基于两种MCDM的四川汶川县农村环境保护和社会经济综合发展评估.pdf
《基于两种MCDM的四川汶川县农村环境保护和社会经济综合发展评估.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于两种MCDM的四川汶川县农村环境保护和社会经济综合发展评估.pdf(11页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、基于两种 MCDM 的四川汶川县农村环境保护和社会经济综合发展评估张帅1,张继飞1,2(1.水利部/中国科学院成都山地灾害与环境研究所/山区发展研究中心,成都610041;2.中国科学院大学,北京101408)摘要:科学全面的综合评估,是引导农村环境保护和社会经济综合发展方向的先决条件。该研究通过 VIKOR 与TOPSIS 两种方法,分别对地处生态脆弱且地位重要的川西北汶川县,展开行政村尺度的环境保护和社会经济综合发展评估。结果表明:1)相较于 TOPSIS 方法,综合考虑群体效应(整体综合发展水平)和个体遗憾(发展制约因素)的VIKOR 评估方法,对本地的综合发展评估更全面、深入;2)VI
2、KOR 方法评估得到汶川县整体综合发展水平较高,无论乡镇还是行政村尺度均呈现出显著空间分异特征,综合发展水平高值区沿县域西北-中部-东南一线分布,综合发展水平低值区主要集中于县域东北及中南部。3)TOPSIS 方法评估得到汶川县整体综合发展水平处于中等,综合发展水平高值区沿县域西北-中部-西南一线分布,综合发展水平低值区与 VIKOR 方法评估结果一致。4)就评估结果而言,基于VIKOR 方法因综合考虑了整体发展水平与短板因素,可能使部分行政村的综合发展水平差异缩小;TOPSIS 方法则因未考虑正、负理想解之间的相对重要性,可能导致“逆序”问题。两种方法评估得到的主要差异聚焦于综合发展优秀区。
3、5)借助 VIKOR 方法考虑个体遗憾的特点,认识到生态保育及村民自治水平是限制汶川县农村综合发展的两大关键制约因素,其中村民自治能力对于综合发展的提升发挥着重要作用。关键词:环境保护;综合发展评估;VIKOR 法;TOPSIS 法;川西北;汶川县doi:10.11975/j.issn.1002-6819.202304100中图分类号:X826文献标志码:A文章编号:1002-6819(2023)-15-0228-11张帅,张继飞.基于两种 MCDM 的四川汶川县农村环境保护和社会经济综合发展评估J.农业工程学报,2023,39(15):228-238.doi:10.11975/j.issn.
4、1002-6819.202304100http:/www.tcsae.orgZHANG Shuai,ZHANG Jifei.Assessing integrated development of rural environmental protection and socio-economy atWenchuanCountyofSichuaninChinabasedontwomulticriteriadecisionmakingmethodsJ.TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheC
5、SAE),2023,39(15):228-238.(inChinesewithEnglishabstract)doi:10.11975/j.issn.1002-6819.202304100http:/www.tcsae.org0引言农村环境保护和社会经济综合发展是契合中国国情的时代选择,是落实生态文明宏伟战略的重要路径支撑。环境保护和社会经济综合发展内蕴着对资源环境承载能力的充分尊重,体现了通过发挥人类社会主观能动性以适应或消弭限制性发展环境的思想,其重要作用得到了越来越多地关注。基于此指导思想,就评估而言,国内学者多关注生态文明建设的研究,常采用“压力-状态-响应”(pressure-sta
6、te-response)模型1、TOPSIS 法2、灰色关联分析3等方法,通过层次分析或熵权法等确定指标权重,对全国及区域层面等宏观地理尺度开展整体评估。国外学者则更为关注可持续发展的研究4,常通过PSR 模型5、人类可持续发展指数(humansustainabledevelopmentindex)6等对可持续发展状态进行定量刻画。多准则决策方法是为提高决策者决策效率而广泛使用的方法7,其中 TOPSIS(techniquefororderpreferencebysimilaritytoanidealsolution)与VIKOR(vlsekriterijumskaoptimizacijaik
7、ompromisnoresenje)方法因计算客观简便的特点已被应用于多个领域。在生态文明建设评估领域,应用 TOPSIS 方法展现出评估过程简洁清晰明了,同时呈现出对评估对象整体情况的单一关注,缺乏为决策者提供多元化的判断依据8。而综合考虑整体效益与个体遗憾的 VIKOR 方法通过为决策者提供可调节比重,实现最大群体效益和最小个体遗憾的个性化折衷可行目标,但尚未发现应用于环境保护和社会经济综合发展等的相关评估工作。因此,本文运用两种方法进行评估,旨在一方面提供更可靠的决策依据7,另一方面探索适合农村环境保护和社会经济综合发展评估的方法。就评估整体而言,面向主导环境保护和社会经济发展的村镇微观
8、地域空间,当前鲜有开展系统性综合研究的报道。此外,已有相关评估工作中对管理政策及居民福祉等“社会人文”要素的关注明显不足9。步入新型城镇化-乡村振兴双轮驱动发展阶段,深入理解村镇环境保护和社会经济综合发展过程中作为乡村发展行为主体的居民的意愿及其响应状态,有助于科学理解和制定村镇高质量振兴行动的适宜路径。结合既有研究方法上的短板,综合得出有如下 4 个方面有待进一步完善:其一,收稿日期:2023-04-13修订日期:2023-06-17基金项目:国家自然科学基金项目(42071200);国家重点研发专项子课题(2018YFD1100104-03);中国科学院青年创新促进会项目(2018407)
9、作者简介:张帅,科研助理,研究方向为城乡发展与人居环境。Email:通信作者:张继飞,副研究员,研究方向为山地人居环境系统及其可持续性。Email:第39卷第15期农 业 工 程 学 报Vol.39No.152282023年8月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringAug.2023对村镇等微观地域尺度缺乏足够关注;其二,对人类行为主体在综合发展过程中的能动作用缺乏考量或考虑不足9;其三,采用加权求和方式进行指标聚合易因指标意涵冲抵而削弱测度结果的指向性8;其四,未充分考虑研究区综合发展水平与短板因素的相对重要性8。川西北
10、地区是指由四川省西北部的阿坝藏族羌族自治州和甘孜藏族自治州所组成的地域范围10。该区地处青藏高原东南缘,是长江、黄河两大流域生态安全屏障的重要组成部分。因位于中国一、二级地形阶梯过渡地带,复杂的地质构造和广泛分布的水系径流,共同营造了特殊的孕灾环境11。“512”汶川地震对区域地表和地质环境造成强烈扰动,生态环境脆弱程度进一步增加。作为阿坝州的经济、旅游中心及农业生产基地12,汶川县经过十余年的灾后重建发展取得了举世瞩目的社会经济发展成就13。在当前乡村振兴与美丽乡村建设时代背景下,汶川县农村地区发展面临着产业高质量发展与自然生态保护的复杂矛盾14,是开展川西北农村环境保护和社会经济综合发展评
11、估研究的理想案例区。因此,本文尝试从生态环境-社会发展两个维度构建综合评估指标体系,以汶川县所辖行政村为基本研究单元,基于博弈论组合赋权结果,采用 TOPSIS 及 VIKOR 两种方法开展综合发展评估,以期为农村综合发展评估的方法选取提供参考;进一步从发展水平与薄弱因素两方面解析农村综合发展的总体态势,为乡村生态振兴发展提供科学参考。1研究区与方法结合村级尺度环境保护和社会经济数据资料的可获得性,本研究借助特定年份的状态数据对汶川县行政村尺度综合发展进行定量刻画与评估。在研究方法上,指标权重采用博弈论组合赋权方式获得,计算过程既简洁明晰又客观全面15;VIKOR 评估模型能够同时兼顾评价对象
12、的整体发展水平和限制性因素,科学性更加突出;TOPSIS 评估模型应用广泛,计算简洁。1.1研究区概况作为川西北地区的典型县域,汶川县地处川西高原与四川盆地的过渡地带,拥有典型的高山峡谷地貌及显著的气候植被垂直分异特征,特殊的地理环境孕育了丰富独特的动植物资源,是大熊猫国家公园的重要组成部分。与此同时,汶川位于龙门山断裂带,地震和多种山地灾害呈易发态势。近代以来,在人类活动与气候变化双重影响下,生态环境脆弱性增加16。尤其近 30a 来,在持续经历了“天保工程”、“退耕还林”、水电开发及汶川地震冲击与灾后重建等大尺度生态建设工程、大规模经济开发活动及特大型自然灾害的正、负向扰动之后,面向乡村振
13、兴战略与川西北生态示范区建设等国家及区域战略行动,汶川县(图 1)农村地区环境保护和社会经济综合发展的状态与空间格局究竟如何,亟待通过科学评估予以定量刻画。1.2指标体系构建遵循系统性、科学性、可及性与可比性原则,借鉴生态文明建设目标评价考核办法17、绿色发展指标体系和生态文明建设考核目标体系18、四川省乡村振兴战略规划(2018-2022年)19等文件,将生态环境、社会发展两个维度作为准则层,进一步提出约束层并遴选评估指标构建汶川县农村综合发展指标体系,如表 1 所示。对于生态环境准则层,基于农村地域空间的生态、生活、生产三类属性,将生态保育、人居环境、生产环境列为约束层指标。其中,生态保育
14、状态借助遥感生态指数进行表征,这主要出于对该指数能够客观、综合反映区域生态环境质量这一优势特征的考量20;人居环境状态从卫生厕所改建、生活垃圾收集、生活污水处理、环境卫生维护等 4 个方面遴选具体指标;生产环境状态则从化肥农药施用及农业废弃物回收情况着手选择评价指标。对于社会发展准则层,则从公共服务、经济发展与村民自治三个约束层选择评估指标。其中,公共服务层面主要从道路(设施)、天然气、自来水、医疗及公共开敞空间等资源设施的供给方面进行表征;经济发展层面包含了农村居民及集体收入情况、乡村旅游发展情况等 3 方面具体指标。需要指出的是,汶川近年来依托得天独厚的自然和人文资源积极实施农旅融合及康养
15、旅游战略,促进了乡村高质量振兴发展21,因此本研究将乡村旅游发展情况作为经济发展状态的重要衡量指标之一纳入评估体系。村民自治水平代表着农村居民主观能动性能够得以发挥的程度,其对农村综合发展工作的执行效率发挥着重要影响,本研究选择村支书、村主任受教育水平及村民大会召开次数等指标对其进行刻画。!.磨镇镇秀汶川县耿达镇卧龙镇绵虒镇三江镇银杏乡龙溪乡雁门乡威州镇映漩口镇水克枯乡061218 km长江岷江乡镇政府所在地Town(-ship)boundary汶川县政府驻地Village boundaryLocation of townshipgovernmentLocation of wenchuanco
16、unty governmentDEM水系Water汶川县乡镇边界汶川县村级边界High:6113.78Low:795.138图 1汶川县村镇分布情况Fig.1SpatialdistributionofvillagesandtownsinWenchuanCounty指标体系中遥感生态指数由 Landset8 数据通过计算得出,计算过程详见参考文献20。人居环境、生产环境、公共服务、经济状态、和村民自治中的各指标根据四川省统计局提供的2018 年四川省乡镇及村卡统计数第15期张帅等:基于两种 MCDM 的四川汶川县农村环境保护和社会经济综合发展评估229据析出。汶川县辖区内共计 118 个行政村,
17、其中直台村因受 2008 年地震影响整村异地搬迁,统计数据缺失,本文不再对其进行分析。表1汶川县农村环境保护和社会经济综合发展评估指标体系Table1Indicatorsystemfortheintegrateddevelopmentofruralenvironmentalprotectionandsocio-economicofWenchuanCounty准则层Domains约束层Dimensions指标内容Indicators性质Attribution权重Weight生态环境Ecologicalenvironment生态保育遥感生态指数正向0.211人居环境完成改厕村民小组占比正向0.03
18、7生活垃圾集中收集户占比正向0.052生活污水集中处理户占比正向0.063百人保洁员数正向0.023生产环境亩均化肥施用量负向0.036亩均农药施用量负向0.036农业废弃物利用回收率正向0.026社会发展Socialdevelopment公共服务主道有路灯村民小组占比正向0.055通天然气村民小组占比正向0.017通自来水农户占比正向0.018百人卫生室个数正向0.019体育健身广场个数正向0.055经济状态农村居民人均可支配收入正向0.038人均村集体收入正向0.031乡村旅游接待人次正向0.054村民自治村支书受教育程度正向0.094村主任受教育程度正向0.091村民大会召开次数正向0.
19、0441.3指标赋权指标权重确定方法通常包括主观赋权、客观赋权、主客观组合赋权三种常用方法,其中主客观组合赋权的优势得到了越来越多的认可22,常见的组合方法有加法合成、乘法合成、级差最大化等22。其中,加法/乘法合成的本质是通过主客观权重按某种关联直接相加或相乘得到,很难解释组合的合理性与优越性;级差最大化组合则不再直接对权重进行相加或相乘,而是在权重的合理区间内通过求解组合权重优化模型的目标函数来组合权重,科学性更强但计算过程复杂。Xiji(1in)j(1jm)博弈论组合赋权法,是在独立计算出各权重值的基础之上,遵循“既有一定冲突又尽量兼顾协调”的博弈论指导思想,通过寻求各权重值之间的均衡以
20、实现最优化的权重组合15。该确权过程并非直接利用相加或相乘计算,而是将多种权重构建为一个权重集,进而通过求取该权重集的最优向量(与各权重之间的偏差之和达到最小)而获取最终组合权重。其计算过程科学、全面、客观且便于实现15,故本研究采用该方法获得每个评价指标的最优集成权重。其中主观赋权采用层次分析法23、客观赋权采用 CRITIC 法实现。本文中统一用表示第个行政村中第个评价指标的原始指标值。1.3.1层次分析法借助 Yaanp 软件建立层次结构模型,构造判断矩阵,层次单排序及一致性检验,最终得出指标权重值。1.3.2CRITIC 法CRITIC 法作为客观权重计算方法,同时考虑了指标数值的差异
21、及评价指标间的相关性24,是一种比熵权法和标准离差法更好的客观赋权法25。因此本文采用CRITIC 法计算指标客观权重。1.3.3博弈论赋权不同赋权方法所得指标权重可能差别很大甚至相互冲突,因此在博弈论组合赋权之前需对权重进行一致性检验,距离函数如下:dwj_awj_c=12mj=1wj_awj_c212(1)wj_awj_cdwj_awj_cdwj_awj_c式中,和为参与博弈的两组权重,越小代表两组权重越接近,当0.2 时认为通过一致性检验,可进行组合。w=(wj_a,wj_c)Tw=(a1wj_aT+a2wj_cT)w(wj_a,wj_c)a1a2a1a2由层次分析法和 CRITIC 法
22、确立基本权重向量集,对向量集进行任意线性组合,为 得 到 组 合 权 重与 两 种 权 重之间离差极小化,由矩阵的微分性质,求得和,并进行归一化求得和,公式如下:(wj_awj_aTwj_awj_cTwj_cwj_aTwj_cwj_cT)(a1a2)=(wj_awj_aTwj_cwj_cT)(2)a1=a1a1+a2(3)a2=a2a1+a2(4)最终计算出组合权重:w=(a1wj_aT+a2wj_cT)(5)1.4评估方法1.4.1VIKOR 评估方法VIKOR 由 OPRICOVIC26提出,作为多准则决策方法之一,最大的特色在于为决策者基于综合考虑最大群体效益和最小个体遗憾后提出一种折衷
23、可行方案。在综合考虑的过程中,决策者可根据决策需要,对最大群体效 益 和 最 小 个 体 遗 憾 进 行 比 重 个 性 化 考 量。OPRICOVIC 等27-28进一步于 2004 年和 2007 年先后就VIKOR 方法与多准则决策方法中常用的 TOPSIS 方法、PROMETHEE 方法、ELECTRE 方法进行详细理论与实证对比,表明就 PROMETHEE 方法仅考虑群体效益最大化,ELECTRE 方法追求个体遗憾最小化而言,VIKOR方法为决策者提供了更全面的决策方案;VIKOR 方法同时弥补了 TOPSIS 方法未考虑评估对象与正负理想解之间相对重要性的不足。同时呼吁应用方法的研
24、究者需要根据自身研究问题出发选用有充分理论基础、实践可操作以及切实解决实际问题的方法。因此,结合本文对研究区环境保护和社会经济综合发展评估中观测各行政村整体发展状况及发展中短板因素的目标,选用 VIKOR 方法作为研究区环境保护和社会经济综合发展评估的方法。主要步骤如下:对正向和负向指标进行标准化处理,公式如下:fij=xijmj=1xij2(6)fij=1xij/vtmj=11xij2(7)(fj+)(fj)计算正理想解和负理想解:230农业工程学报(http:/www.tcsae.org)2023年fj+=maxjfij(8)fj=minjfij(9)(Si)(Ri)计算群体效益和个人遗憾
25、值:Si=mj=1wj(fj+fij)/(fj+fj)(10)Ri=maxjwj(fj+fij)/(fj+fj)(11)Si+SiRi+Ri确定最大、最小群体效益值、;最大、最小个体遗憾值、:Si+=maxiSi;Si=miniSi(12)Ri+=maxiRi;Ri=miniRi(13)Qi计算折衷可行解:Qi=SiSiSi+Si+(1)RiRiRi+Ri(14)=0.5式中,表示群体效益比重,为兼顾群体效益和个体遗憾值,取。使用 VIKOR 方法,需满足两个约束条件:QiQ2Q11/(n1)Q1QQ2QQiSiRi1)优秀阈值条件。根据值大小进行排序,需满足,其中为排序靠前的评估对象值,为排
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 MCDM 四川 汶川县 农村 环境保护 社会经济 综合 发展 评估
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。