广州市生态竞争力评价模型构建研究1

凌立文，郑伟璇

（华南农业大学 数学与信息学院，广东 广州 510642）

一、引言

与国内其他城市相比，广州市在生态文明建设方面已先行一步，2009年，广州市委办公厅印发“关于《广州建设花园城市行动纲要（2009-2015）》的通知”，通过污水治理、绿道建设、湿地保育等一系列生态工程，使市民们普遍感受到“水更清、天更蓝、路更通、房更靓、城更美”的改变。虽然市民对环境的改善有着直观的感受，但却无法对其进行定量描述。对生态竞争力的定量测度需要综合考虑“社会-经济-自然”等维度，鉴于层次分析法在解决多目标决策领域的优势［10］，本文运用层次分析法建立生态竞争力的评价模型，并结合《广州统计年鉴》中的数据，对广州市2001-2012年间的生态竞争力进行测度，研究结果可帮助人们直观地了解区域内复合生态系统的健康发展程度，并为广州市政府相关部门制定本地发展规划及战略提供借鉴。

二、生态竞争力评价模型构建

（一）模型的建立

图1 生态竞争力评价模型

目前学术界对于生态竞争力这一概念并未形成统一的定义，综合前人的研究成果［11-14］，文本认为生态竞争力可反映区域内自然生态环境与城市经济发展之间的相互支撑与协调关系，是城市竞争力的组成部分，生态竞争力高的城市，其经济发展的可持续性更强。而这种不同系统间的相互支撑与协调关系，又可具体体现为“社会-经济-自然”复合生态系统的可持续发展能力，因此以“社会发展、经济发展、自然发展”作为模型的准则层。在指标层的选取中，文本综合了近五年生态竞争力、生态省建设、可持续发展的评价指标体系，对其中涉及的相关指标进行频率排序，选取其中的高频指标，并结合数据在年鉴中的可获得性得到22个指标，具体如图1所示。

层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是美国运筹学家、匹兹堡大学教授T.L.萨迪于20世纪70年代初提出的一种定性与定量分析相结合的多目标决策分析方法，该方法具有系统、灵活、简洁的优点，适用于结构复杂、决策准则多且不易量化的问题［15］。下文运用层次分析法对生态竞争力评价模型进行权重计算。

（二）构造评价指标判断矩阵

根据建立的层次结构模型，以上一层元素为准则，对下一层受其支配的各元素进行两两的比较，确定该层次中各指标的相对重要性。采用Saaty提出的1-9比率标度法（如表1所示）对判断矩阵中各指标的相对重要性进行打分。

表1 1-9比率标度法的含义

（三）各指标的相对权重及一致性检验

本文采用“和积法”来计算结构层次中各指标的权重，记A为判断矩阵，lmax为A的最大特征根，W为对应于 lmax的正规化特征向量，W的各分量Wi就是各指标的单排序结果，即各指标的权重，满足：AW= lmaxW。

计算方法及步骤如下：

（1）将判断矩阵每一列正规化

优先发展设计业，加速开发新产品，促进电子产品更新换代，引导行业内的良性竞争，创造良好的企业发展环境。培养人才，对行业内的人才提供适当的优惠(政策)，加强微电子教育对中小学的渗透，为未来创造潜在的微电子人才类从业者。

（2）每一列经正规化后的判断矩阵按行相加

（3）对向量W=［W1，W2，…，Wn］T正规化

所得结果W为单排序结果，即各指标权重向量。

（4）计算判断矩阵最大特征根lmax

为了检查由判断矩阵计算出的权重向量是否在容许的范围内，需要对判断矩阵进行一致性检验。一致性指标的计算公式为：

该值为零时表示判断矩阵具有完全一致性，值越大，判断矩阵的一致性越差。

RI是同阶随机判断矩阵的一致性指标的平均值，引入它可在一定程度克服一致性判断指标随n增大而明显增大的弊端。对于不同的n，Saaty通过试验得出了随机一致性指标（如表2所示）。

表2 平均随机一致性指标（RI）

根据本文构建的评价模型，各层次判断矩阵如下所示（表3—表6）。

表3 准则层判断矩阵

表4 社会发展维度判断矩阵

表5 经济发展维度判断矩阵

表6 自然发展维度判断矩阵

可见，各个矩阵的CR值小于0.1，具有较满意的一致性，因此各个指标的权重为准则层的权重与准则层中该指标的权重的乘积。

三、广州市生态竞争力计算与分析

（一）指标的无量纲化

本文的研究数据来源于《广州统计年鉴》，鉴于数据的可得性与统计口径的一致性，选取2001-2012年为研究期限。由于评价模型中各指标的计量单位和量纲不同，且数值相差较大，不能进行直接比较计算，必须先对各指标进行无量纲化处理。无量纲化的方法比较多，但一般来说较为常用的方法主要有四种：总和标准化、标准差标准化、极大值标准化、极差标准化［16］。本文采用了极大值标准化方法来对指标进行无量纲化处理。

当指标为正向指标（越大越好的指标）时，第i个指标的无量纲化值Xi为：

当指标为逆向指标（越小越好的指标）时，第i个指标的无量纲化值Xi为：

其中，Xi代表第i个指标无量纲化处理后的所得值，简称第i个指标的无量纲化值；xi为该指标的原始值，xmax和xmin分别代表参加比较的同类指标中的最大原始值和最小原始值。无量纲化后，每个指标的数值都介于0-100，并且极性一致。

（二）广州市生态竞争力计算结果

采用加权线性加权法，用指标层中22个指标的标准化数值分别乘以各指标的权重，可以求出广州市2001-2012年间的生态竞争力综合得分Y。

其中，wi为22个指标的权重，ci为指标的无量纲值。

表7 评价指标的权重和方向

表8 广州市生态竞争力评价结果（2001-2012年）

（三）广州市生态竞争力分析

由表8中数据可见，广州市在2001-2012年间，生态竞争力呈现明显的上升趋势，说明广州市近年来在注重经济发展的同时，也重视对生态环境、自然资源的保育与建设工作，良好的生态环境进一步成为促进经济社会良好、持续发展的内在动力，城市的可持续发展能力逐渐增强。进一步分析图2中各维度的变化趋势可发现以下规律：

1.社会维度与生态竞争力的总体变化趋势高度吻合，均呈现良好的线性上升趋势。这表明社会的发展与进步、居民生活环境质量的提升必然会促使生态竞争力的增强，反之，生态竞争力的增强也会对社会的发展、人们生活质量的改善形成正向促进作用。

2.经济维度呈现一定的周期性：2001-2004年为增长期，2005-2009年为平稳期，2009年后为腾飞期，这与广州市经济发展的实际情况相吻合。作为一个出口外向型城市，广州市受外部经济环境的影响较为明显，2001-2004年的经济增长缘于亚洲金融风暴的结束，各投资方重拾信心，经济开始得到了恢复性增长，之后逐渐进入平稳期；随着2008年全球金融危机的爆发，经济再次呈现出下行的压力，得益于2010年广州亚运会的召开，政府在基础设施建设上投入了大量资金致使固定资产投资额大幅上升，从而出现了2009年之后的腾飞期。

3.自然维度与经济维度之间存在一定矛盾关系。在2003年以前，自然维度与经济维度之间的变化趋势并不同步，说明这一时期的经济发展的确是以牺牲自然环境为代价的；2003年后，两者呈现同向的变化趋势，说明人们的环保意识已逐渐增强。在这一时期，广州市投入了大量资金对辖区内的大气环境、水体环境等进行综合治理，积极推进“青山绿地”工程的全面启动和实施，同时还加大了立法力度，相继完成了《广州市城市生态可持续发展规划（2003）》、《广州市水资源环保规划（2003）》、《广州市工业发展环境保护规划（2003）》、《广州市固体废物污染防治规划（2005）》等环保法规。在取得一定成绩的同时也应注意到，自2010年后经济发展超过了自然发展，提醒人们要警惕在经济高速发展阶段对生态环境造成的潜在威胁，要通过切实的措施以保护前期生态建设所取得的成果。

图2 广州市生态竞争力变化趋势图（2001-2012年）

四、结论

文本构建了以“社会发展—经济发展—自然发展”为内涵的区域生态竞争力的评价模型，运用层次分析法对模型进行权重设计，结合统计年鉴的数据，计算出广州市2001-2012年间生态竞争力综合分值。研究结果显示，广州市在研究期限内生态竞争力呈快速增长趋势，说明广州市的社会经济发展与生态环境之间能够相互协调、支撑发展，具有良好的可持续发展能力。

以往对于城市生态竞争力的研究多以不同城市之间的横向比较为主，这种方法只能反映在某一个静态的时间点研究对象生态竞争力的状况，不能反映其动态变化的趋势，且之前的研究中较多是以北方城市为研究对象，南方城市较少。因此，本文选择纵向时间序列的研究方法，以更直观地了解广州市生态竞争力在研究期限内的变动趋势，分析其中存在的问题，提出更具针对性的建议。

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