基于熵權-逼近理想解TOPSIS理論的甘肅省生態安全評價

鄭樂樂

摘 要：生態環境保護與建設是區域生態安全戰略實施的重要一環。結合甘肅省2012—2019年生態環境狀況，基于分布式處理系統更換（Distributed Processing System Replacement，DPSR）模型構建生態安全綜合評價指標體系，根據熵值法與逼近理想解TOPSIS理論對其生態環境狀況進行綜合分析研究。結果表明：甘肅省2012—2014年生態安全綜合得分有所下降，環境污染有所加重;2015—2019年生態安全綜合評價得分總體呈現上升趨勢;總體上生態安全等級由2012年的敏感等級逐漸上升到2019年較安全等級，生態環境建設成效顯著。

關鍵詞：生態環境;分布式處理系統更換模型;熵值法;逼近理想解TOPSIS;甘肅省

中圖分類號：X826 文獻標識碼：A 文章編號：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

生態環境是影響人類生存與發展的水資源、土地資源、生物資源以及氣候資源數量與質量的總稱，是關系社會與經濟可持續發展的重要系統[1]。黨的十八大、十九大相繼提出“加快生態文明體制改革，建設美麗中國”的發展戰略，注重環境污染問題的合理解決[2]。甘肅省地處西北內陸，自然條件嚴酷，生態環境脆弱，是我國遭受沙漠化危害最嚴重的省份之一。研究其生態環境現狀，對生態環境極為脆弱的甘肅省而言尤為重要，對其做出客觀合理的生態評價，可為實現經濟社會與自然環境協調發展提供依據。

目前，國內外學者對生態環境安全狀況進行綜合評估時，在評價對象、指標體系的構建和評價方法的選擇上做了大量研究，將生態安全由定性研究逐漸轉向定量研究。例如，WANG等[3]基于生態環境各方面的綜合指數來綜合衡量區域生態環境質量。李平星等[4]基于生態系統完整性和關聯性理念，研究生態空間格局的土地利用/覆被變化，從而探究生態環境質量。生態環境評價指標體系構建方面，以壓力-狀態-響應模型（Pressure-State-Response，PSR）為主。例如，陳志鼎等[5]結合PSR模型構建健康評價指標體系，為流域生態系統的建設與保護提供合理建議。李港等[6]基于PSR模型構建評價指標體系，結合物元可拓模型對城市河流的健康水平進行綜合評價。在研究經濟、社會、環境間相互關系的過程中，學者對PSR模型理論進行了一系列改進，使得評估結果更具科學性與全面性。例如，劉苗苗等[7]依據科學性、系統性、穩定性以及可比性的原則，從驅動力、壓力、狀態和響應4個方面構建區域河流健康綜合評價指標體系，對水生態環境健康狀況進行綜合分析。許楊等[8]運用分布式處理系統更換（Distributed Processing System Replacement，DPSR）模型理念構建區域水資源承載力綜合評價指標體系，對江蘇省淮安市水資源承載力進行綜合評估。

在對生態環境的綜合評價研究過程中，構建指標體系時綜合評價指標沒有統一的標準。在綜合評價指數的計算過程中，對指標權重的設計存在一定的主觀性。因此，首先基于DPSR模型構建生態安全評價指標體系，其次依據甘肅省2012—2019年生態環境與經濟發展相關數據，結合熵權法確定各指標權重系數，最后根據逼近理想解TOPSIS理論對甘肅省生態環境安全進行綜合評價。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究區域概況

甘肅省位于中國西北地區，位于北緯32°11′—42°57′，東經92°13′—108°46′，地處黃河中上游，分屬黃河流域、長江流域以及內陸河流域。甘肅省大部分地區常年干旱少雨，氣候干燥，植被稀少，水土流失狀況嚴重，生態環境脆弱。主要氣象災害有干旱、暴雨、冰雹及沙塵暴等，屬于災害嚴重、資源貧乏的省份之一[9]。

1.2 數據來源

本研究所使用環境污染、自然資源、社會經濟等方面的數據主要來源于《甘肅省統計年鑒2013—2020》《中國環境統計年鑒2013—2014》以及甘肅省水資源統計公報、環境狀況公報。

1.3 研究方法

1.3.1 構建評價指標體系。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，能有效反映系統的因果關系并整合資源、發展、環境與人類健康等因素[10]。基于DPSR生態安全指標體系理念，結合甘肅省生態環境的實際情況，共選取18個相關指標，構建甘肅省生態安全指標體系，劃分為驅動力D、壓力P、狀態S及響應R這4個循環子系統。具體見表1。

1.3.2 逼近理想解TOPSIS理論。逼近理想解TOPSIS法是一種綜合評價方法。此方法是一種能夠充分利用原始數據的信息，根據有限個對象與理想化目標的接近程度進行排序，精確反映各個研究對象之間優劣性的測度方法，現已在多個領域廣泛運用[11-12]。

2 結果與分析

首先，基于DPSR模型理論，結合甘肅省2012—2019生態環境狀況，構建生態環境評價指標體系;其次，依據熵權法理論，測算各指標權重;最后，逼近理想解TOPSIS理論，測算甘肅省生態安全綜合評價向量。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）

根據表2生態環境安全等級，對甘肅省2012—2019年生態安全評價結果進行等級區分，具體見表3。

由表3可以看出，甘肅省2012—2019年生態環境狀況不斷改善，生態安全等級由2012年敏感等級逐漸上升到2019年較安全等級，環境質量總體呈現上升趨勢，其中2013—2014年甘肅省生態安全狀況有所下降。從生態環境安全狀況指標數據可以看出，2013—2014年，甘肅省節能環保支出占比、工業固體廢物綜合利用量以及水土流失治理面積下降明顯，工業廢水排放量和生活污水排放量增長相對較大。可見，2013—2014年甘肅省在財政支出方面關于環境保護的側重力度有所下降，且工業企業生產過程中產生的廢棄物綜合利用與排放的環保達標程度不夠，造成水土流失治理狀況不容樂觀。綜上，甘肅省2012—2019年生態環境總體上建設成效顯著，環境治理整體效果逐漸變好，綠色發展理念正在深入社會、經濟以及文化建設的方方面面。

3 結語

合理開發與保護自然資源是區域可持續發展的關鍵。實現生態和經濟的協調發展，對甘肅省地區生態建設與經濟發展具有重要意義。基于甘肅省2012—2019年生態環境狀況，結合DPSR模型和熵權TOPSIS法對其生態環境進行綜合分析。結果表明：甘肅省2012—2019年生態環境狀態逐漸改善，環境質量于2013—2014年有所下降，但總體呈現上升趨勢;生態安全等級由2012年敏感等級逐漸上升到2019年較安全等級，表明甘肅省生態環境保護效果明顯，社會經濟發展逐漸促進生態環境建設、保障生態安全，環保建設與經濟快速發展逐漸協調、統籌兼顧。

基于生態環境安全狀況綜合評估分析結果，甘肅省生態環境與經濟發展應持續重視以下幾個方面：①促進清潔能源的開發利用，如普及城市公交、出租車的電力化，促進能源代換消費，合理降低化石能源的消費量，提升空氣質量;②優化自然資源開發利用與環境保護規范化建設，深入治理工業企業廢棄物排放，提升綜合利用效率，持續改善生態環境現狀;③強化環保監督及不規范生產造成的污染環境的懲處力度，完善環境管理體制和環境保護法規，深入實施環境建設相關的政策舉措，保障生態安全。

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