中国城市群环境保护能力的分级与演化研究.docx

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中国城市群环境保护能力的分级与演化研究

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段至诚

【关键词】中国城市群;环境保护能力;分级;演化

F299.27A1674-0688（2021）10-0013-04

0前言

环境污染问题伴随着我国过去几十年经济的腾飞，如癌细胞般依附、滋生在身，蚕食着人民来之不易的社会经济发展成果[1]。随着我国城镇化进程不断推进，各区域中小城市围绕大城市发展，逐渐形成大大小小的城市集群[2]。“十四五”规划明确指出，“要以城市群发展为主要抓手的‘两横三纵’城镇化战略格局”。可见，城市群为主要抓手的城市发展已经成为我国未来城市发展的主体模式，对于环境保护能力的问题应当放在这一城镇化格局下进行讨论。早至1978年，我国便开始以排污收费、申请污染许可证的方式解决环境保护能力[3];进入21世纪后，“运动式”协作，即围绕着环境保护能力的使命任务进行动员，集聚资源，开展工作[4]。现有环境保护能力相关的研究多集中于以城市或经济区为研究主体，并且研究内容多为单一维度的污染源的治理对策研究。鲜有以城市群为研究对象，分析其区域内各城市间环境保护水平。因此，本文拟通过对中国城市群各城市环境保护能力水平进行测算，分析各城市环境保护能力发展模式，评估城市群环境保护能力格局，为新时代中国城市群环境保护能力发展的研究奠定理论与现实基础。

1研究设计

1.1研究区域选择

本文参照中共中央国务院、国家发展和改革委员会及各省或自治区关于建设成城市群的批复，结合方创琳等人编著的《中国城市群地图集》，确定我国19个城市群的范围，即包含重点建设五大国家级城市群，稳步建设八大区域级城市群，引导培育六大地区级城市群共227个城市进行研究（见表1）。

1.2研究方法

1.2.1指标预处理

（1）基于倒数法对逆向指标进行正向化处理。考虑到所设指标体系中分别包含正向指标及负向指标，负向指标不符合TOPSIS模型的基本原理，本文将首先对所有负向指标以倒数法进行正向化处理。公式（1）中，Yij为正向化后的指标数值，Xij為需正向化计算的负向指标数值，C为正常数，通常取值为1。

Yij=C/Xij（1）

（2）基于标准化方法对指标进行无量纲化处理。本文通过极值法对所得原始数据进行无量纲化处理。公式（2）中，i代表计算指标的地区，j代表所计算的指标，Zij为无量纲化后指标数值。

1.2.2熵技术支持下的TOPSIS模型

本文将环境保护能力指标分为环境保护压力、环境保护状态、环境保护响应三大类，以熵技术作为支持，采用熵权法与TOPSIS评价法相结合的方式计算城市环境保护能力的综合指数。

构建评价指标体系矩阵（X）。假设有m个被评价对象，并且针对每个评价对象会有n个评价指标，则判断矩阵如下：

X=（Xij）m×n，（i=1，2，…，m;j=1，2，…，n）（3）

公式（3）中，评价对象为i，评价指标为j。

通过极值法对指标矩阵标准化，公式如下：

R=（rij）m×n，（i=1，2，…，m;j=1，2，…，n）（4）

公式（4）中，标准化后的评价指标体系矩阵为R，第i个被评价对象在第j个评价指标上的标准值为rij。评价对象总数为m，评价指标总数为n。

因此，可以得到评价指标体系各子系统的标准化矩阵，如公式（5）所示。

Rx=（rxij）u×v，（i=1，2，…u;j=1，2，…，v）（5）

公式（5）中，第x个子系统中的第i个评价对象在第j个评价指标上的标准值为rxij，各子系统评价对象总数为u，评价指标总数为v。

信息熵计算，公式如下：

公式（6）、公式（7）中，第x个子系统中的第i个评价对象在第j个评价指标上的熵值为exj;矩阵Rx的第i个被评价对象的第j项评价指标下的指标值比重为Pxij。

定义各子系统指标j的权重，公式如下：

公式（8）中，第x个子系统中的第i个评价对象在第j个评价指标的权重为wxj，指标j的熵值为exj。

对规范化后的加权矩阵（Zx）做出计算，公式如下：

Zx=（zxi）u×v，zxij=wxj×rxij（i=1，2，…，u;j=1，2，…，v）（9）

公式（9）中，第x个子系统中的第i个评价对象在第j个评价指标规范化后的值为zxij。

对各方案与最优解（Oxj+）和最劣解（Oxj-）的欧氏距离做出计算，公式如下：

计算各子系统评价指数Cx，公式如下：

公式（13）中，Cx数值越大，则评价结果越优。

计算城市环境保护能力综合指数C。运用线性加权法基于各子系统的评价指数计算结果，计算城市环境保护能力综合指数，计算公式如下：

其中，Wx表示各子系统权重，本文认为在计算城市环境保护能力指数时，子系统具有同等的重要性，因此采用均等权重;n为子系统个数。

1.3数据来源

本文基础数据主要来源于2011—2020年《中国城市统计年鉴》和《中国区域经济