全 文 ：第 35 卷第 3 期
2015年 2月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.35,No.3
Feb.,2015
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金项目(41201598); 国家科技支撑计划课题(2012BAC21B03); 福建省软科学项目(2011R0093)
收稿日期:2013鄄04鄄07; 摇 摇 网络出版日期:2014鄄04鄄03
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: tlin@ iue.ac.cn
DOI: 10.5846 / stxb201304070621
黄洁,吝涛,胡灯进.基于网络分析的生态建设评估指标体系定量选取———以福建省为例.生态学报,2015,35(3):686鄄695.
Huang J,Lin T,Hu D J.Quantitative selection research on the evaluation indicators system for the ecological construction based on network analysis:a case
study of Fujian.Acta Ecologica Sinica,2015,35(3):686鄄695.
基于网络分析的生态建设评估指标体系定量选取
———以福建省为例
黄摇 洁1, 2,吝摇 涛1,2,*,胡灯进3
1 中国科学院城市环境与健康重点实验室,中国科学院城市环境研究所,厦门摇 361021
2 厦门市城市代谢重点实验室,厦门摇 361021
3 福建省海洋研究所,厦门摇 361013
摘要:科学有效的指标体系是开展区域生态建设评估以及规划、管理的重要技术手段。 然而目前在生态指标体系构建中仍缺乏
对指标内涵的系统研究,同时指标的选取过程不够透明,掺杂诸多主观臆断,损害了生态指标体系构建的科学性和有效性。 针
对福建省生态建设实践,将网络分析与量化指标选择过程相结合,(1)根据福建省生态建设规划和目标,建立主题导向的生态
省建设评估网状指标体系;(2)从因果联系、生态过程和管理需求三方面分析各个备选指标之间的相互联系,形成基于主题导
向的生态指标网络;(3)根据生态指标应用的科学性和实用性标准,基于网络分析原理,建立生态建设评估指标选择标准矩阵
和备选指标矩阵;(4)构建面向经济社会成本和生态完整性的指标选取模型,定量化选取符合福建省实际发展特征的生态建设
评估操作指标体系。 将有助于深入理解生态建设评估指标体系的内涵,提高指标体系构建的科学性和系统性,提升生态指标体
系在实际生态建设评估、规划和管理应用中的效用。
关键词:生态指标; 指标选取; 网络分析; 定量方法; 生态建设
Quantitative selection research on the evaluation indicators system for the
ecological construction based on network analysis:a case study of Fujian
HUANG Jie1,2,LIN Tao1,2,*,HU Dengjin3
1 Key Laboratory of Urban Environment and Health, Institute of Urban Environment, Chinese Academy of Sciences, Xiamen 361021, China
2 Xiamen Key Lab of Urban Metabolism,Xiamen 361021, China
3 Fujian Institute of Oceanography, Xiamen 361013, China
Abstract: Eco鄄province, eco鄄city and eco鄄county construction programs started in China in 2000, and since then, there
have been more than 15 provinces including Fujian, Hainan, Zhejiang, Jiangsu etc. completed eco鄄province construction
planning. Scientific and effective indicator system is an important tool to carry out the assessment, planning and management
of regional ecological construction. However, some problems still exist in the construction of ecological indicator system,
such as lack of systematic study on the essence of the indicator and subjective process of indicator selection, which severely
impair the science and validity of the ecological indicator system. An objective and scientific process of selection supplies
the way for fast ecological construction planning and its adjustment in the future. This paper combines the network analysis
and quantitative selection of indicators to build an ecological indicator system based on the previous practice in Fujian
Province. We (1) analyzed the main problems existed in the ecological construction, implementation and development
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process, summarized the previous assessment indicators in the current ecological construction, studied the targets of Fujian
eco鄄province construction practice, and established theme鄄oriented eco鄄province construction assessment network indicator
system which contained 4 hierarchies and 55 concrete indicators representing experts and stakeholders忆 opinions; ( 2)
identified the relationships among the indicators at the same or different hierarchies through the analysis of the cause鄄effect
relationship, ecological processes and management requirements, and transformed them into an ecological hierarchy network
(EHN) framework and assigned the weights of all the indicators based on the hierarchical structure and complex linkages of
the EHN framework; ( 3 ) established indicator selection standard matrix which included measurable, vulnerable,
predictable, typical, controllable, integrative, responsive, and stable criteria and built alternative indicator matrix of
assessment system for ecological construction according to the scientific and efficient application standards of ecological
indicator; ( 4 ) built a multi鄄objective selection model concerning socio鄄economic costs and ecological integrity and
quantitatively select the ecological indicators system that is suitable for Fujian eco鄄province construction practice by genetic
algorithm method. According to the selection results, at least 44 concrete indicators should be selected in the ecological
construction assessment system of Fujian Province, 11 indicators were dropped out from the 55 alternative concrete
indicators. The results showed that our research would be helpful for understanding the essence of the assessment indicator
system of ecological province construction, improving the scientific and systematic level of indicator system construction,
and enhancing the practicability of ecological indicator system for ecological construction assessment, planning and
management. For the reason that it is hard to simulate the whole system by a purely mathematical model due to the limited
understanding of complex ecosystem and social ecological system, it is suggested that the theme鄄oriented framework and
network framework should be coupled with subjective and quantitative indicator selections for ecological construction
practices of other provinces in China.
Key Words: ecological indicator; indicator selection; network analysis; quantitative method; ecological construction
随着中国社会经济的快速发展,资源消耗和环境污染日益严重,生态建设受到普遍关注。 2000 年开始启
动生态省、市、县建设,截至 2012年,全国已有海南、福建、浙江、江苏等 15个省先后开展生态省建设[1]。 生态
建设实质是以可持续发展理论为基础,将一个行政区域作为一个社会经济自然复合生态系统[2],运用生态系
统原理、经济学原理和系统工程学方法,构建起一个和谐、高效、可持续发展的良性生态系统,实现经济效益、
社会效益和生态效益的最佳统一[3]。 生态建设评估是生态建设的重要技术保障,相关生态建设指标体系研
究已得到政府部门和国内外学者的高度重视[3鄄10]。 2000年中国国家环保总局从生态经济、社会发展、生态环
境和生态文化 4个方面 13个具体领域提出了 55个生态省建设考核指标;2007 年颁布的《生态县、生态市、生
态省建设指标(修订稿)》从经济发展、环境保护、社会进步方面,提出生态省建设的 5 项基本条件和 16 个具
体指标。 但由于各省发展状况差异,能够反映不同地区生态建设特征的统一规范的标准很难成形[4,7]。
目前,在评估指标体系的构建过程中,仍有两个核心问题亟需解决[11鄄12]:(1)建立既体现生态系统特征又
符合生态省建设发展实际的指标体系框架,(2)选取科学性与实用性兼备的操作指标。 目前,国际上常用于
环境和可持续发展评估指标体系构建的指标体系框架包括因果网络框架(CN)和生态等级网络框架(EHN)
其中,常用的 CN包括压力鄄状态鄄响应框架(PSR)及其衍生出的驱动力鄄状态鄄响应框架(Drive鄄State鄄Response,
DSR)和驱动力鄄压力鄄状态鄄影响鄄响应框架(DPSIR) [13鄄17]。 EHN可根据生态系统的组分、结构和功能,界定总
目标指标下的不同等级,从而有机整合相关的生态指标。 此外,主题导向的指标框架 ( Theme鄄based
Framework)可明确评估指标的政策相关性,集中指标评估管理的目标,因此在国际上受到越来越广泛的应
用[17]。 操作指标的选取将直接影响到生态建设监测、评估和管理实施的效果[18],目前指标选取过程中仍存
在,如没有可靠的指标选取标准[10],或者仅对单个指标的选取设定标准,缺乏对生态完整性[18]和复杂性的考
虑[11]等问题。 同时,指标的选取过程不够透明,掺杂很多主观臆断。 这些问题严重影响了生态指标体系构建
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的科学性和有效性。 针对以上问题,Niemeijer和 De Groot[19]提出通过 CN对指标进行选取,吝涛等[11鄄12]提出
通过构建 EHN框架与定量化选取模型进行指标的科学选取。 但目前为止,针对透明化或定量化的指标选取
研究仍很少见。
本文以福建省生态建设为案例,整合因果网络、生态等级网络和主题导向指标框架,将网络分析与量化指
标选择过程相结合,建立生态省建设评估网状指标体系;再通过矩阵化分析和定量选取模型,并利用遗传算法
选出科学性与实用性兼备的操作指标集合。 本研究可促进对生态建设评估指标体系内涵的深入理解,提高指
标体系构建的科学性和系统性,提升生态指标体系在实际生态建设评估、规划和管理应用中的效用。
1摇 基于网络分析的生态建设评估指标选取过程与方法
1.1摇 基本思路
基于网络分析的生态建设评估指标选取过程主要包括生态建设评估指标网络分析和生态建设评估操作
指标选取两大部分。 生态建设评估指标定量选取的具体技术路线,见图 1。
图 1摇 生态建设指标选取技术路线
Fig.1摇 Technical flows of indicator selection for ecological construction assessment
1.2摇 生态建设评估指标网络构建
1.2.1摇 构建等级网络指标框架
针对现行主要生态建设评估指标,结合生态建设相关的法律法规和实际需求和限制,首先通过文献调研
和专家咨询形成生态建设评估兴趣议题,通过利益相关者咨询和公众参与确定生态建设评估主要议题;然后
再通过文献调研和专家咨询收集可应用于生态建设评估的备选生态指标,进一步分析备选指标与主要议题之
间的等级和交叉联系,形成生态建设评估指标网络。 本文将在第二部分,以福建省为例对该步骤方法做详细
阐述。
1.2.2摇 网状指标体系的指标权重计算
若不考虑各指标之间网络复杂联系的影响,文中各级指标的权重值相等。 采用权重二次分配法对构建的
网状生态指标体系的指标进行权重分配[11],包括:(1)将网状指标体系中重叠或交叉的联系分解,进行等权重
分配;(2)将各层次指标的权重归一化处理,然后将重叠或交叉指标的不同权重相加合并,使各指标获得唯一
权重。
886 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
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1.3摇 生态建设评估操作指标定量化选取
1.3.1摇 设置指标选取原则
采用 Dale 和 Beyeler 总结的选取生态指标的 8 个标准[20],包括可计算性 (M)、敏感性(V)、可预测性
(P)、典型性(T)、可控性(C)、完整性(I)、反馈性(R)、稳定性(S)。 其中,完整性标准适用于整个指标体系,
其他标准适用于分别评价单个操作层指标。 为保证评估指标体系的综合性,一般要求满足选取条件的单个指
标权重总和不小于 0.85。
1.3.2摇 生态建设评估指标及其选择标准的矩阵化表征
首先,通过线性代数的矩阵来表生态建设评估指标体系的结构,并将各层次之间的网络关系量化表示,构
建操作层指标与分目标层指标的关系矩阵 R。
R =
1 1 1 1 1 0 … 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 … 0 0 0 0 0
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0 0 0 0 0 0 … 0 0 0 0 0
左 左 左 左 左 左 … 左 左 左 左 左
0 0 0 0 0 0 … 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 … 1 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0 …
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R1
R2
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K
k 伊( )j
其中,行与分目标层指标对应,k表示分目标层指标的个数;列与操作层指标对应,j表示操作层指标个数。
然后,根据指标体系操作指标与指标标准匹配结果,建立生态指标选取标准与备选指标之间的评估矩
阵 D。
D =
1 1 1 1 1 1 … 1 0 1 0 1
1 1 1 1 1 1 … 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 0 … 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 … 0 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 … 1 1 1 1 1
0 0 0 0 0 0 … 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 … 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 …
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úú1 1 1 1 1
= D1,D2,D3…Dj…D[ ]55 i 伊( )j
其中,行与各个选取标准 i对应,文中共选取 8个标准 i= 1,2,…,8。 列与操作层指标对应,矩阵中 0表示指标
不满足该项标准,1表示满足该项标准。
1.3.3摇 定量化选择模型构建及实现
根据以上矩阵分析结果,并综合考虑以生态建设评估管理应用的实际要求,在保证指标生态完整性的基
础上,构建面向社会经济成本最少的,即实际选择操作指标数目最少的目标模型(目标方程):
minZ =移
55
j = 1
x4j·m4j (1)
Rk·X4忆>0 (2)
X4·W4忆>0.85 (3)
x4j = 0 or 1 (4)
j= 1, 2, …, 55 (5)
k= 1, 2, …, 8 (6)
986摇 3期 摇 摇 摇 黄洁摇 等:基于网络分析的生态建设评估指标体系定量选取———以福建省为例 摇
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I1忆·D j = 5 (7)
I2忆·D j屹3 (8)
式中,Z 代表生态指标要选择的数目;X4代表方程解集,x4j代表备选生态指标 d4j是否被选,m4j表示指标 d4j实
际操作的经济成本或社会成本;W4表示 d4j指标的权重;R表示操作层指标与分目标层指标的关系矩阵。
目标方程(1)表示指标选取满足选取的操作指标数据最少;约束条件(2)表示以三级目标指标层(d3k)的
指标作为保障生态完整性的目标层,每个指标所衍生的 d4j指标中至少有一个对应被选取;(3)表示参照主成
分分析法的要求,被选指标权重占原始权重比例不低于 85%;(4)表示备选指标只能被选择( = 1)或者被排除
( = 0);(5)表示备选操作指标有 55个;(6)表示指标选取标准有 8个;(7)表示当指标满足 MVTCS时,备选指
标直接被选取(x4j = 1);(8)表示当指标不满足 TCS时,备选指标直接被排除(x4j = 0)。
该指标选取模型是一个典型的二进制整数规划模型(BIP),可通过 Matlab 软件进行遗传算法(GA)编程
对模型求解。
2摇 福建省生态建设评估指标体系案例分析
2.1摇 研究区概况
福建省位于中国东南沿海,全省土地总面积 12.4万 km2,海域面积 13.6万 km2,人口约 3689.4万人(截止
到 2010年统计数据);属亚热带湿润季风气候,夏季炎热,并多台风,降水量年际变化极大,容易发生水旱灾
害;主要土壤类型为红壤和黄壤;境内山地丘陵面积约占福建省土地总面积的 90%,全省森林覆盖率 63.1%,
居全国首位。
福建省是全国生态建设试点省份之一,2000年,时任省长习近平提出建设生态省的战略构想;2001 年福
建成立生态省建设领导小组;2002年,正式提出建设生态省的战略目标;2004年出台《福建生态省建设总体规
划纲要》;2006年,省政府下发《关于生态省建设总体规划纲要的实施意见》,全面推进生态省建设;2010 年,
正式实施《福建生态功能区划》;2011年,省政府下发《福建生态省建设“十二五冶规划》,明确到 2015 年,经济
发展方式转变取得重大进展,生态省建设主要目标基本实现,率先建成资源节约型、环境友好型社会。
2.2摇 福建省生态建设评估指标的等级结构框架构建
2.2.1摇 甄选主题导向的生态省建设评估等级指标
全国生态建设相关文件设定了生态建设的目标和任务。 《全国生态示范区建设规划纲要(1996—2050
年)》以实现资源的永续利用和社会经济的可持续发展为战略目标,明确提出了生态示范区建设的 6 个类型;
《全国生态环境建设规划》明确福建省生态建设的最主要任务是解决丘陵红壤区的水土流失、植被破坏、农村
经济与能源等问题;《全国生态环境保护纲要》突出对自然资源作为重要生态环境要素或生态系统的生态功
能的保护,强调了对重点生态功能区保护的重要性;2003 年发布的《生态县、生态市、生态省建设指标(试
行)》是落实《全国生态环境保护纲要》的一项具体和重要措施;2007年《生态县、生态市、生态省建设指标(修
订稿)》明确规定了生态省建设的 5 项基本条件,以及包括经济发展、环境保护和社会进步共 16 项生态省建
设指标,是进行生态省建设评估主要议题选取的主要参考。
表 1摇 福建省生态建设评估等级指标体系及权重值
Table 1摇 Fujian eco鄄province assessment indicators and their weights
总目标指标层
General indicators
分目标指标层 Abstract indicators
一级分目标 First level 二级分目标 Second level
操作指标层
Concrete indicators
区域生态建设 生态环境保护 d21 0.2500 资源利用与保护 d31 0.0500 林业资源 d41 0.0100
Ecological construction 海洋资源 d42 0.0100
d11 摇 摇 摇 1.0000 土地资源 d43 0.0100
水资源 d44 0.0100
矿产资源 d45 0.0100
096 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
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续表
总目标指标层
General indicators
分目标指标层 Abstract indicators
一级分目标 First level 二级分目标 Second level
操作指标层
Concrete indicators
生态安全 d32 0.0500 物种保护指数 d46 0.0167
外来物种防护 d47 0.0167
生态恢复 d48 0.0292
生态功能保护 d33 0.0500 生态功能区划 d49 0.0125
自然保护区建设与保护 d410 0.0125
红壤区及湿地建设与保护 d411 0.0125
生态环境质量 d34 0.0917 水环境质量 d412 0.0183
空气环境质量 d413 0.0183
声环境质量 d414 0.0183
土壤环境质量 d415 0.0183
生物质量 d416 0.0183
经济发展 d22 0.2500 生态产业 d35 0.0625 生态农业 d417 0.0208
生态工业 d418 0.0208
现代服务业 d419 0.0208
循环经济 d36 0.0625 清洁生产 d420 0.0208
资源循环再利用 d421 0.0208
节能减排 d37 0.0625 新能源开发 d422 0.0208
节能降耗 d423 0.0208
污染减排 d424 0.0208
经济质量 d38 0.1042 经济发展水平 d425 0.0365
产业结构 d426 0.0261
绿色 GDPd427 0.0261
社会进步 d23 0.2500 人居环境质量 d39 0.0417 生态市建设 d428 0.0104
生态村镇建设 d429 0.0104
居民年人均可支配收入 d430 0.0365
生态文化 d310 0.0774 生态文明宣传教育 d431 0.0244
绿色低碳生活方式 d432 0.0259
生态文化载体建设 d433 0.0155
绿色消费 d311 0.0417 绿色产品标识 d434 0.0104
绿色产品管理及推广 d435 0.0104
绿色消费理念 d436 0.0259
系统保障 d24 0.2500 预防监测体系 d312 0.0857 环境监管体系 d437 0.0143
灾害性天气预警体系 d438 0.0143
洪涝干旱灾害防治体系 d439 0.0143
森林火灾防控体系 d440 0.0143
农林水产疫病防治体系 d441 0.0143
地质灾害防治体系 d442 0.0143
法制建设 d313 0.0357 生态省建设规划纲要建设
d443 0.0179 相关环保法律配套及执行 d444 0.0179
资金筹措 d314 0.0357 政府环保投入 d445 0.0119
社会环保投入 d446 0.0119
科教支持 d315 0.0357 科技投入与研发 d447 0.0238
生态建设的创新队伍培养 d448 0.0119
生态技术应用与推广 d449 0.0357
公众参与 d316 0.0357 社会舆论监管 d450 0.0089
民间环保组织建设 d451 0.0089
公民生态意识培养 d452 0.0244
管理机制 d317 0.0774 组织领导 d453 0.0258
地方协作 d454 0.0258
奖惩机制和责任制 d455 0.0258
196摇 3期 摇 摇 摇 黄洁摇 等:基于网络分析的生态建设评估指标体系定量选取———以福建省为例 摇
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摇 摇 2011年福建省出台的《福建生态省建设“十二五冶规划》是福建省生态建设最重要的政策文件之一,它以
《福建生态省建设总体规划纲要》、《福建省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《福建省人民代表
大会常务委员会关于促进生态文明建设的决定》等为编制依据。 规划提出了福建省生态省建设的 8 个主要
任务和规划实施保障,主要涉及生态经济、人居环境、节能减排、资源利用与保护、生态建设、环境治理、生态安
全、生态文化、实施保障等 9个方面。
结合全国生态建设相关文件的主要内容以及《福建生态省建设总体规划纲要》和《福建生态省建设“十二
五冶规划》对福建省生态建设的具体要求,本文认为:(1)生态省建设的最终目标是区域生态建设,为指标体系
的总目标层;(2)“保障措施冶作为生态省建设各项指标实现的基础,与《生态县、生态市、生态省建设指标(修
订稿)》设定的“生态环境保护冶、“经济发展冶、“社会进步冶一起构成本研究指标体系的一级次目标层。 (3)二
级次目标层是福建省提出的生态建设规划具体目标和任务,主要包括“资源利用与保护冶、“生态安全冶等共
17个主题指标。 (4)指标体系的操作层是对二级次目标层议题的进一步扩充和明确。 通过文献调研和专家
咨询,最终确定了“林业资源冶、“海洋资源冶等共 55个指标(表 1)。
2.2.2摇 福建省生态建设评估指标体系的网络化分析等级结构及网状指标体系的权重计算
在主题导向的生态省建设评估等级指标框架下,根据专家意见,从因果联系、生态过程和管理需求等方面
具体分析并补充不同等级间指标的联系,形成“网状冶等级指标体系(图 2)。
其中,图中实线表示根据相关文件或文献获取的常见指标从属等级关系;虚线表示由于通过专家咨询和
网络分析后根据因果联系、生态过程和管理需求添加的网络联系。 如,由于 d21与 d31、d32、d33、d34之间用实线
连接,表示根据《生态县、生态市、生态省建设指标(修订稿)》、《福建生态省建设总体规划纲要》等相关文件
和文献可获取 d21(生态环境保护)与 d31(资源利用与保护)、d32(生态安全)、d33(生态功能保护)、d34(生态环
境质量)具有从属等级关系。 而 d21与 d312之间用虚线连接,表示本研究认为 d21(生态环境保护)与 d312(预防
监测体系)之间存在由于管理需求形成的网络联系。
通过二次权重分配[11],使生态建设评估等级网络指标体系内的各指标获得唯一权重。 具体指标权重结
果如表 1所示。
图 2摇 福建省生态建设评估指标体系的等级结构和网络化联系
Fig.2摇 Hierarchical structure and network linkages of Fujian ecological province evaluation indicator system
296 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
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2.3摇 定量化选取模型及其计算结果
2.3.1摇 操作指标选取标准匹配与分析矩阵构建结果
摇 摇 福建生态建设评估指标体系操作指标与指标选取标准匹配情况见表 2。 例如,“林业资源冶指标满足可计
算性、敏感性、可预测性、典型性、可控性、反馈性、稳定性等 7个标准。
根据福建省生态建设评估网络指标体系的等级结构,构建关系矩阵 R。
R =
1 1 1 1 1 0 … 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 … 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 … 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 … 0 0 0 0 0
左 左 左 左 左 左 … 左 左 左 左 左
0 0 0 0 0 0 … 0 0 0 0 0
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17
17 伊( )55
其中,矩阵中 0表示无联系,1表示有联系。 如 R1表示指标 d31与 d41、d42、d43、d44、d45相联系。
根据福建省生态建设评估指标体系操作层指标与指标标准匹配结果,构建评价矩阵 D。
D =
1 1 1 1 1 1 … 1 0 1 0 1
1 1 1 1 1 1 … 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 0 … 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 … 0 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 … 1 1 1 1 1
0 0 0 0 0 0 … 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 … 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 …
é
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û
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úú1 1 1 1 1
= D1,D2,D3…Dj…D[ ]55 8 伊( )55
其中,矩阵中 0表示指标不满足该项标准,1表示满足该项标准,例如 D1表示 d41同时满足 7项标准,即可计算
性(M)、敏感性(V)、可预测性(P)、典型性(T)、可控性(C)、反馈性(R)、稳定性(S)。
表 2摇 福建省生态建设评估指标体系操作层指标与指标标准匹配结果
Table 2摇 Assessment of concrete ecological indicators according to individual selection criteria
操作指标
Concrete indicators
所匹配的标准
Matched
criteria
操作指标
Concrete indicators
所匹配的标准
Matched
criteria
林业资源 Forest resource d41 MVPTCRS
生态村镇建设 Construction of eco鄄towns and eco鄄
villages摇 d429
MVTCRS
海洋资源 Marine resources d42 MVPTCRS
居民年人均可支配收入 Annual per鄄capita disposable
income of residents摇 d430
MVTCRS
土地资源 Land resources d43 MVPTCRS
生态文明宣传教育 Ecological civilization education
摇 d431
VTCRS
水资源 Water resources d44 MVPTCRS 绿色低碳生活方式 Low carbon lifestyle d432 VTCRS
矿产资源 Mineral resources d45 MVPTCRS
生态文化载体建设 Construction of eco鄄cultural
carriers摇 d433
VTCRS
物种保护 Species conservation d46 MVTCRS 绿色产品标识 Green product identification d434 MVTCRS
外来物种防护 Alien species prevention
and control d47
MVTCRS
绿色产品管理及推广 Green products management
and promotion摇 d435
VTCRS
396摇 3期 摇 摇 摇 黄洁摇 等:基于网络分析的生态建设评估指标体系定量选取———以福建省为例 摇
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续表
操作指标
Concrete indicators
所匹配的标准
Matched
criteria
操作指标
Concrete indicators
所匹配的标准
Matched
criteria
生态恢复 Ecological restoration d48 MVTCRS
绿色消费理念 Ecological consumption mode
d436
VTCRS
生态功能区划 Ecological function zoning d49 VTCRS 环境监管体系 Environment regulation systems摇 d437 VTCRS
自然保护区建设与保护 Construction and protection
of natural reserve d410
MVTCRS
灾害性天气预警体系 Severe weather warning systems
摇 d438
VTCRS
红壤 区 及 湿 地 建 设 与 保 护 Construction and
protection of red soil and wetland d411
MVTCRS
洪涝干旱灾害防治体系 Flood and drought disaster
prevention systems摇 d439
VTCRS
水环境质量 Water environmental quality d412 MVPTCRS
森林火灾防控体系 Forest fire prevention and control
systems摇 d440
VTCRS
空气环境质量 Air quality摇 d413 MVPTCRS
农林水产疫病防治体系 Agriculture, forestry and
fisheries disease control systems摇 d441
VTCRS
声环境质量 Sound environmental quality d414 MVPCRS
地质灾害防治体系 Geological disaster prevention and
control systems摇 d442
VTCRS
土壤环境质量 Soil environment quality d415 MVPTCRS
生态省建设规划纲要建设 Outline of ecological
province construction摇 d443
VTCRS
生物质量 Biology quality d416 MVPTCRS
相关环保法律配套及执行 Complement and
implement of relevant environmental laws d444
VTCRS
生态农业 Ecological agriculture d417 MVTCRS
政府环保投入
Government environmental investment d445
MVTCRS
生态工业 Ecological industry d418 MVTCRS 社会环保投入 Social environmental investment d446 MVTCRS
现代服务业 Modern service industry d419 VTCRS 科技投入与研发 Science and technology input d447 MVTCRS
清洁生产 Cleaner production d420 MVTCRS
生态建设的创新队伍培养 Innovation personnel
training摇 d448
MVTCRS
资源循环再利用 Resource recycling d421 MVTCRS
生态技术应用与推广 Application and popularity of
ecological technology摇 d449
MVTCRS
新能源开发 Development of clear energyd422 MVCRS 社会舆论监管 Public opinion survey摇 d450 VCRS
节能降耗 Energy鄄saving and cost鄄reducing d423 MVTCRS
民间环保组织建设 Construction of non鄄government
environmental protection organization摇 d451
MVCRS
污染减排 Pollution reduction d424 MVTCRS
公 民 生 态 意 识 培 养 Cultivation of ecological
consciousness of citizen摇 d452
VTCRS
经济发展水平 Level of economic development d425 MVTCRS 组织领导 Organization and leadership d453 VTCRS
产业结构 Industrial structure d426 MVTCRS 地方协作 Local collaboration摇 d454 VTCRS
绿色 GDP Green GDP d427 MVTCRS
奖惩 机 制 和 责 任 制 Rewards and punishment
mechanism and accountability d455
VTCRS
生态市建设 Ecological city construction d428 MVTCRS
2.3.2摇 模型运行结果分析
将福建省生态建设评估网状指标体系的权重值(表 1),关系矩阵 R 和评价矩阵 D,带入指标选取模型公
式 I中,通过 Matlab软件进行遗传算法(GA)编程对模型求解:
当 min Z= 44伊m(m代表单位经济成本或社会成本)时:
X4 =[1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,1,a,b,c,d,e,f,1,1,
1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1]
式中,a, b, c, d, e, f= 0或 1,且 a+b+c+d+e+f= 1。
496 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 35卷摇
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根据模型选取结果,福建省生态建设评估指标最少可取 44 个,比 55 个操作层指标减少了 11 个。 其中,
可暂不考虑的指标有声环境质量、新能源开发、社会舆论监管、民间环保组织建设;可整合到其他指标的是生
态功能区划、绿色产品管理及推广;此外,环境监管体系、灾害性天气预警体系、洪涝干旱灾害防治体系、森林
火灾防控体系、农林水产疫病防治体系、地质灾害防治体系可共同整合成一个指标,即预防监测体系构建。
3摇 讨论与结论
定量化指标选取模型是选取科学合理的生态指标的方法保障,而网状指标体系的构建是构建定量化指标
选取模型的理论基础。 本文通过将主题导向的生态等级网络框架与定量指标选取模型相结合,通过网络分析
和线性规划方法构建适合福建省生态建设评估实际应用的指标体系,具体可以归纳为以下 4 个步骤:(1)分
析生态建设实施和发展过程中主要目标和问题,总结现行主要生态建设与评估指标,根据具体案例区生态建
设状况进行适当调整,建立等级性的主题导向的指标体系框架;(2)提炼出生态建设与评估各个主题下属的
备选指标,分析各个备选指标之间的相互联系,形成基于主题导向的生态指标网络;(3)根据生态指标应用的
科学性和时效性标准,基于网络分析原理,建立生态建设评估指标选择标准矩阵和备选指标矩阵;(4)通过线
性规划原理构建面向多目标需求的操作指标选取模型,定量化的选取符合生态建设发展实践的操作指标
体系。
由于各个省的生态、经济、社会基础条件存在显著差异,各省生态建设纲要在具体内容上存在差异,关注
的生态指标评估目标也不尽相同,因此福建省生态建设指标评估案例具有独特性,并不能直接推广到其他省
生态建设评估中。 同时,在具体操作指标选取中,由于不同专家的意见不同,也会对生态建设评估指标体系的
构建造成影响。 但是,基于网络分析的评估指标体系定量选取研究的基本思路和步骤适用于其他区域生态建
设评估。 此外,由于选取的过程实现定量化,这将有利于管理者和学者对选取过程和结果进行反复验证和调
整,然后进一步完善生态建设评估指标网络体系,并选出更符合当地发展实况的操作指标。
参考文献(References):
[ 1 ]摇 武卫政. 全国已有 15个省份开展生态省建设. 人民日报, 2012鄄8鄄27. [2013鄄4鄄28] . http: / / paper.people.com.cn / rmrb / html / 2012鄄08 / 27 / nw.
D110000renmrb_20120827_5鄄01.htm.
[ 2 ] 摇 马世骏, 王如松. 社会鄄经济鄄自然复合生态系统. 生态学报, 1984, 4 (1): 1鄄9.
[ 3 ] 摇 关琰珠. 生态省建设的指标体系研究———以福建省为例. 福建师范大学学报: 自然科学版, 2002, 18(4): 100鄄104.
[ 4 ] 摇 卞有生, 何军. 生态省生态市及生态县标准研究. 中国工程科学, 2003, 5(11): 18鄄24.
[ 5 ] 摇 中国环境保护总局. 全国生态环境建设规划. 北京: 中国环境保护总局, 1998.
[ 6 ] 摇 中国环境保护总局. 生态县、生态市、生态省建设指标 (修订版). 北京: 中国环境保护总局, 2007.
[ 7 ] 摇 张坤民, 温宗国. 城市生态可持续发展指标的进展. 城市环境与城市生态, 2001, 14 (6): 1鄄4.
[ 8 ] 摇 Turnhout E, Hisschemoller M, Eijsackers H. Ecological indicators: between the two fires of science and policy. Ecological Indicators, 2007, 7
(2): 215鄄228.
[ 9 ] 摇 Olsen L M, Dale V H, Foster T. Landscape patterns as indicators of ecological change at Fort Benning, Georgia, USA. Landscape and Urban
Planning, 2007, 9(1鄄2): 137鄄149.
[10] 摇 傅伯杰, 刘世梁, 马克明. 生态系统综合评价的内容与方法. 生态学报, 2001, 21 (11): 1885鄄1892.
[11] 摇 吝涛, 薛雄志, 卢昌义. “网状冶生态指标体系构建及其指标权重分配方法. 生态学报, 2007, 27(1): 235鄄241.
[12] 摇 Lin T, Lin J Y, Cui S H, Cameron S. Using a network framework to quantitatively select ecological indicators, Ecological indicator, 2009, 9:
1114鄄1120.
[13] 摇 Bowen R E, Riley C. Socio鄄economic indicators and integrated coastal management. Ocean and Coastal Management, 2003, 46: 299鄄312.
[14] 摇 Organization for Economic Cooperation and development ( OECD). Report of Towards Sustainable development: Environmental Indicators.
Paris: 1998.
[15] 摇 Lin T, Xue X Z, Lu C Y. Analysis of Coastal Wetland Changes using “DPSIR冶 model: a Case Study in Xiamen, China. Coastal Management,
2007, 35(2鄄3): 289鄄303.
[16] 摇 Bondad鄄Reantaso M G, Prein M. Measuring the Contribution of Small鄄Scale Aquaculture: An Assessment. Rome: FAO, 2009.
[17] 摇 Cairns J, McCormick P V, Niederlehner B R. A proposed framework for developing indicators of ecosystem health. Hydrobiologia, 1993, 236(1):
1鄄44.
[18] 摇 Felix M, Regina H K, Hubert W. Indicating ecosystem integrity鄄theoretical concepts and environmental requirements. Ecological Modelling, 2000,
130(1鄄3): 13鄄23.
[19] 摇 Niemeijer D, De Groot R S. A conceptual framework for selecting environmental indicator sets. Ecological Indicators, 2008, 8(1): 14鄄25.
[20] 摇 Dale V H, Beyeler S C. Challenges in the development and use of ecological indicators. Ecological Indicators, 2001, 1: 3鄄10.
596摇 3期 摇 摇 摇 黄洁摇 等:基于网络分析的生态建设评估指标体系定量选取———以福建省为例 摇