中国省域生态文明建设绩效评价及空间格局演变特征——基于熵权—主成分分析模型

◆岳斯玮

自生态文明理念提出以来，国内出现大量文献和报告探讨生态文明概念和理论，其中有不少涉及生态文明建设的监测和评估[1-5]。毫无疑问，生态文明建设是一个复杂的、发展中的动态过程，为了对该过程进行调控以便使其向预期的目标前进，需要建立相应的指标体系来开展监测与评估[6-9]。这不仅是生态文明从理论探究过渡到实践操作的关键，同时也是生态文明建设现状剖析、问题诊断、政策确定、科学规划、路径抉择及动态优化的根据，更是评判实施效果或政策效果、反应进展状况并且发挥导向作用的手段和工具。可是，就目前研究而言，有一些生态文明指标体系与一般意义上可持续发展指标体系区分并不明显；还有一些指标体系倾向于选择终端治理状况指标，而较少涉及经济发展过程、经济发展结构及人类消费结构和消费观念的指标，而且缺乏动态的、空间格局的变化研究。因此，建立一个多维的、动态的、定量的指标体系，对生态文明建设绩效和空间格局分布、特征进行研究及探讨，就显得很有必要性和重要性。

一、生态文明建设水平评价指标体系的构建

从广义上讲，生态文明是指人类社会继原始文明、农业文明和工业文明之后的一种新的文明形式。这是人类社会发展和演变的新阶段，涉及社会的各个方面。不光是要求达成人与自然的和谐共处，并且要求实现人与人的和谐融洽，是全方位的和谐；从狭义上讲，生态文明是指物质文明、政治文明和精神文明并列的一种真实文明形式。它体现了人类文明的一个方面，强调人类在处理与自然之间的关系时所实现的文明水准[10-12]。在这个层面上，经济、精神、文化、社会、政治和生态环境是社会经济发展的关键方面。可以看出，无论是宽泛还是狭隘的定义，都体现了生态文明是基于生态环境承载力的有限性，涉及自然、社会和经济等多个维度，侧重于规范人类对自然的行为[10-13]。而走向或实现生态文明的实践方式和实践过程即为生态文明建设，量化实践方式和实践过程即为生态文明建设绩效。所以，基于生态文明内涵，生物文明建设绩效可分为五大基本组成，即生态经济文明绩效、生态社会文明绩效、生态环境文明绩效、生态文化文明绩效、生态制度文明绩效。其中，生态经济文明绩效量化的是生产方式的转变程度，生态经济文明应该是符合区域生态系统承载力的可持续经济，是绿色、高效、健康的高新技术产业为主导经济，生态产业是经济增长的主要源泉；生态社会文明绩效量化的是人们生活满意度上的转变程度，生态文明的社会应该是老有所养、子有所教、病有所医、生活安全、社会保障制度健全、人民生活安康乐业的社会；生态环境文明绩效量化的是人们生活方式转变程度，生态环境文明应该是人们不再追求经济的发展速度，而且在满足自身发展同时不破坏生态环境，注意对生存环境保护，追求空气清新、环境优雅的生存环境，实现人与自然和谐统一；生态文化文明绩效量化的是在文化价值观上转变程度，生态文化文明应当是人们对自然环境的价值有明确了解，生态化、生态意识已经成为了普遍的、大众化的文化意识；生态制度文明绩效量化的是在社会结构上转变程度，生态制度文明应该是生态化已经渗入社会结构中，政府高效、环保，政策上考虑如何组织经济、保护环境，能很好协调经济发展与自然之间关系。

因此，在遵循准确描述、量化呈现、通用性强等原则基础上从生态经济文明绩效、生态社会文明绩效、生态环境文明绩效、生态文化文明绩效、生态制度文明绩效等5个方面构建了生态文明建设绩效评价指标体系，具体如下，见表1。

表1 生态文明建设绩效评价指标体系

2.基于熵权-主成分分析的评价模型

根据生态文明建设绩效评价指标体系可知，生态文明建设绩效评价指标相对较多，为了对其更好的量化，需进行降维处理。主成分分析法正是一种优良降维统计方法[14]，并且根据表1生态文明建设绩效评价指标体系，通过《中国统计年鉴》得到2018年各评价指标数据，使用SPSS22.0对所构建的生态文明建设绩效评价指标体系进行主成分分析使用条件检验，KMO检验为0.7，显著性检验小于0.5。表明所构建的评价指标体系符合主成分分析使用条件，用主成分分析来评价区域生态文明建设绩效评价指标体系，具有有效性。但是，主成分分析法在构建综合评价函数时，往往是将累计贡献率作为权重，这样就造成各主成分的权重是依次递减的。然而，在对生态文明建设绩效的评价中，各指标权重应该是由评价系统内部自身所决定的，是客观的。而熵值法恰好是一种依据指标的相对变化程度对系统整体的影响来确定指标的权重的方法[15-16]，因此选择熵值法来确定各主成分权重。基于此构建了熵权-主成分分析评价模型，具体步骤如下：

若评价系统有评价对象m个，每个评价对象有评价指标n个，则构成初始评价矩阵Am×n，其中元素aij表示第i个评价对象在第j个指标上的指标值。则有：

（1）数据标准化：由于各指标单位不同，避免量纲的影响，对各指标进行标准化处理，记标准化后的评价矩阵 Z*=(Z1,Z2,…Zn)；

（2）根据标准化后数据建立变量的相关系数阵：Rn×n；

（3）计算相关系数矩阵Rn×n的特征根λ1≥λ2≥…≥λn＞0及相对应的单位特征向量Ei(i=1,2,…,n)；

（4）根据相关系数矩阵的特征根，计算出累计贡献率，具体计算公式如下：

（5）主成分选取：根据累计贡献率的计算结果，通常选取累计贡献率大于85%或特征值大于1的前p个主成分，来刻画整个评价指标体系；

（6）计算得出前p主成分，具体计算公式如下：

（7）根据熵值法原理，计算出各主成分的熵值权重wj(j=1,2,…,p)；

（8）根据计算得出的各主成分熵值权重及各主成分，构建出一个综合评价模型，具体计算公式如下：

三、基于熵权—主成分分析的生态文明建设绩效水平评价

根据构建的熵权—主成分分析评价模型步骤，利用《中国统计年鉴》得到生态文明建设绩效评价指标体系中，各指标2018年的数据。利用SPSS22.0对我国31个省市自治区（因数据缺失，香港特区、澳门特区和台湾地区的样本数据暂未涵盖）的生态文明建设绩效进行主成分分析，得到方差分解图，具体见表2.

表2 主成分分析方差分解图

根据表2可知,前5个主成分的累计贡献率达87.589%，且特征值都大于1，根据主成分的选取原则，表明这5个主成分完全可以刻画生态文明建设的绩效水平。因此，选取5个主成分F1，F2，F3，F4，F5。在此基础上，根据主成分的计算公式，得出各主成分得分，具体见表3.

表3 各省域生态文明建设绩效的主成分得分

根据表3，计算得出各主成分的熵值权重为wj={0.237，0.220，0.136，0.288，0.118}，在此基础上，根据熵权—主成分分析模型计算得出各省域生态文明建设绩效水平的综合得分。同理，依据评价指标体系中各指标数据，根据熵权—主成分分析评价模型，计算得出各省域生态经济、生态社会、生态环境、生态文化、生态制度绩效得分及生态文明建设绩效综合得分及排名，具体见表4。

表4 各省域生态经济、生态社会、生态环境、生态文化、生态制度绩效得分及综合得分

四、各省域生态文明建设绩效评价及空间格局

（一）各省域生态文明建设绩效水平评价

总体来看，当前生态文明建设绩效最好层次的是广东、北京及上海，生态文明绩效得分分别为2.974 6、2.967 1和2.724 0；稍差层次的是江苏、浙江及山东，生态文明绩效得分分别为2.676 7、2.278 0和2.269 4；可见较好层次都是沿海地区，而且相对来说都较高于其他省域。而最差的是吉林、宁夏、青海、西藏，都属于大西北地区，生态文明绩效得分都小于1，最低西藏生态文明绩效得分为0.704，远低于最好的广东和北京。表明当前我国各省域之间生态文明建设绩效水平存在明显差异性，在空间格局上，生态文明建设还未实现均衡发展，经济基础较好省域其生态文明建设绩效水平也相对较高。

具体来说，对生态经济绩效、生态社会绩效、生态环境绩效、生态文化绩效、生态制度绩效等五个方面进行方差测算，可知生态经济绩效方差波动是最高的，为51%；其次是生态社会绩效和生态文化绩效方差波动，分别为24%和16%；而生态环境绩效和生态制度绩效方差波动仅为1%和2%。说明各省域生态经济建设存在明显差异，生态社会建设与生态文化建设也存在较明显差异，而生态环境建设与生态制度建设各省域之间差异不明显。并且根据表4中得分来看，各省域生态环境绩效与生态制度绩效得分都相对较低，表明当前在各省域生态文明建设中，贡献度最大是生态经济建设，其次是生态社会建设和生态文化建设，未实现“五位一体”均衡发展。

根据表4中数据，将生态经济绩效得分与生态文明建设绩效综合得分作散点图，具体见图1。根据图1可知各省域生态文明建设绩效得分与生态经济建设绩效得分呈线性正相关关系，说明当前生态文明建设主要受生态经济建设影响，随着经济基础改善，生态社会与生态文化也跟着发展，但是对生态环境建设和生态制度建设还有待加强，随着经济发展必然对生态环境带来压力，而生态环境建设滞后，生态制度不完善，必然会影响生态经济，从而无法实现生态文明。

（二）各省域生态文明建设绩效的空间格局分析

根据表4中所测算出的生态经济、社会、环境、文化、制度绩效得分，利用SPSS22.0进行聚类分析，具体见图2。并且根据聚类分析结果可以从空间上我国各省域生态文明建设绩效水平分为五类。

第一类为{北京、上海、天津}，该类中各省域生态文明建设绩效总体得分相对较高，经济发展水平较高，并且在生态经济、社会、环境、文化、制度等5个方面建设相对均衡，相对耦合，代表当前我国生态文明建设绩效水平最佳区域。

第二类为{广东、江苏、浙江、山东}，该类中各省域生态文明建设总体绩效较高，经济发展水平好，但是在生态经济、社会、环境、文化、制度等5个方面均衡性、协调性上不如第一类，如广东是生态文明建设绩效得分最高的，但是其在生态环境建设绩效方面就相对较差，不够均衡。

第三类为{四川、河南、湖南、河北}，该类中经济发展水平较好，各省域生态文明建设绩效处于中等偏上水平，但是生态文明建设均衡性、协调性有待提高。

第四类为{江西、云南、广西、黑龙江、内蒙古、重庆、安徽、辽宁、福建、陕西、湖北}，该类中各省域生态文明建设绩效水平处于中等或偏下水平，主要是由于该类中各区域生态经济建设绩效稍差，而且均衡性也相对较差，导致生态文明建设绩效水平稍差。

第五类为{海南、宁夏、青海、西藏、甘肃、新疆、吉林、山西、贵州}，该类中各省域生态文明建设绩效相对较差，而且生态文明建设各个方面都与其他省域有一定差距。

图1 生态经济建设绩效与生态文明建设绩效散点图

图2 生态经济、社会、环境、文化、制度绩效得分聚类谱系图

五、各省域生态文明建设绩效的空间格局演变特征

根据前文结论可知，我国各省域生态文明建设绩效存在明显差异，发展不均衡，而且生态文明建设绩效与生态经济建设呈正相关关系，并且区域之间是相关联系的。因此，为了分析我国生态文明建设绩效空间格局演变特征，以东北地区，北部沿海，东部沿海，南部沿海，黄河中游，长江中游，西南地区，大西北地区八大经济区为划分区域，来研究我国生态文明建设绩效变化特征。其中，东北地区为辽宁、吉林、黑龙江三省；北部沿海为北京、天津、河北、山东四省市；东部沿海为上海、江苏、浙江三省市；南部沿海为福建、广东、海南三省；黄河中游为山西、内蒙古、河南、陕西四省；长江中游为安徽、江西、湖北、湖南四省；

西南地区为广西、重庆、四川、贵州、云南五省；大西北地区为西藏、甘肃、青海、宁夏、新疆五省。继而以各经济区所包含省份生态文明建设绩效综合得分的平均值来表示各经济区的生态文明建设绩效得分，从而将各经济区生态文明建设绩效水平进行量化，具体见表5.

表5 八大经济区生态文明建设绩效得分

根据表5的测算结果，可知八大经济区中，排名前3分别是东部沿海、北部沿海、南部沿海，都是沿海地区；而黄河中游、长江中游得分相差无几，处于中间水平；西南地区和东北地区处于中等偏下水平；最差的是大西北地区，而且与其他经济区差距明显。说明，从空间格局演变来看，纵向上我国生态文明建设绩效水平是中间高，南北低；横向上看，是从西往东依次递增；总体来看，我国生态文明建设绩效水平是“东部居首，大西北居尾，中部居中，两翼偏低”的格局特征。

六、结论

首先，总体来说，我国各省域生态文明建设绩效水平差异显著，最好区域为北京、广东，最差为西藏；具体来说，当前我国生态文明建设中，生态经济贡献度最大，而且生态经济与生态文明建设呈线性正相关关系，但是生态环境和生态制度建设各省域差异不明显，而且各省域当前主要是进行生态经济、生态社会、生态文化建设，而生态环境和生态制度建设还有待加强。因此，当前我国生态文明建设还未实现“五位一体”均衡发展良好局面。所以，在今后的生态文明建设中，各区域在注重生态经济发展同时，应加强生态环境的建设投入，让区域生态承载力与其生态经济的发展相适应，从而使生态环境与生态经济是协调的、统一的、相互促进的，为生态文明健康发展提供坚实的经济保障；其次，各区域要加强生态制度的建设，健全、完善生态制度，用制度来保障生态文明建设的成果，用制度来促进、规范生态文明建设的各个方面，为生态文明建设持续、健康的进行提供制度保障。

其次，从空间格局来看，根据各省域生态文明建设绩效水平的高低，我国各省域生态文明建设绩效水平可以分为五类：

第一类为{北京、上海、天津}，各省域生态文明建设绩效水平总体得分相对较高，经济发展水平较高，而且在生态经济、社会、环境、文化、制度等5个方面建设相对均衡，相对协调，代表当前我国生态文明建设绩效水平最好区域，该类区域应继续保持生态文明各个方面建设，让区域生态文明建设继续健康、快速发展；

第二类为{广东、江苏、浙江、山东}，各省域生态文明建设总体绩效较高，经济发展水平好，但是在生态经济、社会、环境、文化、制度等5个方面均衡性上不如第一类，因此该类区域应加强生态文明各方面的均衡性建设，让生态文明建设各个方面相互促进、相互协调；

第三类为{四川、河南、湖南、河北}，各省域经济发展水平较好，生态文明建设绩效处于中等偏上水平，但是生态文明建设均衡性、协调性还需加强。所以，该类区域应在生态经济建设的同时，应进一步加强生态社会、环境、文化、制度等的建设，让其与生态经济建设想适应、匹配，从而总体上提高区域生态文明建设绩效水平；

第四类为{江西、云南、广西、黑龙江、内蒙古、重庆、安徽、辽宁、福建、陕西、湖北}，各省域生态文明建设绩效水平处于中等偏下水平，生态经济建设绩效水平稍差，均衡性相对较差。因此，该类区域首先应进一步加强生态经济建设，为生态文明建设提供保障。其次，加大对生态社会、环境、文化、制度建设的投入，提高这四个方面的生态绩效建设水平，并努力做到与生态经济建设相协调，从而整体上提高区域生态文明建设水平；

第五类为{海南、宁夏、青海、西藏、甘肃、新疆、吉林、山西、贵州}，各省域生态文明建设绩效水平相对较差，而且生态文明建设各个方面都与其他省域存在一定差距，从而导致生态文明建设绩效水平相对较低。因此，该类区域在生态文明建设各方面都还需要继续加强和提高。

第三，从空间格局演变特征来看，纵向上我国生态文明建设绩效水平是中间高，南北低；横向上是从西往东依次递增；因此，总体来看，当前我国生态文明建设绩效水平呈现出“东部居首，大西北居尾，中部居中，两翼偏低”的格局特征。