王 苗 王焱程 李雯雯
河北建筑工程學(xué)院建筑與藝術(shù)學(xué)院,河北 張家口 075000
人居環(huán)境改善需要經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供必要的物質(zhì)基礎(chǔ),因而經(jīng)濟(jì)發(fā)展是人居環(huán)境建設(shè)與改善的前提。良好的人居環(huán)境可為經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健發(fā)展提供持續(xù)動力,是經(jīng)濟(jì)能否取得穩(wěn)步增長的有力保障。因此,實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與人居環(huán)境之間協(xié)調(diào)發(fā)展,已成為當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展過程中面臨的重大問題,更是推進(jìn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施的重要抓手和支撐。筆者以河北省為研究對象,研究其經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人居環(huán)境質(zhì)量的作用強(qiáng)度和耦合程度,為促進(jìn)河北省經(jīng)濟(jì)與人居環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展提供決策依據(jù)。
人居環(huán)境包含的要素非常多,多種要素綜合作用影響某一地區(qū)的人居環(huán)境質(zhì)量。筆者遵循綜合性、客觀性、以人為本等原則,參考相關(guān)研究成果,結(jié)合河北省農(nóng)村人居環(huán)境的具體情況,從居住條件、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、公共服務(wù)水平3 個方面入手,選取鄉(xiāng)村人口(X1,萬人)、農(nóng)用化肥施用量(X2,萬t)、受災(zāi)面積(X3,萬hm2)、年末居住住房面積(X4,m2/人)、水資源總量(X5,萬億m3)、通有線電視村數(shù)(X6,萬個)、自來水受益村數(shù)(X7,萬個)、太陽能熱水器(X8,萬m2)、農(nóng)村公路投資(X9,萬元)、衛(wèi)生廁所普及率(X10,萬m2)、村衛(wèi)生室數(shù)(X11,萬個)、衛(wèi)生人員數(shù)(X12,萬人)、農(nóng)村初中學(xué)校數(shù)(X13,萬所)和農(nóng)村小學(xué)學(xué)校數(shù)量(X14,萬所)等14 個指標(biāo)構(gòu)建河北省農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量評價體系。其中,農(nóng)用化肥施用量、受災(zāi)面積為負(fù)向指標(biāo),其余均為正向指標(biāo)。具體指標(biāo)原始數(shù)據(jù)如表1 所示。
表1 2011—2020年河北省農(nóng)村人居環(huán)境指標(biāo)原始數(shù)據(jù)
人居環(huán)境質(zhì)量評價方法主要有層次分析法、因子分析法、主成分分析法和熵值法。熵值法作為一種客觀賦權(quán)方法更為客觀、準(zhǔn)確。因此,筆者選擇熵值法對河北省農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行分析和評價[1]。首先,對指標(biāo)進(jìn)行無量綱的標(biāo)準(zhǔn)化處理,并計算各項指標(biāo)在對應(yīng)年份所占比重。其次,根據(jù)信息熵值與差異系數(shù)建立模型,將14 個指標(biāo)代入公式進(jìn)行計算,得到各指標(biāo)所占權(quán)重,為分析研究提供具體的客觀賦值數(shù)據(jù)。最后,根據(jù)農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量各評價指標(biāo)的權(quán)重,求出河北省農(nóng)村各年份人居環(huán)境質(zhì)量綜合得分。
①數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化計算公式為
式(1)中:Zij為標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值,xij為第i個年份、第j項評價指標(biāo)的數(shù)值,minxj、maxxj分別為所有年份中第j項評價指標(biāo)的最小值和最大值。
②指標(biāo)比重pij計算公式為
③信息熵ej計算公式為
式(3)中:ln為自然對數(shù),K=1/lnn,0≤ej≤1(假設(shè)當(dāng)pij=0時,pijlnpij=0)。
④差異系數(shù)gj計算公式為
⑤指標(biāo)權(quán)重wj計算公式為
⑥人居環(huán)境質(zhì)量綜合得分U1計算公式為
河北省農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量14 個評價指標(biāo)的權(quán)重計算結(jié)果如表2 所示。由表2 可知,從三級指標(biāo)來看,河北省農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量14 個評價指標(biāo)的權(quán)重均在0.4 以下,其中最大值為0.126 1(農(nóng)用化肥施用量),最小值為0.042 7(農(nóng)村公路投資)。由此可以看出,農(nóng)用化肥施用量對河北省農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量的影響較大,而農(nóng)村公路投資影響較小。從二級指標(biāo)來看,影響河北省農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量的首要因素為農(nóng)村的居住條件(0.384 9),其次為公共服務(wù)水平(0.363 9),而基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對其影響最?。?.251 2)。
表2 河北省農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量各指標(biāo)權(quán)重
綜上所述,影響河北省農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量的首要因素為居住條件,其次為農(nóng)村公共服務(wù)水平,最后為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況。
根據(jù)公式(6)計算出農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量綜合得分后,對得分進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,將其轉(zhuǎn)化為無量綱的純數(shù)值,用于不同量級指標(biāo)加權(quán)比較,獲取樣本屬性值。標(biāo)準(zhǔn)化處理是指將數(shù)據(jù)按比例縮放,去除數(shù)據(jù)的單位限制,使之落入一個小的特定區(qū)間。經(jīng)計算和處理后,2011—2020年河北省農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量綜合得分和標(biāo)準(zhǔn)化值如表3所示,標(biāo)準(zhǔn)化值低于0.5水平的有6年,分別是2011年、2012年、2013年、2014年、2017年和2018年,說明河北省農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量水平總體不高。
表3 2011—2020年河北省農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量綜合得分
筆者通過總結(jié)已有研究成果,從公共服務(wù)水平、居民收入水平和居民生活水平3 個方面,選取農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值(Y1,億元)、農(nóng)作物總播種面積(Y2,萬hm2)、農(nóng)用機(jī)械總動力(Y3,萬kW)、農(nóng)村就業(yè)人員數(shù)量(Y4,萬人)、農(nóng)村居民家庭人均可支配收入(Y5,元)、農(nóng)村居民消費水平(Y6,元)、衣著支出(Y7,元)、恩格爾系數(shù)(Y8,%)和每百戶家用汽車擁有量(Y9,輛)共9 個與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展相關(guān)的指標(biāo)建立評價指標(biāo)體系,對2011—2020 年河北省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平進(jìn)行評價。其中,恩格爾系數(shù)為負(fù)向指向,其余均為正向指向。具體指標(biāo)原始數(shù)據(jù)如表4所示。
表4 2011—2020年河北省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)原始數(shù)據(jù)
利用主成分分析法構(gòu)建農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展模型來評價河北省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。主成分分析法是把多個指標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成少數(shù)幾個綜合指標(biāo)的一種統(tǒng)計分析方法,具體計算步驟如下。
①利用式(1)對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。
②構(gòu)建相關(guān)系數(shù)成分矩陣R,并得出R的特征值。矩陣R為
③計算累計方差特征值貢獻(xiàn)率E,計算公式為
式(8)中:λ為特征值,當(dāng)數(shù)值結(jié)果大于85%時,此時的m作為主成分的個數(shù)。
④提取前m個主成分,公式為
式(9)中:ukj為標(biāo)準(zhǔn)差,Yj為原始數(shù)據(jù)均值。
⑤計算主成分權(quán)重w,計算公式為
式(10)中:m為主成分個數(shù),n為第n個主成分。
計算主成分權(quán)重[2],能客觀說明河北省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高低、影響因素等。每個主成分對應(yīng)一個方差特征值,分別反映這個主成分的貢獻(xiàn)。原則上,如果有m個主成分變量,則最多可以提取出m個主成分,但如果將其全部提取出來,就失去了簡化數(shù)據(jù)的實際意義;多數(shù)情況下前兩三個主成分已經(jīng)包含90%以上的原始信息,其他主成分則可忽略不計[3]。因此,在計算河北省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平成分綜合得分系數(shù)時,僅計算前兩個主成分,即居住條件和公共服務(wù)水平。
先根據(jù)公式(7)和公式(8)計算獲得成分綜合得分系數(shù),再根據(jù)公式(9)提取主成分,最后利用公式(10)計算各項河北省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)的權(quán)重,如表5所示。
表5 成分綜合得分系數(shù)矩陣
由表5可知,河北省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的9個評價指標(biāo)權(quán)重均在0.2 以下,其中最大值為0.195 3(農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值),最小值為0.015 9(農(nóng)用機(jī)械總動力)。由此可以看出,河北省農(nóng)村地區(qū)的第一產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值對當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的影響較大,而河北省農(nóng)村農(nóng)用機(jī)械總動力對其影響較小。從主成分所代表的內(nèi)涵來看,農(nóng)村居民家庭人均可支配收入、農(nóng)村居民消費水平、衣著支出、每百戶家用汽車擁有量與第1 主成分最相關(guān);農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值、農(nóng)作物總播種面積、農(nóng)用機(jī)械總動力、農(nóng)村就業(yè)人員數(shù)量、恩格爾系數(shù)與第2 主成分最相關(guān)。結(jié)合建立的河北省農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系來看,第1 主成分的內(nèi)涵與居住條件最貼近,第2 主成分的內(nèi)涵與公共服務(wù)水平最貼近。綜上所述,影響河北省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的首要主成分為居住條件,其次為公共服務(wù)水平。
前2 個主成分因子可以基本反映河北省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。根據(jù)成分得分系數(shù)矩陣、河北省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)數(shù)據(jù)及每項主成分的權(quán)重,得到如下線性組合[4]。
①第1主成分得分公式為
②第2主成分得分公式為
③經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合得分U2計算公式為
將經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理的9 個指標(biāo)數(shù)據(jù)分別代入公式(11)至公式(13)計算出每個主成分得分和綜合得分,并對綜合得分進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,結(jié)果如表6所示。
表6 主成分得分及綜合
由表6 可知,2011—2020 年河北省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平呈現(xiàn)波動提升趨勢。2011—2015 年,河北省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為緩慢,綜合評分較低;2015—2019 年,河北省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為迅速,尤其是2015—2016 年發(fā)展速度極快;2019—2020 年,河北省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平出現(xiàn)輕度下降。
對于耦合關(guān)系的研究,目前我國普遍采用的模型有環(huán)境灰色關(guān)聯(lián)度分析、庫茲涅茨曲線、線性動力學(xué)模型、非耦合度模型、空間回歸模型和動態(tài)耦合模型等。其中,耦合協(xié)調(diào)度模型使用耦合度來闡述若干子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系,并進(jìn)一步使用協(xié)調(diào)發(fā)展度對整個系統(tǒng)進(jìn)行綜合評價與研究[5-6]。筆者綜合考慮以往學(xué)者所使用的幾類模型及模型推廣到n元系統(tǒng)的實用性與簡潔性,總結(jié)出目前最適用的耦合度模型的規(guī)范公式。
①當(dāng)n=2時,耦合度C計算公式為
式(14)中:U1為人居環(huán)境質(zhì)量綜合得分標(biāo)準(zhǔn)化值,U2為經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平綜合得分標(biāo)準(zhǔn)化值,U1、U2分布區(qū)間均為[0,1],故耦合度C值區(qū)間為[0,1]。C值越接近1,子系統(tǒng)間離散程度越小,耦合度越高;反之,子系統(tǒng)間的耦合度越低。
②綜合評價指數(shù)T計算公式為
式(15)中:Ui為第i個子系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化值;αi為第i個子系統(tǒng)的權(quán)重。
③協(xié)調(diào)發(fā)展度D計算公式為
3.2.1 耦合協(xié)調(diào)度計算。將2011—2020 年河北省人居環(huán)境質(zhì)量綜合得分標(biāo)準(zhǔn)化值與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平綜合得分標(biāo)準(zhǔn)化值代入耦合協(xié)調(diào)度評價模型,計算出不同年份河北省農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間的協(xié)調(diào)度,如表7所示。
表7 2011—2020年河北省農(nóng)村人居環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平協(xié)調(diào)度變化
由表7 可知,2011—2020 年河北省農(nóng)村人居環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平協(xié)調(diào)度總體變化趨勢為先快速上升后平穩(wěn)增長,期間有所波動(2016—2017 年協(xié)調(diào)度下降了0.119 9,2019年以后才達(dá)到2016年的協(xié)調(diào)度水平),2011 年為最低水平(0,經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人居環(huán)境二者此時極度不協(xié)調(diào)),2020 年為最高水平(0.950 6);10 年間協(xié)調(diào)度上升速度較快,2011—2013 年間斜率達(dá)到0.24;2011 年、2012 年、2013 年協(xié)調(diào)發(fā)展度低于0.5,其余年份協(xié)調(diào)發(fā)展度均在0.5以上。
3.2.2 協(xié)調(diào)等級劃分。上述計算出的C值集中分布在一端,因而計算出來的D值主要依賴于系統(tǒng)本身的發(fā)展程度,故筆者采用簡化后的協(xié)調(diào)等級及協(xié)調(diào)發(fā)展度的劃分標(biāo)準(zhǔn)表[7],利用綜合得分標(biāo)準(zhǔn)化值完成協(xié)調(diào)發(fā)展類型劃分。根據(jù)區(qū)間值的不同,協(xié)調(diào)發(fā)展類型共分為極度失調(diào)、嚴(yán)重失調(diào)、中度失調(diào)、輕度失調(diào)、瀕臨失調(diào)、勉強(qiáng)失調(diào)、初級協(xié)調(diào)、中級協(xié)調(diào)、良好協(xié)調(diào)和優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)8個等級。
由表8 可知,2011—2020 年河北省農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)度在0~1 變化,總體上協(xié)調(diào)度變化明顯,呈現(xiàn)上升趨勢,由原來極度失調(diào)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)等級;協(xié)調(diào)度整體保持增長,但2016—2017 年協(xié)調(diào)度出現(xiàn)下降的情況,2017—2020 年河北省農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)度增長率降低,轉(zhuǎn)變?yōu)槠椒€(wěn)增長狀態(tài);10 年間有3 年協(xié)調(diào)度低于0.50,人居環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于失調(diào)狀態(tài)。
表8 2011—2020年河北省農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)等級
3.2.3 協(xié)調(diào)發(fā)展類型劃分?;谝陨蠈颖笔∞r(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合分析的結(jié)果和二者之間協(xié)調(diào)度的分析來對河北省農(nóng)村協(xié)調(diào)發(fā)展類型進(jìn)行劃分,具體分為以下3 種類型:當(dāng)U1-U2>0.1 時,為經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后性;當(dāng)U1-U2<0.1 時,為人居環(huán)境滯后型;當(dāng)0≤|U1-U2|≤0.1 時,為同步發(fā)展型[8-9]。經(jīng)過對比歸類,結(jié)果如表9 所示。
表9 基于耦合協(xié)調(diào)度的農(nóng)村發(fā)展類型分類
由表9 可知,2011—2020 年河北省農(nóng)村發(fā)展類型由經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后型轉(zhuǎn)變?yōu)槿司迎h(huán)境滯后型,2020 年又轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)發(fā)展滯后型。2011 年之后,河北省農(nóng)村人居環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的協(xié)調(diào)度沒有出現(xiàn)同步發(fā)展型,但二者之間的協(xié)調(diào)等級逐年提高,差距逐漸減小,二者之間的關(guān)系越來越均等化、合理化。
①2011—2020 年河北省農(nóng)村人居環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)度總體呈現(xiàn)上升趨勢,且2014 年后協(xié)調(diào)發(fā)展度數(shù)值均高于0.5。
②2011—2020 年河北省農(nóng)村人居環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)度為0~1,其中2017—2020年農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)度轉(zhuǎn)變?yōu)槠椒€(wěn)增長狀態(tài),2020 年人居環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展達(dá)到優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)等級。
③2011—2020 年河北省農(nóng)村發(fā)展類型由經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后型轉(zhuǎn)為人居環(huán)境滯后型,2020 年再次轉(zhuǎn)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后型。2011 年之后,河北省人居環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的協(xié)調(diào)等級逐年提高,兩者關(guān)系越來越均等化、合理化。