河南省生态文明建设状况研究——基于灰色关联分析

杨更生，杨建华

(1. 新疆教育学院 职业技术学院，新疆 乌鲁木齐 830043；2.河南财政金融学院 旅游管理学院，河南 郑州 450046)

0 引言

随着生产力的提高和经济的不断发展，人们的生活方式也在不断地发生变化，有些生活方式对生态环境造成了不良影响，譬如环境污染、气候异常、资源耗竭、生态破坏等,这些问题已经引起了国家和政府部门的重视。1992年6月3～14日联合国在南美巴西的里约热内卢举行了联合国环境与发展大会，通过了《21世纪议程》，它是全球人类在生态文明建设过程历程上的一个里程碑。我国要推进社会经济的可持续发展，就一定要在生态文明的建设上加大力度，这也是地方各级人民政府的重点工作内容。没有准确的对比评价，就无法正确地管理，全面监测及评估生态文明建设的状况，是推进生态文明建设的有力抓手。因此，选择一个客观的、公正的、准确的、可靠的评估方法，对于定量考核、科学规划及具体实施生态文明建设是至关重要的。本文在参考国内外已有的相关研究的基础上，运用层次分析法、熵权法、灰色关联分析法[1-3]等定量分析手段对河南省生态文明建设状况进行了综合评测，旨在为政府及相关部门提供参考和借鉴。

1 研究区域概况

河南省土地面积16.7万km2，主要地貌类型为冲积平原、山间盆地与中低山地。河南省的气候具有明显四季、水热同季、灾害多、各地差别显著的特点，在气候分类上属于暖温带大陆性季风气候。2019年底河南省常住人口为9 640万人，居全国第3位。2019年河南省实现地区生产总值54 259.2亿元，居全国第5位。

2 评测方法与过程

2.1 遴选评测指标的原则

由于影响生态文明建设的因素有很多，因此，我们要想客观地、全面地、公正地、科学地评测某地建设生态文明的程度，就必须依照一定的原则和标准选取适量的影响因素，构建一个评测指标体系。在遴选评测指标的时候本文遵循以下基本原则。

1)科学性原则：所选定的评测指标定义要精准、科学，范围界定要清晰，可靠性要高，须有一致的统计口径。由这些指标因子构建的评测体系必须可以真实地反映出某地建设生态文明的情况。

2)代表性原则：很多评测因子都会影响和干扰到生态文明建设，要包罗万象地把所有的影响因素都罗列出来，这是做不到的，因此，只能挑选出那些代表性强、影响力大的指标。

3)实用性原则：选定的指标其量化程度要比较高，分类原则及标准要相同，计算统计方法便于掌握。

4)可比性原则：各项评测指标要能够相互对比，这样才能显示出差异。

5)可行性原则：在选定指标的时候，要一切从实际出发，不易取得数据的指标、不能量化的指标、模糊不清的指标不宜选取。指标数量不能太多也不能太少，过多会增加难度，过少则会导致评测不稳定。

6)完备性原则：评测指标体系须全面地展现出生态文明建设情况，不能片面、不可遗漏，切不可以偏概全。

7)独立性原则：构建的评测指标系统不但要涉及全局，指标要素彼此之间还要具有一定的独立性，尤其要避免重复评价以及互相重叠，只有这样才可以保证评测指标系统的简洁与完整。

2.2 构建评测指标体系

从学者的相关研究来看，评测指标体系设计大都依据业绩导向或者影响因素导向[4]。业绩导向是按照建设生态文明所取得的贡献来测评生态文明建设水平的高低。例如，依据国民生产总值、居民消费水平、利用外资等来建立评测体系。因素导向是按照影响某地建设生态文明的主要因素来设计评测生态文明建设水平的指标体系，这种指标体系还能解释影响生态文明建设的机理，从而使政府的管理者能够有针对性地对某些影响因素进行修正和改善。

在构建生态文明建设评测指标体系过程中，有时候也许初始的评测指标之间的关联性太强，也可能指标的鉴别力不足，这些都会影响到评测结果的客观性、真实性和精准性。把评测指标优化，则可防止上述状况的发生，运用的方法通常是鉴别力[5]与相关性分析技术。鉴别力可以用鉴别系数Fi进行度量，计算方法为

本文采用文献调研法、系统分析法和德尔菲法[6]筛选各项初始评测指标，经过优化处理，最后确立的生态文明建设评测指标体系包括4个维度，33个指标。该评测指标体系是按照评测的目的，围绕预先设定好的目标，然后对评测对象的属性特征进行逐层分解，从而使该体系能够满足评估需求。最终形成的评测指标体系见表1。

表1 评测指标体系 Tab.1 System of evaluation index

续表1 评测指标体系 Tab.1(Continued) System of evaluation index

2.3 数据来源及处理

本文采用的数据全部来自2019年《河南统计年鉴》。人均指标和万人拥有量是依据2019年底人口数进行计算。指标数据分为正向和反向两种，例如人均GDP、居民消费水平等越高，对生态文明建设越有利，是正向指标；而失业率、死亡率等越低，对建设生态文明越有利，是反向指标。这些反向指标本文进行了正向化处理，以保证所有评测指标具有同向性质。

2.4 确定评测指标权重

在综合评估系统中有许多评价指标，而各个指标的影响力是不一样的，这就需要给它们分配不同的权重。一般情况下，主观赋权法(如层次分析法)及客观赋权法(如熵值法)[7]经常被用来确定权重。

主观赋权法是评估者对各种指标在主观上的判断来确定权重，它是较早且已比较成熟的赋权方法，它的好处是评估者可以依靠自己的经验和知识来判断问题及较公平合理地确定各指标的权重，不易出现指标真实重要程度与权重相悖的情况，但它也有缺陷，那就是评估结果与判断带有比较多的主观任意性，客观性比较差，决策分析者的责任和工作量较大，所以在实际应用当中，主观赋权法具有一定的局限性。

为了弥补主观赋权法出现的一些不足之处，专家学者们研究出了客观赋权法，其基本原理是按照初始数据相互之间的关系来决定权重，这样就使得指标的权重更具有客观性，从而也减少了决策者的责任和工作量，这种赋权方式的数学理论依据更充分。由于客观赋权法缺乏对评估者主观愿望的考虑，所以确定的权重也许与人们的主观意向或者实际情况不相符，使人们产生疑惑。由客观赋权法的原理分析可以看出，在多因子决策中，全部决策方案属性值最大化差别也可能不是关键的因子导致的，而导致全部决策方案属性值具有相当大差别的因子也许并不关键，这就会造成关键的因子也许权重并不大，而关键性不大的因子也许权重较大。客观赋权法完全遵循于实际的问题领域，它没有考虑评估者的主观愿望，从而造成了通用程度及评估者的可参与程度较差，并且该方法的计算过程也比较繁锁。

2.4.1 确定主观权重

我们在对复杂的经济问题、社会问题、管理问题进行系统分析的时候，常常面对的是一个复杂系统，这个系统由相互影响和相互制约及相互关联的许多因素组成。美国人萨蒂创造的层次分析法[1]是一种能够解决与目标多元化相关的复杂问题的定量和定性相结合的决策判断方法。层次分析法汇集人们的主观判断，对不能定量的事情做定量的分析，用决策者的实际经验来衡量和评估指标之间的相对重要程度，合理地赋予每个决策方案的各个指标的权重，通过权重计算出每个方案的优劣名次，它能够较好地解决那些难以完全用定量方法处理的问题。层次分析法的操作步骤如下：

1)构造分析所用的递阶层次结构运算模型；

2)构建判断矩阵；

3)计算重要性排序(即权重)，同时进行一致性检验。

在掌握了层次分析法的基本原理后，实际操作中可以借助Yaahp、Matlab、Excel等软件方便、快速地完成运算。本文采用Yaahp计算主观权重(层次分析法)，结果见表2。

表2 评测指标权重Tab.2 The weight of evaluation index

2.4.2 确定客观权重

能量在空间的均匀状况，可以用熵描述。信息论的主要创始人美国科学家香农把熵引进了信息领域，建立了信息熵的概念。信息熵是对某些事物不确定性的量度，若是信息量愈多，则信息的效用值就愈好，信息的无序性就愈低，熵值就愈小；反之，若是信息量愈少，则信息的效用值就愈差，信息的无序性就愈高，熵值就愈大[2]。因此，依照熵的这种属性，某事件的杂乱状况和随机性，就能通过熵值断定。某项指标的离散性亦能通过熵值来断定，指标的离散性愈强，则该项指标对整个系统的影响就愈大，这样，就可以把信息熵作为工具，推演出所有指标的重要程度，即权重。操作步骤如下：

设有m个需评项目，有n项评估指标，其产生的原始数据矩阵为X=(xij)m×n。

1)无量纲化处理指标，计算指标j下第i项目的比重

3)计算第j项差异系数gj=1-ej；

同样，在熟悉了熵值法的基本原理后，实际操作中可以利用Matlab、Excel等软件方便、快速地求算出权重。本文利用Matlab软件计算指标客观权重(熵值法)见表2。

2.4.3 确定综合权重

主观赋权法在依据指标因子本身含义判定权重方面具有优越性，但是它的客观性就比较差；而客观赋权法在人们不考虑指标因子实际含义的状况下，判定权重具有优越性，但它不能够表达评估者对不同指标因子重视的程度，有时确定的权重甚至与指标因子的实际重要性相去甚远。因此，正确的赋权方法应该是同时基于专家经验和指标数据之间的内在规律对影响决策的指标因子进行赋权。现在一种集两者优势的第三类赋权法，即主客观相组合赋权法[8]已经被许多评估者所应用。它既能反映评估者的主观意愿，又能客观地反映出各指标的重要程度。

为了更加科学、准确和可靠地确定评估指标的权重，本文是把主客观赋权法联合起来使用，使层次分析法与熵值法互为补充，取它们的权重的综合值来作为评估指标的最终权重[8]。这样既充分考虑了专家的经验和知识，又能够减少主观随意性在确定权重中的影响。

综合权重公式

其中wj表示指标j的组合权重；aj、bj分别为指标j的主观权重和客观权重。本文计算的指标综合权重(综合)见表2。

2.5 灰色关联分析评测

把区域生态文明建设视为一个灰色系统，运用灰色关联分析法可以对此系统进行评价，它是按照系统中因素(或指标)之间的宏观或微观相似度来分析和判断因素间(或指标)的相互影响程度或因素(或指标)对主行为的贡献率。换句话说，在区域生态文明建设过程中，若两个因素(或指标)的变化趋势是基本一致或同步的，就可以视为两者的关联性较强，反之较弱。在对区域生态文明建设评测时，首先设定一个最优的指标序列，然后把区域生态文明建设的实际指标与其进行关联性对比分析，就能判断出区域生态文明建设的状况。 灰色关联分析法的操作步骤如下[9-10]：

1)建立比较数列(由原始数据组成的评测指标)和参考数列(由最优数值组成的评测标准)。设评价对象为m个，评价指标为n个，比较数列为Xi={Xi(k)|k=1,2,…,n};i=1,2,…,m;参考数列为X0={X0(k)|k=1,2,…,n}。

2)将原始数据进行无量纲化处理。

3)求灰色关联系数

其中，λ为分辨系数，此处取λ=0.5。

4)求灰色加权关联度

其中，wk为各指标的权重。

本文利用Matlab软件计算出的灰色关联度见表3。某区域加权关联度数值越大表示该区域的多数评测指标与最优指标更接近，因此，加权关联度的高低就代表着生态文明建设水平综合评测结果的高低。

表3 生态文明建设灰色关联度及排名Tab.3 The grey correlation and ranking of ecological civilization construction

3 评测结果分析

基于上述的评测方法与过程，最后获得了河南省18个地市生态文明建设状况的定量评测结果，也就是灰色关联度(见表3)。通过评测可以看出，河南省各地市的生态文明建设状况存在着较为明显差别，为便于分析研究，依照加权关联度阈值，把18个地市生态文明建设水平划分为3个等级：关联度>0.5为一等，有郑州、洛阳；关联度介于0.4～0.5为二等，有济源、三门峡、焦作、安阳、鹤壁、开封；关联度<0.4为三等，有许昌、新乡、漯河、信阳、平顶山、濮阳、驻马店、商丘、南阳、周口。

郑州的加权关联度高达0.814 167，远远高于其他地市，这是因为郑州市是河南的省会，是河南省的政治、经济、文化和交通的中心，在这些领域的优势远大于其他地市，因此，在生态经济文明和生态社会文明方面的关联度就很高，优势很明显。但是，郑州的生态环境建设却比经济建设要滞后一些，郑州在生态环境文明方面的关联度在18个地市中排在第9位。济源、许昌、驻马店在生态环境建设上做得非常好，尤其是济源生态环境文明方面的关联度高达0.084 279，远高于其他地市。三门峡、鹤壁、安阳在生态文化建设上比较突出。周口、南阳、商丘的多数评测指标都比较靠后，在生态文明建设上还任重道远。

4 结束语

生态文明系统是一个极其典型的灰色系统，河南省各地市生态文明建设差异的影响因素有许多，系统中每个评测指标都有其作用。本项研究利用层次分析法与熵权法联合确定各评测指标的权重，采用灰色关联分析法对河南省生态文明建设水平进行了综合评测，得出的结果和各地市的实际状况基本契合。研究结果可为当地政府和有关部门优化和整合当地资源、提高生态文明建设水平提供参考和借鉴。