大小興安嶺地區森林災害承載力評價

宋靜波 李婷婷 吳黎 齊闖

摘要：區域森林災害承載力是區域抵御森林災害的綜合能力體現，是區域森林可持續發展的重要標志。在借鑒國內外區域承載力研究思路與方法的基礎上，結合中國大小興安嶺地區區域經濟社會及森林各項指標的實際狀況，構建適合中國不同區域森林災害承載力評價的指標體系，為定量分析各不同地區森林災害承載力奠定基礎。

關鍵詞：大小興安嶺;森林災害;承載力評價

中圖分類號：S757 ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ?文章編號：0439-8114（2015）23-6043-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.23.063

Evaluation on Bearing Capacity of Forest Disaster in Greater and Lesser kningan Mountains

SONG Jing-bo1， LI Ting-ting2， WU Li3， QI Chuang4

（1.Institute of Applied Economy， Heilongjiang Provincial Academy of Social Sciences， Harbin 150018， China; 2.Henan College of Finance & Taxation， Zhengzhou 451464， China; 3.Remote Sensing Technique Center， Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences， Harbin 150001， China; 4. College of Economics and Business Administration， Heilongjiang University， Harbin 150001， China）

Abstract： Bearing capacity of regional forest disaster is a measure of the comprehensive ability preventing forest disaster， and also is an important symbol of regional forest sustainable development. Based on the idea and methods of regional bearing capacity from home and abroad， combined with the actual situation of economy， society， and forest indicators in Greater and Lesser kningan Mountains， the index system of bearing capacity of forest disaster for different regions of China was built to lay the foundation for quantitative analysis.

Key words：Greater and Lesser kningan Mountains;forest disaster;bearing capacity evaluation

承載力一詞最早出現于工程力學領域，一般指結構或構件所能承受的最大內力或達到不適于繼續承載的變形時的壓力。生態學最早將其引入其研究領域，由此承載力演變為“某一特定環境條件下，某種個體存在數量的最高極限”。區域森林災害承載力是指在一定時期一定條件下，區域范圍經濟、社會以及各項綜合指標所能承受的森林災害損失及其補償的能力，是區域抵御森林災害的綜合能力體現。中國各林區經濟以“林”為生，在制定森林災害綜合戰略時，應從全局出發，從系統的關系角度進行綜合分析。本文擬利用綜合評價模型對區域森林災害承載能力進行評價分析，合理判斷大小興安嶺地區轉嫁森林風險、開辦森林保險業務的現實性與迫切性。

1 ?大小興安嶺地區森林災害承載力評價體系構建

1.1 ?構建指標體系

根據層次分析法的基本原理，通過大量查閱該地區森林災害的資料，在對林區社會經濟發展水平進行實地調研的基礎上，明確目標層為森林災害承載力評價體系，建立具有3個層次遞階結構的承載力評價指標體系（表1）。從表1可以看出，森林災害承載力為多層次遞階結構。

1）目標層（A），森林災害承載力評價體系，整個評價的目標就是評價出區域森林災害承載力的大小和發展趨勢，目標層位于整個評價的最高層。

2）準則層（B1～B4），即反映影響區域森林災害承載力的主要因素，這里主要包括區域發展水平（B1）、區域森林資源情況（B2）、區域森林災害情況（B3）及區域森林管理情況（B4）。

3）指標層（T1～T22），即為每個準則層包含的具體目標，各個指標是關于相關對象屬性的測度，也是對象屬性的明晰化具體化額度。指標層包括GDP總量（T1）、GDP同比增長率（T2）、人均GDP（T3）、地區恩格爾系數（T4）、大專以上人口比例（T5）、森林面積（T6）、森林蓄積量（T7）、森林覆蓋率（T8）、活立木森林面積（T9）、森林火災發生率（T10）、森林火災受害率（T11）、火災直接經濟損失（T12）、森林病害發生率（T13）、森林病害損失率（T14）、森林蟲害發生率（T15）、森林蟲害損失率（T16）、森林鼠害發生率（T17）、森林鼠害損失率（T18）、基本建設投資額（T19）、固定資產投資額（T20）、森林生態及技術服務（T21）、森林撫育與管護（T22）。

上述指標既包括基本的統計指標還包含了一些綜合性的指標，通過設計評價層次結構圖，各指標的相互關系如下：

A為問題全集，A={B1，B2，B3，B4}={T1，T2，T3，T4，…，T21，T22};B1={T1，T2，T3，T4，T5，}，B2={T6，，T7，，T8，T9}，B3={T10，T11，T12，…T18}，B4={T19，T20，T21，T22}。

1.2 ?建立判斷矩陣

建立了層次指標體系之后，上下層指標之間的隸屬關系被確定，假設上一層指標Tk對下一層指標Tk+1有支配關系，需要在各層元素中進行兩兩比較。這里采用Saaty提出的1～9比率標度法，從評價指標層次結構的指標層開始，將隸屬于同一指標的分級指標之間的重要性進行比較形成判斷矩陣，對于相同層次的n個指標，可得到兩兩比較判斷矩陣D={Dij}。并且判斷矩陣應該滿足下列條件：

①Dij>0，且i，j=1，2，…，n;②當i≠j時，dji=1/ dij，;③當i=j時，dij=1。

根據查閱資料，結合調查問卷及專家意見，在研究大量文獻和對指標相關度進行反復論證、演算和檢驗的基礎上，進行反復研究和系統分析后為判斷矩陣賦值。基于表1關系表，建立兩兩相關比較矩陣①-⑤。

1 1/7 1/3 1/5

7 ?1 ? 5 ?2

3 1/5 ?1 1/3

5 1/2 ? 3 ?1

1 ?4 4 ?2 1/4

1/4 1 2 1/2 1/6

1/4 1 1 1/2 1/6

1/2 2 2 ?1 1/6

4 ?6 6 5 ?1

1 ?1 ?3 ?3

1 ?1 ?3 ?3

1/3 1/3 1 1/2

1/3 1/3 2 ?1

1 1 1/3 1 1/5 3 1 3 3

1 1 1/3 1 1/5 3 1 3 3

3 3 1 3 1/3 5 3 5 5

1 1 1/3 1 1/5 3 1 3 3

5 5 3 5 1 7 5 7 7

1/3 1/3 1/5 1/3 1/7 1 1/3 1 1

1 1 1/3 1 1 1 1 3 3

1/3 1/3 1/5 1/3 1/7 1 1/3 1 1

1/3 1/3 1/5 1/3 1/7 1 1/3 1 1

1 ?2 2 1/3

1/2 1 1 1/5

1/2 1 1 1/5

3 ?5 5 ?1

1.3 ?計算權重并檢驗

首先將各判斷矩陣進行兩次歸一化處理，計算得出各判斷矩陣的分配權重。即根據判斷矩陣D=[Dij]，計算最大特征根（？姿max）和特征向量（W），進而進行一致性檢驗和求解權重。方根法是一種簡單的計算最大特征根和特征向量的簡化方法，它可以求出最大特征根和特征向量的近似值。步驟如下：①計算判斷矩陣T每一行元素的乘積，Mi=■Eij（i=1，2，…，n）（1）;②計算Mi的n次方根W=■（2）;③對向量W進行歸一化處理Wi=■（3），則W=[W1，W2，…，Wn]T即為所求的特征向量。

根據公式（1）及（3），計算得準則層與指標層權重如表2所示。

其次，計算判斷矩陣的最大特征根？姿max= ? ?■■（4），最大特征值的近似值計算出后，利用判斷矩陣一致性指標CI進行檢驗。CI=■（5），CI越大表明判斷矩陣越偏離，CI越小則越接近一致性，檢驗如有不符，則應重新修正判斷矩陣，直到滿足一致性要求為止。對于遞階多層判斷矩陣，則引入正互反矩陣平均隨機一致性指標RI（RI值為查表所得），判斷矩陣一致性指標CI與同階平均隨機一致性指標RI之比，為隨機一致性比率，即由CR=■（6）進行一致性檢驗。當CR<0.1時，該判斷矩陣擁有能夠接受檢驗的一致性，而當CR≥0.1時，應該繼續修正和調整判斷矩陣。

先針對準則層，由公式（4）可知λmax=4.117，由公式（5）計算得CI=■=0.039，查表知RI=0.90，那么由公式（6）得，CR=■=■=0.043 3﹤0.1，滿足一致性要求。以此類推，對指標層進行逐一檢驗，具體結果見表3。

通過上述計算，得到下一層某指標對上一層某指標的權重向量，因為最終目的是要得到指標層各指標相對于目標層的總目標的相對重要程度，所以需要對各層指標的權重進行合成，即進行層次總排序，具體見表4。

2 ?大小興安嶺地區森林災害承載力評價

2.1 ?建立評價模型

中國學者對層次分析法的研究已有很長的時間，也建立了較為完備的定量評價體系。本研究建立的數學模型為：A=■■[Ui■Qij]，式中，A為區域森林災害承載力;Ui為指標層合成權重;Qij為指標層標準化指標;n為選取資料的年份數量。

計算終值0

2.2 ?實證評價

為保證評價的準確性，通過對大小興安嶺地區各方面資料的搜集，確定2003～2012年10年的數據作為時間序列的原始數據，由于原始數據在統計口徑上有一定的差異，因此需要對其進行標準化處理。在標準化處理之前，先通過倒數計算將逆指標轉化成正指標，然后運用SPSS軟件得到的標準化數據列示附件中。將標準化后的數據及權重代入模型，計算得出準則層評價結果見表6。

由準則層評價結果，計算得出大小興安嶺地區森林災害承載力最終評價結果為：

A=■■Ui■Qij]=0.100 404<0.4（總分為1.00）

由以上結果可知，大小興安嶺地區森林災害承載力為A-級，亟需政府介入轉嫁森林風險。政府應確立適合該地區發展的森林保險政策，建立有效的風險防范補償機制，在施行保費補貼政策的同時，加大政府對森林保險的政策扶持力度。同時，按照保險的運作理念與原則，森林保險作為一個高風險、高損失的高危險種，在商業保險公司內部很難持續運作。因此，在該地區森林保險運作及實施過程中，既要考慮森林經營者的繳費能力，又要考慮經營森林保險者也就是森林保險人的抵御風險的能力和盈利水平。為此，在國家主導下，構建適合該地區的森林保險制度，依存現有的財產保險公司或者建立專門的森林保險公司，是當前應對大小興安嶺地區森林災害及其造成的巨大損失的必要手段和有效途徑。

3 ?小結

文章在對大小興安嶺地區森林災害的特點進行分析的基礎上，運用層次分析法分別從大小興安嶺地區發展水平、森林資源載有量、森林災害損失以及森林資源綜合管理4個方面對該地區森林災害的承載力進行定量分析，建立該地區災害承載力評價指標體系。評價結果表明，大小興安嶺地區森林災害承載力為A-級，亟需政府介入轉嫁風險。明確政府應確立適合該地區發展的森林保險政策，建立有效的風險防范補償機制。目前國內在區域森林災害承載力評價指標體系方面的研究較少，本研究就這方面進行了初步探討，有待進一步研究。今后將選擇不同具體森林區域不斷補充完善，使研究更加科學、更具可操作性。

參考文獻：

[1] KARIMI I，HULLERMEIER E. Risk assessment system of natural hazards：A new approach based on fuzzy probability[J]. Fuzzy Sets and Systems，2007，158（9）：987-999.

[2] ESOGBUE A O.Fuzzy sets modeling and optimization for disaster control systems planning[J]. Fuzzy Sets and System，1996， 81（1）：169-183.

[3] DUCEY M J，LARSON B C. A fuzzy set approach to the problem of sustainability[J].Forest Ecology and Management，1999， 115（1）：29-40.

[4] 湛孔星，王樹坤，陳國華.區域承災能力評估方法及應用研究[J].中國安全生產科學技術，2010，6（1）：35-39.

[5] MONTOYA L，MASSER I. Management of natural hazard risk in Cartago，Costa Rica[J]. Habitat International，2005，29（3）：493-509.