層次分析法在陜北退耕還林可持續(xù)發(fā)展影響因子評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

張曉,高海清,郭東敏,卜耀軍

(榆林學(xué)院,陜西 榆林 719000)

退耕還林(草)即從保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境出發(fā),將易造成水土流失的坡耕地和易造成土地沙化的耕地,有計(jì)劃、有步驟地停止繼續(xù)耕種,本著宜林則林、宜草則草的原則,因地制宜地造林種草,恢復(fù)植被[1],是國家針對一些區(qū)域(特別是西部地區(qū))日益嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題和水土流失危害的形勢下所采取的一項(xiàng)重大舉措。很顯然,退耕還林可持續(xù)發(fā)展是國家退耕還林還草工程的首要追求目標(biāo),對退耕區(qū)可持續(xù)發(fā)展的追求應(yīng)是評(píng)價(jià)退耕項(xiàng)目成功與否的重要因素。盡管目前國內(nèi)外對森林可持續(xù)經(jīng)營評(píng)價(jià)的研究比較多,但是系統(tǒng)地應(yīng)用層次分析法對退耕還林可持續(xù)發(fā)展影響因子評(píng)價(jià)的研究還不多見,本研究中可持續(xù)發(fā)展影響因素必須定性與定量相結(jié)合,并逐步由定性走向定量。按照影響退耕還林持續(xù)性效益因素抽象出可以量化的系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo),其具體任務(wù)是建立一套退耕還林可持續(xù)發(fā)展影響因素評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法,通過系統(tǒng)評(píng)價(jià)來檢測區(qū)域退耕還林發(fā)展水平,衡量退耕還林可持續(xù)發(fā)展的能力,為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供輔助決策服務(wù)。

退耕還林可持續(xù)發(fā)展支撐體系的指標(biāo)評(píng)價(jià)是對陜北經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、人口、政策和管理系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與研究的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn),4者既相對獨(dú)立又相互作用,只有各支撐因子協(xié)調(diào)發(fā)展時(shí),其發(fā)展才是可持續(xù)的。本文根據(jù)退耕還林持續(xù)性效益的主要影響因子,在設(shè)定多層次指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上,采用AHP法對退耕還林生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、人口、社會(huì)可持續(xù)性進(jìn)行評(píng)價(jià),以確定影響退耕還林可持續(xù)性效益的主要因素,構(gòu)建新時(shí)期退耕還林還草工程可持續(xù)發(fā)展的支撐體系,為促進(jìn)陜北地區(qū)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益的協(xié)調(diào)增長及生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供科學(xué)、可靠的決策依據(jù)。

1 層次分析法在陜北退耕還林(草)可持續(xù)發(fā)展影響因子評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取的依據(jù)

層次分析法(analytic hierarchy process),簡稱AHP,是由美國運(yùn)籌學(xué)家、匹茲堡大學(xué)教授 T.L.Saaty于20世紀(jì)70年代提出的一種對較為模糊或較為復(fù)雜的決策問題使用定性與定量分析相結(jié)合的手段做出決策的方法。它是將與評(píng)價(jià)決策有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、指標(biāo)等層次,在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行定性和定量分析的評(píng)價(jià)決策的權(quán)重分析方法[2-4]。AHP法的基本原理就是把要研究的復(fù)雜問題看作一個(gè)大系統(tǒng),通過對系統(tǒng)的多個(gè)因素的分析,劃分出各因素相互聯(lián)系的有序?qū)哟?再請專家對每一層次的各因素進(jìn)行客觀的判斷后,給出相對重要性的定量表示,建立數(shù)學(xué)模型,計(jì)算出每一層次全部因素的相對重要性的權(quán)數(shù)并加以排序;最后根據(jù)排序結(jié)果進(jìn)行規(guī)劃決策和選擇解決問題的措施[5-6]。

在研究影響陜北退耕還林(草)可持續(xù)發(fā)展因子評(píng)價(jià)時(shí),建立科學(xué)合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系關(guān)系到評(píng)價(jià)結(jié)果的精確性。陜北退耕還林的發(fā)展約有10 a時(shí)間,想要依靠前人在本系統(tǒng)上的研究成果來進(jìn)行評(píng)價(jià)研究,顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。退耕還林(草)的可持續(xù)發(fā)展的實(shí)質(zhì)就是退耕還林的可持續(xù)經(jīng)營,所有應(yīng)借鑒森林可持續(xù)經(jīng)營評(píng)價(jià)的有關(guān)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)來選擇退耕還林(草)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的評(píng)價(jià)指標(biāo)[7]。

通過搜集國內(nèi)外生態(tài)林業(yè)工程效益及可持續(xù)發(fā)展研究方面的文獻(xiàn),認(rèn)真分析蒙特利爾行動(dòng)綱要,國際熱帶木材組織等的標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo),國內(nèi)“長江中上游防護(hù)林體系生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)技術(shù)研究”,“黃土高原水土保持森林體系綜合效益研究”,水源涵養(yǎng)林可持續(xù)經(jīng)營評(píng)價(jià)指標(biāo)體系以及退耕還林效益相關(guān)研究論文等文獻(xiàn),結(jié)合退耕還林系統(tǒng)的環(huán)境背景特征及我國退耕還林建設(shè)的目的和區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況,盡可能多地搜集評(píng)價(jià)指標(biāo),構(gòu)建可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,提出評(píng)價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)由總體層、系統(tǒng)層和要素層3個(gè)等級(jí)[8]。本研究建立了生態(tài)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、人口和政策管理指標(biāo)等作為一級(jí)指標(biāo),20多項(xiàng)因子作為評(píng)估因子的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,最終得到退耕還林(草)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)的一般指標(biāo)體系,找出了主要限制因素,并構(gòu)建支撐體系。

1.2 指標(biāo)的分類和確定

依據(jù)退耕還林(草)工程的目標(biāo),結(jié)合陜北的實(shí)際情況,建立影響陜北退耕還林可持續(xù)性發(fā)展因子評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。指標(biāo)體系是對退耕還林可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與研究的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn),必須綜合反映環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、人口、政策、管理等系統(tǒng)復(fù)雜內(nèi)容。因此,指標(biāo)體系應(yīng)包括生態(tài)系統(tǒng)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)指標(biāo)、人口系統(tǒng)指標(biāo)和政策管理系統(tǒng)指標(biāo)。經(jīng)過綜合運(yùn)用理論分析、頻度統(tǒng)計(jì)、調(diào)查篩選合適的指標(biāo),再結(jié)合專家咨詢方法及實(shí)地調(diào)查篩選確定指標(biāo)。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、人口、政策管理 4個(gè)方面的要素層指標(biāo)[9]。

(1)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。該指標(biāo)主要包含改變原有的生產(chǎn)方式,建立新的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),探索新的提高收入途徑的后續(xù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)等因子,主要包括農(nóng)民人均純收入、人均糧食產(chǎn)量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指標(biāo)、恩格爾指數(shù)、經(jīng)濟(jì)成分多元化指數(shù)。

(2)生態(tài)指標(biāo)。該指標(biāo)主要包含用來反映陜北的氣候條件、水分、溫度等自然條件環(huán)境狀況的生態(tài)系統(tǒng)完好度、林種結(jié)構(gòu)指數(shù)、森林覆蓋率、土壤侵蝕模數(shù)、林種結(jié)構(gòu)指數(shù)、退耕指數(shù)。

(3)人口指標(biāo)。這類指標(biāo)主要是概括區(qū)域農(nóng)業(yè)人口的數(shù)量、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量及其在有限的自然和社會(huì)資源條件下對生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的支撐和壓力水平,主要包括人口密度、第一、二、三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)占總?cè)丝诒壤?、人均林地指?shù)、人均耕地指數(shù)、外出勞務(wù)人員占農(nóng)村人口比重。

(4)政策管理指標(biāo)。該指標(biāo)屬定性指標(biāo),主要包含退耕還林(草)管理?xiàng)l例的執(zhí)行程度、公眾參與退耕還林管理的程度、退耕還林工程管理模式的效益、生態(tài)效益補(bǔ)償制度的落實(shí)程度。

1.3 指標(biāo)體系的構(gòu)成

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐和綜合國內(nèi)外最新研究成果[10-11],建立退耕還林可持續(xù)發(fā)展影響因素評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,指標(biāo)體系分為3層:目標(biāo)層(A)、準(zhǔn)則層(B)和指標(biāo)層(C)。

第1層是目標(biāo)層(A),指退耕還林可持續(xù)發(fā)展水平;第2層是準(zhǔn)則層(B),包括經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、生態(tài)指標(biāo)、人口指標(biāo)、政策與管理模式指標(biāo);第3層是指標(biāo)層(C)。為選取有效的評(píng)價(jià)指標(biāo),本文根據(jù)特爾菲法,對眾多因子進(jìn)行分析,篩選出20個(gè)參評(píng)因子構(gòu)成可持續(xù)發(fā)展影響因素綜合評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系(表1)。

表1 影響陜北退耕還林(草)可持續(xù)發(fā)展因素評(píng)價(jià)指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)

1.4 構(gòu)造判斷矩陣及指標(biāo)權(quán)重的確定

任何體系分析都以一定的信息為基礎(chǔ),AHP法的信息分析基礎(chǔ)主要是人們對每一層次各因素的相對重要性給出判斷,這些判斷用數(shù)值表示出來,寫成矩陣形式就是判斷矩陣。構(gòu)造判斷矩陣是AHP法的關(guān)鍵一步(見表2)。

表2 判斷矩陣

假設(shè)A層中因素 Ak與下一層次中因素B1,B2,…,Bn有聯(lián)系,其總權(quán)重為akj,因素B1相對于 Ak單權(quán)重為b1,首先通過專家評(píng)議,確定出Bi,相對于Bj的相對重要性的比值bij,其具體確定方法是:對評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的每一層次各因素的相對重要性用數(shù)值形式給出判斷,并寫成矩陣的形式(表3)

1.5 判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)

1.5.1 層次單排序及一致性檢驗(yàn) 層次單排序是根據(jù)判斷矩陣計(jì)算對于上一層次某元素而言,本層次與之有聯(lián)系的元素重要次序的權(quán)值是本層次中所有元素對于上一層次而言進(jìn)行重要性排序的基礎(chǔ),是指計(jì)算判斷矩陣的最大特征根和相應(yīng)的特征向量。

表3 判斷矩陣標(biāo)度及其含義

表4 隨機(jī)一致性指標(biāo)(部分 RI值)

當(dāng)n≥3時(shí),把CI與 RI之比定義為一致性比率,由于1,2階正互反矩陣總是一致矩陣,故RI=0,此時(shí)定義CR=0;當(dāng)CR＜0.10時(shí),即認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性,否則,則需調(diào)整判斷矩陣直到具有滿意的一致性為止。從表2—4可知,矩陣A—B的排序有滿意的一致性,排序結(jié)果是可靠的。

1.5.2 層次總排序及一致性檢驗(yàn) 層次總排序就是計(jì)算C層對A層的相對重要性排序,實(shí)際上是層次單排序的加權(quán)組合,另外也需要檢查整個(gè)階梯層次模型的判斷一致性。通過層次總排序計(jì)算出每1個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)相對于總目標(biāo)層的權(quán)重值,由各層的權(quán)重系數(shù),逐級(jí)相乘可求得指標(biāo)對目標(biāo)層的權(quán)重(表5)。

2 陜北地區(qū)退耕還林(草)可持續(xù)發(fā)展影響因素評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

在項(xiàng)目調(diào)研數(shù)據(jù),2009年政府工作報(bào)告,榆林市、延安市統(tǒng)計(jì)資料基礎(chǔ)上,咨詢退耕還林專家以及專業(yè)意見綜合權(quán)衡后得出的打分。

在(表2—3)的判斷矩陣中,進(jìn)行具體指標(biāo)之間的兩兩比較。其中,定性指標(biāo)通過專家打分法進(jìn)行:邀請榆林市政府、延安市政府、西北農(nóng)林科技大學(xué)林業(yè)生態(tài)學(xué)界生產(chǎn)、管理、科研等不同領(lǐng)域14名專家,對每個(gè)判斷矩陣中各元素的重要性進(jìn)行兩兩比較,根據(jù)專家評(píng)分的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,整理得到退耕還林可持續(xù)發(fā)展的20個(gè)評(píng)價(jià)因子的A-B,B1-C1i,B2-C2i,B3-C3i,B4-C4i判斷矩陣,求出每一評(píng)價(jià)單元的各指標(biāo)權(quán)重(表5)。一致性指標(biāo)為:

可見,層次排序的結(jié)果具有足夠的一致性。

2.1 層次總排序結(jié)果與分析

由表5層次總排序可知,構(gòu)成影響退耕還林可持續(xù)發(fā)展影響因素評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的20個(gè)因素中,權(quán)重排序前7名的依次為:生態(tài)系統(tǒng)完好度指標(biāo)、退耕指數(shù)、土壤侵蝕模數(shù)、農(nóng)民人均純收入、林分結(jié)構(gòu)指數(shù)、林種結(jié)構(gòu)指數(shù)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指標(biāo)?？梢?陜北退耕還林可持續(xù)發(fā)展的影響因素主要集中于生態(tài)指標(biāo)方面,其次是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、人口指標(biāo)、政策與管理指標(biāo)。生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、人口、政策與管理層的權(quán)重分別為:0.475,0.298,0.137,0.009,這意味著影響退耕還林可持續(xù)發(fā)展綜合效益因子中,生態(tài)效益影響因素所占的比重最大,接近了50%;其次為經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)接近30%,說明生態(tài)因素是退耕還林可持續(xù)發(fā)展影響因素中的重中之重;其次為經(jīng)濟(jì)因素。這與陜北實(shí)施退耕還林工程的現(xiàn)實(shí)正好符合,說明分析結(jié)果與陜北實(shí)際情況基本一致,證明該模型評(píng)價(jià)體系是正確的和可信的。

2.2 層次單排序結(jié)果與分析

由表5層次單排序可知,構(gòu)成退耕還林可持續(xù)發(fā)展影響因素評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的20個(gè)因素中,權(quán)重排序前4位的有:農(nóng)民人均純收入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指標(biāo)、生態(tài)系統(tǒng)完好度指標(biāo)、人口密度。說明分析結(jié)果與陜北實(shí)際情況基本一致。

表5 陜北地區(qū)退耕還林可續(xù)發(fā)展影響因素評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值

3 結(jié)論

(1)從層次總排序結(jié)果可知,構(gòu)成影響退耕還林可持續(xù)發(fā)展影響因素評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的 20個(gè)因素中,權(quán)重排序前7名的依次為:生態(tài)系統(tǒng)完好度指標(biāo)、退耕指數(shù)、土壤侵蝕模數(shù)、農(nóng)民人均純收入、林分結(jié)構(gòu)指數(shù)、林種結(jié)構(gòu)指數(shù)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指標(biāo)。因此,陜北退耕還林可持續(xù)發(fā)展的影響因素主要集中于生態(tài)指標(biāo)方面,其次是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、人口指標(biāo)、政策與管理指標(biāo)。這與陜北實(shí)施退耕還林工程的現(xiàn)實(shí)正好符合,說明分析結(jié)果與陜北實(shí)際情況基本一致,證明該模型評(píng)價(jià)體系是正確的、可信的。

(2)從層次單排序結(jié)果可知,構(gòu)成退耕還林可持續(xù)發(fā)展影響因素評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的20個(gè)因素中,權(quán)重排序前4位的有:農(nóng)民人均純收入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指標(biāo)、生態(tài)系統(tǒng)完好度指標(biāo)、人口密度。說明分析結(jié)果與陜北實(shí)際情況基本一致。從而,可構(gòu)建一個(gè)包括技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、人口、政策與管理模式創(chuàng)新在內(nèi)的“四輪驅(qū)動(dòng)”的支撐體系模型,為當(dāng)前退耕還林(草)工程的順利、合理的推進(jìn)和可持續(xù)發(fā)展提供重要的決策參考信息。

(3)層次分析法突出的優(yōu)點(diǎn)是可以盡量減少主觀因素的影響,將復(fù)雜問題的各個(gè)因素通過劃分相互聯(lián)系的有序?qū)哟问怪畻l理化,較客觀地判斷給予每一層次各評(píng)價(jià)因素相對重要性的定量表示。同時(shí)判斷矩陣偏離客觀實(shí)際的程度由隨機(jī)一致性比率顯示,判斷矩陣認(rèn)為不滿意,則可調(diào)整到直至取得具有滿意的一致性為止。層次分析法對陜北黃土高原地區(qū)退耕還林可持續(xù)發(fā)展影響因素評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定結(jié)果基本符合陜北的實(shí)際,可以為解決陜北地區(qū)退耕還林(草)可持續(xù)發(fā)展影響因素評(píng)價(jià)中分配各個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重提供行之有效的技術(shù)方法,同時(shí)為構(gòu)建退耕還林可持續(xù)發(fā)展支撐體系提供一種有效的判斷依據(jù)。

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