馮琳, 萬大娟, 王娜, 房立景
?
效用函數(shù)及突變級數(shù)評價法評估生態(tài)建設(shè)規(guī)劃實施效果的比較研究
馮琳1, 萬大娟1, 王娜1, 房立景2
(1. 湖南師范大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 湖南長沙, 410083; 2. 北京華清園教育考試研究院, 北京, 100081)
采用效用函數(shù)綜合評價法和突變級數(shù)評價法, 分別對江華瑤族自治縣生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃實施成效進行了評估, 結(jié)果均顯示規(guī)劃實施成效明顯。通過分析2種方法的評估過程, 可以得到突變級數(shù)評價法評價過程客觀, 結(jié)果真實可靠, 反映了規(guī)劃實施的總體情況, 但對各指標(biāo)實施情況的反映不明晰, 且與規(guī)劃本身相關(guān)度不高; 而效用函數(shù)綜合評價法評價過程偏主觀, 與規(guī)劃相關(guān)度高, 評價結(jié)果的預(yù)測性色彩較濃, 可反映規(guī)劃實施的總體和各指標(biāo)實際情況。
效用函數(shù); 突變級數(shù); 江華瑤族自治縣; 規(guī)劃; 評估
生態(tài)縣建設(shè)是在21世紀城市獲得生存與發(fā)展的必然趨勢[1]。目前很多學(xué)者對生態(tài)創(chuàng)建開展了研究, 但很多都停留在規(guī)劃的編制階段, 對規(guī)劃實施后的效果評估研究則相對較少, 對于生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃實施成效評估更是研究的空白區(qū)域。而城市總體規(guī)劃、土地利用總體規(guī)劃等的實施成效評價研究則相對比較成熟。規(guī)劃實施評估方法應(yīng)用較廣的有效用函數(shù)綜合評價法和突變級數(shù)評價法。因2種方法原理易懂, 計算簡便, 因此應(yīng)用范圍廣泛。其應(yīng)用領(lǐng)域除城市總體規(guī)劃、土地利用規(guī)劃以外, 還包括生態(tài)安全評價、生態(tài)系統(tǒng)健康評價、生態(tài)適宜性評價、競爭力評價和投資評價等方面。但是由于評估的復(fù)雜性和多樣性, 2種方法通常都與其他方法綜合利用, 效用函數(shù)綜合評價法多與層次分析法綜合利用, 而突變級數(shù)評價法則多與主成分分析法共用。
本文以湖南省永州市江華瑤族自治縣為例, 采用效用函數(shù)綜合評價法和突變級數(shù)評價法對其生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃實施效果進行評價, 通過比較, 總結(jié)2種方法的優(yōu)缺點, 從而為生態(tài)建設(shè)規(guī)劃實施成效評估提供參考。
江華瑤族自治縣是湖南省永州市所轄縣, 位于湖南省正南邊陲, 是湖南省、廣東省和廣西省的交界地帶。地理坐標(biāo)為東經(jīng)111°25′25″~112°12′35″, 北緯24°38′35″~25°19′43″, 東西長75 km, 南北寬76 km, 總面積324 800 km2。
截至目前, 湖南省有省級生態(tài)縣(市、區(qū))共有6個, 江華瑤族自治縣是其中之一, 國家級生態(tài)縣(市、區(qū))1個, 即長沙縣。目前江華瑤族自治縣正在積極創(chuàng)建國家級生態(tài)縣。江華生態(tài)創(chuàng)建基礎(chǔ)扎實, 其于2012年組織編制《湖南省永州市江華瑤族自治縣國家級生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃》(簡稱《規(guī)劃》), 并于當(dāng)年5月順利通過專家評審, 同年6月獲批實施。
規(guī)劃實施評估方法主要有專家咨詢法、綜合指數(shù)法[2]、層次分析法[3]、對比分析法[4–5]、環(huán)境經(jīng)濟預(yù)測分析法[5]、邏輯框架法[6]、環(huán)境績效評估法、投入產(chǎn)出法、效益–費用分析法等[7–8]。本文將采用效用函數(shù)綜合評價法和突變級數(shù)評價法對規(guī)劃實施效果進行評估, 比較2種方法的評估特點, 為其他規(guī)劃成效的評估提供選擇依據(jù)。
效用函數(shù)綜合評價法原理: 首先對指標(biāo)進行量化, 轉(zhuǎn)化為對評價問題進行測量的一個“量化值”, 即效用函數(shù)值; 再依據(jù)合成模型加權(quán)合成得到總的效用函數(shù)值; 最后根據(jù)評估標(biāo)準確定規(guī)劃實施成效[9]。由于評估內(nèi)容具有多樣性和復(fù)雜性的特點, 故效用函數(shù)綜合評價法的運用需要其他方法的輔助。
突變級數(shù)評價法是一種對評價目標(biāo)進行多層分解, 建立多層目標(biāo)體系, 根據(jù)突變模型, 利用歸一公式進行指標(biāo)合成, 最后求得總隸屬函數(shù)即規(guī)劃評估值的計算方法[10]。突變級數(shù)法與效用函數(shù)評價法所不同的是無需賦予評價指標(biāo)的權(quán)重, 但需要判斷各指標(biāo)的重要性并進行排序。
3.1 效用函數(shù)綜合評價法
3.1.1 構(gòu)建指標(biāo)體系
指標(biāo)體系(表1)是在參照國家級生態(tài)縣建設(shè)指標(biāo)、湖南省全面建成小康社會考核指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)以及可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系等基礎(chǔ)上, 根據(jù)江華瑤族自治縣自身情況構(gòu)建的。指標(biāo)體系共包括35項, 涉及重點項目、經(jīng)濟、環(huán)境和社會文化4個方面。其中的22項指標(biāo)屬于國家級生態(tài)縣建設(shè)考核指標(biāo)。原始數(shù)據(jù)來源于江華瑤族自治縣統(tǒng)計年鑒(2006–2014年)、《規(guī)劃》等相關(guān)資料。
3.1.2 確定各指標(biāo)權(quán)重
指標(biāo)權(quán)重的確定采取定性與定量相結(jié)合的方法。首先運用層次分析法對各指標(biāo)的權(quán)重進行初步分析, 然后采用專家咨詢法對初步結(jié)果進行調(diào)整, 最后確定各指標(biāo)的權(quán)重。各指標(biāo)權(quán)重見表1。
表1 各指標(biāo)權(quán)重及重要性排序
3.1.3 指標(biāo)標(biāo)準化
指標(biāo)標(biāo)準化的方法一般分為2種, 分別是非線性對數(shù)效用函數(shù)和直線型效用函數(shù)。因各指標(biāo)變化趨勢較復(fù)雜, 不是直線變化, 故本次評估指標(biāo)的標(biāo)準化方法選擇非線性對數(shù)效用函數(shù), 其表達式為: 正向指標(biāo),K= (lnx-lnx1)/(lnx2-lnx1)′+; 負向指標(biāo),K= (lnx-lnx2)/(lnx1-lnx2)′+。式中:x為第個指標(biāo)的實際值;x1,x2分別為指標(biāo)的上、下限值;,為常數(shù), 一般取= 40,= 60。
指標(biāo)的實際值為評估當(dāng)年(2011–2014年)的數(shù)據(jù), 指標(biāo)上限值為規(guī)劃的基準年2010年的數(shù)據(jù), 指標(biāo)下限值為《規(guī)劃》中2020年的預(yù)測數(shù)據(jù)。對于不在規(guī)劃指標(biāo)范圍的13項指標(biāo), 則通過分析其2006–2014年的指標(biāo)變化情況, 得出變化趨勢, 從而預(yù)測出其在2020年的指標(biāo)值。
3.1.4 成效評估
表2 規(guī)劃實施成效綜合評價值
3.1.5 確定評估標(biāo)準
對規(guī)劃實施效果進行評估, 得出綜合評估值后, 還需要建立評估標(biāo)準體系, 為確定評估等級提供依據(jù)。表3為江華瑤族自治縣生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃評估效果評估標(biāo)準, 由此可知江華瑤族自治縣生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃實施效果好。
表3 江華瑤族自治縣生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃實施成效評估標(biāo)準
3.2 突變級數(shù)評價法
3.2.1 構(gòu)建指標(biāo)體系
為了保證評價方法間比較的客觀性, 突變級數(shù)評價法同樣也采用表1的指標(biāo)體系。根據(jù)指標(biāo)個數(shù)的不同, 突變模型分為4種, 分別為折疊模型(1個指標(biāo))、尖點模型(2個指標(biāo))、燕尾模型(3個指標(biāo))和蝴蝶模型(4個指標(biāo))。若利用突變模型進行評價, 則每個指標(biāo)下轄的指標(biāo)數(shù)最多不超過4個。為確保評估全面準確, 可根據(jù)需要制定多層目標(biāo)體系[11]。本文指標(biāo)體系分為目標(biāo)層、準則層、因素層和指標(biāo)層4個層次, 共35項指標(biāo)(表1)。
3.2.2 指標(biāo)重要性排序
突變級數(shù)評價法不需要知道指標(biāo)的權(quán)重, 但是需要對指標(biāo)的重要性進行排序, 這是整個評價過程中的關(guān)鍵步驟, 不同的指標(biāo)排序會有不同的評估結(jié)果。本文將借助SPSS數(shù)據(jù)分析軟件, 運用主成分分析法對指標(biāo)進行重要性排序。因素層所含指標(biāo)的重要性排序是根據(jù)各指標(biāo)所包含的下層所有指標(biāo)系數(shù)之和決定的。同理, 準則層所含指標(biāo)重要性排序根據(jù)因素層指標(biāo)系數(shù)之和決定。排序結(jié)果見表1。
3.2.3 指標(biāo)標(biāo)準化
為避免由于原始數(shù)據(jù)大小不一、單位不一而導(dǎo)致指標(biāo)間無法直接進行比較的問題, 將控制變量的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到[0, 1]之間。計算公式為: 正向指標(biāo), (x-min)/(max-min); 負向指標(biāo), (max-x)/(max-min)。式中:x為各指標(biāo)在評估年份的值;max為2010–2014年中各指標(biāo)的最大值;min為2010–2014年中各指標(biāo)的最小值。
3.2.4 成效評估
根據(jù)指標(biāo)下層所含指標(biāo)數(shù)確定突變模型(表4), 對照模型的相應(yīng)歸一公式對各指標(biāo)的標(biāo)準化值進行計算, 在向上一層次歸一時, 要將各指標(biāo)的歸一值進行合成。合成方法主要有2種, 分別為取最小值和平均值。若各指標(biāo)不存在明顯的相互關(guān)聯(lián)作用, 則稱該變量下轄的指標(biāo)為“非互補性”, 合成值取最小值, 反之則為“互補性”, 取平均值。按照此計算方法, 逐步向上歸一合成, 直至目標(biāo)層, 最終得到的總突變隸屬度值即為規(guī)劃實施評估值。評估值越大說明規(guī)劃實施成效越好。
表4 突變模型歸一公式
表5為由突變級數(shù)法計算得到的江華瑤族自治縣生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃實施成效的最終評估結(jié)果。
表5 突變級數(shù)評估結(jié)果
注:為總突變隸屬函數(shù)值。
3.2.5 評估等級劃分
為了了解規(guī)劃實施情況, 將規(guī)劃成效分成不同等級, 故使各指標(biāo)的標(biāo)準化值分別取0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 逐步歸一。最終得到的4個總突變隸屬度值將規(guī)劃實施成效分成了5個等級(表6)。
表6 突變級數(shù)評估等級劃分
(1) 數(shù)據(jù)選取: 突變級數(shù)評價法可以是時間數(shù)據(jù), 也可以是空間數(shù)據(jù), 從時間數(shù)據(jù)角度看, 目前大多數(shù)學(xué)者研究選取的是歷史數(shù)據(jù)。對歷史數(shù)據(jù)進行評估, 評估結(jié)果真實可靠, 但不能清晰指明未來發(fā)展方向, 規(guī)劃的指導(dǎo)作用也無法凸顯。效用函數(shù)綜合評價法則多是選取規(guī)劃預(yù)測值為參考依據(jù), 這樣可以更好地了解規(guī)劃實施情況, 從而為以后規(guī)劃實施工作指明方向。必須要指出的是, 規(guī)劃預(yù)測值的精準度直接關(guān)系到評估結(jié)果的準確性, 因此在利用預(yù)測值進行評估之前, 還需對規(guī)劃文本特別是預(yù)測部分的準確性和可靠性進行判斷。
(2) 指標(biāo)選取: 突變級數(shù)評價法指標(biāo)體系是多層目標(biāo)模型, 但每個指標(biāo)的下層指標(biāo)最好不要超過4個, 如果超過, 則需要對指標(biāo)進行提純, 否則在后續(xù)的計算中將無法利用突變模型的歸一公式進行指標(biāo)合成。相反, 效用函數(shù)綜合評價法則不受層指標(biāo)個數(shù)的限制, 指標(biāo)選取難度小。
(3) 指標(biāo)權(quán)重: 突變級數(shù)評價法不需確定指標(biāo)的權(quán)重, 客觀性強, 評價結(jié)果也更科學(xué)準確, 但需要區(qū)分同一層次指標(biāo)的重要程度。效用函數(shù)綜合評價法則通過專家咨詢法和層次分析法判斷指標(biāo)權(quán)重, 主觀性強。
(4) 評估等級: 突變級數(shù)法是對各指標(biāo)賦予不同等級的標(biāo)準化值, 通過突變模型計算得出各等級的評估值, 客觀性和參照作用強。效用函數(shù)綜合評價法主要是根據(jù)總的評估結(jié)果, 通過經(jīng)驗給出評估等級, 主觀性很強。
(5) 評估結(jié)果: 2種方法所得結(jié)果對比如圖1所示, 為方便對比, 將突變級數(shù)評價法所得評估值轉(zhuǎn)化為了百分數(shù)。從評估結(jié)果(圖1)整體看, 效用函數(shù)綜合評價法結(jié)果顯示, 江華生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃實施成效逐年提升, 暫時未表現(xiàn)出下滑趨勢。而突變級數(shù)評價法結(jié)果顯示, 規(guī)劃實施成效在2013年后逐漸不明顯(圖1)。因此, 突變級數(shù)法對規(guī)劃實施情況反映更加真實。
圖1 2種方法所得評估值對比
從評估結(jié)果的指標(biāo)來看, 效用函數(shù)綜合評價法可以全面了解每個指標(biāo)的實際完成情況。指標(biāo)的標(biāo)準化值即體現(xiàn)了指標(biāo)的實際完成情況, 且不與指標(biāo)的權(quán)重相關(guān), 獨立性強。而突變級數(shù)評價法對各指標(biāo)實際完成情況不明晰, 主要是通過與其所屬的其他指標(biāo)綜合反映體現(xiàn)出來的, 且這種反映與指標(biāo)本身的重要性相關(guān), 獨立性較差。
無論是哪種方法的評價結(jié)果, 都體現(xiàn)出江華瑤族自治縣生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃實施成效好。江華縣切實按照規(guī)劃要求穩(wěn)扎穩(wěn)打, 在經(jīng)濟、環(huán)境和社會方面成績顯著, 為江華瑤族自治縣創(chuàng)建國家級生態(tài)縣打下了堅實基礎(chǔ)。
突變級數(shù)評價法與效用函數(shù)綜合評價法各有優(yōu)劣。突變級數(shù)評價法不需要對指標(biāo)賦予權(quán)重, 評價過程客觀, 反映規(guī)劃實施的整體情況, 但對各指標(biāo)實施情況的掌控不夠細致, 適用于了解規(guī)劃實施整體情況分析。效用函數(shù)綜合評價法評價過程與規(guī)劃相關(guān)度高, 評價結(jié)果的好壞、真實度高低與規(guī)劃本身的準確性直接相關(guān), 因此主觀性較強。效用函數(shù)綜合評價法既可以反映整體規(guī)劃實施情況, 也可以反映各指標(biāo)實施情況, 可清晰呈現(xiàn)出生態(tài)創(chuàng)建工作的不足之處, 評價方法細致, 適用于綜合評價規(guī)劃實施情況。
2種方法各有所長, 可相互借鑒完善。突變級數(shù)評價法可拓展至預(yù)測期, 通過規(guī)劃中的預(yù)測數(shù)據(jù), 利用歸一公式, 便可得出預(yù)測期的評估值, 此方法可為決策層提供最優(yōu)方案和預(yù)期效果。而效用函數(shù)綜合評價法則可利用主成分分析法得出綜合評價模型, 從而獲得各指標(biāo)權(quán)重值, 必要的話可將權(quán)重值進行標(biāo)準化, 使得總權(quán)重為1, 這樣就避免了權(quán)重確定的主觀性。此外, 評估等級的劃定也可采用突變級數(shù)評價中的賦值法進行定量判定, 使等級劃定具有更好的說服力。
必須要指出的是, 規(guī)劃預(yù)測值的精準度直接關(guān)系到評估結(jié)果的準確性, 因此在利用預(yù)測值進行評估之前, 還需對規(guī)劃文本特別是預(yù)測部分的準確性和可靠性進行判斷。
[1] 李杰蘭. 環(huán)縣生態(tài)縣建設(shè)研究[D]. 蘭州: 蘭州大學(xué), 2010.
[2] 劉黃誠, 楚凱鋒, 張德見, 等. 綜合指數(shù)法在生態(tài)影響評價中的應(yīng)用和改進——以湖南省平江縣石牛寨旅游區(qū)規(guī)劃為例[J]. 四川環(huán)境, 2013, 32(5): 96–101.
[3] 林立偉, 沈山, 方雪, 等. 基于層次分析法的城市總體規(guī)劃方案評估研究——以徐州城市總體規(guī)劃(2007–2020)為例[J]. 蘇州科技學(xué)院學(xué)報(工程技術(shù)版), 2010, 23(2): 61–65.
[4] 陳煥鏡. 海南省文明生態(tài)村建設(shè)理論及評價方法研究[D]. 天津: 天津大學(xué), 2008.
[5] 賀濤, 王釘, 鄭耿濤. 3種環(huán)境保護規(guī)劃實施的評估方法優(yōu)劣分析[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013, 41(22): 9401–9403, 9420.
[6] 陳玉獻, 董澤琴. 基于邏輯框架法的環(huán)境規(guī)劃后評估研究——以某省“十一五”環(huán)境規(guī)劃為例[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011, 39(15): 9 140–9 143.
[7] 王釘, 賀濤, 彭曉春, 等. 環(huán)境規(guī)劃評估方法研究進展[C]// 2013中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集(第三卷). 昆明: 中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會, 2013: 1 510–1 515.
[8] 王釘, 萬大娟, 賀濤, 等. 環(huán)境規(guī)劃實施效果評估方法比較研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與管理, 2014, 39(4): 182–186.
[9] 林立偉, 沈山, 孫德芳. 基于效用函數(shù)綜合評價法的城市總體規(guī)劃實施效果評估研究——以徐州城市總體規(guī)劃(1995–2010)為例[J]. 《規(guī)劃師》論叢, 2010(00): 7–11.
[10] 張勇. 基于突變理論的綠色供應(yīng)鏈績效評價研究[D]. 哈爾濱: 哈爾濱工程大學(xué), 2008.
[11] 魏婷, 朱曉東, 李楊帆. 基于突變級數(shù)法的廈門城市生態(tài)系統(tǒng)健康評價[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2008, 28(12): 6 312–6 320.
(責(zé)任編校: 江河)
Comparation study of catastrophe progression evaluation and effective-functions comprehensive evaluation in planning implementation evaluation
Feng Lin1, Wan Dajuan1, Wang Na1, Fang Lijing2
(1. College of Resources and Environmental Sciences, Hunan Normal University, Changsha 410083, China;2. Beijing Huaqingyuan Education and Examination Academy, Beijing 100081, China)
Catastrophe progression evaluation and effective-functions comprehensive evaluation respectively are used to evaluate planning implementation effect of Jianghua Yao Autonomous County. The results show the effect is remarkable. By analyzing the evaluation process of two ways, Catastrophe progression evaluation is objective and its result is real and reliable. Besides, it can reflect the whole situation of planning implementation, but it is not enough to reflect specific thing about indexes. It links planning a little. And Effective-Functions comprehensive evaluation is subjective and related closely to planning and the result is predictive. This method can reflect the whole situation of planning implementation and specific thing about indexes.
catastrophe progression evaluation; effective-functions comprehensive evaluation; Jianghua Yao Autonomous County; planning; evaluation
10.3969/j.issn.1672–6146.2015.04.012
X 826
1672–6146(2015)04–0054–05
馮琳, flin19890929@163.com; 萬大娟, dajuanwan@163.com。
2015–10–16