基于熵权法的绿色城市发展水平评价
——以河南省18个省辖市为例

杨迅周， 周 园， 孟晶晶

（1.河南省科学院地理研究所，郑州 450052； 2.河南省地质环境勘查院，郑州 450051）

20世纪末全球生态环境恶化的背景下，环境保护浪潮此起彼伏，城市生态学、人类环境生态学等学科相继开始关注城市化问题，并不断交叉融合. 这些学科的研究重点主要在于对城市建设的目标重新思考和认识，由此催生了生态城市概念的形成. 而生态城市与可持续发展理论则直接推动了“绿色城市”概念的产生及发展. 总的来看，绿色城市是追求人、自然、经济和社会四位一体生态系统的稳态的城市发展理念和模式，它以人为本、绿色低碳、节约集约、生态文明为导向，以绿色建筑、绿色街区等为载体，城市设计符合美学理念，公共交通体系及绿道网络发达，能够最大限度地保护利用自然资源和提高人类健康水平.

“绿色城市”的思想早有萌芽. 20世纪60年代，随着全球经济的恢复，世界各国城市化进程明显加快，城市化问题随之显现，引起学者的广泛关注. 1990年，大卫·戈登（David Gordon）撰写的《绿色城市》，正式提出绿色城市的概念，指出绿色城市应重视园林建设、推行绿色建筑和都市农业、实施绿色制造、推行绿色产业园区和绿色基础设施建设，同时鼓励居民绿色出行和绿色消费［1-2］. 2005年5月13日，来自世界各国70多个城市在美国旧金山世界环境日暨全球绿色生态大会上共同签署了《城市环境协定——绿色城市宣言》，宣告绿色城市的发展从单纯的环境保护向人类居住区环境等更为广阔的内容、方向扩展. 近年来，国内对绿色城市的研究日渐深入. 朱斌等［3］根据城市的绿色发展实际，从环境、发展、资源、社会和管理5个子系统构建了绿色城市评价指标体系，采用经熵权改造的TOPSIS 模型和影响度模型，评价福建省的绿色城市发展情况.袁文华等［4］在构建指标评价体系时考虑了城市绿色发展需要多维度相互协调，提出基于熵权的TOPSIS法绿色城市发展评价，采用2010年、2014年山东省17地市的空间面板数据，总结山东省城市绿色发展特点，从而提出促进城市绿色均衡发展的空间重构和路径设计思路. 邵全等［5］结合北京市“十二五”规划中确定的绿色北京的重点建设指标，构建了绿色北京的二维指标体系. 陈伟等［6］充分结合地方实际发展情况，构建欠发达地区绿色城市建设评价体系，以东南部欠发达城市南平市为例，探寻欠发达地区绿色城市建设路径.

综合来看，国外专家对绿色城市的研究，主要从城市生态环境、城市生态经济、绿色城市生活质量、绿色城市综合发展等方面开展相关研究，大多集中于采用定性与定量的评价办法对绿色城市的建设成效进行评判；对绿色城市建设所产生问题的思考，探索解决问题的根源，以及对绿色城市未来的发展［7-8］. 而国内学者对绿色城市的研究多集中于通过绿色城市的建设，解决城市发展中所遇到的困难和问题，以及通过绿色城市的发展带动经济社会的进步等，但是从特定时间、空间的角度去探析特定地域的研究相对较少. 基于此，本文在充分借鉴国内外相关科研成果的基础上，构建相对科学、合理的评价指标体系，建立河南省绿色城市发展评价模型，对河南省各省辖市绿色城市发展状况进行评价，为河南省各省辖市的绿色城市发展提供参考.

1 数据与方法

1.1 评价指标体系的构建

在充分了解近年来河南省城市发展的时间、空间情况的基础上，按照全面性、科学性、数据的可获取性、可操作性、典型性等基本原则，基于绿色城市的特征、内涵，在通过对国家《绿色发展指标体系》、《河南省绿色发展指标体系》、2019中国绿色城市指数TOP50报告的绿色城市评价模型进行研究评估后，以此构建评价指标体系. 本指标体系分为3个层次，共计25个指标，对河南省绿色城市发展水平进行评价（表1）.

1.2 评价方法

熵最初由德国物理学家鲁道夫·克劳修斯提出［9］，在热力学和热力学概念中，主要是用来测量在动力学方面不能做功的能量总数. 1948年，Claude E.Shannon将其引入到信息论中，称为信息熵［10-12］. 将其定义为离散随机事件的出现概率，一个系统越是有序，信息熵就越低；同理可知，一个系统越是混乱，信息熵就越高. 信息熵被认为是系统有序化程度的一个度量. 它表示一个系统在不受外部干扰时，其内部最稳定的状态. 使用熵权法进行赋权是一种客观的赋权方法，能客观地反映出各指标之间的内在逻辑，确定指标权重的步骤如下.

1.2.1 数据标准化 由于数据指标复杂多样，量纲具有差异性，在评价中需要首先对各个指标进行无量纲化处理. 按照指标的评价作用，存在正向指标和负向指标两种情况，根据指标数据性质又分为绝对数和相对数两种，在进行无量纲化处理过程中，将绝对数指标转化成相对数指标，将逆向指标转化成正向指标，方便指标比较. 具体公式如下：

正向指标

负向指标

表1 河南省绿色城市各指标权重Tab.1 The weight of each index in green city of Henan Province

1.2.3 绿色城市发展状况评价 采用综合指标评价法计算绿色城市发展状况，公式为：

式中：Gi为绿色发展水平；fj为j项指标权重；xij为第i年j项指标得分.

为确定河南省绿色城市发展状况，参考国内外常用的分级方法，提出五级分级标准，分级标准如表2.

表2 绿色城市发展水平等级划分Tab.2 Grades list of green city development level

1.3 数据来源

本研究的数据主要来源于《河南统计年鉴（2015—2019）》、《河南省环境统计年报（2014—2018）》、《河南省生态环境状况公报（2014—2018）》，2015—2019年期间五年的河南省、各省辖市《国民经济和社会发展统计公报》.

1.4 区域概况

以河南省省辖市为主要研究对象进行具体分析.河南省省界于31°23′～36°22′N和110°21′～116°39′E之间，全省总面积16.7万km2，占全国总面积的1.73%，地势西高东低. 河南作为人口大省、农业大省、中部发展中省份，近年来经济快速发展，工业化、城镇化加速推进. 2019 年全省生产总值达54 259.20 亿元，位居全国第五位，第二产业增加值23 605.79 亿元，占全省生产总值的43.5%. 围绕中原城市群发展，不断推进郑州大都市区、洛阳中原城市群副中心城市、各区域中心城市等建设，推动百城建设提质，增强城市承载能力. 2019年全省城镇常住人口5129万人，常住人口城镇化率53.21%. PM2.5年均浓度59 μg/m3、PM10年均浓度96 μg/m3，完成年度控制目标，重污染天数明显减少. 但是，与沿海发达省份相比，河南省在推动绿色城市发展的过程中也面临着诸多难题，如创新驱动不足、产业格局制约、能源结构失衡、环境污染较为严重、绿色发展市场化机制不健全等，都给绿色城市的发展带来了不小的挑战.

2 结果分析

2.1 评价结果

对2014—2018年期间河南省18个省辖市的绿色城市发展水平进行评价，得出各年度的综合得分，并根据得分情况进行具体排名（表3）.

表3 河南省绿色城市发展水平及排序Tab.3 Development level and ranking of green cities in Henan Province

2.2 结果分析

2.2.1 各省辖市绿色城市发展水平空间差异演化分析 从表3可知，2014—2016年，豫北地区安阳、濮阳、鹤壁及豫西地区三门峡市、豫东地区商丘市的绿色发展水平均处于较低状态. 2014—2015年，豫中地区的漯河市、平顶山市绿色发展水平也较低；从2016年开始，中部地区的发展情况有了很大程度的改观，但漯河、平顶山的绿色发展水平还不稳定，游离在较低与中等水平之间. 2018年，全省的绿色发展水平均有了非常大的进步，除濮阳市外都达到了中等以上水平.

2.2.2 各省辖市绿色城市发展水平时间序列变化分析 根据表3评价结果分析，2014—2018年，河南省各省辖市绿色发展水平差异较大，其中2014—2015年总体上呈上扬趋势，但进步的幅度不明显. 2017年之后，绿色城市的发展获得了质的提升，取得了长足的进步. 从各市的历年平均发展水平来看（图1），省会郑州绿色发展水平近5年来一直排名第一，5年平均得分为0.68；漯河市排名最后，平均得分为0.36，郑州市得分是漯河市的1.92 倍，差距十分明显. 从5 年数据来看，各省辖市的绿色发展水平均有提升，提升幅度为0.02～0.17分，仍存在较大差距. 其中，郑州市进步最大，2018年已经达到0.77分，与优秀绿色城市发展水平十分接近. 郑州市绿色发展水平近5年来一直处在河南省的首位，平均得分领先第二名洛阳市0.15分，作为河南省的省会城市，各项发展齐头并进，在绿色城市的建设上与省内其他城市相比更是遥遥领先. 作为国家中心城市、中原经济区的核心城市，郑州市近10年来突飞猛进的发展，均带动了绿色城市水平的迅速提高. 而全省各城市中，这与濮阳市进步最小，2018 年比2014 年仅仅提高了不到0.02 分，这与濮阳是以石油加工为主的石化工业城，随着油气资源的枯竭，面临着转型的阵痛等客观因素的限制不无关系. 综合来看，18 个省辖市5 年平均得分范围为0.36～0.68分，普遍在0.45分左右，这也与平均得分0.44分基本一致. 综合来看，河南省各省辖市的绿色发展情况处于中等，仍有很大的提升空间.

图1 河南省省辖市绿色城市平均发展水平评价图Fig.1 Evaluation chart of average development level of green cities of Henan Provincial cities

洛阳2018 年得分0.61 分，发展水平已进阶良好，近5 年平均得分为0.53 分，比第三名的许昌高出了约0.05，作为全国知名的中国优秀旅游城市、国家园林城市、国家卫生城市等，其绿色发展水平在河南省也是位居上游. 随着河南省加快洛阳副中心城市建设，洛阳的绿色发展水平必将迈上新的台阶. 许昌、南阳、信阳、驻马店、济源、新乡、开封5年期间得分一直维持在0.4以上，尤其是许昌和南阳在2018年分值已分别达到了0.57和0.54，距离良好的发展水平差距日渐缩小；周口、焦作和平顶山的得分均处于0.40～0.48之间，分值相对集中，绿色城市发展水平中等. 安阳、商丘、濮阳、鹤壁、三门峡、漯河的平均得分均处在0.35～0.39之间，绿色发展水平较低，但是到2018年，仅濮阳得分没有超过0.40，其余4地市均在0.4以上，已达到中等发展水平，而濮阳市距离中等发展水平尚有差距，仍有很大的发展空间.

2018 年河南省统计局发布《2016 年河南省生态文明建设年度评价结果公报》，各省辖市绿色发展指数排名是：济源、郑州、洛阳、许昌、平顶山、南阳、新乡、安阳、开封、三门峡、驻马店、焦作、鹤壁、信阳、周口、漯河、商丘、濮阳. 公报从资源利用、环境治理、公众满意度等7 个方面共56 项指标进行测算，其中公众满意度是主观调查指标，而计算方法采用了主观赋权的综合指数法，无论是从指标选取还是方法测算，均无法避免主观因素对评价结果的影响. 而本研究采用了熵权法对所有指标进行客观赋权，确定各指标权重，可以最大程度的降低人为因素的干扰；本研究经过筛选和诸多考量，共计选取了25 项相关指标进行统计分析，所得结果与2016 年的绿色发展指数存在一定差异，但也一定程度上客观反映了河南省省辖市的绿色发展情况.

根据《城市商业魅力排行榜》（https：//baijiahao.baidu.com/s?id=1598878329651588042）公布的2018 年城市分级完整名单来看，2018年郑州总计排名第13位，在新一线城市中排在第9位；三线城市中有洛阳、商丘、信阳、南阳、许昌、新乡、驻马店7个城市上榜；四线城市有开封、安阳、周口、平顶山、焦作、濮阳、漯河7个城市；五线城市有三门峡、鹤壁. 与本次河南省绿色城市发展水平基本相近，也从侧面反映了此次研究的科学性与合理性.

3 结论与建议

3.1 结论

本研究采用熵权法，对河南省18个省辖市的2014—2018年绿色发展水平进行评价，并得到了5年期间绿色发展的相应水平和排序，能够客观、准确地反映出这些城市的绿色发展水平. 整体来看，河南省绿色城市整体上呈中等水平，并总体呈上扬态势.

从区域来看，绿色城市发展水平顺序为：豫中地区、豫南地区、豫西地区、豫东地区、豫北地区. 其中，豫中地区绿色发展水平最高，已基本达到良好水平；豫北地区发展水平最低，仍徘徊在较低状态，亟待提升.

从市域来看，绿色城市发展水平顺序为：郑州、洛阳、许昌、南阳、信阳、驻马店、济源、新乡、开封、周口、焦作、平顶山、安阳、商丘、濮阳、鹤壁、三门峡、漯河. 其中郑州、洛阳已经达到了良好水平；许昌、南阳距离良好水平也只是一线之遥；部分城市的发展不够稳定，在中等和较低水平之间游离.

3.2 建议

从以上分析来看，河南省各省辖市的绿色发展水平总体上还不高，处在攻坚爬坡的关键时刻，还存在着不少问题，为了能得到更大程度的发展，特提出以下建议：

1）做好政府层面政策配套. 积极构建政府为主导、企业和市民为主体、市场为导向、产学研用相结合的推进体系，不断增强各城市的绿色综合实力. 建立规范完善的法律、法规和政策支撑体系，制定、完善绿色城市载体建设方面政策，优化发展环境，规范建设行为. 建立多层次的配套服务体系，加强交通、通信、网络等方面的基础设施建设，美化环境，完善教育、医疗、住房、餐饮等相关的生活服务.

2）节能增效发展绿色产业. 积极推进节能减排、发展绿色经济，是调整经济结构、增强发展后劲、化解资源环境瓶颈制约的重要措施. 从工业、交通、建筑等重点领域着手节能增效，开展污染防治，加强生态建设.加快发展节能环保产业，大力推广新能源，采用循环经济，用节能环保技术对传统产业进行改造，大力推进新技术、新产品、新服务的创新型应用.

3）加大城市更新改造力度. 全力推进危旧房屋改造，改善居住环境、促进就业创业、提升城区品位，大力提高城市改造土地利用集约化程度，实施连片开发、集中安置，腾出更大空间布局更大项目. 统筹推进各城市新区海绵城市建设与老城区海绵城市改造，强化对城市雨水径流的排放控制与管理，修复城市水生态环境，增强城市防洪、排涝、减灾等综合能力. 加快推进绿色建筑常态化、普及化发展.