基于熵權(quán)-逼近理想解TOPSIS理論的甘肅省生態(tài)安全評(píng)價(jià)

鄭樂樂

摘 要：生態(tài)環(huán)境保護(hù)與建設(shè)是區(qū)域生態(tài)安全戰(zhàn)略實(shí)施的重要一環(huán)。結(jié)合甘肅省2012—2019年生態(tài)環(huán)境狀況，基于分布式處理系統(tǒng)更換（Distributed Processing System Replacement，DPSR）模型構(gòu)建生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，根據(jù)熵值法與逼近理想解TOPSIS理論對(duì)其生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行綜合分析研究。結(jié)果表明：甘肅省2012—2014年生態(tài)安全綜合得分有所下降，環(huán)境污染有所加重;2015—2019年生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)得分總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì);總體上生態(tài)安全等級(jí)由2012年的敏感等級(jí)逐漸上升到2019年較安全等級(jí)，生態(tài)環(huán)境建設(shè)成效顯著。

關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境;分布式處理系統(tǒng)更換模型;熵值法;逼近理想解TOPSIS;甘肅省

中圖分類號(hào)：X826 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）25-0133-04

Ecological Security Evaluation of Gansu Province Based on Entropy Weight-Approximate Ideal Solution TOPSIS Theory

ZHENG Lele

（School of Statistics， Lanzhou University of Finance and Economics， Lanzhou Gansu 730020）

Abstract： Ecological environmental protection and construction are an important part of the implementation of the regional ecological security strategy. Based on the 2012 to 2019 ecological environment status in Gansu Province， a comprehensive evaluation index system for ecological security is constructed based on the DPSR model， and the ecological environment status is comprehensively analyzed and studied based on the entropy method and the TOPSIS theory of approaching ideal solutions. The results show that： The comprehensive score of ecological safety in Gansu Province from 2012 to 2014 declined， and environmental pollution was serious; The comprehensive evaluation score of ecological safety from 2015 to 2019 showed an overall upward trend， and the overall ecological safety level gradually increased from the sensitivity level in 2012 to 2019 The annual safety level is relatively high. The ecological environment construction has achieved remarkable results.

Keywords： ecological environment;distributed processing system replacement model;entropy method;approximation to the ideal solution TOPSIS;Gansu Province

生態(tài)環(huán)境是影響人類生存與發(fā)展的水資源、土地資源、生物資源以及氣候資源數(shù)量與質(zhì)量的總稱，是關(guān)系社會(huì)與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要系統(tǒng)[1]。黨的十八大、十九大相繼提出“加快生態(tài)文明體制改革，建設(shè)美麗中國”的發(fā)展戰(zhàn)略，注重環(huán)境污染問題的合理解決[2]。甘肅省地處西北內(nèi)陸，自然條件嚴(yán)酷，生態(tài)環(huán)境脆弱，是我國遭受沙漠化危害最嚴(yán)重的省份之一。研究其生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，對(duì)生態(tài)環(huán)境極為脆弱的甘肅省而言尤為重要，對(duì)其做出客觀合理的生態(tài)評(píng)價(jià)，可為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)與自然環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展提供依據(jù)。

目前，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)生態(tài)環(huán)境安全狀況進(jìn)行綜合評(píng)估時(shí)，在評(píng)價(jià)對(duì)象、指標(biāo)體系的構(gòu)建和評(píng)價(jià)方法的選擇上做了大量研究，將生態(tài)安全由定性研究逐漸轉(zhuǎn)向定量研究。例如，WANG等[3]基于生態(tài)環(huán)境各方面的綜合指數(shù)來綜合衡量區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。李平星等[4]基于生態(tài)系統(tǒng)完整性和關(guān)聯(lián)性理念，研究生態(tài)空間格局的土地利用/覆被變化，從而探究生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建方面，以壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型（Pressure-State-Response，PSR）為主。例如，陳志鼎等[5]結(jié)合PSR模型構(gòu)建健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為流域生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)與保護(hù)提供合理建議。李港等[6]基于PSR模型構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，結(jié)合物元可拓模型對(duì)城市河流的健康水平進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。在研究經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境間相互關(guān)系的過程中，學(xué)者對(duì)PSR模型理論進(jìn)行了一系列改進(jìn)，使得評(píng)估結(jié)果更具科學(xué)性與全面性。例如，劉苗苗等[7]依據(jù)科學(xué)性、系統(tǒng)性、穩(wěn)定性以及可比性的原則，從驅(qū)動(dòng)力、壓力、狀態(tài)和響應(yīng)4個(gè)方面構(gòu)建區(qū)域河流健康綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)水生態(tài)環(huán)境健康狀況進(jìn)行綜合分析。許楊等[8]運(yùn)用分布式處理系統(tǒng)更換（Distributed Processing System Replacement，DPSR）模型理念構(gòu)建區(qū)域水資源承載力綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)江蘇省淮安市水資源承載力進(jìn)行綜合評(píng)估。

在對(duì)生態(tài)環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)研究過程中，構(gòu)建指標(biāo)體系時(shí)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。在綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的計(jì)算過程中，對(duì)指標(biāo)權(quán)重的設(shè)計(jì)存在一定的主觀性。因此，首先基于DPSR模型構(gòu)建生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其次依據(jù)甘肅省2012—2019年生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合熵權(quán)法確定各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，最后根據(jù)逼近理想解TOPSIS理論對(duì)甘肅省生態(tài)環(huán)境安全進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

甘肅省位于中國西北地區(qū)，位于北緯32°11′—42°57′，東經(jīng)92°13′—108°46′，地處黃河中上游，分屬黃河流域、長江流域以及內(nèi)陸河流域。甘肅省大部分地區(qū)常年干旱少雨，氣候干燥，植被稀少，水土流失狀況嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境脆弱。主要?dú)庀鬄?zāi)害有干旱、暴雨、冰雹及沙塵暴等，屬于災(zāi)害嚴(yán)重、資源貧乏的省份之一[9]。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究所使用環(huán)境污染、自然資源、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等方面的數(shù)據(jù)主要來源于《甘肅省統(tǒng)計(jì)年鑒2013—2020》《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒2013—2014》以及甘肅省水資源統(tǒng)計(jì)公報(bào)、環(huán)境狀況公報(bào)。

1.3 研究方法

1.3.1 構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。DPSR模型由OECD于1993年提出，此后在政策制定與研究中得到大力推廣，能有效反映系統(tǒng)的因果關(guān)系并整合資源、發(fā)展、環(huán)境與人類健康等因素[10]。基于DPSR生態(tài)安全指標(biāo)體系理念，結(jié)合甘肅省生態(tài)環(huán)境的實(shí)際情況，共選取18個(gè)相關(guān)指標(biāo)，構(gòu)建甘肅省生態(tài)安全指標(biāo)體系，劃分為驅(qū)動(dòng)力D、壓力P、狀態(tài)S及響應(yīng)R這4個(gè)循環(huán)子系統(tǒng)。具體見表1。

1.3.2 逼近理想解TOPSIS理論。逼近理想解TOPSIS法是一種綜合評(píng)價(jià)方法。此方法是一種能夠充分利用原始數(shù)據(jù)的信息，根據(jù)有限個(gè)對(duì)象與理想化目標(biāo)的接近程度進(jìn)行排序，精確反映各個(gè)研究對(duì)象之間優(yōu)劣性的測(cè)度方法，現(xiàn)已在多個(gè)領(lǐng)域廣泛運(yùn)用[11-12]。

2 結(jié)果與分析

首先，基于DPSR模型理論，結(jié)合甘肅省2012—2019生態(tài)環(huán)境狀況，構(gòu)建生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;其次，依據(jù)熵權(quán)法理論，測(cè)算各指標(biāo)權(quán)重;最后，逼近理想解TOPSIS理論，測(cè)算甘肅省生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)向量。于是，有：

C={0.373? 4，0.359? 9，0.366 6，0.405? 7，0.450? 8，? ? ? ? 0.588? 2，0.613? 6，0.665? 4}（13）

根據(jù)表2生態(tài)環(huán)境安全等級(jí)，對(duì)甘肅省2012—2019年生態(tài)安全評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行等級(jí)區(qū)分，具體見表3。

由表3可以看出，甘肅省2012—2019年生態(tài)環(huán)境狀況不斷改善，生態(tài)安全等級(jí)由2012年敏感等級(jí)逐漸上升到2019年較安全等級(jí)，環(huán)境質(zhì)量總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中2013—2014年甘肅省生態(tài)安全狀況有所下降。從生態(tài)環(huán)境安全狀況指標(biāo)數(shù)據(jù)可以看出，2013—2014年，甘肅省節(jié)能環(huán)保支出占比、工業(yè)固體廢物綜合利用量以及水土流失治理面積下降明顯，工業(yè)廢水排放量和生活污水排放量增長相對(duì)較大。可見，2013—2014年甘肅省在財(cái)政支出方面關(guān)于環(huán)境保護(hù)的側(cè)重力度有所下降，且工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物綜合利用與排放的環(huán)保達(dá)標(biāo)程度不夠，造成水土流失治理狀況不容樂觀。綜上，甘肅省2012—2019年生態(tài)環(huán)境總體上建設(shè)成效顯著，環(huán)境治理整體效果逐漸變好，綠色發(fā)展理念正在深入社會(huì)、經(jīng)濟(jì)以及文化建設(shè)的方方面面。

3 結(jié)語

合理開發(fā)與保護(hù)自然資源是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。實(shí)現(xiàn)生態(tài)和經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，對(duì)甘肅省地區(qū)生態(tài)建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。基于甘肅省2012—2019年生態(tài)環(huán)境狀況，結(jié)合DPSR模型和熵權(quán)TOPSIS法對(duì)其生態(tài)環(huán)境進(jìn)行綜合分析。結(jié)果表明：甘肅省2012—2019年生態(tài)環(huán)境狀態(tài)逐漸改善，環(huán)境質(zhì)量于2013—2014年有所下降，但總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì);生態(tài)安全等級(jí)由2012年敏感等級(jí)逐漸上升到2019年較安全等級(jí)，表明甘肅省生態(tài)環(huán)境保護(hù)效果明顯，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸促進(jìn)生態(tài)環(huán)境建設(shè)、保障生態(tài)安全，環(huán)保建設(shè)與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展逐漸協(xié)調(diào)、統(tǒng)籌兼顧。

基于生態(tài)環(huán)境安全狀況綜合評(píng)估分析結(jié)果，甘肅省生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展應(yīng)持續(xù)重視以下幾個(gè)方面：①促進(jìn)清潔能源的開發(fā)利用，如普及城市公交、出租車的電力化，促進(jìn)能源代換消費(fèi)，合理降低化石能源的消費(fèi)量，提升空氣質(zhì)量;②優(yōu)化自然資源開發(fā)利用與環(huán)境保護(hù)規(guī)范化建設(shè)，深入治理工業(yè)企業(yè)廢棄物排放，提升綜合利用效率，持續(xù)改善生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀;③強(qiáng)化環(huán)保監(jiān)督及不規(guī)范生產(chǎn)造成的污染環(huán)境的懲處力度，完善環(huán)境管理體制和環(huán)境保護(hù)法規(guī)，深入實(shí)施環(huán)境建設(shè)相關(guān)的政策舉措，保障生態(tài)安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]李干杰.堅(jiān)決打贏污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn) 以生態(tài)環(huán)境保護(hù)優(yōu)異成績決勝全面建成小康社會(huì)[N].中國環(huán)境報(bào)，2020-01-21（1）.

[2]魏吉華，蔣金法.綠色財(cái)政支出：理論與實(shí)踐——對(duì)黨的十九大關(guān)于深化綠色發(fā)展的思考[J].當(dāng)代財(cái)經(jīng)，2018（12）：26-36.

[3]WANG C J，ZHAO H R.The assessment of urban ecological environment in watershed scale[J].Procedia Environmental Sciences，2016（36）：169-175.

[4]李平星，陳雯，鄒露，等.基于一體化生態(tài)空間格局的土地利用/覆被變化及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)：以長三角為例[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2021（10）：3905-3915.

[5]陳志鼎，王玲玲.基于PSR模型的潛江市后湖管理區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)[J].水電能源科學(xué)，2020（7）：57-60.

[6]謝伊涵，李根，楊夢(mèng)杰，等.基于PSR和物元可拓模型的跨界河流健康評(píng)價(jià)：以太浦河干流為例[J].華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020（1）：110-122.

[7]劉苗苗，趙鑫涯，畢軍，等.基于DPSR模型的區(qū)域河流健康綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2019（10）：3542-3550.

[8]許楊，陳菁，夏歡，等.基于DPSR-改進(jìn)TOPSIS模型的淮安市水資源承載力評(píng)價(jià)[J].水資源與水工程學(xué)報(bào)，2019（4）：47-52.

[9]韓燕，張玉婷.甘肅省城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)度[J].水土保持研究，2021（3）：256-263.

[10]Organisation for Economic Co-operation and Development Group on the State of the Environment.OECD core set of indicators for environmental performance reviews[J/OL].Environment Monographs，1993[2021-06-29].http：//bases.bire-me.br/cgi-bin/wxislind.exe/iah/online/？IsisScript=iah/iah.xis&src=google&base=REPIDISCA&lang=p&nextAction=lnk&exprSear-ch=90557&indexSearch=ID.

[11]林龍圳，李達(dá)，林震.基于熵權(quán)-TOPSIS模型的庫布齊沙漠地區(qū)水資源承載力評(píng)價(jià)[J].華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020（4）：640-648.

[12]鄧正華，戴麗琦，鄧冰，等.洞庭湖流域水資源承載力時(shí)空演變分析[J].經(jīng)濟(jì)地理，2021（5）：186-192.

[13]韓雅琴，白中科，張繼棟，等.“一帶一路”背景下東南亞地區(qū)生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2020（6）：181-187.

[14]王毅，魏江超，孫啟元，等.基于ARIMA-ANN模型的生態(tài)安全評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)：以河西走廊城市群為例[J].生態(tài)學(xué)雜志，2020（1）：326-336.

[15]龍騰騰，殷繼艷，歐朝蓉，等.云南省森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)及空間格局研究[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2021（9）：167-173.

[16]BAYAT B，NASSERI M，HOSSEINI K，et al.Revisited rainfall network design： evaluation of heuristic versus entropy theory methods[J].Arabian Journal of Geosciences，2018（11）：561.

2273501705232