基于熵權TOPSIS模型的區(qū)域資源環(huán)境承載力發(fā)展水平實證分析

劉紅玉，張景川

(隴南師范高等專科學校 數(shù)信學院，甘肅 成縣 742500 )

隴南地區(qū)水資源較豐富，全區(qū)森林資源很豐富, 植被種類很多, 森林覆蓋是甘肅省及全國平均水平的幾倍, 森林資源優(yōu)勢巨大。可利用的土地很少, 土地承載力絕對值較低, 造成了資源環(huán)境對人口的容納系數(shù)很低;其中部分區(qū)域(如文縣、西和、武都區(qū)等)由于長期不合理的過度開發(fā), 導致生態(tài)破壞嚴重。因此，科學合理地評價隴南市特色農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，對隴南市的發(fā)展具有非常重要的實踐意義。熵權TOPSIS模型是一種常用的有限方案多目標決策分析法[1]，將此模型應用于分析區(qū)域資源環(huán)境承載力發(fā)展水平，體現(xiàn)隴南地區(qū)區(qū)域資源環(huán)境承載力發(fā)展水平的經(jīng)濟、社會、資源和環(huán)境保護等方面的局部和整體特點，實現(xiàn)人與自然的和諧共處和可持續(xù)發(fā)展。

1 區(qū)域資源環(huán)境承載力超載狀態(tài)水平評價指標體系的構建

表1 區(qū)域資源環(huán)境承載力超載狀態(tài)水平三級評價指標體系

資源環(huán)境承載力是由人類生活生產(chǎn)系統(tǒng)與資源環(huán)境等自然界物質(zhì)系統(tǒng)相互作用形成的，是評價資源環(huán)境與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)度的重要標準，反映了人類與環(huán)境相互作用的界面。在利用中國知網(wǎng)、谷歌學術網(wǎng)及學校圖書館等多種途徑捜集檢索近幾年國內(nèi)外學者關于區(qū)域資源環(huán)境承載力發(fā)展水平的文獻基礎上， 依據(jù)指標構建的五大原則(科學性、代表性、可操作性、全面性與重要性)，結合隴南市的實際發(fā)展情況，得出了最適于評價區(qū)域資源環(huán)境承載力發(fā)展水平的指標體系，從三個角度經(jīng)濟系統(tǒng)、社會系統(tǒng)環(huán)境與資源系統(tǒng)構建了三個二級指標體系，生產(chǎn)總值(億元)、第三產(chǎn)業(yè)增加值(億元)、固定資產(chǎn)投資總額(億元)、人口自然增長率/‰、農(nóng)民人均可支配收入(千元)、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入(千元)、全年糧食種植面積萬畝)、全年糧食總產(chǎn)量(萬t)、城鎮(zhèn)污水集中處理率/%、有效灌溉面積(km2)、森林覆蓋率%、農(nóng)田機械總動力(萬kW/ha)等見表1，盡量更客觀更全面地接近隴南地區(qū)區(qū)域資源環(huán)境承載力發(fā)展水平的實際[2-3]。

原始數(shù)據(jù)來源于《甘肅年鑒》和隴南市 《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》以及國家統(tǒng)計局主要城市年度數(shù)據(jù)庫關于隴南市2015-2018年的數(shù)據(jù)。有些數(shù)據(jù)可以直接得到，有些經(jīng)過計算得到。利用Excel軟件進行統(tǒng)計計算，使得建立模型的運算結果更加簡單、精確。

2 熵權的TOPSIS 法

基于熵權的TOPSIS法分以下5 個步驟：

(1)原始矩陣標準化。

本文有n個待評價對象(地級市)，每個評價對象有m個評價指標，形成原始數(shù)據(jù)矩陣為

當時fij=0，取代替fij=0.000001，各評價指標的權重

構造規(guī)范化的加權矩陣Z=ωj·R

(6)

(3)確定正理想解和負理想解。

設J代表正向指標集,代J′表負向指標集,

則正理想解

最負理想解

(4)計算歐式距離。

(5)計算貼近度。

計算每個評價對象接近于正理想解的相對貼近度

3 區(qū)域資源環(huán)境承載力超載狀態(tài)水平綜合評價實證分析

3.1 計算過程

數(shù)據(jù)來源于2018年《甘肅年鑒》和隴南市《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》，其中兩當和西和是2017年的數(shù)據(jù)，禮縣和徽縣是2016年數(shù)據(jù)，其余縣市是2018年數(shù)據(jù)。對數(shù)據(jù)的處理首先是找出9個縣對應的各指標的最大值和最小值，用最大值減去最小值，計算出正向指標，然后將各縣的數(shù)據(jù)按照TOPSIS法的計算公式進行逐步處理[4-5]。

對原始數(shù)據(jù)矩陣標得到標準化矩陣R的數(shù)據(jù)見表3。

表3 對原始數(shù)據(jù)矩陣X標準化得到矩陣R的數(shù)據(jù)

按照TOPSIS法計算得到各評價對象歐式距離和貼近度如下

將各評價指標的數(shù)據(jù)按照TOPSIS法的計算公式進行逐步處理。計算出各評價指標區(qū)域資源環(huán)境承載力超載狀態(tài)的貼近度，并對各縣的區(qū)域資源環(huán)境承載力超載狀態(tài)進行總體排序，見表4。

表4 2018年隴南市各縣區(qū)域資源環(huán)境承載力超載狀態(tài)水平排序

3.2 結果分析

4 結束語

選取了隴南市9個縣12項區(qū)域資源環(huán)境承載力發(fā)展水平指標體系，運用熵權TOPSIS法對指標數(shù)據(jù)進行處理，數(shù)據(jù)來源于2018年《甘肅年鑒》和隴南市 《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》。處理數(shù)據(jù)時，首先是找出各縣對應的各指標的最大值和最小值，然后將所有城市的數(shù)據(jù)按照TOPSIS法的計算公式進行逐步處理。計算出各縣區(qū)域資源環(huán)境承載力超載狀態(tài)水平的貼近度，并對各縣的區(qū)域資源環(huán)境承載力超載狀態(tài)水平進行總體排序；接著對排序結果進行分析，取得了更為可信的評價結果。