丁 杰

（杭州電子科技大學(xué) 人文與法學(xué)院，浙江 杭州 310018）

我國(guó)突出的水體污染問(wèn)題，促使政府采取了制度、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等手段對(duì)水環(huán)境進(jìn)行治理。水環(huán)境治理是需要投入大量人力物力財(cái)力的系統(tǒng)工程，而水環(huán)境治理系統(tǒng)中各要素相互作用和協(xié)調(diào)程度則深刻影響著最終的治理效果。因此探究水環(huán)境治理要素協(xié)同演變和要素間協(xié)同程度對(duì)于準(zhǔn)確把握治理重點(diǎn)和提高水環(huán)境治理效益具有重要意義。

在水環(huán)境治理方面的研究中，Biswas（2004）[1]曾對(duì)水環(huán)境治理的相關(guān)概念進(jìn)行了闡釋，Pahl-Wostl（2007）[2]對(duì)水環(huán)境網(wǎng)絡(luò)治理的分析表明傳統(tǒng)的管理體制阻礙多元主體參與。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)水環(huán)境治理的研究大多從在治理主體[3]、區(qū)域、府際合作治水[4-5]和城鄉(xiāng)水環(huán)境治理差異[6-7]這幾個(gè)方面進(jìn)行。此外，眾多實(shí)踐表明水環(huán)境治理需要多要素共同發(fā)展，而在要素發(fā)展研究中，Ansoff（1965）[8]最先提出協(xié)同的概念，其認(rèn)為協(xié)同是單一要素通過(guò)某種機(jī)制與其它系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)結(jié)與協(xié)作從而實(shí)現(xiàn)總體目標(biāo)的過(guò)程。Rothwell（1980）[9]則認(rèn)為復(fù)合系統(tǒng)中子系統(tǒng)不是簡(jiǎn)單的疊加，而在于各子系統(tǒng)之間的作用和影響。Haken（2004）[10]認(rèn)為整體系統(tǒng)的協(xié)同與否能夠反映內(nèi)部子系統(tǒng)的協(xié)同狀況。在測(cè)算方法上，孟慶松和韓文秀（2000）[11]首次提出了復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度概念并制定了測(cè)算方法，目前該方法已被運(yùn)用到產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新[12]、區(qū)域發(fā)展[13]、可持續(xù)發(fā)展[14]等領(lǐng)域。

已有相關(guān)研究為水環(huán)境治理問(wèn)題探索奠定了良好基礎(chǔ)，系統(tǒng)要素協(xié)同發(fā)展的認(rèn)識(shí)和方法應(yīng)用也愈發(fā)成熟。然而，現(xiàn)有研究大多關(guān)注治理主體和方式，方法上缺乏量化分析。另外，運(yùn)用協(xié)同度模型探究水環(huán)境治理要素關(guān)系的研究較少。因此，本文基于SHEL 框架，將水環(huán)境治理作為復(fù)合系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)協(xié)同度模型對(duì)其治理要素協(xié)同演化趨勢(shì)進(jìn)行測(cè)度與分析，為把握水治理方向提供參考。

一、水環(huán)境治理要素協(xié)同發(fā)展模型構(gòu)建

（一）SHEL 模型的理論概述及應(yīng)用

SHEL 模型由軟件、硬件、環(huán)境和人件四部分組成，其最初由Elwyn Edwards 于1972 年提出[15]，如圖1（左）所示，人（個(gè)體）是該系統(tǒng)的中心，系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展需要各組件之間保持著協(xié)同狀態(tài)，人件、軟件、硬件與環(huán)境自身發(fā)展與中心的適配能夠保證系統(tǒng)的良好運(yùn)行。該模型側(cè)重探析微觀系統(tǒng)中獨(dú)立個(gè)體與要素間協(xié)同情況，考慮到宏觀層面的水環(huán)境治理，人件應(yīng)是多元主體的集合。因此本研究對(duì)其進(jìn)行了調(diào)整，將水環(huán)境治理作為中心部分，重點(diǎn)考慮治理主體與其它要素間的關(guān)系，分別用治理主體、管理機(jī)制、技術(shù)投入來(lái)表示人件、軟件、硬件，此外，Belk（1975）[16]曾將影響當(dāng)前主體活動(dòng)的社會(huì)環(huán)境、物質(zhì)環(huán)境、先前狀態(tài)等統(tǒng)稱為治理情境因素，因此本文用治理情境來(lái)表示環(huán)境，最終的水環(huán)境治理要素協(xié)同框架如圖1（右）所示。

圖1 水環(huán)境治理要素協(xié)同基本框架

圖1（右）所示，水環(huán)境治理系統(tǒng)包括治理主體、管理機(jī)制、技術(shù)投入和治理情境這四類要素，協(xié)同理論認(rèn)為任何系統(tǒng)從無(wú)序向有序轉(zhuǎn)變的前提是組成系統(tǒng)的要素自身處于協(xié)調(diào)狀態(tài)，因此水環(huán)境治理整體性功能的發(fā)揮需要各要素從無(wú)序化向有序化狀態(tài)轉(zhuǎn)變。其中，治理主體是指參與水環(huán)境治理或?qū)λh(huán)境造成影響的各類主體的集合；管理機(jī)制是指在水環(huán)境治理過(guò)程中起約束或激勵(lì)作用的法律規(guī)范、政策宣傳等；技術(shù)投入是指作用于水環(huán)境治理的技術(shù)引入或設(shè)備應(yīng)用等硬件設(shè)施；治理情境是指對(duì)治理有影響的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境及水資源環(huán)境狀態(tài)。綜合來(lái)看，該模型較為全面地包含了水環(huán)境治理要素，能夠以此作為系統(tǒng)要素協(xié)同發(fā)展測(cè)算的基礎(chǔ)框架。

（二）水環(huán)境治理的系統(tǒng)協(xié)同度測(cè)量模型

1.子系統(tǒng)有序度模型。根據(jù)上述分析，本文將水環(huán)境治理系統(tǒng)視為復(fù)合系統(tǒng)S={s1，s2，s3，s4}，其中：s1代表治理主體子系統(tǒng)，s2代表管理機(jī)制子系統(tǒng)，s3代表技術(shù)投入子系統(tǒng)，s4代表治理情境子系統(tǒng)。將子系統(tǒng)的序參量設(shè)為eij={ei1，ei2，…，ein}。其中n≥2，αim≤eij≤βim，m∈[1，n]，αim、βim分別為序參量的最小值和最大值。設(shè)ei1，ei2，…，eik為正向指標(biāo)，子系統(tǒng)的有序度隨其增大而升高；eik+1，eik+2，…，eik+n為負(fù)向指標(biāo)，子系統(tǒng)有序度隨其增高而降低。計(jì)算公式如下：

式（1）中，ηi（eij）表示各子系統(tǒng)序參量的有序度，其值越大，則說(shuō)明序參量eij對(duì)子系統(tǒng)有序度的貢獻(xiàn)越大，各序參量的貢獻(xiàn)度之和為子系統(tǒng)的有序度。此外，序參量的權(quán)重也是構(gòu)成子系統(tǒng)有序度的重要因素，本文利用線性加權(quán)求和的方法計(jì)算子系統(tǒng)si有序度，如式（2）：

式（2）中：ηi（si）表示子系統(tǒng)Si的有序度，其值越大，說(shuō)明子系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顟B(tài)越協(xié)調(diào)。

2.復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型。若水環(huán)境治理系統(tǒng)初始時(shí)間為t0，各子系統(tǒng)的有序度為，那么子系統(tǒng)發(fā)展到t1時(shí)刻的有序度則為，復(fù)合系統(tǒng)S 的協(xié)同度可表示為式（3）：

式（3）中，η（S）∈[-1，1]越大，說(shuō)明水環(huán)境治理各子系統(tǒng)的協(xié)同狀態(tài)越好。當(dāng)θ=1 時(shí)，說(shuō)明各子系統(tǒng)處于協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)；當(dāng)θ=-1 時(shí)，說(shuō)明子系統(tǒng)有序度有所降低，治理系統(tǒng)協(xié)同程度判定如表1 所示。

表1 復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)同程度關(guān)系

3.子系統(tǒng)間協(xié)調(diào)度模型。系統(tǒng)的協(xié)同程度不僅與子系統(tǒng)有序程度有關(guān)，也受各子系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)程度的影響。對(duì)于子系統(tǒng)間協(xié)調(diào)程度通常用二者離差表示[17]。因此，本文用離差系數(shù)來(lái)衡量水環(huán)境治理系統(tǒng)中任意兩個(gè)子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)狀況，記子系統(tǒng)si和sj間的協(xié)調(diào)程度為Hij，兩個(gè)子系統(tǒng)的有序度為ηi（si），ηj（sj）。則：

式（4）中，r 為辨別系數(shù)，通常取值為1；H ∈[0，1]，其值越大，則說(shuō)明子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)程度越好。

二、指標(biāo)選取及數(shù)據(jù)來(lái)源

（一）序參量指標(biāo)的選取

基于水環(huán)境治理系統(tǒng)要素分析的SHEL 理論框架，本文將其劃分為治理主體、管理機(jī)制、技術(shù)投入和治理情境四個(gè)子系統(tǒng)。結(jié)合上文對(duì)各子系統(tǒng)具體作用和特征的表述，根據(jù)科學(xué)性、代表性等原則，在查閱相關(guān)資料[18]的基礎(chǔ)上整理出能表示子系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r的序參量指標(biāo)，在征詢水利水環(huán)境保護(hù)及相關(guān)專家的相關(guān)建議后對(duì)部分指標(biāo)進(jìn)行了刪減與整合，最終構(gòu)建了水治理系統(tǒng)協(xié)同度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如表2 所示。

表2 水環(huán)境治理系統(tǒng)要素協(xié)同度指標(biāo)體系

（二）數(shù)據(jù)來(lái)源

本文選擇我國(guó)2010—2016 年的相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型進(jìn)行實(shí)證研究。其中，“公眾環(huán)境參與情況”用“環(huán)境網(wǎng)絡(luò)/電話舉報(bào)數(shù)”表示；“排污費(fèi)征收情況”用“排污費(fèi)解繳入庫(kù)戶數(shù)”表示；“教育水平”用“15 歲以上人口受教育人數(shù)”表示。另外，除“各主體溝通協(xié)作程度”“環(huán)保法規(guī)的完善度”等定性指標(biāo)數(shù)據(jù)通過(guò)專家根據(jù)歷年政府報(bào)告和相關(guān)材料綜合打分獲得以外，其余指標(biāo)數(shù)據(jù)皆來(lái)自于各年的《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)環(huán)境年鑒》、《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)》、《中國(guó)水資源公報(bào)》及《中國(guó)水利發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》。

三、實(shí)證分析

首先通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查和電子郵件的方式向水資源管理類相關(guān)專家、環(huán)保專業(yè)人士征詢意見(jiàn)，獲得水環(huán)境治理4 個(gè)子系統(tǒng)重要程度的分值，再運(yùn)用層次分析法求得各子系統(tǒng)權(quán)重，將標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)通過(guò)熵值賦權(quán)法求得子系統(tǒng)序參量權(quán)重，結(jié)果如表3 所示。

表3 水環(huán)境治理系統(tǒng)各指標(biāo)權(quán)重表

為保證指標(biāo)的合理性對(duì)其信度分析后發(fā)現(xiàn)治理主體、管理機(jī)制、技術(shù)投入和治理情境四個(gè)子系統(tǒng)的Cronbach α 值分別為0.881、0.879、0.952、0.923，說(shuō)明整體信度很好，可以進(jìn)行協(xié)同度的測(cè)算。

將指標(biāo)數(shù)據(jù)代入式（1）求得序參量eij的有序度，將序參量eij有序度代入式（2）并結(jié)合表2序參量權(quán)重計(jì)算出治理主體、管理機(jī)制、技術(shù)投入和治理情境四個(gè)子系統(tǒng)的有序度。式（3）關(guān)于復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度的計(jì)算有兩種方法，一種是以固定時(shí)期為基期，測(cè)算系統(tǒng)的協(xié)同情況和演化趨勢(shì)；另一種是以相鄰時(shí)期為基期，分析系統(tǒng)間協(xié)同狀態(tài)是否穩(wěn)定。本文分別以固定時(shí)期和相鄰時(shí)期為基期進(jìn)行測(cè)算，通過(guò)式（3）并結(jié)合子系統(tǒng) 的權(quán)重求得我國(guó)水環(huán)境治理要素的協(xié)同度，最終整理出2010—2016 年水環(huán)境治理的要素有序度和協(xié)同趨勢(shì)，如圖2 所示。

圖2 水環(huán)境治理系統(tǒng)協(xié)同度及其子系統(tǒng)有序度

由圖2 可知，2010—2016 年間，水環(huán)境治理復(fù)合系統(tǒng)內(nèi)治理主體子系統(tǒng)有序度總體上呈上升趨勢(shì)，表明治理主體規(guī)模朝著有序化發(fā)展。治理主體子系統(tǒng)主要以環(huán)保機(jī)構(gòu)、社會(huì)組織個(gè)數(shù)等指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，有序度的提升與我國(guó)環(huán)境參與主體的規(guī)模擴(kuò)大和公民環(huán)境意識(shí)的提高有關(guān)。該子系統(tǒng)的有序度于2015 年有所下降，其原因在于該年我國(guó)環(huán)保機(jī)構(gòu)數(shù)有所下降，各主體間的溝通與協(xié)作程度較低，因此出現(xiàn)整體治理主體子系統(tǒng)有序度小幅降低的情況。

管理機(jī)制子系統(tǒng)有序度總體呈階梯式上升趨勢(shì)，其曲線具有“平緩-傾斜-平緩”的特點(diǎn)，這是由于政策或管理有效性需要時(shí)間驗(yàn)證，所以次年政策等管理機(jī)制變化曲線趨勢(shì)平緩；至階段效果顯現(xiàn)，管理機(jī)制會(huì)因此調(diào)整與改進(jìn)，所以曲線明顯傾斜。其中2014 年管理機(jī)制子系統(tǒng)有序度有所回落，這是由于該年社會(huì)環(huán)保宣傳的次數(shù)與上年相比有所降低所致。隨時(shí)間推移，管理機(jī)制子系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)保法規(guī)和水資源管理方法開(kāi)始逐漸完善，同時(shí)經(jīng)濟(jì)政策的制定也有了一定成效，超標(biāo)排污的企業(yè)單位逐漸減少。

技術(shù)投入子系統(tǒng)有序度呈線性上升趨勢(shì)，且有序度在2011—2016 年間提升幅度最大，其2016年有序度高達(dá)0.983 9。這主要是由于自實(shí)施科技強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略以來(lái)，科技創(chuàng)新能力增強(qiáng)促進(jìn)治水技術(shù)進(jìn)步，包括環(huán)境保護(hù)平臺(tái)的建立、水處理利用技術(shù)研發(fā)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)的增加，網(wǎng)絡(luò)通信也為主體治水帶來(lái)了便利?？梢钥闯黾夹g(shù)投入子系統(tǒng)在該時(shí)間段內(nèi)呈現(xiàn)良好的發(fā)展趨勢(shì)，隨著信息技術(shù)的日趨成熟，未來(lái)幾年技術(shù)投入子系統(tǒng)的有序度依然會(huì)保持很高的水平。

治理情境子系統(tǒng)在該時(shí)間段內(nèi)有序化程度也逐漸提高。近幾年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展一直保持上升勢(shì)頭，城市化水平逐漸提高，受教育人數(shù)也逐漸增多，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和教育水平提高間接增強(qiáng)了居民的環(huán)境意識(shí)。這些為水環(huán)境問(wèn)題的改善提供了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件。雖然歷年來(lái)有所增長(zhǎng)的廢水排放量給水環(huán)境造成一定的壓力，但是治水投入的增加使我國(guó)的水污染現(xiàn)狀開(kāi)始好轉(zhuǎn)，這也表明我國(guó)對(duì)水環(huán)境整治開(kāi)始步入正軌。

從相同基期協(xié)同度來(lái)看，水環(huán)境治理系統(tǒng)協(xié)同度總體呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì)，上升約17.6%。但從協(xié)同度數(shù)值上來(lái)看，協(xié)同度總體上來(lái)說(shuō)還比較低，其最大值為0.176 2，呈弱協(xié)同關(guān)系。究其原因在于各子系統(tǒng)間的聯(lián)系和影響程度比較低，一方面由于管理機(jī)制中環(huán)境保護(hù)規(guī)章對(duì)促使治理主體規(guī)模擴(kuò)大的作用較?。涣硪环矫?，技術(shù)投入子系統(tǒng)覆蓋面狹窄，特別是公眾對(duì)于治理相關(guān)技術(shù)的采納程度很低。從相鄰基期協(xié)同度來(lái)看，系統(tǒng)協(xié)同狀態(tài)出現(xiàn)小幅的波動(dòng)，出現(xiàn)從弱協(xié)同到不協(xié)同的變化，相較于相同基期協(xié)同趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，其協(xié)同狀態(tài)是不穩(wěn)定的，這是由于2014 年管理機(jī)制子系統(tǒng)和2015 年治理主體子系統(tǒng)有序度降低所致。

為理清子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)關(guān)系，以治理主體為中心，通過(guò)式（4）分別計(jì)算出治理主體與管理機(jī)制子系統(tǒng)、治理主體與技術(shù)投入子系統(tǒng)以及治理主體與治理情境子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)水平。

由表4 可知，2010—2016 年治理主體子系統(tǒng)與其余子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)水平總體呈現(xiàn)先下降后上升趨勢(shì)。其中，2010 年治理主體和管理機(jī)制子系統(tǒng)協(xié)調(diào)水平最高，說(shuō)明該年管理機(jī)制和治理主體呈現(xiàn)高度的協(xié)調(diào)狀態(tài)。且從2010 年開(kāi)始，治理主體和管理機(jī)制子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)水平經(jīng)歷了先上升后下降再上升的循環(huán)過(guò)程，與上文分析類似，其原因是管理機(jī)制要素投入和治理主體信息傳播與知曉有一定的滯后性，因此治理主體與管理機(jī)制協(xié)調(diào)有一定波動(dòng)。另外，2010 年治理主體和技術(shù)投入子系統(tǒng)協(xié)調(diào)水平與治理主體和治理情境子系統(tǒng)協(xié)調(diào)水平最高，且二者協(xié)調(diào)程度都于2014 年降至最低，并于2015 年開(kāi)始回升。這與我國(guó)環(huán)境狀況基本相似，2015 年前我國(guó)環(huán)境污染治理浮于表面，人與環(huán)境矛盾日益尖銳，使國(guó)家重新轉(zhuǎn)變發(fā)展思路。2015 年我國(guó)史上最嚴(yán)環(huán)保法出臺(tái)，該法從多方面對(duì)水污染治理問(wèn)題作出明確規(guī)定，政府加大了水環(huán)境治理科技投入，對(duì)于治理主體職責(zé)界定也更清晰，因此2016 年后治理主體子系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)水平開(kāi)始有所回升。

表4 基于治理主體的水環(huán)境治理子系統(tǒng)協(xié)調(diào)水平

四、結(jié)論與展望

本文以水環(huán)境治理系統(tǒng)為出發(fā)點(diǎn)，從治理主體、管理機(jī)制、技術(shù)投入和治理情境四個(gè)維度構(gòu)建了水環(huán)境治理復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)證分析。結(jié)果表明，2010—2016 年，我國(guó)水環(huán)境治理復(fù)合系統(tǒng)內(nèi)治理主體、管理機(jī)制、技術(shù)投入及治理情境四個(gè)子系統(tǒng)有序度總體呈良好發(fā)展態(tài)勢(shì)；相同基期情況下水環(huán)境治理要素協(xié)同度隨時(shí)間變化呈緩慢上升趨勢(shì)，且各子系統(tǒng)間協(xié)同程度較低；相鄰基期情況下水環(huán)境治理要素協(xié)同演變狀態(tài)不太穩(wěn)定，各系統(tǒng)有待進(jìn)一步改善；治理主體子系統(tǒng)與管理機(jī)制子系統(tǒng)協(xié)調(diào)水平有一定波動(dòng)，而治理主體子系統(tǒng)和技術(shù)投入子系統(tǒng)協(xié)調(diào)水平、治理主體子系統(tǒng)和治理情境子系統(tǒng)協(xié)調(diào)水平呈現(xiàn)先下降后上升態(tài)勢(shì)?？傮w來(lái)說(shuō)，該協(xié)同度模型能夠較好地評(píng)價(jià)水治理各要素發(fā)展?fàn)顟B(tài)和要素協(xié)同情況，這對(duì)于把握水治理方向有重要作用。因此，提高水環(huán)境治理效益不僅要實(shí)現(xiàn)各要素自身的穩(wěn)定有序發(fā)展，還要注重要素間的良好協(xié)調(diào)和互動(dòng)?，F(xiàn)階段的水環(huán)境治理不僅要加大主體規(guī)模投入，更需要保證治理質(zhì)量，即通過(guò)各主體之間的協(xié)調(diào)和溝通，充分利用現(xiàn)階段的先進(jìn)技術(shù)和有效的管理方法最大化提升水環(huán)境治理效率。