范 芹

（中山大學(xué) 嶺南學(xué)院，廣州 510275）

0 引言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量密切相關(guān),但隨著人類(lèi)對(duì)生態(tài)資源的不合理開(kāi)發(fā)利用，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，生態(tài)問(wèn)題已成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的因素之一。另一方面，經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境也帶來(lái)負(fù)面影響，因此，如何形成生態(tài)環(huán)境建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的良性關(guān)系，是我們將長(zhǎng)期面臨的問(wèn)題。而進(jìn)行區(qū)域生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)，摸清自然生態(tài)條件,分析環(huán)境影響因素，有助于區(qū)域下一步發(fā)展決策的制定。長(zhǎng)江三角洲對(duì)于促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展起到了舉足輕重的作用，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的可持續(xù)發(fā)展對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境都有重大的意義,對(duì)其進(jìn)行生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)也是十分必要的。

區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)是一個(gè)典型的灰色系統(tǒng)。灰色關(guān)聯(lián)理論不僅考慮影響因素的不確定性，且評(píng)價(jià)結(jié)果包含較多的信息,因此,本文將灰色關(guān)聯(lián)方法應(yīng)用于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)中，建立灰色關(guān)聯(lián)模型，進(jìn)行定量分析，使評(píng)價(jià)結(jié)果更接近客觀(guān)實(shí)際[1]。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的主要沿線(xiàn)城市較多，本文選取了10個(gè)重點(diǎn)省市進(jìn)行生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)，有上海、云南、安徽、浙江、江西、重慶、湖南、四川、湖北、貴州。城市大小級(jí)別不一樣，對(duì)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)作用不同，不同城市由于所處的地理位置不同，對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響力也不一樣。將灰色關(guān)聯(lián)理論引入本次長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)中，實(shí)現(xiàn)定量化評(píng)價(jià)，使評(píng)價(jià)更符合實(shí)際。

1 研究方法

我國(guó)鄧聚龍教授于1982年創(chuàng)立了灰色系統(tǒng)理論,是一門(mén)基于數(shù)學(xué)理論的系統(tǒng)工程科學(xué)，且廣泛應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域。灰色關(guān)聯(lián)是指事物之間不確定的關(guān)聯(lián)，又或系統(tǒng)因子之間，對(duì)主行為之間的不確定關(guān)聯(lián)[2]。評(píng)定待評(píng)價(jià)對(duì)象集中各項(xiàng)指標(biāo)與理想對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)程度，并進(jìn)行優(yōu)劣排序的方法稱(chēng)為灰色關(guān)聯(lián)綜合評(píng)判法。因此，可以利用灰色關(guān)聯(lián)模型來(lái)評(píng)價(jià)區(qū)域環(huán)境的優(yōu)劣及次序。

1.1 數(shù)據(jù)處理

原始數(shù)據(jù)每個(gè)指標(biāo)值的量綱不一定相同，如果不做處理就直接比較并沒(méi)有實(shí)際意義。需要使其歸一化，即無(wú)量綱化，具有可比性。常見(jiàn)處理方法有極差變換、初值化變換和均值化變換等[3]。本文選用均值化變化。

首先對(duì)Xik進(jìn)行均值化變換：

其中，Xik為第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的第k個(gè)評(píng)價(jià)值，為第 i個(gè)指標(biāo)的均值（i=1,2,…,n；k=1,2,…,m）。

1.2 建立評(píng)價(jià)樣本與理想樣本

各待評(píng)對(duì)象的各指標(biāo)值組成評(píng)價(jià)樣本，記Xik(i=1,2,…,n；k=1,2,…,m)為第i個(gè)待評(píng)對(duì)象的第k個(gè)指標(biāo)值。

選取所有評(píng)價(jià)樣本中，各項(xiàng)指標(biāo)的最優(yōu)值，建立理想樣本，記X0k(k=1,2,…,m)為理想樣本集。最優(yōu)值的選取原則在于：如果某項(xiàng)指標(biāo)屬正效指標(biāo)，則數(shù)值越大越好；若為負(fù)效指標(biāo)，則數(shù)值越小越佳[4]。

1.3 計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)

關(guān)聯(lián)系數(shù)的公式如下：

二級(jí)最小差：

二級(jí)最大差：

關(guān)聯(lián)系數(shù)：

其中，ρ為分辨系數(shù)，一般取值為0.5，i=1,2,…,n；k=1,2,…,m。

接下來(lái)構(gòu)建關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣：

1.4 評(píng)判指標(biāo)的權(quán)重向量的確立

確定各評(píng)判指標(biāo)的權(quán)重十分重要，對(duì)于最終評(píng)價(jià)結(jié)果的確定具有影響。確定權(quán)重的方法非常多，一般分為定性和定量?jī)煞矫?，定量?quán)重確定方法多以數(shù)學(xué)方法支撐，例如：逐步回歸法、層次分析法、統(tǒng)計(jì)平均值法、主成分分析法等，而定性方法則以主觀(guān)判斷和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。本文認(rèn)為數(shù)學(xué)方法確定權(quán)重，對(duì)于準(zhǔn)確性可以驗(yàn)證且可以減少主觀(guān)隨意性的影響，故采用層次分析法對(duì)各指標(biāo)賦予權(quán)重值。利用層次分析法確定的權(quán)重（i=1,2,…,n），對(duì)W?i按式（8）進(jìn)行單位化處理：

從而得到單位化的權(quán)重向量W=（w1,w2,…,wn）。依據(jù)灰色關(guān)聯(lián)投影理論，具體公式原理詳見(jiàn)文獻(xiàn)[4]，記-Wi為灰色關(guān)聯(lián)投影權(quán)值矢量，滿(mǎn)足：

1.5 計(jì)算綜合評(píng)判結(jié)果

其中，R=(r1,r2…,rn)，ri指第i個(gè)樣本相對(duì)于理想樣本的關(guān)聯(lián)度。

表1 長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶10省（市）生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)

2.1 指標(biāo)體系建立

生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)是反映城市自然資源保障條件與環(huán)境支持程度的綜合指標(biāo)[5],已然成為城市發(fā)展水平與發(fā)展程度的衡量因素之一。生態(tài)環(huán)境指標(biāo)的選擇上，既要考慮自然環(huán)境因素，也要考慮人類(lèi)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展所帶來(lái)的影響因素。本文從四個(gè)方面選取了20個(gè)代表性指標(biāo)，構(gòu)建生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)體系（見(jiàn)表1）。本文中數(shù)據(jù)主要來(lái)源于2016年《中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)環(huán)境年鑒》《中國(guó)國(guó)土資源統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》。其他數(shù)據(jù)以相應(yīng)年份各省（市、區(qū)）統(tǒng)計(jì)年鑒中的數(shù)據(jù)加以補(bǔ)充。

2.2 建立灰色關(guān)聯(lián)模型

（1）首先對(duì)各指標(biāo)值根據(jù)式（1）、式（2）進(jìn)行均一化、無(wú)量綱化處理，構(gòu)成樣本矩陣A：

（2）將第i個(gè)?。ㄊ校┑母黜?xiàng)指標(biāo)無(wú)量綱化值構(gòu)成比較數(shù)列Xi=[Xi1,Xi2,…Xi20]，例如上海市為X1=[0.478,1.145，…，1.175]。選取指標(biāo)最優(yōu)值，其中廢氣、廢水、固廢排放強(qiáng)度、水土流失面積比重、年均耕地減少比、人口密度重為負(fù)效指標(biāo)，其余皆為正效指標(biāo)，得到無(wú)量綱化參考數(shù)列X0=[1.143,1.145，…，1.146]。

（3）根據(jù)式（3）至式（5）計(jì)算出 Δmin=0；Δmax=1.882；分辨系數(shù)ρ取0.5，根據(jù)式（6）計(jì)算每個(gè)?。ㄊ校髟u(píng)價(jià)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)rik（i=1,2,…,10；k=1,2,…,20），構(gòu)建灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣E[6]：

（4）根據(jù)層次分析法確定指標(biāo)體系中，各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于評(píng)價(jià)要素相應(yīng)的單排序權(quán)重，再確立評(píng)價(jià)要素層次總排序，便可得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于總體環(huán)境質(zhì)量的組合權(quán)重W?。四大評(píng)價(jià)要素中，自然資源稟賦與生態(tài)環(huán)境水平的權(quán)重皆為0.3，生態(tài)抗逆水平與發(fā)展水平的權(quán)重均為0.2.而在20個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)之中，廢氣排放強(qiáng)度的權(quán)重值最高，達(dá)到了0.075，第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重為最低，只有0.02。依據(jù)W，由

式（9）計(jì)算出關(guān)聯(lián)投影權(quán)重矢量：

（5）最后利用式（10），計(jì)算綜合評(píng)價(jià)值，根據(jù)研究區(qū)實(shí)際情況結(jié)合綜合評(píng)價(jià)值，將生態(tài)環(huán)境分為Ⅰ（好）Ⅱ（中）Ⅲ（差）三個(gè)等級(jí)，其中，Ⅲ級(jí)≤0.65，0.65＜Ⅱ級(jí)＜0.75，Ⅰ級(jí)≥0.75，綜合分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶10個(gè)省(市)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

2.3 結(jié)果評(píng)價(jià)與分析

根據(jù)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶10個(gè)省市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)值排序依次是：四川、貴州、云南、江西、安徽、重慶、湖南、湖北、浙江、上海。其中四川省、貴州省的區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量最好，屬于Ⅰ級(jí)，該區(qū)具有較好的自然生態(tài)基礎(chǔ),降水量較大,森林覆蓋率較高,水土流失面積較小,水土流失治理率較大,人為活動(dòng)壓力小,處于良性循環(huán)的生態(tài)環(huán)境中；而浙江、湖南、湖北等省市，綜合評(píng)分較低，屬Ⅱ級(jí)，屬生態(tài)環(huán)境質(zhì)量中等-較差水平，該區(qū)生態(tài)環(huán)境較脆弱,自然資源稟賦低,森林覆蓋率低,人為活動(dòng)壓力大,環(huán)境污染和生態(tài)破壞嚴(yán)重。而上海市生態(tài)環(huán)境明顯低于其他城市，屬Ⅲ級(jí)，盡管人均GDP、第三產(chǎn)業(yè)比重等指標(biāo)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但在廢氣排放強(qiáng)度、人口密度等負(fù)效指標(biāo)方面相比其他省市也高出許多，另外處于劣勢(shì)的指標(biāo)比如人均水資源占有量、森林覆蓋率等，所占的權(quán)重又很高，所以導(dǎo)致上海市的綜合評(píng)判結(jié)果為較差的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。當(dāng)然這與事實(shí)也并不矛盾，因?yàn)樯鐣?huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，滿(mǎn)足工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程的同時(shí)，就必然會(huì)忽視生態(tài)文明建設(shè)，提高生態(tài)抗逆水平，統(tǒng)籌兼顧，才是重中之重[7]。

從區(qū)域地理位置上來(lái)看，四川省和貴州省皆屬長(zhǎng)江上游段，其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較好，而重慶、湖北、湖南、江西等省份屬長(zhǎng)江中下游地區(qū)，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量中等。經(jīng)實(shí)地調(diào)查研究證實(shí)，評(píng)價(jià)結(jié)論是與長(zhǎng)江流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀相符合的，因此，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)模型進(jìn)行生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，其方法是可行的，結(jié)論是可信的。

3 總結(jié)

（1）本文運(yùn)用灰色綜合評(píng)估模型來(lái)評(píng)價(jià)區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,定量分析長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶多個(gè)省市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，分析結(jié)果為：四川省和貴州省環(huán)境質(zhì)量分級(jí)為Ⅰ；浙江、安徽、江西、湖北、湖南、重慶、云南環(huán)境質(zhì)量中等，分級(jí)為Ⅱ；上海市環(huán)境質(zhì)量最差，為Ⅲ級(jí)。

（2）灰色關(guān)聯(lián)模型法是利用數(shù)學(xué)方法研究因子與系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)性，本文中即對(duì)應(yīng)生態(tài)環(huán)境影響因素對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的關(guān)聯(lián)程度，實(shí)例研究表明，該方法涵義明確，計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)便，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際較為吻合，為長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

（3）長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的生態(tài)地位十分重要、發(fā)展?jié)摿薮?，其生態(tài)文明建設(shè)應(yīng)涵蓋經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境等多方面，為促進(jìn)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)文明建設(shè)快速發(fā)展，我們應(yīng)首先保護(hù)和修復(fù)生態(tài)環(huán)境，綠色發(fā)展，積極帶動(dòng)長(zhǎng)江上中下游協(xié)調(diào)發(fā)展，“共抓大保護(hù)，不搞大開(kāi)發(fā)”，旨在形成生態(tài)優(yōu)美、經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)、機(jī)制科學(xué)的“黃金經(jīng)濟(jì)帶”[8]。