biāo)量化體制，發(fā)揮政協(xié)、人民各個主體的監(jiān)督作用。

針對客觀環(huán)境和歷史問題要堅持規(guī)劃先行，推動除險加固工程，消除管理死角，強化質(zhì)量相關(guān)管理與工程的質(zhì)量管控，加強黃河文化遺產(chǎn)保護(hù)，通過繼承和弘揚黃河文化提升大眾參與感，增強治黃工作的社會影響力。

黃河流域生態(tài)保護(hù)過程中，位于流域內(nèi)的城市之間缺乏真正的協(xié)同，即事實上存在空間開發(fā)失調(diào)和開發(fā)強度失度等問題，以及缺乏相互溝通和合作，部分存在分散開發(fā)和無序開發(fā)的特征，應(yīng)保持流域間生態(tài)環(huán)境協(xié)同治理的持續(xù)性、規(guī)范化和常態(tài)化。

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＊基金項目：2023年省級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目“黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展耦合協(xié)調(diào)研究——以山東段為例”（S202310452005）。

（作者單位：臨沂大學(xué)商學(xué)院。胡阿芹為通信作者）