灰色關(guān)聯(lián)法在鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

胡海濱

(1.福建工程學(xué)院 建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院, 福建 福州 350118；2.福建師范大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院， 福建 福州 350117)

灰色關(guān)聯(lián)法在鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

胡海濱1,2

(1.福建工程學(xué)院 建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院, 福建 福州 350118；2.福建師范大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院， 福建 福州 350117)

在研究灰色系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)上，以福建省生態(tài)村的評(píng)估工作為例，將灰色關(guān)聯(lián)分析法應(yīng)用到鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的綜合評(píng)定中，建立以多重指標(biāo)下的生態(tài)環(huán)境灰色關(guān)聯(lián)模型，并進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用。結(jié)果證明該方法可行，得出了實(shí)測(cè)值分別與標(biāo)準(zhǔn)值和理想值的關(guān)聯(lián)度，而且可以進(jìn)行同級(jí)別的比較分析。

生態(tài)環(huán)境； 灰色關(guān)聯(lián)分析； 鄉(xiāng)村； 綜合評(píng)價(jià)

新頒布的《美麗鄉(xiāng)村建設(shè)指南》[1]提出，生態(tài)環(huán)境保護(hù)是建設(shè)美麗鄉(xiāng)村的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的評(píng)定和評(píng)比是促進(jìn)鄉(xiāng)村生態(tài)保護(hù)工作的重要推手。目前，中國(guó)對(duì)美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的力度逐漸加大，在當(dāng)前農(nóng)村生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不容樂觀的情況下，為使建設(shè)力度客觀、公平、公正地落實(shí)到生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善上，需要更加客觀性、量化式的綜合評(píng)價(jià)方法。

將灰色關(guān)聯(lián)分析法應(yīng)用到鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)中，基于《福建省生態(tài)村創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)》中的量化標(biāo)準(zhǔn)值，結(jié)合工作實(shí)際，探討建立灰色關(guān)聯(lián)模型，通過美麗鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)實(shí)例運(yùn)用，為生態(tài)村的綜合考評(píng)提供新的思路。

1 目前鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)機(jī)制的缺陷

鄉(xiāng)村的生態(tài)環(huán)境是一個(gè)多指標(biāo)、模糊的、復(fù)雜的系統(tǒng)，指標(biāo)高低不同，影響因素眾多。傳統(tǒng)的評(píng)定方式是實(shí)地查看，計(jì)算積分、申查報(bào)告，缺陷是對(duì)各指標(biāo)的影響程度做不到精確的綜合和衡量，也不能進(jìn)行村之間的橫向比較和動(dòng)態(tài)變化。以福建省級(jí)生態(tài)村的考核辦法為例，主要是依靠指標(biāo)積分，在評(píng)判模式上缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撝笇?dǎo)，難以做出統(tǒng)籌眾多指標(biāo)下的綜合量化考評(píng)與比對(duì)。主要存在以下幾個(gè)方面的問題：

一是評(píng)價(jià)量化度不夠，損失大量數(shù)據(jù)信息。依照《福建省級(jí)生態(tài)村創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)》，某項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)，即可得到該指標(biāo)的滿分，未到達(dá)就是0分。這就無法體現(xiàn)出不同指標(biāo)值的貢獻(xiàn)率區(qū)別，例如生活污水處理率(達(dá)到80%以上即可得滿分8分，未達(dá)到為0分)，如果A村莊處理率95%，B村莊處理率80%，兩者得到一樣的分?jǐn)?shù)明顯是不合理的，若果C村莊處理率為75%，D村莊處理率僅為20%，兩者均得到0分，也是非常不合理的。因此，考評(píng)結(jié)果要考慮到每個(gè)指標(biāo)實(shí)測(cè)值的貢獻(xiàn)大小，不能簡(jiǎn)單地以達(dá)標(biāo)和不達(dá)標(biāo)而論。

二是指標(biāo)的算術(shù)積分方法過于簡(jiǎn)單化。按照《福建省級(jí)生態(tài)村創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)》，每個(gè)指標(biāo)的得分進(jìn)行累加，按總分來計(jì)算，超過90分即達(dá)生態(tài)村標(biāo)準(zhǔn)。簡(jiǎn)單的積分方法，忽略了一些超量的指標(biāo)。例如E村總分為90分，但如果其中飲用水合格率不達(dá)標(biāo)而且很低，判定E村為生態(tài)村明顯是不符的。因此，計(jì)算過程中要凸顯個(gè)別超標(biāo)嚴(yán)重的指標(biāo)，必須考慮采用科學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法。

三是評(píng)價(jià)結(jié)果體現(xiàn)不出差異化。按照《福建省級(jí)生態(tài)村創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)》，無論單項(xiàng)指標(biāo)還是最后結(jié)果，只有達(dá)標(biāo)和不達(dá)標(biāo)兩種。這樣的做法偏離生態(tài)評(píng)比的初衷，成為了一種為了達(dá)標(biāo)而評(píng)優(yōu)的機(jī)制，體現(xiàn)不出生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的橫向?qū)Ρ扰c動(dòng)態(tài)變化。例如一些生態(tài)條件優(yōu)異的偏遠(yuǎn)山區(qū)鄉(xiāng)村，達(dá)標(biāo)成為必然，但在達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上量化評(píng)比與動(dòng)態(tài)分析顯得更為重要。量化的結(jié)果更有利于科學(xué)排序，促進(jìn)良好生態(tài)環(huán)境常態(tài)化和穩(wěn)定發(fā)展，以評(píng)促建才是根本。

2 基于灰色關(guān)聯(lián)理論的綜合評(píng)價(jià)模型

灰色關(guān)聯(lián)理論是鄧聚龍教授20 世紀(jì) 80 年代創(chuàng)立的一種研究少數(shù)據(jù)、貧信息不確定性問題的新方法?；疑P(guān)聯(lián)法作為灰色理論一個(gè)發(fā)展分支，其基本思想是利用兩種事物各類因子的數(shù)據(jù)形成的坐標(biāo)曲線，利用兩條曲線之間的形似程度或者面積差，來定量和定性地研究?jī)煞N事物間的關(guān)聯(lián)程度。兩條曲線越相似，其關(guān)聯(lián)度越大，反之，其關(guān)聯(lián)度越小。

灰色關(guān)聯(lián)分析不僅可以對(duì)多指標(biāo)下的模糊事物進(jìn)行識(shí)別、抽象描述和等級(jí)判定，而且步驟更簡(jiǎn)潔，計(jì)算速度更快，在評(píng)價(jià)、決策及管理領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，并不斷得到改進(jìn)。劉思峰等[2]從基于接近性測(cè)度相似性的灰色關(guān)聯(lián)分析模型，到分別基于相似性和接近性視角構(gòu)造的灰色關(guān)聯(lián)分析模型，研究對(duì)象從曲線之間的關(guān)系分析到曲面之間的關(guān)系分析，再到三維空間立體乃至n維空間中超曲面之間的關(guān)系分析，較為清晰地展示出灰色關(guān)聯(lián)分析模型的幾條研究脈絡(luò)。劉震[3]等利用灰色關(guān)聯(lián)模型對(duì)沿海8市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，取得良好效果，驗(yàn)證了模型的有效性和實(shí)用性。張家其[4]等將灰色系統(tǒng)理論與熵值賦權(quán)法相結(jié)合，采用壓力—狀態(tài)—響應(yīng)模型，對(duì)恩施貧困地區(qū)生態(tài)安全狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。晉盛武[5]等選取安徽6座典型城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)和工業(yè)“三廢”數(shù)據(jù)，對(duì)綜合型和礦產(chǎn)資源開采型兩類不同城市的環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)形態(tài)進(jìn)行實(shí)證研究，使用灰色分析法研究其影響因子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與技術(shù)進(jìn)步對(duì)環(huán)境污染有著重大的影響。

3 灰色關(guān)聯(lián)模型在鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇

表征鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境狀況的指標(biāo)眾多，主要為兩大類，自然生態(tài)和污染防治。本研究結(jié)合當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)村落的實(shí)際特征，以及吸收專家的建議，遵循科學(xué)性、可比性和可行性的原則，在《福建省級(jí)生態(tài)村創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)》的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選和補(bǔ)充。評(píng)價(jià)對(duì)象為福建偏遠(yuǎn)山區(qū)的一些傳統(tǒng)村落，絕大多數(shù)村莊經(jīng)濟(jì)之間無明顯差別，無明顯工業(yè)污染源，水質(zhì)、土壤、噪聲和大氣等環(huán)境質(zhì)量均達(dá)標(biāo)。因此把評(píng)價(jià)重點(diǎn)放在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活污染防治、生態(tài)綠化、村容村貌、村民滿意度等方面，共篩選出10項(xiàng)指標(biāo)，如表1所示。

3.2 評(píng)價(jià)對(duì)象及指標(biāo)實(shí)測(cè)值的獲取

以福建閩北山區(qū)的A、 B、 C 3個(gè)村莊為例，各項(xiàng)指標(biāo)值的考核及測(cè)算方法[3]依據(jù)《福建省級(jí)生態(tài)村創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行， 3個(gè)村莊各指標(biāo)實(shí)測(cè)值的匯總情況如表2所示。

表1 鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境的量化指標(biāo)

表2 鄉(xiāng)村生態(tài)指標(biāo)考評(píng)實(shí)測(cè)值

3.3 建立評(píng)價(jià)序列

生態(tài)環(huán)境各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值組成標(biāo)準(zhǔn)序列

生態(tài)環(huán)境各指標(biāo)理想值組成理想序列

A,B,C 3個(gè)村莊的生態(tài)環(huán)境指標(biāo)實(shí)測(cè)值組成以下參考序列：

3.4 計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)

由于各指標(biāo)數(shù)值的量綱均為百分比，在此無需進(jìn)行無量綱化處理。以A村莊為例，對(duì)于第k指標(biāo)，A村莊與理想值之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)為：

經(jīng)過計(jì)算， 得出3個(gè)村莊各指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)值和理想值的關(guān)聯(lián)系數(shù)如表3和表4所示。

表3 實(shí)測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)值的關(guān)聯(lián)系數(shù)

表4 實(shí)測(cè)值與理想值的關(guān)聯(lián)系數(shù)

3.5 計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重值

經(jīng)計(jì)算，得出各指標(biāo)的權(quán)重值為：

0.072,0.087,0.174,0.116,0.087,0.087,0.145)

3.6 計(jì)算整體關(guān)聯(lián)度

關(guān)聯(lián)系數(shù)是比較數(shù)列與參考數(shù)列在各個(gè)指標(biāo)下的(即比較數(shù)列和參考數(shù)列兩條曲線中的各點(diǎn))的關(guān)聯(lián)程度值，所以需要一個(gè)綜合各指標(biāo)后的整體關(guān)聯(lián)度。以A村莊為例，各指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)分別乘以各自權(quán)重，然后求和，即得到A村莊與理想值之間的整體關(guān)聯(lián)度為：

將數(shù)據(jù)帶入模型公式，利用計(jì)算軟件運(yùn)算，得出3個(gè)村莊與標(biāo)準(zhǔn)值和理想值的關(guān)聯(lián)度如表5所示。

表5 關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果

3.7 關(guān)聯(lián)度分析與結(jié)果比較

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)ρ=0.5時(shí)，關(guān)聯(lián)度大于0.6時(shí)符合關(guān)聯(lián)要求。由此可以得出以下結(jié)果：

A村和B村的生態(tài)環(huán)境綜合質(zhì)量與理想值的關(guān)聯(lián)度更近，與標(biāo)準(zhǔn)值的關(guān)聯(lián)度稍遠(yuǎn)，說明這兩個(gè)村莊整體上都已超出生態(tài)村的標(biāo)準(zhǔn)要求，更接近理想狀態(tài)，從數(shù)值上看，兩者非常接近，A村略優(yōu)于B村。相比之下，C村與標(biāo)準(zhǔn)值更為接近，與理想值稍遠(yuǎn)，說明也已達(dá)到生態(tài)村標(biāo)準(zhǔn)要求，但綜合質(zhì)量遜于A村和B村。這與村民的生態(tài)環(huán)境滿意率基本取得一致。若按照以往的辦法，C村各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)，A村、B村個(gè)別指標(biāo)未達(dá)標(biāo)，C村的綜合分?jǐn)?shù)會(huì)超過A村、B村，這與村民的生態(tài)環(huán)境滿意率評(píng)價(jià)不符。

A村的飲用水衛(wèi)生合格率和戶用衛(wèi)生廁所普及率雖未達(dá)標(biāo)，但已非常接近，按照以往打分的評(píng)價(jià)辦法，兩個(gè)指標(biāo)得分為零，這是不合理的。在灰色關(guān)聯(lián)的計(jì)算模式下，兩個(gè)指標(biāo)均獲得了一定的關(guān)聯(lián)貢獻(xiàn)。同時(shí)，在生活垃圾無害化處理率(清運(yùn)率)和生活污水處理農(nóng)戶覆蓋率這兩個(gè)權(quán)重較大的指標(biāo)上，A村的數(shù)據(jù)非常不錯(cuò)，通過灰色關(guān)聯(lián)模型，凸顯了這方面的優(yōu)勢(shì)，使得整體綜合評(píng)價(jià)優(yōu)異。相反，C村雖然各指標(biāo)均達(dá)標(biāo)，但在生活垃圾無害化處理率(清運(yùn)率)和生活污水處理農(nóng)戶覆蓋率這兩個(gè)重要指標(biāo)上，因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)不突出，反而使得整體綜合評(píng)價(jià)劣于A村和B村。

通過以上關(guān)聯(lián)度分析，不僅可以得出在多個(gè)指標(biāo)下，3個(gè)村莊總體上是否達(dá)到生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)要求，而且也能得出它們與理想值、標(biāo)準(zhǔn)值的整體關(guān)聯(lián)度大小，從而可以進(jìn)行生態(tài)環(huán)境綜合質(zhì)量的科學(xué)比對(duì)。

4 結(jié)論與建議

灰色關(guān)聯(lián)分析在鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)的應(yīng)用，綜合了包括污染防治和生態(tài)特征等在內(nèi)的多種不同類型指標(biāo)，以各指標(biāo)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)用灰色關(guān)聯(lián)度來描述其與標(biāo)準(zhǔn)之間關(guān)系的強(qiáng)弱、大小和次序，得出了一個(gè)可以量化的結(jié)果。

具體的實(shí)例應(yīng)用表明，灰色關(guān)聯(lián)模型應(yīng)用于農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)是可行的，建模過程清晰有序，計(jì)算嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)確，得到了量化結(jié)果。不僅可以得到生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)值、理想值的關(guān)聯(lián)程度，還實(shí)現(xiàn)了村莊之間進(jìn)行生態(tài)環(huán)境質(zhì)量差異的量化比較?；疑P(guān)聯(lián)模型有效避免了信息損失，無論其指標(biāo)數(shù)據(jù)的高低，均取得一個(gè)關(guān)聯(lián)系數(shù)，對(duì)結(jié)果均有貢獻(xiàn)，尤其是可以凸顯一些權(quán)重值較高的指標(biāo)影響，而且可以區(qū)分達(dá)標(biāo)前提下的綜合質(zhì)量高低。

灰色關(guān)聯(lián)模型在福建鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)中得到了運(yùn)用，需要指出的是，在指標(biāo)的選定和權(quán)重的分配上，吸取了近幾年福建省生態(tài)村評(píng)選的經(jīng)驗(yàn)做法，結(jié)合實(shí)際，借鑒了國(guó)家新推出的《美麗鄉(xiāng)村建設(shè)指南》。在借鑒本方法進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用時(shí)，需結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況和工作需要，對(duì)指標(biāo)體系進(jìn)行科學(xué)篩選和制定。

[1] 應(yīng)珊婷，鄭勤.《美麗鄉(xiāng)村建設(shè)指南》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)解讀[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2015(6)：8-11.

[2] 劉思峰，蔡華，楊英杰，等.灰色關(guān)聯(lián)分析模型研究進(jìn)展[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,2013(8)：2041-2046.

[3] 劉震，黨耀國(guó)，周偉杰，等.新型灰色接近關(guān)聯(lián)模型及其拓展[J].控制與決策，2014(6)：1071-1075.

[4] 張家其，吳宜進(jìn)，葛詠，等.基于灰色關(guān)聯(lián)模型的貧困地區(qū)生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)——以恩施貧困地區(qū)為例[J]. 地理研究，2014(8)：1457-1466.

[5] 晉盛武，吳鵬，金菊良.安徽典型城市環(huán)境K線形態(tài)及灰色關(guān)聯(lián)度分析[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2013(7)：2068-2077.

(特約編輯：黃家瑜)

Rural ecological environment evaluation models based on grey relational analysis

Hu Haibin1,2

(1. College of Architecture and Urban Planning, Fujian University of Technology, Fuzhou 350118, China; 2. College of Environmental Science and Engineering, Fujian Normal University, Fuzhou 350117, China)

Based on the gray system theory, grey relational analysis(GRA) is applied in the evaluation of ecological environment of ecological villages in Fujian province. A multi-index grey relational analysis model for evaluating ecological environment is formulated, which is employed in practical village ecological environment evaluation. The gray relation degrees between practical values and the standard values and between the practical values and the ideal values are obtained. The results show that the GRA method is feasible in ecological environment evaluation and can be employed in the analysis of the same grade villages.

ecological environment; grey relational analysis(GRA); village; comprehensive evaluation

10.3969/j.issn.1672-4348.2017.01.017

2016-12-26

胡海濱(1982- )，男，山東濟(jì)寧人，講師，博士研究生，研究方向：城鄉(xiāng)環(huán)境規(guī)劃與治理。

X822

A

1672-4348(2017)01-0088-05