城市低碳發展水平的灰色關聯綜合評價

辛玲

（湖南商學院數學與統計學院，長沙410205）

城市低碳發展水平的灰色關聯綜合評價

辛玲

（湖南商學院數學與統計學院，長沙410205）

對城市低碳發展水平進行科學量化評價，有助于我們對其進行準確認識和衡量，促進低碳城市的發展。本文根據低碳城市的內涵及特點，從低碳經濟、低碳技術、低碳環境和低碳生活4個方面構建一個評價指標體系，并采用灰色關聯綜合評價模型對隨機抽選的10個省市的低碳發展水平進行實證研究。灰色評價結論顯示，該10個省市的低碳經濟關聯度和最佳值相比都有較大差距，低碳經濟發展水平不高；其中只有3個省市的關聯度超過0.6，說明我國各地區的城市低碳發展水平偏低。

低碳；評價指標；灰色；關聯度

我國已步入城市化飛速發展期，城市化的快速發展既給城市的經濟發展帶來機遇，又給其資源環境帶來挑戰。2000年至2012年期間，我國城市化率由36.2%上升至52.27%，而同期能源消費總量由145 531萬噸標準煤上升為361 732萬噸標準煤，增長速度高達78.83%，遠遠超過城市化率的上升速度。要協調城市化與能源消耗的關系，解決城市化發展帶來的交通擁堵、資源匱乏和環境退化等一系列問題，建設低碳城市將是唯一出路。若能對城市低碳發展水平進行科學量化評價，將有助于我們對其進行準確認識和衡量，促進低碳城市的發展。

對城市低碳發展水平的實證研究，一是以專家打分法、層次分析法等主觀賦權方法為主的綜合評價研究；二是以模糊粗糙集理論、數據包絡分析法為主的綜合評價研究。考慮到城市低碳發展水平的相關數據較少，本文構建了基于灰色關聯度的綜合評價模型，并對隨機抽選的10個省市的低碳發展水平進行實證研究。

1 城市低碳發展水平評價指標體系的構建

關于低碳城市的內涵，國內外學者已進行過廣泛研究。綜合各位學者的理論研究成果，我們認為低碳城市應是低碳經濟的空間載體。系統來說，低碳城市是以城市空間為載體，創新低碳技術，發展低碳經濟，轉變居民消費觀念，實現低碳生活方式，從而最大限度地減少溫室氣體的排放。根據低碳城市的內涵，借鑒聯合國可持續發展委員會、國家環境保護總局和中國人民大學氣候變化與低碳經濟研究所等權威機構發布的相關評價指標體系，本文按照全面性、代表性和可操作性原則篩選人均二氧化碳排放、單位GDP二氧化碳排放等19個指標，構建了包含低碳經濟、低碳技術、低碳生活和低碳環境4個準則的評價指標體系，見表1。

2 城市低碳發展水平的灰色關聯綜合評價模型

傳統的綜合評價方法一般要求評價指標數據全面，而低碳城市具有明顯的層次復雜性、結構關系的模糊性、低碳數據缺乏和信息不足等特點，采用傳統的綜合評價方法難以對其進行科學準確的定量評價。因此，本文選擇基于灰色關聯度的灰色關聯綜合評價模型對其進行評價。

2.1 灰色關聯綜合評價模型的原理

灰色系統理論是我國著名學者鄧聚龍教授于1982年提出的。它的研究對象是“部分信息已知，部分信息未知”的“貧信息”不確定系統，它通過對部分已知信息的生成、開發實現對現實世界的確切描述和認識，適用于只有少量觀測數據的項目。灰色綜合評價方法首先根據因素之間發展態勢的相似或相異程度來衡量因素間的關聯程度，然后利用各評價對象與最優對象之間關聯度的大小進行比較、排序，最后依據關聯度給出評價結果。關聯度越大，說明被評價對象與最優對象越相似，城市低碳發展水平越高；反之，則越低。

2.2 灰色關聯綜合評價的步驟

（1）確定參考數列。設i為第i個評價對象（城市）的序號，i= 1，2，…，m；k為第k個評價指標的序號，k=1，2，…，n；vik為第i個評價對象的第k個指標的評價值。

取每個指標的最佳值（若某一指標取大值為好，則取該指標在各個對象中的最大值；若取小值為好，則取各個方案中的最小值，也可以使用評價者公認的最佳值）v0k為參考數列V0的取值，于是有：

式中:v0k=Optimum(vik),i=1，2，…，m；k=1，2，…，n

對一個由m個評價對象（城市），n個評價指標構成的系統，有下列原始數據矩陣V：

（2）指標值規范化處理。為了使存在量綱差異的各指標之間可以比較，需要對各指標值進行規范化處理，規范化的公式如下：

進行規范化處理后，得規范化數據矩陣X：

（3）計算關聯系數。把規范后的數列X0=（x01,x02,…，x0n）作為參考數列，Xi=（xi1，xi2，…，xin）（i=1，2，…，m）作為比較數列，按以下公式計算關聯系數：

式中：ρ——分辨系數，ρ∈［0,1］。

一般情況下，分辨系數可取0.5。

利用公式計算關聯系數ξik，得下列關聯系數矩陣E：

式中：ξik——第i個評價對象（城市）第k個指標與參考數列X0第k個最佳指標的關聯系數。

（4）計算單層次的關聯度。考慮到各指標的重要程度不一樣，所以關聯度計算方法采取權重乘以關聯系數。根據層次分析法得到某一層的各指標相對于上層目標的優先權重為：

式中：，t 表示該層中的指標個數。則關聯度的計算公式為：

（5）計算多層次評價體系的最終關聯度。對一個由L層組成的多層評價系統，最終關聯度的計算方法如下：將第l層各指標的關聯系數進行合成，分別得它們所屬的上一層即l-1層各指標的關聯度；然后將這一層所得到的關聯度作為原始數據，繼續合成得到第l-2層各指標的關聯度，以此類推，直至求出最高層指標的關聯度為止。

（6）城市低碳發展水平排序。依據最終關聯度大小進行排序，關聯度的大小順序即為城市低碳發展水平高低次序。

3 城市低碳發展水平的灰色關聯綜合評價

3.1 評價對象的選取和數據處理

考慮到文章篇幅限制，論文沒有對我國所有省市的低碳發展水平進行評價，而是采用隨機抽樣的方法從中隨機抽取10個城市的低碳發展狀況作為評價樣本，重點討論灰色關聯綜合評價方法的運用。指標數據通過中國人民大學氣候變化與低碳經濟研究所公布的中國低碳經濟年度發展報告查得。

按照上述指標規范化方法對指標數據進行規范化處理，需要說明的是規范化公式中的最大值和最小值為31個省市中的最大值和最小值。具體結果見表2。

表2 10城市評價指標規范化值及最佳值

3.2 指標權重的確定

本文采用層次分析法確定各層指標的權重。以低碳生活準則層為例，確定燃氣天然氣占比、人均生活消費能耗和人均生活消費碳排放3個指標在評價低碳生活中的作用大小。首先，我們聘請有關專家兩兩比較決定同層指標的相對重要程度。矩陣（1）是有關專家對燃氣天然氣占比、人均生活消費能耗和人均生活消費碳排放3個指標進行兩兩比較并按照次序排列起來的判斷矩陣。判斷矩陣通過一致性檢驗，進而計算得到上述3個指標相應權重為W=（0.090 90.223 20.685 9）T。其他各層指標權重的確定可以參照此過程進行，本文不再詳述。最終權重確定結果見表1。

3.3 準則層關聯度的確定

取分辨系數為0.5，按照上述公式計算關聯系數，具體結果見表3。依據層次分析法計算的各指標權重，利用公式R=WET可以得到低碳經濟、低碳技術、低碳環境和低碳生活4個準則層的關聯度R1、R2、R3和R4：

由各準則層關聯度排序后結果可知，10個省市的低碳經濟關聯度和最佳值相比都有較大差距，低碳經濟發展水平不高。低碳經濟關聯度最高的前3位分別為海南、四川和浙江，最低的后3位分別為陜西、山西和遼寧，最高的和最低的相差0.168 1，差距不大。低碳技術關聯度最高的前3位分別為浙江、上海和海南，最低的后3位分別為青海、山西和湖北，最高的和最低的相差0.300 2，差距較大，說明我國各省市的低碳技術發展水平較不平衡。低碳環境關聯度最高的為海南，最低的為青海，相差0.463 5，差距很大，很可能是各省市的自然環境差異太大引起的。低碳生活關聯度最高的前3位為海南、四川和遼寧，發展水平高；最低的后3位為上海、山西和青海，發展水平低。最高值和最低值相差0.435 3，差距較大，說明各省市的低碳生活模式還沒有普及和深入發展，發展水平很不平衡。

表3 關聯系數表

3.4 目標層關聯度的確定

以低碳經濟、低碳技術、低碳環境和低碳生活4個準則層的關聯度R1、R2、R3和R4組成新的關聯系數矩陣，利用公式R=WET可以得到城市低碳發展水平目標層的關聯度R：

10個省市的低碳發展水平關聯度相差0.2366，存在一定差距。關聯度最高的前3位分別為海南、四川和浙江，該3個省市在低碳技術運用和低碳生活方式培養等方面發展較快，使得整體低碳發展水平相對較高。關聯度最低的后3位分別為青海、山西和上海，該3個省市在低碳經濟發展、低碳環境建設和低碳生活方式培養等方面發展較慢，使得整體低碳發展水平相對較低。此外，隨機抽選的10個省市中只有3個省市的關聯度超過0.6，說明我國各地區的城市低碳發展水平偏低。只有進一步調整產業結構、提高能源利用效率、發展低碳經濟，大力發展低碳技術，培養居民的低碳生活習慣，增強城市的低碳環境建設，才能加快低碳城市建設的步伐，提高我國城市低碳發展水平。

4 總結

本文根據低碳城市的內涵及特點，從低碳經濟、低碳技術、低碳環境和低碳生活4個方面選取指標構建城市低碳發展水平評價指標體系，并利用灰色關聯綜合評價模型對隨機抽選的十個省市的低碳發展水平進行了實證研究。研究結果表明：我國各地區的城市低碳發展水平偏低，低碳經濟發展整體較慢，低碳技術運用、低碳環境建設和低碳生活方式培養方面發展不平衡。

[1]中國人民大學氣候變化與低碳經濟研究所.中國低碳經濟年度發展報告[M].北京：石油工業出版社，2011.

[2]楊穎.區域低碳經濟發展水平評價體系構建研究——以湖北省為例[J].經濟體制改革,2012(3)：55-58.

[3]肖翠仙，唐善茂.城市低碳經濟評價指標體系研究[J].生態經濟,2011 (1)：45-48.

[4]李曉燕，鄧玲.城市低碳經濟綜合評價探索[J].現代經濟探討,2010（2）：82-85.

[5]夏堃堡.發展低碳經濟實現城市可持續發展[J].環境保護,2008(7A)：33-35.

10.3969/j.issn.1673-0194.2015.03.085

F222.1

A

1673-0194（2015）03-0152-04

2014-12-22

湖南省哲學社會科學項目（13YBA195）；全國統計科研計劃項目（2011LY104）。

辛玲（1974-），女，湖南臨澧人，湖南商學院數學與統計學院副教授，主要研究方向：經濟統計。