基于熵权TOPSIS法评估江西省2016—2020年农村人居环境卫生质量

成慧，卢凌，叶珍珍，姚玉斌，徐岷

江西省疾病预防控制中心，江西 南昌 330029

农村人居环境是生产经营和生活居住的自然生态、地域空间、人文要素等要素组成的有机结合体，是农村社会经济发展的重要基础，直接决定民生福祉是否满足人民愿望和农村能否持续稳定发展[1]。2018年，江西省认真贯彻党中央、国务院决策部署，先后制定了《江西省农村人居环境整治三年行动实施方案》、《江西省乡村振兴战略规划(2018—2022年)》，对持续改善农村人居环境重大工程进行了安排部署，强调以农村垃圾、厕所粪污、污水治理和村容村貌提升为主攻方向，大力推进农村人居环境的改善[2]。为了解江西省农村人居环境现状及其变化趋势，探讨影响人居环境改善的因素，本文采用熵权TOPSIS法对2016—2020年江西省农村人居环境进行了综合评价和分析。

1 材料与方法

1.1 数据来源

根据地理环境分别在江西省赣南、赣北及中部地区，以经济水平、人口等因素分层随机抽取25个涉农县，每个县随机选择5个乡镇(不含城关镇)，每个乡镇随机选择4个行政村作为监测村，共计500个监测村。收集2016—2020年监测村环境整治、改水、改厕、垃圾污水处理、村容村貌和土壤卫生等方面的数据资料。

1.2 评价指标

查阅文献资料[3-5]，结合《江西省乡村振兴战略规划(2018—2022年)》、《2018年江西省农村人居环境整治三年行动实施方案》中规划的目标，以及专家咨询结果，确定评价指标体系。包括美丽乡村创建率(x1)、卫生城镇创建率(x2)、集中式供水人口覆盖率(x3)、卫生厕所普及率(x4)、生活垃圾集中处理率(x5)、生活污水集中处理率(x6)、道路完全硬化率(x7)、沟渠无垃圾率(x8)、农田土壤铅的合格率(x9)和镉的合格率(x10)，共计10个指标，指标均为正向指标。指标体系涵盖农村环境整治(x1、x2)、改水(x3)、改厕(x4)、垃圾污水处理(x5、x6)、村容村貌(x7、x8)和土壤卫生(x9、x10)六个方面。

1.3 评价方法

熵权TOPSIS法是将熵权法和TOPSIS法相结合进行综合评价的方法。基本原理为，将原始数据同向化和标准化处理后，结合熵权确定的指标权重，建立加权标准化矩阵，找出评价对象中最优方案和最劣方案，计算评价对象与优劣方案的距离，进而获得评价对象与最优方案的相对接近程度，并以此作为评价排序的依据[6]。计算步骤如下：

1.3.1 数据同向化和标准化处理 建立n个评价对象，m个指标的数据集，用倒数法将极小型指标(指标值越小越好)转换为极大型指标(指标值越大越好)，使得评价指标的方向属性一致[7]。为消除指标计量单位的影响，用公式(1)[8]进行标化处理，得到标准化矩阵Z，Z=( zij)n×m。

(1)

式中：i表示评价对象(i=1,2,3……n)，j表示评价指标(j=1,2,3……m)。

1.3.2 熵权法确定指标权重 采用公式(2)～(4)[6-8]计算指标的权重wj。

(2)

(3)

(4)

式中：pij表示指标j中评价对i的特征比重，ej表示信息熵，wj第j个指标的熵权。

1.3.3 构建加权标准化矩阵 用熵权值对标准化矩阵进行加权，得到标准化矩阵Y，Y=wj×zij。

1.3.5 计算评分 用公式(5)～(7)[6-8]计算各评价对象与最优方案和最劣方案间的距离D+和D-，以及与最优方案的接近程度Ci，Ci值越接近1，评价对象接近最优水平的程度越高，Ci值越接近0，评价对象接近最优水平的程度越低。

(5)

(6)

(7)

1.4 统计分析

运用Excel 2016建立数据库、计算指标权重及TOPSIS评价指数。运用SAS 9.4进行统计分析，率间的比较采用χ2检验，率变化趋势采用趋势性χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 监测评价指标

不同年度美丽乡村创建率(x1)、卫生城镇创建率(x2)、集中式供水人口覆盖率(x3)、卫生厕所普及率(x4)、生活垃圾集中处理率(x5)、生活污水集中处理率(x6)、道路完全硬化率(x7)、沟渠无垃圾率(x8)、农田土壤铅合格率(x9)和镉合格率(x10)的差异具有统计学意义(P<0.05)。除农田土壤铅合格率(x9)外，其余9个指标的率在2016—2020年呈上升的趋势(P<0.05)。见表1。

表1 2016—2020年江西省农村人居环境监测评价指标(%)

2.2 熵权TOPSIS法结果

2.2.1 数据标准化 将原始数据消除量纲后，得到标准化矩阵，见表2。

表2 2016—2020年江西省农村人居环境监测评价指标标准化矩阵

2.2.2 评价指标的权重 经熵权法计算出各评价指标的熵权(wj)分别为0.106 6(x1)、0.209 2(x2)、0.115 6(x3)、0.091 1(x4)、0.056 4(x5)、0.157 6(x6)、0.066 1(x7)、0.080 3(x8)、0.061 5(x9)、0.055 7(x10)。10个指标中，卫生城镇创建率(x2)、生活污水集中处理率(x6)、集中式供水人口覆盖率(x3)的权重较大，农田土壤铅(x9)、镉合格率(x10)的权重较小。

2.2.3 TOPSIS评价指数测算 用熵权值对标准化矩阵进行加权，得到标准化矩阵后，计算各不同年度与最优方案和最劣方案间的距离D+和D-，以及与最优方案的接近程度Ci，根据Ci进行排序。结果显示，2016—2020年Ci值逐年增大，越来越接近理想值1，不同年度中，农村人居环境卫生质量从优到劣排序依次为2020年、2019年、2018年、2017年、2016年，见表3； 不同区域中，赣南地区的环境卫生质量优于中部地区和赣北地区，见表4。

表3 江西省不同年度农村人居环境卫生质量TOPSIS评价结果

表4 江西省不同区域农村人居环境卫生质量TOPSIS评价结果

3 讨论

由于农村人居环境问题具有综合性和复杂性，单一指标无法全面、客观评价农村人居环境卫生状况[9]。目前对环境卫生状况的评价，多从单一指标出发，不能结合多种指标做出综合评价。TOPSIS法是综合评价方法中常用的一种方法，该方法对数据分布、样本含量、指标数量没有严格的限制，不仅适合小样本资料，而且能同时进行多个对象、多指标的大样本资料的分析与评价[10]。由于评价的多种指标中，不同指标对总体的影响程度可能不同，这时就需要给每个指标赋予权重后再进行TOPSIS评价。熵权TOPSIS法是利用熵权法确定指标权重的一种TOPSIS法。熵权法以指标本身数值大小来确定权重，与传统TOPSIS法的赋权方式相比，具有客观性，可消除主观因素的干扰[11]。

从综合评价结果来看，2016—2020年的综合评价指数Ci越来越接近1，评价结果呈现降序排列，提示我省农村人居环境卫生质量总体趋势稳定向好。说明农村人居环境整治行动、打造江西新时代五美乡村、建立“1341”城乡发展新格局等一系列举措取得成效。10个评价指标的平均呈现上升的趋势，其中，农村卫生厕所普及率和生活垃圾集中处理率提前达到了《江西省乡村振兴战略规划(2018—2022年)》中2022年的目标要求。而美丽乡村创建率、卫生城镇创建率、生活污水集中处理率和集中式供水人口覆盖率水平不高，四者评价权重之和占总权重的58.90%，提示环境整治、改水和污水治理是影响江西省农村人居环境改善的主要因素。分区域评估江西省农村人居环境卫生质量，发现赣北地区的卫生质量低于赣南地区和中部地区，这可能与赣北地区的集中式供水人口覆盖率、美丽乡村创建率和生活污水集中处理率的水平与赣南地区相差较大有关。以2020年为例，赣北地区集中式供水人口覆盖率(53.88%)比赣南地区(91.29%)低近40个百分点，美丽乡村创建率和生活污水集中处理率分别低了20和14个百分点。提示我省需因地制宜，合理配置卫生资源，如饮用水安全工程、生活污水处理处理设施建设方面的资金投入可偏向于赣北地区。

农村环境整治、改水和污水治理离不开资金的保障、长效管理机制的建立和群众的积极参与。建议：一是政府部门加强多元化资金投入，保障财政资金投入的同时，积极吸引社会资本对农村基础设施的投入[12]；二是以县为单位，推进全县一盘棋、城乡一体化来做好人居环境设施的建设和日常维护，建立长效管理机制，对集中式供水、污水处理等技术和管理要求较高的设施，考虑市场化运行或者由政府牵头构建统一的运维管护队伍[13]。三是发挥群众的主体作用，让群众积极参与到环境整治运动中，加强宣传，提高广大农村居民对环境卫生重要性的认识，增强群众的责任意识，保障农村生态循环可持续性发展[14]。

利益冲突无