基于生態(tài)安全視角下環(huán)境質(zhì)量評價指標體系研究

楊菁，梁增強

（1.北京博誠立新環(huán)境科技股份有限公司天津分公司，天津 300011；2.天津市環(huán)鑒環(huán)境檢測有限公司，天津 300191）

改革開放帶來經(jīng)濟高速發(fā)展的同時，粗放的發(fā)展模式也給我國生態(tài)安全造成了嚴重威脅[1]。環(huán)境安全是人與環(huán)境和諧程度的另一種量度[2]。一直以來，學(xué)者們致力于各種環(huán)境質(zhì)量評價研究，用于表征環(huán)境質(zhì)量的好壞程度。例如，有研究以地表水[3-4]、地下水[5]、大氣[6]、噪聲[7]、土壤[8-9]等環(huán)境介質(zhì)中監(jiān)測數(shù)據(jù)進行質(zhì)量評價；也有研究重點集中在綜合環(huán)境質(zhì)量評價體系構(gòu)建[10-13]，主要區(qū)別在于研究對象不同或研究視角不同，前者研究[3-9]僅就環(huán)境質(zhì)量本身進行研究，側(cè)重于微觀視角，而后者研究則引入環(huán)境、經(jīng)濟、社會等諸多因素[10-13]，側(cè)重于宏觀視角，但后者對于環(huán)境質(zhì)量參數(shù)重視程度不夠。一套綜合全面、科學(xué)可行的質(zhì)量評價方法對于政府進行環(huán)境績效考核極其重要。

1 文獻評述

近些年，生態(tài)文明、生態(tài)底線和環(huán)境效益等指標體系構(gòu)建成為學(xué)術(shù)界研究熱點之一。對于多數(shù)研究來說，數(shù)據(jù)的獲取路徑均主要來自政府發(fā)布的統(tǒng)計年鑒、公報等，但研究內(nèi)容、指標選取和結(jié)果表征等方面的差異很大，這就導(dǎo)致了各研究成果間的可比性不強。現(xiàn)行的評價指標體系存在區(qū)域功能定位不清晰、指標制定缺乏針對性和理論研究多于實際運用等缺點[15]。即便圍繞同一模型概念進行研究，評價模型所涵蓋的具體內(nèi)容也存在明顯差異[10-15]。例如，雖然周華榮[11]、葉亞平[13]研究內(nèi)容均為“生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價指標體系”，但模型涵蓋的具體指標卻存在很大差異，評價結(jié)果等級的劃分也相差較大。指標篩選時一般分為主觀經(jīng)驗選擇法和客觀統(tǒng)計分析法。主觀選擇法憑借研究者對評價對象的理解，易導(dǎo)致主觀性過強的缺陷；注重客觀統(tǒng)計分析雖可以提高指標篩選的合理性，但對于不同的評價對象可能受制于數(shù)據(jù)可得性約束，方法運用受到限制[12]。在指標選取數(shù)量上也存在明顯分歧，李萌[14]主張評價指標少而精，而也有研究看重指標的全面性[12，15]。

已有的生態(tài)文明建設(shè)評價指標體系框架各具特色，評價領(lǐng)域劃分不一，指標數(shù)量也不盡相同[15]。指標權(quán)重用于表征各指標在評價指標體系中的重要程度。指標權(quán)重賦值是否合理直接影響評價指標體系的研究和應(yīng)用效果。已有研究中賦權(quán)方法也參差不齊，指標權(quán)重的確定方法分為客觀賦值法和主觀賦值法，主流的客觀賦值法包括均權(quán)法[10]、信息熵權(quán)法[15]和主成分分析法[12]等；主流的主觀賦值法包括層析分析法[11，14]。在研究層次劃分方面，主要為2～4 層，以3 層居多，即目標層、準則層和指標層，對模型起決定性作用的是指標層。一般指標可劃分為正向指標和逆向指標，正向指標數(shù)值越大，代表環(huán)境質(zhì)量越好；逆向指標則相反。

2 指標體系模型構(gòu)建

2.1 內(nèi)涵釋義

生態(tài)安全視角下環(huán)境質(zhì)量評價指標體系（EQI）是通過對環(huán)境質(zhì)量、社會發(fā)展、科技水平、健康水平和環(huán)境管理水平等因素綜合考量，定量評價一定空間尺度內(nèi)生態(tài)環(huán)境安全的方法。

該指標體系在已有研究的基礎(chǔ)上進行了改進與完善，一定程度上提高了環(huán)境質(zhì)量評價體系的科學(xué)性與合理性：（1）指標類別更豐富全面，既包括常見的環(huán)境質(zhì)量、經(jīng)濟社會等數(shù)據(jù)，還納入了科技投入、健康水平和環(huán)境管理等因素；（2）環(huán)境要素考慮更全面，包括了土壤、大氣、水體、噪聲、放射性以及生態(tài)環(huán)境等環(huán)境要素；（3）指標設(shè)置更合理，既包括“占比”“達標率”等定性概念，也包括“濃度”“面積”等定量數(shù)據(jù)；及時引入污染地塊安全利用率和碳排放權(quán)交易成交量等新概念，其中污染地塊和農(nóng)用地安全利用率、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)、呼吸系統(tǒng)疾病占全部死亡人數(shù)比例以及腦血管病占全部死亡人數(shù)的比例等指標的引入，充分體現(xiàn)了生態(tài)安全的總體要求。

2.2 構(gòu)建原則

構(gòu)建模型遵循以下原則：（1）科學(xué)性，指標選取要具備科學(xué)性，要符合科學(xué)發(fā)展規(guī)律和客觀事實；（2）代表性和可操作性，評價指標應(yīng)該簡單明確、信息涵蓋廣，綜合程度高，具有代表性和典型性，數(shù)據(jù)易獲取；（3）系統(tǒng)性，指標涵蓋面廣，能綜合反映模型所要表達的內(nèi)涵，能夠覆蓋多種環(huán)境要素。

2.3 指標選取

基于研究模型內(nèi)涵和模型構(gòu)建原則，確定指標主要來自環(huán)境質(zhì)量、環(huán)境管理、社會發(fā)展、健康水平和科技投入等五方面，共35 項指標。研究首次引入碳排放權(quán)交易成交量、呼吸系統(tǒng)疾病占全部死亡人數(shù)比例和腦血管病占全部死亡人數(shù)的比例等指標。

2.4 數(shù)據(jù)來源與處理

研究選取歷年統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行模型研究。其中表1中①代表原始數(shù)據(jù)來自《天津市統(tǒng)計年鑒》；②代表原始數(shù)據(jù)來自《天津市環(huán)境狀況公報》和《天津市生態(tài)環(huán)境狀況公報》；③代表該指標數(shù)據(jù)根據(jù)《天津市統(tǒng)計年鑒》中“化肥施用量（折純，萬t）”和“耕地面積（萬hm2）”計算獲取。

表1 環(huán)境質(zhì)量評價指標體系（EQI）

為了消除數(shù)值和量綱帶來的不利影響，將各評價指標數(shù)據(jù)進行標準化處理。具體計算方法為采用評價期各指標的原始數(shù)據(jù)去除基期相應(yīng)指標的數(shù)據(jù)，得出各指標的相對指數(shù)，即無量綱標準化值T，其計算公式如下：

指標標準化值Ti＝（評價指標數(shù)據(jù)/基準數(shù)據(jù)）r=（Wi/W2013）r。式中：r＝1 或r＝-1，當指標為正向指標時，r＝1，當指標為逆向時，r＝-1。

近幾年，隨著土壤問題的暴露，污染地塊和農(nóng)用地環(huán)境調(diào)查和修復(fù)治理逐步受到重視，加之土壤調(diào)查和修復(fù)治理等周期較長，因此，往年的統(tǒng)計公報中缺少“受污染耕地安全率（%）”和“污染地塊安全利用率（%）”等數(shù)據(jù)，僅《天津市生態(tài)環(huán)境狀況公報》（2020年）中首次公布了有關(guān)數(shù)據(jù)，因此，在歷年數(shù)據(jù)處理過程中，基于保守原則，賦值與2020 年保持一致。根據(jù)《天津市生態(tài)環(huán)境狀況公報》，“電磁輻射”和“大氣、水體、土壤等介質(zhì)放射性核素濃度”未給出具體數(shù)值，而是以“穩(wěn)定”和“正常”等進行描述，每年均一致，因此，在模型計算時，該指標均賦值1。研究取2013 年數(shù)據(jù)作為基準數(shù)據(jù)參與計算。

2.5 權(quán)重確定

建模所需的指標較多，為了準確區(qū)分不同指標對評價結(jié)果的影響程度，采用層次分析法（AHP）賦權(quán)重[11]。按照評價指標體系確定的層次結(jié)構(gòu)，根據(jù)AHP方法要求，咨詢專家意見，構(gòu)成判斷矩陣，通過計算獲取各層次指標權(quán)數(shù)，記作Ci。

2.6 模型構(gòu)建

根據(jù)模型內(nèi)涵，環(huán)境質(zhì)量評價指標體系（EQI）為各指標權(quán)重與標準化后數(shù)據(jù)之積的總和，具體計算公式如下：

式中：n=35。

2.7 分級評價標準

根據(jù)模型基本概念和計算公式不難發(fā)現(xiàn)，當EQI＜1 時，表明總體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量退化，呈逐步惡化的趨勢；當EQI＞1 時，表明總體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善，呈逐步改善的趨勢，數(shù)值表變化明顯，說明總體環(huán)境改善程度越大。受到環(huán)境管理、經(jīng)濟、科技等發(fā)展水平限制，EQI不會無限制趨于無窮大，根據(jù)經(jīng)驗，一般EQI＞5 時，代表總體生態(tài)環(huán)境良好，宜居。因此，研究劃分3 個評價等級，即EQI＜1，質(zhì)量退化；1≤EQI＜5，質(zhì)量改善；EQI≥5，質(zhì)量良好。

3 案例研究

研究從《天津市統(tǒng)計年鑒》《天津市環(huán)境狀況公報》和《天津市生態(tài)環(huán)境狀況公報》中摘錄有關(guān)數(shù)據(jù)，基于模型研究了天津市2013—2020 年環(huán)境質(zhì)量評價指標體系（EQI），結(jié)果見圖1。

由圖1 可知，2013—2020 年，天津市總體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量呈良好發(fā)展態(tài)勢，1＜EQI＜5，屬于“質(zhì)量改善”等級，尤其是2020 年總體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量發(fā)生較大幅度改善。這充分說明，“十三五”期間天津市各項生態(tài)環(huán)境改善和污染防治措施科學(xué)有效，成效顯著。2020 年是“十三五”規(guī)劃收官之年，也是謀劃“十四五”規(guī)劃的關(guān)鍵之年，全市環(huán)保人以此為契機，堅持依法治污、精準治污、科學(xué)治污，堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)。據(jù)《天津市生態(tài)環(huán)境狀況公報》顯示，2020 年，全市SO2、NO2、PM10年均濃度均低于國家年均濃度標準；地表水優(yōu)良水體比例占到55%；近岸海域優(yōu)良水質(zhì)比例為70.4%；生態(tài)環(huán)境狀況級別為“良”；農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量總體較好；污染地塊安全利用率達100%。上述指標數(shù)據(jù)的大幅改善對于EQI 的大幅提高起到了重要作用，尤其是2020年全市消除了劣Ⅴ類地表水體和入海河流劣Ⅴ類水體。

圖1 天津市環(huán)境質(zhì)量變化趨勢

“十四五”期間，天津市要繼續(xù)貫徹執(zhí)行黨和國家有關(guān)生態(tài)文明建設(shè)思想和生態(tài)安全風(fēng)險防范措施，緊抓政策執(zhí)行落地，以“碳達峰、碳中和”為契機，不斷鞏固污染防治攻堅戰(zhàn)所取得的成果，并不斷擴大戰(zhàn)果。爭取在“十四五”期間，天津市總體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量達到“質(zhì)量良好”等級，為天津市生態(tài)安全提供保障。