基于层次分析法的湖北省环境治理需求潜力评价

王 琳，胡 威

（上海勘测设计研究院有限公司，上海 200434）

“共抓大保护、不搞大开发”是长江流域绿色发展的重要基调之一，2016 年以来，国家出台多项政策、指导性纲领和行动方案等指导长江大保护工作。2022 年8 月，生态环境部等17 个部门共同印发《深入打好长江保护修复攻坚战行动方案》。该行动方案在总结“十三五”时期长江保护修复攻坚战工作经验的基础上，进一步巩固治理成效，深化“十四五”时期的治理目标，提出巩固长江流域水质、推进黑臭水体治理、推进污水收集管网排查整治、推进农村污染治理、推进长江入河排污口整治、深入实施工业污染治理、加强磷污染综合治理等具体要求[1]。湖北省因湖得名，因水而兴，因江而盛，是我国长江径流里程超过1 000 km 的唯一省份，在长江流域具有重要的生态功能定位。因此，评价湖北省各市州的环境治理需求潜力具有重要意义，可以为政府部门和社会资本进行环保投入提供参考。

结合环境治理需求，DOKE 等[2]将层次分析法（AHP）应用于地下水空间定位中，确定地下水潜力区。范昕等[3]应用层次分析法对清江流域生态系统服务进行研究，明确清江流域生态系统服务价值的空间异质性。层次分析法应用优势突出，本文选择该方法评价湖北省环境治理需求的潜力。中国的城市化发展进程表明，资源环境问题主要集中发生在城市，大气污染、水体污染、固体废弃物污染、噪声污染、土壤污染等在城市环境中的破坏作用不容忽视[4]。研究表明，公众环境关注度对企业和地方政府环境治理具有重要影响[5]。因此，潜力评价指标主要考虑人口密度、人均地区生产总值（GDP）、环境类投诉案件、水环境城市水质指数（CWQI）、关闭及废弃矿山个数、大气环境质量等因素。研究区范围为湖北省除神农架林区以外的16 个市州。

1 湖北省生态环境相关因素潜力分析

1.1 湖北省人口分布概况

据统计，截至2021 年末，湖北省常住人口为5 941.19万人，各市州人口密度排名如表1所示。其中，武汉市是湖北省人口最多的城市，恩施土家族苗族自治州位于湖北省西南部，简称恩施州。

表1 湖北省各市州人口密度排名

1.2 湖北省社会经济概况

2021 年，湖北省地区生产总值（GDP）为50 094.95 亿元，同比增长14.74%，人均GDP 为85 926.16 元。2021 年，湖北省各市州人均GDP 排名如表2 所示。

表2 湖北省各市州人均GDP 排名

1.3 各市州公众关注度

采集湖北省生态环境厅2021年8月、2021年9月、2021 年10 月、2021 年11 月、2021 年12 月、2022 年1 月和2022 年2 月总计7 个月的生态环境信访信息，分析研究区范围内各市州的环境污染和生态破坏类投诉信息，从投诉排名情况反映公众环境关注度。2021年8 月至2022 年2 月，湖北省各市州环境类投诉案件受理数量排名如表3 所示。

表3 湖北省各市州环境类投诉案件受理数量排名

1.4 湖北省各市州水环境、大气环境和矿山环境状况

1.4.1 各市州水环境状况

根据湖北省地表水考核断面水环境质量状况调查，2021 年1—12 月，16 个市州地表水环境质量排名如表4 所示。

表4 湖北省各市州地表水环境质量排名

1.4.2 各市州矿山环境状况

据调查，湖北省矿山规模普遍较小，露天开采的非金属矿山为主要开发矿种，受多种因素影响，政策性关闭和废弃矿山较多，关闭及废弃矿山会引起水污染、粉尘污染、水土流失、崩塌滑坡等环境问题[6]。关闭及废弃矿山可以反映各市州矿山环境破坏程度，湖北省关闭及废弃矿山数量排名如表5 所示。

表5 湖北省各市州关闭及废弃矿山数量排名

1.4.3 各市州大气环境状况

根据《2021年湖北省生态环境状况公报》，按照《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）评价，16个市州中，黄石市、十堰市、荆州市、孝感市、咸宁市、恩施州、仙桃市、天门市和潜江市的环境空气质量达到二级标准，湖北省空气优良天数比例为86.7%。空气质量分为6 个等级，即优（Ⅰ）、良（Ⅱ）、轻度污染（Ⅲ）、中度污染（Ⅳ）、重度污染（Ⅴ）和严重污染（Ⅵ）。2021 年，湖北省各市州大气环境质量排名如表6 所示。

表6 湖北省各市州大气环境质量排名

2 湖北省环境治理需求潜力评价

2.1 模型的建立

本文以各地环境治理需求为目标，将湖北省16 个市州的人口密度排名（B1）、人均GDP 排名（B2）、环境类投诉案件排名（B3）、水环境CWQI排名（B4）、关闭及废弃矿山个数排名（B5）、大气环境质量排名（B6）作为需求准则，运用层次分析法对各个市州的环境治理需求进行分析。层次分析法模型构建如图1 所示。

图1 层次分析法模型

2.2 构造判断矩阵

构造A-B 判断矩阵，如表7 所示。采用和积法求取矩阵特征向量，进行判断矩阵一致性检验，如表8 所示。经计算，归一化权重W=（0.043，0.242，0.429，0.137，0.071，0.078）T，最大特征根λ=6.03，判断矩阵的一致性指标（CI）为0.006，随机一致性指标（RI）为1.200，一致性比率（CR）为0.005，小于0.1，则认为该判断矩阵通过一致性检验。

表7 A-B 判断矩阵

表8 和积法求取矩阵特征向量及判断矩阵一致性检验

2.3 方案层权重赋值

将准则层各项指标的排名进行汇总，如表9 所示。利用判断矩阵计算出的权向量w对各准则层进行赋值计算，其中，准则层的各项指标以排名的倒数乘以100 进行单项赋值。计算结果如表10 所示。通过最后的权重排序分析湖北省各市州环境治理需求，综合权重因子越大，则环境治理需求越大。其中，武汉市、黄石市、黄冈市的综合排名靠前，有较大的环境治理需求。从权向量w来看，人口密度排名（B1）为0.043 072 857，人均GDP 排名（B2）为0.241 688，环境类投诉案件排名（B3）为0.428 986，水环境CWQI排名（B4）为0.137 371，关闭及废弃矿山个数排名（B5）为0.070 738，大气环境质量排名（B6）为0.078 145。

表9 湖北省各市州各类指标综合排名

表10 湖北省各市州指标权重赋值及计算结果

3 结论

湖北省各市州环境治理需求潜力评价可以为政府部门和社会资本进行环保投入，提高治理成效提供参考，对湖北省深入打好长江保护修复攻坚战具有重要意义。本文运用层次分析法，对湖北省环境治理需求潜力进行评价。准则层选取人口密度、人均地区生产总值（GDP）、环境类投诉案件、水环境CWQI、关闭及废弃矿山个数、大气环境质量作为潜力评价指标，6 项因素对各地环境治理需求有较大影响。经分析，湖北省环境治理需求较大的地区有武汉市、黄石市、黄冈市和襄阳市，其次是宜昌市、仙桃市、孝感市和鄂州市，再次是荆门市、荆州市、天门市和潜江市，最后是随州市、咸宁市、十堰市和恩施州。