基于DPSER模型的生態(tài)港口評(píng)價(jià)

葉善椿，

(1.東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院物流工程系，廣東 東莞 523808；2.上海國(guó)際航運(yùn)研究中心，上海 201306)

0 引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界各國(guó)越來(lái)越重視生態(tài)環(huán)境建設(shè)，綠色生態(tài)港的建設(shè)是港口發(fā)展的重要部分，生態(tài)港口就是將生態(tài)理念貫穿到港口發(fā)展的全過(guò)程，使港口既滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，又符合生態(tài)可持續(xù)發(fā)展需要[1]。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)生態(tài)港口建設(shè)進(jìn)行了研究與探索。邵超峰等[2]在分析生態(tài)港口內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，指出生態(tài)港口指標(biāo)體系的設(shè)計(jì)原則和方法，根據(jù)DPSIR(driver-pressure-state-impact-response)模型建立了天津港的生態(tài)港口評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；劉芳[3]構(gòu)建基于正態(tài)云模型的生態(tài)港口綜合評(píng)價(jià)模型，并將之應(yīng)用到我國(guó)沿海十大主要港口的評(píng)價(jià)研究上；文獻(xiàn)[4-5]提出了我國(guó)建設(shè)綠色生態(tài)港口的一些思路與對(duì)策；劉翠蓮等[6]利用DPSIR模型構(gòu)建了生態(tài)港口群的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并結(jié)合層次分析法(AHP)給出了遼寧省生態(tài)港口群評(píng)價(jià)的各指標(biāo)權(quán)重，但未利用各指標(biāo)權(quán)重對(duì)生態(tài)港口進(jìn)行評(píng)價(jià)；趙宇哲等[7]利用R聚類和變異系數(shù)的定量方法，與專家經(jīng)驗(yàn)的定性方法相結(jié)合，對(duì)指標(biāo)進(jìn)行篩選與補(bǔ)充，最后將篩選出來(lái)的23個(gè)指標(biāo)應(yīng)用到上海港、寧波-舟山港等17個(gè)主要港口中，計(jì)算結(jié)果表明，篩選后的指標(biāo)對(duì)原始指標(biāo)的信息貢獻(xiàn)率達(dá)到93.91%；文獻(xiàn)[8]利用DPSIR模型研究滇池的生態(tài)安全；文獻(xiàn)[9]利用DEMATEL模型與模糊AHP方法研究沿海地區(qū)土地規(guī)劃的原則；文獻(xiàn)[10]選取全球36個(gè)城市為樣本，利用DPSIR框架來(lái)研究社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響。

現(xiàn)有的關(guān)于生態(tài)港口的研究具有三方面的特征：1)大部分都是關(guān)于生態(tài)港定義、內(nèi)涵以及評(píng)價(jià)原則與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建等定性研究，定量分析的較少；2)在研究方法上，運(yùn)用DPSIR框架的較多，由于該框架中的“影響”指標(biāo)僅僅是反映了人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，而對(duì)生態(tài)環(huán)境有正向作用的方面卻沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái)，即沒(méi)有全面地反映人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，因而有必要對(duì)DPSIR模型進(jìn)行調(diào)整。本文在DPSIR框架基礎(chǔ)上，提出DPSER框架，然后利用網(wǎng)絡(luò)分析法來(lái)確定各指標(biāo)的權(quán)重，并將研究結(jié)果應(yīng)用到珠三角港口的評(píng)價(jià)中。

1 生態(tài)港口評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

圖1 DPSIR框架Fig.1 DPSIR Framework

1.1 DPSER框架構(gòu)建

圖2 DPSER框架Fig.2 DPSER Framework

1993年經(jīng)濟(jì)合作組織(OECD)提出了環(huán)境評(píng)價(jià)的指標(biāo)PSR(pressure-state-response)模型與DSR(driver-state-response)模型，隨后歐洲環(huán)保局綜合PSR模型與DSR模型的優(yōu)點(diǎn)建立了DPSIR框架，并將其運(yùn)用到判斷環(huán)境狀態(tài)及其與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系上[11]。

DPSIR框架圖如圖1所示。其中：“驅(qū)動(dòng)力”指造成環(huán)境變化的內(nèi)在振動(dòng)力；“壓力”是指社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)環(huán)境造成直接影響，主要為廢棄物的排放；“狀態(tài)”是指環(huán)境在上述壓力下所表現(xiàn)出來(lái)的狀態(tài)；“影響”是指環(huán)境所處的狀態(tài)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的負(fù)面影響；“響應(yīng)”是指人類在改善環(huán)境現(xiàn)狀所采取的對(duì)策和制定的積極政策，將會(huì)對(duì)上述四個(gè)因素造成影響。

但是，人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響并不僅僅都是負(fù)面的，也有很多積極的且對(duì)生態(tài)環(huán)境有所改善的活動(dòng)。因此，“影響”(impact)并不能全面地概括人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響。本文將“影響”(impact)修改為“結(jié)果”(effect)?！敖Y(jié)果”(effect)是中性地反映人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，既包括人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的積極影響，如擴(kuò)大就業(yè)的貢獻(xiàn)率，也包括人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的消極影響，如危險(xiǎn)品泄露事故發(fā)生等。新構(gòu)建的DPSER框架如圖2所示。

DPSER框架中，5個(gè)準(zhǔn)則層指標(biāo)來(lái)自于社會(huì)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。其中，驅(qū)動(dòng)力主要來(lái)自于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，處于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)中；壓力主要是受到驅(qū)動(dòng)力后對(duì)生態(tài)環(huán)境的直接影響，處于生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中；狀態(tài)是生態(tài)環(huán)境處于上述壓力下的表現(xiàn)；結(jié)果是人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境與人類社會(huì)的積極及消極影響，位于社會(huì)系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)間；響應(yīng)是人類在促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程中所采取的社會(huì)經(jīng)濟(jì)措施。

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上，初篩選出162個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用主成分分析和聚類分析剔除部分指標(biāo)，再邀請(qǐng)專家組(專家組成員分別來(lái)自：政府部門(mén)4名，港口企業(yè)6名，海事院校及研究院所5名)對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行再次篩選，最后確定29個(gè)指標(biāo)為DPSER框架的評(píng)價(jià)指標(biāo)，具體如表1所示。

表1 DPSER框架評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 DPSER模型構(gòu)建

利用ANP(analytic network process)方法確定各指標(biāo)的權(quán)重，然后根據(jù)歷年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算出各年份的生態(tài)港口得分。

2.1 指標(biāo)權(quán)重確定方法

采用非線性內(nèi)部循環(huán)依存遞階系統(tǒng)的ANP計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，具體計(jì)算步驟如下[12]：

1)根據(jù)ANP評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)計(jì)算判斷矩陣，構(gòu)造分析結(jié)構(gòu)的超矩陣。以上層因素集中各因素為控制標(biāo)準(zhǔn)，將下層因素集中各因素進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)造出兩兩比較判斷矩陣，然后，根據(jù)AHP給出的判斷矩陣處理方法，求出下層因素集中各因素的單排序權(quán)重向量，并基于這些權(quán)重向量分別構(gòu)造出目標(biāo)集對(duì)準(zhǔn)則集，準(zhǔn)則集對(duì)下一層因素集(即小準(zhǔn)則集)，…，倒數(shù)第二層因素集對(duì)最后一層因素集，指標(biāo)集對(duì)方案集的影響矩陣W2，1，W3，2，…，WD,D-1。

與上述因素集之間影響矩陣的構(gòu)造方法不同，因素集內(nèi)部因素之間的依存矩陣是按如下方法予以構(gòu)造的：先以gi為控制標(biāo)準(zhǔn)，i=1，…，n，將目標(biāo)g1，…，gn進(jìn)行兩兩比較，得出如式(1)所示的判斷矩陣Z(i)=(zij)n×n，i，j=1，…，n。

(1)

(2)

最后，與W1，1的構(gòu)造方式類似，分別構(gòu)造出準(zhǔn)則集內(nèi)部因素之間的依存矩陣W2，2，…，WD-2,D-2，指標(biāo)集內(nèi)部因素之間的依存矩陣WD-1,D-1。

依據(jù)W2，1，…，WD,D-1以及W1，1，…，WD-1,D-1和反映方案集的D階單位矩陣，則有

(3)

2)構(gòu)造加權(quán)矩陣，并求出加權(quán)超矩陣。分別將各因素集作為控制標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)造因素集之間的兩兩比較判斷矩陣，計(jì)算出第d個(gè)因素集下因素集之間的相對(duì)排序向量(x1d,…,xDd)T，d=1,…,D，并基于這些排序向量，構(gòu)造出如式(4)所示的加權(quán)矩陣X。

(4)

(5)

由于ANP計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜，采用SUPERDECISION軟件進(jìn)行計(jì)算。

2.2 DPSER評(píng)價(jià)模型

將表1中的所有評(píng)價(jià)指標(biāo)錄入到SUPERDECISION軟件上，根據(jù)專家組對(duì)各指標(biāo)之間相關(guān)性的判斷，可以得到DPSER模型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，圖3即為在SUPSUPERDECISION軟件上的DPSER模型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)截圖。根據(jù)DPSER模型設(shè)計(jì)調(diào)研問(wèn)卷，邀請(qǐng)專家組專家按照表2的Saaty標(biāo)度法標(biāo)示各個(gè)指標(biāo)之間的重要程度系數(shù)。

表2 Saaty 標(biāo)度法

標(biāo)值Value含義Meaning說(shuō)明Description1相同重要Sameimportant兩個(gè)指標(biāo)一樣重要Twoindicatorsareasimportant3稍微重要Slightlyimportant前一個(gè)指標(biāo)比后一個(gè)指標(biāo)稍微更重要Theformerindexisslightlymoreim?portantthanthelatterindex5明顯重要Clearlyimportant前一個(gè)指標(biāo)比后一個(gè)指標(biāo)明顯更重要Theformerisobviouslymoreimportantthanthelatter7強(qiáng)烈重要Stronglyimportant前一個(gè)指標(biāo)比后一個(gè)指標(biāo)強(qiáng)烈更重要Theformerindicatorismoreimportantthanthelatterindicator9極端重要Extremelyimportant前一個(gè)指標(biāo)比后一個(gè)指標(biāo)極端更重要Theformerindexismoreimportantthanthelatter2，4，6，8中間值Median

從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，港口競(jìng)爭(zhēng)力水平單位吞吐量廢水產(chǎn)生量、水環(huán)境功能區(qū)覆蓋率、危險(xiǎn)品泄漏事故的發(fā)生概率及影響水平、污水排放達(dá)標(biāo)率的權(quán)重最高。因此，要加強(qiáng)生態(tài)港口建設(shè)需要著重提高港口競(jìng)爭(zhēng)力水平、水環(huán)境功能區(qū)覆蓋率和污水排放達(dá)標(biāo)率，減少單位吞吐量廢水產(chǎn)生量和危險(xiǎn)品泄漏事故的發(fā)生概率及影響水平。

此外，改進(jìn)后的DPSER模型與DPSIR模型相比，加入了“擴(kuò)大就業(yè)的貢獻(xiàn)率”、“交通便利指數(shù)”、“旅游人數(shù)增長(zhǎng)率”三個(gè)人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境的積極影響因素，使得對(duì)生態(tài)港口的評(píng)價(jià)更加全面。擴(kuò)大就業(yè)的貢獻(xiàn)率、交通便利指數(shù)、旅游人數(shù)增長(zhǎng)率的權(quán)重分別為0.021 44、0.021 66、0.022 11，說(shuō)明這三方面的因素對(duì)生態(tài)港口的建設(shè)影響不容忽視。

表3 生態(tài)港口DPSER模型評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

3 實(shí)例分析

選取珠三角主要港口廣州港、深圳港、東莞港為研究樣本。表4為三大港口2015年的貨物吞吐情況，其中“集裝箱吞吐占比因子”為集裝箱吞吐量除以貨物吞吐量，表示該港口集裝箱貨物吞吐量在整個(gè)港口貨物吞吐量中的比重。集裝箱吞吐占比因子越大，表示集裝箱貨物吞吐量在該港口所有貨物吞吐中的比重越高；反之，則越低。

根據(jù)DPSER模型，從廣州港、深圳港、東莞港的相關(guān)年度報(bào)告、統(tǒng)計(jì)公報(bào)、統(tǒng)計(jì)年鑒查找29個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)換算，無(wú)量綱化處理，最后得到各港口的29個(gè)指標(biāo)數(shù)值。將指標(biāo)數(shù)值乘以各指標(biāo)權(quán)重，并求和，得到各港口的生態(tài)港口建設(shè)得分：深圳港49.61分，廣州港46.71分，東莞港26.83分。從得分結(jié)果可以分析得出：1)深圳港得分最高，廣州港得分次之，東莞港得分最差；深圳港集裝箱貨物吞吐量最大，集裝箱吞吐占比因子最大，為0.111 50；東莞港集裝箱貨物吞吐量最小，集裝箱吞吐占比因子最小，為0.025 90；由此可以看出，集裝箱吞吐占比因子越大的港口，其生態(tài)港口建設(shè)水平也越高，這是由于集裝箱運(yùn)輸?shù)拇蟛糠侄际歉吒郊又档臀廴镜呢浳?，?duì)生態(tài)環(huán)境影響較小所決定的。2)生態(tài)港口建設(shè)水平的高低很大程度上取決于腹地經(jīng)濟(jì)水平，東莞港的經(jīng)濟(jì)腹地主要是東莞市，東莞市是一個(gè)典型的制造業(yè)城市，而深圳港的經(jīng)濟(jì)腹地是以深圳為主的珠三角地區(qū)，高科技產(chǎn)品較多，從這點(diǎn)可以看出腹地經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)，生態(tài)港口建設(shè)水平往往也更高。3)東莞港集裝箱主體港區(qū)2008年才投入使用，雖然投入使用時(shí)間短，但是生態(tài)港口建設(shè)得分卻最低，這表明后開(kāi)發(fā)建設(shè)的港口生態(tài)建設(shè)水平并不一定高，這點(diǎn)也說(shuō)明我國(guó)新開(kāi)發(fā)建設(shè)的港口并沒(méi)有都把生態(tài)港口建設(shè)擺在很重要的位置。

表4 三大港口貨物吞吐量與集裝箱吞吐量

4 結(jié)論

1)DPSER模型比DPSIR模型對(duì)生態(tài)港口建設(shè)因素評(píng)價(jià)更為全面；2)集裝箱吞吐占比因子比重大的港口生態(tài)港建設(shè)水平更高；生態(tài)港口建設(shè)水平的高低很大程度上取決于腹地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的高低，腹地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高，生態(tài)港口建設(shè)水平也就越高，反之，則越低。因此，加快發(fā)展腹地經(jīng)濟(jì)和推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)也是提升生態(tài)港口建設(shè)水平的一有力措施；3)生態(tài)港口的建設(shè)任重道遠(yuǎn)，必須引起各相關(guān)部門(mén)的高度重視，把生態(tài)港口建設(shè)提高到重要位置。

[1]薄鋒.DL港生態(tài)港口發(fā)展對(duì)策研究[D].大連：大連海事大學(xué)，2013：32-33.

[2]邵超峰,鞠美庭,何迎,等.基于DPSIR模型的生態(tài)港口指標(biāo)體系研究[J].海洋環(huán)境科學(xué)，2009，28(3)：333-336.

[3]劉芳.基于正態(tài)云模型的生態(tài)港口評(píng)價(jià)研究[J].現(xiàn)代商業(yè)，2014,3(1)：201-203

[4]邵超峰，鞠美庭.國(guó)內(nèi)外生態(tài)港口建設(shè)現(xiàn)狀分析及啟示[J].中國(guó)港灣建設(shè)，2012，2(1)：68-73.

[5]王淑瑞，王遠(yuǎn)淵.我國(guó)綠色生態(tài)港口建設(shè)現(xiàn)狀及對(duì)策[J].世界海運(yùn)，2013，36(3)：9-12.

[6]劉翠蓮，劉健美，劉南南，等.DPSIR模型在生態(tài)港口群評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].上海海事大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，6(2)：61-64.

[7]趙宇哲，劉芳.生態(tài)港口指標(biāo)體系的構(gòu)建——基于R聚類、變異系數(shù)與專家經(jīng)驗(yàn)的分析[J].科研管理，2015，2(2)：124-132.

[8]ZHEN WANG，JINGQING ZHOU.A dpsir model for ecological security assessment through indicator screening：a case study at dianchi lake in china[J].Plos One，2015，24(6)：137-150.

[9]FARNAZ NAJAFINASAB，ABDOL REZA KARBASSI，JAMAL GHODDOUSI.Fuzzy analytic network process approach to evaluate land and sea criteria for land use planning in coastal areas.[J].Ocean&Coastal Management，2015，16(2)：368-381.

[10]GUANGHONG ZHOU，JAGDEEP SINGH，JIECHEN WU，et al.Evaluating low-carbon city initiatives from the DPSIR framework perspective[J].Habital International，2015,12(5):289-299.

[11]GERVENTV，BLOCK，GEENS J,et al.Environmental response indicators for the industrial and energy sector in flanders[J].Journal of Cleaner Production，2007,15(10):886-894.

[12]孫永河.基于非線性復(fù)雜系統(tǒng)的ANP決策方法研究[M].北京：光明日?qǐng)?bào)出版社，2013：145-158.