《一、研究背景》

一、研究背景

针对可持续发展和生态文明建设情况的评估，国 内外一些机构、学者已从不同视角、不同尺度开展研 究，如中国省域生态文明建设评价研究 [1]、中国绿 色发展指数研究 [2]、全球环境绩效指数（EPI）研究 [3] 等。这些评价研究的指标覆盖广、综合性强，反映了 不同国家、不同城市生态文明的发展状况，但在具体 指标数据标准化评估方法上仍存在不足，如极差标 准化和 Z-score 标准化方法仅限于数据的无量纲处理， 处理后的数据无实际含义。本研究提出双目标渐进法 的标准化方法，对比讨论了其与极差标准化和单目标 渐进法的差异，并在此基础上对 2014 年我国 31 个省、 自治区、直辖市（不包含香港特别行政区、澳门特别 行政区和台湾地区）的生态文明发展水平进行评估。

《二、研究方法与数据来源》

二、研究方法与数据来源

《（一）指标体系构建》

（一）指标体系构建

本研究结合我国生态文明建设的总体目标，以 生态环境质量改善为核心，兼顾经济、社会和环境 领域的协调发展，遵守客观性、可行性、综合性、 简明性和合理性原则，综合衡量生态文明建设各领 域的整体协调程度，全面客观地评价整个经济社会 的发展，构建包含 4 个领域、10 个目标、25 个指 标的评估体系，对我国生态文明发展水平进行评估。 具体指标体系见表 1。

《表 1》

表 1  生态文明发展水平评估指标体系

 

《（二）评价方法及数据来源》

（二）评价方法及数据来源

本研究以 2014 年为评估年，以我国 31 个省、 自治区、直辖市为评价单元。采用标准化方法进行无量纲归一化处理，采用层次分析法对各层级指标 赋予权重，并利用综合加权指数法对生态文明发展 水平进行评估，最终将生态文明发展水平得分划分 为 5 个等级，即 A 级（K ≥ 90）、B 级（70 ≤ K ＜ 90）、 C 级（60 ≤ K ＜ 70）、D 级（50 ≤ K ＜ 60） 和 E 级（K ＜ 50）。对评估指标中所涉及的社会经济指 标的原始数据优先选择该年度中国统计年鉴、城市 统计年鉴等统计数据，对环境保护、污染排放、污 染治理等指标的原始数据优先选择该年度环境统计 年鉴的统计数据及遥感数据、环境监测数据等行业 统计数据，此外 , 对个别指标的原始数据则采用对相关研究成果的引用，如生态环境质量指数、人均 生态足迹等。权重及指标数据来源见表 2。

《表 2》

表 2  权重及指标数据来源

 

综合加权指数法公式如下：

式（1）中，K 为综合评价指数 , 即生态文明发展 指数；Wi 为各指标权重；Aj 为各指标标准化后值。 其中，数据标准化方法参考现阶段评估研究普遍 采用的方法，列举 3 种不同标准化方法，即极差标 准化 [5]、单目标渐进法 [6]、双目标渐进法，并着 重对标准化的方法及结果进行比较研究。极差法采用指标数据的最大、最小值作为归一化依据，单目 标渐进法选用每个指标的唯一目标值进行归一化处 理，双目标渐进法在单目标渐进法的基础上进行了 改进，选取设定不同目标值作为归一化依据 , 具体 标准化方法如下。

1. 极差标准化

极差标准化方法是对原始数据进行线性变换， 设 min X 和 max X 分别为属性 A 的最小值和最大值， 将 A 的一个原始值 x 通过 max-min 标准化映射成在 区间 [0,1] 中的值 X，其具体公式如下：

式（2）中，Aij 为第 i 年的第 j 个评价指标数据标准 化后的值；Xij 为第 i 年的第 j 个评价指标的原始值； max(Xij) 为第 i 年的第 j 个评价指标最大值；min(Xij) 为第 i 年的第 j 个评价指标最小值。

2. 单目标渐进法标准化

单目标渐进法标准化采用每个指标的唯一目标值 作为参考，通过每个指标趋近目标值的程度，对相应 指标的要求进行赋值（原理见图 1），其具体公式如下：

当 Aij < 0 时，取值为 0；当 Aij > 100 时，取值为 100。 式（3）、式（4）中，Aij 为第 i 年的第 j 个评价指标 数据标准化后的值；Xij 为第 i 年的第 j 个评价指标的 原始值；S (Xij) 为第 i 年的第 j 个评价指标标准值。

《图 1》

图 1 单目标渐进法标准化方法原理图

 

3. 双目标渐进法标准化

双目标渐进法标准化在单目标渐进法的基础 上进行了改进，设定 2 个不同目标值作为参考，通 过每个指标趋近目标值的程度，对相应指标进行赋 值。两个目标值分别设定为 A 值和 C 值，A 值即 指标通过标准化后可获得 90 分时所对应的数值，C 值即指标通过标准化后可获得 60 分时所对应的数 值。A 值和 C 值的选择主要依据我国及各部门行业 标准中的相关规定、国家相关规划或其他要求、国 内外同发展水平城市的现状值 , 如本次评估主要参 考《国家生态文明建设示范县、市指标（试行）》（草 案）《城市园林绿化评价标准》《生态县、生态市、 生态省建设指标（试行）》《到 2020 年化肥使用量 零增长行动方案》《国家中长期科学和技术发展规 划纲要（2006—2020 年）》和《国家新型城镇化规 划（2014—2020 年）》等文件，及世界银行有关中 高等收入、高等收入国家的 2014 年数据，具体目 标值的选取见表 3。对于部分无法找到确切参考依 据的指标，将依据指标数据的统计学分布特征，即 选取各指标原始数据按顺序排列时，位置在整体数 据 60 % 位置的数值作为 C 值、90 % 位置的数值作 为 A 值（原理见图 2）。其具体公式如下：

式（5）中，当 Aij < 0 时，Aij 取值为 0；当 Aij > 100 时， Aij 取值为 100。其中，Aij 为第 i 年的第 j 个评价指 标数据标准化后的值；Xij 为第 i 年的第 j 个评价指 标的原始值；SA (Xij) 为第 i 年的第 j 个评价指标标准 值 A 值；SC (Xij) 为第 i 年的第 j 个评价指标标准值 C 值；SA 为此评价指标标准值 A 值对应分数（90 分）；SC 为此评价指标标准值 C 值对应分数（60 分），为某一指标每增加（或减少）时对应 赋分值的增加（或减少）。

《表 3》

表 3 目标值的选取

 

《图 2》

图 2 双目标渐进法标准化方法原理图

 

《三、结果与讨论》

三、结果与讨论

《（一）不同评价方法评估结果对比及分析》

（一）不同评价方法评估结果对比及分析

本研究对 3 种标准化评估结果进行对比，以 评估研究中普遍采用的极差法作为参照，分别对 比单目标渐进法和双目标渐进法的差异，结果对 比见表 4、表 5。

《表 4》

表 4 三种标准化方法评估结果对比

 

《表 5》

表 5 三种标准化方法评估结果统计学特征

 

从 3 种标准化方法的计算原理来看，极差标 准化等主要以数学原理为依据的标准化方法仅对 指标原始数据进行无量纲的归一化处理，即计算 得出每个数据在各自评估数据范围内的定位（顺 序），但处理后的数据无实际含义。而目标渐进法 由于参考国内行业标准、规划目标值、国际同水平 值等相关指标要求，或直接给定了每个指标的实际 目标值，且本研究首次提出的双目标渐进法定义了值（见评价方法中“双目标渐进 法”公式），即指标原始数值每增加（或减少）多少， 对应标准化后所得分数增加（或减少）多少，也就 是规定了指标原始值与标准化值的变化关系，故此 方法在满足无量纲化数据处理的同时兼具实际得分 情况，可判定最终评估结果得分能否反映实际生态 文明的发展水平，或是否符合我国或世界相应的发 展水平。双目标渐进法还提出了指标目标值在无规 定的参考要求时如何选取目标值，即可以根据每个 指标数据统计学分布特征设定目标值，解决了目标 渐进法评估中指标目标值的取值问题。

从 3 种标准化方法计算评估结果的数据统计学 特征来看，生态文明发展水平各省平均值以双目标 渐进法评估的得分最高，其次是单目标渐进法、极差标准化法； 3 种方法计算得出的平均值与中位值 之差均较小，其中，以双目标渐进法的计算结果之 差最小。从评估结果的分布情况来看，极差标准化 法计算结果的数据离散度较大，数据分布区间为 38.05 ~ 85.29 分，单目标渐进法计算结果的数据离 散度较小，数据分布区间为 47.34 ~ 69.85 分，双目 标渐进法计算结果的数据离散度适中，数据分布区 间为 49.07 ~ 73.79 分。

从单目标渐近法、双目标渐进法与极差标准 化法计算结果的各省生态文明发展水平排名来看， 3 种方法评估结果排名趋势相似，以极差标准化法 为参照，分别对比其与单目标渐进法、双目标渐进 法评估结果排名的变动情况，其中单目标渐进法的 平均名次变化（上升或下降）为 3.81，双目标渐进 法的平均名次变化（上升或下降）为 2.90。

综上所述，目标渐进法比普遍采用的极差标准 化方法得出的指标归一化结果更具有实际意义，且 双目标渐进法比单目标渐进法更具科学性。

《（二）基于双目标渐进法的生态文明发展水平评估 结果分析》

（二）基于双目标渐进法的生态文明发展水平评估 结果分析

本研究最终选取双目标渐进法对 2014 年我国 31 个省、自治区、直辖市生态文明发展水平进行评 估，评估结果见表 6。结果显示，2014 年我国生态 文明发展水平平均得分为 59.73 ，属于 D 级，其中， 没有生态文明发展水平达到 A 级的地区，生态文明 发展水平达到 B 级的仅有浙江省和广东省 2 个地区， 占全国国土面积的 2.97%；达到 C 级的地区，有 14 个，包括福建省、海南省等地区，占全国国土面积 的 23.45%；达到 D 级的地区有 14 个，包括江苏省、 内蒙古自治区等，占全国国土面积的 69.08%；达到 E 级的城市有 1 个，为甘肃省，占全国国土面积的 4.50%，可以看出，2014 年我国占国土面积 70% 以上的地区生态文明发展水平得分未及格（60 分以下 为未及格）。总体来看，我国生态文明发展水平较低。

《表 6》

表 6 各评价等级生态文明发展指数及各领域得分

 

从空间分布情况看，我国东南沿海地区生态文 明发展水平略高于中西部地区。从 4 个评价领域层 来看（见图 3 和表 6），各省、自治区、直辖市平均 绿色生活得分较高，为 71.24 分，绿色生产得分较低， 为 53.25 分；其中，B 级地区除绿色治理领域得分较 低，其他领域得分均超过 70 分，发展较为均衡；C 级地区的绿色生活得分较高，绿色环境和绿色治理 得分均在 60~70 分，但绿色生产得分较低，是该地 区的突出短板；D 级地区除绿色生活得分在 60 分以 上，其他领域得分均为 60 分以下；E 级城市 4 个领域 得分均较低，导致该地区生态文明发展水平最低。此 外，从评价指标体系中的 10 个目标层来看（见图 3）， 各省、自治区、直辖市城镇人居指数、环境质量指数 和污染治理指数平均得分均较高，分别为 82.31 分、 72.65 分和 70.52 分，但污染排放指数、建设绩效指 数、资源效率指数平均得分均较低，分别为 42.22 分、 49.11 分和 50.71 分。综上所述，我国生态文明发展水 平与我国预期目标及国际水平还有一定差距，虽然在 社会经济生活方面有一定基础，其中一些一线城市已 达到国际中高收入或高收入国家的水平，我国整体经 济社会建设成效显著，但在生态环境保护、工业污染 控制、产业优化、资源高效利用方面还需进一步加强， 以实现生态文明建设各领域的均衡发展。

《图 3》

图 3 各领域层和目标层雷达图