效用函數(shù)及突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法評(píng)估生態(tài)建設(shè)規(guī)劃實(shí)施效果的比較研究

馮琳, 萬大娟, 王娜, 房立景

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效用函數(shù)及突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法評(píng)估生態(tài)建設(shè)規(guī)劃實(shí)施效果的比較研究

馮琳1, 萬大娟1, 王娜1, 房立景2

(1. 湖南師范大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 湖南長沙, 410083; 2. 北京華清園教育考試研究院, 北京, 100081)

采用效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法和突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法, 分別對(duì)江華瑤族自治縣生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃實(shí)施成效進(jìn)行了評(píng)估, 結(jié)果均顯示規(guī)劃實(shí)施成效明顯。通過分析2種方法的評(píng)估過程, 可以得到突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)過程客觀, 結(jié)果真實(shí)可靠, 反映了規(guī)劃實(shí)施的總體情況, 但對(duì)各指標(biāo)實(shí)施情況的反映不明晰, 且與規(guī)劃本身相關(guān)度不高; 而效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)過程偏主觀, 與規(guī)劃相關(guān)度高, 評(píng)價(jià)結(jié)果的預(yù)測(cè)性色彩較濃, 可反映規(guī)劃實(shí)施的總體和各指標(biāo)實(shí)際情況。

效用函數(shù); 突變級(jí)數(shù); 江華瑤族自治縣; 規(guī)劃; 評(píng)估

生態(tài)縣建設(shè)是在21世紀(jì)城市獲得生存與發(fā)展的必然趨勢(shì)[1]。目前很多學(xué)者對(duì)生態(tài)創(chuàng)建開展了研究, 但很多都停留在規(guī)劃的編制階段, 對(duì)規(guī)劃實(shí)施后的效果評(píng)估研究則相對(duì)較少, 對(duì)于生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃實(shí)施成效評(píng)估更是研究的空白區(qū)域。而城市總體規(guī)劃、土地利用總體規(guī)劃等的實(shí)施成效評(píng)價(jià)研究則相對(duì)比較成熟。規(guī)劃實(shí)施評(píng)估方法應(yīng)用較廣的有效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法和突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法。因2種方法原理易懂, 計(jì)算簡便, 因此應(yīng)用范圍廣泛。其應(yīng)用領(lǐng)域除城市總體規(guī)劃、土地利用規(guī)劃以外, 還包括生態(tài)安全評(píng)價(jià)、生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)、生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)、競爭力評(píng)價(jià)和投資評(píng)價(jià)等方面。但是由于評(píng)估的復(fù)雜性和多樣性, 2種方法通常都與其他方法綜合利用, 效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法多與層次分析法綜合利用, 而突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法則多與主成分分析法共用。

本文以湖南省永州市江華瑤族自治縣為例, 采用效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法和突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)其生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃實(shí)施效果進(jìn)行評(píng)價(jià), 通過比較, 總結(jié)2種方法的優(yōu)缺點(diǎn), 從而為生態(tài)建設(shè)規(guī)劃實(shí)施成效評(píng)估提供參考。

1 研究區(qū)域

江華瑤族自治縣是湖南省永州市所轄縣, 位于湖南省正南邊陲, 是湖南省、廣東省和廣西省的交界地帶。地理坐標(biāo)為東經(jīng)111°25′25″～112°12′35″, 北緯24°38′35″～25°19′43″, 東西長75 km, 南北寬76 km, 總面積324 800 km2。

截至目前, 湖南省有省級(jí)生態(tài)縣(市、區(qū))共有6個(gè), 江華瑤族自治縣是其中之一, 國家級(jí)生態(tài)縣(市、區(qū))1個(gè), 即長沙縣。目前江華瑤族自治縣正在積極創(chuàng)建國家級(jí)生態(tài)縣。江華生態(tài)創(chuàng)建基礎(chǔ)扎實(shí), 其于2012年組織編制《湖南省永州市江華瑤族自治縣國家級(jí)生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃》(簡稱《規(guī)劃》), 并于當(dāng)年5月順利通過專家評(píng)審, 同年6月獲批實(shí)施。

2 研究方法

規(guī)劃實(shí)施評(píng)估方法主要有專家咨詢法、綜合指數(shù)法[2]、層次分析法[3]、對(duì)比分析法[4–5]、環(huán)境經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)分析法[5]、邏輯框架法[6]、環(huán)境績效評(píng)估法、投入產(chǎn)出法、效益–費(fèi)用分析法等[7–8]。本文將采用效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法和突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)規(guī)劃實(shí)施效果進(jìn)行評(píng)估, 比較2種方法的評(píng)估特點(diǎn), 為其他規(guī)劃成效的評(píng)估提供選擇依據(jù)。

效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法原理: 首先對(duì)指標(biāo)進(jìn)行量化, 轉(zhuǎn)化為對(duì)評(píng)價(jià)問題進(jìn)行測(cè)量的一個(gè)“量化值”, 即效用函數(shù)值; 再依據(jù)合成模型加權(quán)合成得到總的效用函數(shù)值; 最后根據(jù)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)確定規(guī)劃實(shí)施成效[9]。由于評(píng)估內(nèi)容具有多樣性和復(fù)雜性的特點(diǎn), 故效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法的運(yùn)用需要其他方法的輔助。

突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法是一種對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)進(jìn)行多層分解, 建立多層目標(biāo)體系, 根據(jù)突變模型, 利用歸一公式進(jìn)行指標(biāo)合成, 最后求得總隸屬函數(shù)即規(guī)劃評(píng)估值的計(jì)算方法[10]。突變級(jí)數(shù)法與效用函數(shù)評(píng)價(jià)法所不同的是無需賦予評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重, 但需要判斷各指標(biāo)的重要性并進(jìn)行排序。

3 2種方法的評(píng)估過程

3.1 效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法

3.1.1 構(gòu)建指標(biāo)體系

指標(biāo)體系(表1)是在參照國家級(jí)生態(tài)縣建設(shè)指標(biāo)、湖南省全面建成小康社會(huì)考核指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)以及可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系等基礎(chǔ)上, 根據(jù)江華瑤族自治縣自身情況構(gòu)建的。指標(biāo)體系共包括35項(xiàng), 涉及重點(diǎn)項(xiàng)目、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)文化4個(gè)方面。其中的22項(xiàng)指標(biāo)屬于國家級(jí)生態(tài)縣建設(shè)考核指標(biāo)。原始數(shù)據(jù)來源于江華瑤族自治縣統(tǒng)計(jì)年鑒(2006–2014年)、《規(guī)劃》等相關(guān)資料。

3.1.2 確定各指標(biāo)權(quán)重

指標(biāo)權(quán)重的確定采取定性與定量相結(jié)合的方法。首先運(yùn)用層次分析法對(duì)各指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行初步分析, 然后采用專家咨詢法對(duì)初步結(jié)果進(jìn)行調(diào)整, 最后確定各指標(biāo)的權(quán)重。各指標(biāo)權(quán)重見表1。

表1 各指標(biāo)權(quán)重及重要性排序

3.1.3 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化的方法一般分為2種, 分別是非線性對(duì)數(shù)效用函數(shù)和直線型效用函數(shù)。因各指標(biāo)變化趨勢(shì)較復(fù)雜, 不是直線變化, 故本次評(píng)估指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化方法選擇非線性對(duì)數(shù)效用函數(shù), 其表達(dá)式為: 正向指標(biāo),K= (lnx-lnx1)/(lnx2-lnx1)′+; 負(fù)向指標(biāo),K= (lnx-lnx2)/(lnx1-lnx2)′+。式中:x為第個(gè)指標(biāo)的實(shí)際值;x1,x2分別為指標(biāo)的上、下限值;,為常數(shù), 一般取= 40,= 60。

指標(biāo)的實(shí)際值為評(píng)估當(dāng)年(2011–2014年)的數(shù)據(jù), 指標(biāo)上限值為規(guī)劃的基準(zhǔn)年2010年的數(shù)據(jù), 指標(biāo)下限值為《規(guī)劃》中2020年的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。對(duì)于不在規(guī)劃指標(biāo)范圍的13項(xiàng)指標(biāo), 則通過分析其2006–2014年的指標(biāo)變化情況, 得出變化趨勢(shì), 從而預(yù)測(cè)出其在2020年的指標(biāo)值。

3.1.4 成效評(píng)估

表2 規(guī)劃實(shí)施成效綜合評(píng)價(jià)值

3.1.5 確定評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)規(guī)劃實(shí)施效果進(jìn)行評(píng)估, 得出綜合評(píng)估值后, 還需要建立評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)體系, 為確定評(píng)估等級(jí)提供依據(jù)。表3為江華瑤族自治縣生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃評(píng)估效果評(píng)估標(biāo)準(zhǔn), 由此可知江華瑤族自治縣生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃實(shí)施效果好。

表3 江華瑤族自治縣生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃實(shí)施成效評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

3.2 突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法

3.2.1 構(gòu)建指標(biāo)體系

為了保證評(píng)價(jià)方法間比較的客觀性, 突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法同樣也采用表1的指標(biāo)體系。根據(jù)指標(biāo)個(gè)數(shù)的不同, 突變模型分為4種, 分別為折疊模型(1個(gè)指標(biāo))、尖點(diǎn)模型(2個(gè)指標(biāo))、燕尾模型(3個(gè)指標(biāo))和蝴蝶模型(4個(gè)指標(biāo))。若利用突變模型進(jìn)行評(píng)價(jià), 則每個(gè)指標(biāo)下轄的指標(biāo)數(shù)最多不超過4個(gè)。為確保評(píng)估全面準(zhǔn)確, 可根據(jù)需要制定多層目標(biāo)體系[11]。本文指標(biāo)體系分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、因素層和指標(biāo)層4個(gè)層次, 共35項(xiàng)指標(biāo)(表1)。

3.2.2 指標(biāo)重要性排序

突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法不需要知道指標(biāo)的權(quán)重, 但是需要對(duì)指標(biāo)的重要性進(jìn)行排序, 這是整個(gè)評(píng)價(jià)過程中的關(guān)鍵步驟, 不同的指標(biāo)排序會(huì)有不同的評(píng)估結(jié)果。本文將借助SPSS數(shù)據(jù)分析軟件, 運(yùn)用主成分分析法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行重要性排序。因素層所含指標(biāo)的重要性排序是根據(jù)各指標(biāo)所包含的下層所有指標(biāo)系數(shù)之和決定的。同理, 準(zhǔn)則層所含指標(biāo)重要性排序根據(jù)因素層指標(biāo)系數(shù)之和決定。排序結(jié)果見表1。

3.2.3 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

為避免由于原始數(shù)據(jù)大小不一、單位不一而導(dǎo)致指標(biāo)間無法直接進(jìn)行比較的問題, 將控制變量的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到[0, 1]之間。計(jì)算公式為: 正向指標(biāo), (x-min)/(max-min); 負(fù)向指標(biāo), (max-x)/(max-min)。式中:x為各指標(biāo)在評(píng)估年份的值;max為2010–2014年中各指標(biāo)的最大值;min為2010–2014年中各指標(biāo)的最小值。

3.2.4 成效評(píng)估

根據(jù)指標(biāo)下層所含指標(biāo)數(shù)確定突變模型(表4), 對(duì)照模型的相應(yīng)歸一公式對(duì)各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值進(jìn)行計(jì)算, 在向上一層次歸一時(shí), 要將各指標(biāo)的歸一值進(jìn)行合成。合成方法主要有2種, 分別為取最小值和平均值。若各指標(biāo)不存在明顯的相互關(guān)聯(lián)作用, 則稱該變量下轄的指標(biāo)為“非互補(bǔ)性”, 合成值取最小值, 反之則為“互補(bǔ)性”, 取平均值。按照此計(jì)算方法, 逐步向上歸一合成, 直至目標(biāo)層, 最終得到的總突變隸屬度值即為規(guī)劃實(shí)施評(píng)估值。評(píng)估值越大說明規(guī)劃實(shí)施成效越好。

表4 突變模型歸一公式

表5為由突變級(jí)數(shù)法計(jì)算得到的江華瑤族自治縣生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃實(shí)施成效的最終評(píng)估結(jié)果。

表5 突變級(jí)數(shù)評(píng)估結(jié)果

注:為總突變隸屬函數(shù)值。

3.2.5 評(píng)估等級(jí)劃分

為了了解規(guī)劃實(shí)施情況, 將規(guī)劃成效分成不同等級(jí), 故使各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值分別取0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 逐步歸一。最終得到的4個(gè)總突變隸屬度值將規(guī)劃實(shí)施成效分成了5個(gè)等級(jí)(表6)。

表6 突變級(jí)數(shù)評(píng)估等級(jí)劃分

4 評(píng)價(jià)方法的比較

(1) 數(shù)據(jù)選取: 突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法可以是時(shí)間數(shù)據(jù), 也可以是空間數(shù)據(jù), 從時(shí)間數(shù)據(jù)角度看, 目前大多數(shù)學(xué)者研究選取的是歷史數(shù)據(jù)。對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估, 評(píng)估結(jié)果真實(shí)可靠, 但不能清晰指明未來發(fā)展方向, 規(guī)劃的指導(dǎo)作用也無法凸顯。效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法則多是選取規(guī)劃預(yù)測(cè)值為參考依據(jù), 這樣可以更好地了解規(guī)劃實(shí)施情況, 從而為以后規(guī)劃實(shí)施工作指明方向。必須要指出的是, 規(guī)劃預(yù)測(cè)值的精準(zhǔn)度直接關(guān)系到評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性, 因此在利用預(yù)測(cè)值進(jìn)行評(píng)估之前, 還需對(duì)規(guī)劃文本特別是預(yù)測(cè)部分的準(zhǔn)確性和可靠性進(jìn)行判斷。

(2) 指標(biāo)選取: 突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法指標(biāo)體系是多層目標(biāo)模型, 但每個(gè)指標(biāo)的下層指標(biāo)最好不要超過4個(gè), 如果超過, 則需要對(duì)指標(biāo)進(jìn)行提純, 否則在后續(xù)的計(jì)算中將無法利用突變模型的歸一公式進(jìn)行指標(biāo)合成。相反, 效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法則不受層指標(biāo)個(gè)數(shù)的限制, 指標(biāo)選取難度小。

(3) 指標(biāo)權(quán)重: 突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法不需確定指標(biāo)的權(quán)重, 客觀性強(qiáng), 評(píng)價(jià)結(jié)果也更科學(xué)準(zhǔn)確, 但需要區(qū)分同一層次指標(biāo)的重要程度。效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法則通過專家咨詢法和層次分析法判斷指標(biāo)權(quán)重, 主觀性強(qiáng)。

(4) 評(píng)估等級(jí): 突變級(jí)數(shù)法是對(duì)各指標(biāo)賦予不同等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)化值, 通過突變模型計(jì)算得出各等級(jí)的評(píng)估值, 客觀性和參照作用強(qiáng)。效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法主要是根據(jù)總的評(píng)估結(jié)果, 通過經(jīng)驗(yàn)給出評(píng)估等級(jí), 主觀性很強(qiáng)。

(5) 評(píng)估結(jié)果: 2種方法所得結(jié)果對(duì)比如圖1所示, 為方便對(duì)比, 將突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法所得評(píng)估值轉(zhuǎn)化為了百分?jǐn)?shù)。從評(píng)估結(jié)果(圖1)整體看, 效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法結(jié)果顯示, 江華生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃實(shí)施成效逐年提升, 暫時(shí)未表現(xiàn)出下滑趨勢(shì)。而突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法結(jié)果顯示, 規(guī)劃實(shí)施成效在2013年后逐漸不明顯(圖1)。因此, 突變級(jí)數(shù)法對(duì)規(guī)劃實(shí)施情況反映更加真實(shí)。

圖1 2種方法所得評(píng)估值對(duì)比

從評(píng)估結(jié)果的指標(biāo)來看, 效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法可以全面了解每個(gè)指標(biāo)的實(shí)際完成情況。指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值即體現(xiàn)了指標(biāo)的實(shí)際完成情況, 且不與指標(biāo)的權(quán)重相關(guān), 獨(dú)立性強(qiáng)。而突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)各指標(biāo)實(shí)際完成情況不明晰, 主要是通過與其所屬的其他指標(biāo)綜合反映體現(xiàn)出來的, 且這種反映與指標(biāo)本身的重要性相關(guān), 獨(dú)立性較差。

5 總結(jié)

無論是哪種方法的評(píng)價(jià)結(jié)果, 都體現(xiàn)出江華瑤族自治縣生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃實(shí)施成效好。江華縣切實(shí)按照規(guī)劃要求穩(wěn)扎穩(wěn)打, 在經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)方面成績顯著, 為江華瑤族自治縣創(chuàng)建國家級(jí)生態(tài)縣打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法與效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法各有優(yōu)劣。突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法不需要對(duì)指標(biāo)賦予權(quán)重, 評(píng)價(jià)過程客觀, 反映規(guī)劃實(shí)施的整體情況, 但對(duì)各指標(biāo)實(shí)施情況的掌控不夠細(xì)致, 適用于了解規(guī)劃實(shí)施整體情況分析。效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)過程與規(guī)劃相關(guān)度高, 評(píng)價(jià)結(jié)果的好壞、真實(shí)度高低與規(guī)劃本身的準(zhǔn)確性直接相關(guān), 因此主觀性較強(qiáng)。效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法既可以反映整體規(guī)劃實(shí)施情況, 也可以反映各指標(biāo)實(shí)施情況, 可清晰呈現(xiàn)出生態(tài)創(chuàng)建工作的不足之處, 評(píng)價(jià)方法細(xì)致, 適用于綜合評(píng)價(jià)規(guī)劃實(shí)施情況。

2種方法各有所長, 可相互借鑒完善。突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)法可拓展至預(yù)測(cè)期, 通過規(guī)劃中的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù), 利用歸一公式, 便可得出預(yù)測(cè)期的評(píng)估值, 此方法可為決策層提供最優(yōu)方案和預(yù)期效果。而效用函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法則可利用主成分分析法得出綜合評(píng)價(jià)模型, 從而獲得各指標(biāo)權(quán)重值, 必要的話可將權(quán)重值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化, 使得總權(quán)重為1, 這樣就避免了權(quán)重確定的主觀性。此外, 評(píng)估等級(jí)的劃定也可采用突變級(jí)數(shù)評(píng)價(jià)中的賦值法進(jìn)行定量判定, 使等級(jí)劃定具有更好的說服力。

必須要指出的是, 規(guī)劃預(yù)測(cè)值的精準(zhǔn)度直接關(guān)系到評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性, 因此在利用預(yù)測(cè)值進(jìn)行評(píng)估之前, 還需對(duì)規(guī)劃文本特別是預(yù)測(cè)部分的準(zhǔn)確性和可靠性進(jìn)行判斷。

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(責(zé)任編校: 江河)

Comparation study of catastrophe progression evaluation and effective-functions comprehensive evaluation in planning implementation evaluation

Feng Lin1, Wan Dajuan1, Wang Na1, Fang Lijing2

(1. College of Resources and Environmental Sciences, Hunan Normal University, Changsha 410083, China;2. Beijing Huaqingyuan Education and Examination Academy, Beijing 100081, China)

Catastrophe progression evaluation and effective-functions comprehensive evaluation respectively are used to evaluate planning implementation effect of Jianghua Yao Autonomous County. The results show the effect is remarkable. By analyzing the evaluation process of two ways, Catastrophe progression evaluation is objective and its result is real and reliable. Besides, it can reflect the whole situation of planning implementation, but it is not enough to reflect specific thing about indexes. It links planning a little. And Effective-Functions comprehensive evaluation is subjective and related closely to planning and the result is predictive. This method can reflect the whole situation of planning implementation and specific thing about indexes.

catastrophe progression evaluation; effective-functions comprehensive evaluation; Jianghua Yao Autonomous County; planning; evaluation

10.3969/j.issn.1672–6146.2015.04.012

X 826

1672–6146(2015)04–0054–05

馮琳, flin19890929@163.com; 萬大娟, dajuanwan@163.com。

2015–10–16