農村生態(tài)環(huán)境指標體系的構建與評價

曹連海,郝仕龍,陳南祥

（華北水利水電學院資源與環(huán)境學院,鄭州 450011）

隨著我國農村經濟的發(fā)展,生態(tài)環(huán)境也面臨著日趨惡化的危機?！霸S多鄉(xiāng)村特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)達地區(qū)和開發(fā)項目比較多的地區(qū),很難找到‘一塊凈土'、‘一方凈水'?！盵1]在很多農村的溝渠河道正遭受著工業(yè)廢棄水和生活垃圾污染的同時,水土流失尚未得到有效控制,邊治理邊破壞的現(xiàn)象依然存在,目前全國還有200多萬平方公里的水土流失區(qū)亟待治理,任務十分艱巨。環(huán)境污染也逐步加重,植被嚴重破壞、水土流失日趨嚴重,水資源的缺乏與污染令人擔憂。環(huán)境問題已成為我國21世紀農村經濟發(fā)展的重要制約因素。雖然國內在生態(tài)環(huán)境方面的研究較多[2-3],但多偏重于城市或工程項目的生態(tài)環(huán)境研究,對于農村生態(tài)環(huán)境的研究要么偏重于治理,要么側重于管理,而對農村生態(tài)環(huán)境的評價較少涉及。

農村生態(tài)環(huán)境評價是依據(jù)一定的標準和方法對農村地區(qū)生態(tài)環(huán)境所處狀態(tài)的一種整體性描述,它是客觀的,不以評價者的主觀意志為轉移的,生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)也是復雜的系統(tǒng),它的影響因素包括自然因素、經濟因素和社會因素,所以指標的選取應涵蓋這三個因素,同時在確定生態(tài)環(huán)境評價指標體系時應充分考慮到生態(tài)環(huán)境的服務功能和健康診斷評價。

本文利用層次分析法[4],從農村生態(tài)系統(tǒng)的空間結構、生態(tài)功能和協(xié)調度三個方面來構建指標體系;利用主成分分析法確定各級指標的權重,并以新密市為例,評價新密市農村生態(tài)環(huán)境狀況,利用評價結果,探討各鄉(xiāng)鎮(zhèn)提高生態(tài)化程度的方向。

1 指標體系的構建

農村生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是一個大系統(tǒng),包含的因子極多,對它進行生態(tài)評價必須選擇若干因子作為評價指標。但不管確定哪些指標都必須圍繞生態(tài)區(qū)域的建設規(guī)律來進行,一個符合生態(tài)規(guī)律的農村地區(qū)應該具備結構合理、功能高效和關系協(xié)調的條件。因此農村生態(tài)環(huán)境指標體系的確定應從農村生態(tài)系統(tǒng)的空間結構、生態(tài)功能和協(xié)調度三個方面來構建指標體系。

農村生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是一個多屬性、多層次的子組織系統(tǒng),其指標體系的建立在科學上屬于復雜系統(tǒng)的多屬性評判問題。它不是一維簡單的物理量,而是一個包括物理因素、社會因素及心理因素在內的,由眾多屬性組成的多維多層向量。

指標體系的構建主要采用層次分析方法,首先確定社會主義新農村生態(tài)環(huán)境評價的主要方面,然后分解為能體現(xiàn)該指標的亞指標,按此原則再次進行分解,直到最底層的單項評價指標。在這里構建了一個三層次的生態(tài)環(huán)境評價指標結構的框架,一級指標有結構、功能和協(xié)調度三方面組成。二級指標是根據(jù)前述評價指標選擇原則,選擇若干因子所組成;三級指標又是在二級指標下選擇若干因子組成整個評價指標體系。它們的最高級(0級)綜合指標為生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)(ECI),用以評價農村地區(qū)的生態(tài)化程度。

由于農村生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的結構、功能和協(xié)調度都是許多因子組成的,其中有些因子可以定量并且容易定量,而有些因子是難以定量或者說是難以取得定量數(shù)據(jù)的。因此,對二級指標,特別是三級指標的選擇只能根據(jù)評價指標建立的原則加以選擇,不可避免地存在著不完備的缺陷。隨著對農村生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)研究的深入以及統(tǒng)計資料的不斷完備,對二級指標,特別是三級指標還可以進行不斷修改和補充。

對農村生態(tài)環(huán)境評價離不開對各項評價指標標準值的確定,為了適應當前評價的要求,指標的標準值確定采用幾個途徑:①凡已有國家標準的或國際標準的指標盡量采用規(guī)定的標準值;②參考國內或國外具有良好農村生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀值作為指標值;③依據(jù)現(xiàn)有的環(huán)境與社會、經濟協(xié)調發(fā)展的理論量化確定標準值;④參考現(xiàn)有的文獻資料確定;⑤對那些目前統(tǒng)計數(shù)據(jù)不十分完整,但在指標體系中又十分重要的指標,在缺乏有關指標統(tǒng)計前,暫用類似指標代替。本文建立的指標體系及其標準值見表1。

2 權重的確定

社會主義新農村生態(tài)環(huán)境評價指標體系涉及自然、社會、經濟等多個復雜因素。各個因素對新農村生態(tài)環(huán)境質量的影響程度各不相同。只有準確地確定出各個指標的權重值才能科學地評價生態(tài)環(huán)境質量。有關綜合評價中指標權重的確定方法,目前已取得較多研究成果,根據(jù)確定途徑,大致可分為兩類:一類是基于決策者的經驗和偏好,通過各指標屬性進行比較而賦權的方法,稱為主觀賦權法,如專家調研法(Delphi法)、層次分析法(AHP法)、環(huán)比評分法、二項系數(shù)法等;另一類是基于相應屬性指標的數(shù)據(jù)關系確定權重的方法,稱為客觀賦權法,如主成分分析法、因子分析法、熵值法、物元分析法、灰色關聯(lián)度法、模糊聚類法、人工智能算法、粗糙集理論算法、云模型方法等[5-6]。本文采用主成分分析法確定指標的權重。

3 生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)的計算

3.1 三級指標指數(shù)的計算

三級指標指數(shù)是社會主義生態(tài)環(huán)境綜合評價指標體系的基礎,其計算公式如下:

當指標數(shù)值越大越好時,

當指標數(shù)值越小越好時,

式中:Qi——三級指標i的指數(shù)值;Si——三級指標i的標準值;Ci——評價農村地區(qū)三級指標i的現(xiàn)狀值;maxS——指標i的最大值值乘以1.05;minS——指標i的最小值值除以1.05。

3.2 二級指標指數(shù)的計算

二級指標指數(shù)是根據(jù)所屬各三級指標指數(shù)乘以各自的權重后,進行加和。其計算公式如下:

式中:Vi——二級指標i的指數(shù)值;Qi——三級指標i的指數(shù)值;λi——該級指標下三級指標i的權重;m——該二級指標所屬三級指標的項數(shù)。

3.3 一級指標指數(shù)的計算

一級指標指數(shù)的計算是將其所屬的二級指數(shù)乘以各自的權重后,進行加和。其計算公式如下:

式中:Ui——一級指標i的指數(shù)值;Vi——該一級指標下二級指標i的指數(shù)值;Wi——該一級指標下二級指標i的權重;n——該一級指標下所屬二級指標的個數(shù)。

3.4 生態(tài)環(huán)境綜合指標的計算

采用加權疊加的方法,將個一級指標乘以各自的權重,再進行一次求和,得到生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)(ECI),其計算公式如下:

式中:Ui——一級指標i的指數(shù)值;Wi——一級指標i的權重;n——一級指標個數(shù)。

3.5 評價計算的結果及綜合分析

根據(jù)調查資料,按上述公式計算即可得出各級指標評價結果,再進一步對綜合指數(shù)進行分級,以確定農村地區(qū)的生態(tài)化程度。參照國內外的各種綜合指數(shù)的分級方法,設計了一個五級分級標準,并給出相應的分級評語,可以在此基礎上做出生態(tài)環(huán)境評價。的分級標準及評語見表1。

表1 的分級標準及評語

4 案例

新密市地處中原腹地的嵩山東麓,雙洎河上游,距河南省會鄭州40 km。轄14個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、3個街道辦事處,總人口75.8萬人。新密是河南省26個加快城鎮(zhèn)化進程重點縣(市)、35個擴權縣(市)和23個對外開放重點縣(市)之一。新密市地處嵩山低山丘嶺區(qū),地勢西北高、東南低,西、北、南三面環(huán)山,中部丘壑相間,東部地勢較為平坦。煤炭、耐材、造紙、建材是新密市四大支柱產業(yè),超化鎮(zhèn)是聞名國內外的耐火材料專業(yè)鎮(zhèn),大隗鎮(zhèn)被譽為全國造紙第一鎮(zhèn)。隨著經濟的發(fā)展,新密市的生態(tài)環(huán)境問題也越來越突出,主要河流雙洎河水質功能類別為Ⅳ類,綜合評價水質類別為Ⅴ類,主要超標物質為溶解氧高錳酸鹽指數(shù)、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、揮發(fā)酚、鉛。由此可知,其已超出其水質功能類別,嚴重影響了水資源利用和周邊人民的身心健康。同時,由于地下水超采,地下水位下降,形成大范圍降落漏斗,已被污染的地表水下滲很容易引起地下水污染。

本文選取新密市1998-2005年的指標進行計算,計算所得結果見表2。

總體來看,新密市農村生態(tài)環(huán)境狀況中等,生態(tài)化程度較高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是劉寨鎮(zhèn)、袁莊鄉(xiāng)、尖山鄉(xiāng)(Ⅱ級),可以重點發(fā)展旅游業(yè)、生態(tài)農業(yè);生態(tài)化程度一般的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是城關鎮(zhèn)、牛店鎮(zhèn)、平陌鎮(zhèn)、白寨鎮(zhèn)、岳村鎮(zhèn)、來集鎮(zhèn)、米村鎮(zhèn)、曲梁鄉(xiāng)(Ⅲ級),應調整產業(yè)結構,減少環(huán)境污染;生態(tài)化程度較低的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是超化鎮(zhèn)、茍?zhí)面?zhèn)、大隗鎮(zhèn)(Ⅳ級),應限制污染行業(yè)的發(fā)展,調整產業(yè)結構,限制企業(yè)排污,走集約化發(fā)展道路。

表2 各級指標權重值

5 結論

(1)農村生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是復雜的系統(tǒng),是一個多屬性、多層次的子組織系統(tǒng),其指標體系的建立在科學上屬于復雜系統(tǒng)的多屬性評判問題。它的影響因素包括自然因素、經濟因素和社會因素,利用層次分析法,從農村生態(tài)系統(tǒng)的空間結構、生態(tài)功能和協(xié)調度三個方面來構建指標體系;構建了一個三層次的生態(tài)環(huán)境評價指標結構的框架,一級指標有結構、功能和協(xié)調度三方面組成;二級指標是根據(jù)前述評價指標選擇原則,選擇若干因子所組成;三級指標又是在二級指標下選擇若干因子組成整個評價指標體系;制定評價標準值,其綜合指標為生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù),設計了一個五級分級標準,并給出相應的分級評語,用以評價農村地區(qū)的生態(tài)化程度。

(2)以新密市1998-2005年為例,采用主成分分析法確定指標的權重,并計算各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)環(huán)境綜合指標等級;14個鄉(xiāng)鎮(zhèn)中3個為Ⅱ級,3個為Ⅳ級,8個為Ⅲ級;新密市農村生態(tài)環(huán)境狀況中等。利用評價結果,探討了各鄉(xiāng)鎮(zhèn)提高生態(tài)化程度的方向。

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