基于PSR的甘肃省生态环境测度分析

段淇斌，赵冬青

（甘肃省农牧厅外资项目管理办公室，甘肃 兰州 730000）

基于PSR的甘肃省生态环境测度分析

段淇斌，赵冬青

（甘肃省农牧厅外资项目管理办公室，甘肃 兰州 730000）

生态环境关系着人类的福祉与未来，对生态环境进行测度可以为生态文明建设和经济社会的可持续发展提供重要依据。文章基于PSR模型构建了甘肃省生态环境测度指标体系，运用模糊综合评价法对2011—2014年甘肃省五大生态特征区（陇中、河西走廊、陇东、陇南和甘南）的生态环境状况进行了评价，以期对甘肃省生态文明的建设提供决策参考；评价结果显示陇东、陇南的生态环境等级一直保持为优级，河西、甘南和陇中的生态环境等级为差级，但2014年生态环境状况有明显改善。

生态环境；PSR模型；测度分析

一、引言

良好的生态环境是经济发展和社会进步的基本前提。保护、开发和利用生态环境是促进经济发展和社会进步的必然选择。甘肃省作为生态环境比较脆弱的地区，始终把保护生态环境作为自身发展的重要前提，而且也取得了一定的成效，但是土地沙漠化、水土流失等生态问题仍然很严重。目前，甘肃省正处于经济快速发展的重要阶段，而生态环境作为影响经济发展的基础性因素，有必要对甘肃省的生态环境状况进行测度分析。

对于生态环境测度的研究，Greymoer（2010）指出，通过生态环境状况的测度来评估一个地区的经济发展程度是一个重要方面，也是一个有效的工具[1]；李玉照、刘永和颜小品（2012）利用DPSIR模型对河南省的流域生态安全状况做过研究[2]；王奎峰、李娜（2014）曾利用DPSR模型对山东半岛的生态环境承载力进行过评价[3]；牛安逸（2015）运用遥感技术和综合指数法，对广州市的生态环境进行了评价[4]。本文在相关学者研究的基础之上，基于PSR模型，运用模糊综合评价法对甘肃省的生态环境状况进行评价，以期为甘肃省生态环境的利用、开发和保护提供决策参考。

二、模型构建

（一）PSR理论

“压力-状态-响应”（Pressure-State-Response，PSR）模型是最初由加拿大统计学家Rapport和Friend（1979）提出，后由经合组织（OECD）和环境署（UNEP）于20世纪八九十年代共同发展的用于研究环境问题的框架体系[5]。其中，P代表的是压力子系统，即使生态环境发生变化的外力；S代表的是状态子系统，即当下生态环境所处的状态；R代表的是反应子系统，即人类在保持生态环境持续发展过程中所进行的一些活动。PSR模型的基本结构如图1所示。

图1 PSR模型结构图

（二）指标体系的构建

合理的评价指标体系，是保证测度科学性和准确性的基础。本文通过专家研讨以及对以往文献的研究，根据PSR模型的基本结构以及层次分析法的基本原理，结合甘肃省生态环境的实际情况，依据全面性、简明性、易量化等原则，本文最终选取了20个评价指标（见表1），其中压力子系统指标6项、状态子系统指标10项、反应子系统指标4项，涵盖了生态环境的各个方面。

表1 甘肃省生态环境评价指标权重及评价指标分级标准表

三、甘肃省生态环境测度分析

（一）数据来源

本文在对甘肃省生态环境测度中，将甘肃省分为陇南、陇东、陇中、河西走廊以及甘南五大生态特征区。数据主要来源于2011年、2012年、2013年和2014年的《甘肃省统计年鉴》、《甘肃省环境状况公报》以及《甘肃省各市环境状况责任书》等。

（二）指标权重的确定

本文将采用层次分析法（AHP）来确定各个指标的权重系数，其步骤为：（1）构造判断矩阵（目标层对准则层的的判断矩阵A-B、准则层对于指标层的判断矩阵B-D）；（2）判断矩阵的一致性检验（要求 CR 必须小于 0.1）；（3） 层次总排序；（4）求出各个指标的综合权重（见表1）。

（三）评价指标分级标准的建立

甘肃省生态环境评价指标分级标准的建立参考相关标准（《甘肃省“十三五”环境保护规划》、《生态环境状况评价技术规范（HJ/T 192-2006）》、《联合国可持续发展委员会（UNCSD）可持续发展指标体系》）并经专家研讨综合决定，将评价指标标准分为 4级：优（Ⅰ）、良（Ⅱ）、中（Ⅲ）、差（Ⅳ）。具体分级标准见表1。

（四）甘肃省生态环境的模糊综合评价

模糊综合评价是在不确定的情况下，考虑多种因素的影响，为了某种目的对一事物做出综合决策的方法[6]。本文将采用模糊评价方法对甘肃省五大生态特征区的生态状况进行评价。其基本过程为：列出评价指标的权重矩阵A；根据评价分级标准和隶属度函数确定模糊矩阵B；将权重矩阵A与模糊矩阵R相乘，得到隶属度矩阵B，即B=A*R。

1.隶属度矩阵的确定

假设对第i个评价因素u进行单因素评价得到一个相对于vj的模糊向量，rij为因素ui具有vj的程度，0＜rij＜1[7]。若对 n个元素进行了综合评价，其结果是一个n行n列的矩阵，称之为隶属度矩阵R。本文应用隶属度函数计算指标隶属度，进而确定指标的隶属度矩阵R。

设评价指标因素集 X=（x1，x2，x3，…，xm），评价等级标准 v=（v1，v2，v3，…，vn），设 vj和 vj+1为相邻两级标准，且vj+1＞vj，则vj级隶属度函数为：

根据上式，计算评价指标i隶属于评价等级j的隶属度rij，生成隶属矩阵R：

2.综合隶属度的计算

综合隶属度是指在对评价指标体系中的单个指标的隶属度确定的基础上，对评价指标体系中的全部指标综合起来对于评价标准的程度即属于哪个等级[8]。综合隶属度的计算运用各个指标的权重组成的权重矩阵A乘上隶属度矩阵R得到综合隶属度模糊集B，即B=A*R，然后根据最大隶属度原则，确定综合隶属度的等级。

下面以2014年陇东地区为例进行具体的计算：

（1）根据前面运用层次分析法得出的各指标权重，列出权重矩阵A：

A=（0.01，0.026，0.122，0.067，0.007，0.026，0.017，0.111，0.153，0.036，0.148，0.063，0.027，0.013，0.043，0.026，0.059，0.012，0.006，0.028）

（2）根据隶属函数计算出各个二级指标的隶属度值，确定隶属度矩阵R：

（3）根据B=A*R得出2014年陇东地区生态环境的综合隶属度的模糊集 B=（0.3445，0.3095，0.196，0.15）。进而得出2011—2014年甘肃省五大生态特征区的生态环境状况的综合隶属度及最大隶属度值（见表2）。

表2 甘肃省五大生态特征区的生态环境状况评价隶属度值表

3.甘肃省五大生态特征区生态环境状况综合分析

根据最大隶属度原则，我们发现甘肃省五大生态特征区的生态环境状况在2011—2014年都呈现出一定的地区特点和变化趋势。总体来看，五大生态特征区的生态环境等级在不断上升，生态环境状况呈现逐年变好的趋势。具体分析如下：

图2 2011年甘肃省生态环境等级图

图3 2014年甘肃省生态环境等级图

（1）陇中地区的生态环境状况较差但也有明显的改善。2011—2012年，陇中地区生态环境状况属于差级，并且差级隶属值在增大，具体表现为2011—2012年压力子系统中的氮氧排放量由21 399万吨增加到30 000万吨，二氧化硫排放量由224 399万吨增加到260 161万吨以及人口密度的急剧增加。陇中地区积极的进行退耕还林，状态子系统中植被覆盖率提高了10%，并且对高污染、高耗能的企业进行了整改，使得压力子系统中的固体废弃物产生量以及二氧化硫排放量明显减少，生态环境得到明显改善。到2014年，生态环境等级由差级上升为良级。

（2）陇南的生态环境状况一直保持良好。2011—2014年，陇南地区的生态环境一直都处于优级，具体表现在压力子系统中的工业废水排放量由2 325万吨下降为2 055万吨，工业固体废物产生量由641.63万吨下降为542.25万吨，状态子系统中的二级天比例从89%上升到96%。除了2012年的优级隶属值有略微的下降外，其他年份的优级隶属值均呈上升趋势，这说明陇南地区的生态环境在保持良好的情况下，积极进行生态环境的保护。到2014年，陇南地区的人均公共绿地面积由33.7平方米增加到42.7平方米，植被覆盖率提高了5%，这将使甘南地区生态环境朝着更好的方向发展。

（3）河西走廊地区的生态环境状况得到明显改善。总体上，河西走廊地区生态环境状况的优级隶属度比较小，而差级和良级的隶属度比较大，这说明河西走廊地区的生态环境的整体状况比较差。但是从2013年起，河西走廊地区积极改善当地的生态环境状况，压力子系统中的氮氧排放量由10 209万吨下降为7 240万吨，二氧化硫排放量由290 095万吨下降为269 336万吨、工业废水排放量由3 902万吨下降为3 405万吨和工业固体废物产生量明显减少，生态环境状况明显好转，由差级上升为良级。

（4）甘南地区生态环境状况良好。甘南地区在2011—2012年生态环境的隶属度一直处于差级，但是经过两年的生态环境保护与恢复，取得了一定的成效。状态子系统中的土地沙化面积比重由16%下降为14%，植被覆盖率提高了5%，水土流失面积比重下降了4%，二级天比例由85%上升为96%；压力子系统中的氮氧排放量由10 656万吨减少为600万吨，工业固体废物产生量由123万吨减少为86万吨。到2014年，甘南地区的生态环境等级由差级上升到优级。生态环境状况得到了明显改善。

（5）陇东的生态环境状况有恶化的趋势。陇东地区的生态环境的整体状况良好，并且在2012年陇东地区的生态环境状况最好。虽然近两年该地区的生态环境状况一直保持在优级，但是由于陇东地区的能源开发力度不断加大，使得压力子系统中的工业固体废物产生量由462万吨上升为571.27万吨，二氧化硫排放量由55 701万吨上升为75 578万吨，人口密度由8 248人/平方千米增加到8 751人/平方千米。近两年，生态环境的优级隶属度值较2012年有所下降，并且在2014年，陇东地区的生态环境状况的优级隶属值和良级隶属值已经相差不大，这说明陇东地区的生态环境在未来有恶化的可能。

四、结论

本文基于PSR理论，构建了一套分析生态环境测度的指标体系，并运用模糊综合评价法对甘肃省的五大生态特征区进行了评价。从整体来看，甘肃省的生态环境状况在不断的改善；从各个区域来看，陇东和陇南的生态环境状况一直保持良好并且在不断的优化，陇中和河西走廊的生态环境虽然在不断的改善，但是生态环境状况仍然比较差，仅处于良级，甘南地区作为甘肃省生态环境状况比较特殊的地方，生态环境相当的脆弱，但近年来，甘南地区的生态环境在不断的改善，2014年甘南地区的生态环境状况已处于优级。

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（责任编辑：C 校对：T）

F124.5；F205

A

1004-2768（2017）05-0103-04

2017-02-15

段淇斌（1963-），男，甘肃泾川人，硕士，甘肃省农牧厅外资项目管理办公室主任，农业推广研究员，研究方向：农业经济、贫困与贫困地区可持续发展；赵冬青（1970-），女，甘肃榆中人，甘肃省农牧厅外资项目管理办公室高级兽医师，研究方向：农业可持续发展与生态保护。段淇斌为通讯作者。