趙紅霞，張秀卿

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，呼和浩特 010019)

基于直覺模糊多屬性決策方法的沙漠公園旅游環(huán)境影響評價指標(biāo)體系構(gòu)建初探*

趙紅霞，張秀卿

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，呼和浩特 010019)

在總結(jié)歸納了沙漠旅游環(huán)境影響評價的相關(guān)文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，分析了現(xiàn)有沙漠旅游環(huán)境影響評價的特點(diǎn)及存在的局限性。為了更有效地解決在不確定因素影響下對沙漠公園旅游環(huán)境影響評價指標(biāo)體系建立的問題，以內(nèi)蒙古庫布其七星湖沙漠公園為例，通過應(yīng)用基于信息熵和D-S證據(jù)理論的直覺模糊多屬性決策方法，建了立評價指標(biāo)體系模型，嘗試從自然生態(tài)環(huán)境影響、社會文化環(huán)境影響、經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響三個方面入手，建立一套層次分明、結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)、可操作性強(qiáng)的指標(biāo)體系，包括8個二級指標(biāo)37個三級指標(biāo)，以期為沙漠公園有效開展旅游環(huán)境影響評價提供一定的借鑒意義。

直覺模糊；多屬性決策；旅游環(huán)境影響評價；沙漠公園

“要像保護(hù)我們的眼睛一樣保護(hù)我們的生態(tài)環(huán)境”，習(xí)總書記的這句話充分說明了生態(tài)文明建設(shè)的重要性。防沙治沙在生態(tài)文明建設(shè)中有著戰(zhàn)略性的地位。沙漠公園作為防沙治沙事業(yè)的重要組成部分，不僅在創(chuàng)新治沙新模式、推動生態(tài)文明建設(shè)、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面具有積極意義，而且可以作為一類特色旅游產(chǎn)品加以大力推廣[1]。沙漠資源具有特殊性和脆弱性，在沙漠公園的開發(fā)和建設(shè)中一定要避免盲目發(fā)展和低水平建設(shè)，以免造成不可逆的生態(tài)環(huán)境破壞，中國沙漠公園開發(fā)建設(shè)剛剛起步，所以需要因地制宜地統(tǒng)籌規(guī)劃轄區(qū)內(nèi)沙漠公園的發(fā)展規(guī)模、建設(shè)重點(diǎn)，并注重環(huán)境保護(hù)。在對沙漠公園進(jìn)行旅游開發(fā)時要充分保護(hù)沙漠生態(tài)系統(tǒng)完整性、維護(hù)沙漠生態(tài)進(jìn)程和生態(tài)服務(wù)功能，所以宏觀地考慮旅游帶來的環(huán)境影響并制定一套科學(xué)合理的旅游環(huán)境影響評價體系、評價方法和模型等，具有十分重要的理論與實(shí)踐意義。而選擇有效性、實(shí)用性強(qiáng)的評價指標(biāo)體系和模型又是關(guān)鍵所在。國內(nèi)外雖然已形成了較為系統(tǒng)的旅游環(huán)境影響評價方法[2]，但深入研究沙漠型旅游景區(qū)環(huán)境影響評價的文獻(xiàn)并不多，國內(nèi)對沙漠旅游環(huán)境影響的研究主要集中在沙漠旅游活動及開發(fā)對沙漠環(huán)境的影響[3]和沙漠景區(qū)旅游環(huán)境容量研究[3-5]這兩個方面，尚無統(tǒng)一的旅游環(huán)境影響評價指標(biāo)體系?，F(xiàn)有的綜合評價指標(biāo)體系存在的主要問題在于只注重確定性因素的影響，對不確定性因素的存在不重視[6]，影響了評價的科學(xué)性。因此，綜合評價與現(xiàn)實(shí)決策問題進(jìn)一步相結(jié)合的必然趨勢將是集中在基于評價值是不確定數(shù)的模糊綜合評價方面的研究[2]。直覺模糊信息融合決策理論作為評價決策研究的一個熱點(diǎn)，已經(jīng)成功應(yīng)用于醫(yī)療診斷[7]、圖像融合[8]、環(huán)境評估[9-10]等領(lǐng)域。綜上所述，通過構(gòu)建基于直覺模糊多屬性決策的沙漠公園評價體系，以期通過實(shí)證研究分析評價結(jié)果，為沙漠公園旅游環(huán)境影響評價提供一定的方法支撐和現(xiàn)實(shí)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 評價指標(biāo)體系指標(biāo)的選取

影響沙漠公園旅游環(huán)境的因素很多，但專門針對沙漠公園的相關(guān)研究較少。國內(nèi)相關(guān)學(xué)者從2009年開始對寧夏、內(nèi)蒙古等地區(qū)的沙漠旅游地區(qū)環(huán)境方面的問題進(jìn)行較為深入的研究[3-5，11-20]。對比文獻(xiàn)可以總結(jié)出國內(nèi)關(guān)于沙漠旅游及沙漠地質(zhì)公園旅游環(huán)境影響評價方面還沒有形成系統(tǒng)的理論和實(shí)踐。沒有明確系統(tǒng)的綜合評價的指標(biāo)體系，評價方法雖然提出了一些定量化的模糊數(shù)學(xué)、層次分析法等，但或多或少都存在評價體系不夠全面或評價方法不夠深入的缺點(diǎn)。從2010年到2016年針對沙漠旅游等方面的研究一方面是提出一些綜合評價的指標(biāo)體系及模型，如針對旅游活動對沙漠生態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行了系統(tǒng)研究，采用模糊評價法構(gòu)建了評價指標(biāo)體系，以寧夏沙漠景區(qū)為例進(jìn)行了環(huán)境評價[3]；另一方面是從宏觀的角度分析旅游開發(fā)模式及活動對沙漠環(huán)境的影響，如提出荒漠生態(tài)旅游資源及開發(fā)模式的探討[4]。有學(xué)者以寧夏沙湖和沙坡頭旅游景區(qū)為例提出了干旱半干旱地區(qū)的旅游景區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)體系[5]；針對沙坡頭沙漠旅游開發(fā)的環(huán)境影響進(jìn)行了初步分析[11](表1)。2012年后，研究方向主要集中在沙漠生態(tài)旅游資源開發(fā)與競爭力研究方面，有學(xué)者分別針對中國沙漠生態(tài)旅游資源開發(fā)[12]、風(fēng)沙地貌地質(zhì)公園保護(hù)與開發(fā)[13]、沙漠旅游地適宜性評價[14]等方面進(jìn)行研究。還有學(xué)者根據(jù)沙漠旅游地發(fā)展模式的特征要素，構(gòu)建了沙漠旅游地評價模型，以此評價了各沙漠地區(qū)的旅游發(fā)展?jié)摿15]。有學(xué)者研究沙漠型景區(qū)游步道沿線生態(tài)環(huán)境對踩踏干擾的響應(yīng)，采用既成事實(shí)法就景區(qū)游步道沿線生態(tài)環(huán)境對踩踏干擾的響應(yīng)進(jìn)行調(diào)查研究[16]。對沙坡頭旅游區(qū)旅游環(huán)境容量進(jìn)行動態(tài)測評，提出優(yōu)化和調(diào)控措施[18]；針對巴丹吉林沙漠景區(qū)旅游環(huán)境容量提出旅游空間環(huán)境容量和旅游生態(tài)環(huán)境容量是旅游開發(fā)的瓶頸[18]；以沙坡頭和巴丹吉林景區(qū)為例沙漠旅游景區(qū)價值評估研究[19]。從2010～2016年研究結(jié)果可以看出，學(xué)者們針對沙漠旅游環(huán)境影響有關(guān)的指標(biāo)體系進(jìn)行了探討和相應(yīng)的研究，具有重要的參考意義。

表 1 沙漠旅游環(huán)境影響評價指標(biāo)研究內(nèi)容匯總表

國內(nèi)學(xué)者在旅游環(huán)境影響評價方面考慮的因素主要集中在社會、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)等方面，基本的觀點(diǎn)較一致。結(jié)合國家對沙漠公園的定位以及相關(guān)的研究基礎(chǔ)，沙漠公園旅游環(huán)境影響如果按照層級關(guān)系進(jìn)行劃分的話，將指標(biāo)體系分為3個層級是較為合理的。一級指標(biāo)分為社會文化環(huán)境影響、經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響、自然生態(tài)環(huán)境影響3個方面，這3個方面既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，可以反映沙漠公園的環(huán)境狀況。社會文化影響又分為物質(zhì)文化影響、行為文化影響、精神文化影響3個二級指標(biāo)；經(jīng)濟(jì)影響又分為經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)影響和動力系統(tǒng)影響2個二級指標(biāo)；自然生態(tài)環(huán)境影響又分為游覽環(huán)境影響、環(huán)境要素影響和生態(tài)特征影響3個二級指標(biāo)。每個二級指標(biāo)又有多個三級指標(biāo)。三級指標(biāo)的權(quán)重確定與排序問題是指標(biāo)體系建立的關(guān)鍵，有些指標(biāo)是描述性的指標(biāo)，有些是可測性的指標(biāo)，可測性指標(biāo)有量化的數(shù)量關(guān)系，更加客觀，但是描述性指標(biāo)有些評價值是不確定值的，這些不確定值的賦權(quán)是一個比較復(fù)雜的工作，只有進(jìn)行更客觀量化的篩選，使指標(biāo)體系更趨于合理化，才能令最終評價結(jié)果更具有客觀性更趨于理想化的結(jié)果。

1.2 研究方法

在直覺模糊多屬性決策理論研究中，客觀量化屬性權(quán)重與直覺模糊信息集成是決策的兩個關(guān)鍵點(diǎn)。針對這兩個關(guān)鍵點(diǎn)，涌現(xiàn)出大量的研究成果，具有代表性的研究成果包括在直覺模糊信息融合決策方面提出了一系列基本概念、定義和定理，建立了直覺模糊信息融合決策理論的基本框架和模型，并提出了一系列直覺模糊信息融合決策方法和模型等[21-25]。在多屬性決策問題中，對于熵的研究也受到了極大的關(guān)注，引發(fā)了學(xué)者們的研究熱潮。有學(xué)者分別提出基于相對熵的多屬性決策排序方法[9]和基于相對熵的多屬性決策組合賦權(quán)法[10]?？梢园l(fā)現(xiàn)，在多屬性決策問題中，相對熵有著獨(dú)到的優(yōu)勢。

D-S證據(jù)理論自1976年提出后[26]就吸引了大批學(xué)者繼續(xù)研究。由于該理論具有處理不確定性的能力以及在工程實(shí)踐中表現(xiàn)出來的使用性能，所以D-S理論得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在信息融合中運(yùn)用的很是廣泛。因此，主要針對三級指標(biāo)采用基于信息熵和證據(jù)理論的直覺模糊多屬性決策模型進(jìn)行權(quán)重的確定與排序。最終的目的是：通過決策模型的建立，對指標(biāo)進(jìn)行篩選和排序，最終確定評價指標(biāo)體系。

1.3 評價指標(biāo)體系決策模型建立

圖 1 基于信息熵和證據(jù)理論的直覺模糊多屬性決策模型Figure 1 Based on the information entropy and evidence theory of intuitionistic fuzzy multiple attributed ecision making model

針對沙漠公園的環(huán)境影響綜合評價可以采用基于信息熵和證據(jù)理論的直覺模糊多屬性決策方法。在直覺模糊信息融合決策問題中，需要解決屬性賦權(quán)、屬性信息的集成、以及確定決策方案的排序這3類問題。利用相對熵來求解權(quán)重問題，然后引入基于直覺模糊數(shù)的D-S理論融合方法，有效地解決了在屬性權(quán)重已知或者屬性權(quán)重完全未知的情況下的直覺模糊多屬性決策問題?；谛畔㈧睾妥C據(jù)理論的直覺模糊多屬性決策模型[21]主要用來解決屬性權(quán)重信息完全未知的決策問題，這一決策方法擬采取的主要步驟如圖1所示。

1.3.1 問題描述

1.3.2 屬性權(quán)重量化

αij和βij是X上的兩個離散的隨機(jī)概率分布，則αij和βij之間的相對熵D計(jì)算公式為：

D(αij，βij)=∑αij(x)log[αij(x)÷βij(x)]

為了保證αij(x)是連續(xù)的，即當(dāng)αij(x)=0，βij=0，做如下修正：

又因?yàn)樾拚南鄬豂(αij，βij)是不均衡的，提出了平衡的計(jì)算方法，得到平衡的相對熵：

屬性權(quán)重ωj的定義如下：

式中ρ(xi)表示αij和βij兩個隨機(jī)概率的相對熵。

1.3.3 信息集成

由D-S證據(jù)理論得出兩個屬性的融合方法為：

s.t.k=m1(x1)m2(x2)+m1(x2)m2(x1)

式中m1表示屬性1；m2表示屬性2；x1表示屬于屬性1的隸屬度；x2表示屬于屬性2的隸屬度；k表示屬性1與屬性2的融合系數(shù)。

由此推導(dǎo)出m個屬性的融合方法并應(yīng)用到?jīng)Q策矩陣D中，第i個決策方案的信息融合方式為：

Yi=mi1⊕mi2⊕…⊕mim

s.t.mij=dij；mij(x1)=αij；mij(x2)=βij；i=1，2，…，n；j=1，2，…，m

式中mij表示決策矩陣直覺模糊數(shù)；mij(x1)表示屬性1的融合度；mij(x2)表示屬性2的融合度。

1.3.4 決策模型

建立的直覺模糊多屬性決策的決策模型為：已知決策矩陣D=(dij)n×m，首先根據(jù)信息熵進(jìn)行屬性權(quán)重量化，得出屬性權(quán)重ωj∈(j=1，2，…，m)；然后，將屬性權(quán)重ωj與直覺模糊數(shù)dij結(jié)合，利用D-S證據(jù)理論進(jìn)行信息融合，得出Yi(i=1，2，…，n)；最后，對Yi進(jìn)行排序。

2 實(shí)證分析

內(nèi)蒙古擁有以草原大漠旅游為特色的烏蘭布和沙漠旅游區(qū)、鄂爾多斯沙漠旅游公園、巴丹吉林沙漠旅游地等。2014年12月31日，國家林業(yè)局批復(fù)同意23個國家沙漠公園開展試點(diǎn)建設(shè)。內(nèi)蒙古自治區(qū)有庫布其七星湖、磴口沙金套海、烏審蘇里格、烏海金沙灣、翁牛特勃隆克、奈曼寶古圖六處沙漠公園確定為國家沙漠公園建設(shè)試點(diǎn)。這6個沙漠公園均具有沙漠景觀資源獨(dú)特、旅游資源富集、民俗文化資源深厚、交通區(qū)位優(yōu)越的特點(diǎn)[27]。以庫布其七星湖為例，采用基于信息熵和證據(jù)理論的直覺模糊多屬性決策模型進(jìn)行評價指標(biāo)的選取，來驗(yàn)證決策模型的可行性和正確性。庫布其七星湖沙漠公園位于鄂爾多斯市杭錦旗境內(nèi)的庫布齊沙漠腹地，旅游資源類型豐富，具有沙漠景觀、丘陵景觀、湖河景觀、草原景觀、濕地景觀、綠洲景觀等。

以自然生態(tài)環(huán)境一級指標(biāo)層下的二級指標(biāo)游覽環(huán)境影響為例，考慮到庫布其七星湖的基本條件，提出的三級指標(biāo)中有以下備選指標(biāo)：沙漠旅游資源特色、沙漠生態(tài)系統(tǒng)承載力、沙漠景觀多樣性、沙丘景觀美譽(yù)度、沙漠旅游資源的完整度，現(xiàn)有5個指標(biāo)Yi(i=1，2，3，4，5)可供選擇，專家采用專家征詢法，對涉及旅游、治沙、環(huán)境保護(hù)、植物學(xué)、生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域的80位專家進(jìn)行征詢，利用5個評估指標(biāo)(屬性)對Yi(i=1，2，3，4，5)進(jìn)行評估：G1——資源稟賦；G2——制約因素；G3——沙漠旅游資源分布狀況；G4——景區(qū)吸引力；G5——可進(jìn)入性。專家利用直覺模糊數(shù)dij(i，j=1，2，3，4，5)描述各個二級指標(biāo)Yi(i=1，2，3，4，5)在評估指標(biāo)Gi(i=1，2，3，4，5)下的特征，直覺模糊決策矩陣D如表2所示。

表 2 直覺模糊決策矩陣

實(shí)證分析：⑴利用相對熵計(jì)算屬性權(quán)重的結(jié)果為G1=27.89%，G2=9.70%，G3=29.88%，G4=15.90%，G5=16.63%；⑵將權(quán)重附加到各個屬性值上的結(jié)果如表3所示；⑶利用D-S理論進(jìn)行融合的結(jié)果為Y1=(14.507e-6，0.130e-6)，Y2=(10.866e-6，0.069e-6)，Y3=(10.891e-6，0.194e-6)，Y4=(9.782e-6，0.026e-6)，Y5=(7.259e-6，0.173e-6)；⑷利用直覺模糊數(shù)的排序方法進(jìn)行排序結(jié)果為Y1>Y2>Y3>Y4>Y5，即為方案的優(yōu)劣性排序。實(shí)證分析結(jié)果表明：在這5個指標(biāo)中，沙漠旅游資源的完整度排在最后，相對來說影響力較小，因此在進(jìn)行指標(biāo)體系的選取中可以考慮剔除。

表 3 直覺模糊決策矩陣的權(quán)重

表 4 沙漠公園旅游環(huán)境影響評價指標(biāo)體系

對沙漠公園旅游環(huán)境影響評價指標(biāo)進(jìn)行篩選，最終得出的指標(biāo)體系如表4所示。指標(biāo)選取主要依據(jù)專家征詢的建議與意見以及參考現(xiàn)有研究成果進(jìn)行備選指標(biāo)的篩選，然后再利用直覺模糊多屬性決策方法對具體指標(biāo)進(jìn)行評估，根據(jù)最后評估的結(jié)果最終篩選出影響力較大、具有代表性的三級指標(biāo)。

3 結(jié)論與討論

為了更好地開發(fā)利用保護(hù)沙漠資源，對沙漠旅游環(huán)境能夠進(jìn)行更為客觀準(zhǔn)確的評價，針對沙漠公園旅游環(huán)境影響評價提出了基于信息熵和DS證據(jù)理論的決策方法，利用相對熵衡量概率分布差異性的特點(diǎn)，解決了屬性權(quán)重客觀量化問題。此外，基于直覺模糊集的本質(zhì)，提出了基于D-S證據(jù)理論的直覺模糊信息決策方法，進(jìn)一步建立了有效的決策評價模型，不僅完善了模糊決策理論體系，也為解決實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域的不確定性決策問題提供了理論和技術(shù)支持，也為進(jìn)一步完善沙漠公園環(huán)境影響評價評價指標(biāo)體系提供了一種新的思路與方法。

在進(jìn)行指標(biāo)體系的建立中存在著很多的不足，比如一方面來說對于一些描述性的指標(biāo)對其進(jìn)行評估時需要更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南到y(tǒng)性評估，現(xiàn)階段主要還是采用專家征詢的方式進(jìn)行這些指標(biāo)的判定，或多或少都會存在一些主觀性的判斷因素。另一方面，對于不同的研究區(qū)域由于本身自然地理?xiàng)l件、經(jīng)濟(jì)文化環(huán)境的差異，指標(biāo)的選取方面會存在一定的差異性，針對這樣的差異性如何在指標(biāo)體系中更好的體現(xiàn)需要對模型進(jìn)行進(jìn)一步的修正和拓展。

總之，從新理論新的評價方法入手建立沙漠公園旅游環(huán)境影響評價指標(biāo)體系，不失為一種新的嘗試，能夠?yàn)樯衬珗@有效開展旅游環(huán)境影響評價提供一種新的思路。

[1]計(jì)財(cái)司．國家林業(yè)局關(guān)于印發(fā)《國家沙漠公園發(fā)展規(guī)劃(2016-2025年)》的通知[EB/OL]．(2016-10-08)[2016-12-13]．http://www.forestry.gov.cn/portal/main/govfile/13/govfile_2313.htm．

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2016-12-13 基金項(xiàng)目：國家公益林行業(yè)基金資助項(xiàng)目(201204205)

趙紅霞(1980-)，女，內(nèi)蒙古呼和浩特人，講師，碩士，從事生態(tài)旅游規(guī)劃方面的研究，(電話)13789413111，(E-mail)zhxzhenlia@126.com。

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1005-9709(2017)02-0055-06