基于熵權TOPSIS的云南省區域綠色發展水平實證分析

邱麗麗，朱永君，王 杰

(1.楚雄師范學院 地理科學與旅游管理學院，云南 楚雄 675000；2.中南財經政法大學 刑事司法學院，湖北 武漢 430000；3.山東理工大學 交通與車輛工程學院，山東 淄博 255000)

0 引言

綠色發展是低碳、循環、生態、環保、健康的可持續發展模式，強調實現經濟發展過程中特別注重節約資源和環境保護，不以犧牲生態效益為代價實現經濟效益和社會效益[1，2]。1999年云南省在全國率先提出“建設綠色經濟強省”的目標；2015年習近平總書記視察云南時明確要求云南省應加強生態文明建設，爭當全國生態文明建設排頭兵。可見，“綠色經濟”是云南經濟發展的主旋律。云南省具備建設綠色經濟的良好環境條件，近年來產業經濟也呈現穩健發展的態勢，但仍有些問題制約著云南省的綠色發展，與“七彩云南”“森林云南”“生態文明排頭兵”的要求仍存在差距。因此，評價云南省區域綠色發展水平對建設“綠色強省”不僅具有重要的實際意義；還可為各區域探索未來科學發展路徑提供參考依據。

國外學者就環境與經濟發展之間的關系研究起步比較早，迄今為止，綠色理念廣泛普及到各個領域，從單一層面的綠色生產、綠色消費、綠色交通、綠色技術，發展到多層面綜合的綠色制度、綠色發展和綠色文明。綠色發展評價主要包括綠色國民經濟核算[3]、綠色發展多指標體系[4，5]和綠色發展綜合指數[6]3個層面。其中，綠色發展綜合指數是通過排名來反映一個國家或地區在某一時期內的綠色發展水平，通過橫向和縱向比較可以反映其發展水平的動態變化和空間差異[7]。比如，耶魯大學等提出的環境績效指數(EPI)，就是一套比較成熟，透明的定量化評估體系，被國際上廣泛應用[8]。國內學者也提出了很多綠色發展評價的指標體系，其中認可度較高的是由北京師范大學等單位提出的中國綠色發展指數[9]，該指數被應用于中國各省(自治區、直轄市)及30多個城市的綠色發展情況的全面客觀的評價。薛瓏等[10]建立了包含38個3級指標的綠色經濟發展測度體系，并利用層次分析法對濟南市綠色經濟發展進行了實證分析。張小剛[11]對長株潭城市群綠色經濟發展進行評價，并探討了其發展的制約因素及路徑選擇。除了綜合性的“綠色發展指數”外，還有很多學者從經濟、各產業及行業、城市和經濟帶的綠色發展視角建立指標體系并對其進行評價[12-14]。各種指標體系中主要涉及了表征經濟發展、社會效益和生活質量、資源承載與循環利用、環境治理與保護、節能減排、低碳發展等方面的指標。

利用綜合指數評價綠色發展的實證研究主要集中于國家[15]、省域[16，17]、城市群及城市[18]、各項產業[19]等多尺度的研究；采用的評價方法也呈現出多樣化和綜合化的趨勢。比如，劉楊等基于非期望產出的DEA-SBM模型，從時間維度和空間維度分析了中國城市群綠色發展效率在2011～2015年的變化情況，發現中國112個環境保護重點城市的綠色發展效率整體呈現上升趨勢；空間分布上從“西北、華中、華北低，東南高”逐漸演變成“西北、華中低，華北、西南、東部沿海高”[20]。王寧等[21]從經濟增長綠化率、資源環境承載潛力等方面入手建立了區域內綠色發展能力評估體系，發現中國29個省市綠色發展能力表現出東高西低、南高北低的空間結構特征。張歡等[22]構建的省域綠色發展水平測度指標體系包括綠色美麗家園、綠色生產消費、綠色高端發展3個方面；并運用多層次評價方法和熵權法分析了湖北省2004～2013年各地市州綠色發展水平。黃躍等[23]采用多種方法，綜合分析了中國城市群綠色發展時空特征及異質性。李華旭[24]等基于統計數據，對長江經濟帶沿江地區綠色發展水平進行評價，并發現“技術創新能力、城鎮化率、政府規制因素”對綠色發展水平產生顯著的正向影響。趙林和陸亞琴等[25，26]對云南綠色經濟發展現狀和發展水平與績效進行了剖析，并提出了相應的對策建議。

大量關于綠色經濟發展的研究取得了豐碩的成果。涌現出眾多的綠色發展評價指標體系。但目前尚無統一的區域尺度的綠色發展綜合評價體系，關于區域尺度綠色發展水平的實證研究也相對較薄弱。因此，本研究在已有指標體系的基礎上，從經濟增長能力、資源承載利用能力、減排環保能力、科技創新能力、社會保障能力5個方面嘗試構建適合云南特色的評價指標體系，采用熵權法客觀賦權，結合TOPSIS法對云南省16個地區的綠色發展水平進行實證分析，測算了“十二五”期間各區域綠色發展綜合指數，為各區域的社會經濟轉型發展提供參考依據。

1 研究區域概況

云南省下轄8個市和8個少數民族自治州。地處“三亞之樞紐”的獨特區位優勢，并沿亞洲6條大河形成自然的“國際大通道”。擁有豐富多樣的自然資源與民族文化旅游資源。“十二五”期間，云南省GDP和人均GDP均呈指數型快速增長，年均增長率均高于10%。2015年云南省GDP達到13 619.17億元，人均GDP達到28 806元·人-1；邊境貿易出口額16.75億美元，進口額達到8.16億美元。近年來云南省節能減排取得明顯改善。萬元GDP能耗從2001年的1.75 t標煤·萬元-1下降到2015年的0.75 t標煤·萬元-1。2015年云南省森林面積達1 992.4×104hm2，“十二五”期間，云南省森林覆蓋率由52.9%提高到55.7%。此外，云南省的綠色產業規模也逐步壯大。2014年云南省生物產業產值6 793.34億元。可見，云南省具備發展綠色經濟的自然條件和產業基礎。

2 研究方法

2.1 數據來源

數據來源于云南省統計年鑒(1)云南省統計年鑒.云南省統計局.北京：統計出版社，2012-2016.、云南省水資源公報(2)云南省水資源公報.云南省水利資源廳.2011-2015.、云南省年鑒(3)云南年鑒.云南年鑒社.2012-2016.以及各市(州)的年度的國民經濟和社會發展統計公報。部分缺失數據由各市(州)的統計年鑒、年鑒、政府工作總結報告補全。科學技術方面的部分數據來自云南省科技統計公報(4)云南省科技統計公報.云南省科技廳.2011-2015.。由于缺少年度土地變更調查數據，因此，耕地面積數據均采用2009年云南省第二次土地調查數據。

2.2 評價指標體系的構建

2.2.1 指標體系構成

依據科學性、系統性、代表性、可操作性的原則，基于綠色發展理論并結合發展、低碳、環保實質，借鑒北京師范大學等單位發布的2011中國綠色發展指數報告-區域比較[9]指標體系以及國內外不同空間尺度的綠色發展指數指標體系[27]，構建了區域尺度的綠色發展水平評價指標體系。該指標體系包括5項二級指標和36項三級指標(表1)。

表1 區域綠色發展水平評價指標體系

2.2.2 指標權重的確定

本研究采用客觀賦權法中的熵權法對指標體系中各級指標賦予權重。根據熵權法的原理，在一個由若干指標值構成的系統中，指標值的離散程度越大，該指標的熵值就越小，權重就越高，所反映的重要程度就越大。由于這種方法是根據信息量的大小客觀賦權，因此可突出表現權重在時間軸上的變異性。權重的計算步驟如下[28]：

假設被評價的對象有m個，每個評價對象的三級評價指標有n個，構建原始數據矩陣X=(xij)m×n(i=1,2,Λ,m;j=1,2,Λ,n)。采用倒數法對負向指標進行指標正向化，所有指標數據的無量綱化處理采用極差標準化法。

極差標準化公式為：

(1)

計算第j個指標的信息熵Hj：

(2)

計算第j個指標的權重Wj：

(3)

2.3 綜合發展指數測算

采用TOPSIS法進行測算各區域綠色發展指數。此方法是一種逼近理想解的排序法，適合多項目，多層次指標體系的評價方法。具體步驟如下[17]：

首先，計算加權矩陣R：

(4)

(5)

計算各指標與最優解和最劣解的歐式距離：

(6)

計算綠色發展綜合指數：

(7)

3 結果與分析

3.1 評價體系中各指標的權重

根據2011～2015年各指標數據，測算了36個指標的權重，指標權重5年(2011～2015年)的平均值如圖1所示。由圖1可知，在三級指標中，萬人普通高校在校學生人數(X33)，進出口總額占GDP比重(X5)，萬人獨立研究和開發機構人員數(X29)，萬人專利申請數(X25)和萬人專利授權數(X26)這5個指標的權重居高(權重>0.05)(圖1)。經濟增長能力指標中，進出口總額占GDP比重(X5)和全社會固定資產投資總額(X3)的權重較高；資源承載和利用能力指標中以人均水資源量(X15)和自然濕地面積占轄區面積比例(X16)的權重較高；減排環保能力指標中單位GDP COD排放量(X18)和單位工業增加值SO2排放量(X19)權重相對較大；科技創新能力指標中以萬人獨立研究和開發機構人員數(X29)、萬人專利申請數和授權數(X25，X26)的權重較大；社會保障能力指標中以萬人普通高校在校學生人數(X33)和人口密度(X35)的權重較大(圖1)。

圖1 云南省區域綠色發展指標體系中三級指標的權重均值

二級指標中，科技創新能力權重(B4)始終居首位，平均權重為0.259；其次是減排環保能力(B3)，平均權重0.201；然后是經濟增長能力(B1)和社會保障能力(B5)，平均權重為0.188和0.185；資源承載利用能力(B2)所占權重最小(圖2)。說明科技創新對云南省綠色經濟發展的影響最為顯著。“十二五”期間，二級指標中經濟增長能力、減排環保能力2個指標的權重略顯增大的趨勢，說明這2個指標在評價體系中的作用日益變得重要。資源承載利用能力指標權重呈現降低的走勢，而科技創新能力和社會保障能力的權重呈現比較平穩的趨勢。

圖2 2011～2015年云南省區域綠色發展指標體系中二級指標的權重

3.2 云南省區域綠色發展水平分析

首先，大多數地區綠色發展水平較低。根據TOPSIS法計算的2011～2015年云南省區域綠色發展綜合指數見表2。可見，昆明市的綠色發展水平始終位居第1位，綠色發展指數平均為0.634(表2)。從對綠色經濟發展貢獻最大的科技創新能力看，昆明市的專利申請及授權數、R&D的經費投入力度都遠遠超過其他市(州)；而其減排環保能力的各項指標也處于中等偏低的水平；經濟增長能力水平各指標也遠遠高于其他市(州)，從而導致了其綠色發展綜合水平與其他市(州)差距懸殊。西雙版納州，德宏州，迪慶州，玉溪市，怒江州5個地區的綠色發展水平居前列，綜合指數平均在0.272～0.355(表2)；玉溪市在科技創新、經濟增長和減排環保方面的各指標也是居于前列的。而德宏州，西雙版納州，怒江州，迪慶州在經濟增長上主要依托的是第三產業的發展，其森林覆蓋率較高，減排環保能力的各指標相對優勢比較突出，因此其綜合水平相對較高。紅河州，臨滄市，文山州，普洱市和保山市5個地區相對綠色發展水平較低，綜合指數平均在0.136～0.18(表2)。

表2 2011～2015年云南省區域綠色發展綜合指數

區域綠色發展時空差異顯著。基于TOPSIS法計算的云南省區域綠色發展指數，在GIS軟件平臺支持下繪制了2011年、2013年和2015年云南省區域綠色發展指數的空間分布圖(圖3)。由圖3(a)可見，2011年綠色發展指數處于0～0.2的低值區域主要分布于云南省南部，北部只有昭通市處于該值范圍；綠色發展指數處于0.2～0.3的次低值區域分布于云南省中部和北部，包括怒江州、麗江市、大理州、楚雄州和曲靖市；綠色發展指數處于0.4～0.7的高值區僅限于昆明市；而綠色發展指數處于0.3～0.4的次高值區分布比較分散，主要包括北部的迪慶州、西部的德宏州、南部的西雙版納州和中部的玉溪市。至2013年(圖3(b))，楚雄州綠色發展指數由0.226下降為0.162，綠色發展指數處于0～0.2的低值區范圍進一步擴大，玉溪市綠色發展指數由0.343下降為0.284，跌入綠色發展指數為0.2～0.3次低值區；至2015年(圖3(c))曲靖市綠色發展指數由0.213下降為0.195，進入綠色發展指數處于0～0.2的低值區。可見，2011～2015年，云南省大部分地區都處于低值區和次低值區，各區域的綠色發展水平仍有待提高。

圖3 云南省區域綠色發展指數空間分布格局

4 結論與討論

基于2011～2015年云南省相關指標數據，構建了由36個三級指標，5個二級指標構成的區域綠色發展評價指標體系，實證分析了“十二五”期間云南省16個市(自治州)的綠色發展水平。科技創新能力的提升對區域綠色經濟發展的貢獻最大，而資源承載利用能力對其的貢獻最小。基礎指標中，進出口總額占GDP比重，萬人專利申請數和授權數，萬人獨立研究和開發機構人員數和萬人普通高校在校學生人數對區域綠色指數得分的貢獻較大，始終是至關重要作用的因子。實證分析表明，云南省區域綠色發展水平普遍較低。昆明市與其它15個市(州)的綠色發展水平呈嚴重分化的態勢。各市(州)綠色發展水平還有很大的提升空間。

區域綠色經濟水平的評價是一個多指標綜合的評價過程，而這些指標又處在動態變化中，其對綜合水平的貢獻率也會隨著時間的變化而改變。因此，在評價的過程中如何準確的選取具有代表性的指標和客觀的確定指標權重是評價體系建立的關鍵。由于各區域的自然和區位條件以及產業基礎的差異，尚無統一且廣適的指標體系，因此開展大范圍地域內區域尺度的綠色經濟發展的實證研究及橫向比較有很大的難度。本文中試圖建立的評價體系是立足于云南省的自然條件和產業基礎之上，權重的確定也完全采用了客觀法，旨在全面客觀的對云南省所轄的各地區的綠色發展水平做出科學合理的評估；但在短期內(比如5年)，區域綠色發展的提升速度可能并不明顯，礙于指標體系中指標眾多，且以往年份的基礎數據獲取非常困難，導致本文在時間尺度上無法實現大的跨越。

在“美麗中國”的發展理念背景下，生態文明建設將融入經濟、政治、文化、社會建設各方面和全過程。因此，未來云南省應全面推進綠色發展步伐。首先，技術創新是綠色發展的基石，各地區應以技術創新為動力，推動產業轉型升級。加快傳統產業的改造步伐，比如煙草、金屬加工，煤炭電力，磷煤化工等，同時推進培植現代生物，新材料，新能源等新興產業。其次，構建多元的能源體系。各地區應因地制宜，節約集約利用水能、太陽能、風能、生物質能等可再生能源，提高節能、減排及降耗水平。第三，不斷完善生態旅游和文化產業。依托豐富的山水、多姿的民族風情和歷史文化等綠色資源，突出打造獨特的云南生態旅游和文化產業體系。最后，現代服務業的發展。融合提升傳統服務業，大力發展以旅游，文化，物流，金融為重點的現代服務業，形成旅游、文化與其他產業深度融合的新型產業體系。