長沙市芙蓉區(qū)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的DPSIR模型綜合評(píng)價(jià)研究

周震宇，鐵柏清，雷 鳴，袁 嘯，宋 淼

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖南 長沙 410128)

自1994年起，我國就已經(jīng)將可持續(xù)發(fā)展提到戰(zhàn)略性高度，關(guān)于如何在保護(hù)生態(tài)環(huán)境、協(xié)調(diào)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)上，持續(xù)高效地在經(jīng)濟(jì)上取得大幅增長的相關(guān)研究正在逐年增加。黨中央、國務(wù)院對此更是高度重視，“十二五”規(guī)劃的建議中明確提出要“加快構(gòu)建資源節(jié)約、環(huán)境友好的生產(chǎn)方式和消費(fèi)模式，增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力?？沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的思想已經(jīng)滲入到世界的各個(gè)領(lǐng)域，對于可持續(xù)發(fā)展的研究在國內(nèi)外再次興起，已成為城市發(fā)展、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、生態(tài)建設(shè)等方面研究的熱點(diǎn)。

筆者在廣泛研究了國內(nèi)外城市可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系綜合評(píng)價(jià)相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，以湖南省長沙市芙蓉區(qū)為研究對象，采用DPSIR模型與主成分分析法結(jié)合的方式對芙蓉區(qū)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并對長沙市芙蓉區(qū)可持續(xù)發(fā)展中的問題及成因進(jìn)行了分析，對今后相關(guān)方向的研究提出了設(shè)想。

1 DPSIR模型的原理

DPSIR模型是歐洲環(huán)境組織(EEA)1998年提出的，當(dāng)時(shí)該模型主要運(yùn)用于綜合分析和描述環(huán)境問題及其和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系。該模型涵蓋經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境三大要素，是一種在環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中廣泛使用的概念模型。它從系統(tǒng)角度出發(fā)分析人與環(huán)境系統(tǒng)的相互作用，將一般性的自然系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)分解成為驅(qū)動(dòng)力(Drive)、壓力(Pressure)、狀態(tài)(State)、影響(Impact)和響應(yīng)(Response)5部分。每個(gè)部分都代表一種類型的指標(biāo)，而每類指標(biāo)又分為若干指標(biāo)項(xiàng)，它們之間的關(guān)系如圖1所示。

圖1 DPSIR模型

圖1中如果生態(tài)效率提高，較大的“驅(qū)動(dòng)力”會(huì)產(chǎn)生更小的“壓力”；人類社會(huì)或生態(tài)系統(tǒng)的影響與“環(huán)境狀態(tài)”之間的關(guān)系則取決于這些系統(tǒng)的承載力，社會(huì)是否對“影響”產(chǎn)生“響應(yīng)”，取決于“影響”如何被認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)；“社會(huì)響應(yīng)”對“驅(qū)動(dòng)力”反作用的結(jié)果，取決于響應(yīng)的效率。DPSIR模型能較好較完善地反映人類與環(huán)境系統(tǒng)之間的相互關(guān)系及作用力，并為生態(tài)可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系的建立提供了一個(gè)基本框架。

2 DPSIR模型評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

長沙市芙蓉區(qū)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展建設(shè)是一個(gè)極其復(fù)雜的建設(shè)過程，它包括了資源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)、體制與管理5個(gè)部分。筆者在DPSIR模型的基礎(chǔ)上，綜合以上5個(gè)部分的關(guān)鍵指標(biāo)，較為完善地建立了長沙市芙蓉區(qū)的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系。

2.1 驅(qū)動(dòng)力

指推動(dòng)長沙市芙蓉區(qū)生態(tài)建設(shè)與城區(qū)發(fā)展的關(guān)鍵指標(biāo)，主要包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面，如人均GDP、人口密度、恩格爾系數(shù)、計(jì)劃生育率等。

2.2 壓 力

指通過驅(qū)動(dòng)力作用后施加于生態(tài)建設(shè)之上促使生態(tài)可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)發(fā)生改變的壓力。此壓力主要是指人類活動(dòng)對生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的負(fù)荷，如城區(qū)TSP排放量、城區(qū)COD排放量、工業(yè)固體廢棄物排放量等。

2.3 狀 態(tài)

指長沙市芙蓉區(qū)城市發(fā)展建設(shè)過程中在壓力指標(biāo)下所處的狀態(tài)，它包括各類環(huán)境要素，例如城市人均住房面積、人均公共綠地面積、城市污水處理率、工業(yè)廢水處理達(dá)標(biāo)率等。

2.4 影 響

指長沙市芙蓉區(qū)城市發(fā)展進(jìn)程中的狀態(tài)對社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人民生活及健康的影響，包括城鎮(zhèn)登記失業(yè)率、非農(nóng)人口比例、千人擁有醫(yī)生數(shù)量、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效率綜合指數(shù)等。

2.5 響 應(yīng)

指對長沙市芙蓉區(qū)所采取抑制生態(tài)可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)變化的相應(yīng)措施，如相關(guān)法律或環(huán)保政策的實(shí)施等。如高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重、城市社保覆蓋率、環(huán)境保護(hù)投資占GDP比例等。具體指標(biāo)見表1。

表1 長沙市芙蓉區(qū)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展綜合指數(shù)指標(biāo)

3 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定和分析計(jì)算

3.1 指標(biāo)值數(shù)據(jù)的選取

選取了2000年到2009年的指標(biāo)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于長沙市統(tǒng)計(jì)年鑒、長沙市芙蓉區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒、長沙市芙蓉區(qū)環(huán)境保護(hù)局、長沙市芙蓉區(qū)土地資源管理局、長沙市芙蓉區(qū)環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)及長沙市統(tǒng)計(jì)局、長沙市芙蓉區(qū)統(tǒng)計(jì)局公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

3.2 主成分分析法及綜合指數(shù)計(jì)算

3.2.1 主成分分析法的原理 主成分分析法是利用降維思想，在損失很少信息的前提下把多個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為幾個(gè)綜合指標(biāo)的多元統(tǒng)計(jì)方法。這些綜合指標(biāo)通常被稱為主成分，主成分相比原始變量而言，具有更多的優(yōu)越性，即在研究許多復(fù)雜問題時(shí)不至于丟失太多信息，從而使我們更容易抓住事物的主要矛盾，提高分析效率。該方法的核心是通過主成分分析，選擇n個(gè)主分量Y1，Y2 ，…，Yn ，其中Y (i=1，2，…，n)為第i個(gè)主成分的得分，以主分量Y 的方差貢獻(xiàn)率a作為權(quán)數(shù)，構(gòu)造綜合評(píng)價(jià)函數(shù)：Y=a1Y1+a2Y2 +…+anYn，這樣，當(dāng)我們把第i個(gè)主成分的得分算出來后，便可以很快求出綜合得分，并且按照得分的高低來排序。

3.2.2 綜合指標(biāo)計(jì)算方法 搜集完需要的數(shù)據(jù)后，因?yàn)楦鲾?shù)據(jù)涉及范圍廣，變量大多具有不同的屬性和單位，既有定性指標(biāo)，又有定量指標(biāo)，各個(gè)指標(biāo)間沒有統(tǒng)一的度量標(biāo)準(zhǔn)，難以進(jìn)行比較，若直接對它們作因子分析，結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)偏差，所以在對變量進(jìn)行因子分析前，有必要先對數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理。無量綱化，也叫數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、歸一化，是通過簡單的數(shù)學(xué)變換來消除各自表量綱影響的方法。無量綱化方法有許多種，總結(jié)起來主要有三類：直線型，折線型和曲線型。研究選用Z-Score 方法將所有變量數(shù)據(jù)通過標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)化成均值為0，方差為1 的無量綱數(shù)值。此方法能夠避免由于變量均值不同導(dǎo)致的數(shù)據(jù)扭曲。

計(jì)算公式為：

其中，式（1）中Zi為第i個(gè)需求數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)；式（2）為數(shù)據(jù)的平均值；式（3）中S為數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差。

采用SPSS軟件，運(yùn)用主成分分析法，分別對指標(biāo)體系中的10個(gè)驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)變量，7個(gè)壓力系統(tǒng)變量，4個(gè)狀態(tài)系統(tǒng)變量, 4個(gè)影響系統(tǒng)變量，以及4個(gè)響應(yīng)系統(tǒng)變量進(jìn)行因子分析，取累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到85%以上的公因子。

計(jì)算各系統(tǒng)值，其計(jì)算公式如下：

其中，式（4）中Ui就是未乘以貢獻(xiàn)率的系統(tǒng)值；Zij為i系統(tǒng)提取的第j 個(gè)因子與指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，計(jì)算公式即為式（1）；Wij為i系統(tǒng)第j個(gè)因子的貢獻(xiàn)率，由SPSS軟件求得；n 為i 系統(tǒng)提取因子的總個(gè)數(shù)。式（5）中U為所求系統(tǒng)值，Vi即為系統(tǒng)某一主成分的貢獻(xiàn)率，有多少個(gè)主成分即有多少個(gè)Vi,要求Vi的累積貢獻(xiàn)率大于85%。

確定UESDI總指數(shù)，將5個(gè)系統(tǒng)值Ui進(jìn)行等權(quán)相加（權(quán)重都是0.2），得到城市生態(tài)可持續(xù)發(fā)展指數(shù)。

4 長沙市芙蓉區(qū)的可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系計(jì)算

表2為長沙市芙蓉區(qū)可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系的原始數(shù)據(jù)。

綜合考慮指標(biāo)獲取的難易程度與準(zhǔn)確性，研究以2000～2009年作為評(píng)價(jià)的時(shí)間區(qū)域，選用了DPSIR模型對評(píng)價(jià)指標(biāo)建立模型，可以反映出各評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的關(guān)系；同時(shí)按照主成分分析法用SPSS進(jìn)行運(yùn)算，在此基礎(chǔ)上計(jì)算得出長沙市芙蓉區(qū)在2000～2009年間生態(tài)可持續(xù)發(fā)展綜合指數(shù)的變化曲線，如圖2所示。

表2 長沙市芙蓉區(qū)可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系原始數(shù)據(jù)

圖2 長沙市芙蓉區(qū)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展態(tài)勢

參考各種統(tǒng)計(jì)年鑒、公報(bào)等相關(guān)資料數(shù)據(jù)及國家和國際上相應(yīng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確定指標(biāo)的臨界值和上下限值，結(jié)合芙蓉區(qū)實(shí)際情況，進(jìn)行了可持續(xù)發(fā)展水平指數(shù)分類。其中2004年是負(fù)值與正值交接的關(guān)鍵年，如人均GDP突破3萬元，達(dá)到中等收入水平；城鎮(zhèn)人均可支配收入也突破萬元大關(guān)、城市人均住房面積達(dá)到25 m2、工業(yè)廢水處理達(dá)標(biāo)率接近100%、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GPD比重較2003年約翻了一翻等?；谶@些突破性因素，因此將數(shù)值0作為可持續(xù)與不可持續(xù)的分界點(diǎn)，將生態(tài)可持續(xù)發(fā)展水平指數(shù)在(-10，10)范圍內(nèi)劃分為4類，按可持續(xù)發(fā)展指數(shù)數(shù)值由小到大依次命名為不可持續(xù)發(fā)展、弱可持續(xù)發(fā)展、基本可持續(xù)發(fā)展和強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展，具體見表3。

5 評(píng)價(jià)結(jié)果與討論

5.1 評(píng)價(jià)結(jié)果

從圖2可知，該曲線呈直線狀態(tài)，長沙市芙蓉區(qū)自2000～2009年的可持續(xù)發(fā)展指數(shù)逐年上升，在2000～2003年間處于弱可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，2004年開始長沙市芙蓉區(qū)已經(jīng)走向基本可持續(xù)發(fā)展行列，并且在2009年綜合可持續(xù)發(fā)展指數(shù)上升到4.99，接近強(qiáng)可持續(xù)階段。這說明長沙市芙蓉區(qū)從2000年到2009年期間生態(tài)城區(qū)創(chuàng)建、長沙市文明衛(wèi)生城市創(chuàng)建等卓有成效，也意味著長沙市芙蓉區(qū)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展總體上朝著良性的方向發(fā)展。事實(shí)上，芙蓉區(qū)近10年來經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整力度很大，特別是第三產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，其中由高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)的GDP發(fā)展較為顯著，截止2009年底，長沙市芙蓉區(qū)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重從2000年的7.57%上升到2009年的25.11%。節(jié)能減排工作也卓有成效，主要城區(qū)污染物的排放量都有下降，“三廢”處理率保持在較高水平，二氧化硫排放量逐年下降，單位能耗及水耗也都大幅度降低，污染治理力度逐年加強(qiáng)。

這一系列的數(shù)據(jù)都充分反映了長沙市芙蓉區(qū)近年來可持續(xù)發(fā)展的情況，如近兩年已經(jīng)基本完成了養(yǎng)殖區(qū)的搬遷，馬王堆蔬菜市場也進(jìn)行了相應(yīng)整頓，城區(qū)污水處理管道大部分已經(jīng)完成對接，部分地區(qū)已開始布置雨污分流管道。生態(tài)環(huán)境建設(shè)的投入持續(xù)增加，以瀏陽河風(fēng)光帶為代表的生態(tài)項(xiàng)目建設(shè)，堅(jiān)持“立體發(fā)展、集約開發(fā)、凸顯綜合娛樂休閑概念、風(fēng)光帶與產(chǎn)業(yè)帶有機(jī)融合”的原則，努力營造出多元化、多層次的瀏陽河經(jīng)濟(jì)帶，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的新一輪發(fā)展。因此，基于DPSIR模型建立的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，能客觀反映長沙市芙蓉區(qū)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展水平，可靠性較強(qiáng)。

表3 生態(tài)可持續(xù)發(fā)展水平指數(shù)分類

5.2 討 論

在“十五”“十一五”期間，芙蓉區(qū)深入實(shí)施“資源整合、提質(zhì)增效、開放帶動(dòng)、強(qiáng)西拓東”的發(fā)展戰(zhàn)略，突出優(yōu)勢帶動(dòng)、投資拉動(dòng)、環(huán)境推動(dòng)，區(qū)域經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。但在生態(tài)可持續(xù)發(fā)展道路的發(fā)展進(jìn)程中，長沙市芙蓉區(qū)的可持續(xù)發(fā)展依然任重道遠(yuǎn)。從2000～2009年間，綜合可持續(xù)發(fā)展指數(shù)最高為2009年的4.99，沒有達(dá)到強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展階段，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，以房地產(chǎn)經(jīng)濟(jì)、第三產(chǎn)業(yè)為支柱產(chǎn)業(yè)引起的結(jié)構(gòu)性污染問題仍然嚴(yán)重，污染投訴和糾紛日益增多，需要改善的問題依然嚴(yán)峻。

5.2.1 建設(shè)工地?fù)P塵和機(jī)動(dòng)車尾氣對轄區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量影響較大 監(jiān)測結(jié)果表明，2000～2009年間可吸入固體顆粒物（PM10）仍為轄區(qū)內(nèi)的首要大氣污染物，這主要與建筑工地、拆遷改造、道路施工等項(xiàng)目增加產(chǎn)生的揚(yáng)塵以及城區(qū)機(jī)動(dòng)車數(shù)量劇增尾氣排放有關(guān)。

5.2.2 瀏陽河區(qū)段河水質(zhì)量有待進(jìn)一步改善 花橋污水處理廠和長善垸污水處理廠建成投產(chǎn)后，向?yàn)g陽河直接排放的城市生活污水量大大減少，水質(zhì)得到一定的改善，但沿線部分排漬涵閘由于淤塞、調(diào)度等原因造成了部分污水直接排放，沿岸部分小加工廠、小作坊的偷排，以及水上排擋經(jīng)營等情況，瀏陽河水質(zhì)仍待進(jìn)一步改善。

5.2.3 餐飲業(yè)油煙污染問題仍較為突出轄內(nèi)第三產(chǎn)業(yè)尤其是餐飲業(yè)發(fā)達(dá)，數(shù)量多、分布廣，而且大多處于繁華路段和居民聚居區(qū)。由于餐飲業(yè)申領(lǐng)營業(yè)執(zhí)照時(shí)未將環(huán)保審批作為前置條件，所以給環(huán)保管理工作增加了一定的難度，已成為城區(qū)居民環(huán)保投訴的熱點(diǎn)問題之一。

5.2.4 社會(huì)生活噪聲擾民問題較為集中芙蓉區(qū)集中了相當(dāng)多的酒吧、卡拉OK等場所，最典型的如化龍池酒吧一條街、小卡拉OK、音樂茶座等，多選址在居民密集區(qū)，又未按環(huán)保行政主管部門的要求落實(shí)有效的噪聲污染防治措施，產(chǎn)生的噪聲嚴(yán)重影響了周邊居民的正常生活，導(dǎo)致居民反復(fù)投訴。

5.2.5 不銹鋼、石材加工和廣告制作等帶來的污染擾民時(shí)有發(fā)生 部分市場功能定位有待明確，未設(shè)定行業(yè)準(zhǔn)入條件，造成環(huán)境污染并引發(fā)糾紛。如南湖大市場金泉公寓沿線門面不銹鋼加工噪聲擾民情況突出；南明苑石材加工的噪聲、粉塵污染引發(fā)居民多次信訪；人民路廣告一條街廣告的噴繪、制作氣味擾民等。

5.2.6 環(huán)境保護(hù)宣傳力度有待進(jìn)一步加強(qiáng) 環(huán)境保護(hù)是我國的一項(xiàng)基本國策，需要全社會(huì)、各個(gè)部門的支持和參與。目前，公眾參與機(jī)制有待完善，公眾的環(huán)境保護(hù)意識(shí)總體水平有待提高，尚未形成濃厚的輿論氛圍，環(huán)境保護(hù)宣傳教育的力度有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

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