彭 婕

(湖南師范大學(xué)，湖南 長沙 410081)

1 研究分析

1.1 確定待判物元

給定事物的名稱M，它關(guān)于特征c的量值為v，那么它的三元有序組合R=(M,c,v)作為描述事物特征的基本元即物元。如果事物M有n個特征c1,c2,c3…cn和其對應(yīng)的特征值v1,v2,v3…vn，則可以用矩陣表示為：

R是指待評生態(tài)安全等級，v1為C1關(guān)于等級R的量值，即待評物元的實測數(shù)據(jù)。

1.2 確定經(jīng)典域

經(jīng)典物元矩陣可表示R0j=(M0j,cn,vo),其中R0j為經(jīng)典域物元，M0j表示城市生態(tài)安全劃分為j個等級，若事物有n個特征值，則稱為n維物元，即經(jīng)典域，用矩陣表示如下：

R0j=(M0j,cn,v0)=

1.3 確定節(jié)域

城市生態(tài)安全的節(jié)域可表示為Rp=(Mp,cn,vp),其中Rp為節(jié)域，p為城市生態(tài)安全等級，vp為節(jié)域物元關(guān)于特征ci的量值范圍(apn,bpn)，用矩陣表示為：

Rp=(Mp,cn,vp)=

1.4 確定關(guān)聯(lián)度及隸屬度

關(guān)聯(lián)函數(shù)是指當某物元的取值為實軸上一點時，該物元符合要求的范圍程度。關(guān)聯(lián)度是用來描述某個待評事物的各指標對于各級評價等級的歸屬程度大小，其計算公式為:

(1)

其中，

(2)

(3)

在上述公式中，式(1)為第i項指標對于第j等級的關(guān)聯(lián)度，ρ(Xi,V0ij)和ρ(Xi,Vpi)分別指點和經(jīng)典域及之間的距離，為待評價物元的量值，則為經(jīng)典域物元的量值范圍，指節(jié)域物元的量值范圍。待評對象關(guān)于等級j的綜合關(guān)聯(lián)度(X)為：

(4)

式(4)中，Kj(X)是待評對象X關(guān)于等級j的關(guān)聯(lián)度,Kj(Xj)是指待評對象關(guān)于各個等級的關(guān)聯(lián)度，是指各評價指標的全系數(shù)。

1.5 熵權(quán)法確定權(quán)重

目前對于確定指標權(quán)重的方法有主成分分析法、層次分析法、熵權(quán)法等。本文所采用熵權(quán)法確定指標權(quán)重，其原理是：某項指標的值變異程度越大，信息熵越小，該指標提供的信息量越大，相應(yīng)權(quán)重越大，反之，權(quán)重越小。根據(jù)各項指標的變異程度，可以客觀地計算出各指標的權(quán)重，為多指標綜合評價提供依據(jù)。具體計算步驟如下。

(1)計算第j項指標下第i年的指標數(shù)值的比重

(2)計算第j項指標的熵值

(3)計算第j個指標的權(quán)重

1.6 綜合關(guān)聯(lián)度的計算

對于每個特征Ci,對應(yīng)的權(quán)系數(shù)為ai,則綜合關(guān)聯(lián)度Kj(p0)為：

1.7 等級評定標準的確定

若Kj0=maxKj(p0)j∈{1,2,…,m}，則評定p0屬于等級j0，若對一切j，Kj(R0)≤0，表示p0的安全等級不在安全等級之內(nèi)，應(yīng)舍去。

2 城市生態(tài)安全評價體系構(gòu)建及評價經(jīng)典域、節(jié)域的確定

2.1 城市生態(tài)安全評價體系構(gòu)建

本文依據(jù)國內(nèi)外學(xué)者對生態(tài)安全相關(guān)的研究，基于P-S-R(壓力-狀態(tài)-響應(yīng))模型，根據(jù)韶山市地區(qū)特點及數(shù)據(jù)的可得性，從生態(tài)系統(tǒng)、資源環(huán)境、人文社會等方面選取了20個指標，構(gòu)建了韶山市生態(tài)安全評價指標體系，結(jié)合韶山市各指標量值，根據(jù)前文熵權(quán)計算方法確定各指標權(quán)重(表1)。

表1 城市生態(tài)安全評價指標體系

3 韶山市城市生態(tài)安全實證研究

3.1 研究區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

韶山市位于湖南省中部偏東的湘中丘陵區(qū)，地理坐標為東經(jīng)112°23′52″～112°38′13″、北緯27°51′40″～28°1′53″。位于湘鄉(xiāng)、寧鄉(xiāng)、湘潭交界處、距湘潭市40 km，距長沙市120 km。韶山市作為主席故里，紅色旅游勝地，文化旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)達，近年來隨著工業(yè)發(fā)展，水質(zhì)惡化、土地資源緊張、城市功能退化等問題日益出現(xiàn)。

本文原始數(shù)據(jù)主要來源于2011～2015年《湘潭市統(tǒng)計年鑒》、2011～2015年《韶山市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》以及韶山市發(fā)改、環(huán)保、國土部門等部門的相關(guān)資料。

3.2 結(jié)果分析

根據(jù)公式(1)～(4)計算可得各指標對應(yīng)各等級的關(guān)聯(lián)度及其城市生態(tài)安全級別。由于篇幅有限，現(xiàn)僅以2011年的c1指標(人口密度)為例，其他指標計算過程相同。將c1=509.96代入公式(1)，得出其不同評價等級的關(guān)聯(lián)程度為：K1(x1)=-0.5538,K2(x2)=-0.4199,K3(x3)=-0.1713,K4(x4)=0.3997,K5(x5)=-0.2368，依據(jù)計算結(jié)果，可以判定該評價指標是屬于L4，即屬于“不安全”水平。重復(fù)上述操作，即可得評價體系內(nèi)其他指標與各等級的關(guān)聯(lián)程度。

由各項指標權(quán)重大小可以看出，影響韶山市生態(tài)安全的主要因素是人口密度，其次是人口自然增長率、人均耕地面積及森林覆蓋率、建成區(qū)綠化覆蓋率。

由城市生態(tài)安全綜合關(guān)聯(lián)度可知，2011～2015年，韶山市城市生態(tài)安全狀況總體呈上升趨勢，表明在此期間韶山市生態(tài)安全在不斷優(yōu)化。大致可分為三個階段：①2011～2012年，韶山市生態(tài)安全狀況處于下降階段，由2011年的臨界安全下降到2012年的不安全狀態(tài)。②2012～2014年，韶山市生態(tài)安全狀況逐年上升段，由2012年的不安全狀態(tài)上升到2014年的安全狀態(tài)。③2014～2015年，韶山市生態(tài)安全狀態(tài)穩(wěn)定在安全水平。

2011～2015年，韶山市經(jīng)濟保持了較穩(wěn)健的增速，城市化工業(yè)化進程加快，人地矛盾凸顯，人口壓力、土地壓力增加，2011～2012年韶山市生態(tài)安全水平下降。2012年之后，韶山市針對出現(xiàn)的問題，采取相應(yīng)的措施，以韶山高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)為載體的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，科技支撐作用不斷加強。在農(nóng)田保護、植樹造林等方面采取措施，節(jié)能降耗工作推進順利，單位能耗、規(guī)模工業(yè)能耗、電耗、水耗、用地消耗等相關(guān)指標都有不同程度下降。人文響應(yīng)及時促使韶山市生態(tài)安全上升并且穩(wěn)定在安全狀態(tài)。

4 結(jié)論與討論

(1)本文基于P-S-R(壓力-狀態(tài)-響應(yīng))模型，從生態(tài)系統(tǒng)、資源環(huán)境、人文社會等方面選取了20個指標，構(gòu)建了韶山市生態(tài)安全評價指標體系，采用熵權(quán)法對各指標賦權(quán)，然后運用物元模型對韶山市生態(tài)安全進行計算分析，得出韶山市2011～2015年生態(tài)安全變化趨勢。結(jié)果表明：①2011～2012年，韶山市生態(tài)安全狀況處于下降階段。②2012～2014年，韶山市生態(tài)安全狀況逐年上升段。③2014～2015年，韶山市生態(tài)安全狀態(tài)穩(wěn)定在安全水平。

(2)城市生態(tài)系統(tǒng)具有多樣性、復(fù)雜性，城市生態(tài)安全狀態(tài)是一個動態(tài)的變化過程。采用熵權(quán)物元模型對城市生態(tài)安全進行評價，不僅能對單個對象進行評價，而且能對多個對象進行對比分，還能評定單個評價指標的等級，判斷事物所處的穩(wěn)定狀態(tài)。但是，目前對城市生態(tài)安全評價沒有統(tǒng)一的評價體系和評價方法，評價指標的選取、經(jīng)典域、節(jié)域的界定有待進一步研究和探討。