基于熵权TOPSIS的乡村...河北省、山东省、河南省为例_刘晓敏.pdf

安徽农学通报2023年05期草原 湿地 生态环境基于熵权 TOPSIS 的乡村生态振兴水平评价以河北省、山东省、河南省为例刘晓敏1，2王煜1（1河北经贸大学经济研究所，河北石家庄 050061；2河北经贸大学京津冀协同发展河北省协同创新中心，河北石家庄 050061）摘要本文采用熵权TOPSIS法对河北省、山东省、河南省2019年乡村生态振兴水平进行评价。研究发现，农村生态系统健康子系统、农业资源高效利用子系统、农业绿色发展子系统、农村人居环境改善子系统内3个省的贴近值都处在中等水平，乡村生态振兴水平子系统3个省的贴近值都处于中等水平，由此提出了提高河北省、山东省、河南省乡村生态振兴水平的相关建议。关键词乡村振兴；生态振兴水平；评价；熵权TOPSIS法中图分类号F326.1文献标识号A文章编号1007-7731（2023）05-0136-07Evaluation of Rural Ecological Revitalization Level Based on Entropy Weight TOPSISA Case Study of Hebei，Shandong and Henan ProvinceLIU Xiaomin1，2WANG Yu1（1Institute of Economics Study,Hebei University of Economics&Business,Shijiazhuang Hebei 050061;2Hebei Coordinated Innovation Center for BTH Coordinated Development,Hebei University of Economics and Business,Shijiazhuang Hebei 050061）AbstractEntropy weight TOPSIS method was used to evaluate the level of rural ecological revitalization inHebei，Shandong and Henan Province in 2019.Study found that rural subsystems of ecosystem health，agriculturalresources utilization and agricultural subsystems of green development，rural living environment improve Hebei，Shandong，Henan Province close to the values are in the medium level，level of rural ecological revitalization of Hebei，Shandong，Henan Province close to the values are at the medium level.Suggestions are put forward to improve the levelof rural ecological revitalization in Hebei，Shandong and Henan Province.Keywordsrural revitalization;level of ecological revitalization;evaluation;entropy TOPSIS method乡村生态振兴是乡村振兴的重要组成部分，对乡村振兴起到基础作用，乡村生态环境得到改善、生态环境优良，有利于产业振兴、人才振兴、文化振兴、组织振兴。乡村生态振兴，能够为乡村产业发展提供优质的原材料，提高乡村生产商品的质量，提高其商品竞争力，促进乡村产业振兴；能够提供优良的自然环境和居住环境，吸引人才到农村发展就业，促进乡村人才振兴；能够为宣传和弘扬乡风民俗提供良好的生态环境，推进文化振兴；能够为乡村组织功能的发挥提供良好的生态环境基础，促进乡村组织振兴1。我国学者多从产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕5大方面构建了乡村振兴发展水平评价指标体系2-3，并进行评价4-9。乡村生态振兴作为乡村振兴的重要内容，我国学界对乡村生态振兴发展水平评价研究仍处于初始阶段。张灿强基金项目河北省自然科学基金青年项目（G2020207002）；2022年度河北省教育厅人文社会科学研究重大课题攻关项目（ZD202222）；河北省高等学校人文 社 会 科 学 研 究 项 目 青 年 拔 尖 项 目（BJ2020075）；河北经贸大学京津冀协同发展河北省协同创新中心经费资助（0112200360）。作者简介刘晓敏（1975），女，河北蠡县人，博士，副研究员。研究方向：资源环境经济。收稿日期2022-05-31-136DOI:10.16377/ki.issn1007-7731.2023.05.039等10提出从农村生态系统健康、农业资源高效利用、农业环境污染治理、农民居住环境改善4个方面构建乡村生态振兴评价体系，但未进行实证研究。马晓旭等11利用PSR（压力状态响应）模型，从资源环境压力（压力）、农业生产环境（状态）、自然资源环境保护（响应）3个方面构建了乡村生态振兴成效评价指标体系，并通过熵权TOPSIS方法对江苏省、浙江省和安徽省进行了对比评价。构建乡村生态振兴评价指标体系及实证，可以衡量乡村生态振兴发展水平程度，可以发现影响乡村生态振兴发展水平的因素11。当前，我国乡村生态振兴水平评价指标体系的构建及评价仍处于探索阶段。为此，本研究尝试构建了乡村生态振兴水平评价指标体系，并采用熵权TOPSIS法对河北省、山东省、河南省的2019年乡村生态振兴水平进行评价，以期丰富我国乡村生态振兴水平评价研究。1乡村生态振兴水平评价理论框架、评价指标体系构建与数据来源1.1乡村生态振兴水平评价指标体系的理论依据我国 乡村振兴战略规划（20182022年）对乡村振兴提出了具体要求，也全面阐述了乡村生态振兴的目标。简要来说，推进乡村生态振兴，要重视乡村生态系统的保护和修复，提高乡村自然资源的利用效率，推进农业绿色发展，持续改善农村人居环境，实现乡村生态系统健康、自然资源可持续利用和生活环境整洁、优美、协调发展12。1.1.1农村生态系统健康。通过减少农业用水量，逐渐缓解我国地下水超采带来的生态环境恶化、水资源短缺导致的社会经济可持续发展受到挑战的问题。通过退耕还林还草、轮作休耕、沙化土地治理、水土流失土地治理等措施，降低土地的人为扰动和利用强度。通过建立湿地、自然保护区等生态功能区，保护生物多样性、保障国家生态安全和经济社会可持续发展。1.1.2农业资源高效利用。通过控制农业灌溉用水总量、定额管理、农业水价、高效节水灌溉等措施提高农业用水效率。在注重节约用水、用地、能源的同时，也要提高农业生产产出率。通过农业生产、畜禽养殖产生的废弃物资源化，实现农业废弃物的再利用、再循环。1.1.3农业绿色发展。以农村土壤污染、水污染控制为重点，发展绿色农业。通过化肥、农药、农膜、柴油减量和替代，减少农业化学投入品，减轻农业生产造成的土壤和水污染程度，提高农业可持续发展能力12。扩大绿色农产品生产面积、增加绿色食品标识产品数量，提升农业绿色生产能力13。1.1.4农村人居环境改善。以建设美丽宜居村庄为导向，以农村垃圾、厕所革命、污水治理和村容村貌提升为主攻方向，不断提高农村生活垃圾治理率、生活污水集中收集及处理率、农村厕所无害化处理和资源化利用率，不断提高农村道路硬化率、自来水普及率、清洁能源利用率，改善农村基础设施，重视农村绿化建设，建设具有乡村特色的绿化景观，全面提升农村人居环境质量10。1.2乡村生态振兴水平评价指标体系构建在乡村生态振兴包含的内容理论框架指导下，结合已有乡村生态振兴提出的评价指标体系10-17，并在河北省、山东省和河南省3个省份2019年评价指标数据可获得性的考虑下，提出了乡村生态振兴水平的评价指标体系，包括农村生态系统健康、农业资源高效利用、农业绿色发展、农村人居环境改善4个方面的共计30个子指标。具体评价指标体系见表1。表1乡村生态振兴水平评价指标体系农村生态系统健康人均耕地面积（hm2/人）1平均地下水资源量（m3/hm2）2耕地复种指数3森林覆盖率（%）4沙化土地面积比重（%）5水土流失面积比重（%）6湿地面积占国土面积比重（%）7受保护国土面积比重（%）8耕地面积/乡村总人口地下水资源量/土地面积农作物播种面积/耕地面积统计数据沙化土地面积/土地面积水土流失面积/土地面积统计数据国家级自然保护区面积/土地面积+-+-+目标层指标层测算方法指标类别刘晓敏等：基于熵权TOPSIS的乡村生态振兴水平评价-137安徽农学通报2023年05期草原 湿地 生态环境农业资源高效利用农业绿色发展农村人居环境改善每hm2耕地创造的农林牧渔业总产值（元/hm2）9单位农业产值耗水量（m3/万元）10农田灌溉用水有效利用系数11节水灌溉面积占有效灌溉面积比重（%）12畜禽粪污资源化利用率（%）13秸秆资源化利用率（%）14化肥施用强度（kg/hm2）15农药施用强度（kg/hm2）16农用柴油使用强度（kg/hm2）17农用薄膜使用强度（kg/hm2）18农业COD 排放强度（g/m3）19农业氨氮排放强度（g/m3）20绿色农产品生产面积占总耕地面积比重（%）21单位面积绿色食品标识产品数量（个/104hm2）22对生活垃圾进行处理的行政村比例（%）23对生活污水进行处理的行政村比例（%）24卫生厕所普及率（%）25村庄内硬化道路面积占道路面积比重（%）26集中供水的行政村比例（%）27燃气普及率（%）28水环境质量达类断面比例（%）29空气质量优良比例（%）30农林牧渔业总产值/耕地面积农业用水量/农林牧渔业总产值统计数据节水灌溉面积/有效灌溉面积统计数据统计数据化肥施用量/农作物播种面积农药施用量/农作物播种面积农用柴油施用量/农作物播种面积农用薄膜施用量/农作物播种面积农业COD 排放量/废水排放量农业氨氮排放量/废水排放量绿色农产品生产面积/耕地面积绿色食品标识产品数量/耕地面积统计数据统计数据统计数据村庄内硬化道路面积/道路面积统计数据统计数据统计数据统计数据+-+-+续表1乡村生态振兴水平评价指标体系目标层指标层测算方法指标类别1.3数据来源河北省、山东省、河南省地处华北平原，3个省彼此相邻。评价指标原始数据来源于国家统计局地区年度2019年数据、中国环境统计年鉴2020、绿色食品统计年报2019、中国社会统计年鉴2020、中国城乡建设年鉴2019、中国农村统计年鉴2020、中国水资源公报2019、河北统计年鉴2020、河北农村统计年鉴2020、河北省生态环境质量状况公报2019、山东省生态环境状况公报 2019、河南统计年鉴2020、河南省生态环境状况公报2019。2评价方法TOPSIS法适用于有限方案多目标决策分析，它是通过判断研究目标到“正理想解”“负理想解”的贴近程度来评价对象。最贴近正理想解的研究对象，是评价方案中最好的方案。熵权法是一种客观赋权方法，通过数学公式对各指标信息量大小进行衡量，确定各指标的权重11，18。2.1评价指标数据标准化处理由于各个评价指标值量纲不同，需要对各指标值进行标准化处理。设评价指标体系用指标矩阵X表示，在指标特征矩阵X中，各元素均为未经处理的原始数据，m是不同的评价指标，n是不同的评价地区，本研究只涉及了3个省。xij是第i个指标、j省份的原始数值。X=|x11x12x13xm1xm2xm3i=1,2,m；j=1,2,3（分别表示河北省、山东省、河南省）利用极差变换公式对评价指标数据进行标准化处理，效益型（越大越优型）指标采用公式（1）进行标准化处理、成本型（越小越优型）指标采用公式（2）进行标准化处理：rij=()xij-min()xij/()max()xij-min()xij（1）rij=()max()xij-xij/()max()xij-min()xij（2）通过上述变换，得到标准化后的特征矩阵：R=|r11r12r13rm1rm2rm32.2熵值法确定权重熵值法是一种客观计算指标权重的方法，具体计算步骤如下：（1）定义熵。在有m个指标、n个被评价地区的评估问题中，第i个指标的熵为：-138hi=-kj=1nfijlnfij（3）式中：fij=rijj=1nrij,k=1lnn，n表示系统可能处于的状态数，fij表示系统所处的某种状态的概率。其中f满足0 f 1，f=1，并规定当f=0时，有flnf=0。（2）定义熵权。定义了第i个指标的熵之后，可得到第i个指标的熵权为：wi=1-him-i=1mhi()0 wi 1,i=1mwi=1（4）其中hi是第i个指标的熵，wi是第i个指标的熵权。2.3评价矩阵构建在乡村生态振兴标准化评价指标矩阵基础上，加上评价指标的权重，构建规范化乡村生态振兴评价矩阵：Z=|z11z12z1nz21z22z2nzm1zm2zmn=|r11w1r12w2r1nwnr21w1r22w2r2nwnrm1w1rm2w2rmnwn（5）2.4TOPSIS确定指标到正负理想的距离到正理想的距离：Dj+=i=1m()zi+-zij2（6）到负理想的距离：Dj-=i=1m()zi-zij2（7）zi+和zi-为规范化加权矩阵第n列的最大值和最小值。2.5计算贴近值Cj=Dj-Dj+Dj-（8）式中，Cj是乡村生态振兴j省的贴近值，数值范围在01，越接近1，乡村生态振兴水平越高；越接近0，乡村生态振兴水平越低。根据已有研究成果19-20，将贴近值划分为4个等级（见表2）。表2乡村生态振兴水平评价水平划分标准贴近度取值范围（0，0.3（0.3，0.6（0.6，0.8（0.8，1水平较差中等良好优秀3结果与分析乡村生态振兴评价指标数据经过公式（1）和公式（2）进行标准化处理后，然后通过公式（3）和公式（4）计算出评价指标及各评价子系统的权重，最后通过公式（5）、公式（6）、公式（7）和公式（8）算出河北省、山东省、河南省2019年乡村生态振兴水平子系统及综合水平的贴近值，计算结果见表3和表4。表3乡村生态振兴水平子系统内评价指标权重及各省贴近值目标层农村生态系统健康农业资源高效利用农业绿色发展农村人居环境改善指标层123456789101112131415161718192021222324252627282930权重0.098 60.099 30.099 30.097 60.094 70.097 20.157 70.255 70.1790.1390.161 20.148 50.205 10.167 20.087 30.0870.091 40.088 20.145 70.155 40.163 60.180 90.116 80.131 80.185 70.096 90.107 90.095 80.108 90.156 2权重和1111河北省贴近值0.450 1（中等）0.487 1（中等）0.440 4（中等）0.537 6（中等）山东省贴近值0.451 3（中等）0.447 1（中等）0.531 2（中等）0.450 9（中等）河南省贴近值0.351（中等）0.376 7（中等）0.455 8（中等）0.401 4（中等）刘晓敏等：基于熵权TOPSIS的乡村生态振兴水平评价-139安徽农学通报2023年05期草原 湿地 生态环境表4乡村生态振兴水平子系统评价指标权重及各省贴近值目标层农村生态系统健康农业资源高效利用农业绿色发展农村人居环境改善指标层123456789101112131415161718192021222324252627282930权重0.026 10.026 30.026 30.025 80.0250.025 70.041 70.067 60.032 10.0250.0290.026 70.036 80.0300.0250.0250.026 10.025 20.041 70.044 40.046 80.051 70.031 60.035 60.050 10.026 20.029 10.025 90.029 40.042 2权重和0.264 50.179 60.285 90.270 1河北省贴近值0.416 8（中等）山东省贴近值0.455 5（中等）河南省贴近值0.270 4（中等）3.1乡村生态振兴水平子系统内评价指标权重及各省贴近值结果分析农村生态系统健康子系统受保护国土面积比重权重最高，湿地面积占国土面积比重较高，说明受保护国土面积比重、湿地面积占国土面积比重对农村生态系统健康作用较强。农村生态系统健康子系统河北省、山东省、河南省3个省贴近值都处在中等水平，说明3个省还需要通过提高受保护国土面积比重、湿地面积占国土面积比重、平均地下水资源量、人均耕地面积、森林覆盖率，降低耕地复种指数、水土流失面积比重、沙化土地面积比重等方式来提升农村生态系统健康水平。农业资源高效利用子系统畜禽粪污资源化利用率权重最高，每hm2耕地创造的农林牧渔业总产值、秸秆资源化利用率、农田灌溉用水有效利用系数权重较高，说明畜禽粪污资源化利用率、每hm2耕地创造的农林牧渔业总产值、秸秆资源化利用率、农田灌溉用水有效利用系数对农业资源高效利用作用较强。农业资源高效利用子系统河北省、山东省、河南省3个省贴近值都处在中等水平，说明3个省还需要通过提高禽粪污资源化利用率、每hm2耕地创造的农林牧渔业总产值、秸秆资源化利用率、农田灌溉用水有效利用系数等方式提升农业资源高效利用水平。农业绿色发展子系统内单位面积绿色食品标识产品数量权重最高，绿色农产品生产面积占总耕地面积比重、农业氨氮排放强度、农业COD排放强度权重较高，说明单位面积绿色食品标识产品数量、绿色农产品生产面积占总耕地面积比重、农业氨氮排放强度、农业COD排放强度对农业绿色发展作用较强。农业绿色发展子系统河北省、山东省、河南省3个省贴近值都处在中等水平，说明3个省还需要通过提高单位面积绿色食品标识产品数量、绿色农产品生产面积占总耕地面积比重，降低农业氨氮排放强度、农业COD排放强度等方式来提升农业绿色发展水平。农村人居环境改善子系统内卫生厕所普及率权重最高，空气质量优良比例、对生活污水进行处理的行政村比例权重较高，说明卫生厕所普及率、空气质量优良比例、对生活污水进行处理的行政村比例对农村人居环境的改善作用较强。农村人居环境改善子系统河北省、山东省、河南省3个省贴近值都处在中等水平，说明3个省还需要通过提高卫生厕所普及率、空气质量优良比例、对生活污水进行处理的行政村比例等方式来提升农村人居环境改善水平。3.2乡村生态振兴水平子系统评价指标权重及各省贴近值结果分析乡村生态振兴水平评价系统中，农业绿色发展子系统权重最高，农村人居环境改善子系统、农村生态系统健康权重较高，农业资源高效利用子系统权重最低，说明农业绿色发展、农村人居环境改善、农村生态系统健康对乡村生态振兴水平作用较强。乡村生态振兴水平评价4个子系统的评价指标中受保护国土面积比重权重最高，单位面积绿色食品标识-140产品数量、绿色农产品生产面积占总耕地面积比重、农业氨氮排放强度、农业COD排放强度、湿地面积占国土面积比重权重较高，说明受保护国土面积比重、单位面积绿色食品标识产品数量、绿色农产品生产面积占总耕地面积比重、农业氨氮排放强度、农业COD排放强度、湿地面积占国土面积比重对乡村生态振兴水平作用较强。乡村生态振兴水平评价河北省、山东省、河南省贴近值都处于中等水平，河南省贴近值相比山东省、河北省偏低，因此河北省、山东省、河南省都要提高乡村生态振兴水平。根据乡村生态振兴评价子系统、评价指标对乡村生态振兴水平作用强弱程度，可以通过重视农业绿色发展、农村人居环境改善、农村生态系统健康发展，提高保护国土面积比重、单位面积绿色食品标识产品数量、绿色农产品生产面积占总耕地面积比重、湿地面积占国土面积比重，降低农业氨氮排放强度、农业COD排放强度来提升乡村生态振兴水平。4结论与建议在乡村生态振兴包含的内容理论框架指导下，本文提出了乡村生态振兴水平评价指标体系，包括农村生态系统健康、农业资源高效利用、农业绿色发展、农村人居环境改善4个子系统，采用熵权TOPSIS法对2019年河北省、山东省、河南省的乡村生态振兴水平进行实证评价，得出以下结论并提出建议。（1）农村生态系统健康子系统、农业资源高效利用子系统、农业绿色发展子系统、农村人居环境改善子系统河北省、山东省、河南省3个省贴近值都处在中等水平。由于受保护国土面积比重、湿地面积占国土面积比重对河北省、山东省、河南省农村生态系统健康影响较大，建议继续提高受保护国土面积比重、湿地面积占国土面积比重，进而提高3省的农村生态系统健康水平。畜禽粪污资源化利用率、每hm2耕地创造的农林牧渔业总产值、秸秆资源化利用率、农田灌溉用水有效利用系数对河北省、山东省、河南省农业资源高效利用影响较大，建议继续提高畜禽粪污资源化利用率、每hm2耕地创造的农林牧渔业总产值、秸秆资源化利用率、农田灌溉用水有效利用系数，进而提高3省农业资源高效利用水平。单位面积绿色食品标识产品数量、绿色农产品生产面积占总耕地面积比重、农业氨氮排放强度、农业COD排放强度对河北省、山东省、河南省农业绿色发展影响较大，建议继续提高单位面积绿色食品标识产品数量、绿色农产品生产面积占总耕地面积比重，降低农业氨氮排放强度、农业COD排放强度，进而提高三省农业绿色发展水平。卫生厕所普及率、空气质量优良比例、对生活污水进行处理的行政村比例对河北省、山东省、河南省农村人居环境改善影响较大，建议河北省、山东省、河南省继续提高卫生厕所普及率、空气质量优良比例、对生活污水进行处理的行政村比例，进而提高三省的农村人居环境改善水平。（2）乡村生态振兴水平评价河北省、山东省、河南省贴近值都处于中等水平。农业绿色发展、农村人居环境改善、农村生态系统健康对河北省、山东省、河南省乡村生态振兴水平影响较大，建议更加重视农业绿色发展、农村人居环境改善、农村生态系统健康，通过提高农业绿色发展水平、农村人居环境改善水平、农村生态系统健康水平来提高三省的乡村生态振兴水平。乡村生态振兴水平4个系统的评价指标中保护国土面积比重、单位面积绿色食品标识产品数量、绿色农产品生产面积占总耕地面积比重、湿地面积占国土面积比重，农业氨氮排放强度、农业COD排放强度对乡村生态振兴水平影响较大，建议通过提高保护国土面积比重、单位面积绿色食品标识产品数量、绿色农产品生产面积占总耕地面积比重、湿地面积占国土面积比重，降低农业氨氮排放强度、农业COD排放强度，进而提高3省乡村生态振兴水平。5参考文献1 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温春燕，王彩霞，张俊豪，等.仙人掌果色素的提取工艺优化及其稳定性研究J.热带作物学报，2020，41（4）：804-810.5 茅周祎.葡萄皮红色素在风味饮料中应用探究J.食品工业，2018，39（4）：40-42.6 徐馨，丁金龙.提高天然色素稳定性方法的研究进展J.中国调味品，2018，43（1）：175-179.7 茅周祎.葡萄皮红色素在风味饮料中应用探究J.食品工业，2018，39（4）：40-42.8 王登宇，钟义丽，陈梅金，等.仙人掌果红色素提取条件及稳定性研究J.怀化学院学报，2019，38（11）：57-61.（责编：张蓓）（上接130页）-142