运用熵值法探讨广州25年社会、环境和经济变化状况.doc

朱丽：运用熵值法探讨广州25年社会、环境和经济变化状况 415运用熵值法探讨广州25年社会、环境和经济变化状况朱 丽暨南大学管理学院，广东 广州 510632摘要：改革开放以来，在广州经济社会发展和城市建设取得了显著成就的同时，人口、资源、环境与发展的矛盾也日益突出。如何有效度量社会、环境和经济的演进状况和协调程度是指导建设可持续发展社会的必要条件。文章汇总了广州19782003年的城市发展统计数据，从社会、环境和经济发展三个方面选取典型的评价指标，利用熵值法探讨期间广州城市可持续发展状况，结果表明：社会进步指数由1978年的0.08增长到2003年的0.88，对可持续发展系数的贡献率为28.91%；广州市环境支持指标值变化明显，环境支持指数由1978年0.07增长到2003年0.76，对发展可持续系数的贡献率为19.69% ；经济发展进步较快，经济发展指数由1978 年的0.02增长到2003年0.84，是三个指数中增幅最大的指数，对发展可持续系数的贡献率为51.4%；自改革开放以来，在经济高速发展的同时，社会子系统也同步发展，环境子系统虽有起伏，但波折并不大，可持续发展水平系数曲线仍然保持向上的势头，经济与社会、环境基本协调向前发展。关键词：广州；环境；经济；社会；可持续发展评价；熵值法中图分类号：X2 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2008）01-0411-05改革开放以来，在广州的经济社会发展和城市建设取得了显著成就的同时，人口、资源、环境与发展的矛盾也日益突出。自然资源短缺，环境污染严重，城市交通拥挤，资源利用效率低都成为广州可持续发展必须解决的问题。1996年广州市人民政府提出实施可持续发展战略的纲领性文件广州21世纪议程，为广州社会、环境和经济等方面发展提供了指导性意见，同时提出将可持续发展问题上升到战略的高度来研究。如何有效度量广州社会进步、环境支持和经济发展的演进状况与协调性，显得颇为重要。因此，对广州社会、环境和经济可持续发展进行定量研究评价具有较好的理论价值和现实意义。在城市发展综合评价中，熵值法能够深刻地反映出指标信息熵值的效用价值，其给出的指标权重值比得尔菲法和层次分析法有较高的可信度，但它缺乏各指标之间的横向比较，又需要完整的样本数据，在应用上受到限制1。对于城市可持续发展问题来说，根据统计资料可以满足样本数据的要求。统计物理中的熵值函数形式对于信息系统是一致的2。在信息系统中的信息熵是信息无序度的度量，信息熵越大，信息的无序度越高，其信息的效用值越小；反之，信息熵越小，信息的无序度越低，其信息效用值越大。1 数据来源和指标体系本文采用的数据主要来源于广东省和广州市的统计年鉴，如广州五十年（19491999）和广州统计年鉴（20012004）等，包括城市经济、社会和环境方面的统计数据，这部分数据构成本项研究的基础，用于城市可持续发展综合评价和城市发展模型的建立。在遵循科学性、独立性、针对性和可操作性等原则的基础上，对社会、环境和经济综合利用的指标进行分解和归纳：从城市人口、生活质量、科技教育、基础设施水平和社会安全5个方面将社会发展的内涵进行扩充和特征综合；从生态建设、环境污染和环境治理3个方面将环境情况进行指标分解和特征综合；从经济规模效益、经济速度、经济结构、经济繁荣、经济集约和经济外向6个方面将经济发展的综合情况进行指标分解和特征细化。基于此，共选择了14类30个二级因子（表1），进行熵值法分析2 分析方法2.1 数据标准化由于各指标的量纲、数量级及指标的正负取向均有差异，需对初始数据做标准化处理。指标值越大对系统发展越有利时，采用正向指标计算方法；指标值越小对系统发展越好时，采用负向指标计算方法处理。计算公式如下。正向指标： （1）负向指标： （2）表1 广州市可持续发展指标体系权重Table 1 Weights of urban sustainable development indexes of Guangzhou指标信息熵效用值权重/社会进步权重/28.9142市区人口密度0.994350.005650.900城市居民人均住房使用面积0.972930.027074.312恩格尔系数0.994570.005430.864每万人拥有医生数0.998740.001260.200每万从业人员拥有专业技术人员数0.957530.042476.765每万人中高等学校在校学生数0.954450.045557.257人均道路面积0.921050.0789512.577人均日生活用水量0.981440.018562.958人均用电量0.934660.0653410.409燃气普及率0.874820.1251819.942市区固定电话普及率0.835290.1647126.239城市储蓄存款余额与GDP 比值0.952450.047557.576合计0.62771100.000指标信息熵效用值权重/环境支持权重/19.6851城市绿化面积0.859610.1403932.852人均公共绿地面积0.982660.017344.057城市建设与GDP 比值0.943220.0567813.286工业废水排放量0.954690.0453110.602工业废水处理排放达标率0.942950.0570513.349城市污水0.927570.0724316.949环卫职工人数0.987210.012792.993生活垃圾清运量0.974730.025275.912合计0.42735100.000指标信息熵效用值权重（）经济发展权重（）51.4007GDP0.818350.1816516.279人均GDP0.837420.1625814.570社会固定资产投资率0.986500.013501.210GDP 中第二产业贡献率0.998440.001560.140GDP 中第三产业贡献率0.995230.004770.427人均社会商品零售总额0.864450.1355512.147人均地方财政收入0.826660.1733415.534社会劳动生产率0.900280.099728.936进出口额总额0.839450.1605514.388实际利用外资数额0.817340.1826616.370合计1.11588100.000累计2.17094其中，xij表示第i个样本第j项评价指标的数值。minxj和maxxj分别为第i个样本第j项评价指标的最小值和最大值。2.2 各指数综合水平计算通过对原始数据进行标准化处理后，采用熵值法，计算出指标权重（表1）。计算公式如下： 信息熵： (0 e 1) （3）信息熵效用值： （4）指标权重： （5）其中m为评价年数，n为指标数，Y为指标值由初始数据经标准化处理得到的矩阵与各指标权重相乘累加,得出发展指数序列。运用相关城市可持续发展评价方法5, 6得出对应这一时期广州市可持续发展可持续系数和协调系数（表2），计算公式如下：可持续系数： （6）协调系数： （7）（6）式中k为城市可持续发展可持续系数所包含指数的数目，在本指标体系中，k = 3；（7）式中为研究年份的社会进步指数、环境支持指数和经济发展指数的标准差；为社会进步指数、环境支持指数和经济发展指数的平均值。表2 广州市社会、环境、经济、可持续和协调系数指标汇总Table 2 Total Indexes during 19782003年份197819791980198119821983198419851986社会进步 0.084 0.090 0.101 0.113 0.120 0.141 0.155 0.179 0.184 环境支持0.068 0.072 0.074 0.304 0.362 0.347 0.350 0.355 0.365 经济发展0.022 0.023 0.028 0.031 0.036 0.039 0.049 0.059 0.065 可持续系数0.049 0.052 0.058 0.108 0.124 0.129 0.139 0.152 0.159 协调系数0.448 0.442 0.451 0.061 0.021 0.105 0.172 0.248 0.262 年份198719881989199019911992199319941995社会进步 0.208 0.229 0.266 0.314 0.334 0.383 0.432 0.524 0.587 环境支持 0.371 0.355 0.372 0.366 0.377 0.404 0.410 0.431 0.474 经济发展0.068 0.095 0.114 0.110 0.134 0.177 0.279 0.361 0.423 可持续系数0.168 0.185 0.209 0.220 0.239 0.281 0.349 0.422 0.481 协调系数0.298 0.424 0.482 0.487 0.538 0.609 0.779 0.813 0.831 年份19961997199819992000200120022003社会进步0.621 0.655 0.691 0.707 0.737 0.763 0.805 0.878 环境支持 0.446 0.490 0.527 0.554 0.610 0.757 0.748 0.761 经济发展0.465 0.523 0.563 0.608 0.657 0.721 0.732 0.838 可持续系数0.507 0.555 0.593 0.626 0.671 0.740 0.756 0.835 协调系数0.812 0.843 0.854 0.875 0.904 0.969 0.950 0.927 由此可对广州市的可持续发展情况进行综合评价。3 讨论图1 广州市19782003 年社会进步、环境支持和经济发展指数Fig. 1 Total Indexes of Entropy Method during 19782003改革开放以来，广州市经济发展速度平均每年以两位数的速度增长，“八五”期间（19911995年）达到20.18%，提前3年实现了翻两番的战略目标，综合经济实力居全国大城市第三位；基础设施建设和城市环境进一步改善，旧城改造和东南部新区的开发进程加快；基础产业快速发展，中心城市的辐射能力得到加强；科技教育和各项社会事业全面发展，社会文明有较大进步；广州市民的物质和文化生活不断改善，城市面貌发生了巨大的变化。在取得如此巨大成绩的基础上，如何理性的认识这期间内经济和社会高速发展同时的环境状况的变化，是事关广州市可持续能力的重要问题。为了全面了解分析广州市城市发展过程中各项指标的变化状况，我们以时间序列分别建立了社会、环境和经济发展指数以及可持续系数和协调系数的变化趋势（图1）。以此来探讨广州城市发展中的演变特征和趋势。3.1 社会进步指数社会进步指数由1978年的0.08增长到2003年的0.88，对可持续发展系数的贡献率为28.91% (表1)，从熵值法的概念理解7-10，说明广州市的社会进步指标变化幅度相对较大，发展迅速（图1）。19782003年广州市的社会发展状况可以用“高起点、稳步发展”来概括。在评价的起点年份，社会进步指数的得分在三个指数中位居第一，之后就以十分稳定的增长态势逐年增长。且在1993年以后在三个指数中保持第一，这说明广州市作为广东省省会，华南地区政治、经济和文化中心，其社会服务的功能相对完善，起点高，进步稳定，在城市的职能中居于主导地位，这些与广州市的城市职能是完全吻合的。从具体指标的变化看，由于广州市实行了严格的人口控制政策，市区人口总量增长相对缓慢，19982003年期间年平均人口自然增长率仅为3.78，远低于此期间的全国平均水平7.17。人民生活水平有了大幅提高。2003年城市居民收入平均每人达到15002.59元，比1978年的442.08元，增长了34倍；人均储蓄存款达到2003年的5156.53元。住房条件同时得到明显改善。2003年广州全市完成住宅投资352.22亿元，住宅竣工面积1317.25万m2。城镇居民人均住房使用面积17.23 m2，农村居民人均生活用房面积36.01 m2。恩格尔系数表现为城乡基本同步一致，呈下降趋势，1998年起低于0.45，这表明广州市无论城乡，居民生活水平在逐步稳定地提高。此外，广州市综合反映国民健康状况的主要指标，已经位于发展中国家前列，有的已经接近或达到中等发达国家的水平。3.2 环境支持指数环境支持指数由1978年0.07增长到2003年0.76，对发展可持续系数的贡献率为19.69% (表1)，说明广州市环境支持指标值变化明显，在各个指标上均有不小的成绩（图1）。改革开放之初，由于较少的人口数量和较低的生活水平，对环境资源的开发力度较低，经济和社会活动对环境的影响不大，环境的综合支持能力相对较高。类似于我国发展初期的整体环境状况。然而随着社会发展和经济的快速增长，资源消费量的增加，对环境的影响逐渐加剧。在具体指标值上表现为：由于对环境治理态度的反复，城市建设投资与GDP比值指标值相差悬殊，对环境支持指数的贡献为13.286%；工业废水处理排放达标率对环境支持系数的贡献为13.349%，有待提高。城市卫生状况有明显的改善，2003年全市近郊区共有园林绿地105158 hm2，人均公共绿地9.44 m2，城市绿化覆盖率34.19%，已提前实现了广州市城市建设发展总体规划中确定的绿化目标。然而，环境支持能力仍然总体上远低于社会和经济发展水平。3.3 经济发展指数经济发展指数由1978年的0.02增长到2003年0.84，是三个指数中增幅最大的指数。因此，它对发展可持续系数的贡献率为51.4% (表1)，说明广州市的经济发展进步较快（图1）。经济发展指数在评价期初在三个指数中位居末席，此后便以稳定的高速增长态势向上发展，评价期末在三个指数中已位居第二。在指标值的变化方面，GDP增长率在较高水平的稳定，使其对经济发展指数的贡献为16.279% (表1)。GDP的高速增长直接带动了人均GDP指标值的相应增长，间接带动了人均地方财政收入和人均社会商品零售总额的增长。改革开放的正确国策贯彻落实和基础设施改善等措施形成的良好投资环境，在GDP高速发展的促进下，进出口总额和实际利用外资指标也有巨大的增长。这些指标对经济发展指数的贡献均在10%以上11。3.4 综合评价19782003年广州城市可持续发展的状态总体上处于比较好的情况，发展曲线较好。在经济高速发展的同时，社会子系统也同步发展，环境子系统虽有起伏，但波折并不大，经复合的发展水平系数曲线仍然保持向上的势头，经济与社会、环境基本协调向前发展（图1，表2）。广州市在此期间的发展状况可划分为三个阶段：19781990年期间，由于人口少，生活水平低，且活动强度弱，人口发展与资源潜力及环境容量存在较大空间，显示出不相协调的一面。从资源环境系统来说综合状况还是较好，但人口和经济系统的发展水平低，不应是人们所期望的目标。促进社会、环境和经济系统的综合发展，是实现三者协调发展的重点19911995年是广州市可持续发展的第二个阶段，这个阶段，广州市保持了社会进步和经济发展方面的稳步提高的良好态势，由于GDP稳定增长的带动，经济总量已经具备了相当规模，致使各项经济发展和社会进步指标得到良好的发展，经济发展和社会进步指数有了喜人的增长（图1）。这一期间，社会、环境和经济发展的协调性明显增强，环境支持因素在其中起了关键性作用。广州市在上世纪90年代初持续加大在环境保护方面的投入，补偿了环保投资降低造成的不利影响。但这些成绩与经济发展和社会进步比较起来，还是慢了一些（图1）。19962003年，由于发展可持续系数的提高，相对于社会进步和经济发展方面的稳步提高，对环境的要求有所放松，出现了1996 年的短暂滑坡，此后，环境支持指数由于环保投资与GDP的比值和城市污水处理率的强力支持而大幅提高，社会、环境、经济协调发展，开始进入基本可持续协调发展阶段（图1）。4 结论研究表明，广州从19782003年期间，尽管环境指数和社会、环境和经济发展都经历了相对较大的变化，然而，自1990年后随着政府和公众对环境的关注水平日益提高，对环境事业的支持力逐渐加强，环境支持指数依然可以保持上升的势头。事实上，社会、环境和经济的发展是绝对的，协调发展只是相对的概念12。同样，环境容量也不是绝对的概念，不同经济发展条件下，环境容量的概念应该是有差异的。经济的投入和科技的进步同样也可以增加环境容量。因此，如何正确的看待它们之间的演化趋势，是构建环境友好型，资源节约型社会经济体系重点所在。参考文献：1 王靖, 张金锁. 综合评价中确定权重向量的几种方法比较J. 河北工业大学学报, 2001, 30(2): 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This paper collected the statistical data of city development of Guangzhou from 1978 to