基于LDA和SNA模型的长江三角洲地区水环境政策演化特征及趋势分析

万 欣,潘焌南,张子霞,张 怡

(河海大学商学院,江苏 南京 211100)

长江三角洲地区包括苏浙沪皖三省一市,是中国河网湖群最密集的区域之一,涵盖了长江流域中下游、淮河流域中下游、东南诸河浙皖地区以及太湖流域全域[1]。作为区域一体化发展的重要示范区,长江三角洲的经济建设与社会发展取得了巨大的成就,对服务全国大局、带动周边发展做出了重要贡献。然而,由于经济长期粗放式增长、污染工业高度聚集、协同治污不力等原因,长江三角洲地区河湖污染、近海污染和跨界污染突出,是水环境污染最为严重的区域之一[2]。迄今为止,长江三角洲地区已出台系列水环境政策,如《江苏省水污染防治条例》《浙江省地下水污染防治实施方案》等。根据《生态环境状况公告》显示,2011—2021年长江三角洲地区地表水Ⅲ类及以上水质断面占比均值从53.2%提升到86.5%;而地下水水质虽然整体向好,但截至2021年地表水Ⅲ类及以上水质断面占比不足50%。由此可见,政策工具的运用显著改善了水环境质量,但由于生态环境治理的动态性、长期性和跨界性,政策体系的优化与完善仍然面临诸多压力和挑战。

目前,一些学者通过构建PMC模型或其他多维评估框架对环境政策进行研究,如杨明一等[3]从政策目标、工具和执行者3个维度分析了苏浙沪对太湖流域政策的差异性;Khan等[4]基于“ideas,institutions,and interest”三维框架比较了印度与韩国的水环境政策。一些学者则运用双重差分、多元回归等统计方法分析了政策规制的效果,如研究畜禽养殖污染防治政策对污染排放的影响[5]、环境政策对可再生能源技术创新的作用[6]以及政策工具对区域绿色创新的影响[7]等。近年来,随着政府信息的公开化以及信息技术的发展,政策文本研究逐步受到相关学者的关注。一些学者采用定性分析法总结环境政策的内容和思想结构,从宏观层面把握相关政策体系的结构与演进过程[8-9]。在定量研究中,针对政策文本计量分析,相关学者利用文本挖掘、数据分析等新方法和新工具统计政策文本的结构要素,分析政策中的隐含关系或特征,这些要素涉及主题词频、发布机构、发布时间和参考关系等[10]。例如:裴瑞敏等[11]将科技人才政策划分为5个阶段,分别分析了政策主题和发布主体的变迁过程;刘玉强等[12]从政策主体、类型和力度3个维度探究了科普政策的基本特征,并绘制了政策主体协同关系图谱;文禹衡等[13]结合扎根理论和CiteSpace计量工具,从领域、时间等多视角分析了数据确权政策和科研论文的协同情况。

从现有文献来看,环境政策研究主要集中于政策效力和效果的评价,缺少对海量政策文本数据的利用和分析。虽然文本处理技术的发展极大地推动了政策文本的研究,但相关研究仍以定性分析为主,高度依赖研究者的实践经验和分析能力,缺少对水环境政策发展趋势及特征的定量分析。在政策文本计量分析中,政策主题和发布主体是最常被关注的政策结构要素,但相关文献往往分别探讨各要素的演进特征,而忽略了发布主体与政策主题之间的联动性。

因此,本研究基于长江三角洲地区2005—2021年的水环境政策,利用潜在狄利克雷分布(LDA)模型和社会网络分析(SNA)模型对政策文本数据进行结构化处理,分阶段提取政策主题,并建立发文部门之间以及部门与主题之间的网络关系,对政策文本进行计量分析,以揭示长江三角洲地区水环境规制现状、存在的潜在问题及发展趋势,为优化区域水环境政策体系、提高政策过程协同性提供支撑。

1 研究框架

1.1 数据来源

为了全面检索长江三角洲地区发布的与水环境治理和保护相关的政策文本,以“水环境”“水污染”“水治理”“水保护”“河流治理”“河流污染”“河流保护”“湖泊治理”“湖泊污染”“湖泊保护”等为关键词,在北大法宝、万方数据等数据库中,设定时间跨度为2005—2021年,检索省级人大及其常务委员会和省级人民政府及其下属部门发布的相关法律、法规、办法等各类文件。经过初步检索,得到451项与所研究主题相关联的政策文本。进一步对政策文本的内容进行研读,剔除核心内容及措施、手段与主题相关性较低的政策,如具体规定专项资金使用方法、水环境工程施工管理要求等政策文本,最终得到与水环境治理和保护密切相关、且满足分析要求的132项政策文本。

以2015年中央政治局常务委员会通过的《水污染防治行动计划》(俗称“水十条”)为时间节点,将筛选保留的132项政策按其发布时间划分为两个阶段,即2005—2014年发布的政策划归为第一阶段,2015—2021年发布的政策则划归为第二阶段。两阶段的有效政策数量分别为68项和64项。

1.2 研究方法与框架

在政策筛选与阶段划分的基础上,对政策文本数据进行主题和网络建模分析,研究框架如图1所示。

图1 研究框架

LDA模型是文本主题识别及分类的常用方法之一,能够稳定处理长文本数据,具有良好的数据降维能力,适用于政策文本的潜在语义关系挖掘。因此,本研究采用Python语言实现LDA建模,提取政策文本中包含的主题,以分析水环境规制内容的重点及其分布。LDA模型本质上是一个由单词层、主题层、文档层组成的3层贝叶斯概率模型,假设语料库中的文档由多个主题组成,每个主题又由若干个相关词语组成,则在一篇文档中词的概率分布P可表示为

P(ωm,n)=P(ωm,n|Zm,n=k)P(Zm,n=k)

(1)

式中:ω为词变量;Zm,n为词的主题分布;M为文档的数量(m∈M);K为主题数量(k∈K)。

词、主题和文档之间的关系如图2所示(Nm为每篇文档的构词数;θm为文档-主题概率分布;φk为主题-词概率分布;α、β分别为φk、θm的超参数)。

图2 LDA模型原理

SNA模型以作为节点的社会能动者及其间关系的集合构建“社会网络”,通过刻画网络的整体形态和特征,从“关系”角度研究结构问题,为分析政策主体的合作模式提供了适合的分析工具。SNA模型可从不同角度刻画网络结构特征,包括中心性分析、凝聚子群分析和核心边缘分析等。中心性分析主要用来反映个人或组织在社会网络中居于怎样的中心地位;凝聚子群分析则主要分析社会网络中具有相对紧密、经常或积极关系的行动者子集;而核心边缘分析可区分网络的位置结构,将网络节点分为核心区和边缘区。根据本研究的研究目的,采用凝聚子群分析中的n-派系分析法对所构建的部门-部门合作网络进行分析,揭示部门之间联合发文的模式与规律;进一步,对构建的部门-主题二模网络进行核心边缘分析,探究发文部门与政策主题在网络中的结构位置关系。

2 模型构建与结果分析

2.1 基于LDA模型的主题分析

对有效政策文本数据进行预处理,包括分词、剔除无意义词等。分词处理采用jieba分词包。综合百度停用词表、哈尔滨工业大学停用词表和四川大学机器智能实验室停用词表构建停用词表,过滤政策文本中无实际意义的字或词。

合理确定最优主题数是LDA建模的关键。首先根据困惑度计算结果初步确定最优主题数,困惑度值越低表示模型精准度越高。经计算两阶段困惑度值最低时对应的主题数均为7。其次,利用pyLDAvis对主题建模结果进行交互式调整和优化,最终确定各阶段的最优主题数,得到的结果如图3所示,圆圈越大代表该主题越重要,越分散代表主题的独立性越强。由图3可知,最终确定第一阶段和第二阶段的最优主题数分别为6和5。

图3 LDA模型聚类结果

表1为两个阶段所包括的主题内容及对应的前10个关键词。从表1可知,第一阶段两个最重要的主题都与农村相关,分别是农业水污染管控(主题1)和农村饮水安全(主题2)。农村水污染主要来自于农业生产和农村生活的面源污染,具有分散性、隐蔽性和随机性等特点,与城镇相比监管难度更大[14];同时,农村人口的饮水安全一直倍受挑战,在国家农村饮水安全工程(2005—2015年)的引导下,长江三角洲各省市完善了农村供水设施,加强了对供水单位的管理,定期开展水质监测,解决了农村饮水困难的问题。城市污水处理(主题5)成效很大程度上取决于污水处理设施及配套管网的完善程度[15],因此相关政策主要致力于加强相关设施的建设、运行维护与监管。此外,长江三角洲地区是跨界水资源联保共治的重点区域,实现水资源综合利用(主题4)和流域水污染防治(主题6)在第一阶段已成为政策的关注点。最后,作为我国最大的港口群所在地,长江三角洲地区船舶污染问题(主题3)突出且防治难度大[16],相关政策集中对船舶污水处理要求和标准等做出了规定。

表1 基于LDA模型的政策主题分析结果

第二阶段,流域水污染防治和饮水安全仍是重要的政策议题。流域水污染防治(主题8)的关注点仍在于完善流域排污管理制度,但该阶段政策目标更加明确,标准更加严格。为了落实“水十条”,长江三角洲地区通过将水污染治理成效纳入政绩考核、更新水污染防治技术目录、定期公布水环境质量排名等方式,持续强化流域污染规制力度。与第一阶段有所区别,饮用水(源)保护(主题10)主要聚焦于对饮用水水源地的保护。地下水管理(主题7)

和河湖管理制度(主题9)是该阶段新出现的政策主题。河湖长制2008年在浙江省多城市试点,2016年起在全国推行,是源于河湖治理实践的一项重大制度创新。江苏省在农村河道管护(主题11)方面走在全国前列,2019年出台了全国首个省级农村河道管理办法,并结合河长制予以落实,建立了农村河道的长效管护机制。此外,长江三角洲地区有效打破了联合治理的区域行政壁垒,2020年率先建立联合河湖长制,将47个河湖纳入重点跨界治理范围,为全国水污染跨界协同治理起到了示范作用[17]。主题7是第二阶段最重要的主题之一,说明相较于更易感知和测量的地表水污染,地下水污染近年来逐渐成为政策规制的重点[18],我国第一部关于地下水管理的专门行政法规——《地下水管理条例》于2021年正式出台并实施。

2.2 基于SNA模型的网络分析

2.2.1部门-部门

为了探究水环境政策主体之间的配合关系和规律,参考相关文献[19-21],根据政府部门行政职能的不同,将发文部门分为地方国家权力机关和行政机关、行业主管部门、其他行业管理部门以及综合管理部门4种类型,如表2所示。行业主管部门和其他行业管理部门是相对于关注的政策问题而言,在水环境治理研究中,行业主管部门包括水利及生态环境相关部门;其他行业管理部门则是指除了行业主管部门之外的行业性部门;综合管理部门指在公共事务中担任某方面职能的管理部门。需要说明是,2018年国家机构改革对部分部门进行了调整,本研究以2015年为界划分两个政策阶段,为了方便对比分析,第一阶段使用机构原名称,第二阶段统一使用机构新名称。

表2 发文部门分类

基于SNA模型构建部门-部门合作网络。具体处理方式如下:①提取每一政策的发文部门,并剔除未参与联合发文的部门(如省人大(含常委会)、省人民政府等);②部门之间的联合发文无方向之分,构建的网络属于无向子图,因此对于多部门联合发文的情况,两两之间记共现1次,如A、B、C三部门共同发文,则A与B、A与C、B与C之间各记共现1次;③汇总所有联合发文情况,得到部门间的共现矩阵,据此绘制部门-部门网络图。随后,对部门-部门网络进行n-派系分析,n取值为1,即要求所形成的团体内所有发文部门之间均有联合发文,从而保证团体内部门之间联系的紧密性。由此绘制的两阶段部门-部门网络图,如图4所示。

图4 部门-部门网络图

由图4可知,两个阶段的发文部门都形成了3个联合发文小团体,且存在一定的异同。从网络特征上看,两阶段均形成了网状图,表明水环境政策的制定不同部门之间配合度较高,保持着良好的合作关系。从数量上来看,第二阶段联合发文部门要多于第一阶段,说明后期需要处理的问题更加复杂化和多元化,需要有更多的部门参与水环境政策的联合制定。除此之外,第一阶段中,财政厅(局)出现在全部3个发文小团体中,说明在该阶段财政资金的拨付与使用是水环境治理的关键因素。第二阶段,生态环境厅(局)出现在全部3个发文小团体中,说明该阶段政策较多涉及生态保护修复与生态环境监测工作。

在两个阶段的6个发文小团体中,有5个符合“行业主管部门+综合管理部门/其他行业管理部门”的联合发文模式,说明在部门联合发文的组合关系中,行业主管部门通常起主导作用,根据政策规制的具体问题,由综合管理部门或其他行业管理部门共同参与。对于水环境规制,涉及的行业主管部门主要包括水行政主管部门和环境保护部门两类,前者主要在水利规划、水利工程管理、水资源管理等相关政策制定中发挥主导作用,而环境保护部门主要在水生态和水环境的规划、治理、修复、监管和执法中发挥作用。值得注意的是,第一阶段与行业主管部门联合发文的是财政厅(局)、爱卫办、发展和改革委员会等综合管理部门,后者主要在财政资金、饮用水卫生监测、重大基础设施综合管理等方面提供支持。而第二阶段与行业主管部门配合的主要是交通运输厅(道路运输管理局)、海事局、住房和城乡建设厅(委)、农业农村厅(委员会)等其他行业管理部门,说明该阶段政策涉及了更多的典型水污染行业,参与政策制定的主体更加行业化和多元化。

2.2.2部门-主题

根据不同部门对不同主题的发文情况,构建部门-主题关系网络,具体处理方式如下:①根据LDA模型分析结果,提取各部门与关键词共现次数,根据该部门发文中各关键词是否出现进行赋值,如果出现,部门与关键词的共现次数记为1,否则为0。②累加各主题内10个关键词与部门的共现次数,将该值作为部门与主题的共现次数,得到部门与关键词的共现矩阵,绘制部门-主题网络图。两个阶段的部门-主题网络图如图5所示。在此基础上开展核心-边缘分析,识别水环境政策制定的核心部门和政策内容中的核心主题,结果如表3所示。

表3 主题网络核心边缘分析结果

图5 部门-主题网络图

在部门-主题构成的二模网络中,核心部门意味着该部门参与了更多政策主题的发文;类似地,核心政策主题往往涉及更多的发文部门。从发文部门看,两阶段的核心发文部门完全一致,而第二阶段参与政策制定的边缘部门更加多元。核心部门主要包括省人大(含常委会)、省人民政府、环保厅(局)、水利厅(水务局)等国家地方权力和行政机关以及行业主管部门。他们发布的政策多为法规性和规划性文件,综合性、规制性较强,在发文部门中通常起到宏观指引作用。相比于核心部门,边缘部门通常仅参与与其职能相关的个别主题政策的制定。从两个阶段的边缘部门来看,第二阶段的边缘部门更加丰富多元,这与发文团体的分析结果一致,并且该阶段资源规划、绿化市容、科技创新等方面行业管理部门的参与明显增多,说明该方面政策内容涉猎较多。

两阶段大部分核心政策主题的制定由核心部门参与。值得注意的是,流域水污染防治这一政策主题涉及的发文部门在两阶段有所不同。第一阶段参与部门涉及表2中的所有四类部门;第二阶段,流域水污染防治相关政策主要由省人大(含常委会)、省人民政府、生态环境厅(局)和水利厅(水务局)制定和发布,而综合管理部门和其他行业管理部门则被规定对具体条款的执行负责。这一变化是由于后期出台了更多法规性、纲领性的政策文件,如2020年苏浙沪联合出台了《长江三角洲生态绿色一体化发展示范区重点跨界水体联保专项方案》,2015—2016年苏浙皖三省相继出台了水污染防治工作方案、行动计划等。

3 结 论

a.第一阶段水环境政策集中在城市、农村、流域水污染防治及饮水安全等相关主题上,第二阶段既有对前期重要政策议题的延续和加强,也有如河湖管理和地下水管理等新政策主题的出现。如何解决早期片面追求经济发展导致的水污染问题,一直是长江三角洲乃至全国水环境规制的重要议题,农村水污染、地下水污染等问题是近期及未来水环境规制的重点。乡村环境治理严重滞后于城市,农业面源污染已成为主要污染负荷来源,未来水环境规制应加强对化肥、农药、畜禽粪便等常见农业污染源的闭环管理,强化农业废弃物资源化利用的激励与扶持政策,打造生态农业循环发展产业链。近年来,国家高度重视地下水管理,已初步建立国家级自动监测网络,但地下水污染隐蔽性强,延时性和不可逆性突出,相关政策应持续统筹各级地下水环境监测网的建设、运行维护和管理,建立区域性的“双源”监控体系,制定地下水污染防治技术规范类文件,提升地下水环境监测数据储备、风险识别、预测预警和管控修复能力。

b.从发文部门的合作关系来看,两阶段各形成了3个联合发文小团体,以“行业主管部门+综合管理部门/其他行业管理部门”为典型的联合发文模式,且第一阶段与行业主管部门配合的主要是综合管理部门,而在第二阶段配合更多的是其他行业管理部门。政府联合发文模式在实践中比较常见,它拓展了政策适用领域,减少了政策之间的重叠和冲突,可提高政策制定效益。两阶段发文模式的演化表明,随着水环境治理广度、深度的不断加强,主管部门需要更多跨行业、跨部门的协调来完成政策的制定。实际上,现行行政管理体系将政府权限限定在所在行政区域内,同一行政级别的部门之间仅通过平等协商和共识决策开展联合发文,不具有高层次的任务分配权和指挥权,牵头部门工作往往较难落实。对于以跨域流动为特征的环境治理,需要搭建一种新型区域合作关系,通过设置统一的主管机构横向组合管辖权力,明确政策决策权限归属,基于应急联动、联合执法、信息共享等方式,形成制度机制、区域利益、主体结构一体化的区域生态环境治理新格局。

c.从部门与主题的关联性来看,两阶段的核心发文部门一致,并且核心政策主题通常涉及核心部门的参与,而两阶段对于流域水污染防治涉及部门的差异体现了政府对跨区域环境治理理念和方式的进步。两阶段的核心发文部门与规制主题具有稳定的对应关系,说明自“十一五”我国将环境保护与经济发展放至同等战略地位以来,水环境政策的关注点和政策主体未发生明显变迁,政策制定具有较好的连贯性和稳定性。对于流域水污染防治,发文部门的演变表明,近些年政策的综合性逐渐增强,符合该主题的发展特征和要求。现阶段流域污染以排污治理为主,尚处于机制、体制改革阶段,缺少法律位阶更高、规划性和体系性更强的政策,未来需要在规划管理、生态保护、要素流动、公共服务、执法监管等方面进行政策创新和突破,加强跨界水体联防联控、跨界生态补偿、水环境数字化建设等方面有效政策的出台,为跨区域、跨流域水环境治理提供可复制、可推广的政策成果和经验。