基于生态安全视角下环境质量评价指标体系研究

杨菁，梁增强

（1.北京博诚立新环境科技股份有限公司天津分公司，天津 300011；2.天津市环鉴环境检测有限公司，天津 300191）

改革开放带来经济高速发展的同时，粗放的发展模式也给我国生态安全造成了严重威胁[1]。环境安全是人与环境和谐程度的另一种量度[2]。一直以来，学者们致力于各种环境质量评价研究，用于表征环境质量的好坏程度。例如，有研究以地表水[3-4]、地下水[5]、大气[6]、噪声[7]、土壤[8-9]等环境介质中监测数据进行质量评价；也有研究重点集中在综合环境质量评价体系构建[10-13]，主要区别在于研究对象不同或研究视角不同，前者研究[3-9]仅就环境质量本身进行研究，侧重于微观视角，而后者研究则引入环境、经济、社会等诸多因素[10-13]，侧重于宏观视角，但后者对于环境质量参数重视程度不够。一套综合全面、科学可行的质量评价方法对于政府进行环境绩效考核极其重要。

1 文献评述

近些年，生态文明、生态底线和环境效益等指标体系构建成为学术界研究热点之一。对于多数研究来说，数据的获取路径均主要来自政府发布的统计年鉴、公报等，但研究内容、指标选取和结果表征等方面的差异很大，这就导致了各研究成果间的可比性不强。现行的评价指标体系存在区域功能定位不清晰、指标制定缺乏针对性和理论研究多于实际运用等缺点[15]。即便围绕同一模型概念进行研究，评价模型所涵盖的具体内容也存在明显差异[10-15]。例如，虽然周华荣[11]、叶亚平[13]研究内容均为“生态环境质量评价指标体系”，但模型涵盖的具体指标却存在很大差异，评价结果等级的划分也相差较大。指标筛选时一般分为主观经验选择法和客观统计分析法。主观选择法凭借研究者对评价对象的理解，易导致主观性过强的缺陷；注重客观统计分析虽可以提高指标筛选的合理性，但对于不同的评价对象可能受制于数据可得性约束，方法运用受到限制[12]。在指标选取数量上也存在明显分歧，李萌[14]主张评价指标少而精，而也有研究看重指标的全面性[12，15]。

已有的生态文明建设评价指标体系框架各具特色，评价领域划分不一，指标数量也不尽相同[15]。指标权重用于表征各指标在评价指标体系中的重要程度。指标权重赋值是否合理直接影响评价指标体系的研究和应用效果。已有研究中赋权方法也参差不齐，指标权重的确定方法分为客观赋值法和主观赋值法，主流的客观赋值法包括均权法[10]、信息熵权法[15]和主成分分析法[12]等；主流的主观赋值法包括层析分析法[11，14]。在研究层次划分方面，主要为2～4 层，以3 层居多，即目标层、准则层和指标层，对模型起决定性作用的是指标层。一般指标可划分为正向指标和逆向指标，正向指标数值越大，代表环境质量越好；逆向指标则相反。

2 指标体系模型构建

2.1 内涵释义

生态安全视角下环境质量评价指标体系（EQI）是通过对环境质量、社会发展、科技水平、健康水平和环境管理水平等因素综合考量，定量评价一定空间尺度内生态环境安全的方法。

该指标体系在已有研究的基础上进行了改进与完善，一定程度上提高了环境质量评价体系的科学性与合理性：（1）指标类别更丰富全面，既包括常见的环境质量、经济社会等数据，还纳入了科技投入、健康水平和环境管理等因素；（2）环境要素考虑更全面，包括了土壤、大气、水体、噪声、放射性以及生态环境等环境要素；（3）指标设置更合理，既包括“占比”“达标率”等定性概念，也包括“浓度”“面积”等定量数据；及时引入污染地块安全利用率和碳排放权交易成交量等新概念，其中污染地块和农用地安全利用率、生态环境质量指数、呼吸系统疾病占全部死亡人数比例以及脑血管病占全部死亡人数的比例等指标的引入，充分体现了生态安全的总体要求。

2.2 构建原则

构建模型遵循以下原则：（1）科学性，指标选取要具备科学性，要符合科学发展规律和客观事实；（2）代表性和可操作性，评价指标应该简单明确、信息涵盖广，综合程度高，具有代表性和典型性，数据易获取；（3）系统性，指标涵盖面广，能综合反映模型所要表达的内涵，能够覆盖多种环境要素。

2.3 指标选取

基于研究模型内涵和模型构建原则，确定指标主要来自环境质量、环境管理、社会发展、健康水平和科技投入等五方面，共35 项指标。研究首次引入碳排放权交易成交量、呼吸系统疾病占全部死亡人数比例和脑血管病占全部死亡人数的比例等指标。

2.4 数据来源与处理

研究选取历年统计数据进行模型研究。其中表1中①代表原始数据来自《天津市统计年鉴》；②代表原始数据来自《天津市环境状况公报》和《天津市生态环境状况公报》；③代表该指标数据根据《天津市统计年鉴》中“化肥施用量（折纯，万t）”和“耕地面积（万hm2）”计算获取。

表1 环境质量评价指标体系（EQI）

为了消除数值和量纲带来的不利影响，将各评价指标数据进行标准化处理。具体计算方法为采用评价期各指标的原始数据去除基期相应指标的数据，得出各指标的相对指数，即无量纲标准化值T，其计算公式如下：

指标标准化值Ti＝（评价指标数据/基准数据）r=（Wi/W2013）r。式中：r＝1 或r＝-1，当指标为正向指标时，r＝1，当指标为逆向时，r＝-1。

近几年，随着土壤问题的暴露，污染地块和农用地环境调查和修复治理逐步受到重视，加之土壤调查和修复治理等周期较长，因此，往年的统计公报中缺少“受污染耕地安全率（%）”和“污染地块安全利用率（%）”等数据，仅《天津市生态环境状况公报》（2020年）中首次公布了有关数据，因此，在历年数据处理过程中，基于保守原则，赋值与2020 年保持一致。根据《天津市生态环境状况公报》，“电磁辐射”和“大气、水体、土壤等介质放射性核素浓度”未给出具体数值，而是以“稳定”和“正常”等进行描述，每年均一致，因此，在模型计算时，该指标均赋值1。研究取2013 年数据作为基准数据参与计算。

2.5 权重确定

建模所需的指标较多，为了准确区分不同指标对评价结果的影响程度，采用层次分析法（AHP）赋权重[11]。按照评价指标体系确定的层次结构，根据AHP方法要求，咨询专家意见，构成判断矩阵，通过计算获取各层次指标权数，记作Ci。

2.6 模型构建

根据模型内涵，环境质量评价指标体系（EQI）为各指标权重与标准化后数据之积的总和，具体计算公式如下：

式中：n=35。

2.7 分级评价标准

根据模型基本概念和计算公式不难发现，当EQI＜1 时，表明总体生态环境质量退化，呈逐步恶化的趋势；当EQI＞1 时，表明总体生态环境质量改善，呈逐步改善的趋势，数值表变化明显，说明总体环境改善程度越大。受到环境管理、经济、科技等发展水平限制，EQI不会无限制趋于无穷大，根据经验，一般EQI＞5 时，代表总体生态环境良好，宜居。因此，研究划分3 个评价等级，即EQI＜1，质量退化；1≤EQI＜5，质量改善；EQI≥5，质量良好。

3 案例研究

研究从《天津市统计年鉴》《天津市环境状况公报》和《天津市生态环境状况公报》中摘录有关数据，基于模型研究了天津市2013—2020 年环境质量评价指标体系（EQI），结果见图1。

由图1 可知，2013—2020 年，天津市总体生态环境质量呈良好发展态势，1＜EQI＜5，属于“质量改善”等级，尤其是2020 年总体生态环境质量发生较大幅度改善。这充分说明，“十三五”期间天津市各项生态环境改善和污染防治措施科学有效，成效显著。2020 年是“十三五”规划收官之年，也是谋划“十四五”规划的关键之年，全市环保人以此为契机，坚持依法治污、精准治污、科学治污，坚决打好污染防治攻坚战。据《天津市生态环境状况公报》显示，2020 年，全市SO2、NO2、PM10年均浓度均低于国家年均浓度标准；地表水优良水体比例占到55%；近岸海域优良水质比例为70.4%；生态环境状况级别为“良”；农用地土壤环境质量总体较好；污染地块安全利用率达100%。上述指标数据的大幅改善对于EQI 的大幅提高起到了重要作用，尤其是2020年全市消除了劣Ⅴ类地表水体和入海河流劣Ⅴ类水体。

图1 天津市环境质量变化趋势

“十四五”期间，天津市要继续贯彻执行党和国家有关生态文明建设思想和生态安全风险防范措施，紧抓政策执行落地，以“碳达峰、碳中和”为契机，不断巩固污染防治攻坚战所取得的成果，并不断扩大战果。争取在“十四五”期间，天津市总体生态环境质量达到“质量良好”等级，为天津市生态安全提供保障。