基于熵权—TOPSIS法的资源型城市低碳转型效率研究*——以攀枝花市为例

张荣光　钱崇斌　王相悦

作者简介：张荣光，经济学博士，成都理工大学副教授；钱崇斌，成都理工大学。成都，610059；王相悦，西南财经大学。成都，611130



基于熵权—TOPSIS法的资源型城市低碳转型效率研究*
——以攀枝花市为例

张荣光钱崇斌王相悦

内容提要当前经济结构调整、产业转型升级势在必行。以前资源型城市依靠自然资源得到了快速发展，随着资源的枯竭，环境的保护使资源型城市的经济发展难以为继，所以资源型城市低碳转型已成为必然。本文结合攀枝花市的实际情况，从经济转型、社会转型、环境转型、能耗排放、低碳技术与应用这5个方面来构建攀枝花市低碳转型评价指标体系。运用熵权-TOPSIS法对低碳转型效果进行评价，并提出相关的对策建议。

熵权-TOPSIS法资源型城市低碳转型

引　言

资源型城市，是依靠当地的自然资源通过对资源开发利用来发展经济，且资源型产业在城市经济中占绝对主导地位的一类城市的总称①。资源枯竭、经济增长乏力、环境保护等问题使资源型城市的经济发展面临巨大的挑战②。在2013年，国务院办公厅发布了《全国资源型城市可持续发展规划(2013-2020)》，《规划》中明确指出我国资源型城市要在产业结构优化、向城市低碳发展方向转型，并且明确将69个城市定为资源枯竭型城市。攀枝花为其中之一。

资源型城市转型问题已成为世界性课题，国内外许多学者对此进行了研究。在资源型城市低碳转型路径方面，Sunikka(2006)③提出应通过开发低碳技术和提高能源使用效率来促进城市低碳转型。同样，Abdeen(2007)④认为可以通过加大对可再生能源的使用量，并减少对传统能源的消费量来削弱能源消费所带来的负面影响。王亮(2011)⑤认为资源型城市转型的重点是“城市”而不是“资源”，因此，资源型城市的发展要着眼于城市产业发展和城市功能提升等属性。何建东(2013)⑥通过应用环境库兹涅茨曲线和生态足迹等分析工具，指出资源型城市要发展循环经济。孙浩进(2014)⑦提出国外对资源型城市转型的研究经历了三个发展阶段：理论形成阶段、实证研究阶段和系统化研究阶段，同时提出我国资源型城市转型的研究也大致分为三个阶段：资源生产基地研究阶段、工矿城市研究阶段和产业转型研究阶段。

很多学者基于不同的视角对资源型城市转型构建了各类评价指标体系，这些视角涵盖了转型效果和效率的基本方面，但大多仅限于对指标体系的构建，并没有结合具体的城市来进行评价和分析。本文将以攀枝花市为例，结合实际情况来构建合理的评价指标体系，对攀枝花市的转型效率做出评价和分析。

熵权—TOPSIS法评价模型

熵值法主要是根据各指标值包含的信息量的大小，利用指标的熵值来确定指标的权重，得到客观的评价结果，从而使确定的权重更加科学。TOPSIS法是构造出正理想解和负理想解，以靠近正理想解和远离负理想解作为评价依据，并用相对贴近度来测度各方案靠近正理想解和远离负理想解的程度，最后根据贴近度的大小对各方案进行排序。

熵权—TOPSIS法：先构造出指标标准化加权矩阵，将该矩阵代入TOPSIS模型中对待评价对象进行评价。具体评价步骤如下：

(1)数据标准化

设评价系统中有m个待评价对象，n个评价指标，则评价矩阵为X=(xij)m×n,i=1,2,…，m；j=1,2,…，n。

(1)

(2)

(3)

(2)计算指标熵值

(4)

(3)确定指标权重

(5)

(4)由标准化矩阵和指标权重得到标准化加权矩阵

V=(vij)m×n=(ωjyij)m×n

(6)

(5)确定正负理想解

正理想解是设想各指标都达到最满意值的解，用V+表示，负理想解是设想各指标都达到最不满意值的解，用V-表示。

(7)

(8)

其中，J+={效益型指标集}，J-={成本型指标集}。

(6)计算距离

(9)

(10)

(7)计算各评价对象的相对贴近度

(11)

Ni是第i个评价对象与正理想解的接近程度。Ni在0和1之间取值，Ni值越大，则该评价对象与正理想解距离越小，与负理想解距离越大，越接近最优水平。

实证分析

1.构建评价指标体系

攀枝花市位于四川省的西南部，因钢铁而兴起，也因钢铁而闻名。2014年，攀枝花市现有人口123万人，GDP为870.85亿元，具有一定规模以上的工业企业数为342个，全年工业完成总产值1536.79亿元。工业主要产品为生铁626.48万吨，钢材505.71万吨，焦炭551.63万吨。十八大以来，宏观经济持续下行、产品市场长期低迷、企业效益整体下滑，攀枝花市积极落实《全国资源型城市可持续发展规划(2013-2020)》，采取措施来促进经济发展。通过2005年到2014年攀枝花市第二产业和第三产业占GDP比重的变化可以看出，2012年是产业结构发生转折的关键时间，第二产业占GDP的比重在2012年达到最大，为0.75，然后开始明显下降。而第三产业占GDP的比重一起处于较低水平，直到2012年开始增加。这说明攀枝花市的转型措施取得了一定效果。如今在供给侧改革的大背景下，攀枝花市政府着重从三个方面进行了结构调整，促进产业转型与升级：(1)创新驱动发展。钒钛高新区升级为国家级高新区，成为全国唯一金属材料类国家级高新区。(2)新模式新业态。传统产业与现代信息技术加快融合发展，积极推进“互联网+”，构建了攀钢积微物联电商平台和钒钛交易中心。(3)大力促进阳光康养产业，把阳光康养旅游产业作为经济结构调整、城市转型升级的重要突破口。

本文结合攀枝花市的实际情况，遵循系统性、科学性及数据的可获取性等原则，从经济转型、社会转型、环境转型、能耗排放、低碳技术与应用这5个方面选取18项指标来构建攀枝花市低碳转型评价指标体系(表1)。

2.数据来源

根据数据的可获得性，本文搜集了2005-2014年攀枝花市的相关数据。数据来源于《四川统计年鉴(2006-2015)》、《攀枝花市统计年鉴(2006-2015)》、四川统计局网站以及四川省环保厅和能源局公布的统计数据，部分指标数据由计算得出。

表1　攀枝花市低碳转型指标体系

3.实证结果

为了消除各个指标量纲的影响，用公式(1)和(2)对原始数据进行标准化处理，得到标准化数据(表2)。对表2数据经过归一化处理后，运用公式(4)和(5)来确定各个指标的熵值Hj和权重ωj，计算结果见表3。

表2　标准化数据

表3　各指标熵值及权重

由表3可知，各个指标在评价体系中所占的权重大致是均衡的，相比较而言，环境转型方面的指标(城市绿地面积、公厕数、环保投入占GDP比重及废水废气治理设施数)权重大于其他指标，这说明攀枝花市政府对环保的投入及污染的治理会给城市的低碳转型带来重大的影响。由各指标的权重及标准化矩阵得到标准化加权矩阵，再根据公式(11)计算出各评价对象与正理想解的贴近度N。表4显示的是在经济转型、社会转型、环境转型、能耗排放、低碳技术及应用这5个方面，各评价对象与最满意值的贴近程度，最后计算出综合贴近度。

一般把资源型城市低碳转型效果分为5个等级：低级阶段(N<0.2)、初级阶段(0.2≤N<0.4)、中级阶段(0.4≤N<0.6)、较高级阶段(0.6≤N<0.8)、高级阶段(0.8≤N<1)。在表4中，通过各个年份与最满意值的贴近度及其排序可以看出，攀枝花市的低碳转型效果在逐渐变好，而且转型速度在逐年加快，尤其是从2013年开始，贴近度超过了0.2，说明城市转型取得了一定的成效。但是，即便是在2014年贴近度达到0.2669，攀枝花市也只是处于低碳转型的初级阶段。(1)经济转型方面，各个年份的贴近度都在0.2以下，这说明其经济转型效果不好。攀枝花市是因钢铁而发展起来的城市，其经济发展长期依赖于第二产业，虽然第三产业在GDP中的占比在逐年增加，但产业结构并没有明显调整，在攀枝花市“一业独大”的现象还很严重。(2)社会转型方面，攀枝花市一直处于低级阶段，而且近几年与最满意值的贴近度不增反降。失业率和人均可支配收入增长率是反映人民生活的重要指标，这些指标的表现不佳除了受到宏观经济下行压力的影响外，与攀枝花市相关民生政策的实施效果也有关系。(3)环境转型方面，2013年贴近度值超过了0.2,2014年超过了0.3，与其他方面的指标相比，这算是不错的转型效果，这与攀枝花市政府近几年在环保方面的大力投入有直接关系。环境转型指标在整个评价体系中的权重是最大的，所以环境转型效果会明显促进城市低碳转型。(4)能耗排放方面，各年的贴近度反而在2005年是最大的，此后逐年降低，这说明攀枝花市在大力发展经济的时候污染了环境。长期对矿产资源的开发必定会破坏环境，能耗排放的增加说明了攀枝花市经济的发展是依赖于第二产业，而非第三产业，这也是经济转型效果不好的原因。(5)低碳技术及应用方面，从2012年开始，该方面的贴近度值才有了显著的增加，到2014年达到0.2704，这说明攀枝花市已经意识到低碳技术在城市转型方面的重要作用，并开始加大低碳技术的开发和应用。攀枝花市需继续加大对低碳技术的投入，这会显著提升城市低碳转型的效率和效果。

表4　各评价对象与正理想解的贴近度

综合贴近度更加直观地体现了攀枝花市的低碳转型状况，2005年至2011年，贴近度值维持平稳变化，略有增加，从2011年开始，该数值显著增加，说明从2011年开始攀枝花市各个方面的低碳转型取得了一定效果，这是前期转型积累的结果，也是近几年来市政府大力倡导和投入的结果。但是根据前面对城市低碳转型效果阶段的划分，攀枝花市仍处于低碳转型的初级阶段。

对策建议

通过以上对实证结果的分析可知，攀枝花市仍处于低碳转型的初级阶段。所以，提高攀枝花市低碳转型的效率和效果就显得非常紧迫：

(1)优化产业结构。第二产业仍然是攀枝花市当前的主导产业，低碳转型是工作的重中之重，为实现产业升级，攀枝花应抓住钒钛高新区升级为国家级高新区的重大机遇，通过引入新的业态，发展电商平台和钒钛交易中心，从内部和外部推动金属材料技术的创新发展，从而在以下两个方面优化产业结构：一方面，延伸产业链，对矿产资源的开采加工由粗放式向精细化方向发展，特别是在成品加工和制造领域取得技术突破，提高资源的利用率。同时，以此提高高新技术产业和现代服务业在攀枝花市经济发展中的比重，形成以钒钛产业为中心的新型产业结构；另一方面，依靠攀枝花市的自然环境优势，在四川省的交通状况全面改善的背景下，发展阳光康养旅游产业，实现多点多极的产业结构，逐步降低攀枝花市对矿产资源的依赖程度，使攀枝花的产业结构转型有序发展。

(2)加大环保力度。由上述实证结果得知，环境指标的权重要高于其他指标的权重，而且2014年的环境转型方面的贴近度值是最高的，这说明环保所带来的转型成效是最明显的。所以攀枝花市应该进一步加大果树养殖等既有经济效益又有环境效益的生态化产业扶持力度，将环保作为城市低碳转型的重要内容之一，加大生态产业的投入，以促进城市低碳转型。

(3)改进能源结构。攀枝花市对传统能源依赖严重，尤其是煤的消费量巨大，这会产生大量的碳排放，不利于低碳转型。所以在提高对传统能源的利用率的同时，开发出新能源，通过利用新能源来降低传统能源的消费量，从而改进能源结构，减少碳排放。

①郭海霞：《资源型城市转型的国际镜鉴》，《重庆社会科学》2015年第11期。

②韩术合、张寿庭、裴秋明：《资源型城市转型及可持续发展研究综述》，《国土资源科技管理》2016年第1期。

③Minna Sunikka,“Energy efficiency and low-carbon technologies in urban renewal”， Building Research & Information,(34)，2006: 521-533.

④Abdeen Mustafa Omer,“Focus on low carbon Technologies: The Positive Solution”， Renewable and Sustainable Energy Reviews,(4)，2007:1-27.

⑤王亮、宋周莺、余金艳、黄建毅：《资源型城市产业转型战略研究》，《经济地理》2011年第8期。

⑥何建东：《矿产资源型城市循环经济可持续发展战略》，《社会科学家》2013年第8期。

⑦孙浩进：《我国资源型城市转型的效果、瓶颈和路径创新》，《经济管理》2014年第10期。

⑧辛玲：《低碳城市评价指标体系的构建》，《统计与决策》2011年第7期。

⑨袁晓玲、雷厉、仲云云：《低碳经济评价指标体系构建及实证分析》，《城市问题》2013年第1期。

⑩杨波：《资源型城市转型系统评价探析》，《管理研究》2013年第12期。

作者简介：张荣光，经济学博士，成都理工大学副教授；钱崇斌，成都理工大学。成都，610059；王相悦，西南财经大学。成都，611130

〔责任编辑：吴明〕

* 本文系国家自然科学基金项目“芦山震区矿产资源灾后评价及应急响应机制研究”(项目号：41340006)、四川省社会科学高水平研究团队(2015-2017)、区域可持续发展四川省青年科技创新研究团队项目(2014TD0024)的阶段性成果。