湖北省生態(tài)環(huán)境績效評價及預測

程 欣，楊高升

(河海大學 商學院，江蘇 南京 211100)

自進入21世紀以來，生態(tài)環(huán)境問題成為全球性的關注熱點，中共十八大更是提出要把資源消耗、環(huán)境損害、生態(tài)效益納入經(jīng)濟社會發(fā)展評價體系中。在生態(tài)環(huán)境地位日漸提高和國際競爭日益激烈之際，探討人類活動和生態(tài)環(huán)境之間的關系以促進經(jīng)濟社會發(fā)展勢在必行。目前，國內(nèi)學者對生態(tài)環(huán)境的研究多集中在生態(tài)環(huán)境安全、生態(tài)補償、生態(tài)環(huán)境治理、生態(tài)與經(jīng)濟發(fā)展間的關系等方面，對生態(tài)環(huán)境績效的研究相對較少，主要涉及環(huán)境績效審計、環(huán)境績效實證研究、環(huán)境政策實施和環(huán)境績效評價。如邢水英[1]基于循環(huán)經(jīng)濟視角，根據(jù)“3R”原則構建了區(qū)域環(huán)境績效審計評價指標，以實現(xiàn)對區(qū)域環(huán)境績效的合理評價及建議。張子龍等[2]基于投入導向的超效率DEA模型,分別對31個省會城市和計劃單列城市的環(huán)境績效進行了實證研究,并利用面板數(shù)據(jù)模型分析了環(huán)境績效變動的影響因素。唐嘯等[3]基于包含正式激勵和非正式激勵的二元委托代理激勵模型，采用結構方程方法對模型進行了檢驗，驗證了不同激勵方式與環(huán)境治理行為力度間的關系。

關于生態(tài)環(huán)境績效評價的研究，學者通過建立評價指標體系，再構建DEA模型、云模型等，實現(xiàn)對全國或區(qū)域生態(tài)環(huán)境績效的評價。但國內(nèi)生態(tài)環(huán)境績效評價的研究中，目前尚未涉及到生態(tài)環(huán)境績效概念定義和環(huán)境績效預測研究。故筆者將給出生態(tài)環(huán)境績效全新的定義，并基于障礙度模型和GM(1,1)模型對湖北省生態(tài)環(huán)境績效障礙因子進行分析和對未來生態(tài)環(huán)境績效進行有效預測。

生態(tài)環(huán)境績效的合理評價及有效預測，有利于政府及時意識到目前存在的或未來可能發(fā)生的生態(tài)環(huán)境問題，從而為生態(tài)環(huán)境措施的制定和實施提供正確的指導，以促進湖北省生態(tài)環(huán)境績效的改善，助力該省經(jīng)濟的快速發(fā)展。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況

近幾年湖北省水資源總量、地表水資源量呈上升趨勢，2016年全省水資源總量達1 498億m3，人均水資源量較2015年增加了46.6%，且農(nóng)業(yè)用水量相對于前一年大幅度下降。廢水排放總量較2015年下降12.4%，且廢水中COD排放量下降47.3%，氨氮排放量下降40.1%。廢氣排放總量減少，空氣質(zhì)量有所改善，2016年二氧化硫排放量較前一年下降48.2%，煙粉塵排放量下降38.3%，氮氧化物排放量下降23.9%。生活垃圾清運和處理情況有小幅度改善，生活垃圾清運量由2015年的832.2 t增加到880.1 t，生活垃圾無害化處理率由91.5%增至95.8%。森林覆蓋率自2009年起一直維持在38.4%左右，自然保護區(qū)面積基本維持不變。環(huán)境災害頻繁發(fā)生，2016年突發(fā)環(huán)境災害共計37次，較2015年增加了27次，環(huán)境污染治理投資增加了133.6%。

1.2 數(shù)據(jù)來源

湖北省生態(tài)環(huán)境績效指標數(shù)據(jù)主要來源于《湖北省統(tǒng)計年鑒》(2007—2016年)、《中國統(tǒng)計年鑒》(2007—2016年)和湖北省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報；環(huán)境數(shù)據(jù)來源于《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》(2007—2016年)。

2 基于PSR的生態(tài)環(huán)境績效評價

2.1 生態(tài)環(huán)境績效概念定義

所謂生態(tài)環(huán)境績效，即在人類基于生態(tài)環(huán)境壓力，通過識別并控制相關生態(tài)環(huán)境因素，最終達到環(huán)境政策方針要求并實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境目標的過程中所取得的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)出結果。

2.2 基于PSR的生態(tài)環(huán)境績效評價指標體系構建

PSR概念模型[4]是由聯(lián)合國OECD和UNEP共同提出，旨在確定受人類活動影響的生態(tài)環(huán)境的評價指標體系，從而判斷生態(tài)系統(tǒng)狀況及其內(nèi)在因果關系。筆者從壓力系統(tǒng)、狀態(tài)系統(tǒng)和響應系統(tǒng)3方面構建生態(tài)環(huán)境績效評價指標體系，基于對相關文獻的梳理[5-10]，運用頻度統(tǒng)計法，選取了與資源狀況、廢棄物排放和環(huán)境治理等有關的25個評價指標，具體指標體系如表1所示。

2.3 生態(tài)環(huán)境績效評價指標權重確定

目前，國內(nèi)學者對生態(tài)環(huán)境方面指標權重的確定，主要采取主觀賦權和客觀賦權兩種方法。主觀賦權法是由專家根據(jù)所掌握的專業(yè)知識、經(jīng)驗等主觀判斷所得，其主要依賴專家對各指標的重視程度，因此決策結果具有較強的主觀隨意性，如二項系數(shù)法、層次分析法和專家調(diào)查法等?？陀^賦權法是依據(jù)原始數(shù)據(jù)之間的關系確定權重，具有較強的客觀性，如變異系數(shù)、熵值法等。筆者綜合兩種賦權方法的優(yōu)缺點，采用層次分析法和熵值法對各指標組合賦權。

表1 生態(tài)環(huán)境績效評價指標體系及各指標組合權重

由于層次分析法確定主觀權重的計算步驟在相關文獻中闡述較多，此處不再贅述。具體參照武春友等[11]的方法(1～9標度法)進行計算，得出指標權重向量C=(C1，C2，…,Cn)。熵值法確定客觀權重的步驟如下：

(1)對指標進行無量綱標準化處理，其中Xij表示第i年第j個指標的初始值。

正向指標：

(1)

負向指標：

(2)

(2)確定指標比重，如式(3)所示。

(3)

(3)計算指標熵值，如式(4)所示。

(4)

(4)計算指標熵冗余度，如式(5)所示。

yj=1-ej

(5)

(5)計算權重，如式(6)所示。

(6)

(6)確定組合權重。采用乘法合成的歸一化處理方式，得到組合權重向量W={W1，W2，…，Wn}，如式(7)所示。

(7)

根據(jù)上述方法計算出各指標的組合權重，具體值見表1。依據(jù)一致性檢驗可知，壓力系統(tǒng)、狀態(tài)系統(tǒng)和響應系統(tǒng)的判斷矩陣一致性比例均小于0.1，通過了一致性檢驗。

2.4 湖北省生態(tài)環(huán)境績效評價

目前沒用統(tǒng)一的關于生態(tài)環(huán)境績效的等級劃分標準，參考彭乾等[12]對環(huán)境績效的劃分方法，采用等分法將環(huán)境績效分為5個等級，等級劃分標準如表2所示。根據(jù)確定的各指標權重，運用多因素綜合評價法，計算出2007—2016年生態(tài)環(huán)境績效評價值及各年生態(tài)環(huán)境績效等級，結果如表3所示。由上述結果繪出湖北省2007—2016年的生態(tài)環(huán)境績效評價值，如圖1所示。

表2 生態(tài)環(huán)境績效等級劃分標準表

表3 湖北省生態(tài)環(huán)境績效評價

圖1 湖北省2007—2016年生態(tài)環(huán)境績效評價

由表3和圖1可看出，2007—2016年湖北省整體生態(tài)環(huán)境績效呈現(xiàn)折現(xiàn)上升趨勢。由表2可知，2007—2009年生態(tài)環(huán)境績效值的范圍在0.4～0.6之間，即績效狀態(tài)一般。且此期間生態(tài)環(huán)境績效值持續(xù)增加，主要是因為受到十一五環(huán)境計劃實施的影響，迫于2008年底的十一五計劃執(zhí)行情況中期評估和2010年底的終期考核，湖北省政府嚴格把關生態(tài)環(huán)境情況，提高了生態(tài)環(huán)境效益。2011—2014年生態(tài)環(huán)境績效值的范圍在0.6～0.8之間，即績效狀態(tài)較高。但值得注意的是2011年和2013年績效的低峰值，十一五環(huán)境計劃中期考核后，來自國家的環(huán)境監(jiān)督壓力降低，故2011年生態(tài)環(huán)境績效值相對于上一年有所降低。但自2011年的十二五計劃開始實施后，2012年的生態(tài)環(huán)境績效值顯著提高，但在2013年政府可能過度追求GDP的增長，只關注經(jīng)濟發(fā)展速度而忽略生態(tài)環(huán)境績效，導致其值有所下降。2014—2016年生態(tài)環(huán)境績效的范圍在0.8～1.0之間，即績效狀態(tài)高。

為進一步明晰生態(tài)環(huán)境績效值的變化規(guī)律，分析其主要影響因素，筆者從微觀層面考慮，通過建立障礙度模型，計算出各指標的障礙度。選取了2011年和2013年數(shù)據(jù)，參照高莉萍等[13]有關障礙度模型公式進行計算，根據(jù)計算結果取了前5大障礙度因子，具體如表4所示。2011年生態(tài)環(huán)境績效系統(tǒng)中響應層的障礙度最大，其次是狀態(tài)層，具體的障礙因素主要有城市建設用地面積(X11)、環(huán)境污染治理投資額占GDP比例(X18)、萬元GDP二氧化硫排放量(X2)、生活垃圾無害化處理率(X19)和工業(yè)廢水達標排放率(X22)。2013年生態(tài)環(huán)境績效系統(tǒng)中壓力層的障礙度最大，其次是狀態(tài)層，具體的障礙度因素主要有單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗指數(shù)(X8)、城鎮(zhèn)生活污水處理率(X23)、濕地占地比(X10)、萬元GDP二氧化硫排放量(X2)和建成區(qū)綠化覆蓋率(X12)。

表4 障礙度因子分析表

3 湖北省生態(tài)環(huán)境績效預測

綜上可知，2007—2016年湖北省生態(tài)環(huán)境績效整體狀況良好，但在2011年和2013年生態(tài)環(huán)境績效值波動明顯，出現(xiàn)峰值。為了確保湖北省生態(tài)環(huán)境績效保持良好狀態(tài)，促進湖北省生態(tài)環(huán)境績效的提高，有必要對其進行科學有效的預測，以便政府制定合理的生態(tài)環(huán)境政策。

作為灰色預測模型核心的GM(1,1)模型，其優(yōu)勢在于無需考慮樣本數(shù)據(jù)的數(shù)量，定量化結果與定性化結果相一致，計算量較小。但在原始指標數(shù)據(jù)序列變化情況呈指數(shù)變化時，傳統(tǒng)的GM(1,1)模型并不能進行有效預測。筆者在所選指標原始數(shù)據(jù)序列變化情況不確定條件下，利用無偏GM(1,1)模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)GM(1,1)模型進行預測分析，通過后驗差檢驗、小誤差概率及平均相對誤差分析，準確高效地檢驗所建模型的預測精度，模型精度檢驗標準如表5所示。根據(jù)無偏GM(1,1)模型的建模原理，以湖北省2007—2016年各指標數(shù)據(jù)為初始值，對2017—2026年的指標數(shù)據(jù)進行預測，在Matlab軟件中運行無偏GM(1，1)模型程序，得出湖北省2017—2026年生態(tài)環(huán)境績效的模擬值，如圖2所示。根據(jù)模型的精度驗證標準和計算結果可知該預測模型是可行的。

表5 GM(1,1)模型精度檢驗標準

圖2 湖北省2017—2026年生態(tài)環(huán)境績效預測值

由圖2可知，湖北省2017—2026年生態(tài)環(huán)境績效值總體呈現(xiàn)上升趨勢，從0.865到0.947，生態(tài)環(huán)境績效值等級為1級，為績效高狀態(tài)。但2021年和2025年生態(tài)環(huán)境績效預測值出現(xiàn)低峰狀態(tài)，運用障礙度模型分析2021年和2025年的生態(tài)環(huán)境績效障礙因子，如表6所示。

表6 生態(tài)環(huán)境績效預測障礙度因子分析表

由表6可知，湖北省生態(tài)環(huán)境績效的障礙度因子主要為萬元GDP二氧化硫排放量、單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗指數(shù)、濕地占地比、城市綠地面積、工業(yè)廢水達標排放率和城鎮(zhèn)生活污水處理率。由此可知，政府為提高未來的生態(tài)環(huán)境績效，應在水污染的治理、空氣質(zhì)量的改善及能源消耗的節(jié)約方面制定有效的政策。

4 結論

筆者基于PSR模型建立生態(tài)環(huán)境績效指標體系，運用層次分析法和熵值法的組合賦權法確定指標權重，通過多因素綜合法得到生態(tài)環(huán)境績效評價值，從結果中可以看出，2007—2016年湖北省整體生態(tài)環(huán)境績效呈現(xiàn)折現(xiàn)上升趨勢，但在2011年和2013年波動較大，生態(tài)環(huán)境績效狀態(tài)由一般上升到高。

在生態(tài)環(huán)境績效評價值基礎上，建立障礙度模型，分析出2011年和2013年的生態(tài)環(huán)境績效障礙度因子，2011年的生態(tài)環(huán)境績效系統(tǒng)中響應層的障礙度最大，而2013年的生態(tài)環(huán)境績效系統(tǒng)中壓力層的障礙度最大。再運用無偏GM(1,1)模型，得出了湖北省2017—2026年生態(tài)環(huán)境績效值總體呈現(xiàn)上升趨勢，且一直處于高績效狀態(tài)。通過障礙度模型，得出未來10年湖北省生態(tài)環(huán)境績效障礙度因子為萬元GDP二氧化硫排放量、單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗指數(shù)、濕地占地比、城市綠地面積、工業(yè)廢水達標排放率和城鎮(zhèn)生活污水處理率。為防止生態(tài)環(huán)境績效的弱化，省政府應采取以下措施：①加大對生態(tài)環(huán)境污染破壞的懲罰和加強對生態(tài)環(huán)境保護的補償；②嚴格控制非生態(tài)環(huán)境建設用地并保持建成區(qū)綠地率；③積極尋找一次能源替代產(chǎn)品，如開發(fā)新能源來代替對不可再生能源的消耗。