李自林，李志華，葛一洪，邱 凌

(1 陜西省安康市農村能源站，陜西 安康 725000；2 甘肅省慶陽林業(yè)學校，甘肅 慶陽 745000；3 西北農林科技大學 農業(yè)部農村可再生能源開發(fā)利用西部實驗站，陜西 楊凌 712100)

以沼氣為核心的西北能源生態(tài)模式是指，在西北地區(qū)農戶庭院或田園通過修建的由戶用沼氣池、太陽能畜禽舍、戶用廁所、集雨水窖及果園滴灌設施組成的戶用農村能源生態(tài)工程，形成物質和能量良性循環(huán)的生態(tài)農業(yè)模式系統(tǒng)。該模式在開發(fā)農村可再生能源、發(fā)展生態(tài)農業(yè)、提高綠色能源利用效率、推動農業(yè)結構調整、實現(xiàn)農業(yè)增效農民增收、改善村容村貌和促進農村文明建設等方面，特別是在農業(yè)環(huán)境保護方面，具有顯著的經濟、生態(tài)、環(huán)境、社會效益[1-2]。目前，關于西北能源生態(tài)模式建設的環(huán)境效益評價研究尚未見報道。因此，對不同地區(qū)西北能源生態(tài)模式實施后的環(huán)境效益評價研究愈顯迫切。

評價指標體系的構建和評價模型的確立是西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價的核心工作。本研究以區(qū)域環(huán)境可持續(xù)發(fā)展理論和評價分析為基礎，探索了西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價指標體系和評價模型，旨在提供一種客觀、科學的評價方法，為西北能源生態(tài)模式管理和區(qū)域環(huán)境保護提供依據(jù)。

1 西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價指標體系的構建

1.1 指標體系的構成

從西北能源生態(tài)模式的建設目的、環(huán)境效益評價特性、評價方法科學實用、數(shù)據(jù)采集簡便易行等方面綜合考慮，提出將西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價指標體系設定為系統(tǒng)結構、環(huán)境保護、環(huán)境效果和社會經濟效益4類指標，這4類指標及其所屬的二級指標構成該體系框架見圖1。

1.1.1 系統(tǒng)結構(A1) 系統(tǒng)結構指標主要反映模式實施后系統(tǒng)的運行方式和行為特征，揭示其影響生態(tài)環(huán)境的特性和趨勢,系統(tǒng)結構包括6個二級指標。

1) B11人畜糞便處理率、B12生活污水處理率和B13有機廢棄物處理率：反映廢棄物資源化的程度。人畜糞便、生活污水和有機廢棄物是農村最主要的污染物，其資源化處理率越高越有利于環(huán)境保護。

2) B14家園土地生產率、B15家園土地利用率：反映系統(tǒng)布局的合理性、協(xié)調性和有效性。土地生產率、利用率越高，越有利于系統(tǒng)的運作和管理以及廢棄物資源化和環(huán)境效益的提高。

3) B16農作物種植結構(糧食∶飼草)：反映沼氣的帶動作用。糧食與飼草比例越趨于合理，越有利于“以沼氣為核心、以農帶牧、以牧促沼、以沼促農和農牧結合”的良性循環(huán)[3]。

1.1.2 環(huán)境保護(A2) 環(huán)境保護指標主要反映模式實施后的生態(tài)環(huán)境效益和能源效益，包括8個二級指標。

1) B21沼肥綜合利用率：反映家園系統(tǒng)生產的沼渣、沼液生態(tài)肥綜合利用情況，用于評價二次污染狀況。

2) B22沼氣能源利用比率：反映模式戶空氣質量和人體健康狀況。沼氣是清潔能源，大量使用能減少一氧化碳、二氧化硫等有害氣體和致癌物質的排放，減輕大氣污染，有利于維護人體健康和保護生態(tài)環(huán)境。

3) B23農藥減少值(kg/hm2)、B24化肥減少值(kg/hm2)：反映農田生態(tài)系統(tǒng)的污染狀況。農田果園中堅持常年施用沼肥、減少農藥化肥施用量，減輕農田環(huán)境壓力，維護生態(tài)平衡。

4) B25農田土壤有機質含量增加值(%)：反映施用沼渣、沼液后土壤肥力和土地增產潛力。農田果園施用沼渣、沼液后，土壤微生物活躍、有機質含量增加、土壤團粒結構改善、保水抗旱性能提高。

5) B26模式村水土流失率減少值、B27模式村植被覆蓋率增加值、B28模式村草場面積率增加值：反映模式實施后的生態(tài)環(huán)境效益。西北能源生態(tài)模式系統(tǒng)中生產的沼氣能改變千百年來我國農村“燒柴做飯”的落后方式，減少或防止對森林植被和草場的破壞，減少區(qū)域水土流失和草原沙化，可綠化、美化家園[4]。

1.1.3 環(huán)境效果(A3) 環(huán)境效果指標主要反映模式實施后的環(huán)境衛(wèi)生效益，包括5個二級指標。

1) B31模式村病人比率減少值(%)：反映模式村人群(特別是家庭婦女)的健康狀況。廢棄物的轉化處理和沼氣的大量使用，凈化了室內外空氣，殺滅了蚊蠅和寄生蟲卵及病菌，減少了疾病的傳染流行，降低了村民發(fā)病的幾率。

圖1 西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價指標體系的框架

2) B32模式戶空氣水質狀況：反映模式戶的空氣、水質狀況。人畜糞便、生活污水和各種廢棄物資源化處理后，不再隨意亂堆亂放、腐朽發(fā)臭、污染大氣水源和田園，使空氣清爽、水質清潔。

3) B33模式戶庭院整潔狀況：反映模式戶庭院環(huán)境衛(wèi)生狀況。結合模式實施，改院、改路、改水、改園后，庭院凈化、硬化、綠化、美化，布局合理、整潔衛(wèi)生，環(huán)境優(yōu)美、景色怡人。

4) B34模式戶灶房衛(wèi)生狀況：反映模式戶灶房衛(wèi)生狀況。模式實施后，大量使用沼氣清潔能源，墻壁潔凈、無煙熏黑跡；灶臺光潔、灶下無雜物；無污水積存，無廢物亂堆；無黑煙濁氣繚繞，通風良好，有利于維護室內外空氣質量和家庭婦女身心健康。

5) B35模式戶廁所畜禽舍衛(wèi)生狀況：反映模式戶廁所畜禽舍環(huán)境衛(wèi)生狀況。模式實施后，使用水沖廁所、“四配套”畜禽舍；廁所清潔、無糞尿積存；畜禽糞便處理及時，無難聞臭味，極少蚊蠅飛舞；草料不亂堆亂放；無傳染病流行，環(huán)境效益良好。

1.1.4 社會經濟效益(A4) 社會經濟效益指標主要反映模式實施后的經濟效益和社會效益。任何一種建設模式若沒有好的社會效益，則不會得到政府的扶持和資助；若沒有好的經濟效益，則不會得到群眾的認可和支持，社會經濟效益包括4個二級指標。

1) B41農業(yè)人口全年人均凈產值(元)：反映西北能源生態(tài)模式的農業(yè)勞動力生產效率。西北能源生態(tài)模式建設，能使農戶的生產與生活、田園與庭院緊密聯(lián)系，使種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、加工業(yè)協(xié)調發(fā)展及物質流、能量流、養(yǎng)分流良性循環(huán)，農業(yè)增效農民增收。

2) B42農業(yè)人口全年人均糧食增量(kg)：反映西北能源生態(tài)模式的糧食增產量。發(fā)展沼氣有利于培肥土壤，提高糧食產量，解決農戶的吃飯問題，有助于國家糧食安全。

3) B43農業(yè)人口就業(yè)率增加值(%)：反映西北能源生態(tài)模式的剩余農業(yè)勞動力轉移吸納情況。隨著農村社會經濟的快速發(fā)展，農村剩余勞動力轉移將成為必然的過程。西北能源生態(tài)模式經濟的發(fā)展，可吸納一部分剩余勞動力在家創(chuàng)業(yè)；也可減輕外出務工者的后顧之憂，有利于農村的穩(wěn)定和發(fā)展。

4) B44戶均西北能源生態(tài)模式系統(tǒng)收益(元)：反映西北能源生態(tài)模式系統(tǒng)的經濟效益。家園經濟、大田經濟和外出勞務經濟已成為農民增收的三大支柱。每家農戶在自己宅基地周圍建設西北能源生態(tài)模式，可發(fā)展高效生態(tài)農業(yè)、生產綠色有機產品，提高效益增加收益。經營水平一般的西北能源生態(tài)模式，可以維持全家溫飽；而經營良好的西北能源生態(tài)模式，可為農戶帶來較高的收入，有助于早日實現(xiàn)小康生活、全面建設新農村。

1.2 評價指標權重的確定

1.2.1 權重的確定方法 由于在西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價指標體系中，各指標、各層次對評價總分值的貢獻程度不同，應對各指標和各層次賦以不同的權重。由于指標權重的合理與否直接影響著評價結果的科學性和準確性，本研究主要采用層次分析法[5]和專家評判法[6]來確定各個指標的權重，綜合了主觀賦權和客觀賦權2種方法的優(yōu)點。

1.2.2 重要性標度的定義 在層次分析法中，按5個等級標度對評價指標相對重要性進行定義，具體結果見表1。

表 1 西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價體系中評價指標相對重要性的標度值

1.2.3 判斷矩陣的構建 判斷矩陣表示針對上一層次中的某指標而言，該層次中各有關指標相對重要性的評定狀況；一般判斷矩陣的數(shù)值是根據(jù)資料、專家意見和分析者的認識，對每一層次的指標進行逐對比較，并按表1定義的標度值對各指標進行定量化處理，再加以平衡后構成判斷矩陣。衡量判斷矩陣質量的標準是，矩陣中的判斷是否具有一致性。當判斷矩陣的隨機一致性比例<0.10時，可以認為判斷矩陣具有一致性[7]。

1.2.4 評價指標的權重 通過判斷矩陣確定各評價指標的權重值(W)，結果見表2。

表 2 西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價體系中各評價指標的權重值

2 西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價模型的構建

按照以上評價指標體系可知，西北能源生態(tài)模式的環(huán)境效益評價總分是由系統(tǒng)結構、環(huán)境保護、環(huán)境效果和社會經濟效益4個方面的評分加權構成的，其數(shù)學模型見(1)式[8-9]。各級指標評價評分的數(shù)學模型見表3。

(1)

式中：Y為綜合評價值，Wi為評價指標權重，Yi為單項指標標準化值，t為評價指標個數(shù)。

2.1 量綱轉換指數(shù)的確定

表 3 西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價體系中各級指標的數(shù)學模型

各評價指標的最佳值，可參考全國的先進水平和模式地階段性的發(fā)展目標來確定，表示評價指標的規(guī)劃上限值；各評價指標的平均值，可參考全國和模式地的平均水平值來確定，表示評價指標的規(guī)劃下限值。

(2)

1) 各數(shù)量評價指標(指數(shù))標準化模型(計算公式)為：

(3)

2) 各質量評價指標標準化模型(計算公式)為：

(4)

表 4 西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價體系中各指標量綱轉換指數(shù)及樣本標準值

2.2 質量評價指標的評分標準

西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價指標體系中，既有數(shù)量評價指標也有質量評價指標，是一個多指標體系。對數(shù)量評價指標(指數(shù))可按式(3)指數(shù)標準化模型進行處理[18]，而質量評價指標則按下述評分標準進行標準化處理，由評價專家小組評出百分制評分后進行數(shù)量化，以便于對環(huán)境效益進行綜合評價。

西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價體系中質量評價指標的評分標準如下。

1) B32模式戶空氣水質狀況：空氣清爽，無難聞氣味，無黑煙排放；污水不亂倒，不污染水源和田地；生活用水干凈衛(wèi)生，則評分≥90。空氣較清爽，有輕微濁氣，可見少許煙塵排放；污水有亂倒現(xiàn)象，但對水源和田地無影響；生活用水干凈衛(wèi)生，則評分≥80～<90。有較輕異味，有煙塵飄揚；有少量污水流淌，對水源和田地有一定影響；生活用水干凈衛(wèi)生，則評分≥70～<80。有異味，有大量煙塵排放；污水處置隨意性大，對水源和田地有影響；生活用水較衛(wèi)生，則評分≥60～<70?？諝鈵簼幔须y聞氣味，有黑煙濁氣排放；污水亂潑亂倒，污染就近水源和田地；生活用水有時不衛(wèi)生，則評分<60。

2) B33模式戶庭院整潔狀況：庭院做到凈化、硬化、綠化、美化；畜禽圈與庭院分離，不影響庭院；雨水不隨意排放，能充分利用，則評分≥90。改路、改水、大部分硬化、綠化較好、較美觀；庭院內外較整潔，雜物擺放有序；畜禽能歸圈，不滿院亂跑；雨水能收集利用，則評分≥80～<90。部分硬化，有一些花草樹木；有作物秸稈、柴草堆放，雜物擺放較不到位；畜禽有時不能歸圈，有少許排泄物；改水較好，則評分≥70～<80。未改路和硬化，有少許庭蔭樹；作物秸稈柴草亂堆亂放；禽類放任，隨意亂走；改水效果不好，則評分≥60～<70。不凈化、硬化、綠化、美化，雜物凌亂放置；畜禽不歸圈，滿院亂跑，糞便隨處可見；雨水污水隨意排放，不充分利用，則評分<60。

3) B34模式戶灶房衛(wèi)生狀況：墻壁潔凈；灶臺光潔、灶下無雜物；無污水積存，無廢物亂堆；無黑煙濁氣繚繞，通風良好，則評分≥90。墻壁較潔凈、少許煙熏黑跡；灶臺較光潔、灶下整潔；無污水積存，無廢物亂堆；有時煙塵濁氣繚繞，通風較好，則評分≥80～<90。墻面少許被煙塵熏黑；灶臺有污漬，灶下有少許柴草；有少量污水積存和廢物堆放；有煙塵飄浮，通風有時不良，則評分≥70～<80。煙塵熏黑面大；灶臺未貼瓷片，有不潔感；柴草燒火及煙塵較多，通風較差；污水廢物處理不及時，則評分≥60～<70。墻壁不潔凈、煙熏黑跡面廣；灶臺不光潔，燒火多用柴草；污水積存，廢物亂堆；黑煙濁氣繚繞，通風不暢，則評分<60。

4) B35模式戶廁所畜禽舍衛(wèi)生狀況：水沖廁所、“四配套”畜禽舍；廁所潔凈，畜禽糞便處理及時，無蚊蠅；草料不亂堆；無傳染病流行，則評分≥90。水沖廁所、“四配套”畜禽舍；廁所及畜禽舍糞便處理較及時，有輕微異味，少許蚊蠅飛舞；草料不亂堆；無傳染病，則評分≥80～<90。水沖廁所、“四配套”畜禽舍；廁所無糞尿積存，有些許異味；畜禽糞便時有積存，有臭味，少許蚊蠅飛舞；草料不亂堆亂放；無傳染病，則評分≥70～<80。水沖廁所、“四配套”畜禽舍；廁所有糞尿積存，有異味；畜禽糞便部分積存，有難聞氣味，許多蚊蠅飛舞；草料亂堆放；無傳染病，則評分≥60～<70。旱廁所、“不配套”畜禽舍；廁所糞尿積存、惡臭難聞；畜禽糞便隨意堆放，臭氣熏天，蚊蠅亂舞；草料胡亂堆放；有傳染病流行，則評分<60。

2.3 綜合評價判據(jù)的制定

根據(jù)單項評價指標評分的意義，各單項評價指標是按照全國最佳值和全國平均值為基準來評分的，并且假設在全國最佳值情況下環(huán)境效益為優(yōu)，在全國平均值情況以下環(huán)境效益為差，而環(huán)境效益評價總分EA是在單項評價指標評分基礎上計算出來的。因此，可按照EA值劃分出西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價的等級，即評價判據(jù)(表5)。

表 5 西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價結果的評判標準

3 評價樣本的獲取

西北能源生態(tài)模式完成一定時期后，在模式縣或鄉(xiāng)進行模式的環(huán)境效益評價時，對模式縣或鄉(xiāng)內的所有模式戶進行隨機抽樣，抽取隨機評價樣本戶；再按照本研究建立的西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價指標體系及評價方法與模型，入戶實地調查收集相關資料，統(tǒng)計計算隨機評價樣本值；據(jù)此評定出西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價的總評分，最后依據(jù)評價判據(jù)做出評價結果。

4 結 論

1) 西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益評價指標中,既有定性指標,又有定量指標；既有靜態(tài)指標,又有動態(tài)指標；既有綜合性，又有代表性，采用的評價方法與模型科學合理且又簡便易行，是一種科學的定量化綜合評價法，便于評價各地區(qū)模式實施情況和區(qū)域環(huán)境保護現(xiàn)狀。

2) 西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益具有累積性、潛在性和政策性，模式實施后不同時期的環(huán)境效益會有一定差異，但在某一地區(qū)一定時期內，其變化并不大。只要結合當?shù)貙嶋H情況和專家建議合理確定評價指標最佳值與評價指標平均值，則評價結果能夠較客觀地反映當?shù)貐^(qū)域環(huán)境保護的現(xiàn)狀和差距。

3) 本研究僅是采用綜合評價法來評價西北能源生態(tài)模式環(huán)境效益的初步嘗試，有關評價指標的選取、權重的確定、模型的構建等還不夠完善，模式實施后何時進行評價結果更客觀也未做討論，尚待進一步研究。

[參考文獻]

[1] 邱 凌.庭院沼氣：高效生產與利用 [M].北京:科學技術文獻出版社,2008.

Qiu L.Courtyard methane：Efficient production and utilization [M].Beijing:Science and Technology Documentation Press,2008.(in Chinese)

[2] 郭淑敏,程 序,邱化蛟.京郊農業(yè)活動非點源污染現(xiàn)狀及防治對策 [J].環(huán)境保護,2004(4):32-36.

Guo S M,Cheng X,Qiu H J.Situation of non-point source pollution by agricultural activity and counter-measures in Beijing suburban [J].Environmental Protection,2004(4):32-36.(in Chinese)

[3] 梁保平,黃 仿,諶 斌,等.生態(tài)示范區(qū)的可持續(xù)發(fā)展綜合評價研究 [J].水土保持通報,2004,24(1):74-78.

Liang B P,Huang F,Chen B,et al.Comprehensive evaluation of the sustainable development of an ecological demonstration district [J].Bulletin of Soil and Water Conservation,2004,24(1):74-78.(in Chinese)

[4] 駱世民.農業(yè)生態(tài)學 [M].北京:中國農業(yè)出版社,2001.

Luo S M.Agroecology [M].Beijing:China Agriculture Press,2001.(in Chinese)

[5] Yao B L,Cheng S Y,Gui X W,et al.An integrated sustainable development approach to modeling the eco-environmental effects from urbanization [J].Ecological Indicators,2011,11(6):1599-1608.

[6] 周 勝,張希良.可再生能源綜合評價體系探討 [J].環(huán)境保護,2004(10):26-30.

Zhou S,Zhang X L.Integrated renewable energy assessment approach [J].Environmental Protection,2004(10):26-30.(in Chinese)

[7] 高曉蔚,范貽昌.建設項目環(huán)境效益評價體系的總體思路與方法 [J].中國軟科學,1999(8):102-104.

Gao X W, Fan Y C.Method and general thought of environmental benefit evaluation system of construction project [J].China Soft Science,1999(8):102-104.(in Chinese)

[8] 肖華山.規(guī)劃環(huán)境影響評價指標體系及評價方法探討 [J].金屬礦山,2003(12):46-49.

Xiao H S.Index system and method of environmental impact assessment in planning [J].Metal Mine,2003(12):46-49.(in Chinese)

[9] Gordon P,Geertrui L,Greg N,et al.Conceptual development of a harmonised method for tracking change and evaluating policy in the agri-environment:The agri-environmental footprint index [J].Environmental Science & Policy,2009,12(3):321-337.

[10] 王 虹,段宇琛.再生資源綜合利用評價指標體系構建 [J].科技管理研究,2011(22):52-55.

Wang H,Duan Y C.Construction of evaluation index system of comprehensive utilization of renewable resources [J].Science and Technology Management Research,2011(22):52-55.(in Chinese)

[11] 田美榮,高吉喜,張 彪,等.生態(tài)社區(qū)評價指標體系構建研究 [J].環(huán)境科學研究,2007,20(3):87-92.

Tian M R,Gao J X,Zhang B,et al.Study on assessment index system of ecological community [J].Research of Environmental Sciences,2007,20(3):87-92.(in Chinese)

[12] 王 敏,董金瑋,鄭新奇.土地規(guī)劃環(huán)境影響評價指標體系的構建 [J].水土保持研究,2008,15(1):143-147.

Wang M,Dong J W,Zheng X Q.The construction of indicator system for environmental impact assessment in land use planning [J].Research of Soil and Water Conservation,2008,15(1):143-147.(in Chinese)

[13] Daniel E C,Ahjond S G.An energy systems view of sustainability:Energy evaluation of the San Luis Basin,Colorado [J].Journal of Environmental Management,2012,95(1):72-97.

[14] 王曉紅,張新鈺,林 健.有機污染場地地下水風險評價指標體系構建的探討 [J].地球與環(huán)境,2012,40(1):126-132.

Wang X H,Zhang X Y,Lin J.Investigation on the establishment of index system for groundwater risk assessment at the organically contaminated site [J].Earth and Environment,2012,40(1):126-132.(in Chinese)

[15] Yuri A P,Elizabeth T K,Grant W E.An overview of systems analysis methods in delineating environmental quality indices [J].Ecological Modelling,2000,130(1):25-38.

[16] 周少祥,胡三高,程金明.能源利用的環(huán)境影響評價指標的統(tǒng)一化研究 [J].工程熱物理學報,2006,27(1):5-8.

Zhou S X,Hu S G,Cheng J M.Unification of emission performance standards for evaluating environmental impacts of energy utilizations [J].Journal of Engineering Thermophysics,2006,27(1):5-8.(in Chinese)

[17] Gary R S,Terence H P.A generalized environmental sustainability index for agricultural systems [J].Agriculture,Ecosystems & Environment,2000,79(1):29-41.

[18] 程 波,常玉海,陳 凌,等.農業(yè)規(guī)劃環(huán)境影響評價指標體系研究 [J].環(huán)境保護,2004(4):40-44.

Cheng B,Chang Y H,Chen L,et al.EIA index system on agriculture planning [J].Environmental Protection,2004(4):40-44.(in Chinese)