基于熵值法的湖北省生态文明建设评价

宋冬凌，秦 青

（华北水利水电大学 管理与经济学院，河南 郑州 450046）

0 引言

生态文明是人类文明的重要组成部分， 它以实现人与人、人与自然、人与社会和谐共生为宗旨。 中共十九届五中全会强调， 应当不断完善我国生态文明建设方面的统筹协调机制，构建生态文明体系，促进经济社会的全面绿色转型。 2018 年，习近平总书记在武汉主持召开深入推动长江经济带发展座谈会，会上强调，应当恰当处理生态保护与经济发展的关系。湖北省具有多样的自然资源、得天独厚的地理环境和位于长江经济带的区位优势， 促进生态与经济的协调发展是其重要议题， 因此需要对湖北省的生态文明建设情况进行科学评价。

生态文明建设评价需要从资源、环境、政治、文化及制度等方面进行分析，以有效性、系统性和科学性为基本原则，建设一套科学有效的评价体系，以解决生态文明建设中面临的难点、痛点。学者们根据不同的研究对象提出了适合其发展的指标体系。 田欣利用主成分分析、因子分析方法从生态经济、生态环境、生态社会3 个维度中选取38 个指标构建了河北省的生态文明建设评价指标体系［1］；王奇等利用熵值法从生态环境状况、生态环境建设、物质文明生态化、 政治文明生态化以及精神文明生态化5 个维度中选取31 个指标构建了中国省域生态文明建设评价指标体系［2］；王然利用聚类分析方法、组合赋权法和集对分析方法等从生态基础、 空间优化、 资源管理、环境保护、绿色转型发展、生态制度、红线指标7个维度中选取31 个指标构建了中国省域的生态文明建设评价指标体系［3］；汪秀琼等使用因子分析法从制度、环境、社会、文化和经济5 个维度构建了广东省的生态文明建设评价指标体系［4］。 现有针对生态文明的研究较多利用主观赋权法构建指标体系，其在可操作性、可靠性方面仍有改进的空间，而熵值法根据客观数据计算评价指标权重， 突出了构建评价指标体系的客观性与综合性。 笔者以湖北省为研究对象，运用熵值法对其2009～2018 年的生态文明建设状况进行实证分析， 以期找准适合湖北省的生态文明发展之路， 从而对推动全国生态文明建设提供借鉴。

1 研究区概况

湖北省处于我国中部地区， 位于长江经济带中游。凭借交通枢纽的区位优势以及工业产业的支撑，湖北省经济得以快速发展。 截至2019 年末，湖北省地区生产总值（GDP）达到45 828.31 亿元，并且其GDP 增长率始终高于全国的GDP 增长率。 随着工业产业的发展，2019 年，湖北省工业废水排放量为57 088 万t、工业二氧化硫排放量达到9.63 万t，较大规模的工业污染物排放量严重威胁了其生态环境。 2018 年，我国生态环保支出占财政支出的比例为4.2%， 而湖北省生态环保支出占财政支出的比例仅为2.91%，与全国相比，差距明显。 2018 年，湖北省人均公园绿地面积为11.47 m2， 与全国人均公园绿地面积14.11 m2差距较大。由此可见，湖北省的生态文明建设水平亟待提升。 湖北省“十四五”发展规划将生态文明建设放在重要位置， 具体提出了推进长江大保护、持续提升生态环境治理水平等措施，以促进其生态环境保护与生态文明建设。

2 研究方法和数据来源

2.1 研究方法

根据研究区的经济、政治、环境等现状，选取评价指标，利用熵值法计算各指标的权重，最后进行综合评价［5］。 综合评价法是运用多个评价指标来评价多个对象， 其特点是能够定量地反映出现象变动产生的直接经济效益。 综合评价法由主观与客观赋值评价法共同构成， 而熵值法作为一种客观赋权评价法，在对指标进行评价分析时，应严格依据具体数据来确定权重。

熵值法的具体操作步骤如下：

（1）采取标准化方式处理数据。由于研究选取的指标较多，且各指标的单位有所不同，难以比较，所以需要对其进行无量纲化处理。 本文通过极值法对数据进行处理。进行数据处理时，将所选指标分为正向指标和逆向指标。正向指标是指向上或向前发展、增长的指标，其值越大，对生态文明建设越有利。 逆向指标是指与大势变化不同的指标，其值越小，对生态文明建设越有利。 正向指标采用公式（1）计算，逆向指标采用公式（2）计算［6-8］。

式中：Rij为指标的无量纲化数值， 也称为标准化数值；Xij为指标的原始数据；αij为指标中的最小值；βij为指标中的最大值；i、j 分别表示年份和指标序号。

另外，在无量纲化处理后，需将数据进行整体平移（Rij＝Rij＋α），以消除零值，确保所得数据都有意义。平移后的数据应与原始数据的规律一致，本文取α＝0.000 1。

（2）计算各指标权重。 先应用式（3）计算第i 年第j 项指标占该指标的比重，再分别应用式（4）和式（5）计算第j 项指标的熵值和差异系数，最后应用式（6）计算其权重［9-10］。

（3）计算综合评价指数。根据所得的第j 项指标的权重和第i 年第j 项指标占该指标的比重， 应用式（7）计算生态文明建设综合评价指数。

（4）评价生态文明建设水平。利用综合评价指数对湖北省生态文明建设的水平进行评价。 综合评价指数结果处于0～1 之间， 并且综合评价指数越大，代表生态文明建设水平越高，而这一指数越小，代表生态文明建设水平越低。参考已有的研究成果，根据综合评价指数的大小， 把生态文明建设水平划分为5 个等级（见表1）［11］。

表1 生态文明建设水平等级划分Tab.1 Classification of ecological civilization construction level

2.2 数据来源

本研究所用数据来源于2009～2018 年的《中国统计年鉴》《湖北统计年鉴》《湖北省环境统计公报》《湖北省环境质量状况》等。

3 湖北省生态文明建设实证分析

3.1 指标体系构建

生态文明建设需要经济、政治、环境、文化等多维度因素协调发挥作用，因此，在对评价指标进行选取时，应当遵循以下原则：（1）数据可得性原则。在对评价指标体系进行完善时应当注重数据的可得性，采取人为赋值的方式将定性指标进行数量化。（2）系统性原则。指标的选取应是全方位的，并且各指标之间存在联系， 能够从不同的角度综合反映生态文明建设的效果。（3）代表性原则。 在对众多指标筛选时应当找出具有典型性的指标， 从而有效地反映出生态文明建设存在的问题。

本研究遵循以上原则， 借鉴已有的指标评价体系［5］，根据湖北省的经济、政治、环境等现状，从生态经济、生态环境、生态文化、生态制度4 个方面选取了20 个指标，形成了湖北省生态文明建设的评价指标体系，具体如表2 所示。

表2 湖北省生态文明建设评价指标体系Tab.2 Evaluation index system of ecological civilization construction in Hubei province

3.2 计算各指标权重

根据湖北省2009～2018 年的20 项指标的具体数据，通过公式（1）～公式（6）计算出各评价指标的权重，如表2 所示。

这里对部分指标数据进行如下补充说明： 城镇居民人均可支配收入与农村居民人均可支配收入之比构成了城乡居民人均可支配收入比；单位GDP 氮氧化物排放强度、单位GDP 二氧化硫排放强度分别依据氮氧化物、二氧化硫的排放量与GDP 的比值得出；教育财政支出占财政支出的比例、生态环保投入占财政支出的比例是根据教育财政支出、 生态环保投入与财政支出的比值得到； 中间缺失的数据根据湖北省各市的平均值计算得到。

3.3 计算综合评价指数

由公式（7）计算出湖北省2009～2018 年的生态文明建设综合评价指数和一级指标的具体评价指数， 并且依照湖北省对应年份的生态文明建设综合评价指数划分等级，具体如表3 所示。

3.4 评价结果分析

3.4.1 总体评价

由表3 可以看出， 湖北省生态文明建设综合评价指数由2009 年的第IV 等级上升为2018 年的第II 等级。2009～2013 年，湖北省生态文明建设水平处于较差状态（IV 等级），但其综合评价指数处于上升阶段，由2009 年的0.248 4 上升到2013 年的0.391 0，与其他三者相比较， 生态环境方面的贡献较大；在2014～2017 年， 湖北省的生态文明建设水平为一般状态（III 等级），这主要是由于2014 年起湖北省出台了一些环保政策，打响了环境保卫战，从而改善了其环境质量［12］；到2018 年，湖北省生态文明建设水平已经发展为良好状态（II 等级），湖北省生态环保制度逐渐完善，生态文明体制改革不断深化，但其仍需继续坚持绿色发展， 从全局的视角解决生态文明建设的难题。

表3 湖北省各年度生态文明建设综合评价指数Tab.3 Comprehensive evaluation index of ecological civilization construction in Hubei province by year

图1 显示了湖北省生态文明建设综合评价指数变化趋势以及一级指标的变化趋势。 从图中可以看出，2009～2015 年，湖北省生态文明建设综合评价指数并不稳定，但呈现上升趋势，表明湖北省认识到提升生态文明的重要性， 生态文明建设处于初步的探索阶段；2015～2018 年，湖北省生态文明建设综合评价指数呈快速上升的趋势，并且上升的幅度较大，表明湖北省在生态文明建设上取得了阶段性成果，生态文明建设的水平得到了较大的提升。

图1 湖北省生态文明建设综合评价指数图Fig.1 Chart of comprehensive evaluation index of ecological civilization construction in Hubei province

在一级指标的变化趋势中，生态经济在2009 到2018 年期间整体呈上升趋势， 但在2011 年和2015年出现同比下降， 这在综合评价指数的数值上也得到了反映，综合来看，生态经济整体呈上升趋势，说明湖北省在生态经济发展方面的举措行之有效，这对综合评价指数提升产生了推动作用。 生态环境方面，其指标呈上升趋势，但是在2011 年、2013 年和2015 年都出现了同比下降的现象，另外生态环境在综合评价指数中所占的比重较大， 从而对综合评价指数的影响也比较大，其评价指数从0.098 4 上升到0.280 7，表明湖北省在污染物的减排、水污染的防治和环境质量的改善等各方面采取的一系列措施是有效的。从生态文化和生态制度方面分析，两者整体趋势与生态环境相似， 都存在部分年份的评价指数下降的现象，但整体呈上升趋势。生态文化评价指数由0.056 5 增长为0.161 3，其上升的幅度较大，而生态制度的评价指数从0.040 5 增长到0.115 7， 相比较其他三个方面的指标，增长的幅度较小，在日后的建设中应当加大对生态制度的建设力度。

综上所述，2015 年是湖北省的生态文明建设的分界点，2015 年之前， 综合评价指数和各一级指标展现出缓慢上升趋势的同时， 个别指标还有小范围的下降趋势；2015 年之后， 综合评价指数和一级指标整体展现出明显的上升趋势。到2018 年湖北省生态文明建设的综合评价指数等级为第II 等级，表明其生态文明建设水平仍有提高的空间， 应当采取措施促进湖北省生态文明建设事业的持续进步。

3.4.2 指标分析

总体来看， 一级指标所占权重分别为生态经济0.213 5、生态环境0.395 9、生态文化0.227 5、生态制度0.163 1，生态环境的权重最高而生态制度的权重最低。因此，未来的生态文明建设应当着重推进生态环境方面的建设。 通过具体分析发现，选取的20 个二级指标都发挥了作用， 其中森林覆盖率的指标权重最大，权重值为0.135 6，城镇基本医疗保险年末参保人数、人均淡水资源量、生态环保投入占财政支出的比例分别为0.082 3、0.054 7、0.052 0。 这说明，在湖北省的生态文明建设中， 这些指标对生态文明建设的推动作用较大。

分析二级指标数据发现， 在生态经济的5 项具体指标当中，人均GDP 由2009 年的22 677 元上升到2018 年的66 531 元，第二产业贡献率由2009 年的57.9%下降到2018 年的39.7%，第三产业贡献率上升了19.5%，城乡居民人均可支配收入比由2.672 2下降为2.300 3，这4 项指标整体朝着有利于生态文明建设的方向发展， 与湖北省处于经济飞速发展的阶段特征相吻合； 而工业固体废物综合利用率数值越大对生态文明建设越有利，但其指标数值由74.81%下降到66.08%，这表明湖北省对于废物资源利用工作的重视程度下降了。在生态环境这7 项指标当中，3 项二级指标森林覆盖率、单位GDP 的氮氧化物排放强度与单位GDP 的二氧化硫排放强度都朝着利于提高生态文明建设水平的方向发展； 而其他4 项指标却不乐观，人口密度的指标数值逐年上升、人均淡水资源量的指标数值呈现波动、 空气质量指数为优良的天数占比呈现出逐年下降趋势、 突发环境事件次数在逐年上升。在生态文化5 项指标当中，规模以上工业企业R＆D 占GDP 的比例、 每百人公共图书馆藏书量、 城市燃气普及率这3 项指标数值都是朝着对生态文明建设水平有利的方向发展的， 而教育财政支出占财政支出的比例和生态环保投入占财政支出比例则分别出现数值不稳定和逐年下滑的趋势， 所以要进一步加大对教育与生态环保方面的资金投入。在生态制度3 项指标当中，人均公园绿地面积和城镇基本医疗保险年末参保人数在总体上是呈上升的趋势， 表明它们是向有利于生态文明建设的方向迈进；每万人拥有公共交通车辆在2018 年之前一直是稳步上升的，却在2018 年出现下降，说明仍需进一步加强公共交通方面的投入，完善生态制度。

4 结论与建议

4.1 结论

通过实证分析， 得出湖北省的生态文明建设存在以下问题。

（1） 从综合评价分析来看，2013 年之前湖北省生态文明建设的情况并不乐观，除了生态环境之外，其他3 项一级指标增长较为缓慢；2014 年到2017年数据显示， 湖北省在生态文明建设上取得了较大的进步，然而其关注的重点仍是生态环境的治理，直到2018 年，湖北省整体生态文明建设水平才有了较大提升，并且在各方面都采取了有效的治理手段。

（2）分析一级指标发现，生态环境指标所占的比重最大， 但7 项指标中有4 项指标的发展趋势是不利于湖北省生态文明建设的， 说明湖北省在进行治理时只是片面地考虑到了几个重要的指标数据，并未进行全面治理。 其他3 个一级指标的发展趋势相比生态环境指标而言，增长速度较慢，但仍处于增长阶段，在之后的建设过程中，应进一步加大这三方面的建设力度。

分析二级指标发现，工业固体废物综合利用率、人口密度、人均淡水资源量、空气质量指数为优良的天数比、 教育财政支出占财政支出的比例和生态环保投入占财政支出比例这几项指标的变化趋势不利于提升湖北省生态文明建设水平， 同时湖北省应加快提升废物利用率和淡水资源重复利用方面的能力。

4.2 建议

近年来，通过综合治理，湖北省的生态治理与建设的能力得到极大提升， 但部分政策措施仍需进一步改善［13］。通过以上分析，笔者就湖北省下一步的生态文明建设提供以下4 点建议。

（1）转变经济增长方式，发展低碳循环经济。 首先要明确经济发展目标， 改变生态经济的现状。 其次， 促进产业优化升级， 将发展重点聚焦于第三产业，努力发展高新技术，提高第三产业的贡献率，控制高能耗行业的发展，或者促进行业转型升级，降低企业生产过程中产生的氮氧化物、 二氧化硫等气体的排放量［14］。 最后，将绿色发展理念贯穿于发展始终，积极扶持低碳产业的发展，发展生态产业，降低水耗能耗、节约资源，优化能源生产消费结构，最大限度地利用风能与太阳能等可再生清洁能源。 通过以上措施实现经济发展方式的改变。

（2）加强环境保护力度，解决环境污染问题。 生态环境在生态文明建设中占据重要位置。 湖北省在进一步推进生态文明建设时必须提高对生态环境的保护水平，重点关注环境问题。 首先，应准确识别出湖北省环境最突出的问题，针对实际问题进行分析，加强治理力度。 其次， 努力开发新能源与可再生资源，降低污染物与二氧化碳的排放量，贯彻绿色发展理念。 最后，要加强对企业的监管，督促企业减少排放固体废弃物和有害气体， 引导企业同政府一起为湖北省环境问题出谋划策， 最终解决生态环境污染问题。

（3）加强生态文明教育，鼓励全社会参与。应充分调动人民群众参与生态建设的积极性，在社会上培育主动进行生态文明建设的风气，从而提升湖北省的生态文明建设水平［15］。 首先，要公开湖北省各地的环境状况信息，提高环境质量信息的公开度与透明度， 让公众能够便捷地获取环境质量信息，发挥群众的主体作用，激发群众的环保热情。其次，应当制订一套较科学有效的监督体系，使群众参与到建设与治理过程中， 并鼓励居民监督环保工作，举报污染源，积极反馈影响环境质量的问题。 最后还应当加大对生态环境建设的教育与宣传，引导群众养成绿色消费的观念，提倡民众选择公共交通出行方式，降低尾气排放带来的污染，主动加入到生态文明建设的实践中。

（4）优化土地开发利用，树立节约资源意识。 在土地利用方面，目前湖北省人口密度过高，致使生态环境承压太大，导致生态环境恶化。应当通过转移城市产业促进人口分散， 从而缓解人口过多产生的环境压力； 运用各种手段将土地的利用率提升到合理水平，并以政策手段保护土地资源。在水电资源利用方面，首先，可通过树立公民的节水节电意识，避免浪费； 其次， 可以通过采取提高用水用电单价的方式，运用市场手段来节约利用水电资源。

5 结语

综上所述， 笔者针对湖北省生态文明建设的现状，从生态经济、生态环境、生态文化、生态制度4 个维度建立了生态文明建设评价的指标体系， 并运用熵值法对20 个指标数据进行实证分析，得出如下结论：（1）湖北省生态文明建设水平逐年向好，2018 年的综合评价指数达到第II 等级，即其生态文明建设水平处于良好状态。 （2）湖北省在生态经济、生态文化以及生态制度建设方面仍有待提高。 据此提出建议，从转变经济增长方式、加强环保力度、加强生态文明教育以及优化土地开发利用四个方面入手，推动湖北省生态文明建设水平的持续提升。