段淇斌，趙冬青

（甘肅省農(nóng)牧廳外資項目管理辦公室，甘肅 蘭州 730000）

基于PSR的甘肅省生態(tài)環(huán)境測度分析

段淇斌，趙冬青

（甘肅省農(nóng)牧廳外資項目管理辦公室，甘肅 蘭州 730000）

生態(tài)環(huán)境關(guān)系著人類的福祉與未來，對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行測度可以為生態(tài)文明建設(shè)和經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展提供重要依據(jù)。文章基于PSR模型構(gòu)建了甘肅省生態(tài)環(huán)境測度指標(biāo)體系，運用模糊綜合評價法對2011—2014年甘肅省五大生態(tài)特征區(qū)（隴中、河西走廊、隴東、隴南和甘南）的生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行了評價，以期對甘肅省生態(tài)文明的建設(shè)提供決策參考；評價結(jié)果顯示隴東、隴南的生態(tài)環(huán)境等級一直保持為優(yōu)級，河西、甘南和隴中的生態(tài)環(huán)境等級為差級，但2014年生態(tài)環(huán)境狀況有明顯改善。

生態(tài)環(huán)境；PSR模型；測度分析

一、引言

良好的生態(tài)環(huán)境是經(jīng)濟發(fā)展和社會進(jìn)步的基本前提。保護(hù)、開發(fā)和利用生態(tài)環(huán)境是促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展和社會進(jìn)步的必然選擇。甘肅省作為生態(tài)環(huán)境比較脆弱的地區(qū)，始終把保護(hù)生態(tài)環(huán)境作為自身發(fā)展的重要前提，而且也取得了一定的成效，但是土地沙漠化、水土流失等生態(tài)問題仍然很嚴(yán)重。目前，甘肅省正處于經(jīng)濟快速發(fā)展的重要階段，而生態(tài)環(huán)境作為影響經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)性因素，有必要對甘肅省的生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行測度分析。

對于生態(tài)環(huán)境測度的研究，Greymoer（2010）指出，通過生態(tài)環(huán)境狀況的測度來評估一個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展程度是一個重要方面，也是一個有效的工具[1]；李玉照、劉永和顏小品（2012）利用DPSIR模型對河南省的流域生態(tài)安全狀況做過研究[2]；王奎峰、李娜（2014）曾利用DPSR模型對山東半島的生態(tài)環(huán)境承載力進(jìn)行過評價[3]；牛安逸（2015）運用遙感技術(shù)和綜合指數(shù)法，對廣州市的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行了評價[4]。本文在相關(guān)學(xué)者研究的基礎(chǔ)之上，基于PSR模型，運用模糊綜合評價法對甘肅省的生態(tài)環(huán)境狀況進(jìn)行評價，以期為甘肅省生態(tài)環(huán)境的利用、開發(fā)和保護(hù)提供決策參考。

二、模型構(gòu)建

（一）PSR理論

“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”（Pressure-State-Response，PSR）模型是最初由加拿大統(tǒng)計學(xué)家Rapport和Friend（1979）提出，后由經(jīng)合組織（OECD）和環(huán)境署（UNEP）于20世紀(jì)八九十年代共同發(fā)展的用于研究環(huán)境問題的框架體系[5]。其中，P代表的是壓力子系統(tǒng)，即使生態(tài)環(huán)境發(fā)生變化的外力；S代表的是狀態(tài)子系統(tǒng)，即當(dāng)下生態(tài)環(huán)境所處的狀態(tài)；R代表的是反應(yīng)子系統(tǒng)，即人類在保持生態(tài)環(huán)境持續(xù)發(fā)展過程中所進(jìn)行的一些活動。PSR模型的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 PSR模型結(jié)構(gòu)圖

（二）指標(biāo)體系的構(gòu)建

合理的評價指標(biāo)體系，是保證測度科學(xué)性和準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)。本文通過專家研討以及對以往文獻(xiàn)的研究，根據(jù)PSR模型的基本結(jié)構(gòu)以及層次分析法的基本原理，結(jié)合甘肅省生態(tài)環(huán)境的實際情況，依據(jù)全面性、簡明性、易量化等原則，本文最終選取了20個評價指標(biāo)（見表1），其中壓力子系統(tǒng)指標(biāo)6項、狀態(tài)子系統(tǒng)指標(biāo)10項、反應(yīng)子系統(tǒng)指標(biāo)4項，涵蓋了生態(tài)環(huán)境的各個方面。

表1 甘肅省生態(tài)環(huán)境評價指標(biāo)權(quán)重及評價指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)表

三、甘肅省生態(tài)環(huán)境測度分析

（一）數(shù)據(jù)來源

本文在對甘肅省生態(tài)環(huán)境測度中，將甘肅省分為隴南、隴東、隴中、河西走廊以及甘南五大生態(tài)特征區(qū)。數(shù)據(jù)主要來源于2011年、2012年、2013年和2014年的《甘肅省統(tǒng)計年鑒》、《甘肅省環(huán)境狀況公報》以及《甘肅省各市環(huán)境狀況責(zé)任書》等。

（二）指標(biāo)權(quán)重的確定

本文將采用層次分析法（AHP）來確定各個指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，其步驟為：（1）構(gòu)造判斷矩陣（目標(biāo)層對準(zhǔn)則層的的判斷矩陣A-B、準(zhǔn)則層對于指標(biāo)層的判斷矩陣B-D）；（2）判斷矩陣的一致性檢驗（要求 CR 必須小于 0.1）；（3） 層次總排序；（4）求出各個指標(biāo)的綜合權(quán)重（見表1）。

（三）評價指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)的建立

甘肅省生態(tài)環(huán)境評價指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)的建立參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（《甘肅省“十三五”環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》、《生態(tài)環(huán)境狀況評價技術(shù)規(guī)范（HJ/T 192-2006）》、《聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展委員會（UNCSD）可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系》）并經(jīng)專家研討綜合決定，將評價指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)分為 4級：優(yōu)（Ⅰ）、良（Ⅱ）、中（Ⅲ）、差（Ⅳ）。具體分級標(biāo)準(zhǔn)見表1。

（四）甘肅省生態(tài)環(huán)境的模糊綜合評價

模糊綜合評價是在不確定的情況下，考慮多種因素的影響，為了某種目的對一事物做出綜合決策的方法[6]。本文將采用模糊評價方法對甘肅省五大生態(tài)特征區(qū)的生態(tài)狀況進(jìn)行評價。其基本過程為：列出評價指標(biāo)的權(quán)重矩陣A；根據(jù)評價分級標(biāo)準(zhǔn)和隸屬度函數(shù)確定模糊矩陣B；將權(quán)重矩陣A與模糊矩陣R相乘，得到隸屬度矩陣B，即B=A*R。

1.隸屬度矩陣的確定

假設(shè)對第i個評價因素u進(jìn)行單因素評價得到一個相對于vj的模糊向量，rij為因素ui具有vj的程度，0＜rij＜1[7]。若對 n個元素進(jìn)行了綜合評價，其結(jié)果是一個n行n列的矩陣，稱之為隸屬度矩陣R。本文應(yīng)用隸屬度函數(shù)計算指標(biāo)隸屬度，進(jìn)而確定指標(biāo)的隸屬度矩陣R。

設(shè)評價指標(biāo)因素集 X=（x1，x2，x3，…，xm），評價等級標(biāo)準(zhǔn) v=（v1，v2，v3，…，vn），設(shè) vj和 vj+1為相鄰兩級標(biāo)準(zhǔn)，且vj+1＞vj，則vj級隸屬度函數(shù)為：

根據(jù)上式，計算評價指標(biāo)i隸屬于評價等級j的隸屬度rij，生成隸屬矩陣R：

2.綜合隸屬度的計算

綜合隸屬度是指在對評價指標(biāo)體系中的單個指標(biāo)的隸屬度確定的基礎(chǔ)上，對評價指標(biāo)體系中的全部指標(biāo)綜合起來對于評價標(biāo)準(zhǔn)的程度即屬于哪個等級[8]。綜合隸屬度的計算運用各個指標(biāo)的權(quán)重組成的權(quán)重矩陣A乘上隸屬度矩陣R得到綜合隸屬度模糊集B，即B=A*R，然后根據(jù)最大隸屬度原則，確定綜合隸屬度的等級。

下面以2014年隴東地區(qū)為例進(jìn)行具體的計算：

（1）根據(jù)前面運用層次分析法得出的各指標(biāo)權(quán)重，列出權(quán)重矩陣A：

A=（0.01，0.026，0.122，0.067，0.007，0.026，0.017，0.111，0.153，0.036，0.148，0.063，0.027，0.013，0.043，0.026，0.059，0.012，0.006，0.028）

（2）根據(jù)隸屬函數(shù)計算出各個二級指標(biāo)的隸屬度值，確定隸屬度矩陣R：

（3）根據(jù)B=A*R得出2014年隴東地區(qū)生態(tài)環(huán)境的綜合隸屬度的模糊集 B=（0.3445，0.3095，0.196，0.15）。進(jìn)而得出2011—2014年甘肅省五大生態(tài)特征區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況的綜合隸屬度及最大隸屬度值（見表2）。

表2 甘肅省五大生態(tài)特征區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況評價隸屬度值表

3.甘肅省五大生態(tài)特征區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況綜合分析

根據(jù)最大隸屬度原則，我們發(fā)現(xiàn)甘肅省五大生態(tài)特征區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況在2011—2014年都呈現(xiàn)出一定的地區(qū)特點和變化趨勢?？傮w來看，五大生態(tài)特征區(qū)的生態(tài)環(huán)境等級在不斷上升，生態(tài)環(huán)境狀況呈現(xiàn)逐年變好的趨勢。具體分析如下：

圖2 2011年甘肅省生態(tài)環(huán)境等級圖

圖3 2014年甘肅省生態(tài)環(huán)境等級圖

（1）隴中地區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況較差但也有明顯的改善。2011—2012年，隴中地區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況屬于差級，并且差級隸屬值在增大，具體表現(xiàn)為2011—2012年壓力子系統(tǒng)中的氮氧排放量由21 399萬噸增加到30 000萬噸，二氧化硫排放量由224 399萬噸增加到260 161萬噸以及人口密度的急劇增加。隴中地區(qū)積極的進(jìn)行退耕還林，狀態(tài)子系統(tǒng)中植被覆蓋率提高了10%，并且對高污染、高耗能的企業(yè)進(jìn)行了整改，使得壓力子系統(tǒng)中的固體廢棄物產(chǎn)生量以及二氧化硫排放量明顯減少，生態(tài)環(huán)境得到明顯改善。到2014年，生態(tài)環(huán)境等級由差級上升為良級。

（2）隴南的生態(tài)環(huán)境狀況一直保持良好。2011—2014年，隴南地區(qū)的生態(tài)環(huán)境一直都處于優(yōu)級，具體表現(xiàn)在壓力子系統(tǒng)中的工業(yè)廢水排放量由2 325萬噸下降為2 055萬噸，工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量由641.63萬噸下降為542.25萬噸，狀態(tài)子系統(tǒng)中的二級天比例從89%上升到96%。除了2012年的優(yōu)級隸屬值有略微的下降外，其他年份的優(yōu)級隸屬值均呈上升趨勢，這說明隴南地區(qū)的生態(tài)環(huán)境在保持良好的情況下，積極進(jìn)行生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。到2014年，隴南地區(qū)的人均公共綠地面積由33.7平方米增加到42.7平方米，植被覆蓋率提高了5%，這將使甘南地區(qū)生態(tài)環(huán)境朝著更好的方向發(fā)展。

（3）河西走廊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況得到明顯改善?？傮w上，河西走廊地區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況的優(yōu)級隸屬度比較小，而差級和良級的隸屬度比較大，這說明河西走廊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境的整體狀況比較差。但是從2013年起，河西走廊地區(qū)積極改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境狀況，壓力子系統(tǒng)中的氮氧排放量由10 209萬噸下降為7 240萬噸，二氧化硫排放量由290 095萬噸下降為269 336萬噸、工業(yè)廢水排放量由3 902萬噸下降為3 405萬噸和工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量明顯減少，生態(tài)環(huán)境狀況明顯好轉(zhuǎn)，由差級上升為良級。

（4）甘南地區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況良好。甘南地區(qū)在2011—2012年生態(tài)環(huán)境的隸屬度一直處于差級，但是經(jīng)過兩年的生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)，取得了一定的成效。狀態(tài)子系統(tǒng)中的土地沙化面積比重由16%下降為14%，植被覆蓋率提高了5%，水土流失面積比重下降了4%，二級天比例由85%上升為96%；壓力子系統(tǒng)中的氮氧排放量由10 656萬噸減少為600萬噸，工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量由123萬噸減少為86萬噸。到2014年，甘南地區(qū)的生態(tài)環(huán)境等級由差級上升到優(yōu)級。生態(tài)環(huán)境狀況得到了明顯改善。

（5）隴東的生態(tài)環(huán)境狀況有惡化的趨勢。隴東地區(qū)的生態(tài)環(huán)境的整體狀況良好，并且在2012年隴東地區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況最好。雖然近兩年該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況一直保持在優(yōu)級，但是由于隴東地區(qū)的能源開發(fā)力度不斷加大，使得壓力子系統(tǒng)中的工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量由462萬噸上升為571.27萬噸，二氧化硫排放量由55 701萬噸上升為75 578萬噸，人口密度由8 248人/平方千米增加到8 751人/平方千米。近兩年，生態(tài)環(huán)境的優(yōu)級隸屬度值較2012年有所下降，并且在2014年，隴東地區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況的優(yōu)級隸屬值和良級隸屬值已經(jīng)相差不大，這說明隴東地區(qū)的生態(tài)環(huán)境在未來有惡化的可能。

四、結(jié)論

本文基于PSR理論，構(gòu)建了一套分析生態(tài)環(huán)境測度的指標(biāo)體系，并運用模糊綜合評價法對甘肅省的五大生態(tài)特征區(qū)進(jìn)行了評價。從整體來看，甘肅省的生態(tài)環(huán)境狀況在不斷的改善；從各個區(qū)域來看，隴東和隴南的生態(tài)環(huán)境狀況一直保持良好并且在不斷的優(yōu)化，隴中和河西走廊的生態(tài)環(huán)境雖然在不斷的改善，但是生態(tài)環(huán)境狀況仍然比較差，僅處于良級，甘南地區(qū)作為甘肅省生態(tài)環(huán)境狀況比較特殊的地方，生態(tài)環(huán)境相當(dāng)?shù)拇嗳酰陙?，甘南地區(qū)的生態(tài)環(huán)境在不斷的改善，2014年甘南地區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況已處于優(yōu)級。

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（責(zé)任編輯：C 校對：T）

F124.5；F205

A

1004-2768（2017）05-0103-04

2017-02-15

段淇斌（1963-），男，甘肅涇川人，碩士，甘肅省農(nóng)牧廳外資項目管理辦公室主任，農(nóng)業(yè)推廣研究員，研究方向：農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、貧困與貧困地區(qū)可持續(xù)發(fā)展；趙冬青（1970-），女，甘肅榆中人，甘肅省農(nóng)牧廳外資項目管理辦公室高級獸醫(yī)師，研究方向：農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)。段淇斌為通訊作者。