城市低碳發(fā)展水平的灰色關(guān)聯(lián)綜合評價

辛玲

（湖南商學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院，長沙410205）

城市低碳發(fā)展水平的灰色關(guān)聯(lián)綜合評價

辛玲

（湖南商學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院，長沙410205）

對城市低碳發(fā)展水平進(jìn)行科學(xué)量化評價，有助于我們對其進(jìn)行準(zhǔn)確認(rèn)識和衡量，促進(jìn)低碳城市的發(fā)展。本文根據(jù)低碳城市的內(nèi)涵及特點，從低碳經(jīng)濟(jì)、低碳技術(shù)、低碳環(huán)境和低碳生活4個方面構(gòu)建一個評價指標(biāo)體系，并采用灰色關(guān)聯(lián)綜合評價模型對隨機抽選的10個省市的低碳發(fā)展水平進(jìn)行實證研究。灰色評價結(jié)論顯示，該10個省市的低碳經(jīng)濟(jì)關(guān)聯(lián)度和最佳值相比都有較大差距，低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不高；其中只有3個省市的關(guān)聯(lián)度超過0.6，說明我國各地區(qū)的城市低碳發(fā)展水平偏低。

低碳；評價指標(biāo)；灰色；關(guān)聯(lián)度

我國已步入城市化飛速發(fā)展期，城市化的快速發(fā)展既給城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來機遇，又給其資源環(huán)境帶來挑戰(zhàn)。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(biāo)準(zhǔn)煤上升為361 732萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增長速度高達(dá)78.83%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過城市化率的上升速度。要協(xié)調(diào)城市化與能源消耗的關(guān)系，解決城市化發(fā)展帶來的交通擁堵、資源匱乏和環(huán)境退化等一系列問題，建設(shè)低碳城市將是唯一出路。若能對城市低碳發(fā)展水平進(jìn)行科學(xué)量化評價，將有助于我們對其進(jìn)行準(zhǔn)確認(rèn)識和衡量，促進(jìn)低碳城市的發(fā)展。

對城市低碳發(fā)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(quán)方法為主的綜合評價研究；二是以模糊粗糙集理論、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法為主的綜合評價研究。考慮到城市低碳發(fā)展水平的相關(guān)數(shù)據(jù)較少，本文構(gòu)建了基于灰色關(guān)聯(lián)度的綜合評價模型，并對隨機抽選的10個省市的低碳發(fā)展水平進(jìn)行實證研究。

1 城市低碳發(fā)展水平評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

關(guān)于低碳城市的內(nèi)涵，國內(nèi)外學(xué)者已進(jìn)行過廣泛研究。綜合各位學(xué)者的理論研究成果，我們認(rèn)為低碳城市應(yīng)是低碳經(jīng)濟(jì)的空間載體。系統(tǒng)來說，低碳城市是以城市空間為載體，創(chuàng)新低碳技術(shù)，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，轉(zhuǎn)變居民消費觀念，實現(xiàn)低碳生活方式，從而最大限度地減少溫室氣體的排放。根據(jù)低碳城市的內(nèi)涵，借鑒聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展委員會、國家環(huán)境保護(hù)總局和中國人民大學(xué)氣候變化與低碳經(jīng)濟(jì)研究所等權(quán)威機構(gòu)發(fā)布的相關(guān)評價指標(biāo)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(biāo)，構(gòu)建了包含低碳經(jīng)濟(jì)、低碳技術(shù)、低碳生活和低碳環(huán)境4個準(zhǔn)則的評價指標(biāo)體系，見表1。

2 城市低碳發(fā)展水平的灰色關(guān)聯(lián)綜合評價模型

傳統(tǒng)的綜合評價方法一般要求評價指標(biāo)數(shù)據(jù)全面，而低碳城市具有明顯的層次復(fù)雜性、結(jié)構(gòu)關(guān)系的模糊性、低碳數(shù)據(jù)缺乏和信息不足等特點，采用傳統(tǒng)的綜合評價方法難以對其進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的定量評價。因此，本文選擇基于灰色關(guān)聯(lián)度的灰色關(guān)聯(lián)綜合評價模型對其進(jìn)行評價。

2.1 灰色關(guān)聯(lián)綜合評價模型的原理

灰色系統(tǒng)理論是我國著名學(xué)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(tǒng)，它通過對部分已知信息的生成、開發(fā)實現(xiàn)對現(xiàn)實世界的確切描述和認(rèn)識，適用于只有少量觀測數(shù)據(jù)的項目。灰色綜合評價方法首先根據(jù)因素之間發(fā)展態(tài)勢的相似或相異程度來衡量因素間的關(guān)聯(lián)程度，然后利用各評價對象與最優(yōu)對象之間關(guān)聯(lián)度的大小進(jìn)行比較、排序，最后依據(jù)關(guān)聯(lián)度給出評價結(jié)果。關(guān)聯(lián)度越大，說明被評價對象與最優(yōu)對象越相似，城市低碳發(fā)展水平越高；反之，則越低。

2.2 灰色關(guān)聯(lián)綜合評價的步驟

（1）確定參考數(shù)列。設(shè)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(biāo)的序號，k=1，2，…，n；vik為第i個評價對象的第k個指標(biāo)的評價值。

取每個指標(biāo)的最佳值（若某一指標(biāo)取大值為好，則取該指標(biāo)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(rèn)的最佳值）v0k為參考數(shù)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(biāo)構(gòu)成的系統(tǒng)，有下列原始數(shù)據(jù)矩陣V：

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

進(jìn)行規(guī)范化處理后，得規(guī)范化數(shù)據(jù)矩陣X：

（3）計算關(guān)聯(lián)系數(shù)。把規(guī)范后的數(shù)列X0=（x01,x02,…，x0n）作為參考數(shù)列，Xi=（xi1，xi2，…，xin）（i=1，2，…，m）作為比較數(shù)列，按以下公式計算關(guān)聯(lián)系數(shù)：

式中：ρ——分辨系數(shù)，ρ∈［0,1］。

一般情況下，分辨系數(shù)可取0.5。

利用公式計算關(guān)聯(lián)系數(shù)ξik，得下列關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣E：

式中：ξik——第i個評價對象（城市）第k個指標(biāo)與參考數(shù)列X0第k個最佳指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)。

（4）計算單層次的關(guān)聯(lián)度。考慮到各指標(biāo)的重要程度不一樣，所以關(guān)聯(lián)度計算方法采取權(quán)重乘以關(guān)聯(lián)系數(shù)。根據(jù)層次分析法得到某一層的各指標(biāo)相對于上層目標(biāo)的優(yōu)先權(quán)重為：

式中：，t 表示該層中的指標(biāo)個數(shù)。則關(guān)聯(lián)度的計算公式為：

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

（6）城市低碳發(fā)展水平排序。依據(jù)最終關(guān)聯(lián)度大小進(jìn)行排序，關(guān)聯(lián)度的大小順序即為城市低碳發(fā)展水平高低次序。

3 城市低碳發(fā)展水平的灰色關(guān)聯(lián)綜合評價

3.1 評價對象的選取和數(shù)據(jù)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(fā)展水平進(jìn)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(fā)展?fàn)顩r作為評價樣本，重點討論灰色關(guān)聯(lián)綜合評價方法的運用。指標(biāo)數(shù)據(jù)通過中國人民大學(xué)氣候變化與低碳經(jīng)濟(jì)研究所公布的中國低碳經(jīng)濟(jì)年度發(fā)展報告查得。

按照上述指標(biāo)規(guī)范化方法對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化處理，需要說明的是規(guī)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(jié)果見表2。

表2 10城市評價指標(biāo)規(guī)范化值及最佳值

3.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

本文采用層次分析法確定各層指標(biāo)的權(quán)重。以低碳生活準(zhǔn)則層為例，確定燃?xì)馓烊粴庹急取⑷司钕M能耗和人均生活消費碳排放3個指標(biāo)在評價低碳生活中的作用大小。首先，我們聘請有關(guān)專家兩兩比較決定同層指標(biāo)的相對重要程度。矩陣（1）是有關(guān)專家對燃?xì)馓烊粴庹急取⑷司钕M能耗和人均生活消費碳排放3個指標(biāo)進(jìn)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(jìn)而計算得到上述3個指標(biāo)相應(yīng)權(quán)重為W=（0.090 90.223 20.685 9）T。其他各層指標(biāo)權(quán)重的確定可以參照此過程進(jìn)行，本文不再詳述。最終權(quán)重確定結(jié)果見表1。

3.3 準(zhǔn)則層關(guān)聯(lián)度的確定

取分辨系數(shù)為0.5，按照上述公式計算關(guān)聯(lián)系數(shù)，具體結(jié)果見表3。依據(jù)層次分析法計算的各指標(biāo)權(quán)重，利用公式R=WET可以得到低碳經(jīng)濟(jì)、低碳技術(shù)、低碳環(huán)境和低碳生活4個準(zhǔn)則層的關(guān)聯(lián)度R1、R2、R3和R4：

由各準(zhǔn)則層關(guān)聯(lián)度排序后結(jié)果可知，10個省市的低碳經(jīng)濟(jì)關(guān)聯(lián)度和最佳值相比都有較大差距，低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不高。低碳經(jīng)濟(jì)關(guān)聯(lián)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(shù)關(guān)聯(lián)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(shù)發(fā)展水平較不平衡。低碳環(huán)境關(guān)聯(lián)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(huán)境差異太大引起的。低碳生活關(guān)聯(lián)度最高的前3位為海南、四川和遼寧，發(fā)展水平高；最低的后3位為上海、山西和青海，發(fā)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(fā)展，發(fā)展水平很不平衡。

表3 關(guān)聯(lián)系數(shù)表

3.4 目標(biāo)層關(guān)聯(lián)度的確定

以低碳經(jīng)濟(jì)、低碳技術(shù)、低碳環(huán)境和低碳生活4個準(zhǔn)則層的關(guān)聯(lián)度R1、R2、R3和R4組成新的關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣，利用公式R=WET可以得到城市低碳發(fā)展水平目標(biāo)層的關(guān)聯(lián)度R：

10個省市的低碳發(fā)展水平關(guān)聯(lián)度相差0.2366，存在一定差距。關(guān)聯(lián)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(shù)運用和低碳生活方式培養(yǎng)等方面發(fā)展較快，使得整體低碳發(fā)展水平相對較高。關(guān)聯(lián)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(jīng)濟(jì)發(fā)展、低碳環(huán)境建設(shè)和低碳生活方式培養(yǎng)等方面發(fā)展較慢，使得整體低碳發(fā)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(guān)聯(lián)度超過0.6，說明我國各地區(qū)的城市低碳發(fā)展水平偏低。只有進(jìn)一步調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高能源利用效率、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，大力發(fā)展低碳技術(shù)，培養(yǎng)居民的低碳生活習(xí)慣，增強城市的低碳環(huán)境建設(shè)，才能加快低碳城市建設(shè)的步伐，提高我國城市低碳發(fā)展水平。

4 總結(jié)

本文根據(jù)低碳城市的內(nèi)涵及特點，從低碳經(jīng)濟(jì)、低碳技術(shù)、低碳環(huán)境和低碳生活4個方面選取指標(biāo)構(gòu)建城市低碳發(fā)展水平評價指標(biāo)體系，并利用灰色關(guān)聯(lián)綜合評價模型對隨機抽選的十個省市的低碳發(fā)展水平進(jìn)行了實證研究。研究結(jié)果表明：我國各地區(qū)的城市低碳發(fā)展水平偏低，低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展整體較慢，低碳技術(shù)運用、低碳環(huán)境建設(shè)和低碳生活方式培養(yǎng)方面發(fā)展不平衡。

[1]中國人民大學(xué)氣候變化與低碳經(jīng)濟(jì)研究所.中國低碳經(jīng)濟(jì)年度發(fā)展報告[M].北京：石油工業(yè)出版社，2011.

[2]楊穎.區(qū)域低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平評價體系構(gòu)建研究——以湖北省為例[J].經(jīng)濟(jì)體制改革,2012(3)：55-58.

[3]肖翠仙，唐善茂.城市低碳經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)體系研究[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì),2011 (1)：45-48.

[4]李曉燕，鄧玲.城市低碳經(jīng)濟(jì)綜合評價探索[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)探討,2010（2）：82-85.

[5]夏堃堡.發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展[J].環(huán)境保護(hù),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(xué)社會科學(xué)項目（13YBA195）；全國統(tǒng)計科研計劃項目（2011LY104）。

辛玲（1974-），女，湖南臨澧人，湖南商學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院副教授，主要研究方向：經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計。