基于熵权-TOPSIS法的绿色城市发展水平评价研究：以济南市为例

张 琳，贺家睿

（山东建筑大学 管理工程学院，山东 济南 250101，E-mail：hejiarui2000@163.com）

绿色城市作为绿色发展理念的载体和新型城镇化高质量发展的目标，其发展水平对经济、社会、生态等协调发展具有重要促进作用[1]。2021年2月，国务院印发《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》，提出从生态保护、环境建设、城市发展、人民生活等方面推进绿色发展新理念，提升绿色发展水平，促进经济社会发展全面绿色转型[2]。2023年3月，山东省住房和城乡建设厅在第六届山东省绿博会，提出“认真落实绿色建筑全面推广政策，组织开展绿色城市、绿色低碳县城试点，推动由单体绿色建筑向绿色社区、绿色城区、绿色城市发展”[3]。济南市作为山东省的政治、经济、文化中心，积极响应国家政策，践行“强省会”战略，在绿色城市发展方面提出时代新要求[4]。绿色城市建设已成为济南市城市转型升级和新型城镇化建设的必然选择。学界针对绿色城市发展水平评开展了相关探索。朱斌等[5]立足于城市的绿色发展，从环境、发展、资源、社会和管理入手提出了一套较为完善的评价指标体系。郑晓云等[6]基于城市可持续发展的经济发展、资源分配、环境保护和社会发展等4个方面进行指标体系的构建。陈小卉等[7]以城镇化发展阶段为视角，构建了涵盖经济可持续、社会文明、生态环境、宜居建设4个方面的城市发展评价指标体系。袁文华等[8]根据城市绿色发展多维度相互协调的要求和绿色城市的发展目标，构建了城市绿色发展的评价指标体系。综上，学界对我国绿色城市发展水平评价指标体系构建的侧重点不同，整体上存在对各子系统的分类缺少模型支撑、与所研究区域的地域特征结合不密切等问题。此外，在评价方法的选择上，学者们主要采用经熵权改造的TOPSIS模型和影响度模型[5]、改进熵权法和线性加权法[6]、熵权-TOPSIS法[8]等，评价过程较为客观，评价结果可信度高。

鉴于此，本文基于DSR（Driving Force-State-Response，驱动力-状态-响应）模型分析框架，立足济南市地域特点，结合其绿色城市发展现状，构建合理且科学的绿色城市发展水平评价指标体系；综合运用熵权法和TOPSIS模型对绿色城市发展水平进行评价，诊断障碍因素，针对性地提出建议与改进措施，有助于提升济南市绿色城市发展水平。

1 绿色城市评价指标体系的构建

1.1 绿色城市的内涵

印度经济学家David Gordon[9]于1990年首次系统地提出了绿色城市的概念，并对其内涵进行了明确阐释。近年来学者们对绿色城市内涵研究的侧重点不同，主要包含以下4个维度：一是生态角度，绿色城市立足于生态理念，涵盖所有自然形式，重视维持人与自然关系与可持续发展[10]；二是城市规划和设计角度，绿色城市的核心是规划整合城市发展的可持续空间，统筹城乡建设[8]；三是智慧城市角度，绿色城市发展的载体是依靠多种智能技术使资源得到协调，从而获得智能环境的智慧城市[11]；四是综合系统角度，绿色城市的发展应以人为中心，使环境、发展、资源、社会管理等各方面的增长达到动态良性循环[5]。

本文对绿色城市进行了全新界定，即“以实现人、自然、经济和社会四位一体为目标，重点涵盖绿色能源、绿色建筑、绿色交通、产业园区循环化改造、城市环境综合整治、绿色新生活行动等6个方面，最大限度地保护自然环境资源和提高居民生活水平，实现人与自然和谐发展的城市”。

1.2 指标体系构建及其说明

联合国政策协调和可持续发展部（DPCSD）于1995年提出DSR（驱动力-状态-响应）模型，该模型是在PSR（压力-状态-响应）模型基础上的扩展，以D（驱动力）代替PSR模型中的P（压力）。该模型在构建指标体系的过程中可从动态角度揭示各指标间的作用机制，体现出各指标间的相互联系[12]。绿色城市发展水平不是由单一指标因素影响，而由各层面的多个因素彼此依附、共同影响，且影响因素之间相互关联[13]。因此，DSR模型对本研究具有较强的适用性。本文通过将绿色城市发展水平影响因素与DSR模型结合，将DSR的3个方面进行定义：驱动力是驱动绿色城市的发展的重要因素，包括正面的积极驱动与负面的消极驱动；状态是在驱动力的作用下表现出来的绿色城市发展状况；响应是城市状态不断更新的过程中为了调节现有状态而作出的举措。

在绿色城市发展水平评价体系中，子准则层选取的主要依据是绿色城市的内涵。经济发展是城市革故鼎新的动力，城市建设的水平是绿色城市建设与完善的前提，对资源与环境的消耗是前期城市快速发展的主要依托，因此本文将驱动力层分为经济发展驱动、城市建设驱动和资源与环境驱动3个子准则层。居民生活状态反映民生的现状和社会建设的基本情况，生态环境状态表明当前自然环境的状况，故本文将状态层分为居民生活状态和生态环境状态2个子准则层。组织机构响应是政府等机关或组织作出的一些措施，技术响应指采用技术手段应对绿色城市发展中的问题和不足，所以本文将响应层分为组织机构响应和技术响应2个子准则层。

指标层选取的主要依据是对现有不同指标体系的异同点进行整理。综合济南市地方特色及各项指标数据的可获得性，并通过专家访谈咨询修订后提出济南市绿色发展水平评价初步指标体系。对20位专家进行访谈咨询，其中研究学者15名，政府人员5名，从事与绿色城市方面的研究或工作均在3年以上。经过深度访谈，最终确定的济南市绿色城市发展水平评价指标体系如表1所示。

表1 济南市绿色城市发展水平评价指标体系

本指标体系共计30个指标，其中正指标对于评价结果具有促进作用，即指标数值越大，绿色城市发展水平评价结果的数值越大；负指标对于济南市绿色城市发展水平的评价结果具有阻碍作用，即该指标的数值越大，绿色城市发展水平评价结果的数值越小[6]。

2 绿色城市发展水平评价

TOPSIS是一种常见的多目标决策分析评价方法，主要依据评价主体的最优解与最差解之间的远近进行比较，现已广泛应用于城市绿色发展[8]、新型城镇化高质量发展[20]等方面的评价。本文将熵权法与TOPSIS模型相结合，先利用熵权法计算出指标的相对权重，再将相对权重与TOPSIS模型结合对济南市绿色城市的发展水平进行评价，对TOPSIS评价方法做出了一定的改进。

2.1 基于熵权法的指标权重计算

熵权法是一种客观赋权方法，基于客观数据对指标进行赋权。此外，熵权法在评价指标数量多，时间跨度大的指标体系中更有优势。因此，本文选用熵权法确定评价指标权重。通过计算得出各指标的信息熵，从而得到济南市绿色城市发展水平评价指标权重如表2所示。

表2 济南市绿色城市发展水平评价指标权重

2.2 基于TOPSIS的绿色城市发展水平评价

（1）原始矩阵标准化处理。根据极差法，对各项指标进行正向化与归一化处理。

（2）构造加权标准化矩阵。利用评价指标权重向量w=[w1，w2，…，w30]T和各指标值bij，构造加权标准化矩阵C，即：

（3）构造正、负理想解向量。通过标准化矩阵C=[cij]n×m中所有指标的最大值和最小值，构造正、负理想解向量，其中：正理想解向量cj+=maxcij，负理想解向量cj-=mincij

（4）计算正、负理想距离。结合各指标权重，求出各评价单元到正、负理想解的欧氏距离：

（5）计算综合评价指数。通过计算得到评价对象与最优方案的接近程度，公式如下：

熵权-TOPSIS法计算综合评价指数可以作为衡量绿色城市发展水平的一个重要指标，Si值越大表明发展水平距离最优方案越近，距离最劣方案越远，各指标之间的整体协调性越好。

3 实证研究

3.1 区域概况

济南市作为山东省的省会、特大城市、国家历史文化名城，近年来各方面发展迅速，城镇化发展进程加快。2022年末，济南市常住人口941.5万人，常住人口城镇化率为74.3%。2022年，济南市地区生产总值为12027.5亿元，位居全省第二。但是，与省内沿海发达城市如青岛市、烟台市相比，济南市绿色城市发展过程中存在着诸多困难，如生态环境状态不够乐观，资源与环境发展动力不足等，均为济南市绿色城市的发展带来了挑战。

3.2 数据获取与来源

本文选取的30项评价指标涉及济南市绿色城市发展过程中的环境质量、经济发展、社会状况等内容。通过查阅《中国城市统计年鉴（2018—2022）》《济南市环境质量简报（2018—2022）》《国民经济和社会发展统计公报（2018—2022）》等资料，获得分析的原始数据。针对个别数据和部分指标数据的缺失使用均值插值法补全，确保数据真实地反映济南市2018—2022年的发展状况。

3.3 发展水平评价

通过搜集相关指标数据并进行分析处理，计算得出2018—2022年济南市绿色城市发展水平正、负理想解的欧氏距离，结果如表3所示。

表3 2018—2022年济南市绿色城市发展水平正、负理想解欧氏距离（D+、D-）

为确定济南市绿色城市发展状况，本文利用非等间距法对济南市绿色城市发展水平评价结果进行划分，标度值越大，发展水平等级越高，反之亦然。济南市绿色城市发展水平分级标准如下：Ⅰ级（低）：标度值范围[0.00~0.30）；Ⅱ 级（较低）：标度值范围[0.30~0.50）；Ⅲ 级（中等）：标度值范围[0.50~0.70）；Ⅳ级（良好）：标度值范围[0.70~0.90）；Ⅴ级（优秀）：标度值范围[0.90~1.00]。

如表4所示，2018—2022年济南市绿色城市发展水平综合评价指数逐年上升，整体提高了2个等级。济南市绿色城市发展趋势较为可观。

表4 2018—2022年济南市绿色城市发展水平综合评价指数（贴近度值）

3.4 结果与分析

3.4.1 整体发展趋势分析

如图1所示，2018—2022年，济南市绿色城市发展水平的D+和D-的变化较明显，D+的数值在逐年减小，体现出2018—2022年济南市绿色城市发展水平逐步接近最优理想解的发展水平；D-的数值在逐年升高，体现出2018—2022年济南市绿色城市的发展正逐步脱离以往的各种不良状态。

图1 2018—2022年济南市绿色城市发展水平正、负理想解欧氏距离

济南市绿色城市各准则层发展水平综合得分指数如表5所示。2018—2022年，济南市绿色城市各准则层发展水平整体呈上升趋势，其中驱动力与状态层面的发展水平综合得分逐年上升，响应层面在2020年略有下降，但整体趋势仍为上升状态。

表5 2018—2022年济南市绿色城市各准则层发展水平综合得分

2018—2022 年，济南市绿色城市发展水平综合得分指数整体呈显著的上升趋势，且总体提高了0.302495分，如图2所示。

图2 2018—2022年济南市绿色城市发展水平综合得分指数

3.4.2 各年度发展水平分析

在2018—2020年，济南市绿色城市的发展水平增长较稳定、平缓。其中，2018—2019年，发展处于“较低”水平，2020年突破了“中等”水平的临界点。通过分析各准则层的评价结果可知，主要因为“状态”层的得分在2019年略有降低，而“状态”层在整个指标体系中占有较大权重，若发展不够理想，则会对整体发展水平产生影响，使其难以得到大幅度提升。2018—2020年，虽然“状态”层的得分未保持连续增长，但“驱动力”层和“响应”层的得分稳定持续增长，从而使得济南市绿色城市的发展水平在2020年达到了“中等”水平。济南市绿色城市建设一直稳步有序推进，积累了强劲的发展动力，因此只需“状态”层得到提升，整体得分便可获得提高。尽管此阶段的发展水平较低，但随着“驱动力”层和“响应”层各方面的逐步改善，整体发展前景和空间仍非常广阔。

2021年，济南市绿色城市发展水平综合得分指数增加到0.667509分，达到了“中等”水平，距离“较好”水平仅有0.03分的距离，得到了高速发展。结合前文分析与各准则层的得分变化可知，“驱动力”“状态”和“响应”3个准则层的得分均有增长，且后两者增长幅度较大。因此，济南市绿色城市整体发展水平在2021年提升明显。主要原因可能是青岛市2020年底成功获批全国首个绿色城市建设发展试点，对济南市在内的山东省各城市的绿色城市发展提出了新目标和新任务，获得了更多政策支持，进而人民生活水平得以提升。

2022年，济南市绿色城市整体发展水平达到了“良好”水平，与2021年相比，各准则层评价得分均有增长，其中“状态”层增长显著，增幅达到了31.68%。主要原因是国家对绿色城市的重视程度逐年加深，使得居民生活状态和生态环境状态均有提高。此外，由于2018—2021年各准则层显露出的缺陷均得到一定的弥补，从2022年起，各准则层的发展水平不易得到显著增长，济南市绿色城市发展逐步进入优化发展阶段。

4 研究结论与对策建议

2018—2022 年济南市绿色城市总体发展水平呈上升趋势，目前已达到良好水平并保持稳定、持续发展，“驱动力”“状态”和“响应”3个准则层的评价得分均有增长，经济驱动、居民生活状态和组织机构响应对绿色城市的发展水平影响较大。随着国家对绿色城市的重视程度加深与相关政策的完善，3个准则层面得到逐步改善，济南市绿色城市的发展前景变得逐为广阔。此外，在济南市绿色城市发展过程中，最优解与最劣解的差值不明显，使得整体发展水平的上限受限，有待进一步提升。尽管发展水平逐年提高，且当下的发展水平已比较理想，但若之后向更高层次发展，还需突破当下各方面的发展瓶颈。

（1）驱动力层面。在经济驱动方面，应积极响应国家政策，在我国经济发展速度逐渐从高速增长转变为中速增长的情况下，促进传统产业转型，调整经济结构，增加第三产业占比，促进经济绿色发展；在城市建设驱动方面，适当调整城乡居民收入，改善消费结构，提高有效供给，推动各区、县交通一体化发展；在资源与环境驱动方面，践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念，减少资源内耗，加强对济南市重污染型企业的监管力度，减少煤、烟及其他污染物的排放，杜绝“先污染，后治理”等形式的粗放发展。

（2）状态层面。在居民生活状态方面，加强包括医疗、卫生在内的各种公共服务设施的建设，加强包括水、电在内的各类基础设施的建设，完善城市交通网，建设绿色路网体系，鼓励居民出行采用公共交通等低碳方式，推广智慧出行与绿色出行，宣传绿色生活理念；在生态环境状态方面，加强绿地建设，推动绿色生态城区的建设，提高包括老旧小区改造在内的城市更新的改造力度，在全市范围内推广建设海绵城市，整体提升城市减灾防灾能力，修复济南市的水生态环境，充分发挥济南市作为“中国优秀旅游城市”的优势。

（3）响应层面。在组织机构响应方面，加大对城市公共设施建设的投入，建立健全公共设施管理，使其规范化、标准化，加强对公共设施维护的教育宣传工作，增强与各试点城市之间的交流与学习，提高绿色城市发展的各项科研投入，推广新能源，倡导节能生活与绿色出行，提升居民的绿色意识；在技术响应方面，引进和推广适合济南市地域特征的各种绿色技术，加大对工业固体废物污染治理的监管力度，将节能环保技术与传统产业相结合，完善生活垃圾无害化处理和城市污水集中处理技术，减少废物排放，使资源得以回收利用。

5 结语

本文基于DSR模型构建了济南市绿色城市发展水平评价指标体系，并采用熵权法对其进行赋权，评价绿色城市发展水平。结果表明，经济驱动、居民生活状态和组织机构响应对绿色城市的发展水平影响较大；采用TOPSIS评价方法对济南市绿色城市发展水平进行综合评价，得出2018—2022年济南市绿色城市的发展趋势与综合指数。研究期间济南市绿色城市发展水平整体表现为上升趋势，进入稳定优化阶段。从长远角度分析，需从驱动力、状态和响应3个方面有针对性地采取对策建议，方可使得济南市绿色城市健康可持续发展。