基于可视化的乡村水生态文明评价指标体系构建*

李彦彬，李红星，李道西，张泽中

（华北水利水电大学水利学院，河南 郑州 450046）

0 引言

水是生态环境的控制性要素，水生态文明是生态文明的重要组成部分[1]。水生态文明评价指标体系的建立是水生态文明建设从理论阶段进入实践阶段的必不可少的一环。自2013 年国家出台加快推进水生态文明建设的文件以来，水利部启动的各试点城市均探索构建了城市水生态文明建设评价指标体系，2016年水利部又发布了《水生态文明城市建设评价导则》[2]，城市水生态文明建设已经取得一定的成果。而我国乡村地区相对城市而言，由于存在自然资源、经济水平、受教育程度等弱势因素，乡村水生态文明建设难度远超城市地区，目前仅有极少数学者给出适用于当地的乡村水生态文明建设评价指标体系。为了使乡村建设不至于成为人民日益增长的美好生活需要的短板，构建符合乡村实际的水生态文明建设评价指标体系，对推动乡村水生态文明建设具有重要意义。

一般来说，指标体系构建的基础都源于对大量相关文献的统计梳理，其在文献的选择和评价方向的把控上都有很大的主观性。水生态文明建设系统评价复杂且各方面互相影响，单一的指标或仅表征地方水生态文明的指标体系不能有效体现我国水生态文明建设整体状况，且通过大量阅读文献来从整体上把握研究态势费时费力。大数据时代的今天，很多以前无法量化的事物都可以被量化，并通过计算机程序进行统计分析，用可视化方式来呈现研究领域的结构、规律和分布情况。文章利用大数据分析平台，通过文献计量学方法，对我国目前水生态文明建设研究态势进行定量分析，并绘制知识图谱，梳理其研究热点，从整体上把握我国水生态文明建设情况，提高指标的全面性和导向性。同时通过高频统计和主观补充筛选具体指标，完备指标体系构建，建立全方位表征乡村水生态文明建设状况的指标体系。

1 方法和数据来源

文献计量学是以文献为研究对象，借助文献的各种特征，采用数学与统计学的方法来描述、评价和预测某专业学科的现状与发展趋势[3]。CiteSpace 软件是国际上应用较为广泛的可视化软件，通过关键词共现、机构分布、国家或作者合作关系等可视化功能，绘制相关知识图谱，用于揭示其领域前沿的发展动态和热点方向，从而快速了解该领域的发展状况[4,5]。

该文采用文献计量学软件CiteSpace.V.5.6.R2（64-bit）对知网（CNKI）收录的有关水生态文明的文献进行可视化分析。通过主题词检索的方式确定数据源，其数据来源于CNKI中文文献数据库。检索方式是在CNKI 的主题词检索栏以“水生态文明”为主题词进行检索，检索时间截止2019 年12 月31 日，共检索2 233 篇文献，为了避免影响分析结果，增强入选文献的合理性，人工的对一些报纸，会议纪要、公告、通知等非学术论文逐一剔除后，得到有效文献1102篇。选择refworks格式，以“download.txt”为文件名下载存储，每一条数据记录主要包括文献的作者、题目、发表来源、关键词、摘要，发表日期等信息。检索时间为2020年2月10日。

2 文献计量结果分析

2.1 发文时间分布分析

水生态文明研究论文发表数量年度分布情况如图1 所示。从图1 中可以发现水生态文明研究文献从2013年开始飞速发展，文献数量由2012年的30篇上升到2014年的444篇，增加了14.8倍，2013—2016年属于水生态文明研究的鼎盛期，其原因为党的十八大提出要将生态文明建设放在突出地位，一系列政策效益刺激了水生态文明研究文献的爆发式增长。之后随着时间的推移，研究热度逐渐下降，但在国家紧密建设水生态文明的背景下，其相关研究文献数量也保持在每年100篇以上。

图1 2007—2019年水生态文明研究论文发表数量年度分布

2.2 关键词分析

基于构建乡村水生态文明建设评价指标体系的需要，该文只绘制研究领域的关键词知识图谱。关键词在一篇文献中一般只有3～6个，却是整篇文章核心的概括，表达了一篇论文的核心观点，是文章精髓所在。高频次的关键词则通常被用来确定该研究领域的研究热点[6]，通过对研究热点的挖掘来建立乡村水生态文明评价指标体系框架。在CiteSpace 中将文献关键词作为选定文献的表征内容进行分析，通过关键词频率共现，展现出水生态文明领域的研究热点及其内容构架。Time Slicing 设置为从2007—2019 年，生成水生态文明研究关键词共现知识图谱（图2）。图2中，节点与关键词一一对应，圆环越大表示关键词出现频次越大，圆环年轮色代表不同的年份，出现紫色圆环的节点为关键词共现网络中的关键节点（中心性大于0.1），关键词中心性越大则字体越大，连线表示关键词之间的关联度。图2 中有208 个关键词节点，441 条连线，但网络密度只有0.020 5，说明该研究领域主题多样但联系不紧密，热点词普遍偏向宏观。提取前20 个高频关键词，按频次排序如表1所示。

图2 2007—2019年水生态文明研究关键词共现知识图谱

指标本身是对现实的抽象和标准化。乡村水生态文明建设是一个复杂的系统，不仅有自身自然条件的局限，也有评价者本身认知能力的限制，对水生态文明的监测无法做到面面俱到。于是，依据当前社会水生态文明研究发展进展，针对乡村水生态文明建设关键维度来设计若干指标，构建评价指标体系，通过指标体系中数据的变动来认识和把握现实。同时，指标也随着现实变化和研究深入更新调整。频次高代表研究广泛，综合图2和表1，除去基础关键词“水生态文明”“水生态文明建设”“生态文明”等，对水生态文明领域的研究大都从水生态、水资源、水生态文明城市、水资源管理、评价指标体系等方面入手。综合关键词频数以及中心性来考虑，指标体系以“水生态、水管理、水环境、水文化、水景观、水安全”作为评价框架第一层。为保证研究的科学性，同时以绘制得到的重点文献进行内容分析和指标频次统计，对图2 进行分析得到图3和表2。

表1 水生态文明研究前20位高频关键词

表2 基于citespace选取的15篇水生态文明评价体系研究文献

图3 基于citespace选取的15篇水生态文明评价体系研究文献

2.3 具体指标频度分析

运用高频统计法，对表2 中15 篇文献中建立的15 个水生态文明评价指标体系415 个指标进行指标频次统计[7-21]。统计过程中，对相关性大的指标进行合并统计，如城市水环境功能区水质达标率、水功能区水质达标率、河流水功能区达标率等指标合并为水功能区水质达标率；农药、化肥施用量增长率、氨氮排放量、COD 排放量等指标统称为农田面源污染控制；湿地面积率、水域面积率等统称水域（河流、湖泊、湿地）面积率；水文化普及率、水文化挖掘与保护、水文化宣传载体数量等统称水生态文明宣传教育覆盖率；生活节水器具普及率与节水教育普及率合并为节水意识与行为的体现程度。同时因为目前涉及乡村的水生态文明研究文献屈指可数，该文多数文献都是以城市为评价尺度，在指标合并中，具有明显城市属性的指标不再考虑，如万元GDP 用水量、垃圾无害化处理率、复用水率等指标。最终得到频度大于40%的指标频度分析图（图4）。

图4 水生态文明评价指标体系指标频度分析

由图4可知，频度排序前三的指标为污水处理率、生态需水满足程度、防洪除涝工程达标率，其频度在80%以上，同时15个指标体系中60%的指标都分布在水生态、水管理、水环境、水文化、水景观、水安全6个方面，说明依据水生态文明研究现状，以关键词频数以及中心性来确定的评价框架是合理的。其次结合我国南北水资源特点，增加区域性特色指标。

3 评价指标体系构建

3.1 高频指标

水生态文明是一个涉及多方面的系统概念，其评价指标体系除了覆盖水生态文明发展的全部要点外，建立乡村水生态文明评价指标体系还应结合乡村整体特点，考虑指标的匹配度和可操作性。根据2.3的频度统计结果，选择污水处理率、生态需水满足程度、防洪除涝工程达标率、水生态文明宣传教育覆盖率、水土流失治理率、节水灌溉率、农田面源污染控制、水域（河流、湖泊、湿地）面积率、饮用水水质安全达标率、节水意识和行为的体现程度、水利设施完好率、地下水超采面积率、河湖水系连通率13 个指标作为一部分评价指标。

3.2 补充指标

水管理方面，补充水生态文明建设重视度和乡村河（湖）长制落实情况指标。水生态文明建设重视度代表地方党政部门对水生态文明建设的重视程度，河（湖）长制是新时代推进治水和水生态文明建设的重要工作举措和制度措施，选用乡村河湖长制落实情况来考察乡村河（湖）长制体系、措施、考核机制是否到位。

水环境方面，补充禽畜养殖污染治理情况指标，定性指标。农村水环境污染主要的来源是禽畜养殖污染，其次是种植污染和生活工业污染，用禽畜养殖污染治理情况、高频指标农田面源污染控制情况和污水处理率来衡量。

水文化方面，补充水文化的挖掘与结合指标，定性指标。考量乡村历史文化与水工程的有机融合程度。

水景观方面，补充生态护岸比例、亲水景观建设情况和水域及周边环境观赏性3个指标。生态护岸是农村河道整治的一种良好方式，不仅美化环境，重要的是具有防洪排涝的功效，基于此，设置生态护岸比例指标。设置亲水景观建设情况，该指标是定性指标，从亲水景观数量及周边安全保护设施建设情况来反映乡村水景观建设情况。但乡村水景观自然属性更强，景观建设要充分尊重乡村原始的自然环境[22]，设计要融入乡村当地风格，用定性指标水域及周边环境观赏性来表征乡村水景观的融合度。

水安全方面，补充生活用水保障率指标。高频指标饮用水水质安全达标率旨在衡量水质，生活用水保障率则意在衡量水量。同时考虑指标的数据可获取性，将定量指标防洪排涝工程达标率改为定性指标防洪排涝能力，来考量乡村防洪工程建设情况和防汛责任制度落实情况。

区域性特色指标，我国水资源南多北少，北方是地下水的主要用水地区，考察地下水的指标并不具有全局性。因此，以南北为区分，设区域特色指标，乡村根据自身区域特点来选取指标。用地下水超采面积率来表征北方乡村地下水资源利用状况，相对的，南方河流湖泊众多，水体富营养化同样也是我国严重的水污染问题，以湖库富营养化指数来评价南方乡村湖库富营养化指数。

综上所述，基于上述对我国水生态文明关键词知识图谱的分析，以评价现状和未来发展为出发点，建立“水生态、水管理、水环境、水文化、水景观、水安全、区域性特色”7 个维度的共22 项评价指标的评价指标体系（表3）。

表3 乡村水生态文明建设评价指标体系

3.3 评级指标标准值及评价等级划分

评价标准值的确定立足于乡村实际情况，以《水生态文明城市建设评价导则SL/Z738-2016》为主要依据，结合《防洪标准GB50201-2014》以及专家学者对水生态文明建设评价标准的研究，科学合理地划分评价指标体系中各指标的评价标准，见表2。将乡村水生态文明建设等级划分为5个等级，从高到低依次为优秀、良好、中等、合格和不合格，根据指标得分总和确定最终的乡村水生态文明等级（表4）。

表4 乡村水生态文明建设等级划分

3.4 权重及评分值确定

指标的权重反映其对乡村水生态文明建设的重要程度，合理确定指标权重是评价的关键。该研究选用层次分析法来确定指标权重，依据文献计量结果和专家对各指标的重视程度，对各层指标进行两两比较，构造出比较判断矩阵。经过一致性检验，得到各层次的权重向量，见表5。其中，区域特色指标作为扣分指标，不计入总分值。

计乡村水生态文明评价总分值为100分，分别乘以各个指标的权重，得到各个指标在乡村水生态文明建设评价中占有的总分值，再对照阈值确定指标分级及得分（表5）。

4 实例验证

4.1 评价结果及分析

对构建的乡村水生态文明建设综合评价指标体系进行实例验证，选取山东省临沂市沂南县竹泉村、贵州省黔西南州兴仁市鲤鱼坝村进行乡村水生态文明建设程度的评价。根据构建的指标体系，以2019 年为基准年，通过网站收集、现场调研与分析，获取的原始数据见表5。

表5 乡村水生态文明建设综合评价

经计算，竹泉村、鲤鱼坝村2 个典型乡村水生态文明建设综合评价值分别为84 分、86 分，对应的水生态文明等级分别为：“良好”“良好”。竹泉村是首批我国乡村旅游重点村，鲤鱼村入选了全国乡村治理示范村镇，评价结果与实际基本吻合，说明建立的乡村水生态文明评价指标体系是合理的。

4.2 讨论

竹泉村和鲤鱼坝村走的都是文旅深度融合的路子，其水景观和水文化建设情况都处于优秀的水平，水景观建设中，水工程与水文化结合程度较好，景观观赏性及其水生态文明宣传覆盖度都达到80%往上。竹泉村还需进一步加快河湖长制的落实，重视其生态环境保护，加强农村河湖的生态保护与修复；鲤鱼坝在水生态文明建设过程中展开了大量有效的工作，取得了一定的成果，但同时今后应加强节水灌溉技术的推广和发展，提升区域水资源利用率。

总结其乡村水生态文明建设成功经验，一是因地制宜利用自然环境，打造特色水生态文明村；二是建设亲水设施，将水景观与水文化有机融合，打造生态舒适水景观；三是大力开展厕所粪污治理，梯次推进农村生活污水治理；四是将乡村建设融入水生态文明理念，让水生态保护和水环境治理成为展示乡村生态文明的窗口；五是鼓励应用新型生态材料修复农村水生态系统；六是促进产业共生共荣发展，打造自己的特色产品，增强乡村活力。

5 结论与建议

该文基于可视化分析软件在我国水生态文明研究发展现状的基础上，对乡村水生态文明建设评价指标体系进行了研究，建立了以“水生态、水管理、水环境、水文化、水景观、水安全、特色性指标”为主的乡村水生态文明评价框架，以评价现状和未来发展为出发点，通过高频统计和主观补充筛选出适合乡村实际的具体指标，运用层次分析法和线性加权法对山东省临沂市沂南县竹泉村、贵州省黔西南州兴仁市鲤鱼坝村两个典型乡村的水生态文明建设水平进行评价。经验证，其评价结果科学可靠，能真实地反映实际情况，说明建立的指标体系合理，可用于推进乡村水生态文明建设进程。但水生态文明是一个复杂的体系，关于水生态文明建设的相关内容也处于探索阶段，同时乡村情况较城市难以定量考量，针对评价指标的选取、评价标准的确定都待进一步研究和完善。针对该研究提出的乡村水生态文明建设评价指标体系中区域特色指标方面，可根据地区差异调整指标，进一步提高指标体系评价的可靠度。

同时针对我国水生态文明建设评价提出以下建议，以期为我国水生态文明建设评价工作提供一定的参考。

（1）尊重区域特色的差异化发展模式。根据评价对象水生态文明建设现状与自身发展规律，在遵循多元发展原则的基础上，依据其建设需求，选取适宜的评价指标和合理的评价标准，制定出科学、适宜性和认可度较高的评价指标体系；

（2）突出重点与保持平衡相结合。水生态文明建设评价涉及很多方面，评价中涉及的内容也很多，因此，在水生态文明建设评价中一是要突出重点内容，二是要保持各方面平衡；

（3）避免只是局限于对既有工作的总结性评估与分析，而不对未来发展进行测量；

（4）自我评价与第三方评价相结合。积极推动如高校、科研机构等机构第三方介入，将自我监督与社会监督统一起来，从而提升评价质量。