基于層次分析法的山東省環(huán)境狀況保護分析

白 晨

(山東師范大學 地理與環(huán)境學院，山東 濟南 250014)

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基于層次分析法的山東省環(huán)境狀況保護分析

白 晨

(山東師范大學 地理與環(huán)境學院，山東 濟南 250014)

摘要：依據(jù)層次分析法，對山東省的環(huán)境狀況保護現(xiàn)狀進行了分析，探討了廢水處理、廢氣處理、固體廢物處理以及環(huán)境保護與建設四方面的情況，通過建立權(quán)重矩陣，對每一個指標相應打分進行了研究，從而得出了山東省2010年和2014年的環(huán)境保護狀況的權(quán)重得分，比較了這5年間山東省環(huán)境保護狀況變化。結(jié)果表明：山東省在5年間的環(huán)境保護工作取得了一定的成效，廢水、固體廢物、環(huán)境保護與建設都取得了一定的成效，但是廢氣控制方面卻不降反增。

關(guān)鍵詞：層次分析法；山東省；環(huán)境狀況保護

1引言

山東省是北方沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)之一，也是工業(yè)相對集中，人口密度大，各種自然資源相對緊張的地區(qū)。近年來山東經(jīng)濟發(fā)展迅速，經(jīng)濟綜合實力明顯增強，國內(nèi)生產(chǎn)總值列全國第3，在全國占有重要地位。但是隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，山東省的環(huán)境問題頻發(fā)，空氣污染、水資源匱乏等問題凸顯。盡管有不少學者對當前的環(huán)境現(xiàn)狀進行了分析并提出防治對策，但采用層次分析法進行山東省的環(huán)境狀況分析的研究還很少見。

基于此，通過AHP層次分析法，對山東省環(huán)境保護狀況進行了分析，從而促進經(jīng)濟與環(huán)境互相協(xié)調(diào)發(fā)展，為全面建設小康社會實現(xiàn)“中國夢”而努力。

2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

20世紀70年代，英國經(jīng)濟學家舒馬赫提出了“小型化經(jīng)濟”的觀點，他提出：大規(guī)模生產(chǎn)刺激了消費的增長，造成不可再生資源的嚴重短缺和環(huán)境污染，加劇了人與自然的矛盾。所以他認為經(jīng)濟發(fā)展模式是一個促進具有自由、效率、創(chuàng)造性、持久性特征的小型化經(jīng)濟，反對高速城市化和大規(guī)模擴大生產(chǎn)。20世紀80年代Riddcll提出了生態(tài)模擬和經(jīng)濟優(yōu)化綜合模型，將環(huán)境問題與數(shù)學模型聯(lián)系起來。國內(nèi)研究方面，李崧、邱微等將層次分析法應用于生態(tài)的研究中，通過對黑龍江省進行生態(tài)指標的構(gòu)建，對黑龍江生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進行分級從而改善生態(tài)環(huán)境。劉莊、謝志仁等運用GIS與層次分析法結(jié)合，對江蘇省進行生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價，從而得出江蘇省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量基本上由南向北逐漸降低,與自然環(huán)境狀況的空間格局大體吻合,但局部地區(qū)有差異。李萌、蔡建飛通過對創(chuàng)新環(huán)境影響因素的深入分析,將城市創(chuàng)新環(huán)境分為政策法律環(huán)境、創(chuàng)新基礎環(huán)境、人文環(huán)境和創(chuàng)新服務環(huán)境四個子系統(tǒng)。在此基礎上構(gòu)建了城市創(chuàng)新環(huán)境的評價指標體系和基于層次分析法的城市創(chuàng)新環(huán)境的綜合評價模型,并研究了如何應用該模型來進行創(chuàng)新環(huán)境的綜合評價。孟小春等從水環(huán)境、大氣環(huán)境、聲環(huán)境、固體廢物、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)村環(huán)境、核與輻射安全、社會經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境監(jiān)管能力、環(huán)保投資10個方面，選取了37個指標建立廣州市“十二五”環(huán)境保護層次指標體系。邵波、陳興鵬運用層次分析法建立了甘肅省生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價指標體系，對該指標體系中的各因子進行了統(tǒng)計分析，確定了各生態(tài)因子的具體權(quán)重，得出了各影響因子的重要性排序。對甘肅省的生態(tài)環(huán)境作了綜合全面的評價，并提出了主要生態(tài)問題的防治措施，提出了相應對策，以確保甘肅省生態(tài)環(huán)境向著良性的方向發(fā)展。

本文以山東省為研究對象，采用層次分析法建立指標體系，定量分析經(jīng)濟發(fā)展快速化時代山東省環(huán)境保護狀況，從而為今后的環(huán)境保護政策起到一定的借鑒作用。

3層次分析法模型的構(gòu)建與檢驗

3.1層次分析法的介紹

層次分析法是美國運籌學家匹茨堡大學教授薩蒂于20世紀70年代初在為美國國防部研究“根據(jù)各個工業(yè)部門對國家福利的貢獻大小而進行電力分配”課題時，應用網(wǎng)絡系統(tǒng)理論和多目標綜合評價方法，提出的一種層次權(quán)重決策分析方法。主要是針對多因素復雜系統(tǒng)，特別是難以定量描述的社會系統(tǒng)的分析，其核心是將所要分析的問題層次化。根據(jù)問題的性質(zhì)和要達到的總目標，AHP層次分析法將問題分解成不同的組成因素，按照因素間的相互關(guān)系及隸屬關(guān)系，將各種因素按不同層次聚類組合，形成一個多層分析結(jié)構(gòu)模型，最終把系統(tǒng)分析歸結(jié)為最低層相對于最高層的重要性權(quán)值的確定或相對優(yōu)劣次序的排序問題。其解決問題主要通過六步來進行，包括明確問題、建立層次結(jié)構(gòu)、構(gòu)造判斷矩陣、層次單排序、層次總排序和一致性檢驗。

3.2建立山東省環(huán)境保護綜合評價體系

3.2.1構(gòu)建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

環(huán)境保護的評價體系在構(gòu)建時要注意環(huán)境變化的可變性，因而構(gòu)建體系要遵循可操作性、系統(tǒng)性、層次性、科學性和靈活性等原則。也就是說，在指標體系構(gòu)建時，要考慮到指標的系統(tǒng)以及各指標代表的層次同時各級指標要遵循現(xiàn)實，指標之間既可以橫向比較又可以縱向比較。所以考慮這些因素，建立了廢水處理、廢氣治理、固體廢物處理、環(huán)境保護與建設四大方面內(nèi)含的14個指標，具體指標見圖1。

圖1　山東省環(huán)境保護綜合評價指標體系

3.2.2構(gòu)造判斷矩陣

通過上一層次結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建，對每一層的指標進行比較分析，按照規(guī)定的標度方法定量化，引入1-9比率標度來構(gòu)造判斷矩陣，標度及其各個標度代表的含義見表1。

表1　標度及含義

3.2.3層次單排序權(quán)重計算和一致性檢驗

層次單排序，即指對于上一層某因素而言，本層次各因素的重要性排序。層次單排序的計算方法為：

第一步：將判斷矩陣每一列歸一化，表達式為:

第二步：列歸一化后的判斷矩陣按行相加：

第四步：計算判斷矩陣最大特征根λmax，公式為：

第五步：一致性檢驗。

表2　平均隨機一致性RI的值

4數(shù)據(jù)來源與模型計算

本文選取《山東省統(tǒng)計年鑒》和《中國統(tǒng)計年鑒》中2010-2014年的數(shù)據(jù)進行分析，但是在計算之前，需要對數(shù)據(jù)進行標準化處理。具體方法如下。

由于上述指標中，有些指標與環(huán)境保護呈正相關(guān)關(guān)系，即指標數(shù)據(jù)越大對環(huán)境保護越好，如工業(yè)固體廢物綜合利用率、工業(yè)固體廢物中危險物比重、人均生活垃圾清運量、生活垃圾無害化處理率、人均城市綠地面積等等；有些指標則呈負相關(guān)，如人均工業(yè)廢水化學需氧量排放量、人均工業(yè)廢水氨氮排放量等等。對于正負相關(guān)的指標其標準化處理的公式不同。

4.1判斷矩陣計算

根據(jù)數(shù)據(jù)，進行歸一化處理，分別得出每一層次的判斷矩陣，見表3，表4，表5，表6，表7。

表3　判斷矩陣A-B

表4　判斷矩陣B1-C1

表5　判斷矩陣B2-C5

表6　判斷矩陣B3-C8

表7　判斷矩陣B4-C12

4.2權(quán)重得分

通過2014年《中國統(tǒng)計年鑒》和2014年《山東省統(tǒng)計年鑒》，匯總出2014年14個指標中的各個數(shù)值，通過上一步各個指標的權(quán)重，進行打分(表9)。

表8　個體組合權(quán)重

表9　2014年各指標數(shù)值

將選定的14個指標進行數(shù)據(jù)代入，根據(jù)公式計算綜合得分，通過計算得出2010～2014年5年間山東省環(huán)境保護變化趨勢，得出綜合得分(表10)。

表10　山東省環(huán)境保護評價得分

通過表10可知，山東省在2010～2014年間，經(jīng)濟快速增長，環(huán)境情況也在提高，環(huán)境保護成效顯著，環(huán)境質(zhì)量總體良好，環(huán)境保護狀況良好，由2010年的7.46分到2014年的7.97分，提高了6.4 %，環(huán)境保護工作勢頭良好，說明政府更加重視環(huán)境的建設。通過圖2可知，污染物排放減少，污水處理方面技術(shù)提高，工業(yè)中的氨氮含量以及化學需氧量都明顯減少，而人均綠地面積，垃圾處理量，固體廢棄物處理方面，提高了固體廢物的綜合利用率。加強生態(tài)保護與建設力度，自然保護區(qū)面積增加，生活垃圾無害化處理率提高，人均城市綠地面積增加。其中廢水處理方面，排放污染物明顯減少，下降大約16.7 %，環(huán)境保護與建設方面也提高顯著，提高了7.3 %，但是，從圖3可以看出在廢氣處理方面，山東省卻不降反增，相比于2010年，山東省2014年的廢氣排放上升了24 %，上升速度最快。所以，盡管山東省重視了環(huán)境的建設，但是大氣污染這一方面仍是重點需要嚴格治理的問題。在今后的建設中，政府需嚴格控制大氣污染物的排放，提高大氣治理能力。

圖2　山東省2010，2014年各指標得分

圖3　山東省B1，B2兩類得分比較

5結(jié)語

運用層次分析法來進行環(huán)境保護工作的成效，可以比較直觀的發(fā)現(xiàn)對環(huán)境建設的影響最大，加強這一方面環(huán)境治理力度，從而樹立節(jié)約集約循環(huán)利用的資源觀，從源頭緩解經(jīng)濟增長與資源環(huán)境之間的矛盾，推動全社會形成綠色生產(chǎn)、綠色消費自覺、全面節(jié)約和高效利用資源，充分注意經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護的相互協(xié)調(diào)。總體而言，運用層次分析法可以較為準確地評價一個地區(qū)的環(huán)境保護狀況，對制定環(huán)境保護措施具有一定的參考價值。

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收稿日期：2016-04-18

作者簡介：白晨(1993—)女，山東青島人，山東師范大學地理與環(huán)境學院碩士研究生。

中圖分類號：X820.2

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944(2016)12-0081-04