基于DPSIR-加权TOPSIS模型的安徽省生态承载力评价
一、引言
生态承载力是较资源承载力、环境承载力等更为复杂和综合的概念[1]。生态文明建设最核心的问题是如何在一定的社会经济发展阶段,实现区域的生态系统和社会经济系统的协同发展,如何合理调度和管理有限的自然资源,改善和提高区域生态承载力。随着经济的发展,能源资源约束、环境污染、生态环境恶化等成为制约中国经济发展的限制因素。在建设生态文明的大背景下,如何评价生态承载力水平、找寻并识别影响区域生态承载力的关键因素成为当前学术界关注的重要问题。国内外学者对生态承载力评价的研究取得了丰富的成果,从研究对象来看,主要包括城市[2]、海域[3]、水库区[4]、恩施地区[5]、土地[6]、干旱地区[7]、丘陵地区[8]等。从评价方法来看,主要有模糊综合评价法、生态足迹法、TOPSIS法、物元分析法等。王乃举等采用集对分析-可变模糊集综合分析方法,对安徽省铜陵市2000-2009年生态安全进行综合评价,结果表明铜陵市生态安全由2000年的较不安全上升为2009年的临界安全,生态安全水平堪忧[9]。张佳琦应用生态足迹法对苏州市1990~2010年生态足迹及生态承载力进行统计核算[10]。雷勋平运用熵权TOPSIS方法对安徽省2000-2013年的资源环境承载力进行评价,结果表明,安徽省资源环境承载力水平经历了小幅度下降后保持稳步提升的发展趋势[11]。左太安等通过构建水生态承载力评价指标体系,结合物元法对贵州省表层岩溶带水生态承载力进行定量评价[12]。从评价指标体系构建来看,王奎峰等[13]、张锐等[14]基于PSR模型构建生态环境承载力和耕地生态安全评价指标体系,罗琼等[15]从资源、环境、社会三个层面构建京津冀地区生态环境承载力构建评价指标体系。
这些研究不仅丰富了生态承载力的相关研究,同时也为生态承载力实践活动提供了有力的指导,其不足之处在于:(1)在权重的确定上无法避免主观因素的影响,如模糊综合评价法,这可能影响评价结果的客观性;(2)指标体系的建立忽视了生态承载力演进变化全过程和内在机制:(3)虽采用客观定量的权重计量方法,但对同一评价对象进行评价时,无法反映真实生态承载力水平与理想承载力水平之间差距如何,如生态足迹法;(4)部分研究方法在生态承载力等级划分上客观性不强,如物元法的经典域与节域划分带有较强的主观性。
事实上,在社会发展的不同时期,生态承载力状态也不同,呈动态变化趋势,生态承载力评价的目的在于接近生态承载力的最近状态,远离生态承载力的最差状态,而TOPSIS方法就是测度目标对象与正、负理想解的距离。与其他评价方法相比,TOPSIS法在指标多少、样本含量和数据分布等方面都没有严格的限制和要求,且能够实现不同评价指标在同一年份之间的横向比较和同一评价指标在不同年份间的纵向比较[16]。驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)模型综合考虑了影响生态承载力的经济、社会、人口、资源、环境等因素,强调了生态承载力演进变化全过程和内在机理,突出了人口、资源、环境之间的耦合关系。鉴于此,本文构建基于驱动力-压力-状态-影响-响应模型的生态承载力评价指标体系,引入熵值法和TOPSIS对安徽省生态承载力评价做出实证研究,为安徽省生态承载力研究和生态环境建设提供了依据,也为区域生态承载力评价研究提供新思路。
二、基于DPSIR模型安徽省生态承载力评价指标体系构建
生态承载力是指在人类活动和气候变化综合影响作用下,区域水、土等各种生态环境要素共同作用的支撑能力[17]。影响生态承载力的因素很多,包括经济、社会、资源和环境等因素。鉴于此,本文引入DPSIR概念模型,在DPSIR概念模型中,D代表“驱动力”,主要指促使区域资源与环境变化的社会、经济、人口等潜在动力;P代表“压力”,是指人类活动对其紧邻的社会环境和自然环境的影响,是环境的直接压力因子,如工业废弃物排放等;S代表“状态”,是指在上述驱动力和压力之下生态环境所呈现出的状况;I代表“影响”是指生态系统所处的状态反过来对人类健康和社会经济的影响;R代表“响应”是指为促进社会可持续发展所采取的对策[18]。本文在系统分析相关研究成果的基础上,结合《生态县、生态市、生态省建设指标》(修订稿)、《国家生态文明建设试点示范区指标》(试行),同时考虑到数据的可获得性,力求做到既涵盖统计年鉴直接可查的指标,又涵盖根据年鉴数据计算而成的指标,尽可能体现指标的多样性、综合性和全面性,具体的指标体系见表1。
表1 安徽省生态承载力评价指标体系
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三、生态承载力评价方法与模型
(一)生态承载力评价指标权重确定方法
指标权重的确定方法通常分为主观评价方法和客观评价方法。主观评价方法通常包括:AHP、专家打分法等,主观性强,而熵权法确定指标权重的时候可避免主观误差。具体操作步骤如下:
1.初始指标标准化处理,计算方法如下:
正向指标:xij=(aij-min{aij})/max{aij}-min{aij}
逆向指标:xij=(max{aij}-aij)/max{aij}-min{aij}(1)
式中xij为生态环境承载力评价指标Ii第j年的指标初始值,其中 i=1,2,…,m,j=1,2,…,n,m为评价指标数,n为评价年份数。
2.指标规范化处理:
(1) 试验初期,土体在渗透水流和压重的作用下细颗粒被带动向排水管壁方向移动,土体中较粗的颗粒逐渐形成新的稳定结构。当土体骨架中的粗颗粒粒径越大时,则粗颗粒间的孔隙越大,细颗粒能够快速通过粗颗粒间的孔隙,加速渗流通道的形成。
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1.评价指标同趋势化
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式中ei为第i个指标的熵值。
4.计算指标权重,公式如下:
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式中wi为第i个指标的权重,即熵权。
(二)生态承载力评价模型——加权TOPSIS模型
加TOPSIS法是一种常见的基于多目标的评价方法,原理是通过测度备选方案评价值向量与正理想解和负理想解的相对距离进行排序优选[19]。加权TOPSIS法基本步骤如下:
3.计算指标熵值,公式如下:
SA-DLLME用表面活性剂Triton X-114代替了DLLME中传统的有机分散剂。实验操作程序如下:准确移取待测元素标准工作液置于10 mL具塞离心管中,然后加入适量络合剂,充分摇荡后调节酸度,加入适量Triton X-114,加入萃取剂,用纯水定容至10 mL,充分振摇1 min。充分摇匀后,以3 000 r∕min的转速离心5 min。待水相和有机相完全分离后,弃去水相,用注射器小心抽取有机相10 μL注入非水相CVG反应器进行测定。
结合表3以及图2可以看出各子系统的生态承载力状况:
2.对同趋势化后的数据进行归一化,公式如下:
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3.确定正、负理想解a+和a-
结合所建立的评价指标体系,运用多目标遗传算法在Matlab环境下编程求解。得到分时发布前、后的定价方案与原定价方案的实施效果评价如图2。
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4.计算各评价对象各指标值与最优方案及最劣方案的距离
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其中wi为第i个指标的权重。
5.计算评价对象与最优方案的接近程度即贴进度
贴进度通常用Tj表示,表征评价对象与最优方案的接近程度,取值范围为[0,1],愈接近1,表示评价对象愈接近最优水平。反之,愈接近0,表示该评价对象愈接近最劣水平,计算公式如下:
我国历来十分重视实验室的安全管理,在“安全第一,预防为主”的方针指导下,制定了一系列有关化学、生物、辐射、环保、特种设备、职业健康方面涉及实验室安全管理的法律法规[5-8],本文对这些实验室安全的法律法规进行了汇总。
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根据鲁春阳等人[20]的研究,将贴进度T划分为四个等级,见表2。
表2 生态承载力评判标准
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四、实证研究
[4]翟羽佳,王丽婧,郑丙辉,等.基于系统仿真模拟的三峡库区生态承载力分区动态评价[J].环境科学研究,2015(4):559-567.
微小钙化是超声诊断甲状腺癌的重要指标之一,其特异性较强,尤其是对乳头状癌的特异性较高。因当微小钙化这一指征出现时,考虑甲状腺癌的几率较高。
(一)数据来源
本文原始数据主要来源于2006~2015年的《安徽统计年鉴》、《安徽省环境状况公报》、《安徽省国民经济和社会发展统计公报》、《安徽省水资源公报》,部分指标数据根据安徽省统计年鉴数据及各公报计算而成。
(二)安徽省生态承载力评价结果与分析
1.安徽省生态承载力评价结果
本文基于DPSIR概念模型构建了安徽省生态承载力综合评价体系,利用加权TOPSIS模型进行了评价和分析,并利用障碍度模型对影响安徽省生态承载力的障碍因素进行了诊断分析。研究结果表明:
根据上述加权 TOPSIS 公式(5)~(8),本文对2006~2015年安徽省生态环境承载力进行了测算,具体结果见表3。
表3 安徽省生态承载力评价体系评价结果
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2.安徽省生态承载力评价结果分析
(1)综合贴近度分析
社会实践具有良好的教育功能,对实现高校德育目标起着关键作用。社会实践的开放性需要大学生独立面对和解决问题且在实践中积极地思考、解决问题,为创新精神的培养奠定基础。通过这种方式,提高了大学生对国情、城市状况、公共条件以及社会条件的认识,促使他们将个人与社会理想结合起来,从而实现个体与社会价值观的统一。
从表3及图1可以看出安徽省生态承载力逐年提升,且提升速度逐年加快,2015年生态承载力为0.72487,比2006年增长了2.77倍,年平均增长率5.14%。结合表2和表3可知,安徽省综合生态承载力经历了从低级—中级—良好的发展过程。仔细分析图1可以看出,安徽省综合承载力在2007年有轻微的下降趋势,但是从2008年开始就维持增长的趋势,且从2010年开始就维持一个较高速的增长,在2014年承载力由中级向良好转变。这不仅得益于党的十七大报告第一次提出建设生态文明的目标,指出要建设生态文明,基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式及消费方式,还得益于2010年《安徽省环境保护条例》的制定,为安徽省生态文明建设提供了政策支持和法律依据,为提高安徽省生态承载力起到了极大的促进作用。
由于转基因食品的特殊性,一旦出现食品安全事故,其波及范围和危害程度都难以预估,因此应参考重大疫情处理机制进行灾害处理。此外,还应当定期对转基因食品的安全性进行评估,防患于未然。而对于一般的消费者知情权、选择权损害,不涉及生命健康安全的,应当参考普通消费者侵权进行处理。这两点,我国目前的立法均有不足,应当参考国外进行修订。
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图1 安徽省生态承载力综合评价结果
(2)子系统贴近度分析
TOPSIS法进行评价时,要求所有指标变化方向一致(即所谓同趋势化),将低优指标转化为高优指标,转化方法常用倒数法,即令原始数据中低优指标,通过变换而转化成高优指标。
①驱动力子系统。2006~2015年驱动力子系统的贴近度总体呈平稳递增态势,增长幅度大,由2000年的0.00094增长为2015年的0.99921,生态承载力呈现低级—中级—良好—优质的发展趋势。从宏观角度分析,安徽是华东六省一市的成员之一,“十一五”以来安徽GDP增长速度不断增加,经济呈现加速崛起态势,其原因主要有工业强省战略的实施、投资保持平稳较快增长、创新驱动战略扎实推进等,这些都使得驱动力系统承载力逐年上升。从微观角度分析,驱动力子系统生态承载能力提升主要得益于2006~2015年人均GDP的增加、城镇化率的提升以及农村、城镇居民人均可支配收入的增加。
②压力子系统。2006~2015年压力子系统贴近度总体上呈波动上升趋势,由2006年的0.39511上升为 2015年的0.60751,但是整体上还是处于较低水平。2006~2008年压力子系统贴近度持续下降,由0.39511下降到0.27675,压力子系统生态承载力由中级跌入低级。这主要是由于2006~2008年工业固体废弃物产生量的增加,由2006年的5030万吨增加为2008年的7568.57万吨。2009年有小幅回升,但2010~2011年又有较大幅度的下落,压力子系统贴近度下降为0.18129,究其原因也是由于工业固体废弃物产生量的增加,计算可得2006~2011年工业固体废弃物产生量的平均增长率为18%,这对生态环境造成了巨大的压力。从2012年开始压力子系统贴近度开始增长,2013~2014年贴近度增长速度为67%。原因有二:第一,工业固体废弃物产生量控制在合理的增长范围内,且相对于2012年略有下降;第二,单位GDP能耗降低,在2014年达到近10年的最低值0.29。总体上压力子系统生态承载力呈现中级—低级—中级—良好的发展趋势。说明随着安徽省经济发展,对生态环境造成了不可避免的破坏,城市人口、能源资源高消耗和“三废”高排放给生态承载力带来了很大的压力。随着生态文明建设的深刻落实,绿水青山就是金山银山的理念深入人心,安徽省开始着手改善生态环境,压力子系统的生态承载力状况才有了改善。
③状态子系统。2006~2015年状态子系统贴近度总体上是逐年上升的。由2006年的0.00212增长为2015年的0.96952,实现承载力等级由低级向优质的转变,但其转变过程较为曲折,在2006~2010年,状态子系统贴近度一直维持较为平稳的增长态势,生态承载力等级发展趋势为低级—中级—良好。但在2011年,贴近度降为0.5054,生态承载力等级降为中级。其原因可能是由于人均城市道路面积的增加导致绿地面积的减少,影响城市绿化程度。2014~2015年,状态子系统生态承载力实现了质的飞跃,由良好向优质转变。这主要是由于人均水资源量的增加,年增长率为16.33%。人均水资源量代表地区的人均水资源占有量,人均水资源量的增加从侧面反映出三废对水资源污染程度减弱,环境污染对生态环境的影响小。
④影响子系统。影响子系统贴近度由2006年的0.49978向2007年的0.87473转变,影响子系统生态承载力等级实现由中级向优质的飞跃,但2008~2010年,贴近度由2008年的0.74235降低为2010年的0.45995,生态承载力等级由良好降为中级,原因有如下两点:第一,自然保护区面积由2007年的53.2万公顷,降为2010年的50.2;第二,第三产业比重由2007年的36.54%降为2010年的33.93。2011~2013年贴近度略有回升,但是生态承载力等级始终维持在中级,2014年影响子系统贴近度跌为0.3305,跌幅较大,主要是由于自然保护区面积由2013年的52.4万公顷降为2014的45.5万公顷,下降比例为13.17%。在2015年贴近度又有较大的提升,增加为0.57292,但是生态承载力等级依然不高,仍处于中级状态。
⑤响应子系统。2006~2015年响应子系统贴近度也是逐年上升的,但从2006~2012年响应子系统贴近度增幅较小,生态承载力一直维持在低级、中级的水平。2013年响应子系统生态承载力处于优质等级,因为在2013年,环境保护投资占GDP的比例有明显上升,是近十年最高值,相比于2012年增幅为38.54%。但2014年、2015年又降低为良好等级,主要由环境保护投资占GDP的比例有所降低造成的,与2013年相比2015年的环境保护投资占GDP的比例下降了24.81%,虽然2014~2015年建成区绿化覆盖率、工业固体废弃物综合利用率、城市污水处理能力都有所增加,但是增加幅度不显著,在3%~8%以内。
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图2 各子系统生态承载力变化趋势
五、结论
英国高校图书馆通过提供数字学术研究相关咨询服务为研究人员提供建议和支持,例如,爱丁堡大学图书馆学术支持馆员为从事研究的学生和教职工提供数字资源利用方面的相关咨询,为研究人员了解及使用图书馆的研究服务提供咨询。圣安德鲁斯大学图书馆数字人文与研究计算团队可以为研究项目中的软件开发活动提供咨询服务。团队工作人员可以帮助研究人员更好地理解软件开发的最佳实践案例,并向研究人员展示如何开发用于支持重复研究的软件。该团队还面向所有对软件开发感兴趣的人员推出了研究计算网络,方便团队与用户沟通交流。
南通传统文化中有许多提倡公民对他人、邻人积善行德的传说,而主人公的哪怕是很微小的不经意的善行都会得到足够好的回报。尽管其思想中浸润着特定的因果报应等封建迷信思想,在当下更多人文化知识逐步提升的情况下其接受的范围空间已经大幅度缩小。但作为一种服务他人不求回报的崇高品格确实值得人们去弘扬。
Lakoff和 Johnson(1980:3)认为,隐喻在日常生活中无处不在,不仅存在于语言中,而且存在于思想和行为中。我们很难离开隐喻而进行思考和判断(Lakoff&Johnson 1999:34)。媒体话语中也蕴藏有丰富的隐喻表达。概念隐喻可以被理解为从始源域到目标域的映射(梁婧玉,汪少华2015),它是深层的概念性机制,隐喻表达则是概念隐喻系统的浅层体现(Lakoff 1993)。
复方胃炎胶囊对胃炎模型大鼠胃液游离酸度、胃蛋白酶活性及胃动力障碍模型小鼠胃排空的影响 ……… 郑姣妮等(17):2360
1.安徽省综合生态承载力呈逐年上升态势,稳中趋好。以贴近度作为判断标准,研究发现安徽省生态承载力经历了低级—中级—良好的变化过程,但是还未达到优质等级。2010年《安徽省环境保护条例》的制定使得安徽省生态承载力维持较高速的增长,于2014年实现中级向优质的转变。
2.从各子系统绩效来看,各子系统的贴近度都有所提升,但各子系统贴近度变化趋势存在一定差异。驱动力子系统、状态子系统、响应子系统贴近度上升速度最快,压力子系统和影响子系统贴近度提升幅度较小,且影响子系统贴近度波动较大。综合来看,压力子系统、影响子系统、响应子系统具有广阔的提升空间。因此,在提升安徽省生态承载力时,应注重五大子系统间的协同发展。
六、讨论
本文通过对安徽省生态承载力的评价和障碍因子的诊断,为未来提高安徽省生态承载力提供了参考方向,为制定相关环境政策提供了依据。通过对障碍因子的诊断,结合安徽省实际,提出以下提高安徽省生态承载力的对策:
1.压力子系统障碍度在研究期内远高于同时期的其他四个子系统的障碍度,且其障碍度在波动中上升。因此,提升生态承载力应从压力子系统着手。从前文的分析可知,压力子系统中三废污染物对生态承载力的制约作用较大,因此需鼓励技术创新,推进使用清洁生产,大力实施节能减排,发展绿色经济。
2.重点关注状态、影响及响应子系统,由表4和前文分析可知森林覆盖率、人均水资源量、自然保护区面积、第三产业比重、环境保护投资占GDP比例等因素影响安徽省生态承载力。因此,需积极实施十八届三中全会提出的健全自然资源资产产权制度和用途管制制度,划定生态保护红线,实行资源有偿使用制度和生态补偿制度;增加自然保护区和森林等资源保有量;在新常态背景下,贯彻实施供给侧结构性改革,以创新驱动经济发展;加大财政对生态环境保护的投入,拓宽环境保护融资渠道,走新型城镇化道路,建设生态城市。
参考文献:
据有关统计表明,项目投入资金的总量为876.459万元,包含783.643万元的营林人工费用以及232.432万元的工程材料费用等。
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4.文中若引用他人观点或成果,请在正文的相应位置注明,并将其序号按照文中出现先后顺序列于文末,作为参考文献。参考文献分为引用型和阅读型,都需要在所引用正文左上角处一一对照标注。阅读型的参考文献只需标注序号,格式为:[序号];引用型的参考文献(特别是加了引号的、多处引用同一文献等),需要指明来源于所引用参考文献的具体页码,以方便编辑部查对以及读者的阅读,格式为:[序号]页码。在文后的参考文献处,中文的文献需要在中文格式之前加注英文格式。例:
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基于安徽省的生态数据(2006~2015年),以熵值法、加权TOPSIS方法与障碍度模型作为理论基础,实证研究安徽省生态承载力状态。
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