农村城镇化生态评价指标体系研究

2022-02-19 21:03刘雄资郜华萍李玉婷周洲郭隆高媛董燕妮付妍妮
安徽农业科学 2022年2期
关键词:层次分析法

刘雄资 郜华萍 李玉婷 周洲 郭隆 高媛 董燕妮 付妍妮

摘要 采取层次分析法建立生态评价指标体系,以西南某地区近5年来城镇生态建设概况为案例,确定6个准则层和68个指标层。应用德尔菲法、两两对比法、熵值法确定各个准则层和指标层的权重,并计算该地区城镇生态化指数,3种方法对于该地区生态化水平2014—2018年总的趋势都是上升的,德尔菲法、两两对比法、熵值法的增长倍数分别为0.30、0.28、1.80倍,而且3种方法都显示出2016年是该地区5年内生态化建设水平最高的一年。所得结果与近5年来该地区的实际发展情况基本相符,验证了该研究确立的城市生态评价指标体系的科学性和合理性。该研究成果为其他地区评估城镇化发展生态化程度和生态评价指标体系提供了一定的参考。

关键词 农村城镇化;生态化程度;生态评价指标体系;层次分析法

中图分类号 X 826文献标识码 A

文章编号 0517-6611(2022)02-0217-05

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2022.02.058

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

Study on the Ecological Evaluation Index System of Rural Urbanization

LIU Xiong-zi, GAO Hua-ping,LI Yu-ting et al (Faculty of Environmental Science and Engineering,Kunming University of Science and Technology, Kunming, Yunnan 650031)

Abstract The analytic hierarchy process was adopted to establish an ecological evaluation index system.Taking the overview of urban ecological construction in a certain area in southwestern China in the past 5 years as a case, 6 criterion levels and 68 index levels were determined.The Delphi method, the pairwise comparison method and the entropy method was applied to determine the weight of each criterion layer and index layer, and calculate the urban ecologicalization index of the area.The three methods had increased the overall trend for the ecological level of the region from 2014 to 2018.The growth multiples of the Delphi method, the pairwise comparison method and the entropy method were respectively 0.30, 0.28, and 1.80 times,and all three methods showed that 2016 was the highest level of ecological construction in the region in 5 years.The results obtained were basically consistent with the actual development of the area in the past five years, verifying the scientificity and rationality of the urban ecological evaluation index system established by this study.The research results provide certain reference for other regions to assess the degree of ecologicalization of urbanization development and the ecological evaluation index system.

Key words Rural urbanization;Degree of ecologicalization;Ecological evaluation index system;Analytic hierarchy process

作者简介 刘雄资(1994—),男,山西吕梁人,硕士研究生,研究方向:环境工程。*通信作者,教授,博士,硕士生导师,从事水污染控制工程和环保经济学研究。

收稿日期 2021-05-07

21世纪,工业化加快、经济快速增长、环境生态平衡之间的矛盾日益突出,低碳发展、环境保护和生态建设成为当前时代主题[1]。欧美发达国家于20世纪90年代相继提出“可持续发展指标体系”[2],指标体系框架的建立涵盖了政治、发展、环境生态3个方面。进入21世纪以来,我国农村城镇化发展迅猛,但是生态评价指标体系发展较慢,存在着许多严重的问题,如指标体系不完善、着重于环境和经济变化、不能全面地体现社会情况[3];经济和环境的协调性不好;指标较少,对生态评价全面性不足,关联性差。

评价指标体系是一个复杂系统,是由多个指标所组成的准则层统计指标。评价指标体系方法是系统性、全面性地评价社会、经济现象的一种行之有效的方法[4]。依据全面性与主要性相结合的原则、系统性与层次性相结合的原则、科学性与可比性相结合的原则、引导性与可操作性相结合原则、定性与定量相结合原则[5],遵循循环经济的原理又结合生态产业的产业结构[6],笔者提出了边疆城镇生态评价指标体系,并用該指标体系对西南某地区的生态城镇化发展进行了评价分析,验证了该体系的科学性[7]。

1 资料与方法

1.1 指标数据无量纲化处理

因为每项指标数据(x ij)中的计量单位与数量级不同,所以数据之间存在量纲上的差异。这种异量纲性是影响对事物整体评价的主要因素[8]。

指标的无量纲化处理是解决这一问题的主要手段[9]。无量纲化也称作数据的标准化、规格化,是一种通过数学变换来消除原始变量量纲影响的方法[10-11]。该研究对选择的68个指标共340个样本数据进行无量纲化处理,再进行后续的计算。

该研究采用阈值法进行处理数据无量纲化,以极大值作为阈值进行无量纲化处理数据[12]。使用公式X′ ij=x ijmax(x ij)得出该指标体系数据无量纲化处理后的数据。

1.2 生态评价指标体系指标权重计算方法

该研究针对生态评价指标体系中各個指标对其隶属标准和各个指标对总体评价目标的影响程度不一致的问题,采用德尔菲法、两两对比法、熵值法3种不同方法确定各指标的权重。同时进行每项指标加权、每一项准则层加和计算,确定生态化指数并评价和分析该地区生态建设程度[13]。

1.2.1 德尔菲法。

该方法的权重以环境科学学科方向教授、环境环保行业专家及政府工作人员三方统筹协作,征求三方权重分配值,循环征求3次,并选取均值作为6个准则层和68个指标层的最终权重分配值。

1.2.2 两两对比法。具体步骤如下:

(1)在指标层次划分模型的基础上采用0~9比率标度,通过专家评议,确定系统评价指标体系各递阶同层次结构中两指标(或准则)i与j间的相对重要性程度r ij形成相应的判断矩阵R[14]。

(2)计算判断矩阵R的特征向量,即单层次权重向量W=(W 1,W 2,…,W i)。

(3)对判断矩阵R进行一致性检验。判断矩阵每一行元素的乘积M i=n i=1b ij,计算M i的n次方根W i=nM i,对向量w={W i,W i,W i}归一化,w i=W i/ n i=1W i,w i即为指标权重;计算判断矩阵的最大特征根λ max=1n n i=1AW iw i;判断一次性检验C R=C iR i,其中C i=λ max-nn-1,若是C R<0.1即为一致。

(4)一致性检验R i值查询,i代表阶数。具体R i值如表1所示。

(5)一致性检验计算结果如表2所示。由表2可知计算结果C R小于0.1,一致性验证成功,两两分析法指标权重建设科学合理。

1.2.3 熵值法。

(1)构建原始指标数据矩阵。该评价体系涉及2014—2018年5个年度和68项指标。用m表示年份,n表示指标,构造原始数据矩阵A即X=[x ij] max,x ij表示第i个年度第j项指标的测量值[15]。

(2)在数据无量纲化处理的基础上,计算评价指标的贡献度P ij[16-17]。计算第j项指标第i个年份的贡献度,即第i个年度第j项指标与所属列和的比重P ij,计算方法[18-19]为P ij=X ij m i=1X ij。

(3)计算评价指标的熵值e ij。计算熵值数,用来反映第j项指标的信息量大小。计算公式[20-21]为e ij=-1ln m m i=1(P ijlnP ij)。

(4)计算评价指标的熵冗余度:d ij=1-e ij。

(5)确定评价指标的权重:w ij=d ij n j=1d ij。

2 结果与分析

2.1 生态评价指标体系指标权重 由“1.2”中的3种计算方法分别计算出3种方案的相关指标权重,并整理得出表3。

2.2 准则层生态化指数分析 3种方法分别加权、加和计算,经过数据处理,分别得出6个准则层生态指数(图1)。

从社会生态指标(B 1)指数分析(图1a)可以看出,2014—2018年该地区社会生态指标指数总的来说是上升的,说明该地区在2014—2018年致力于提高社会生态水平。但是2016—2018年社会生态指标指数增长幅度趋于平缓,表明该地区社会生态水平提升缓慢,需要在未来继续加大力度发展该地区社会生态水平。

从经济生态指标(B 2)指数分析(图1b)可以看出,2014—2018年该地区经济生态指标指数趋势是逐年上升,表明该地区在2014—2018年致力于建设经济持续健康发展,并且取得较好成绩。2015—2017年经济生态指标指数增长幅度较大,表明在2016和2017年该地区城市经济建设力度大、成效高,经济建设水平发展迅猛。

从环境生态指标(B 3)指数分析(图1c)可以看出,3种方法对于2014—2018年该地区社会生态化水平的变化总趋势是相同的,3种方法的环境生态指标指数在2016年达到最高点,表明该地区在2016年注重环境生态建设,且取得良好成绩。但是在3种方法对比中,熵值法2016年环境生态指标指数远远高于德尔菲法和两两对比法,主要原因是熵值法计算过程中该准则层舍弃了部分指标,导致熵值法曲线相对其他2种方法来说增长幅度变化较大。

从污染防控生态指标(B 4)指数分析(图1d)可以看出,3种方法对于2014—2018年该地区污染生态化水平总的来说是相对稳定的,2016年都是最高点,2017年都是最低点,可见2016年该地区污染防控生态水平建设成效较好,2017年污染防控生态水平建设成效较差。因为熵值法计算过程中,该准则层舍弃了部分指标,导致熵值法曲线相对其他2种方法来说增长幅度变化较大。

从健康生态指标(B 5)指数分析(图1e)可以看出,3种分析方法曲线结果表明2014—2018年该地区社会生态化水平是保持增长的趋势,2014—2016年增长幅度大,健康生态建设成效比较突出。2016年之后增长幅度较小,曲线相对趋于稳定,表明该地区2016年后健康生态建设力度较小,成效进步不明显。

从可持续发展生态指标(B 6)指数分析(图1f)可以看出,3种方法曲线都是呈上升趋势,表明2014—2018年该地区可持续发展生态化水平在稳步提高,可持续发展建设成效明显进步。

2.3 目标层生态化指数分析

从图2可以看出,3种方法对于2014—2018年该地区生态化水平总的趋势都是上升的,德尔菲法、两两对比法、熵值法的增长倍数分别为0.30、0.28、1.80倍,而且3种方法都显示出2016年是该地区5年内生态化建设水平最高的一年。这说明该地区城市生态化发展在循序进步,可以进行进一步的生态化升级改造。

3 结论与讨论

该研究基于层次分析法确定农村城镇化生态评价指标体系,对西南某地区生态城镇化发展进行评价,通过德尔菲法、两两对比法和熵值法对该评价指标体系进行赋权分析,并综合对比3种方法分析曲线,对该地区进行生态评价分析,结果证明该生态评价指标体系适用于以行政区为单元的生态文明建设评价。根据分析结果显示,该地区生态文明建设水平逐步提高,所得结果与近5年来该地区的实际发展情况基本相符,说明该研究的城市生态评价指标体系具有科学性、全面性、直观性,对该地区生态城镇化发展评价结果具有精确、科学、全面的特性。

依据研究结果对该地区城镇生态建设提出以下几点对策:①注重规划。找准城市定位,加强规划设计,突出生态城市规划的重要性,系统分析该地区三大产业现状、功能定位、群众需求、生态发展、文明建设等,确定该地区生态建设主题。②强化特色。注重生态产业特色发展,建设颐养环境,将生态产业和生态文旅工作作为提升重点,把生态保护、社会发展、经济建设、健康颐养作为特点,做好城市生态文明改造工作。③提升技术。继续加大生态文明城镇化发展投入,加强技术、人员、设施的投入,并不断提升管养水平,对管养工人定期进行专业培训,制定切实可行的管养标准,通过一系列的手段,让城区生态建设水平再提升。④紧抓机遇。抓住经济全球化的发展机遇,以桥头堡建设为契机,充分发挥城市地域优势,基于区域环境承载力,建设生态城市。

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