河北省农村人居环境质量评价及空间分异研究

申琳，孙茹雪*，刘海燕，孙佳慧，李华军

（1.河北农业大学文管系，河北 沧州 061100；2.唐山市滦州市雷庄镇人民政府，河北 滦州 063705）

农村人居环境是农民生产生活所需物质与非物质的有机结合，由人文环境、自然生态环境和区域空间环境组成，是一个复杂的动态系统，其功能转换和演变具有内在规律[1]。研究农村人居环境及其改善对指导农村经济、环境以及社会的协调发展具有重大意义[2]。随着我国经济社会转型和工业化的快速发展，农村自然生态环境破坏、农村公共产品供应不足、农村生活建设无序等现象在农村蔓延。与此同时，由于管理制度欠缺带来的搭便车和邻避心理[3]、城市化加快所带来的村落空心化以及村集体经济衰弱[4]等问题长期制约农村人居环境质量的提升。由此可见，改善落后的农村人居环境是当务之急。为切实推进农村人居环境整治工作，国务院办公厅先后印发《农村人居环境整治三年行动方案》《农村人居环境整治提升五年行动方案（2021-2025年）》[5，6]，为改善农村人居环境、建设美丽农村提供了指引和方向[7]。

学术界高度关注农村人居环境并取得丰硕成果。国外学者主要从农村聚落形态与土地利用[8]、农村人居环境演化[9]、可持续发展[10]等方面对人居环境展开研究。国内学者从地理学、社会学、建筑学与城市规划学角度进行研究。地理学角度，李伯华等[11]对传统村落转型发展的系统特征及动力机制进行了分析，李裕瑞等[12]对乡村人居发展与美好人居建设的关系进行了深入研究；社会学角度，徐顺青等[13]分析阐述了PPP治理模式在人居环境整治中的应用，于法稳[14]对新时代农村绿色发展的对策进行了探究，宋国恺等[15]从农户角度出发对其农村环境整治的可行性路径进行了阐述；建筑学与城市规划学角度，张立等[16]对镇村布局规划及其延伸进行了深入探讨，周政旭[17]以城乡风貌改造运动为中心进行分析并得到农村人居环境建设的相关启示，吴唯佳等[18]将人居科学与乡村治理相结合并对如何科学建设农村人居环境进行了分析。通过梳理发现，农村人居环境研究的系统性不断加强，各类学科的交叉程度进一步深化，但是缺乏对经济、社会发展处于中等水平区域的农村人居环境的研究。基于此，以河北省11个地市作为研究对象，构建农村人居环境质量综合测度模型，综合运用改进的灰色TOPSIS法、耦合协调度模型对河北省农村人居环境质量及空间分异特征进行分析，ArcGIS10.2软件对河北省人居环境质量及空间差异进行可视化。旨在解决河北省农村人居环境区域性失衡问题，为改善河北省农村人居环境、推动区域协调发展提供参考。

1 数据来源

所用数据资料来源于《河北经济年鉴（2017年）》[19]、《河北统计年鉴（2017年）》[20]以及河北省各市的第三次全国农业普查主要数据公告[21]，11个地市包括石家庄、承德、张家口、秦皇岛、唐山、保定、廊坊、沧州、衡水、邢台、邯郸。主要指标包括：经济实力、经济效益、消费及收入水平、通讯条件、交通条件、环境卫生条件、文化服务水平、教育水平医疗水平、住房状况、饮用水、卫生设施以及市场建设等。

2 研究方法

参考前人研究成果，根据数据可获得性与真实性，构建河北省农村人居环境质量评价体系，采用改进的灰色关联TOPSIS法、耦合协调度模型以及全局Moran’I指数对河北省农村人居环境质量展开评价，及分析其空间分异特征。

2.1 指标构建

我国的农村人居环境包括内外2个维度，外部维度是指国家制度，内部维度是指内生变量，包括经济、政治、社会、人居空间行为因素等[22]。考虑到国家制度的稳定性与一致性，因此从内部维度测度河北省农村人居环境质量。依据系统性、可操作性、理论联系实际等则，选取经济发展水平、基础设施水平、公共服务水平、农村生活条件4个准则层、13个一级指标、35个二级指标，构建河北省农村人居环境质量综合测度模型的指标体系（表1）。

表1 河北省农村人居环境质量评价指标体系Table 1 Evaluation index system of rural residential environment quality in Hebei Province

2.1.1 经济发展水平 经济发展水平是衡量一个地区物质基础的重要指标，是农村人居环境建设的前提与保障[23，24]。经济发展水平主要包括经济实力、经济效益、消费及收入水平3个一级指标，农村居民人均可支配收入、农村人均农林牧副渔业产值、农业投入产出率、人均地区生产总值、社会消费品人均零售额、农村居民恩格尔系数6个二级指标。

2.1.2 基础设施水平 完善基础设施对改善农民生活条件，改善农村风貌以及促进可持续发展具有重要作用[25]。基础设施包括通讯条件、交通条件、环境卫生条件3个一级指标，通有线电视的村庄占比、通宽带的村庄占比、有火车站的乡镇占比、通公路的村庄占比、主要道路有路灯的村庄占比、自来水受益的村庄占比、村庄年用电量、生活垃圾集中或部分集中处理的村庄占比、生活污水集中或部分集中处理的村庄占比、完成或部分完成改厕村庄的占比9个二级指标。

2.1.3 公共服务水平 公共服务是农民参与政治、经济、文化活动的基本保障，优化公共服务水平对提升人居环境质量、改善居住条件意义重大[26]。公共服务包括文化服务水平、教育水平、医疗水平3个一级指标，有图书馆或文化站的乡镇占比、有剧场或影剧院的乡镇占比、有体育场馆的乡镇占比、有公园及休闲健身广场的乡镇占比、有体育健身场所的农村占比、有小学的乡镇占比、有幼儿园或托儿所的村庄占比、有社会福利收养性单位的乡镇占比、有卫生室的村庄占比9个二级指标。

2.1.4 农民生活条件 农民生活条件是衡量生活品质的象征性因素，主要包括住房、饮用水、卫生设施、市场建设[27]。农民生活条件包括住房状况、饮用水、卫生设施、市场建设4个一级指标，村庄混合结构住宅建筑的占比、拥有自己住房的农户占比使用净化处理的自来水的农户占比、使用受保护的井水和泉水的农户占比、使用水冲式卫生厕所的农户占比、使用卫生旱厕的农户占比、无厕所的农户占比、有商品交易市场的乡镇占比、有50 m2以上的综合商店或超市的村庄占比、有营业执的照餐馆所在的村庄占比10个二级指标。

2.2 构建模型

2.2.1 指标权重计算 为了避免个人主观因素对计算结果的干扰，选用熵权法计算农村人居环境各指标的权重。在熵权法中，熵值反映了方案的随机性及不确定性，熵值越小表示随机性越强，表示提供的信息越少，权重越大；反之熵值越大，权重越小[28]。

对某分项具体评价指标值（Xij）数据标准化处理。公式如下所示：

构建乡村人居环境质量评价标准化后的判断矩阵。公式如下所示：

计算第j个指标下第i个评价占该指标的权重（Pij）。公式如下所示：

2.2.2 TOPSIS法TOPSIS法又称优势解距离法，是一种用于有限方案的多目标决策的有效分析方法，主要借助正、负理想解最终计算得到最佳方案[29]。但该方法具有一定的局限性，对于规律性较弱且波动性较强的数据很难保证决策结果的准确性，而灰色关联理论恰适合动态数据的分析，能够避免一些不可控因素的影响[30]，故运用改进的灰色关联TOPSIS法，用绝对正负理想点替代相对正负理想点，保证决策结果的有效性与一致性。

构建标准化的加权决策矩阵，公式如下所示：

计算初始方案Z的正理想解（Z+）和负理想解（Z-）。公式如下所示：

计算待评价单元到正理想解的投影距离（di+）和负理想解的投影距离（di-）。公式如下所示：

计算各评价单元与正理想解的灰色关联系数（rij+）、负理想解的灰色关联系数（rij-）。公式如下所示：

式中，籽为分辨系数，一般取值为0.5。

计算各评价单元与正理想解的灰色关联度（ri+）、负理想解的灰色关联度（ri-）。公式如下所示：

将di+、di-、ri+、ri-分别与其最大值相di+max、di-max、ri+max、ri-max比进行无量纲处理，计算相对贴合度。公式如下所示。当Di-、Ri+值越大，说明评价单元越接近理想值；反之，说明评价单元越远离理想值。

综合考虑投影距离和灰色关联度，Di-和Ri+越大，表示评价单元越趋于正理想解；Di+和Ri-越大，表示评价单元越趋于负理想解。计算最终相对贴合度。公式如下所示：

式中，琢、茁沂［0，1］，且琢+茁=1，表示决策者在位置和形状层面上的偏好程度。

2.2.3耦合协调度模型 耦合度常作为评估两系统彼此作用强弱程度的工具，且耦合度的大小决定着系统之间的发展方向的有序程度以及关系稳定程度[31]。

人居环境系统内部的耦合协调是人居环境保持持续健康发展的基础，从系统内部出发把握系统的发展特征对于维持人居环境的均衡发展具有重要意义[32]。农村的经济发展水平、基础设施水平、公共服务水平以及农民生活条件所代表的生产、生态、社会文化及生活水平四大系统领域的协调发展将影响整个农村人居环境系统的优化发展，在前面人居环境质量综合评价的基础上，进一步运用耦合协调度模型对河北省11个地市的人居环境系统协调程度进行全面系统深刻的测度和评价。构建4个一级指标的综合评价指数，公式如下所示：

式中，F（x）表示农村生产水平系统综合评价指数，G（y）表示农村生态水平系统综合评价指数，H（z）表示农村社会文化水平系统综合评价指数，I（s）表示农村生活水平系统综合评价指数；Xi、Yj、Zk、Sl分别表示4个系统指标的标准化值，琢i、茁j、酌k、啄l分别表示4个系统指标的权重，m、n、o、p分别表示4个系统的要素个数（个）。

式中，C：耦合度；T：综合协调指数；D：耦合协调度，D值越大，说明系统空间协调度越大且处于良性发展的态势；籽、啄、兹、滋：待定系数。

采用自然断点分级法将耦合协调度（D）划分为4个等级（表2）。

表2 耦合协调度划分标准Table 2 Division standard of coupling coordination degree

2.2.4 全局Moran’I指数Moran’I指数可以反映整个地理空间上所有评价单元之间属性值的形似程度，其取值范围为I沂［-1，1］，当I跃0时，表示存在空间自相关，具有相似属性的评价单元存在空间上显著聚集；当I约0时，表示存在空间负相关，各评价单元之间差异显著；当I接近0时，表示随机分布，不存在空间自相关[33，34]。公式如下所示：

式中，xi，xj分别区域i和j的观测指标值，wij为空间权重矩阵，区域i和j空间相邻为1，不相邻为0。

3 结果与分析

3.1 农村人居环境质量评价权重分析

准则层中的指标权重值由高到低依次为B4跃B4跃B3跃B1，说明制约河北省整体农村人居环境质量提高的关键因素是农民生活条件；指标层中的指标权重值差距较大，其中C30、C5、C4的权重值居前三位，C10权重值最小（表3），说明环境卫生条件以及经济效益水平对河北省乡村人居环境质量也起着至关重要的作用，尤其在经济实力上各地区相差悬殊，成为影响各地区环境质量的重要区分点。

差异系数是反映河北省农村人居环境评价指标内部空间差异性的重要指标。C30、C5、C4的差异系数较大，说明河北省各地市农村厕改成效不均，人民的消费及收入水平差异较大；而C10、C8、C26的差异系数相较小（表3），说明河北省各地市在这些方面发展相对稳定与均衡。

表3 河北省农村人居环境质量评价指标权重和差异系数Table 3 Index weight and difference coefficient of rural residential environment quality evaluation in Hebei Province

3.2 河北省农村人居环境质量比较

在指标数据标准化及熵权法确定权重的基础上，运用灰色关联TOPSIS法计算河北省11个地区的农村人居环境质量综合评价值（表4），石家庄、唐山和廊坊的人居环境综合评价值0.599、0.597、0.568，居前三位，其中石家庄作为省会城市，经济发展水平、基础设施、公共服务等4项基准层发展均衡，短板相对较少；唐山经济发展水平居全省首位，农民生活条件和基础设施水平也处于相对优势地位，而公共服务水平存在短板，主要表现文化建设和教育水平发展滞后，如拥有剧场或影剧院的乡镇占比小、拥有公园及休闲健身广场的乡镇占比少、有幼儿园或托儿所的村庄占比少等；廊坊紧邻首都北京，因此农民生活条件优势凸显，但是农业投入产出率、农村居民恩格尔系数等较其他两个地区发展较为滞后。

表4 河北省村人居环境比较Table 4 Comparison of rural residential environment in Hebei Province

运用SPSS 23.0软件对各地区的农村人居环境综合水平进行聚类（图1），处于领先地位的石家庄、唐山、廊坊3个地区属于第一类，保定、秦皇岛、承德、邯郸、邢台、沧州属于第二类，衡水、张家口属于第三类。数据显示，各地区各地区的短板差异明显，其中邯郸地区的基础设施、公共服务和农民生活条件指标值较高，而经济发展水平滞后，主要体现在经济效益与消费水平较低；沧州地区的经济发展水平、基础设施水平、公共服务水平指标值较高，而农民生活条件较差，主要体现在饮用水质量较低、卫生条件较差、市场建设滞后等；秦皇岛地区经济发展水平较好，其他3个指标发展滞后；保定地区的农民生活条件相对较好，其他3个指标发展滞后。衡水和张家口地区的经济发展水平、基础设施水平、公共服务水平、农民生活条件指标值较低，发展均相对滞后，改善两地的农村人居环境有一定的难度。

图1 河北省农村人居环境聚类树状图Fig.1 Cluster tree diagram of rural residential environment in Hebei Province

3.3 河北省人居环境质量总体空间分异特征

利用ArcGIS 10.2软件，采用自然断裂法绘制河北省农村人居质量环境的空间分布图（图2）显示，评价值较高的地区呈“以京津为核心，呈现多中心”的分布特征，主要包括石家庄、唐山、廊坊。石家庄地区是河北省省会，且与京津相邻；唐山地区紧邻京津，且是港口城市；廊坊地区赋有“京津走廊和黄金地带”的美誉，凭借自身优质的生态环境资源，成为全国绿化模范城市之一。人居环境质量综合评价值较低的地区主要集中在河北省的东北、西北、以及南部地区。区域间农村人居环境发展仍存在较大差异。

图2 河北省农村人居环境质量评价空间分布Fig.2 Spatial distribution of rural residential environment quality assessment in Hebei Province

3.4 河北省农村各地区发展协调度比较分析

计算河北省11地市农村发展耦合度（表4）显示，处于拮抗阶段的地市占比达到36.37%，且地区间的耦合度差异较大，最高值与最低值相差0.625，各地市农村发展具有很大的进步空间。全局Moran’I指数=-0.238 9约0，且z=-0.7378、p=0.460 6，未通过显著性检测，说明河北省农村耦合协调度的分布不存在空间依赖性，呈分散分布，且区域差异性较大，以西南—东北方向的石家庄、廊坊、唐山三市与邯郸、沧州两市发展状况良好。

表4 耦合协调度计算结果Table 4 Calculation results of coupling coordination degree

综上所述，处于高度耦合阶段的石家庄、唐山、廊坊以及处于磨合阶段的邯郸、张家口，农村人居环境质量综合评价值处于优势地位，说明人居环境系统的内部协调将直接影响人居环境总体的发展状况。为提高整体农村人居环境质量，更要注重各地区人居环境系统内各子系统的协调发展，且与村镇整体发展水平具有良好的互动。

4 结论及建议

4.1 主要结论

基于面源数据，构建4个准则层、13个一级指标、35个二级指标评价体系，对河北省11地市农村人居环境质量进行评价，得到以下结论：（1）河北省农村人居环境质量的差异主要体现在农民生活条件准则层，具体表现为饮用水和住房状况共同制约了人居环境质量水平的提高。（2）河北省农村人居环境质量空间呈“以京津为核心，呈现多中心”分布，具有较大的空间异质性。（3）河北省整体人居环境耦合协调度较大，36.37%的地区处于拮抗阶段，人居环境的各子系统之间还未形成良好的互动态势；处于高度耦合阶段的地区有石家庄、唐山等。说明河北省农村人居环境耦合协调度与环境质量综合评价值具有一致性。

4.2 建议

4.2.1 全面改善农民生活条件 （1）持续推进厕所革命，探寻适应各地区发展特点、以及农民普遍接受的改厕模式，逐步提高农村厕所的普及率。同时推广厕所粪污的无公害及资源利用化的处理模式；（2）统筹协同推进农村垃圾治理模式，各地应根据自身状况建立更完善的垃圾处置及分类回收体系，减轻垃圾处理的工作量；（3）升级农村污水治理模式，有效利用技术创新加快污水治理效率，同时提高污水资源利用水平；（4）根据地区经济发展水平采取适度倾斜政策，对居民住房质量较差及市场建设相对欠缺的地区给予适当补助，让农民有所居、有所为。

4.2.2 因地制宜，合理规划，逐步缩小地区差异 （1）各地区政府应根据自身实际情况依次、梯度地开展治理行动，在资源有限的情况下，治理策略要先补缺短板后集体优化；（2）借助河北省人居环境质量呈“以京津为核心，呈现多中心”分布的优势，发挥中心地带的模范作用，带动周边地区人居环境改善；（3）根据地区特色有针对性地开展农村人居环境整治项目。

4.2.3 突出农民主体作用，激发其内驱动力 （1）做好宣传教育工作，让农民从根源上认识到农村人居环境改善的重要性以及其自身在环境整治中所发挥的重要作用，以思想带动行动；（2）加大对环境破坏行为的处罚力度[35]，促使农户自觉遵守村庄规范。（3）建立长效的激励机制，让农民拥有获得感；（4）给予农民对农村环境整治项目的监督权与建议权，增强农民对人居环境整治的认同感。