基于熵权TOPSIS的云南省区域绿色发展水平实证分析

邱丽丽，朱永君，王 杰

(1.楚雄师范学院 地理科学与旅游管理学院，云南 楚雄 675000；2.中南财经政法大学 刑事司法学院，湖北 武汉 430000；3.山东理工大学 交通与车辆工程学院，山东 淄博 255000)

0 引言

绿色发展是低碳、循环、生态、环保、健康的可持续发展模式，强调实现经济发展过程中特别注重节约资源和环境保护，不以牺牲生态效益为代价实现经济效益和社会效益[1，2]。1999年云南省在全国率先提出“建设绿色经济强省”的目标；2015年习近平总书记视察云南时明确要求云南省应加强生态文明建设，争当全国生态文明建设排头兵。可见，“绿色经济”是云南经济发展的主旋律。云南省具备建设绿色经济的良好环境条件，近年来产业经济也呈现稳健发展的态势，但仍有些问题制约着云南省的绿色发展，与“七彩云南”“森林云南”“生态文明排头兵”的要求仍存在差距。因此，评价云南省区域绿色发展水平对建设“绿色强省”不仅具有重要的实际意义；还可为各区域探索未来科学发展路径提供参考依据。

国外学者就环境与经济发展之间的关系研究起步比较早，迄今为止，绿色理念广泛普及到各个领域，从单一层面的绿色生产、绿色消费、绿色交通、绿色技术，发展到多层面综合的绿色制度、绿色发展和绿色文明。绿色发展评价主要包括绿色国民经济核算[3]、绿色发展多指标体系[4，5]和绿色发展综合指数[6]3个层面。其中，绿色发展综合指数是通过排名来反映一个国家或地区在某一时期内的绿色发展水平，通过横向和纵向比较可以反映其发展水平的动态变化和空间差异[7]。比如，耶鲁大学等提出的环境绩效指数(EPI)，就是一套比较成熟，透明的定量化评估体系，被国际上广泛应用[8]。国内学者也提出了很多绿色发展评价的指标体系，其中认可度较高的是由北京师范大学等单位提出的中国绿色发展指数[9]，该指数被应用于中国各省(自治区、直辖市)及30多个城市的绿色发展情况的全面客观的评价。薛珑等[10]建立了包含38个3级指标的绿色经济发展测度体系，并利用层次分析法对济南市绿色经济发展进行了实证分析。张小刚[11]对长株潭城市群绿色经济发展进行评价，并探讨了其发展的制约因素及路径选择。除了综合性的“绿色发展指数”外，还有很多学者从经济、各产业及行业、城市和经济带的绿色发展视角建立指标体系并对其进行评价[12-14]。各种指标体系中主要涉及了表征经济发展、社会效益和生活质量、资源承载与循环利用、环境治理与保护、节能减排、低碳发展等方面的指标。

利用综合指数评价绿色发展的实证研究主要集中于国家[15]、省域[16，17]、城市群及城市[18]、各项产业[19]等多尺度的研究；采用的评价方法也呈现出多样化和综合化的趋势。比如，刘杨等基于非期望产出的DEA-SBM模型，从时间维度和空间维度分析了中国城市群绿色发展效率在2011～2015年的变化情况，发现中国112个环境保护重点城市的绿色发展效率整体呈现上升趋势；空间分布上从“西北、华中、华北低，东南高”逐渐演变成“西北、华中低，华北、西南、东部沿海高”[20]。王宁等[21]从经济增长绿化率、资源环境承载潜力等方面入手建立了区域内绿色发展能力评估体系，发现中国29个省市绿色发展能力表现出东高西低、南高北低的空间结构特征。张欢等[22]构建的省域绿色发展水平测度指标体系包括绿色美丽家园、绿色生产消费、绿色高端发展3个方面；并运用多层次评价方法和熵权法分析了湖北省2004～2013年各地市州绿色发展水平。黄跃等[23]采用多种方法，综合分析了中国城市群绿色发展时空特征及异质性。李华旭[24]等基于统计数据，对长江经济带沿江地区绿色发展水平进行评价，并发现“技术创新能力、城镇化率、政府规制因素”对绿色发展水平产生显著的正向影响。赵林和陆亚琴等[25，26]对云南绿色经济发展现状和发展水平与绩效进行了剖析，并提出了相应的对策建议。

大量关于绿色经济发展的研究取得了丰硕的成果。涌现出众多的绿色发展评价指标体系。但目前尚无统一的区域尺度的绿色发展综合评价体系，关于区域尺度绿色发展水平的实证研究也相对较薄弱。因此，本研究在已有指标体系的基础上，从经济增长能力、资源承载利用能力、减排环保能力、科技创新能力、社会保障能力5个方面尝试构建适合云南特色的评价指标体系，采用熵权法客观赋权，结合TOPSIS法对云南省16个地区的绿色发展水平进行实证分析，测算了“十二五”期间各区域绿色发展综合指数，为各区域的社会经济转型发展提供参考依据。

1 研究区域概况

云南省下辖8个市和8个少数民族自治州。地处“三亚之枢纽”的独特区位优势，并沿亚洲6条大河形成自然的“国际大通道”。拥有丰富多样的自然资源与民族文化旅游资源。“十二五”期间，云南省GDP和人均GDP均呈指数型快速增长，年均增长率均高于10%。2015年云南省GDP达到13 619.17亿元，人均GDP达到28 806元·人-1；边境贸易出口额16.75亿美元，进口额达到8.16亿美元。近年来云南省节能减排取得明显改善。万元GDP能耗从2001年的1.75 t标煤·万元-1下降到2015年的0.75 t标煤·万元-1。2015年云南省森林面积达1 992.4×104hm2，“十二五”期间，云南省森林覆盖率由52.9%提高到55.7%。此外，云南省的绿色产业规模也逐步壮大。2014年云南省生物产业产值6 793.34亿元。可见，云南省具备发展绿色经济的自然条件和产业基础。

2 研究方法

2.1 数据来源

数据来源于云南省统计年鉴(1)云南省统计年鉴.云南省统计局.北京：统计出版社，2012-2016.、云南省水资源公报(2)云南省水资源公报.云南省水利资源厅.2011-2015.、云南省年鉴(3)云南年鉴.云南年鉴社.2012-2016.以及各市(州)的年度的国民经济和社会发展统计公报。部分缺失数据由各市(州)的统计年鉴、年鉴、政府工作总结报告补全。科学技术方面的部分数据来自云南省科技统计公报(4)云南省科技统计公报.云南省科技厅.2011-2015.。由于缺少年度土地变更调查数据，因此，耕地面积数据均采用2009年云南省第二次土地调查数据。

2.2 评价指标体系的构建

2.2.1 指标体系构成

依据科学性、系统性、代表性、可操作性的原则，基于绿色发展理论并结合发展、低碳、环保实质，借鉴北京师范大学等单位发布的2011中国绿色发展指数报告-区域比较[9]指标体系以及国内外不同空间尺度的绿色发展指数指标体系[27]，构建了区域尺度的绿色发展水平评价指标体系。该指标体系包括5项二级指标和36项三级指标(表1)。

表1 区域绿色发展水平评价指标体系

2.2.2 指标权重的确定

本研究采用客观赋权法中的熵权法对指标体系中各级指标赋予权重。根据熵权法的原理，在一个由若干指标值构成的系统中，指标值的离散程度越大，该指标的熵值就越小，权重就越高，所反映的重要程度就越大。由于这种方法是根据信息量的大小客观赋权，因此可突出表现权重在时间轴上的变异性。权重的计算步骤如下[28]：

假设被评价的对象有m个，每个评价对象的三级评价指标有n个，构建原始数据矩阵X=(xij)m×n(i=1,2,Λ,m;j=1,2,Λ,n)。采用倒数法对负向指标进行指标正向化，所有指标数据的无量纲化处理采用极差标准化法。

极差标准化公式为：

(1)

计算第j个指标的信息熵Hj：

(2)

计算第j个指标的权重Wj：

(3)

2.3 综合发展指数测算

采用TOPSIS法进行测算各区域绿色发展指数。此方法是一种逼近理想解的排序法，适合多项目，多层次指标体系的评价方法。具体步骤如下[17]：

首先，计算加权矩阵R：

(4)

(5)

计算各指标与最优解和最劣解的欧式距离：

(6)

计算绿色发展综合指数：

(7)

3 结果与分析

3.1 评价体系中各指标的权重

根据2011～2015年各指标数据，测算了36个指标的权重，指标权重5年(2011～2015年)的平均值如图1所示。由图1可知，在三级指标中，万人普通高校在校学生人数(X33)，进出口总额占GDP比重(X5)，万人独立研究和开发机构人员数(X29)，万人专利申请数(X25)和万人专利授权数(X26)这5个指标的权重居高(权重>0.05)(图1)。经济增长能力指标中，进出口总额占GDP比重(X5)和全社会固定资产投资总额(X3)的权重较高；资源承载和利用能力指标中以人均水资源量(X15)和自然湿地面积占辖区面积比例(X16)的权重较高；减排环保能力指标中单位GDP COD排放量(X18)和单位工业增加值SO2排放量(X19)权重相对较大；科技创新能力指标中以万人独立研究和开发机构人员数(X29)、万人专利申请数和授权数(X25，X26)的权重较大；社会保障能力指标中以万人普通高校在校学生人数(X33)和人口密度(X35)的权重较大(图1)。

图1 云南省区域绿色发展指标体系中三级指标的权重均值

二级指标中，科技创新能力权重(B4)始终居首位，平均权重为0.259；其次是减排环保能力(B3)，平均权重0.201；然后是经济增长能力(B1)和社会保障能力(B5)，平均权重为0.188和0.185；资源承载利用能力(B2)所占权重最小(图2)。说明科技创新对云南省绿色经济发展的影响最为显著。“十二五”期间，二级指标中经济增长能力、减排环保能力2个指标的权重略显增大的趋势，说明这2个指标在评价体系中的作用日益变得重要。资源承载利用能力指标权重呈现降低的走势，而科技创新能力和社会保障能力的权重呈现比较平稳的趋势。

图2 2011～2015年云南省区域绿色发展指标体系中二级指标的权重

3.2 云南省区域绿色发展水平分析

首先，大多数地区绿色发展水平较低。根据TOPSIS法计算的2011～2015年云南省区域绿色发展综合指数见表2。可见，昆明市的绿色发展水平始终位居第1位，绿色发展指数平均为0.634(表2)。从对绿色经济发展贡献最大的科技创新能力看，昆明市的专利申请及授权数、R&D的经费投入力度都远远超过其他市(州)；而其减排环保能力的各项指标也处于中等偏低的水平；经济增长能力水平各指标也远远高于其他市(州)，从而导致了其绿色发展综合水平与其他市(州)差距悬殊。西双版纳州，德宏州，迪庆州，玉溪市，怒江州5个地区的绿色发展水平居前列，综合指数平均在0.272～0.355(表2)；玉溪市在科技创新、经济增长和减排环保方面的各指标也是居于前列的。而德宏州，西双版纳州，怒江州，迪庆州在经济增长上主要依托的是第三产业的发展，其森林覆盖率较高，减排环保能力的各指标相对优势比较突出，因此其综合水平相对较高。红河州，临沧市，文山州，普洱市和保山市5个地区相对绿色发展水平较低，综合指数平均在0.136～0.18(表2)。

表2 2011～2015年云南省区域绿色发展综合指数

区域绿色发展时空差异显著。基于TOPSIS法计算的云南省区域绿色发展指数，在GIS软件平台支持下绘制了2011年、2013年和2015年云南省区域绿色发展指数的空间分布图(图3)。由图3(a)可见，2011年绿色发展指数处于0～0.2的低值区域主要分布于云南省南部，北部只有昭通市处于该值范围；绿色发展指数处于0.2～0.3的次低值区域分布于云南省中部和北部，包括怒江州、丽江市、大理州、楚雄州和曲靖市；绿色发展指数处于0.4～0.7的高值区仅限于昆明市；而绿色发展指数处于0.3～0.4的次高值区分布比较分散，主要包括北部的迪庆州、西部的德宏州、南部的西双版纳州和中部的玉溪市。至2013年(图3(b))，楚雄州绿色发展指数由0.226下降为0.162，绿色发展指数处于0～0.2的低值区范围进一步扩大，玉溪市绿色发展指数由0.343下降为0.284，跌入绿色发展指数为0.2～0.3次低值区；至2015年(图3(c))曲靖市绿色发展指数由0.213下降为0.195，进入绿色发展指数处于0～0.2的低值区。可见，2011～2015年，云南省大部分地区都处于低值区和次低值区，各区域的绿色发展水平仍有待提高。

图3 云南省区域绿色发展指数空间分布格局

4 结论与讨论

基于2011～2015年云南省相关指标数据，构建了由36个三级指标，5个二级指标构成的区域绿色发展评价指标体系，实证分析了“十二五”期间云南省16个市(自治州)的绿色发展水平。科技创新能力的提升对区域绿色经济发展的贡献最大，而资源承载利用能力对其的贡献最小。基础指标中，进出口总额占GDP比重，万人专利申请数和授权数，万人独立研究和开发机构人员数和万人普通高校在校学生人数对区域绿色指数得分的贡献较大，始终是至关重要作用的因子。实证分析表明，云南省区域绿色发展水平普遍较低。昆明市与其它15个市(州)的绿色发展水平呈严重分化的态势。各市(州)绿色发展水平还有很大的提升空间。

区域绿色经济水平的评价是一个多指标综合的评价过程，而这些指标又处在动态变化中，其对综合水平的贡献率也会随着时间的变化而改变。因此，在评价的过程中如何准确的选取具有代表性的指标和客观的确定指标权重是评价体系建立的关键。由于各区域的自然和区位条件以及产业基础的差异，尚无统一且广适的指标体系，因此开展大范围地域内区域尺度的绿色经济发展的实证研究及横向比较有很大的难度。本文中试图建立的评价体系是立足于云南省的自然条件和产业基础之上，权重的确定也完全采用了客观法，旨在全面客观的对云南省所辖的各地区的绿色发展水平做出科学合理的评估；但在短期内(比如5年)，区域绿色发展的提升速度可能并不明显，碍于指标体系中指标众多，且以往年份的基础数据获取非常困难，导致本文在时间尺度上无法实现大的跨越。

在“美丽中国”的发展理念背景下，生态文明建设将融入经济、政治、文化、社会建设各方面和全过程。因此，未来云南省应全面推进绿色发展步伐。首先，技术创新是绿色发展的基石，各地区应以技术创新为动力，推动产业转型升级。加快传统产业的改造步伐，比如烟草、金属加工，煤炭电力，磷煤化工等，同时推进培植现代生物，新材料，新能源等新兴产业。其次，构建多元的能源体系。各地区应因地制宜，节约集约利用水能、太阳能、风能、生物质能等可再生能源，提高节能、减排及降耗水平。第三，不断完善生态旅游和文化产业。依托丰富的山水、多姿的民族风情和历史文化等绿色资源，突出打造独特的云南生态旅游和文化产业体系。最后，现代服务业的发展。融合提升传统服务业，大力发展以旅游，文化，物流，金融为重点的现代服务业，形成旅游、文化与其他产业深度融合的新型产业体系。