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环境质量评价研究现状、困惑和展望(2)

时间:2015-12-17 15:30 点击:
3.2主成分法 主成分分析法它将原来多个变量转化为少数几个综合指标,其核心是降维处理,用主成分变量去解释综合性指标。Tran等采用主成分法完成了整体环境的评价,Yuan等用该方法评价了环境中的土壤质量,刘臣辉等

  3.2主成分法

  主成分分析法它将原来多个变量转化为少数几个综合指标,其核心是降维处理,用主成分变量去解释综合性指标。Tran等采用主成分法完成了整体环境的评价,Yuan等用该方法评价了环境中的土壤质量,刘臣辉等、方红卫等在水质量评价中也采用了主成分分析法。主成分分析能够在最大限度地保留原始数据信息的基础上,对高维变量进行综合和简化,并且能够客观地确定各个指标的权重,避免了主观随意性,可用于比较不同时间或不同地点的环境质量优劣;但是确定主成分过程中受研究内容和研究人员影响,容易遗漏重要成分或选择无意义的主成本,导致研究结果不符合实际,主成分分析法也无法将环境质量与环境标准相联系。

  3.3因子分析法

  因子分析的基本目的就是用少数几个因子去描述许多指标或因素之间的联系,即将相关比较密切的几个变量归在同一类,每一类变量就成为一个因子。Yi-MingKuo等用该方法确定了与空气质量有关的PM2.5的影响因素;Ritter等将该方法用于表面土壤水质量的评价;郭莉等利用因子分析法对中国30个城市的经济环境协调状况进行综合评价;朱承亮也采用因子分析构造环境综合指标。因子分析法最大优势在于各综合因子的权重不是主观赋值而是根据各自的方差贡献率大小来确定的,避免了人为确定权重的随意性,使得评价结果较为客观合理。因子分析本身计算复杂,对基础的数据准确度要求很高,此外,出现错误不容易发现,数据的推理复核无形提高了工作难度。

  3.4不确定性法

  3.4.1层次分析法是美国运筹学家T.L.Saaty于20世纪70年代提出的一种定性与定量相结合分析方法,将决策有关的元素分解成不同层次,在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。Wang等将此方法用于西藏地区环境易损性的评价,王西琴在评价天津环境质量时也用到这个方法。

  3.4.2模糊评价法利用集对分析理论(SPA),将由于环境状态的相邻两个评价等级引入模糊隶属度作评价指标,能较好地反映环境状况的等级。Li等用此方法评价了环境中的土壤质量;Chen等用该方法评价中国6个城市公园的土壤表面的重金属污染;Sadiq等、Sadiq等的研究也采用模糊评价法。

  3.4.3灰色评价法根据灰色系统原理,引入各评价等级的白化函数,通过计算比较各评价对象对不同等级的白化值大小做出评价。Tian等运用该方法评价海洋环境的生物和污染指标;刘志国等采用灰色系统评价方法评价中国西部河谷型主要城市的环境质量。

  3.4.4熵值法熵原是热力学中的一个概念,表示系统的无序程度。信息熵可以测量信息的无序度,熵越大,信息的无序度越高,效用值越小;反之,熵越小,信息的无序度越小,效用值越大。熵值法中各个污染指标在环境评价中的权重为其信息效用价值占所有指标信息效用价值总和的比重。杨万平等,袁晓玲等采用嫡值法把污染排放指标综合成一个环境污染指标。

  不确定性评价方法既有效地利用了定性研究的结果,又发挥了定量研究的优势,其在环境质量评价过程中将评价过程数学化、模型化、系统化和规范化,使研究过程具有较强的逻辑性和科学性,但是由于各种决策偏好信息和矩阵的判断依赖于人的主观经验,受决策者个人价值观、社会观和环境观的影响很大,容易产生对客观环境规律的扭曲,降低了其评价结果的可靠性和准确性。

  3.5拉开档次法

  郭亚军提出了一种新的确定权重系数的“‘纵横向’拉开档次”法,该方法的原理是利用对称矩阵的最大特征向量计算权重,能最大限度地体现了各评价对象之间的差异性。杨万平采用纵横向拉开档次法对全国各省1995-2006年的环境污染进行了综合评价,其评价过程“透明”,在各省、各时期之间都具有可比性,评价意义直观明显,不失为环境质量评价研究的有益探索。该方法满足客观性、多样性、复杂性、动态性等环境质量评价要求,使各评价对象、各时期之间都具有可比性;但这种方法原始数据无量纲处理方法对评价结果影响较大,权向量依赖经过标准化处理后的对称矩阵,不具有可继承性,且评价结果受“自我”和“他人”的双重影响,弱化了改善环境质量路径的指示作用。

  4、环境质量评价认识的困惑

  4.1研究视角混淆了环境质量与环境污染

  现有的研究不论是采用单一指标还是综合指标,几乎都将环境污染等同为环境质量。环境质量是环境系统客观存在的一种本质属性,是指一定范围内环境的总体或环境的某些要素对人类生存、生活和发展的适宜程度。环境污染是污染源在正常技术、经济、管理等条件下,一定时间内污染产生量与经过污染防治处理后该污染物削减量之差。可见,环境污染可以理解为各种有害物的排放情况,而环境质量则是环境污染经过治理、吸收或自净后的客观程度,是环境污染的最终反映。从经济学的角度来看,环境质量是环境污染的函数表达,两者具有互为内生的逻辑联系,将环境质量和环境污染混于一体既不能准确反映环境质量的真实状况,又无法描述环境质量的形成轨迹,其结果必然无法承载改善环境质量的评价意图,弱化了环境质量评价从正反两方面透视环境演变轨迹的功能。

  4.2研究范畴忽略了环境吸收

  环境的吸收(自净)是指环境受到污染后,自然界通过物理、化学和生物作用逐步吸收、消除环境污染物的能力,环境吸收是人类通过改造自然而主动影响环境质量的努力效果。受研究视角的影响,环境质量评价研究范畴中环境吸收被忽视。

  Roberta、ShujiFuji、DaiYu、ShiminTian、已经证明植物、土壤、河流、湿地对于空气污染、水污染、固体污染物具有吸收、净化作用,这些寥寥无几的研究都局限于微观层面,缺乏从宏观层面探讨其对整体环境质量的影响,环境吸收的概念、内容、范围和作用机理研究几乎是空白。环境吸收的缺失,无法全面测度经济社会全面发展的“合意产出”和“非合意产出”,阻碍了环境污染与环境质量的双向逻辑演进通道,导致环境质量评价的失衡,也降低了环境质量评价规范性和科学性。袁晓玲等建立包括环境污染和环境吸收的厂商区位选择模型成为环境吸收研究的雏形,袁晓玲等综合考虑了污染排放、污染治理与环境自净能力三项指标,从综合排放净化视角对中国环境状况进行分析研究,初步界定了环境污染、吸收因子的关系,迈出了环境吸收研究的第一步,但这些研究缺乏统一研究框架,系统性分析不足,研究深度和广度也有限,对环境吸收因子的内容、范围、传导机制仍未涉及,评价方法也有待商榷。

  4.3研究结果缺乏关于环境整体情况的评价

  全面评价环境污染情况是环境质量评价和可持续发展能力评价的重要内容。污染物排放是环境污染的表现形式,所以环境污染评价大多是通过计算环境污染物排放来实现的。现有研究不管是采用单一污染物排放指标还是多种污染物排放指标,研究内容还不尽完善,虽然这些指标能从不同角度分别反映了水、大气和土壤等环境污染的变化轨迹,但是人类生活的环境是上述因素构成的有机整体,如果水环境得到改善、大气环境却恶化,或者反映大气质量的若干个指标得以改善,其他指标却面临恶化的风险,在这些情形下人们就无法判断整个环境质量的变化趋势与轨迹,因此有必要根据来自不同方面的环境污染指标全面、客观、公正、合理地对整体环境污染进行整体评估。

  5、研究展望

  5.1规范环境质量研究范式,将环境质量、环境污染、环境吸收因子纳入统一研究框架

  环境污染是人类的“非合意产出”,环境吸收是环境改善的“合意产出”,环境质量是两者共同作用的结果而客观存在,三者是既统一又区别,或缺其一难免产生研究的偏差。环境质量评价必须用整体的视角规范其研究范式,将环境污染和环境吸收因子纳入统一研究框架,使用科学的方法揭示三者之间的内在逻辑、转化模式、影响机制,全面评价环境质量及动态演变轨迹,使环境质量评价既能测度人类社会发展的非合意产出,又能凸显人类改造世界、改善环境质量的主观努力结果。

  5.2构建环境吸收研究框架


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