河北省农村人居环境与经济发展耦合关系分析与评价

王 苗 王焱程 李雯雯

河北建筑工程学院建筑与艺术学院，河北 张家口 075000

0 引言

人居环境改善需要经济发展提供必要的物质基础，因而经济发展是人居环境建设与改善的前提。良好的人居环境可为经济稳健发展提供持续动力，是经济能否取得稳步增长的有力保障。因此，实现经济与人居环境之间协调发展，已成为当前我国经济社会可持续发展过程中面临的重大问题，更是推进乡村振兴战略实施的重要抓手和支撑。笔者以河北省为研究对象，研究其经济发展与人居环境质量的作用强度和耦合程度，为促进河北省经济与人居环境协调发展提供决策依据。

1 河北省农村人居环境质量分析

1.1 农村人居环境质量评价指标体系构建

人居环境包含的要素非常多，多种要素综合作用影响某一地区的人居环境质量。笔者遵循综合性、客观性、以人为本等原则，参考相关研究成果，结合河北省农村人居环境的具体情况，从居住条件、基础设施建设、公共服务水平3 个方面入手，选取乡村人口（X1，万人）、农用化肥施用量（X2，万t）、受灾面积（X3，万hm2）、年末居住住房面积（X4，m2/人）、水资源总量（X5，万亿m3）、通有线电视村数（X6，万个）、自来水受益村数（X7，万个）、太阳能热水器（X8，万m2）、农村公路投资（X9，万元）、卫生厕所普及率（X10，万m2）、村卫生室数（X11，万个）、卫生人员数（X12，万人）、农村初中学校数（X13，万所）和农村小学学校数量（X14，万所）等14 个指标构建河北省农村人居环境质量评价体系。其中，农用化肥施用量、受灾面积为负向指标，其余均为正向指标。具体指标原始数据如表1 所示。

表1 2011—2020年河北省农村人居环境指标原始数据

1.2 农村人居环境质量评价方法

人居环境质量评价方法主要有层次分析法、因子分析法、主成分分析法和熵值法。熵值法作为一种客观赋权方法更为客观、准确。因此，笔者选择熵值法对河北省农村人居环境质量进行分析和评价［1］。首先，对指标进行无量纲的标准化处理，并计算各项指标在对应年份所占比重。其次，根据信息熵值与差异系数建立模型，将14 个指标代入公式进行计算，得到各指标所占权重，为分析研究提供具体的客观赋值数据。最后，根据农村人居环境质量各评价指标的权重，求出河北省农村各年份人居环境质量综合得分。

①数据标准化计算公式为

式（1）中：Zij为标准化后的数值，xij为第i个年份、第j项评价指标的数值，minxj、maxxj分别为所有年份中第j项评价指标的最小值和最大值。

②指标比重pij计算公式为

③信息熵ej计算公式为

式（3）中：ln为自然对数，K=1/lnn，0≤ej≤1（假设当pij=0时，pijlnpij=0）。

④差异系数gj计算公式为

⑤指标权重wj计算公式为

⑥人居环境质量综合得分U1计算公式为

1.3 综合评价与分析

河北省农村人居环境质量14 个评价指标的权重计算结果如表2 所示。由表2 可知，从三级指标来看，河北省农村人居环境质量14 个评价指标的权重均在0.4 以下，其中最大值为0.126 1（农用化肥施用量），最小值为0.042 7（农村公路投资）。由此可以看出，农用化肥施用量对河北省农村人居环境质量的影响较大，而农村公路投资影响较小。从二级指标来看，影响河北省农村人居环境质量的首要因素为农村的居住条件（0.384 9），其次为公共服务水平（0.363 9），而基础设施建设对其影响最小（0.251 2）。

表2 河北省农村人居环境质量各指标权重

综上所述，影响河北省农村人居环境质量的首要因素为居住条件，其次为农村公共服务水平，最后为基础设施建设情况。

根据公式（6）计算出农村人居环境质量综合得分后，对得分进行标准化处理，将其转化为无量纲的纯数值，用于不同量级指标加权比较，获取样本属性值。标准化处理是指将数据按比例缩放，去除数据的单位限制，使之落入一个小的特定区间。经计算和处理后，2011—2020年河北省农村人居环境质量综合得分和标准化值如表3所示，标准化值低于0.5水平的有6年，分别是2011年、2012年、2013年、2014年、2017年和2018年，说明河北省农村人居环境质量水平总体不高。

表3 2011—2020年河北省农村人居环境质量综合得分

2 河北省农村经济发展水平分析

2.1 农村经济发展水平评价指标体系

笔者通过总结已有研究成果，从公共服务水平、居民收入水平和居民生活水平3 个方面，选取农林牧渔业总产值（Y1，亿元）、农作物总播种面积（Y2，万hm2）、农用机械总动力（Y3，万kW）、农村就业人员数量（Y4，万人）、农村居民家庭人均可支配收入（Y5，元）、农村居民消费水平（Y6，元）、衣着支出（Y7，元）、恩格尔系数（Y8，%）和每百户家用汽车拥有量（Y9，辆）共9 个与农村经济发展相关的指标建立评价指标体系，对2011—2020 年河北省农村经济发展水平进行评价。其中，恩格尔系数为负向指向，其余均为正向指向。具体指标原始数据如表4所示。

表4 2011—2020年河北省农村经济发展指标原始数据

2.2 农村经济发展水平分析方法

利用主成分分析法构建农村经济发展模型来评价河北省农村经济发展水平。主成分分析法是把多个指标数据转化成少数几个综合指标的一种统计分析方法，具体计算步骤如下。

①利用式（1）对数据进行标准化处理。

②构建相关系数成分矩阵R，并得出R的特征值。矩阵R为

③计算累计方差特征值贡献率E，计算公式为

式（8）中：λ为特征值，当数值结果大于85%时，此时的m作为主成分的个数。

④提取前m个主成分，公式为

式（9）中：ukj为标准差，Yj为原始数据均值。

⑤计算主成分权重w，计算公式为

式（10）中：m为主成分个数，n为第n个主成分。

计算主成分权重［2］，能客观说明河北省农村经济发展水平高低、影响因素等。每个主成分对应一个方差特征值，分别反映这个主成分的贡献。原则上，如果有m个主成分变量，则最多可以提取出m个主成分，但如果将其全部提取出来，就失去了简化数据的实际意义；多数情况下前两三个主成分已经包含90%以上的原始信息，其他主成分则可忽略不计［3］。因此，在计算河北省农村经济发展水平成分综合得分系数时，仅计算前两个主成分，即居住条件和公共服务水平。

先根据公式（7）和公式（8）计算获得成分综合得分系数，再根据公式（9）提取主成分，最后利用公式（10）计算各项河北省农村经济发展指标的权重，如表5所示。

表5 成分综合得分系数矩阵

由表5可知，河北省农村经济发展水平的9个评价指标权重均在0.2 以下，其中最大值为0.195 3（农林牧渔业总产值），最小值为0.015 9（农用机械总动力）。由此可以看出，河北省农村地区的第一产业总产值对当地农村经济发展水平的影响较大，而河北省农村农用机械总动力对其影响较小。从主成分所代表的内涵来看，农村居民家庭人均可支配收入、农村居民消费水平、衣着支出、每百户家用汽车拥有量与第1 主成分最相关；农林牧渔业总产值、农作物总播种面积、农用机械总动力、农村就业人员数量、恩格尔系数与第2 主成分最相关。结合建立的河北省农村人居环境质量评价指标体系来看，第1 主成分的内涵与居住条件最贴近，第2 主成分的内涵与公共服务水平最贴近。综上所述，影响河北省农村经济发展水平的首要主成分为居住条件，其次为公共服务水平。

2.3 主成分及综合得分

前2 个主成分因子可以基本反映河北省农村经济发展水平。根据成分得分系数矩阵、河北省农村经济发展指标数据及每项主成分的权重，得到如下线性组合［4］。

①第1主成分得分公式为

②第2主成分得分公式为

③经济发展综合得分U2计算公式为

将经过标准化处理的9 个指标数据分别代入公式（11）至公式（13）计算出每个主成分得分和综合得分，并对综合得分进行标准化处理，结果如表6所示。

表6 主成分得分及综合

由表6 可知，2011—2020 年河北省农村经济发展水平呈现波动提升趋势。2011—2015 年，河北省农村经济发展较为缓慢，综合评分较低；2015—2019 年，河北省农村经济发展较为迅速，尤其是2015—2016 年发展速度极快；2019—2020 年，河北省农村经济发展水平出现轻度下降。

3 河北省农村人居环境与经济发展耦合度分析

3.1 耦合协调度评价模型

对于耦合关系的研究，目前我国普遍采用的模型有环境灰色关联度分析、库兹涅茨曲线、线性动力学模型、非耦合度模型、空间回归模型和动态耦合模型等。其中，耦合协调度模型使用耦合度来阐述若干子系统之间的相互关系，并进一步使用协调发展度对整个系统进行综合评价与研究［5-6］。笔者综合考虑以往学者所使用的几类模型及模型推广到n元系统的实用性与简洁性，总结出目前最适用的耦合度模型的规范公式。

①当n=2时，耦合度C计算公式为

式（14）中：U1为人居环境质量综合得分标准化值，U2为经济发展水平综合得分标准化值，U1、U2分布区间均为［0，1］，故耦合度C值区间为［0，1］。C值越接近1，子系统间离散程度越小，耦合度越高；反之，子系统间的耦合度越低。

②综合评价指数T计算公式为

式（15）中：Ui为第i个子系统的标准化值；αi为第i个子系统的权重。

③协调发展度D计算公式为

3.2 人居环境与经济发展耦合协调度分析

3.2.1 耦合协调度计算。将2011—2020 年河北省人居环境质量综合得分标准化值与经济发展水平综合得分标准化值代入耦合协调度评价模型，计算出不同年份河北省农村人居环境质量与经济发展水平之间的协调度，如表7所示。

表7 2011—2020年河北省农村人居环境与经济发展水平协调度变化

由表7 可知，2011—2020 年河北省农村人居环境与经济发展水平协调度总体变化趋势为先快速上升后平稳增长，期间有所波动（2016—2017 年协调度下降了0.119 9，2019年以后才达到2016年的协调度水平），2011 年为最低水平（0，经济发展与人居环境二者此时极度不协调），2020 年为最高水平（0.950 6）；10 年间协调度上升速度较快，2011—2013 年间斜率达到0.24；2011 年、2012 年、2013 年协调发展度低于0.5，其余年份协调发展度均在0.5以上。

3.2.2 协调等级划分。上述计算出的C值集中分布在一端，因而计算出来的D值主要依赖于系统本身的发展程度，故笔者采用简化后的协调等级及协调发展度的划分标准表［7］，利用综合得分标准化值完成协调发展类型划分。根据区间值的不同，协调发展类型共分为极度失调、严重失调、中度失调、轻度失调、濒临失调、勉强失调、初级协调、中级协调、良好协调和优质协调8个等级。

由表8 可知，2011—2020 年河北省农村人居环境质量与经济发展协调度在0～1 变化，总体上协调度变化明显，呈现上升趋势，由原来极度失调状态转变为优质协调等级；协调度整体保持增长，但2016—2017 年协调度出现下降的情况，2017—2020 年河北省农村人居环境质量与经济发展协调度增长率降低，转变为平稳增长状态；10 年间有3 年协调度低于0.50，人居环境质量与经济发展处于失调状态。

表8 2011—2020年河北省农村人居环境质量与经济发展协调等级

3.2.3 协调发展类型划分。基于以上对河北省农村人居环境质量与经济发展综合分析的结果和二者之间协调度的分析来对河北省农村协调发展类型进行划分，具体分为以下3 种类型：当U1-U2＞0.1 时，为经济发展滞后性；当U1-U2＜0.1 时，为人居环境滞后型；当0≤|U1-U2|≤0.1 时，为同步发展型［8-9］。经过对比归类，结果如表9 所示。

表9 基于耦合协调度的农村发展类型分类

由表9 可知，2011—2020 年河北省农村发展类型由经济发展滞后型转变为人居环境滞后型，2020 年又转变为经济发展滞后型。2011 年之后，河北省农村人居环境与经济发展之间的协调度没有出现同步发展型，但二者之间的协调等级逐年提高，差距逐渐减小，二者之间的关系越来越均等化、合理化。

4 结论

①2011—2020 年河北省农村人居环境与经济发展协调度总体呈现上升趋势，且2014 年后协调发展度数值均高于0.5。

②2011—2020 年河北省农村人居环境与经济发展协调度为0～1，其中2017—2020年农村人居环境质量与经济发展协调度转变为平稳增长状态，2020 年人居环境与经济发展达到优质协调等级。

③2011—2020 年河北省农村发展类型由经济发展滞后型转为人居环境滞后型，2020 年再次转为经济发展滞后型。2011 年之后，河北省人居环境质量与经济发展之间的协调等级逐年提高，两者关系越来越均等化、合理化。