基于熵值法的武陵山片区生态经济发展状况评价

何伟军, 杨淼,*, 袁亮, 吕依颖, 崔勇

1. 三峡大学经济与管理学院, 湖北宜昌 443002 2. 河海大学商学院, 南京 210000

基于熵值法的武陵山片区生态经济发展状况评价

何伟军1, 杨淼1,*, 袁亮2, 吕依颖1, 崔勇1

1. 三峡大学经济与管理学院, 湖北宜昌 443002 2. 河海大学商学院, 南京 210000

何伟军, 杨淼, 袁亮, 等. 基于熵值法的武陵山片区生态经济发展状况评价[J]. 生态科学, 2016, 35(2): 143-149.

HE Weijun, YANG Miao, YUAN Liang, et al. Ecological and economic evaluation of Wuling Mountain area using the entropy method[J]. Ecological Science, 2016, 35(2): 143-149.

生态经济评价对于武陵山片区构建生态环境保护长效机制具有重要影响。在已有研究成果的基础上, 通过构建生态经济发展评价指标体系, 运用熵值法确定指标权重, 对湖南省武陵山片区的 25个县(市, 区)的生态经济发展状况进行综合评价。分析湖南武陵山片区部分县(市, 区)生态经济发展目前存在的问题, 评价结果显示所选区域生态经济发展不平衡, 生态经济由中心城市向四周逐渐减弱, 生态经济发展受旅游业影响较大等。根据这一现状, 从完善绿色GDP政绩评价体系, 生态补偿机制和加强生态产业发展等方面提出了一些对策建议。

武陵山片区; 生态经济; 熵值法

1 前言

目前, 随着环境问题的加剧和能源危机的出现,环境问题受到社会各界的重视和关注。武陵山片区作为国家连片特困地区, 经济基础薄弱, 片区内多为限制开发区和禁止开发区, 是新时期扶贫攻坚的主战场, 中央和地方政府正在加大对该地区的扶贫支持力度, 2014年武陵山片区又被作为国家生态文明先行示范区。但是随着开发的加剧, 近年来该地区生态环境日益恶化, 如何更好的协调这一地区经济发展与环境保护的关系, 成为专家学者研究的重要问题。基于这一背景, 本文通过对湖南武陵山片区部分县市区生态经济发展进行评价分析, 找出该地区生态经济发展存在的问题, 并提出针对性的对策, 希望对武陵山片区发展生态经济和构建生态环境保护长效机制提供参考和建议。

2 相关理论综述

国外对生态经济的研究较早。西方经济学家主要从系统论的角度出发研究整个生态系统的内在联系, 对生态系统服务理论及价值进行评价。19世纪80年代, 50多位科学家组织并成立了国家生态经济学会(ISEE), 创立生态经济学并创办期刊杂志。至此生态经济的研究拉开序幕。Clark[1]在强调可更新资源生产方面的同时, 将资源保护理论与动态数学模型相结合, 并与动态最优化问题相联系, 为可更新资源管理奠定理论基础。美国为了更好地在经济中反映环境信息, 建立了资源环境经济整合账户体系(CSEEA)。后期Costanza[2]等人利用已有数据和研究成果对环境进行价值估计, 提出全球生态系统服务最低估计值为平均33万亿美元, 这一估计带有一定主观性。Shanshin Ton, Howard T. Odum, Joseph J. Delfino[3]运用宏观系统分析和能值分析方法对佛罗里达州的湿地管理进行生态经济评价。

我国从 1980年开始研究生态经济问题并建立生态经济学, 对生态经济的研究大致经历了以下三个阶段, 1980年以前为准备阶段, 20世纪70年代末至中国生态经济学会成立, 为生态经济研究的初创时期, 20世纪80年代至今, 生态经济研究无论从理论还是实践上都全面展开, 目前生态经济受到越来越广泛的关注, 从现有文献来看, 国内学者对生态经济发展研究评价很多, 主要涉及指标体系的构建和研究方法的选择, 但由于各自的研究角度和区域差异, 始终未形成统一的定论。从评价指标体系的构建来看, 黄和平[4]等运用层次分析法和专家咨询法, 构建了包括社会发展、经济增长、生态建设、资源利用和环境保护等5个模块在内的生态经济指数评价指标体系, 对鄱阳湖生态经济区进行评价。张冬梅[5]等从生态环境改善, 经济发展和社会进步三个方面对贵州省的生态经济进行综合评价。高乐华[6]等从能值来源结构, 经济子系统, 生态子系统,社会子系统和可持续发展能力5个方面对中国沿海地区11个省市1995年和2009年生态经济系统运行状态进行对比研究。郑子成[7]等基于生态经济学考虑, 从生态效益, 经济效益, 社会效益三个方面对雅安市三县区进行综合评价。从生态经济的研究方法来看, 陈磊[8]等应用能值分析方法, 对沂蒙山区蒙阴县 1985—2010年农业生态系统的发展水平和水土流失状况进行了研究。杨卓翔[9]等应用能值分析法, 对深圳市三个小型农场生态经济系统的能值输入结构, 生产效率, 环境负载和可持续发展状况等进行分析评价。郑业军[10]应用DEA模型和主成分分析法对安塞县农业生态经济系统耦合水平进行评价。

在信息论中, 熵是对不确定性的一种度量。熵值法是一种重要的评价方法, 通过求得各个指标的信息熵来确定指标权重, 其应用比较广泛。但在生态经济研究中, 目前该方法运用并不多。主要应用于地区循环经济发展的实证研究, 生态系统健康评价以及可持续发展能力评价等方面。根据现有文献发现, 郭显光[11]最早介绍了熵值法及其在综合评价中的应用, 运用熵值法对全国工业经济效益进行评价, 并将熵值法和因子分析法以及综合经济效益指数法进行对比分析, 得出熵值法是一种实用简单的评价方法。李杰兰[12]等人以生态经济学理论为基础,构建区域循环经济发展评价指标体系, 借助“熵”的概念, 采用熵值法确定指标权重, 从该体系中的资源、环境、经济和社会方面对区域循环经济的发展水平进行综合评价。岳立[13]等人通过描述甘肃省循环经济发展现状, 构建甘肃省循环经济评价指标体系, 并应用熵值法确定指标权重; 以全国和甘肃省的相关指标数据为基础, 分别对全国及甘肃省、东中西部的资源系统指数、环境系统指数、经济社会系统指数及循环经济发展指数进行计算并分析。郭锐利[14]等人应用信息熵值反映数据本身的效用值来计算指标权重, 建立熵权综合评价模型,对重庆城市生态系统健康进行评价。汤建尧[15]等人从经济社会支撑能力、农村经济结构、资源节约利用、环境友好4个方面选取23个指标构建两型农业发展水平评价指标体系, 运用熵值法对1993—2010年湖南两型农业发展水平进行定量评价。

综上所述, 学术界普遍认为生态经济系统是一个涵盖生态环境, 经济社会以及可持续发展等指标的复杂系统。因此必须根据各地区实际情况, 考虑因素之间的相互作用和相互影响, 全面准确地反映生态经济的发展状况。目前大多数学者运用多指标综合评价和能值分析理论来对区域生态经济进行评价, 各个指标的赋权有主观赋权法和客观赋权法,主观赋权法易受评价者自身知识和经验的影响, 一定程度上影响了评价的客观性。而目前运用熵值法对生态经济评价的研究较少, 对武陵山片区生态状况研究则更少。为了更好的对武陵山片区生态经济进行评价, 本文采取了客观赋权法—熵值法来对湖南武陵山片区的生态经济发展状况进行分析评价。

3 研究方法和数据来源

3.1 指标体系的构建

生态经济是物质文明与精神文明, 自然生态与人类生态高度统一和可持续发展的经济。对生态经济建立指标体系进行综合评价, 为生态文明建设的政策制定提供科学依据。为了更加准确的对湖南武陵山片区的生态经济进行评价, 在指标选取过程中需遵循以下原则: 系统性, 科学性和实用性结合的原则, 指标的可操作性, 数据易于收集和整理原则。

基于以上原则, 结合生态经济的内涵和湖南武陵山片区的具体现状, 通过借鉴已有的研究成果,按照结构层次分析理论构建了湖南武陵山片区生态经济评价指标体系(表 1), 该体系以经济子系统, 人口社会子系统和生态环境子系统为一级指标, 共选取16个二级指标。

其基本逻辑是: 人口社会的进步是生态经济发展的最终目标。人口自然增长率和总人口代表人口数量和人力资本水平, 每万人拥有学生人数表示受教育程度, 有助于从数量和质量上对人员素质进行评价。城市化率表示城市化水平, 而公路通车里程则代表交通状况,一定程度上反映了地区人口社会发展现状。而经济的发展则是生态经济发展的内在动力, 人均GDP和恩格尔系数是反映经济发展程度的基本指标, 第三产业所占比重则从产业结构的角度分析生态经济的发展, 旅游总收入则体现了第三产业(旅游业)的发展程度, 而农业人口占比则一定程度上反映了各产业从业人员占比, 比较全面的反映了经济发展状况。生态环境子系统包括资源和环境两个方面, 生态系统的持续性为经济和社会发展提供必要的物质基础和生态环境, 是实现生态经济发展的根本保证。本文选取了耕地面积和和森林覆盖率为其资源指标, 选取了空气质量达标率、处理率、二氧化硫排放量以及垃圾集中处理率为其环境指标。以上所选指标能够较好的反映湖南生态经济的实际情况, 得出的结论较真实可靠。

表1 武陵山片区生态经济评价指标体系Tab. 1 Ecological and economic evaluation system of Hunan-Wuling Mountain area

3.2 数据来源

本文所采用的数据主要来源于湖南武陵山片区统计年鉴、各个县市区国民经济和社会发展统计公报以及政府工作报告。由于武陵山片区涉及到四个省域 71个县市区, 跨区范围大, 在研究过程中, 本文着重选择武陵山片区面积最大的湖南省作为研究对象, 因其不仅属于老武陵山片区所在地, 且其中37个县市属于武陵山片区, 所占范围也最大。为了数据更加真实可靠, 通过实地调研分析, 选取张家界市, 湘西土家族苗族自治州和怀化市中的25个县(市, 区)作为数据样本。

3.3 研究方法

熵值法是一种较实用的评价方法, 其基本原理为: 熵是对不确定性的度量, 信息熵是对信息有序程度的度量, 信息有序程度越高, 则信息熵越大,提供的有用信息量越少, 信息效用值越小, 其权重也越小, 反之, 则越大。若某项指标的指标值相同,则该指标在评价中不起作用[16]。设m个区域,n个指标, 形成原始数据矩阵X=(xij)m×n, 对于某项指标,若指标值xij差距越大, 则该指标在评价中的作用越大, 反之则越小。可以根据各指标的差异程度, 计算各指标的权重。本文利用信息熵这一工具, 为多指标综合评价提供理论依据。

本文从武陵山片区地域分布特点和数据可靠性入手, 选取湖南25个县(市, 区)作为数据样本, 构建了生态经济评价指标体系。为了更加客观的对所选指标进行评价分析, 运用熵值法的原理构建了X=(xij)25×16的原始矩阵, 按照熵值法计算步骤首先对数据进行标准化处理, 进而计算所选 16项指标熵值,从而得到各项指标的信息效用价值, 根据信息效用值求得指标权重。最后加权求和25个区域各个子系统的得分和综合得分。

4 结果及分析

4.1 评价结果

根据建立生态经济发展评价指标体系,通过收集到的指标数据, 按照熵值法原理确定各个指标权重, 运用MATLAB软件编程得到各个区域的一级指标得分和综合得分, 并按其综合得分排序。结果(表2)如下:

4.2 评价分析

武陵山片区是全国18片贫困地区之一, 包括湖北、湖南、贵州、重庆四省市交界地区的71个县(市、区), 其国土总面积为 17.18万平方公里, 是典型的老, 少, 边, 穷地区。而且大部分区域位于省际结合部, 基础设施建设落后, 经济发展缓慢, 多数地区属于限制开发区和禁止开发区, 生态环境极其脆弱,整个生态经济与其他发达地区相比还存在很大差距。湖南武陵山片区也不例外, 以张家界市、湘西州和怀化市为例, 在经济快速发展的条件下, 该地区生态经济综合发展能力呈稳步上升的趋势, 但是各区域生态经济发展不平衡, 其医疗、教育、自然保护等方面有所不足, 尽管经济子系统拉动了生态综合发展指数的上升, 但是自然生态方面的建设仍任重道远[17]。

4.2.1 湖南25个县(市, 区)生态经济综合发展评价

从选取的25个县市区当中, 依照综合得分, 排名前十位的张家界市占3个, 怀化市占5个, 湘西州仅占2个, 综合得分最高的前三位分别是武陵源区,永定区和鹤城区, 综合得分靠后的三个县市区为保靖县, 新晃县, 泸溪县。可以看出, 武陵源区作为世界著名风景区之一, 又是张家界市核心景区、生态自然保护区, 旅游业发达, 其生态经济和环境明显优于其他地区。永定区和鹤城区作为张家界市和怀化市的政治、经济文化中心, 其得分靠前, 这说明中心城市能够发挥人, 财, 物集聚的优势, 再加上这些地区人口集中, 基础设施配套齐全, 城市化率高, 产业集聚能力强, 第三产业发达, 尤其是旅游业发达。而作为距离中心城市较远的保靖、花垣等地。根据城市增长极梯度衰减理论, 以湘西自治州为例(表 3),从综合得分可以看出, 距离湘西州越远的县区,其受中心城市的辐射带动作用越弱, 再加上这些地区先天不足, 经济基础薄弱。以保靖县为例, 其人均GDP仅为12705元, 人民生活水平较低, 耕地面积为20.63千公顷, 现代农业基础薄弱, 旅游资源缺乏,旅游总收入仅为 15900万元, 与凤凰县相差 60倍,从而导致第三产业发展滞后。严重影响了该地区的生态经济发展。

表2 湖南武陵山片区25个县(市, 区)生态经济发展水平得分及名次Tab. 2 Scores and rankings of ecological and economic development level of 25 districts in Hunan-Wuling Mountain area

表3 湘西州吉首市到4个县(市, 区)的直线距离比较Tab. 3 Comparison of the relative distance from Jishou City to other four counties in Xiangxi

4.2.2 各子系统生态经济发展水平分析

(1) 经济子系统发展水平

在经济发展方面, 湖南武陵山片区经济发展迅速, 尤其以张家界市, 湘西自治州和怀化市发展最为明显, 在其中25个县(市, 区)里, 经济系统得分最高的是永定区, 作为张家界市的政治、经济、文化中心, 其人均GDP达33340元, 第三产业占GDP比重为67.2%, 第三产业发达。而得分最低的是保靖县,保靖在综合得分中也排名靠后, 这一定程度上说明经济指标是影响生态经济的重要指标。

(2) 人口社会子系统发展水平

人口社会系统的发展是生态经济发展的标志。生态经济发展离不开社会进步。湖南武陵山片区在发展过程中, 某些地区片面的追求经济增长, 而忽视了社会事业的发展, 从而导致生态经济难以协调发展。其人口素质和社会发展水平较高的区域主要还是集中在靠近大中城市和交通便利的区域。以25个县市区为例, 人口社会子系统得分最高的是溆浦县, 其人口基数大, 增长快, 交通较便利, 学生受教育程度较高, 其人口在数量上占据绝对优势, 但由于其经济发展不足, 在整个生态经济排名居于中间位置。而作为山区边缘地带的古丈和新晃县等, 由于距离中心城市较远, 交通滞后, 人口受教育程度低, 人口素质明显低于其他地区。

(3) 生态环境子系统发展水平

武陵山片区资源丰富, 但多数地区为限制开发区和禁止开发区, 生态环境极其脆弱, 湖南武陵山片区也不例外。在25个县(市、区)中, 生态环境子系统得分最高的是武陵源区, 为 0.2619, 这也是武陵源区在综合得分中排名最高的重要原因, 作为世界著名风景区之一其旅游资源丰富, 森林覆盖率达到了80%以上, 空气质量达标率100%, 年二氧化硫排放量仅为 120吨, 生态环境好。而得分最低的为慈利县, 该地区耕地面积少, 旅游资源少, 但是其工业较发达, 发展经济的同时, 忽视了生态建设和环境保护, 从而生态环境状况较差, 因此需要不断优化产业结构, 对矿产资源进行合理有序开采和利用, 从而实现生态经济的良性发展。

5 结论及建议

5.1 基本结论

根据数据分析可知, 湖南武陵山片区的生态经济发展状况总体呈现良好发展趋势, 但是各地区在三个子系统发展水平中又存在明显差异, 这说明生态经济的发展需要更加注重整个生态系统的良性循环。综合以上数据分析, 可以得出以下结论:

(1) 湖南武陵山片区各区域(内部)发展不平衡。从综合得分来看, 张家界市和怀化市的生态经济发展相对较好, 而湘西州的几个县市区相对较差。形成以中心城市向四周递减的趋势。

(2) 经济子系统的发展对整个生态经济系统的影响很大。从权重来看, 经济子系统占整个生态经济系统权重的一半, 占0.4977, 这说明生态经济发展还需要不断调整经济发展结构, 从而促进生态经济良性发展。

(3) 湖南武陵山片区的生态经济发展受旅游业影响较大。在评价指标体系中, 选取旅游总收入代表各地区旅游业的发展水平, 武陵源区以旅游业作为其经济发展的支柱产业, 可见第三产业已成为区域生态经济发展的主要带动力。第三产业越发达的地区, 其生态经济越有活力。

总之, 通过对湖南武陵山片区25个县市区的数据分析发现, 各区域生态经济发展不平衡, 除了受历史, 自然因素的影响之外, 更主要的还是受经济发展水平和生态环境因素的制约。

5.2 对策及建议

针对湖南武陵山片区生态经济发展的现状, 通过实地调研和查找相关文献, 提出了一些对策和建议, 希望为整个武陵山片区生态经济的进一步发展提供参考。

(1) 制定绿色 GDP政绩考核体系, 不再单纯依靠GDP来衡量区域的发展, 增加环保比重。而对于武陵山片区这种老少边穷地区, 应不断加强生态系统服务价值理论研究, 制定绿色 GDP核算体系[18],根据国家主体功能区发展战略, 对于不同主体功能区应当实施不同的政绩评价体系, 使得地方政府行为符合主体功能区发展目标的发展要求。

(2) 发挥政府作用, 完善生态补偿机制。政府行为对经济发展有很大影响, 武陵山片区是国家扶贫攻坚的主战场, 政府在主体功能区规划中将对部分限制开发区和禁止开发区进行限制和保护, 这就需要通过补偿来对这一地区发展提供激励, 一是加强生态投入, 引导产业升级向生态型发展转移。二是通过财政转移支付等形式来激励这类地区加强生态保护力度, 实现经济资源环境协调发展。

(3) 大力发展生态产业, 加强产业集群。武陵民族地区产业具有独特性, 地域性和复杂性等特征, 大力发展绿色生态产业, 尤其是旅游业发展应成为武陵民族地区新的经济增长点。要根据各地区特点, 选择主导产业发展, 因势利导, 优先选择并培育成产业集群[19]。

一是发展生态农业。湖南武陵山片区耕地面积较大, 但是产出效益低。必须根据各地区自身优势培育优势主导产业, 鼓励规模经营, 发挥集群优势,实现农业产业一体化经营。以张家界市为例, 全市生态农业发展较快, 实施了农村清洁示范工程。大力推广生态农业技术,实施农业标准化生产面积146.72万亩, 测土配方施肥209.9万亩, 农作物秸秆还田161.4万亩。不断加强农产品认证管理, 全市无公害食品面积 159万亩, 无公害农产品认证 54个,绿色食品认证18个, 有机食品认证1个。

二是发展生态工业。武陵山片区资源能源丰富,必须有节制的进行开发和利用, 逐步取缔破坏性大,污染性强的企业, 鼓励清洁能源生产, 产业链条深加工, 走新型工业化道路。以怀化市为例, 怀化将水电及电化学、林产工业、生物医药、食品加工确定为四大支柱产业, 对于林产工业, 加强对泰格林纸、东和木业、瑞邦森工等企业发展及原料林基地的建设; 对于生物医药, 启动实施湖南西部药谷, 培育以正清集团为龙头的中医药加工企业群; 对于水电开发, 推进以沅水流域梯级开发为重点的水电建设;对于食品加工业, 逐步扩大规模, 扶持优势企业,大力开发优质精制米、有机食用油、肉食制品、保健饮料等绿色食品。恒光化工、金大地水泥等一批循环经济、清洁生产示范项目的投产, 实现了怀化市循环经济发展零的突破。

三是发展生态旅游业。根据评价结果显示, 旅游业是生态经济发展的主导产业, 发展生态经济,必须大力发展旅游业。湖南武陵山片区旅游业发达,具有少数民族地方特色和文化特色, 目前由于缺乏正确引导和合理开发, 很多旅游资源开发并未发挥其最大效益, 因此在发展过程中要科学规划兼顾其他产业发展, 建设和谐高效的生态旅游地系统, 要以旅游业带动相关产业发展, 实现产业联动发展。因地制宜打造地方特色旅游精品, 加强监测管理,不能忽视生态环境保护[20]。湘西凤凰古城是湘西的标志性旅游景区, 其实施了一系列项目确保凤凰旅游发展, 一是实施了沈从文、熊希龄展馆扩建、城北停车场、高速连接线等工程, 二是菲尼克斯山水酒店及天下凤凰大酒店扩建工程主体建设完成, 三是完成投资1.51亿元, 矮寨大桥观光电梯工程并完成主体工程, 完成吉斗寨游客服务中心、大桥观光平台等工程, 实施了吉斗寨游客服务中心(二期)工程、观景平台、乾城人家等项目。

(4) 发展交通, 提高城市化水平。湖南武陵山片区很多区域依然面临交通瓶颈, 受地形等自然因素的影响, 交通基础设施的建设难度大, 通行和运输条件差, 严重制约了地区产业的发展, 抓住政策发展机遇, 合理规划交通布局, 才能更好推动地区产业发展和城镇化进程。

(5) 发展教育, 增强居民环保意识。该地区的教育发展还存在较大提升空间, 因此在发展经济的同时要加大教育投入, 提高居民素质, 特别是对于保护环境的理念要深入人心, 才能从根本上改变人们对环境的消极态度。

对于武陵山片区这一国家重点扶贫区域, 由于其特殊的自然和社会环境, 生态环境极其脆弱。在发展过程中, 更多的将国家政策融入到地方实际当中, 借助外部环境促进内生增长, 依靠产业发展,不断完善生态补偿机制, 提高公众环保意识, 推动武陵山片区生态经济又好又快发展。

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Ecological and economic evaluation of Wuling Mountain area using the entropy method

HE Weijun1, YANG Miao1,*, YUAN Liang2, LV Yiying1, CUI Yong1
1.College of Economics and Management,China Three Gorges University,Yichang443002,China2.Business College of Hohai University,Nanjing210000,China

Ecological and economic evaluation of the Wuling Mountain area is crucial for building a sustainable mechanism for ecological protection. Based on the existing researches done in the area concerning this important issue, this research used the entropy method to determine the index weight of twenty-five cities, counties and districts in Hunan-Wuling Mountain area and provided a comprehensive evaluation of the ecological and economic development in the area. The research also analyzed the ecological problems these districts were facing due to the current unsustainable economic development. The evaluation results showed that there was imbalance between ecological and economic development in the area. As a result of this imbalance, the ecological capital of this region was in a fragile state and its economic development was unsustainable. Therefore, ecological tourism can play a key role in mitigating this imbalance and achieving sustainable development in the area. Finally, designing a perfect green GDP performance evaluation system, enhancing eco-industrial development and enforcing ecological compensation mechanisms are the main courses of action that should be taken to maintain and enhance the ecological and economic conditions of this region.

Wuling Mountain area; ecological economy; entropy method

10.14108/j.cnki.1008-8873.2016.02.022

X821

A

1008-8873(2016)02-143-07

2015-03-05;

2016-02-09

国家社会科学基金项目“武陵山片区生态环境保护长效机制研究”(13BMZ057 )阶段性成果

何伟军(1965—), 男, 湖南邵阳人, 教授, 博士生导师, 主要从事区域经济和民族经济研究, E-mail: weijunhe@ctgu.edu.cn

*通信作者:杨淼(1989—), 男, 湖北宜昌人, 硕士研究生, 主要从事民族经济和物流工程研究, E-mail: 377344602@qq.com