基于知识图谱可视化的城市生态文明评价指标体系构建

郑宇婷，唐靖滢，刘 丹

(福州大学 经济与管理学院，福州 350108)

一、引 言

党的十九大报告强调，要加快生态文明体制改革，建设美丽中国。城市生态文明建设作为全国生态文明建设的重要一环，是促进城镇化与自然环境相互协调的重要措施[1-3]。当前城市发展面临着一系列生态问题，如空气污染严重、人口密度大、交通拥堵等[4-6]。评价城市生态文明状况能够反映城市规划、建设、管理成效，推进城市生态文明建设工作。部分学者在构建评价指标体系时存在主观性较强等问题，利用文献计量方法，借助知识图谱可视化构建城市生态文明评价指标体系，在一定程度上可减少因主观因素所致的评价不够准确、全面等问题，较客观地反映出城市生态文明现状，为城市治理相关部门提供信息支持，助力实现城市可持续发展。

梳理城市生态文明评价指标体系构建的相关文献发现，学者们筛选指标的方法各有不同。早期文献中，专家座谈、发送电子信件等征询各领域相关专家的意见是多数学者筛选评价指标的方法[7-8]，但专家学者在评价方向的把控上存在一定的主观性。部分学者通过阅读大量文献，从整体上把握研究方向后确定指标[9]，但该方法费时费力且对文献的选择也存在一定的主观性。在信息化时代背景下，本文利用文献计量软件筛选指标，用定量方法降低主观性对指标体系的影响。

评价指标的选择将直接影响评价结果，决定评价结果的可靠性。目前，城市生态文明的评价指标选择可分为两类。一类是考虑经济、自然环境及社会三个层面构建指标体系，这类是目前应用最广的指标体系[10]。另一类是考虑城市所具备的功能，增加文化、政策制度、技术创新等层面构建指标体系[11-12]。两类指标体系各有优劣，本文根据文献计量结果，在把握城市生态文明建设研究态势的基础上确定指标，以提高指标导向性。

综上所述，本文运用文献计量、知识图谱可视化等方法，分析中国当前城市生态文明建设研究态势，探索研究领域的规律，从整体上把握中国城市生态文明建设情况，提高指标的全面性和导向性。通过高频统计、结合政府文件筛选指标，完善指标体系的构建，建立表征城市生态文明建设状况的指标体系，以期为城市生态文明建设提供理论依据。

二、研究方法

本文采用CiteSpace V.5.7.R5(64-bit)对中国知网和万方数据库收录的生态文明评价领域的核心期刊和学位论文进行可视化分析。2007年党的十七大首次提出“生态文明”这一概念，此后生态文明评价研究引起广泛关注。因此本文选取从2007年开始的生态文明评价领域文献，通过文献计量分析构建城市生态文明评价指标体系。时间跨度最终确定为2007年1月至2021年7月。为保证检索的全面性，检索方式选择高级检索，选择主题词为生态文明and(评价or绩效or评估or测评)。导出格式为RefWorks，导出内容包括标题、作者信息、摘要、关键词、发表年份。

此外，为避免影响分析结果，增强入选文献的合理性，人工剔除了会议、广告、书评等非学术文献，得到有效文献1276篇。例如杨发庭等[13]发表的《基于AMI理论的生态文明智库评价研究》一文主要评价生态文明智库的建设，并未涉及生态文明建设相关内容，与本文主题不符，故予以剔除。

三、城市生态文明评价指标构建

(一)基于关键词共现的一级指标确定

关键词能够言简意赅地概括整篇文章的中心，呈现文章的研究方向[14-15]。将规范化处理后的数据导入CiteSpace软件，勾选Keyword，Time Slicing设置为2007—2021年，时间切片为1年，阈值设置为出现频次前50的关键词，利用寻径网络算法(pathfinder)和修剪切片网(pruning sliced networks)，构建关键词共现知识图谱，如图1所示。

关键词知识图谱中，节点与关键词一一对应，字体越大代表该关键词中心性越高，圆环越大表示该圆环对应的关键词出现的频次越高，不同的关键词之间的连线表示它们之间存在关联[16-17]。图中有527个关键词节点，898条连线，但网络密度仅为0.0065，说明该研究领域主题多样但分布较为疏散。提取前30个高频关键词，见表1。提取中心度排名前30的关键词，见表2。

剔除基础关键词“生态文明”、“生态文明建设”、“评价”等，生态文明领域的研究大都聚焦于“水生态文明”、“城市生态文明”、“海洋生态文明”等方面。其中，表1、表2可提取频率较高的关键词包括“生态经济”、“生态环境”、“环境保护”、“人居环境”、“生态承载力”等，结合2016年国家发展改革委等部门制定的《生态文明建设考核目标体系》，可确定城市生态文明评价指标体系的大致框架，将“生态经济”、“生态环境”、“人居环境”、“环境保护(扣分项)”作为指标体系的一级指标。

(二)基于关键词聚类的二级指标确定

1.重点文献获取

城市生态文明评价指标的筛选应保证系统性。利用聚类统计分析关键词，把众多关键词之间复杂的网络关系梳理为数目相对较少的类别，不仅能快速把握现有文献的研究态势，还能保证城市生态文明评价指标体系的全面性和系统性[18-19]。在关键词共现知识图谱的基础上，利用CiteSpace对关键词进行聚类分析，聚类结果如图2所示。

由图2可知，与评价指标体系相关的类别包括#1指标体系、#2评价指标体系和#6评价体系，查看各聚类中所包含的文献，最终获取25篇城市生态文明评价的重点文献。

2.高频指标确定

重点文献所建立的25个城市生态文明评价指标体系共包含282个指标，对相关性大的指标进行合并统计。如将SO2排放量、SO2年日均值、城区环境空气SO2含量、SO2排放强度合并为主要污染物SO2排放控制；将工业废水排放量、废水排放强度、水污染物排放强度、废水排放中化学需氧量含量合并为城市污水集中处理率；将森林覆盖率、植被覆盖度合并为林草覆盖率；将全年绿化面积、新增立体绿化面积、建成区绿化覆盖面积、建成区绿化覆盖率合并为建成区绿化覆盖率；将公园绿地面积、人均公园绿地面积、人均公共绿地面积合并为人均公共绿地面积；将生态环保投资占财政收入比例、生态环保投资占GDP比例合并为生态环保投资占财政收入(GDP)比例。

统计重点文献中的各指标出现频率，剔除明显农村属性的指标，如农村常住居民人均可支配收入、农村居民家庭人均纯收入、新型农村合作医疗参合率等指标，整理频次排名前20的高频指标，结果见表3。

城市生态文明评价指标体系除了覆盖城市生态文明建设的全部要点外，还应考虑指标的匹配度和可操作性。结合表3的频率统计结果，最终选择第三产业占GDP比重、单位GDP能耗、地区人均GDP、城镇居民人均可支配收入、单位GDP水耗、森林覆盖率、建成区绿化覆盖率、人均公共绿地面积、城市生活垃圾无害化处理率、地级及以上城市空气质量优良天数、主要污染物SO2排放强度、城市污水集中处理率、工业固体废弃物综合利用率、城市区域噪声分贝值、生态环保投资占财政收入比例、人口密度、人均城市道路面积、R&D经费支出占GDP比重、城镇登记失业率、城镇居民医疗保险覆盖率作为城市生态文明评价的部分二级评价指标。

3.个别指标补充

基于高频指标的选择，进一步根据国家最新颁布的生态文明建设评价体系《生态文明建设考核目标体系》补充相关指标。

生态经济方面，补充“耕地保有量”指标。该指标可反映当地耕地面积多少，是农作物种植的承载物，其作为经济发展的一种方式，与生态文明建设息息相关。

生态环境方面，补充“细颗粒物(PM2.5)年均浓度”、“主要污染物氮氧化物排放强度”指标，反映空气污染物情况，进一步衡量空气质量。补充“地表水质达标率”指标，水是生态环境不可或缺的组成部分，该指标可衡量地表水体质量达标情况，使生态环境评价更加完整。

人居环境方面，补充“居民对生态文明建设、生态环境改善的满意程度”指标，通过国家统计局组织的抽样调查，反映公众对生态环境的满意程度，能够综合反映生态文明建设落实情况。

环境保护方面，补充“地区重特大突发生态环境事件”、“造成恶劣社会影响的其他环境污染责任事件”、“严重生态破坏责任事件的发生情况”作为扣分项，以衡量生态环境保护情况。

最终得到城市生态文明评价指标体系，见表4。

(三)基于AHP的权重确定

权重反映城市生态文明评价指标的不同重要程度，合理确定指标权重是评价的关键。本文将结合表3高频指标出现的频率，运用层次分析法来确定指标权重[20-21]。

本文已构建城市生态文明评价指标体系(表4)，涵盖4个一级指标，28个二级指标。向生态学、环境经济学等研究领域的20名专家发放问卷，回收问卷并整理数据，结合表3高频指标的词频统计结果、《生态文明建设考核目标体系》中对指标的评分，计算判断矩阵的最大特征根、特征向量，该特征向量即为对应评价指标的权重向量。其次，检验判断矩阵的一致性，当CR<0.1时，表示矩阵具有满意的一致性。通过计算可知，三个层级CR分别为0.0172、0.0221和0.0611，均通过一致性检验。

本研究共发放问卷20份，回收20份，各指标分析权重结果见表4，其中指标X41、X42、X43属于评价指标体系的扣分项，直接参与本文指标体系评价，所以此处未衡量其权重。

(四)基于政府文件的标准值确定

由于中国地域辽阔、地貌复杂，不同地区地理条件差异明显，各地区经济发展不平衡，各地区生态基础和各城市间的规模和功能也存在较大差别。因此，在评价过程中，需针对中国不同城市的特点和差异，制定可供选择的多元化评估标准值。

标准值的选择主要参考2007年《生态县、生态市、生态省建设指标》、2007年《宜居城市科学评价标准》、GB 3095—2012《环境空气质量标准》、2013年《国家生态文明建设试点示范区指标》、2020年《中国生态环境公报》等。部分指标无明确标准，如地区人均GDP等，则选择当年全国的平均值作为标准值。各指标的标准值见表4。

四、实例验证

(一)城市生态文明评价步骤

本文参考李艳芳等[22]的城市生态文明建设水平计算方法，对待评价数据采取无量纲化处理，以便对比分析。具体步骤如下：

(1)指标无量纲化处理。若为正指标，则分值=实际值/标准值×100%，当实际值>标准值时，分值取100%；若为负指标，则分值=标准值/实际值×100%，当实际值<标准值时，分值取100%。

(2)计算城市生态文明评价综合得分。将上述分值与各项指标对应的权重相乘，得到各项指标的得分，城市生态文明综合评价得分为各项指标的得分之和。

(3)计算城市生态文明评价最终得分。考虑当地环境保护状况，对表4中“环境保护(扣分项)”层面的各项二级指标采取扣分制。每一项指标出现一次扣5分，该项总扣分不超过20分，最终得到城市生态文明评价最终得分。

(4)确定城市生态文明等级。李彦彬等[23]将城市生态文明评价最终得分划分为五个等级，按得分高低，分数取值为[90,100]视为“优秀”，取值为[80,90)视为“良好”，取值为[70,80)视为“中等”，取值为[60,70)视为“及格”，取值为[0,60)视为“不及格”。

(二)城市生态文明评价结果

作为第一批国家生态文明试验区，贵州省和福建省分别地处中国的西南和华东地区，能够代表中国不同地域条件和生态基础。处于西南部的贵州是长江和珠江“两江”上游重要的生态屏障，生态环境良好但比较脆弱，将生态优势转化为发展优势，实现人与自然和谐共生是其努力的方向。地处华东地区的福建省虽已在推进生态文明领域治理体系和治理能力现代化方面走在全国前列，但仍不断推进生态文明体制改革，形成人与自然和谐发展的现代化建设新格局。因此，本文以贵州省贵阳市和福建省莆田市为例，探讨该评价指标体系的准确性和可行性。各城市生态文明评价指标数据来源于2019年贵州省和福建省对应的省(市)统计年鉴、统计公报、环境状况公报。具体评价结果见表5。

根据评价结果，2019年贵州省贵阳市和福建省莆田市的生态文明评价最终得分分别为79.3588和91.5020，对应生态文明等级分别为“中等”和“优秀”。

贵阳市和莆田市在生态经济中都表现出色，但在生态环境方面，贵阳市得分稍显逊色。贵阳市地处祖国西南边陲，因所处地理环境的特殊性，面临着水土流失和石漠化等严峻挑战。自2017年中共中央办公厅、国务院办公厅印发《国家生态文明试验区(贵州)实施方案》以来，贵阳市正奋力建成全国生态文明示范城市，先后被列为“国家卫生城市”、“全国文明城市”，入选“全国十大低碳城市”[24]。而莆田市位于全国首个生态文明试验区的福建省，生态文明建设基础较好，2018年以来森林覆盖率蝉联全国首位，并被国家林业和草原局授予“国家森林城市”称号，同时在生态文明体制机制创新方面进行了一系列有益探索，生态环境整体向好。

相较于生态经济与生态环境两个层面，贵阳市在人居环境方面表现不佳。例如贵阳市人均城市道路为5.32 m2/人，约为莆田市的29.46%(18.06 m2/人)。据悉，2021年贵州省制定了《贵阳市实施“强省会”五年行动方案》，力争到2025年贵阳市人均城市道路面积达到15 m2以上[25]。又如贵阳市生态环保投资占财政收入的比例仅为2.11%，与莆田市的15.65%相去甚远。上述列举数据在一定程度上说明贵阳市生态环保基础设施相对滞后，贵阳市存在城镇发展亟待优化等严峻挑战。

综上所述，该评价结果与实际情况基本吻合，说明本文建立的城市生态文明评价指标体系合理且具有区分度，能够为城市生态文明建设提供一定的理论依据。

将构建的城市生态文明评价指标体系应用于贵州省贵阳市和福建省莆田市生态文明建设评价，根据评价结果，贵阳市和莆田市在生态经济与环境保护层面表现出色。如莆田市政府积极修编并完善《莆田市突发环境事件应急预案》，做好监测预警和风险分析等工作，杜绝生态环境事件和环境污染责任事件的发生，为其他城市生态文明建设工作提供借鉴[26]。

但两市在其他层面有待提高，针对评价结果，本文提出以下建议。一是加强生态环境保护，严守生态功能保障、环境质量安全、自然资源利用红线。以贵阳市为例，政府可采取“合作造林”模式，把贫困户吸引进来，参与荒山绿化、防沙治沙、公益林管护等工作，实现生态保护与脱贫增收双赢。二是完善人民居住环境，协调生态与社会发展。城镇发展亟待优化，城市生态文明建设不能仅仅关注自然环境层面，应该在保护生态的基础上不断推进城镇化发展，促使国土资源利用、基础设施建设、城市居住环境等与经济产业发展全面衔接，提高全市的人居环境质量。三是完善生态文明城市建设的科技支撑体系。评价结果表明，当前两市生态文明建设工作缺乏高新技术支持，科技人才支撑不足，附加值不高。政府要把科技创新放在生态文明城市建设的重要位置，鼓励产学研协同开展生态技术创新，引进国内顶尖生态环保科技领军人才和团队，为构建科技支撑体系输送人才。

五、研究结论与建议

城市生态文明指标体系的建立能够衡量经济社会发展与生态环境的关系机制，利用指标体系衡量中国城市发展成效具有重要的应用价值，对推进中国“国土空间生态修复规划”也具有一定的借鉴意义。本文得出以下研究结论。

(1)运用CiteSpace对中国知网和万方数据库中生态文明评价领域文献进行可视化分析，在整体把握城市生态文明领域研究现状的基础上，以关键词频率与中心度的可视化知识图谱为依据，结合政府文件筛选出评价指标，用定量方法最大化降低主观因素对指标的影响，构建了以“生态经济”、“生态环境”、“人居环境”、“环境保护”为框架的城市生态文明评价指标体系。

(2)贵州省贵阳市和福建省莆田市的应用表明，该评价体系是一种客观有效且具有区分度的测度方法，可用于推进城市生态文明建设。在生态文明建设工作中，贵阳市和莆田市在生态经济与环境保护层面表现突出，值得借鉴。相较于莆田市，贵阳市生态环境建设、人民居住环境均有待加强，建议持续改善生态环境，在此基础上不断推进城镇化发展，提高人民生活质量。

与其他学者构建的评价指标体系相比，本文构建的城市生态文明评价指标体系具有以下优点。第一，评价指标体系更加客观、全面。一方面，本文运用文献计量方法在把握城市生态文明建设研究态势的基础上确定指标，以提高指标导向性；另一方面，运用CiteSpace软件筛选评价指标，最大化降低主观因素对指标选取的影响，保证指标体系的客观性与全面性。第二，评价指标体系可操作性强且具有区分度。一方面，指标体系可以单独定量评价各城市的生态经济、生态环境及人居环境层面；另一方面，通过指标赋值、归一化处理，评价结果可以在区域间进行综合定量比较，识别出生态文明建设工作出色与有待提高的城市。此外，对指标和数据来源进行分析和规范，指标体系可操作性强，易于各城市开展生态文明评估工作。第三，针对中国不同城市的特点和差异，制定可供选择的评估标准值。从全国整体来看，不同城市之间生态资源、自然条件存在差异，经济发展状况也不尽相同。本文构建的城市生态文明评价指标体系在考虑不同地区实际情况的基础上，选取对应的评估标准值，能够综合客观地衡量中国不同城市的生态文明状况，具有多元性特征。综上所述，针对中国城市生态文明建设评价工作提出以下建议。

(1)尊重生态城市发展特色，因地制宜展开评价工作。不同城市的建设重点和发展阶段存在差异，应遵循多元化发展的原则，选取适宜的评价指标，制定可供选择的评估标准值，构建全面科学的评价指标体系。

(2)科学结合文献计量工具，提高评价指标的客观性。可利用文献计量工具，借助知识图谱可视化选取城市生态文明评价指标，减少因主观因素所致的评价不够准确、全面等问题，提高指标体系的科学客观性。

(3)把握生态文明建设目标，抓住评价工作主要矛盾。生态文明建设的评价工作涉及的层面较多，因此评价工作的展开应平衡主要矛盾与次要矛盾，在关注重点层面的基础上，平衡各层面内容。

(4)立足可持续发展战略，构建生态文明评价指标体系。生态文明建设工作不能只考虑现状而忽略生态文明建设的长远发展，要坚持可持续发展原则展开评价工作。

由于中国存在巨大的地域差异性，各个地区不同的地理环境使得城市生态文明建设具有复杂性，该评价指标体系无法做到针对地区差异动态调整指标，后续可进一步完善。