基于層次分析的環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與方法研究

苗永剛，朱娜

(沈陽(yáng)環(huán)境科學(xué)院研究院，沈陽(yáng) 110167)

本文從環(huán)保產(chǎn)業(yè)定義出發(fā)，在分析國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)發(fā)展評(píng)價(jià)模型和方法基礎(chǔ)上，依據(jù)影響和制約環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，提出了我國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法，并用實(shí)證分析進(jìn)行方法驗(yàn)證，為國(guó)內(nèi)環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)評(píng)價(jià)提供一種技術(shù)思路，也為各地環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策、戰(zhàn)略的制定提供一種定量化分析輔助手段。

1 文獻(xiàn)綜述

當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展造成的環(huán)境污染和生態(tài)退化，以及由此引發(fā)的水質(zhì)惡化、水體黑臭、揚(yáng)塵、霧霾等環(huán)境問(wèn)題逐步暴露出來(lái)[1]。由于環(huán)保產(chǎn)業(yè)通過(guò)產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)輸出為環(huán)境治理及生態(tài)環(huán)境的改善提供終端產(chǎn)品和技術(shù)保障，因此，環(huán)保產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展是破解經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展與生態(tài)環(huán)境惡化之間相互矛盾的重要手段[2]，環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的高低直接影響生態(tài)環(huán)境治理的效果。

國(guó)際學(xué)術(shù)界對(duì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的分類標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計(jì)規(guī)范和評(píng)價(jià)方法相對(duì)缺乏[3]。我國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)概念與美、日、德等國(guó)家的環(huán)保產(chǎn)業(yè)概念的內(nèi)涵與外延存在差異。依據(jù)定義，我國(guó)的環(huán)保產(chǎn)業(yè)是指在國(guó)民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中，以防治環(huán)境污染、改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、保護(hù)自然資源為目的的技術(shù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、商業(yè)流通、資源利用、信息服務(wù)、工程承包等活動(dòng)的總稱。依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)分析，國(guó)內(nèi)環(huán)保產(chǎn)業(yè)缺乏科學(xué)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和技術(shù)方法，這與我國(guó)蓬勃發(fā)展的環(huán)保產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀不相適應(yīng)，嚴(yán)重制約著我國(guó)對(duì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的精準(zhǔn)調(diào)查和定量分析，使決策者制定精準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)扶持政策和發(fā)展戰(zhàn)略成為共性的難題。本文探索用層次分析法建立環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)方法，并構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系以供參考，期望為環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展評(píng)價(jià)提供參考。

2 判斷評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

2.1 評(píng)價(jià)方法

由于技術(shù)含量較高、發(fā)展?jié)摿Υ蟛⒎鲜袌?chǎng)需求，環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)一起被世界上大多數(shù)國(guó)家所重視，許多國(guó)家和地區(qū)都制定并出臺(tái)激勵(lì)政策促進(jìn)環(huán)保產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。然而，如何通過(guò)科學(xué)方法對(duì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行定量化評(píng)價(jià)，仍是一項(xiàng)難題[4－6]。戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的判定和發(fā)展評(píng)價(jià)方法對(duì)于環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與方法的構(gòu)建具有重要的借鑒意義。

在戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展評(píng)價(jià)研究上，國(guó)內(nèi)外專家、學(xué)者的關(guān)注焦點(diǎn)主要集中在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力的評(píng)價(jià)上[5]，包括產(chǎn)業(yè)信息資源服務(wù)能力、技術(shù)服務(wù)能力和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整能力等，采用的評(píng)價(jià)方法包括全局性評(píng)價(jià)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)政策述評(píng)等新興產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)體系[7]。同時(shí)，由于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)申報(bào)與統(tǒng)計(jì)體系相對(duì)成熟、規(guī)范，根據(jù)企業(yè)申報(bào)過(guò)程中主動(dòng)提交的企業(yè)研發(fā)(research and development，R＆D)強(qiáng)度、科技競(jìng)爭(zhēng)力等相關(guān)指標(biāo)，管理部門(mén)通過(guò)關(guān)鍵性指標(biāo)，不僅能夠?qū)ι陥?bào)企業(yè)是否屬于高新技術(shù)企業(yè)進(jìn)行判定，而且能夠?qū)Ξa(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)給出精準(zhǔn)評(píng)價(jià)與分析。因此，該指標(biāo)體系的構(gòu)成對(duì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建也具有重要的參考意義。

本文結(jié)合戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)方法、指標(biāo)體系及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力、產(chǎn)業(yè)集聚度等相關(guān)因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與分析。

2.2 構(gòu)建原則

綜合分析相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，影響和制約我國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素眾多，各因素間關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，且多數(shù)指標(biāo)屬于定性非定量指標(biāo)，單一層次、少數(shù)指標(biāo)的評(píng)價(jià)方法難以衡量環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的狀態(tài)和變化。因此，建立一個(gè)多指標(biāo)的科學(xué)評(píng)價(jià)體系，客觀準(zhǔn)確地描述環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，應(yīng)遵循以下原則:

(1)指標(biāo)體系應(yīng)能真實(shí)、客觀、全面地反映環(huán)保產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

(2)指標(biāo)體系盡量采用現(xiàn)有的科技和經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)指標(biāo)可調(diào)查、可統(tǒng)計(jì)、可查詢、可連續(xù)。

(3)評(píng)價(jià)體系能夠定量化。對(duì)于無(wú)法定量的指標(biāo)，可以定性比較分析，也可通過(guò)專家意見(jiàn)法賦值進(jìn)而量化。

(4)評(píng)價(jià)結(jié)果應(yīng)具有可比性和通用性，既可與其他地區(qū)和行業(yè)橫向?qū)Ρ?，也可以進(jìn)行縱向比較。

2.3 遴選指標(biāo)

依據(jù)我國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)概念，結(jié)合評(píng)價(jià)指標(biāo)及方法體系構(gòu)建原則，從環(huán)保產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模與經(jīng)濟(jì)能力、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)力、產(chǎn)業(yè)集群情況4 個(gè)方面對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行分析，能夠滿足對(duì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的定量化描述與評(píng)價(jià)。因此，遴選指標(biāo)體系應(yīng)包括銷售產(chǎn)值、資金利潤(rùn)率、年研發(fā)人員投入總量、年研發(fā)資金支出總額、行業(yè)技術(shù)人員占比、技術(shù)人員中工程師占比、授權(quán)發(fā)明專利個(gè)數(shù)等30 個(gè)因素。

指標(biāo)體系中被遴選的指標(biāo)多數(shù)屬于統(tǒng)計(jì)范疇的基本概念，但部分指標(biāo)為非統(tǒng)計(jì)稱謂，屬于定性描述指標(biāo)，本文根據(jù)環(huán)保產(chǎn)業(yè)概念內(nèi)涵與外延，將獨(dú)有或特定的指標(biāo)確定為關(guān)鍵性指標(biāo)。

3 研究分析方法的選取

由于指標(biāo)體系包含了定性概念，內(nèi)涵與外延界限模糊，難以定量評(píng)價(jià)，因此通過(guò)指標(biāo)體系精準(zhǔn)判斷產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平和態(tài)勢(shì)比較困難。

層次分析法(analytic hierarchy process，AHP)是由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家T.L.Saaty 教授于20 世紀(jì)70 年代提出的，對(duì)定性問(wèn)題進(jìn)行定量分析的一種簡(jiǎn)便、靈活、實(shí)用的多準(zhǔn)則決策方法[8]。該方法是根據(jù)系統(tǒng)工程對(duì)各要素排序的原理，將一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題條理化并劃分為多層次結(jié)構(gòu)，并對(duì)同層次元素進(jìn)行定量描述，使非定量問(wèn)題定量化的研究方法。

3.1 建立遞階層次結(jié)構(gòu)

基于層次分析原則，將調(diào)查指標(biāo)與相關(guān)問(wèn)題條理化、層次化，構(gòu)造一個(gè)遞階層次結(jié)構(gòu)，包括指標(biāo)層、準(zhǔn)則層和目標(biāo)層，從產(chǎn)業(yè)規(guī)模與經(jīng)濟(jì)能力、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)力、產(chǎn)業(yè)集群情況、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)4 個(gè)方面描述環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)，如圖1 所示。

圖1 環(huán)保產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)遞階層次圖

遞階層次表構(gòu)建后，各層次指標(biāo)之間的隸屬關(guān)系隨之確定。采用AHP 法對(duì)指標(biāo)層的各因素進(jìn)行比較后，對(duì)定性指標(biāo)科學(xué)賦值，將定性、定量指標(biāo)歸一化處理，以便于對(duì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行定量化分析評(píng)價(jià)。

3.2 構(gòu)建判斷矩陣

依據(jù)遞階層次圖對(duì)指標(biāo)體系中的所有指標(biāo)進(jìn)行重要性比較。設(shè)定1～9 為兩指標(biāo)相互比較時(shí)重要程度逐漸變強(qiáng)的標(biāo)度，比較結(jié)果用e或1/e表示。其中，e∈(1，2，…，9)。則所有影響因素之間構(gòu)成一個(gè)兩兩比較的判斷矩陣E＝(eij)n×n，eij是指標(biāo)層影響因素相對(duì)于準(zhǔn)則的重要性比例標(biāo)度，比例標(biāo)度的每一個(gè)值由專家判斷得到。因此，針對(duì)指標(biāo)層所有指標(biāo)構(gòu)造的判斷矩陣如表1所示。

表1 環(huán)保產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)體系指標(biāo)判斷矩陣結(jié)構(gòu)表

3.3 權(quán)重確定和一致性檢驗(yàn)

指標(biāo)體系中所有指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重可以通過(guò)判斷矩陣的特征向量、特征根和一致性檢驗(yàn)計(jì)算。特征根法計(jì)算公式為:

每一層指標(biāo)按行相乘得到新的特征向量，將特征向量的每個(gè)分量開(kāi)n次方，歸一化后即為權(quán)重向量Wi，矩陣最大特征根為:

由于在兩兩判斷時(shí)，專家難以精準(zhǔn)地對(duì)每個(gè)指標(biāo)賦予重要性值，實(shí)際標(biāo)度與精準(zhǔn)值之間可能存在偏差，因此需要對(duì)矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

通過(guò)一致性檢驗(yàn)后，計(jì)算準(zhǔn)則層的指標(biāo)并合成權(quán)重。在進(jìn)行環(huán)保產(chǎn)業(yè)類企業(yè)判定和產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀評(píng)價(jià)時(shí)，用加權(quán)算數(shù)平均綜合向量法計(jì)算綜合權(quán)重，同時(shí)對(duì)各個(gè)專家的同一判斷矩陣計(jì)算出的權(quán)向量進(jìn)行算術(shù)平均，以求得判斷矩陣的最終權(quán)向量，然后合成計(jì)算指標(biāo)層各影響因素的綜合權(quán)向量。

3.4 權(quán)重賦值與計(jì)算

本文基于環(huán)保產(chǎn)業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)，請(qǐng)專家組對(duì)指標(biāo)體系內(nèi)的30 個(gè)影響因素進(jìn)行比較賦值，經(jīng)數(shù)據(jù)分析軟件計(jì)算處理，并經(jīng)判斷矩陣進(jìn)行權(quán)重確定和一致性檢驗(yàn)，對(duì)每一個(gè)影響因素進(jìn)行了權(quán)重綜合賦值。權(quán)重賦值取整數(shù)，見(jiàn)表3。

表3 環(huán)保產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)體系指標(biāo)權(quán)重賦值表

根據(jù)影響因素綜合權(quán)向量大小，可以判斷哪些影響因素是制約環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因子，并可以通過(guò)該表對(duì)不同區(qū)域環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而為產(chǎn)業(yè)政策與產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略的制定提供量化的關(guān)鍵信息支持。

4 實(shí)證分析

基于2015 年遼寧省環(huán)保產(chǎn)業(yè)調(diào)查報(bào)告和沈陽(yáng)市環(huán)保產(chǎn)業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)及公開(kāi)的信息資料，對(duì)沈陽(yáng)、大連、朝陽(yáng)三市的環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行分析比較。由于環(huán)保產(chǎn)業(yè)判定與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中被調(diào)查的影響因素所屬領(lǐng)域不同且量綱多樣，因而無(wú)法相互比較。依據(jù)環(huán)保產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)體系指標(biāo)權(quán)重賦值表，對(duì)2 個(gè)以上區(qū)域環(huán)保產(chǎn)業(yè)進(jìn)行比較時(shí)，首先對(duì)比較值進(jìn)行無(wú)量綱歸一化處理，其公式為:

其中，Xi為指標(biāo)值，Xmax為指標(biāo)最大值，Xmin為指標(biāo)最小值，Yi值區(qū)間在0 與1 之間。結(jié)合無(wú)量綱歸一化處理后的綜合指標(biāo)值，可以通過(guò)線性加權(quán)和法計(jì)算指標(biāo)的評(píng)分值，然后定量化地判斷和評(píng)價(jià)目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層各指標(biāo)，指標(biāo)評(píng)分值的計(jì)算公式為:

F為指標(biāo)最終評(píng)分值，Yi為指標(biāo)評(píng)分值，Wi為指標(biāo)權(quán)重。通過(guò)對(duì)目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層各元素指標(biāo)評(píng)價(jià)值的比較，可以把不同區(qū)域環(huán)保產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)及不足定量化描述出來(lái)(表4)。

表4 不同區(qū)域環(huán)保產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)得分表

評(píng)價(jià)結(jié)果如下:通過(guò)量化對(duì)比分析，可以看到大連市環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)得分為63，要好于沈陽(yáng)市環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)58 分。如果對(duì)目標(biāo)層指標(biāo)進(jìn)行考察，則大連市的環(huán)保產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)能力和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與技術(shù)轉(zhuǎn)移能力均為19 分，強(qiáng)于沈陽(yáng)市的14 分和13.5 分；但大連市產(chǎn)業(yè)集群情況和產(chǎn)業(yè)符合度得分分別為9 分和16 分，弱于沈陽(yáng)市的12 分和18.5 分。三個(gè)區(qū)域中，沈陽(yáng)市環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展最好，大連市環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展較好，朝陽(yáng)市的環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平較差。

對(duì)比結(jié)果說(shuō)明，沈陽(yáng)市環(huán)保產(chǎn)業(yè)目前處于快速發(fā)展期，但產(chǎn)業(yè)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化、科技投入與產(chǎn)出能力都有待提高。與大連市環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r比，沈陽(yáng)市環(huán)保產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新與擴(kuò)散能力有待提高，沈陽(yáng)市應(yīng)加大對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的投入和產(chǎn)出力度。而大連市由于經(jīng)濟(jì)總量、產(chǎn)業(yè)集群情況指標(biāo)較沈陽(yáng)市低，其產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與技術(shù)轉(zhuǎn)移能力強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)環(huán)境支撐能力強(qiáng)，應(yīng)增強(qiáng)對(duì)中小企業(yè)的扶持，擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)集聚能力。

5 結(jié)論

以上研究表明:(1)本文構(gòu)建的環(huán)保產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與判定、評(píng)價(jià)方法體系，能夠?yàn)榄h(huán)保產(chǎn)業(yè)的定性化與定量化評(píng)價(jià)提供參考。(2)本文這套體系方法能夠?yàn)榱私鈪^(qū)域環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵影響與制約因素提供依據(jù)，從而為促進(jìn)該區(qū)域環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展制定精準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)政策和戰(zhàn)略。(3)各指標(biāo)權(quán)重賦值，結(jié)合了主觀與客觀因素，完全依據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)判定，期望能夠?yàn)榄h(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。

由于環(huán)保產(chǎn)業(yè)屬于新興產(chǎn)業(yè)，因此本文涉及環(huán)保產(chǎn)業(yè)的邊界條件判定和環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀判斷需結(jié)合各地實(shí)際情況不斷完善與調(diào)整。