基于层次分析法的东江流域生态补偿评价模型探究

2021-05-31秦蓓蕾王亚雄赖国友

广东水利水电 2021年5期

秦蓓蕾，王亚雄，赖国友

(广东省水利电力勘测设计研究院有限公司，广东广州 510635)

1 概述

流域是一个完整独立且自成系统的天然集水单元，是水资源在生态系统内的空间存在形式[1]。区域对水资源的过度使用会减少其他区域的可用水资源总量，影响经济发展，而生态补偿为有效解决这一问题提供了路径[2]。从环境政策体系的角度，本文将生态补偿定义为：包括保护(建设)自然资源及生态系统的过程中获得的补偿和当面临使用(破坏)自然资源和生态系统而造成损失所得的赔偿，与外部性的理解具有共同性[3-4]。为平衡各方利益，避免出现各行政区划对水资源使用的恶性竞争，有必要进行流域生态补偿，调整保护建设或使用破坏流域生态环境和水资源行为背后的经济利益和环境利益间的矛盾，从而让水资源实现可持续利用[5-6]。生态补偿的目的在于可持续利用自然资源以及保护(建设)生态环境[7-8]，在产权界定的基础上通过运用政府和市场等各类手段，对利益相关方使用或破坏流域生态环境和水资源的行为进行收费以及对保护或建设流域生态环境和水资源的行为进行补偿，调节利益相关方不同行为对经济利益和环境利益间矛盾的制度安排[9-10]。

2016年，国务院办公厅印发《关于健全生态保护补偿机制的意见》(国办发〔2016〕31号)，要求“在江河源头区、重要河流的敏感河段、集中式饮用水的水源地和饮用水源、水生态修复治理区域或具有重要生态功能的湖泊等地区全面开展生态保护补偿，通过适当提高补偿标准的方法，加大水土保持生态效益补偿资金筹集力度。”由于东江流域在广东省境内面积较大，生态系统服务功能和生态环境问题较复杂。随着水资源紧缺问题加剧，河流生态与水环境均受到威胁，流域水资源合理利用和生态安全面临严峻挑战。为此，本文利用层次分析法构建相关模型，为进一步评价东江流域生态补偿绩效以及建立完善的机制提供科学的参考。

2 研究方法选择

流域水资源生态补偿绩效评价是一个复杂的工程[11],在选择绩效评价的方法时，应避免绩效值的单一性以及方法错误和有效样本不足导致的误差，以免使得出的绩效值不能进行综合横向比较，进而影响定量分析的结果以及对政策贯彻落实情况的评价[12]。生态补偿作为一种保护资源的目的和手段，是水资源有偿使用的重要组成部分，从其定义也可以看出，生态补偿的绩效评价需要以一种客观、定量的方法对区域的可能受损对象进行甄别，以确定受损对象[13]。

层次分析法是对一些较为复杂、模糊的问题做出决策的简易方法，适用于难以完全定量分析的问题，有助于解决东江流域生态补偿绩效测算的问题。层次分析法主要包括4个步骤：建立递阶层次结构、构造判断矩阵、层次单排序及一致性检验、层次总排序及一致性检验。本文基于层次分析法，从四个主要步骤出发，探索构建生态补偿绩效评价模型[14-15]。

生态补偿机制在我国提出的时间较晚，相关法律法规尚且不足，因而东江流域生态补偿机制的发展并不成熟，由于部分数据较难获得、变量的代理指标选择困难，现阶段无法完全构建科学成熟的指标评价体系。基于此，本文尝试初步构建绩效评价模型，对东江流域生态补偿情况进行探讨，有未尽之处，在未来研究中将进一步深入。

3 东江流域生态补偿绩效评价模型构建

3.1 生态补偿绩效影响因素

由于水资源生态补偿的总投入与总产出很难定量衡量，且宏观因素指标难以量化，故本研究选择从微观层面出发，选择经济效率、社会效率、生态效率、文化效率4个因素来分析生态补偿绩效的影响[16]。

3.2 生态补偿绩效评价层次分析图

在绩效评价体系中，构建流域水资源生态补偿效率的模块层，根据模块层的特征构建约束层，再根据流域水资源生态补偿的特点选取具体指标，运用专家打分法对各指标赋予权重，形成相对完备的流域水资源生态补偿绩效评价指标体系，绩效评价模型主要分为以下3层(如图1所示)。

图1 层次分析示意

① 目标层：反映流域水资源生态补偿综合效率；

② 维度层：根据指标体系建立的基本原则，由系统结构所决定，反映社会效率、经济效率、生态效率及文化效率协调度；

③ 指标层：每个具体指标都表示一定数目的基础变量，全面反映流域水资源生态补偿的成本和效应。

3.3 指标选取

社会效率层面指标包括实施流域水资源生态补偿的社会成本和社会收益。就业容纳量越大，基础设施改善状况越好，社会保障覆盖面越广，人民生活水平越高，社会效率越高。

经济效率层面指标包括实施流域水资源生态补偿的经济成本和经济收益。经济发展水平越高，经济效率越高，资源消耗越高，经济效率越低。

生态效率层面指标包括实施流域水资源生态补偿的生态成本和生态收益。

文化效率层面指标包括实施流域水资源生态补偿的文化成本和文化收益。

结合以上要求，在以上4个维度层中，总共选取27个指标，构建了东江流域生态补偿绩效评价体系。

3.4 构造维度层指标判断矩阵

1)构建判断矩阵

根据相对重要性的取值规则，判断矩阵的建立需要专家对目标层-维度层、维度层-指标层各影响因素的相对重要性打分，通过最大一致性原则进行整理，得到相应的判断矩阵(见表1，限于篇幅，具体维度的判断矩阵不再展示)。

表1 维度层指标判断矩阵

2)计算判断矩阵权重

按照前文所述权重计算方法，对流域水资源生态补偿综合效率模型中各指标权重进行测算。针对维度层指标，计算获得B1-B4的权重如下所示：

WA-B(1-4)=[0.189 1，0.231 6，0.489 8，0.089 4]

(1)

式中W为权重；下标A为目标层，B(1-4)为维度层B1、B2、B3、B4。后面的表述方式意义类似。

针对生态效率B1下的指标C1-C10，计算获得C1-C10的权重如下所示：

(2)

针对经济效率B2下的指标C11-C16，计算获得C11-C16的权重如下所示：

(3)

针对社会效率B3下的指标C17-C24，计算获得C17-C24的权重如下所示：

(4)

针对文化效率B4下的指标C25-C27，计算获得C25-C27的权重如下所示：

WB4-C(25-27)=[0.2，0.4，0.4]

(5)

(3)检验判断矩阵一致性

(6)

(7)

(8)

其中CI为一致性指标，CI越小，说明一致性越大；RI为随机一致性指标，矩阵阶数越大，出现随机一致性偏离的可能性也越大；CR为检验系数，一般认为，如果CR<0.1，则该判断矩阵通过一致性检验。

对A-B(1-4)判断矩阵、B1-C(1-10)判断矩阵、B2-C(11-16)判断矩阵、B3-C(17-24)判断矩阵、B4-C(25-28)判断矩阵进行一致性检验，得到结果见表2，CR值均小于0.1，5个判断矩阵都通过一致性检验，说明指标的选取较为准确，有助于充分反映广东省东江流域生态补偿绩效情况。对层次总排序进行一致性检验，测得CR=0.048 5<0.1，从而认为层次总排序通过一致性检验。

表2 一致性检验结果

3)权重计算结果

基于以上计算可以得到广东省东江流域生态补偿综合效率的权重结果，包括B层、C层以及目标层-指标层(A-C层)的指标权重分布情况。根据各项权重分配结果，需要算出目标层-指标层的指标权重分情况，即A-C的权重，分布情况见表3，指标评价权重见表4。

表3 指标A-C(1-27)*权重分布

综上所述，根据指标体系的权重分布情况，在生态效率指标层，C10供水量所占权重最高，达到0.029 4，C4工业废水排放量与C5工业废水排放达标率所占权重次之，达到0.026 9和0.024 6，可知在流域供水与工业废水的排放对生态补偿绩效的影响最为明显，未来生态保护中需要加强关注；在经济效率指标层，C14工业用水比例所占权重达到最高，为0.080 4，其次为C15农业用水比例，工农业用水情况对生态补偿绩效影响较大；从社会效率来看，农村居民人均纯收入所占的权重最大，为0.106 4，有效灌溉面积以及城镇居民人均可支配收入所占权重次之，分别为0.105 7和0.104 3；从文化效率来看，教育支出比例所占权重最低，仅为0.017 9。

从维度层来看，社会效率维度对于生态补偿绩效的影响最大，其次为经济效率和生态效率，文化效率影响最低。可知，人类经济社会活动对生态环境影响较大，存在一定程度的外部性作用，影响生态补偿绩效评价结果。因而，在发展经济的过程中，不可以生态环境为代价，推动经济与环境同步可持续发展才是最优道路。

表4 流域水资源生态补偿绩效评价指标

综合以上分析，本文初步构建了以层次分析法为基础的生态补偿绩效分析模型，计算出3个维度层的指标权重，并进行了相应的检验与分析，对东江流域的生态补偿现状有了初步的了解。结合以上分析以及《广东省实行最严格水资源管理制度考核办法》的相关规定，东江流域生态补偿管理制度应通过广东省政府、水利厅、生态环境厅和东江流域管理局等单位合作制定，并下发到东江流域各级政府。各级政府应按管理制度严格进行本行政区生态补偿实践与管理。对于生态补偿方案的绩效评价的施行，则需广东省东江流域管理局与各级政府共同协作。