長沙市芙蓉區生態可持續發展的DPSIR模型綜合評價研究

周震宇，鐵柏清，雷 鳴，袁 嘯，宋 淼

(湖南農業大學資源環境學院，湖南 長沙 410128)

自1994年起，我國就已經將可持續發展提到戰略性高度，關于如何在保護生態環境、協調社會發展的基礎上，持續高效地在經濟上取得大幅增長的相關研究正在逐年增加。黨中央、國務院對此更是高度重視，“十二五”規劃的建議中明確提出要“加快構建資源節約、環境友好的生產方式和消費模式，增強可持續發展能力?？沙掷m發展戰略的思想已經滲入到世界的各個領域，對于可持續發展的研究在國內外再次興起，已成為城市發展、經濟轉型、生態建設等方面研究的熱點。

筆者在廣泛研究了國內外城市可持續發展指標體系綜合評價相關文獻資料的基礎上，以湖南省長沙市芙蓉區為研究對象，采用DPSIR模型與主成分分析法結合的方式對芙蓉區可持續發展進行綜合評價，并對長沙市芙蓉區可持續發展中的問題及成因進行了分析，對今后相關方向的研究提出了設想。

1 DPSIR模型的原理

DPSIR模型是歐洲環境組織(EEA)1998年提出的，當時該模型主要運用于綜合分析和描述環境問題及其和社會發展的關系。該模型涵蓋經濟、社會、環境三大要素，是一種在環境評價指標體系中廣泛使用的概念模型。它從系統角度出發分析人與環境系統的相互作用，將一般性的自然系統評價指標分解成為驅動力(Drive)、壓力(Pressure)、狀態(State)、影響(Impact)和響應(Response)5部分。每個部分都代表一種類型的指標，而每類指標又分為若干指標項，它們之間的關系如圖1所示。

圖1 DPSIR模型

圖1中如果生態效率提高，較大的“驅動力”會產生更小的“壓力”；人類社會或生態系統的影響與“環境狀態”之間的關系則取決于這些系統的承載力，社會是否對“影響”產生“響應”，取決于“影響”如何被認識和評價；“社會響應”對“驅動力”反作用的結果，取決于響應的效率。DPSIR模型能較好較完善地反映人類與環境系統之間的相互關系及作用力，并為生態可持續發展指標體系的建立提供了一個基本框架。

2 DPSIR模型評價指標體系的建立

長沙市芙蓉區生態可持續發展建設是一個極其復雜的建設過程，它包括了資源、經濟、環境、社會、體制與管理5個部分。筆者在DPSIR模型的基礎上，綜合以上5個部分的關鍵指標，較為完善地建立了長沙市芙蓉區的生態可持續發展指標體系。

2.1 驅動力

指推動長沙市芙蓉區生態建設與城區發展的關鍵指標，主要包括社會經濟發展方面，如人均GDP、人口密度、恩格爾系數、計劃生育率等。

2.2 壓 力

指通過驅動力作用后施加于生態建設之上促使生態可持續發展狀態發生改變的壓力。此壓力主要是指人類活動對生態環境所產生的負荷，如城區TSP排放量、城區COD排放量、工業固體廢棄物排放量等。

2.3 狀 態

指長沙市芙蓉區城市發展建設過程中在壓力指標下所處的狀態，它包括各類環境要素，例如城市人均住房面積、人均公共綠地面積、城市污水處理率、工業廢水處理達標率等。

2.4 影 響

指長沙市芙蓉區城市發展進程中的狀態對社會經濟、人民生活及健康的影響，包括城鎮登記失業率、非農人口比例、千人擁有醫生數量、規模以上工業企業經濟效率綜合指數等。

2.5 響 應

指對長沙市芙蓉區所采取抑制生態可持續發展系統變化的相應措施，如相關法律或環保政策的實施等。如高新技術產業產值占GDP比重、城市社保覆蓋率、環境保護投資占GDP比例等。具體指標見表1。

表1 長沙市芙蓉區生態可持續發展綜合指數指標

3 評價指標權重的確定和分析計算

3.1 指標值數據的選取

選取了2000年到2009年的指標數據，數據來源于長沙市統計年鑒、長沙市芙蓉區統計年鑒、長沙市芙蓉區環境保護局、長沙市芙蓉區土地資源管理局、長沙市芙蓉區環境統計公報及長沙市統計局、長沙市芙蓉區統計局公布的統計數據。

3.2 主成分分析法及綜合指數計算

3.2.1 主成分分析法的原理 主成分分析法是利用降維思想，在損失很少信息的前提下把多個指標轉化為幾個綜合指標的多元統計方法。這些綜合指標通常被稱為主成分，主成分相比原始變量而言，具有更多的優越性，即在研究許多復雜問題時不至于丟失太多信息，從而使我們更容易抓住事物的主要矛盾，提高分析效率。該方法的核心是通過主成分分析，選擇n個主分量Y1，Y2 ，…，Yn ，其中Y (i=1，2，…，n)為第i個主成分的得分，以主分量Y 的方差貢獻率a作為權數，構造綜合評價函數：Y=a1Y1+a2Y2 +…+anYn，這樣，當我們把第i個主成分的得分算出來后，便可以很快求出綜合得分，并且按照得分的高低來排序。

3.2.2 綜合指標計算方法 搜集完需要的數據后，因為各數據涉及范圍廣，變量大多具有不同的屬性和單位，既有定性指標，又有定量指標，各個指標間沒有統一的度量標準，難以進行比較，若直接對它們作因子分析，結果就會出現偏差，所以在對變量進行因子分析前，有必要先對數據進行無量綱化處理。無量綱化，也叫數據的標準化、歸一化，是通過簡單的數學變換來消除各自表量綱影響的方法。無量綱化方法有許多種，總結起來主要有三類：直線型，折線型和曲線型。研究選用Z-Score 方法將所有變量數據通過標準化轉化成均值為0，方差為1 的無量綱數值。此方法能夠避免由于變量均值不同導致的數據扭曲。

計算公式為：

其中，式（1）中Zi為第i個需求數值的標準化數據；式（2）為數據的平均值；式（3）中S為數據的標準差。

采用SPSS軟件，運用主成分分析法，分別對指標體系中的10個驅動力系統變量，7個壓力系統變量，4個狀態系統變量, 4個影響系統變量，以及4個響應系統變量進行因子分析，取累計貢獻率達到85%以上的公因子。

計算各系統值，其計算公式如下：

其中，式（4）中Ui就是未乘以貢獻率的系統值；Zij為i系統提取的第j 個因子與指標的標準化數據，計算公式即為式（1）；Wij為i系統第j個因子的貢獻率，由SPSS軟件求得；n 為i 系統提取因子的總個數。式（5）中U為所求系統值，Vi即為系統某一主成分的貢獻率，有多少個主成分即有多少個Vi,要求Vi的累積貢獻率大于85%。

確定UESDI總指數，將5個系統值Ui進行等權相加（權重都是0.2），得到城市生態可持續發展指數。

4 長沙市芙蓉區的可持續發展指標體系計算

表2為長沙市芙蓉區可持續發展指標體系的原始數據。

綜合考慮指標獲取的難易程度與準確性，研究以2000～2009年作為評價的時間區域，選用了DPSIR模型對評價指標建立模型，可以反映出各評價指標之間的關系；同時按照主成分分析法用SPSS進行運算，在此基礎上計算得出長沙市芙蓉區在2000～2009年間生態可持續發展綜合指數的變化曲線，如圖2所示。

表2 長沙市芙蓉區可持續發展指標體系原始數據

圖2 長沙市芙蓉區生態可持續發展態勢

參考各種統計年鑒、公報等相關資料數據及國家和國際上相應指標的標準和規范，確定指標的臨界值和上下限值，結合芙蓉區實際情況，進行了可持續發展水平指數分類。其中2004年是負值與正值交接的關鍵年，如人均GDP突破3萬元，達到中等收入水平；城鎮人均可支配收入也突破萬元大關、城市人均住房面積達到25 m2、工業廢水處理達標率接近100%、高新技術產業產值占GPD比重較2003年約翻了一翻等?；谶@些突破性因素，因此將數值0作為可持續與不可持續的分界點，將生態可持續發展水平指數在(-10，10)范圍內劃分為4類，按可持續發展指數數值由小到大依次命名為不可持續發展、弱可持續發展、基本可持續發展和強可持續發展，具體見表3。

5 評價結果與討論

5.1 評價結果

從圖2可知，該曲線呈直線狀態，長沙市芙蓉區自2000～2009年的可持續發展指數逐年上升，在2000～2003年間處于弱可持續發展狀態，2004年開始長沙市芙蓉區已經走向基本可持續發展行列，并且在2009年綜合可持續發展指數上升到4.99，接近強可持續階段。這說明長沙市芙蓉區從2000年到2009年期間生態城區創建、長沙市文明衛生城市創建等卓有成效，也意味著長沙市芙蓉區生態可持續發展總體上朝著良性的方向發展。事實上，芙蓉區近10年來經濟結構的調整力度很大，特別是第三產業的大力發展，其中由高新技術產業帶動的GDP發展較為顯著，截止2009年底，長沙市芙蓉區的高新技術產業產值占GDP比重從2000年的7.57%上升到2009年的25.11%。節能減排工作也卓有成效，主要城區污染物的排放量都有下降，“三廢”處理率保持在較高水平，二氧化硫排放量逐年下降，單位能耗及水耗也都大幅度降低，污染治理力度逐年加強。

這一系列的數據都充分反映了長沙市芙蓉區近年來可持續發展的情況，如近兩年已經基本完成了養殖區的搬遷，馬王堆蔬菜市場也進行了相應整頓，城區污水處理管道大部分已經完成對接，部分地區已開始布置雨污分流管道。生態環境建設的投入持續增加，以瀏陽河風光帶為代表的生態項目建設，堅持“立體發展、集約開發、凸顯綜合娛樂休閑概念、風光帶與產業帶有機融合”的原則，努力營造出多元化、多層次的瀏陽河經濟帶，促進區域經濟與生態的新一輪發展。因此，基于DPSIR模型建立的生態可持續發展綜合評價指標體系，能客觀反映長沙市芙蓉區生態可持續發展水平，可靠性較強。

表3 生態可持續發展水平指數分類

5.2 討 論

在“十五”“十一五”期間，芙蓉區深入實施“資源整合、提質增效、開放帶動、強西拓東”的發展戰略，突出優勢帶動、投資拉動、環境推動，區域經濟實現了跨越式發展。但在生態可持續發展道路的發展進程中，長沙市芙蓉區的可持續發展依然任重道遠。從2000～2009年間，綜合可持續發展指數最高為2009年的4.99，沒有達到強可持續發展階段，隨著經濟社會的快速發展，以房地產經濟、第三產業為支柱產業引起的結構性污染問題仍然嚴重，污染投訴和糾紛日益增多，需要改善的問題依然嚴峻。

5.2.1 建設工地揚塵和機動車尾氣對轄區環境空氣質量影響較大 監測結果表明，2000～2009年間可吸入固體顆粒物（PM10）仍為轄區內的首要大氣污染物，這主要與建筑工地、拆遷改造、道路施工等項目增加產生的揚塵以及城區機動車數量劇增尾氣排放有關。

5.2.2 瀏陽河區段河水質量有待進一步改善 花橋污水處理廠和長善垸污水處理廠建成投產后，向瀏陽河直接排放的城市生活污水量大大減少，水質得到一定的改善，但沿線部分排漬涵閘由于淤塞、調度等原因造成了部分污水直接排放，沿岸部分小加工廠、小作坊的偷排，以及水上排擋經營等情況，瀏陽河水質仍待進一步改善。

5.2.3 餐飲業油煙污染問題仍較為突出轄內第三產業尤其是餐飲業發達，數量多、分布廣，而且大多處于繁華路段和居民聚居區。由于餐飲業申領營業執照時未將環保審批作為前置條件，所以給環保管理工作增加了一定的難度，已成為城區居民環保投訴的熱點問題之一。

5.2.4 社會生活噪聲擾民問題較為集中芙蓉區集中了相當多的酒吧、卡拉OK等場所，最典型的如化龍池酒吧一條街、小卡拉OK、音樂茶座等，多選址在居民密集區，又未按環保行政主管部門的要求落實有效的噪聲污染防治措施，產生的噪聲嚴重影響了周邊居民的正常生活，導致居民反復投訴。

5.2.5 不銹鋼、石材加工和廣告制作等帶來的污染擾民時有發生 部分市場功能定位有待明確，未設定行業準入條件，造成環境污染并引發糾紛。如南湖大市場金泉公寓沿線門面不銹鋼加工噪聲擾民情況突出；南明苑石材加工的噪聲、粉塵污染引發居民多次信訪；人民路廣告一條街廣告的噴繪、制作氣味擾民等。

5.2.6 環境保護宣傳力度有待進一步加強 環境保護是我國的一項基本國策，需要全社會、各個部門的支持和參與。目前，公眾參與機制有待完善，公眾的環境保護意識總體水平有待提高，尚未形成濃厚的輿論氛圍，環境保護宣傳教育的力度有待進一步加強。

[1] 熊鴻斌，劉 進. DPSIR模型在安徽省生態可持續發展評價中的應用[J]. 合肥工業大學學報（自然科學版），2009，32（03）：305-309.

[2]于伯華，呂昌河.基于DPSIR概念模型的農業可持續發展宏觀分析[J].中國人口·資源與環境，2004，14（5）：68-71.

[3] 鄭茂坤.應用DPSIR體系解決長江、珠江三角洲地區環境問題的初步思考[J].土壤，2006，38（5）：662- 666.

[4] 長沙市芙蓉區統計局. 長沙市芙蓉區統計年鑒[M]. 北京：中國統計出版社，2000-2009.

[5] 長沙市統計局. 長沙市統計年鑒[M]. 北京：中國統計出版社，2000-2009.

[6] Shen WJ，Wu JG，Grimm NB，Hope D.Effects of Urbanization-Induced Environmental Changes on Ecosystem Functioning in the Phoenix Metropolitan Region, USA[J]. Ecosystems，2008，11（1）：138-155 .

[7] 周恭偉. 關于人口計劃生育事業融入社會發展大局的思考[J]. 人口研究，2010，34（6）：92-97.

[8] 工信部擬定2012年染整產品綜合能耗[J].浙江紡織服裝職業技術學院學報，2010，9（3）：43-43.

[9]毛曉茜，鐵柏清，秦普豐，趙 婷，楊佘唯. 生態示范區可持續發展指標體系的實例研究[J]. 環境與可持續發展，2007， （6）61-64.