基于GRA-TOPSIS的黃河流域生態保護狀態評價

摘要：生態保護是高質量發展的前提，解決好生態保護的問題才能為高質量發展奠定堅實的基礎。文章以黃河流域山東段沿黃9市作為研究區域，在對現有相關研究資料進行總結的基礎上，結合山東省實際情況構建生態保護評價指標體系，采用“熵權+灰色關聯+TOPSIS”相結合的方法對黃河流域（山東段）的生態保護水平進行評價。依據評價結果分析生態保護水平的時空變化特征，研判生態保護狀況與高質量發展規律，最后對黃河流域綠色發展提出了針對性建議，以期為黃河流域高質量發展提供借鑒與參考。

關鍵詞：黃河流域；生態保護；灰色關聯分析；TOPSIS

一、引言

黃河作為我國北方地區生態的重要保護屏障，是銜接西北高原與東部渤海的生態廊道，推進黃河流域地區的生態保護工作是我國生態文明建設的重要內容。黨的二十大報告中提到要把“推動黃河流域生態保護和高質量發展”作為區域協調發展的重要內容之一，就推動黃河流域高質量發展、促進人與自然和諧共生等提出明確要求。山東省是我國的經濟大省，是黃河流域中的重要組成部分。對山東省沿黃9市的生態保護水平進行定量評價，并依據評價結果采取相應調控措施，可以為黃河流域生態文明建設路徑明確發展方向，具有重要的現實意義。

針對黃河流域的生態保護相關研究與評價，學界已經展開積極的討論，主要從以下幾個方面展開。從生態保護自身問題出發，馬淑芹（2023）等從生態系統、水資源、水環境、環境風險四個方面進行系統分析，并提出建立協同攻關平臺、科學診斷突出生態問題成因、統籌推進流域高水平保護和發展的建議。郭晗等（2020）提出水資源供需矛盾、水沙空間分布不均衡、環境污染風險和跨區域綜合管控機制缺乏等加大了黃河流域高質量發展與生態環境保護的難度。從法律及立法實踐的角度，韓旭（2023）提出沿黃各省市的地方立法存在缺乏整體性思維、法規規章較少、立法積極性程度不一、未及時回應生態問題、創新性和可操作性不足等問題，亟須從生態整體論出發，積極探索建立生態保護協同立法制度，在實質內容和形式上加以優化，推動實現人與自然的和諧共生。從協同治理方面進行探究認為：協同治理是黃河流域生態保護的內在要求也是國家治理體系和治理能力的現代化的關鍵路徑，應加強黃河流域協同治理的頂層設計，構建黃河流域生態保護協同治理體系，實現黃河流域生態協同保護、經濟協同發展（趙瞳2023）。另外，還有學者從生態保護與經濟發展及兩者耦合協調方面著手分析。其中，劉家旗和茹少峰（2020）在討論中對黃河流域生態環境可持續發展情況進行了定量研究，并指出經濟的發展實質是對自然資源內化為資本的發展演變過程，高質量發展追求的是經濟發展過程中對生態環境系統結構、功能、效用等產生的負向干預作用盡可能減小。以上學者對于黃河流域的生態環境保護的觀點邏輯思路清晰，論述過程嚴謹，分析合理也具有獨創性，值得深究與借鑒。

本文在深入探討和研究了相關學者的理論成果后，利用山東沿黃9市的近年數據構建相關評價體系，在選擇評價方法時創新性地采用了熵權確定權重、“灰色關聯+TOPSIS”的方法對生態保護水平進行評價，灰色關聯法與TOPSIS兩者相結合，在對山東省沿黃9市生態保護水平進行評價和分析的過程中，能夠克服TOPSIS在確定相關評價權重時的主觀性和片面性，使得通過權重賦值評價的指標水平更加真實客觀，也能夠提高后續分析的可操作性。對沿黃9市提出相關發展和保護建議時也能夠提出更加有力的支撐，從而使得研究更加務實、提出的見解與建議在推進現實的意義中更加擲地有聲。

二、研究設計

（一）黃河流域生態保護指標體系構建

黃河流域的生態保護問題一直備受關注，借鑒已有研究成果和研究思路，根據黃河流域山東段城市的經濟社會發展情況及自身特點，在充分遵循指標選取原則的基礎上，構建了基于生態環境稟賦、生態環境承載和生態環境治理3個維度的生態保護指標體系（見表1）。

地區生態環境稟賦情況，本文按照森林覆蓋率、人均公園綠地面積、建成區綠化覆蓋率和人均水資源量4類指標來反映。

地區經濟發展過程中的生態環境的承載壓力情況本文按照單位GDP能耗、單位GDP水消費量、單位GDP煤炭消耗量、單位GDP天然氣消費量、單位GDP電力消費量、人均日生活用水量、人均工業廢水排放量、人均SO2排放量和人均煙（粉）塵排放量等9類指標來反映。

地區對生態環境的治理情況本文按照環境治理投資、工業產生固體廢棄物綜合利用率、生活生產垃圾無害化處理率及清潔能源（天然氣）普及率等4類指標來反映。

（二）黃河流域生態保護狀態評價

設城市i關于指標j在時間t的觀測值為xi（s，t），則稱

Xi=x （1，1） x （1，2） … x （1，n）x （2，1） x （2，2） … x （1，1） x （m，1） x （m，2）…x （m，n）

為城市i的行為矩陣，簡記為Xi＝（xi（s，t））m×n，序列X＝{X1，X2，…，XN}稱為樣本城市面板數據序列。

1. 數據處理與指標權重的確定

第一步，數據的標準化處理。

為了減少指標的量綱及指標性質對評價結果的影響，本文首先采用極差變換對數據進行標準化處理。

對于成本型指標數據，其標準化處理公式為：

x （t）=

對于效益型指標數據，其標準化處理公式為：

x （t）=

x （t）∈[0，1]（i=1，2…，n；j=1，2…，m），為第i個城市，第t時刻第j個指標的標準化值。

第二步，指標權重的確定。

熵值法是一種根據評價指標的數值所提供的信息量的大小來確定權重的方法，相較于主觀賦權方法，其具有更強的客觀性。運用熵值法進行權重確定的具體步驟如下：

（1）計算第j項指標的熵值。

Ij=- pijln（pij）（j=1，2…，m）

其中，pij＝ ，x ＝ x （t）（i=1，2…，n；j=1，2…，m）

（2）計算第j項指標的差異系數。

rj=1-Ij（j=1，2…，m）

（3）計算第j項指標的權重系數。

wj= （j=1，2…，m）

2. 評估方法的選擇

本文選取GRA-TOPSIS的評估方法對黃河流域發展水平及生態保護水平進行評價。評估步驟如下：

第一步，正負理想解的確定。

對于規范化處理的數據，選擇各城市各時間點的最大值作為樣本的正理想解，X ＝（x （s，t））m×n，選擇各城市各時間點的最小值作為樣本的負理想解X ＝（x  （s，t））m×n。

第二步，城市樣本與正負理想解的關聯度測算。

各城市系統樣本值與正理想解的關聯度

ε0i（s，t）=

D ＝ wsε0i（s，t）

其中，ρ為分辨系數，一般ρ∈[0，1]。

｜x （s，t）-x （s，t）｜， ｜x （s，t）-x （s，t）｜分別為各城市與正理想解的三級最小差和最大差。

各城市系統樣本值與負理想解的關聯度

ε0i（s，t）=

D ＝ wsε0i（s，t）

其中，ρ為分辨系數，一般ρ∈[0，1]。

｜x （s，t）-x （s，t）｜， ｜x （s，t）-x （s，t）｜分別為各城市與負理想解的三級最小差和最大差。

第三步，各城市系統表現綜合評價值計算。

Di=

根據Di的大小進行排序，Di越大說明該城市的子系統狀態表現越好。

（三）數據來源

黃河下游山東段，自菏澤市東明縣呈北偏東流向流入，經菏澤、濟寧、泰安、聊城、德州、濟南、淄博、濱州、東營9市的25個縣市區，在東營市墾利區注入渤海，占總河道的11.5%。截至2019年年底，沿黃9市人口5432.8萬人，占山東總人口的53.95%。山東省是黃河流域的重要組成部分和中國經濟大省，對山東省沿黃9市生態保護水平進行探討，可以為整個流域的生態保護與高質量發展提供經驗與借鑒。

研究對象選取為菏澤，濟寧，泰安，聊城，德州，濟南，淄博，濱州和東營九個地級市，研究數據從2018-2022年山東省統計年鑒、山東省各地級市統計年鑒中獲取。

三、結果與分析

（一）黃河流域生態保護水平評價結果

黃河流域山東段城市生態保護水平評價如表2所示。

從表2中數據可以看出，橫向比較，聊城市評價數據水平始終居于前列，菏澤市與濱州市則緊隨其后，該三市在綜合測度評價中水平同樣領先。從縱向深度比較來看山東省沿黃9市除濟南市外其余8市在2018年基本都達到數據測度年間的較高水平，在2018年后各市指標漸穩。

（二）黃河流域生態保護狀態評價結果分析

通過對2017-2021年的各市相關數據測算后得出的結果分析可發現。

各市在同一時空的測度水平橫向比較中，聊城市始終表現優異，在綜合分辨系數中聊城市也同樣數據領先，而濟南市測算結果排序位次則尚需提升。聊城市始終高度重視生態環境保護與修復、黃河文化傳承、文旅融合等工作。其在2017年印發《聊城市生態保護“十三五”規劃》，規劃提出到2020年基本形成與社會經濟發展相適應的生態環境格局。該市在2018年又全面實施三大行動，行動依照山東省委、省政府打好污染防治攻堅戰“1+1+8”決策部署，結合全市的實際工作情況，有針對性地提出“1+2+8”落實方案體系。為了改善所在流域的生態環境狀況，聊城市多措并舉深入開展藍天、碧水、凈土三大整治行動，全面減少污染物的排放。后續積極跟進相關規劃。而黃河濟南段現仍存有“懸河”和“二級懸河”的問題，市內防洪工程相關建設與管理仍然存在短板且其管理養護經費數額仍然是按照2004年國家頒發的《水利工程維修養護定額標準（試點）》測算，低于濟南工資水平導致難以高質量、高標準對工程進行養護加之黃河濟南段有斷流的風險造成其評價水平較低。

在各市的縱向比較中，在2018年山東沿黃9市評價數值除濟南市外都為該五年中較高水平，其原因為：山東省政府在淄博試點的基礎上于2017年全面推動建立省、市、縣、鄉、村五級河長制組織體系，以“河長制”促“河長治”。在2018年省政府頒布了《山東省黃河河道管理條例》（2018年修訂版）并在2018年統籌安排黃河灘區飲用水水源保護工程建設。山東省推出的沿黃9市的相關流域生態保護政策與法規及激勵機制，對9市相關產業結構做出積極的調整，逐步淘汰了高污染、高能耗的產業，大力提倡綠色、低碳和循環經濟。使得黃河流域山東段治理工作取得長足進展，生態保護效果與水平得到顯著提高。各市生態保護狀況評價結果隨時間推進差距也趨于縮小，說明各市之間正在逐步建立生態保護協同關聯體系。

四、結論與政策建議

（一）結論

通過對數據結果進行分析得出，山東沿黃9市的生態保護狀態評價數據結果受兩方面影響：首先，是主觀因素即各地方政府對待黃河流域生態保護的態度及采取的措施和行動。其次，是客觀因素即黃河在該流域內的客觀自然環境情況以及部分歷史遺留問題。

山東省沿黃9市的生態保護指標評價結果分析后得出結論，各市在同一時空的測度水平橫向比較中，聊城市始終表現優異，在綜合分辨系數中聊城市也同樣數據領先而濟南市則測算結果排序位次尚需進步。在各市的縱向比較中，2018年山東沿黃9市評價數值除濟南市外都為該五年中較高水平。各市生態保護狀態評價結果隨時間推進差距也趨于縮小。針對數據表現與分析得出，其生態保護的狀況由該市的相關措施采取，實施的力度，完成的情況，以及對生態保護評價指標的貢獻度決定，且成正比例關系，該市采取的措施決定了其細分指標的權重賦值，進一步決定了評價體系指標的數值。

（二）政策建議

黃河流域生態保護和高質量發展的一個難點是如何兼顧不同群體的利益即對于不同利益主體而言（包括企業和地方政府等），黃河流域（山東段）生態保護和高質量發展的成本與收益如何均衡。其次是不同流域內市區采取的政策以及相關監督體系借鑒。再者就是對流域的遺存問題和客觀不利局面的解決。最后是山東沿黃9市的協同生態保護體系構建。

針對黃河流域（山東段）的實際情況，以及協同治理機制中的關鍵點，給出一些對策與建議：

流域間橫向積極合作協同的同時，重視流域內不同利益主體的協同；制定合理的成本分攤和利益分配機制，有效發揮不同利益主體的作用；山東省沿黃9市在產業結構、生態保護文件、激勵政策、綠色通道上應積極進行聯動。協調好企業、人民、政府之間的利益關系。積極推動構建黨委政府主導、人大和政協監督、部門齊抓共管、全社會共同參與的局面。

積極推動產業結構調整。從產業結構的調整上大力發展綠色產業、低能耗產業、低污染產業、積極轉型。推動生態建設穩步前進，從源頭改善生態環境。積極完善環境監測與評估體系，強化監督體系；完善相關環境指標量化體制，發揮政協、人民各個主體的監督作用。

針對客觀環境和歷史問題要堅持規劃先行，推動除險加固工程，消除管理死角，強化質量相關管理與工程的質量管控，加強黃河文化遺產保護，通過繼承和弘揚黃河文化提升大眾參與感，增強治黃工作的社會影響力。

黃河流域生態保護過程中，位于流域內的城市之間缺乏真正的協同，即事實上存在空間開發失調和開發強度失度等問題，以及缺乏相互溝通和合作，部分存在分散開發和無序開發的特征，應保持流域間生態環境協同治理的持續性、規范化和常態化。

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＊基金項目：2023年省級大學生創新訓練項目“黃河流域生態保護與高質量發展耦合協調研究——以山東段為例”（S202310452005）。

（作者單位：臨沂大學商學院。胡阿芹為通信作者）