基于模糊綜合評價法的重慶產業生態創新系統健康狀態與趨勢實證研究

摘 要：日趨嚴重的環境污染和生態破壞給當前經濟發展帶來了嚴峻挑戰，改變我國傳統工業“高投入、高污染、低產出”粗放式的發展模式，轉向綠色化、生態化和可持續的“生態創新”發展方式已經成為我國經濟發展的迫切需求。本文通過模糊綜合評價法創建產業生態創新系統評估指標體系，對重慶現有產業生態創新系統基本健康情況進行評估，探尋存在問題并得出結論：重慶地區2005年到2015年總體的產業生態系統健康狀態一直有所發展，但發展進程相對緩慢，基本上位于不健康（II）和基本健康（III）之間。

關鍵詞：生態創新；模糊綜合評價；產業生態創新系統

中圖分類號：X826 文獻標識碼：A〓 文章編號：1003-9031（2016）06-0032-07 DOI：10.3969/j.issn.1003-9031.2016.06.06

一、引言

日趨嚴重的環境污染和生態破壞給當前經濟發展帶來了嚴峻挑戰，由傳統工業“高投入、高污染、低產出”的粗放式發展模式轉向綠色化、生態化和可持續的發展方式已經成為我國經濟發展的迫切需求。在當前不斷惡化的生態環境下，生態創新為實現“環境-社會-經濟”多贏局面提供了可能，因此受到越來越多來自不同學科背景的國內外學者關注[1]。當前全球學術界關于生態創新概念的提法存在少許差異。部分學者傾向于環境（技術）創新、綠色（技術）創新、低碳（技術）創新、可持續創新等[2-3]。雖然這些專業用語在起源、詳細內容甚至倡導組織等方面都有所區別，但其內涵并沒有本質性的區別，基本都是指以環境績效改善為導向或能夠帶來顯著環境績效改善效果的創新[4]。

近年來，部分學者將研究視角轉向生態創新系統，從區域層面探討生態創新系統的理論構架和實踐，但目前的研究有一定局限性，一般是從綠色經濟、循環經濟或可持續發展等領域分析區域創新系統或技術創新的綠色化或生態化。黃魯成（2003）通過生態學理論和方法分析區域技術創新系統的科學性和合理性[5]。劉友金和易秋平（2005）則創造了區域技術創新生態經濟系統（RTIES）這一定義，討論了RTIES 的組成要素和系統失衡出現的原因，并就如何達到RTIES 平衡的途徑展開了分析[6]。另外，一些學者從不同角度進一步探討了生態創新系統的構建，杜靜（2007）等提出，在構建區域創新生態系統中應該著重區域創新系統的生態理念、生態關系、生態經濟等的構建[7]。尹艷冰和趙宏（2015）認為應主要從創新主體、創新運行機制和創新網絡三方面構建生態化技術創新體系[8]。在創新系統的研究視角下，現有研究主要從技術創新角度研究生態創新系統，圍繞如何促進技術創新的生態化轉型進行系統研究，一部分學者從制度層面進行探討[9]。生態創新除了指一般意義上的旨在提高經濟效益和環境效益的技術創新外，還包括旨在提高競爭力與可持續發展能力的機構和社會革新等。

上世紀90年代開始，很多國家開始轉向中微觀尺度的產業生態系統的理論研究和實踐摸索，其研究方法和路徑也在逐漸拓展，但理論基礎顯得深度不夠。主要表現在：一是定性分析多，定量分析或少或深度不夠。二是中觀尺度產業生態系統的研究不多。地區視角下的產業生態園即稱為中觀的產業生態系統，對它的分析是將來學術界研究的發展趨勢。但中觀尺度方面的產業生態系統發展情況具體怎么樣，哪些要素制約了它由低級向更高級形態的演變，相關分析才具有較強的實踐價值，但目前看來這方面的實證分析很匱乏。三是凸顯生態特征的產業生態系統的評估指標體系還非常欠缺，急迫需要重新構建凸顯生態特點、科學又合理的產業生態系統的評價體系[10]。

本文基于區域產業生態創新系統自身特點，通過模糊綜合評價法，創建區域產業生態創新系統評估指標體系，對重慶現有產業生態創新系統的總體健康情況進行評估，并尋找存在問題及其解決思路。

二、產業生態創新系統評價中的模糊綜合評價方法

模糊綜合評價法的主要步驟分為以下幾步①：

第一步，通過評價灰類建立模糊矩陣。根據產業生態發展健康水平的實際情況評價內容和相關指標，設置評價對象集為O={2005，……，2015}；評估指標集為U={x1，x2，x3…}；評價狀態集設定為V=[產業生態發展健康水平過差；產業生態發展不太健康；產業生態發展基本健康；產業生態發展健康度良好；產業生態發展健康度優]。e為評估灰類序號，e=1，2，3，4，5分別代表產業生態系統健康度差、產業生態創新系統不太健康及產業生態創新系統基本健康、產業生態創新系統健康度良好、產業生態創新系統健康度優[11]。

其中，i是評價等級的度量標準，Xi是其度量的指標數值，rji為相關指標，Ui就是j級度量標準的有關隸屬度，Sij則是Ci的第j級度量標準的邊圍量。

下面矩陣是所得的計算結果。如果rij中的第q個權數最大，即rij4=max（rij1，rij2，rij3，rij4，rij5），則評價指標Cij屬于第q個評價灰類。

Ri=ri1eri2e┇Rime=ri11 ri12 ri13 ri14 ri15ri21 ri22 … … ri25┇ri71 ri72 … … ri75 （7）

第三步，指標層C整體評估的測算。相關隸屬度乘以對應權數可以得到指標層的整體評估測算量Ci。其權重則可以通過熵值法計算得出，繼而一起搭建指標層的模糊關系矩陣：

三、基于模糊綜合評價法的重慶產業生態創新系統評價

（一）評價方法選擇與指標體系選取原則

本文選取模糊綜合評價法。模糊綜合評價法中很關鍵的一環是權重賦值。本文采取主觀與客觀統一的模糊綜合評價法作為評價方法（見圖1）。

準則層包括4個，即社會發展、產業經濟、生態環境以及可持續發展支持，因此這里采用層次分析法對準則層的權重賦值。指標層權重涉及純數值的指標等，比較適用熵值法，能提高可信度。因本文中的指標也是數值類型的，沒有完整的樣本數據，故其可用選取熵值法來確定權重。

（二）指標體系構建

構建產業生態創新系統健康評價指標體系必須集聚產業生態創新系統的特征，有四個準則層，即社會發展、產業經濟、環境壓力和可持續發展支持等四個子系統。社會發展、產業經濟和環境壓力作為產業生態創新系統的三個重要層面，其中產業經濟為主體，社會發展為目標，而環境壓力則作為另外兩個發展的副效應，反映了前兩個子系統對生態環境的影響。可持續發展支持通過教育與科學技術的進步對其它三個子系統起到支撐作用，讓產業生態創新系統可以完成可持續發展的最終目標。

指標體系說明：

1.選擇指標共有四個。產業經濟和社會發展又同時對環境施加了一定的壓力，反過來對社會和產業經濟的快速發展造成了一定的阻力，可持續發展支持則能夠做到采用先進技術等方式削減環境壓力對二者的鉗制，體現了產業生態創新系統指標構建的綜合性和復雜性。

2.為了更便于計算，生態足跡與生態承載力的商表示生態可承載。若該值大于1，表明生態不可承載；若該值小于或等于1， 表明生態可承載[12]。

剔除和其它數據相關性較強的指標，初選后的產業生態創新系統健康評價的指標體系如圖2所示。

（三）目標層權重和指標層權重

1.目標層權重

（1）層次評價法步驟

本文因為相關指標不多，所以運用簡化層次分析法加以討論，如表2所示。

其中，CI是判斷矩陣是否一致性的相關系數，若CR≥0.1就表示應該要調整，若CR<0.1，即說明檢驗合格。

（2）實證結果解釋

表4即層次法界定產業生態創新系統的準則層權重。

（1）熵值法的主要步驟

假定m個樣本及n項指標， X=（xij）mxn為原始指數矩陣，與指標xi差距如果大，就表示此指標在評估中起到越大的作用，但若這項指標的指標值都一樣大，就表示此指標在評估中作用很小或沒有。信息熵H（x）=-p（xi）lnp（xi）代表系統的有序程度，它與信息熵是正比關系，而和信息的效用值則是反比關系。具體步驟如下[13]：

1）標準化相關指標：由n個評估值標及m給樣本構成下面評價矩陣：

Ri=r11 r12 … r15r21 r22 … r25┇rm1 rm2 … rmn （18）

（a）功效系數法：

效益型指標標準化公式：

yij=（xij-xmin）/（xmax-xmin） （19）

成本型指標標準化公式：

yij=[（xmax-xij）/（xmax-xmin）+1] （20）

就把指標轉化放到了區間范圍[0，1]中。

（b）改進功效系數法：

效益型指標標準化公式：

yij=[（x1-xmin）/（xmax-xmin）+1] （21）

成本型指標標準化公式：

上式為某項指標的效用值

3）指標權重及綜合評價值的計算

第j項指標的權重公式是：

（2）權重解釋結果

下面矩陣就是根據熵值法計算出來的結果。

式中，社會發展的指標包括地區恩格爾系數等；產業經濟發展的指標分別有：國內生產總值增長率、第二和第三產業增加值占國內生產總值的比重、產業多樣性和主導性的協調程度、固定資產在國內生產總值中的比重、萬元工業增加值能耗等；而生態環境指標主要有：SO2在萬元工業產值中的排放量、固廢在萬元工業產值中的排放量、每公頃農藥用量以及萬元國內生產總值值中COD的排放量等；而可持續發展指標包括生態效率、科技三項在財政支出中占比、教育投入在財政支出中占比等。

（四）模糊評價區間確定

確定模糊評價區間，既可以了解評估對象面臨的現實情況，更重要的是能掌握評估對象面臨的各類問題，這樣有利于在未來的發展歷程中加以改進提高。但當前學術界還沒有一個統一又明確的有關不同級別的產業生態創新系統的具體相關指標值，大多數研究都更強調定性分析[14]，因此，對各指標健康程度的劃分類別難度很大。

鑒于相關數據及參考文獻的缺失，這里根據中央有關小康社會指標、重慶市有關指標及部分發達國家有關指標，分級各個指標，而有些受限數據獲取渠道而無法確定指標依據的，則以科學而嚴謹的態度向有關專家取證。把所有指標分成五個等級。若是基本健康狀態就表示已位于二級狀態，這時的特點是很高的資源利用效率和大幅度削減的廢棄物排放，可還是沒有能夠實現可持續發展；或是健康狀態優，就表示位于三級狀態，這時實現了可持續發展。表5顯示的是不同等級的取值范圍。

四、實證結果分析

（一）社會發展子系統的隸屬度分析

通過上述分析，我們可以求得不同指標的隸屬度，進而求得各子系統的隸屬度，表6給出的是重慶社會發展子系統隸屬度。

從表6可以發現，2005年各指標的隸屬度分別是：0.0398歸為健康狀態優，0.3599歸為健康狀態良好，0.3911歸為基本健康，0.0127歸為不太健康，0.1643歸為產業生態健康狀態差。依照最大隸屬度原則，0.3911為最大隸屬度，即表示2005年社會系統總體歸為基本健康的狀態。同理可知道其他各年份的產業生態健康狀況。

（二）產業經濟子系統的隸屬度分析

表7給出的是重慶產業經濟發展子系統隸屬度。從表7中可以發現，評價結果不太樂觀。2005—2012年都歸為健康狀態差，2013—2015年歸為不健康的II等級，相較來看有所好轉。而2010年的分值最佳，通過仔細查找原始數據可知，是由于2013年萬元產值能耗大幅度下降及高新技術產業產值占比提高等原因所致。

（三）環境壓力子系統的隸屬度分析

同樣可以得到重慶環境壓力子系統的隸屬度結果，如表8所示。

從表8中可以發現，2005—2012年最大隸屬度都歸為健康狀態差。同時，看具體數值，2005—2012年的I級健康狀態差的數值表現為逐年遞減，而其它級別則是逐年提升的。特別可以發現2012年健康狀態優V的隸屬度（0.2641）跟隸屬度最大值（0.2856）差距很小。

（四）可持續發展子系統的隸屬度分析

可持續發展子系統狀態波動較大，基本上在健康差、不健康及基本健康之間波動，前幾年是基本健康，可持續性稍強，隨著時間發展，可持續性有所弱化，再稍強。

五、結論

對比不同級別標桿值發現當前指標存在的問題，評估結果也比其它方法更加豐富，這是運用模糊綜合評價的優勢。當然，從上面我們對不同子系統隸屬度數值的分析發現，探尋健康狀態的隸屬度就是為了了解這其中差異存在的原因。

在所有子系統里面，產業發展子系統數值特別是2013年以來的數值增長趨勢較顯著，波動最明顯的則是可持續發展子系統的數值，環境壓力則是由狀態差慢慢朝基本健康的狀態好轉，需要強調的是，環境壓力所選取的指標為單位污染排放數量，其狀態好轉與單位污染排放量下降有關，可如果看污染物排放總量，其下降趨勢可能并不明顯。

產業生態創新系統評估總分值由層次分析法求得，進而得到重慶產業生態創新系統評估總分值。可以得出，產業生態系統評估總分值由2005年的1.92上升至2015年的2.97，表明此階段產業生態創新系統健康狀態總體處于上升發展階段，雖然速度并不太快，大致位于不太健康至基本健康的位置。其中2005—2009年間總分值上升趨勢，2009-2012年是下降趨勢，2013年后漸漸轉好，并加速上升趨勢明顯。2009—2012年下降趨勢是與環境壓力子系統、社會發展子系統變化有關。

（特約編輯：陳國權）

參考文獻：

[1]Epicoco M，Oltra V，Jean M S.Knowledge dynamics and source of eco-innovation：Mapping the Green Chemistry Community[J].Technological Forecasting Social Chang，2014，813：

88-402.

[2]Schiederig T，et al.Green innovation in technology and innovation management-An exploratory literature review[J].RD Management，2012（2）：180-192.

[3]Carrillo-Hermosilla J，del Río P，K？nn？l？ T.Diversity of Eco-innovations：Reflections from Selected Case Studies[J].Journal of Cleaner Production，2010（18）：1073-1083.

[4]董穎，石磊.生態創新的內涵、分類體系及研究進展[J].生態學報，2010，30（9）：2465-2474.

[5]黃魯成.區域技術創新生態系統研究：生態學的思考[J].科學學研究，2003（2）：215-219.

[6]劉友金，易秋平.區域技術創新生態經濟系統失調及其實現平衡的途徑[J].系統工程，2005（10）：97-102.

[7]杜靜，陸小成，羅新星.區域創新系統的生態化問題研究[J].財經理論與實踐（雙月刊），2007（147）：88-91.

[8]尹艷冰，趙宏.循環經濟背景下區域生態化技術創新體系建設研究[J].科技進步與對策，2015（1）：46-48.

[9]周柯，曹東坡.低碳經濟下的產業創新及其形成機制研究[J].中州學刊，2015（7）：48-51.

[10]聶洪光.生態創新理論研究現狀與前景展望[J].哈爾濱工業大學學報（社會科學版），2012，4（3）：45-50.

[11]張晶.產業生態系統的定量解析與評價及仿真[D].北京：北京中國礦業大學，2012.

[12]杜斌，張坤民，溫宗國等.城市生態足跡計算方法的設計與案例[J].清華大學學報（自然科學版），2004，44（9）：1171-1175.

[13]王讓，李欣，趙金樓.基于熵理論的綠色區域創新系統研究[J].科技與經濟，2014，24（2）：30-34.

[14]李應博，朱慧勇.新城市主義視角下城市成長與產業創新協同發展研究[J].城市發展研究，2013（7）：33-35.