中國城市群環(huán)境保護能力的分級與演化研究

段至誠

【關(guān)鍵詞】中國城市群;環(huán)境保護能力;分級;演化

【中圖分類號】F299.27 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）10-0013-04

0 前言

環(huán)境污染問題伴隨著我國過去幾十年經(jīng)濟的騰飛，如癌細胞般依附、滋生在身，蠶食著人民來之不易的社會經(jīng)濟發(fā)展成果[1]。隨著我國城鎮(zhèn)化進程不斷推進，各區(qū)域中小城市圍繞大城市發(fā)展，逐漸形成大大小小的城市集群[2]?！笆奈濉币?guī)劃明確指出，“要以城市群發(fā)展為主要抓手的‘兩橫三縱城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略格局”。可見，城市群為主要抓手的城市發(fā)展已經(jīng)成為我國未來城市發(fā)展的主體模式，對于環(huán)境保護能力的問題應(yīng)當(dāng)放在這一城鎮(zhèn)化格局下進行討論。早至1978年，我國便開始以排污收費、申請污染許可證的方式解決環(huán)境保護能力[3];進入21世紀后，“運動式”協(xié)作，即圍繞著環(huán)境保護能力的使命任務(wù)進行動員，集聚資源，開展工作[4]?，F(xiàn)有環(huán)境保護能力相關(guān)的研究多集中于以城市或經(jīng)濟區(qū)為研究主體，并且研究內(nèi)容多為單一維度的污染源的治理對策研究。鮮有以城市群為研究對象，分析其區(qū)域內(nèi)各城市間環(huán)境保護水平。因此，本文擬通過對中國城市群各城市環(huán)境保護能力水平進行測算，分析各城市環(huán)境保護能力發(fā)展模式，評估城市群環(huán)境保護能力格局，為新時代中國城市群環(huán)境保護能力發(fā)展的研究奠定理論與現(xiàn)實基礎(chǔ)。

1 研究設(shè)計

1.1 研究區(qū)域選擇

本文參照中共中央國務(wù)院、國家發(fā)展和改革委員會及各省或自治區(qū)關(guān)于建設(shè)成城市群的批復(fù)，結(jié)合方創(chuàng)琳等人編著的《中國城市群地圖集》，確定我國19個城市群的范圍，即包含重點建設(shè)五大國家級城市群，穩(wěn)步建設(shè)八大區(qū)域級城市群，引導(dǎo)培育六大地區(qū)級城市群共227個城市進行研究（見表1）。

1.2 研究方法

1.2.1 指標預(yù)處理

（1）基于倒數(shù)法對逆向指標進行正向化處理?？紤]到所設(shè)指標體系中分別包含正向指標及負向指標，負向指標不符合TOPSIS模型的基本原理，本文將首先對所有負向指標以倒數(shù)法進行正向化處理。公式（1）中，Yij為正向化后的指標數(shù)值，Xij為需正向化計算的負向指標數(shù)值，C為正常數(shù)，通常取值為1。

Yij=C/Xij（1）

（2）基于標準化方法對指標進行無量綱化處理。本文通過極值法對所得原始數(shù)據(jù)進行無量綱化處理。公式（2）中，i代表計算指標的地區(qū)，j代表所計算的指標，Zij為無量綱化后指標數(shù)值。

1.2.2 熵技術(shù)支持下的TOPSIS模型

本文將環(huán)境保護能力指標分為環(huán)境保護壓力、環(huán)境保護狀態(tài)、環(huán)境保護響應(yīng)三大類，以熵技術(shù)作為支持，采用熵權(quán)法與TOPSIS評價法相結(jié)合的方式計算城市環(huán)境保護能力的綜合指數(shù)。

構(gòu)建評價指標體系矩陣（X）。假設(shè)有m個被評價對象，并且針對每個評價對象會有n個評價指標，則判斷矩陣如下：

X=（Xij）m×n，（i=1，2，…，m;j=1，2，…，n）（3）

公式（3）中，評價對象為i，評價指標為j。

通過極值法對指標矩陣標準化，公式如下：

R=（rij）m×n，（i=1，2，…，m;j=1，2，…，n）（4）

公式（4）中，標準化后的評價指標體系矩陣為R，第i個被評價對象在第j個評價指標上的標準值為rij。評價對象總數(shù)為m，評價指標總數(shù)為n。

因此，可以得到評價指標體系各子系統(tǒng)的標準化矩陣，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個子系統(tǒng)中的第i個評價對象在第j個評價指標上的標準值為rxij，各子系統(tǒng)評價對象總數(shù)為u，評價指標總數(shù)為v。

信息熵計算，公式如下：

公式（6）、公式（7）中，第x個子系統(tǒng)中的第i個評價對象在第j個評價指標上的熵值為exj;矩陣Rx的第i個被評價對象的第j項評價指標下的指標值比重為Pxij。

定義各子系統(tǒng)指標j的權(quán)重，公式如下：

公式（8）中，第x個子系統(tǒng)中的第i個評價對象在第j個評價指標的權(quán)重為wxj，指標j的熵值為exj。

對規(guī)范化后的加權(quán)矩陣（Zx）做出計算，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個子系統(tǒng)中的第i個評價對象在第j個評價指標規(guī)范化后的值為zxij。

對各方案與最優(yōu)解（Oxj+）和最劣解（Oxj-）的歐氏距離做出計算，公式如下：

計算各子系統(tǒng)評價指數(shù)Cx，公式如下：

公式（13）中，Cx數(shù)值越大，則評價結(jié)果越優(yōu)。

計算城市環(huán)境保護能力綜合指數(shù)C。運用線性加權(quán)法基于各子系統(tǒng)的評價指數(shù)計算結(jié)果，計算城市環(huán)境保護能力綜合指數(shù)，計算公式如下：

其中，Wx表示各子系統(tǒng)權(quán)重，本文認為在計算城市環(huán)境保護能力指數(shù)時，子系統(tǒng)具有同等的重要性，因此采用均等權(quán)重;n為子系統(tǒng)個數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)來源

本文基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來源于2011—2020年《中國城市統(tǒng)計年鑒》和《中國區(qū)域經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》。少數(shù)數(shù)據(jù)缺漏，本研究將通過國家統(tǒng)計局官網(wǎng)的公布數(shù)據(jù)及各省市統(tǒng)計局官網(wǎng)的公布數(shù)據(jù)予以彌補，最后得到202個地市數(shù)據(jù)單元作為研究樣本。

1.4 指標體系

本文從城市環(huán)境保護能力的視角出發(fā)，在對指標體系構(gòu)建過程全面性、系統(tǒng)性、典型性和數(shù)據(jù)可得性等基礎(chǔ)上，借鑒PSR模型，設(shè)立城市環(huán)境保護能力綜合評價指標體系（見表2）。

2 城市群各城市環(huán)境保護能力指數(shù)分析

根據(jù)公式（13）計算出環(huán)境保護能力子系統(tǒng)指數(shù)值，并以公式（14）得到城市群各城市環(huán)境保護能力指數(shù)值?；诃h(huán)境保護能力子系統(tǒng)及系統(tǒng)所得評價數(shù)值，本文劃分城市群環(huán)境保護模式，并分析城市群各城市環(huán)境保護能力的時空演變格局。

2.1 城市環(huán)境保護能力發(fā)展模式分類

為探究城市群不同城市環(huán)境保護能力發(fā)展模式的時序差異，本文根據(jù)表3的劃分標準對各城市的環(huán)境保護能力發(fā)展模式進行劃分，對我國城市群2010 —2019年中國城市群202個城市的環(huán)境保護能力發(fā)展模式進行了分類與總結(jié)。

從表4可以看出，我國城市群一般環(huán)境保護能力至較強環(huán)境保護能力城市占比例最大，基本呈現(xiàn)出中間寬、兩頭窄的比例分布情況。其中，珠三角、成渝、海峽西岸城市群較強以上環(huán)境保護能力城市個數(shù)較多且占比皆超過50%。上述城市群在環(huán)境保護能力壓力的應(yīng)對、環(huán)境保護能力狀態(tài)、環(huán)境保護能力響應(yīng)上均有上佳表現(xiàn)。弱環(huán)境保護能力城市比例較高城市群主要出現(xiàn)在仍以重工業(yè)為支柱產(chǎn)業(yè)或經(jīng)濟結(jié)構(gòu)升級滯后的地區(qū)，諸如遼中南城市群、晉中城市群和滇中城市群，上述城市群弱環(huán)境保護能力城市比例皆超過30%，并且晉中城市群弱環(huán)境保護能力城市比例逼近50%，說明晉中城市群整體環(huán)境保護能力水平最差。

2.2 城市群城市環(huán)境保護能力的時空格局演變分析

為便于觀察時空演變規(guī)律，本文選取2010年、2013年、2016年、2019年4個年份的城市環(huán)境保護能力指數(shù)進行分析?？紤]到不同時間尺度下環(huán)境保護能力指數(shù)的標準性與可比性，根據(jù)梳理倍數(shù)關(guān)系原理，將4個樣本年份環(huán)境保護能力指數(shù)均值的0.5倍、1.0倍、1.5倍作為劃分標準并進行分級。最終劃分出環(huán)境保護能力水平類型為優(yōu)環(huán)境保護能力區(qū)（>1.5倍）、偏優(yōu)環(huán)境保護能力區(qū)（1.0～1.5倍）、中環(huán)境保護能力區(qū)（0.5～1.0倍）、劣環(huán)境保護能力區(qū)（<0.5倍）4種類型（見表5）。

從表5可以看出，除不同城市群及城市所在地的不同自然稟賦外，城市群的城市環(huán)境保護能力水平與城市群城市經(jīng)濟發(fā)展水平及結(jié)構(gòu)有一定程度的正向聯(lián)系，即經(jīng)濟發(fā)展較好的城市群及城市在城市環(huán)境保護能力上的表現(xiàn)普遍也較好，體現(xiàn)出這類地區(qū)雖然同樣面對著較高的環(huán)境保護能力壓力，但同時對環(huán)境保護能力的投入和政府對環(huán)境保護能力的重視程度相對較高，環(huán)境保護能力效果和生態(tài)文明建設(shè)成果有目共睹，經(jīng)濟發(fā)展已處于“環(huán)境庫茲涅茨曲線”中環(huán)境污染隨經(jīng)濟發(fā)展下降的階段。

3 結(jié)論

本文通過構(gòu)建城市環(huán)境保護能力綜合評價體系，運用熵權(quán)-TOPSIS法測算了城市環(huán)境保護能力，分析了城市群城市環(huán)境保護模式和城市環(huán)境保護能力的時空演化格局。最終可以得出以下幾點結(jié)論。

第一，城市群各城市環(huán)境保護能力模式基本呈現(xiàn)出中間寬、兩頭窄的比例分布情況。城市群一般環(huán)境保護能力至較強環(huán)境保護能力城市占比最大，并且城市群區(qū)域中心城市環(huán)境保護能力表現(xiàn)普遍相對周邊地區(qū)較好。從整體上看，多呈現(xiàn)東部沿海區(qū)域環(huán)境保護能力較好城市多于西部內(nèi)陸區(qū)域，秦嶺淮河以南區(qū)域環(huán)境保護能力較好的城市多于秦嶺淮河以北區(qū)域，這與中國城市綠色發(fā)展效率基本吻合[5]。

第二，城市群各城市環(huán)境保護能力水平與城市經(jīng)濟發(fā)展水平及結(jié)構(gòu)有一定的正向聯(lián)系，體現(xiàn)出經(jīng)濟發(fā)展程度較高的城市雖然同樣面對著較高的環(huán)境保護能力壓力，但同時對環(huán)境保護能力的投入和政府對環(huán)境保護能力的重視程度亦相對較高，環(huán)境保護能力效果及生態(tài)文明建設(shè)成果也與城市經(jīng)濟、文化等全方位的發(fā)展密不可分。這也在一定程度上印證了經(jīng)濟發(fā)展已處于“環(huán)境庫茲涅茨曲線”中環(huán)境污染隨經(jīng)濟發(fā)展下降的階段[6]。

參 考 文 獻

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[2]丁任重，許渤胤，張航.城市群能帶動區(qū)域經(jīng)濟增長嗎？——基于7個國家級城市群的實證分析[J].經(jīng)濟地理，2021，41（5）：37-45.

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[5]周亮，車磊，周成虎.中國城市綠色發(fā)展效率時空演變特征及影響因素[J].地理學(xué)報，2019，74（10）：2027-2044.

[6]童健，劉偉，薛景.環(huán)境規(guī)制、要素投入結(jié)構(gòu)與工業(yè)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級[J].經(jīng)濟研究，2016，51（7）：43-57.