基于层次分析法的山东省环境状况保护分析

白 晨

(山东师范大学 地理与环境学院，山东 济南 250014)



基于层次分析法的山东省环境状况保护分析

白 晨

(山东师范大学 地理与环境学院，山东 济南 250014)

摘要：依据层次分析法，对山东省的环境状况保护现状进行了分析，探讨了废水处理、废气处理、固体废物处理以及环境保护与建设四方面的情况，通过建立权重矩阵，对每一个指标相应打分进行了研究，从而得出了山东省2010年和2014年的环境保护状况的权重得分，比较了这5年间山东省环境保护状况变化。结果表明：山东省在5年间的环境保护工作取得了一定的成效，废水、固体废物、环境保护与建设都取得了一定的成效，但是废气控制方面却不降反增。

关键词：层次分析法；山东省；环境状况保护

1引言

山东省是北方沿海经济发达地区之一，也是工业相对集中，人口密度大，各种自然资源相对紧张的地区。近年来山东经济发展迅速，经济综合实力明显增强，国内生产总值列全国第3，在全国占有重要地位。但是随着经济的快速发展，山东省的环境问题频发，空气污染、水资源匮乏等问题凸显。尽管有不少学者对当前的环境现状进行了分析并提出防治对策，但采用层次分析法进行山东省的环境状况分析的研究还很少见。

基于此，通过AHP层次分析法，对山东省环境保护状况进行了分析，从而促进经济与环境互相协调发展，为全面建设小康社会实现“中国梦”而努力。

2国内外研究现状

20世纪70年代，英国经济学家舒马赫提出了“小型化经济”的观点，他提出：大规模生产刺激了消费的增长，造成不可再生资源的严重短缺和环境污染，加剧了人与自然的矛盾。所以他认为经济发展模式是一个促进具有自由、效率、创造性、持久性特征的小型化经济，反对高速城市化和大规模扩大生产。20世纪80年代Riddcll提出了生态模拟和经济优化综合模型，将环境问题与数学模型联系起来。国内研究方面，李崧、邱微等将层次分析法应用于生态的研究中，通过对黑龙江省进行生态指标的构建，对黑龙江生态环境质量进行分级从而改善生态环境。刘庄、谢志仁等运用GIS与层次分析法结合，对江苏省进行生态环境质量综合评价，从而得出江苏省生态环境质量基本上由南向北逐渐降低,与自然环境状况的空间格局大体吻合,但局部地区有差异。李萌、蔡建飞通过对创新环境影响因素的深入分析,将城市创新环境分为政策法律环境、创新基础环境、人文环境和创新服务环境四个子系统。在此基础上构建了城市创新环境的评价指标体系和基于层次分析法的城市创新环境的综合评价模型,并研究了如何应用该模型来进行创新环境的综合评价。孟小春等从水环境、大气环境、声环境、固体废物、生态环境、农村环境、核与辐射安全、社会经济发展、环境监管能力、环保投资10个方面，选取了37个指标建立广州市“十二五”环境保护层次指标体系。邵波、陈兴鹏运用层次分析法建立了甘肃省生态环境质量综合评价指标体系，对该指标体系中的各因子进行了统计分析，确定了各生态因子的具体权重，得出了各影响因子的重要性排序。对甘肃省的生态环境作了综合全面的评价，并提出了主要生态问题的防治措施，提出了相应对策，以确保甘肃省生态环境向着良性的方向发展。

本文以山东省为研究对象，采用层次分析法建立指标体系，定量分析经济发展快速化时代山东省环境保护状况，从而为今后的环境保护政策起到一定的借鉴作用。

3层次分析法模型的构建与检验

3.1层次分析法的介绍

层次分析法是美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂于20世纪70年代初在为美国国防部研究“根据各个工业部门对国家福利的贡献大小而进行电力分配”课题时，应用网络系统理论和多目标综合评价方法，提出的一种层次权重决策分析方法。主要是针对多因素复杂系统，特别是难以定量描述的社会系统的分析，其核心是将所要分析的问题层次化。根据问题的性质和要达到的总目标，AHP层次分析法将问题分解成不同的组成因素，按照因素间的相互关系及隶属关系，将各种因素按不同层次聚类组合，形成一个多层分析结构模型，最终把系统分析归结为最低层相对于最高层的重要性权值的确定或相对优劣次序的排序问题。其解决问题主要通过六步来进行，包括明确问题、建立层次结构、构造判断矩阵、层次单排序、层次总排序和一致性检验。

3.2建立山东省环境保护综合评价体系

3.2.1构建系统结构模型

环境保护的评价体系在构建时要注意环境变化的可变性，因而构建体系要遵循可操作性、系统性、层次性、科学性和灵活性等原则。也就是说，在指标体系构建时，要考虑到指标的系统以及各指标代表的层次同时各级指标要遵循现实，指标之间既可以横向比较又可以纵向比较。所以考虑这些因素，建立了废水处理、废气治理、固体废物处理、环境保护与建设四大方面内含的14个指标，具体指标见图1。

图1　山东省环境保护综合评价指标体系

3.2.2构造判断矩阵

通过上一层次结构模型的构建，对每一层的指标进行比较分析，按照规定的标度方法定量化，引入1-9比率标度来构造判断矩阵，标度及其各个标度代表的含义见表1。

表1　标度及含义

3.2.3层次单排序权重计算和一致性检验

层次单排序，即指对于上一层某因素而言，本层次各因素的重要性排序。层次单排序的计算方法为：

第一步：将判断矩阵每一列归一化，表达式为:

第二步：列归一化后的判断矩阵按行相加：

第四步：计算判断矩阵最大特征根λmax，公式为：

第五步：一致性检验。

表2　平均随机一致性RI的值

4数据来源与模型计算

本文选取《山东省统计年鉴》和《中国统计年鉴》中2010-2014年的数据进行分析，但是在计算之前，需要对数据进行标准化处理。具体方法如下。

由于上述指标中，有些指标与环境保护呈正相关关系，即指标数据越大对环境保护越好，如工业固体废物综合利用率、工业固体废物中危险物比重、人均生活垃圾清运量、生活垃圾无害化处理率、人均城市绿地面积等等；有些指标则呈负相关，如人均工业废水化学需氧量排放量、人均工业废水氨氮排放量等等。对于正负相关的指标其标准化处理的公式不同。

4.1判断矩阵计算

根据数据，进行归一化处理，分别得出每一层次的判断矩阵，见表3，表4，表5，表6，表7。

表3　判断矩阵A-B

表4　判断矩阵B1-C1

表5　判断矩阵B2-C5

表6　判断矩阵B3-C8

表7　判断矩阵B4-C12

4.2权重得分

通过2014年《中国统计年鉴》和2014年《山东省统计年鉴》，汇总出2014年14个指标中的各个数值，通过上一步各个指标的权重，进行打分(表9)。

表8　个体组合权重

表9　2014年各指标数值

将选定的14个指标进行数据代入，根据公式计算综合得分，通过计算得出2010～2014年5年间山东省环境保护变化趋势，得出综合得分(表10)。

表10　山东省环境保护评价得分

通过表10可知，山东省在2010～2014年间，经济快速增长，环境情况也在提高，环境保护成效显著，环境质量总体良好，环境保护状况良好，由2010年的7.46分到2014年的7.97分，提高了6.4 %，环境保护工作势头良好，说明政府更加重视环境的建设。通过图2可知，污染物排放减少，污水处理方面技术提高，工业中的氨氮含量以及化学需氧量都明显减少，而人均绿地面积，垃圾处理量，固体废弃物处理方面，提高了固体废物的综合利用率。加强生态保护与建设力度，自然保护区面积增加，生活垃圾无害化处理率提高，人均城市绿地面积增加。其中废水处理方面，排放污染物明显减少，下降大约16.7 %，环境保护与建设方面也提高显著，提高了7.3 %，但是，从图3可以看出在废气处理方面，山东省却不降反增，相比于2010年，山东省2014年的废气排放上升了24 %，上升速度最快。所以，尽管山东省重视了环境的建设，但是大气污染这一方面仍是重点需要严格治理的问题。在今后的建设中，政府需严格控制大气污染物的排放，提高大气治理能力。

图2　山东省2010，2014年各指标得分

图3　山东省B1，B2两类得分比较

5结语

运用层次分析法来进行环境保护工作的成效，可以比较直观的发现对环境建设的影响最大，加强这一方面环境治理力度，从而树立节约集约循环利用的资源观，从源头缓解经济增长与资源环境之间的矛盾，推动全社会形成绿色生产、绿色消费自觉、全面节约和高效利用资源，充分注意经济发展与环境保护的相互协调。总体而言，运用层次分析法可以较为准确地评价一个地区的环境保护状况，对制定环境保护措施具有一定的参考价值。

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收稿日期：2016-04-18

作者简介：白晨(1993—)女，山东青岛人，山东师范大学地理与环境学院硕士研究生。

中图分类号：X820.2

文献标识码：A

文章编号：1674-9944(2016)12-0081-04