虚拟经济视角产业排污治理区域生态环境质量评价研究

孙涛 周华川

摘 要：为探索产业排污治理区域生态环境质量评价的有效方法，本文在文献综述及研究现状分析的基础上，从虚拟经济视角出发精选了评价产业排污治理区域生态环境质量的四类21个指标，构建了综合评价指标体系。然后利用专家调查方法确定了评价指标的相对权重，根据政府的相关规定以及产业排污治理区域的实际情况确定了生态环境质量综合评价的标准，并构建了生态环境质量的模糊综合评价模型。为研究综合评价模型的有效性，选择南京市WK产业园作为评价对象进行了应用研究，其研究成果对规范与完善我国区域生态环境质量评价活动、促进产业园区生态环境恢复、不断提高区域生态环境质量水平等具有十分重要的理论意义与实践价值。

关键词：环境污染治理;生态环境质量评价、模糊评价模型;虚拟损失;广义虚拟经济

中图分类号：X822文献标识码：A 文章编号：1674-9448 （2019） 01-0008-10

Abstract：   In order to explore the evaluation method of eco-environmental quality of the environmental pollution treatment area of industrial production pollutant discharge， this paper selects 21 indexes of four categories from the perspective of virtual economy on the basis of literature review and status analysis， and constructs the comprehensive evaluation index system. Then， the relative weight of the evaluation index is determined by the expert investigation method， and the comprehensive evaluation standard of eco-environmental quality is determined according to the relevant regulations of the government and the actual situation of the industrial sewage treatment area， and the fuzzy comprehensive evaluation model of eco-environmental quality is constructed. In order to test the effectiveness of the comprehensive evaluation model， this article choose nanjing WK industrial park as the evaluation objects for a applied research， its research results to the specification and consummates our country regional ecological environmental quality assessment activities， promote industrial park ecological environment restoration， and constantly improve the level of regional ecological environment quality and so on have very important theoretical significance and practical value.

Key words：  environmental pollution improvement; eco-environmental quality evaluation; Fuzzy evaluation model; Virtual loss; generalized virtual economy

一、引言

隨着我国社会经济的快速增长，产业区域在不断扩大生产规模提升总产值的同时，也在日益增加着“三废”排放规模，造成了严重的环境污染，使得区域居民生存环境遭到了严重破坏，也对人们的健康甚至生命造成了威胁。为改变这种状况，区域环境污染治理逐步成为地方政府的头等大事，成为关系国计民生的重大问题。国家、地方政府及企业均增加了对环境污染治理的投资，环境治理的效果已经呈现，但理论与实务中均缺乏产业排污治理区域生态环境质量评价方法。在这种情况下，本课题研究就显得十分的重要性和迫切性。

国外对区域生态环境质量评价研究始于20世纪70年代初期，Doxiadis（1970）[1]最早提出了“人居环境科学”的概念，为生态环境质量评价打下了基础;Berger和 Hodge（1998）[2]研究认为自然环境的变化已经引起了国家领导人的重视，环境问题已经成为一个国家化＼国际化的概念，生态环境质量提升逐步成为国家领导人的责任;Strobel等（1999）[3]研究了美国弗吉尼亚州河口的环境质量评估方法，对水资源生态环境质量构建评价质量，进行了评价方法及其应用的研究;Kamp等（2003）[4]分析了城市环境质量对人类生活的影响，影响着居民的生存环境，对人类的健康及其声明造成了严重威胁，研究了城市环境质量的评价方法;Pickett等（2004）[5]研究认为：生态环境问题已经成为城市发展的重要问题，影响到城市经济发展及其规划，提出了城市生态环境质量评价的要求;Marull等（2007）[6]研究了利用土地适宜指数评价都市生态环境的策略，提出了具体的生态环境质量评价思路及其具体标准;Dizdaroglu等（2012）[7]利用微观指标模型研究了城市生态系统可持续发展的评价方法，构建指标及其评价模型，选择评价标准及其对象进行了应用研究;Jiqing等（2013）[8]研究了基于可信度的矿区生态环境质量评价新方法，将评价指标与可信程度结合起来，利用多方法组合评价思路研究矿区生态环境质量综合评价，并进行了应用研究;Robati等（2013）[9]利用综合指数法研究了城市生态环境质量的评价方法，对传统的生态环境质量评价模型进行了改进，推进了生态环境质量评价方法的提高。

国内对区域生态环境质量评价研究始于20世纪80年代中期，王祖麟（1985）[10]分析了闽江流域生态环境质量评价的思路，提出了具体的评价对策;傅伯杰（1992）[11]利用层次分析方法研究了我国各省区生态环境质量评价问题，对各省区生态环境质量进行了排序;李晓秀（1997）[12]分析了我国山区生态环境质量评价的必要性和原则，并构建了山区生态环境质量评价的指标体系以及评价框架;周华荣（2000）[13]分析了新疆生态环境质量现状，构建了生态质量综合评价指标体系以及生态指数，并建立了具体的评价标准;喻建华等（2004）[14]分析了昆山市农业生态环境质量现状，构建了具体的评价指标体系及评价标准，利用加权平均放进行了评价研究;刘新卫（2005）[15]构建了长江三角洲典型县域农业生态环境质量评价指标体系，利用综合聚类法进行了评价研究;李崧等（2006）[16]构建了黑龙江省生态环境质量评价指标体系，应用层次分析法进行了综合评价的应用研究;王少平等（2009）[17]分析了我国城市生态环境质量状况，利用GIS和RS方法对城市生态环境质量进行了综合评价研究;邹长新等（2011）分析了我国矿山的生态环境质量状况，构建了矿山生态环境质量综合评价指标体系，进行了具体的评价研究;颜梅春和王元超（2012）对区域生态环境质量的研究现状进行了分析，对具体的评价方法进行了综述，并对区域生态环境质量综合评价趋势进行了展望;杨建强等（2004）分析了莱州湾生态环境质量现状，利用简单指标以及质量分区的方法对莱州湾德生态质量和生态响应进行了评价研究;李峰等（2017）研究了利用AHP-PCA模型和层次分析法对我国煤炭城市生态环境质量进行了综合评价，并提出了具体的评价标准。

可见，国内外对区域生态环境质量评价的研究还不够深入，国外的研究起步较早，研究方法的科学性及有效性比较高，发达国家的环境污染治理以及形成了比较明显的倒“U”趋势。我国对区域生态环境质量评价研究起步相对较晚，研究方法比较单一，多种指标法和层次分析法，缺乏有效的综合评价方法。由于国内外政治制度、市场环境以及经济实力的差异，国内外对区域生态环境质量综合评价的研究具有很大的不同。国外的区域生态环境质量综合评价方法不一定势和我国的实际需要，需要借鉴国外的最新研究成果，充分考虑我国的实际情况，研究适合我国区域生态环境质量综合评价的有效方法。产业排污治理区域生態环境质量评价是一个复杂的系统工程，根据广义虚拟经济理论，无论是价值创造，还是污染损失，都有实体和虚拟两种形式，本文在对产业排污治理区域进行生态环境质量综合评价的过程，引入了广义虚拟经济理论，将现实统计的价值视为实体价值和虚拟价值的综合，而传统的经济损失不包括虚拟经济损失，本文将虚拟经济损失单列并考虑进产业排污治理区域生态环境质量综合评价过程。由于产业排污治理区域生态环境治理综合评价是一个模糊问题，多种综合评价指标相对于评价事项的隶属程度也是模糊的。因此，本文采用模糊数学模型对产业排污治理区域生态环境质量进行综合评价，并选择典型的产业园区进行应用研究。

二、糊评价模型的构建

（一）评价指标的选择

产业排污治理区域生态环境质量评价是环境质量管理的重要内容，核心问题是选择全面、合理、有效的评价指标。根据我国产业区域生产“三废”排放、排污造成的环境污染以及区域环境污染治理的实际情况，借鉴国内外最新的研究成果，产业排污治理区域生态环境质量评价选择：土地生态环境质量指标、水资源环境质量指标、空气质量指标以及投入与综合治理指标等四类一级评价指标。然后在每一类评价指标中，考虑类别生态环境质量状况的特点，根据国家《环境保护法》、《中国统计年鉴》、《中国环境状况公报》以及土地、水质和空气环境质量标准等确定21个二级评价指标，构建了产业排污治理区域生态环境质量综合评价指标体系，具体内容见表1。

（1）土地污染面积占比。它是指产业排污治理区域内达到污染程度的土地面积占全部土地面积的比率，值域区间为[0，1]，是生态环境质量评价的逆向指标，比率越小，生态环境质量越好。

（2）土壤综合污染指数。是指土壤因受到工业废弃物及其它有害物侵入，而使得有害含量超过标准含量之间的倍数，是多种有害物单项污染指数的加权平均值。综合污染指数值[0，0.5]无污染，[0.5，1]基本没有污染，[1，2]土壤轻度污染，[2，3]中度污染，>3为重度污染。

（3）土壤质量指标达标率。按照我国环境保护法以及土壤质量标准，本文将土壤质量分为四级，土壤PH值为[<5.5，6.5，7.5，≥7.5]，铜、汞、砷、铅、铬、锌、镍等元素含量标准，参照1996年和2018年土壤质量标准，利用平均的达标率进行综合评价。

（4）环境绿化率。是指环境治理区域内各种植被占用面积占全部土地面积的比率，环境绿化率的取值范围[0，1]，数值越大绿化率越高，响应的环境质量就越好。

（5）土地污染损失虚拟价值比率。是指在土地污染造成的经济损失中虚拟损失价值所占的比重。根据广义虚拟经济学的理论，虚拟损失价值大小影响着土地污染的程度，这一指标越大，土地污染损失越大，反映土地污染治理的及时程度越差。

（6）土地污染治理指数。是指区域内已经被污染面积通过治理使污染程度恢复到合格标准以内的比例。采用：面积、价值、指标等多种计算方法，本文采用面积与指标相结合的评价指标。

（7）水质断面质量类型。根据《中国环境状况公报》将水质断面质量分为六类，Ⅰ～Ⅲ类为合格以上类别，Ⅳ类为轻度污染，Ⅴ类为中度污染，劣Ⅴ类为重度污染，为了便于评价用分数取代，Ⅰ～劣V类对应的分数标准为（90～100，80～90，70～80，50～70，0～50），利用评分转化为正向指标。

（8）水资源污染指数。是指水资源中的各项质量指标超越标准值的百分比，按照国家水质标准分为五级，标准为（<50，100，200，300，≥300），一级为优秀，五级为重度污染。

（9）水质主要指标达标率。水质的主要指标有：臭味、浑浊度、PH值、电导率、溶解性固体、悬浮性固体、总氮、总有机碳、溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、细菌总数、大肠菌群等。

（10）水资源污染損失虚拟价值比率。是指水资源污染造成的经济损失中，虚拟损失价值所占的比率。这一比率越大，水资源污染扩展面越大，水资源污染治理的效果就越差。

（11）水资源污染治理指数。是指区域内水质已经污染的面积或强度，通过治理恢复到合格以上标准面积活强度的比率。水资源污染治理指数区域[0，1]，指数越大治理程度及效果越好。

（12）空气污染指数。是指污染物超过标准的百分比，采用多指标平均法，按照国家空气质量标准分为五级，标准为（<50，100，200，300，≥300），一级为优秀，五级为重度污染。

（13）空气质量达标率。是指空气中所含有的有害物质全部污染物，通过治理达到合格以上质量标准的比率。空气常规分析指标有：二氧化硫、总悬浮颗粒物、氮氧化物、一氧化碳、总氧化剂、烟（粉）尘、总烃、铅、氟化合物等，本项指标根据统计资料计算平均达标率。

（14）空气质量优良天数。这是《中国环境状况公报》中的一个统计指标，指标最大值为365天，越大越好，直接根据地方环境状况公报数据进行评价。

（15）空气污染超标天数。这也是《中国环境状况公报》中的一个统计指标，最大值为365天，数值越大空气质量越差，越小空气质量状况越好，根据地方环境状况公报数据进行评价。

（16）空气污染损失虚拟价值比率。是指区域空气污染造成的经济损失中，虚拟损失价值所占的比率。这一比率越大，空气污染扩展面越大，空气污染治理效果也越差。

（17）空气污染治理指数。是指区域空气中各种有害物含量，通过治理使有害物含量恢复到合格以上的比率。这一指标取值为[0，1]，指标越大说明空气污染治理的效果越好。

（18）环境污染治理投资。是指一个会计年度内投入该区域用于环境污染治理的全部投资总额。这一指标越大说明环境污染治理投入力度越大，治理效果越好，使用实际投资额进行评价。

（19）环境污染治理投资GDP比。是指一个会计年度内区域环境污染治理投资总额与该区域同期GDP的比率，该指标越大越好，发达国家在3%以上，我国近十年平均不足1.2%。

（20）虚拟经济综合指数。定义虚拟经济指数是区域内所取得的全部价值与同期实体价值的比率。这是一个正向指标，如果虚拟价值大于虚拟损失，虚拟经济综合指数大于1。

（21）环境污染综合治理指数。是指土地环境污染治理指数、水资源污染治理指数和空气污染治理指数的加权平均治理指数，取值[0，1]，指标越大说明区域生态环境质量越好。

（二）生态环境治理评价指标相对权值的确定

为了评价产业排污治理区域生态环境质量，必须确定每项评价指标的重要性程度，也就是评价指标相对于评价事项的重要性程度。如果用wi表示每项指标的重要性程度，必须满足∑wi=1，也就是评价指标体系是一个完整的集合。评价指标相对权值确定常用专家调查法、综合评分法、层次分析法、灰色关联法等。本文不研究评价指标相对权值的确定方法，根据评价有效性原则选择专家调查法确定评价指标的相对权值。

如果评价指标用Xj表示，j=1，2，…，n;若有m个评审专家，每个专家的顺序表示为i，即：
i=1，2，…，n。n个专家对m项评价指标的评价值表示为：wij，则专家评分明细表见表2。

本文以江苏省南京市WK产业园位为对象选择综合评价专家进行调查，向选定的各类专家总共发放了300份调查表。选择的评价专家分为四类，第一类选择高等学校具有专长的教师以及科研单位从事相关研究的科研人员，这类评价专家共选择了100人;第二类选择江苏省地级市有关部门的领导和分管部门管理人员，这类专家选择了60人;第三类选择产业园内的排污治理企业领导人员以及分管的管理人员，这类专家选择了60人;第四类选择生产第一线的相关人员，以生产工人、基层技术人员及管理人员为主，这类专家选择了80人。通过设计与发放问卷调查表，共收回265份，通过对问卷调查表进行整理与分析，取得261份有效问卷表。利用表2对问卷结果进行统计，每项指标等分之和（即每列的和）与全部指标得分之和（即对每列的和再求和）比值就是每项评价指标的相对权值。经过两次问卷调查，计算得到四类21个评价指标的相对权值列入表1。

（三）生态环境质量评价标准确定

根据产业排污治理区域生态环境质量综合评价要求以及区域环境污染、污染治理及其治理效果的实际情况，参照我国土壤、水源以及空气生态质量的相关标准以及国家及地方政府的有关法律、法规、准则及有关制度等。在借鉴国内外最新研究成果以及充分考虑实际情况的基础上，对产业排污治理区域生态环境质量综合评价标准进行了深入分析与研究，将产业排污治理区域生态环境质量综合评价标准细化为五个级，一级生态环境质量为优秀，生态环境无污染;二级生态环境质量为良好，生态环境微度污染;三级生态环境质量为合格，生态环境轻度污染;四级生态环境质量为差（不合格），生态环境中度污染;五级生态环境质量为极差，生态环境重度污染。按照综合评价系数确定的产业排污治理区域生态环境质量评价等级标准详见表3。

根据模糊综合评价模型应用的实际情况，对评价指标进行处理后，应用模糊综合评价模型得到的评价结果普遍存在偏小的状况，这是由于放宽评价标准范围出现的结果，为了使产业排污治理区域生态环境质量评价等级标准适当降低，这比较符合实际情况。

三、生态环境质量模糊综合评价模型的构建

（一）  正向指标隶属函数的确定

隶属函数是指反映评价指标相对于评价对象隶属度关系的函数，可以根据评价指标的具体数值计算评价指标相对于评价对象的隶属程度。根据模糊数学原理，模糊综合评价的指标可以根据与评价对象的关系分为：正向指标、逆向指标和中性指标。正向指标是指与评价效果呈现正相关的指标，逆向指标是指与评价效果呈现逆相关的指标，中性指标是指在某一确定数值达到评价效果最优，评价效果在最优值的前后评价效果相反的指标，本文没有选择中性指标。下面根据产业排污治理区域生态环境质量综合评价的要求，首先研究正向指标隶属函数的构建。

产业排污治理区域生态环境质量综合评价的正向指标主要有：土壤质量指标达标率、土地绿化率、水质断面质量类型得分、土地污染治理指数、水质主要指标达标率、水资源污染治理指数、空气质量达标率、空气质量优良天数、空气污染治理指數、环境污染治理投资、环境污染治理投资GDP占比、虚拟经济综合指数、环境污染综合治理指数等共13个。由于这些正向指标相对于评价对象的隶属程度都不是线性变化，在综合分析的基础上，选择二次函数作为正向指标的隶属函数，如果第k个评价对象的正向指标为Xk （k=1，2， …，K），则隶属度为 ek，隶属度函数为：φ（Xk），则具体的数学表达式如下：

上式中α，β为正向指标隶属函数的参数，可以利用正向指标的最大值和最小值确定。根据模糊数学原理，当X=maxXk时，φ（maxXk）=1;当X=minXk时，φ（maxXk）=0。将两组变量分别代入公式（1）得到联立方程组，解方程组确定隶属度函数的参数，将参数代入方程化简得到下式：

（二）逆向指标隶属函数的确定

根据产业排污治理区域生态环境质量综合评价指标体系，本文选择的逆向评价指标主要有：土地污染面积占比、土地综合污染指数、土地污染虚拟损失比率、水资源污染指数、水资源污染虚拟损失比率、空气污染指数、空气污染超标天数、空气污染虚拟损失比率等共8个。同样，评价产业排污治理区域生态环境质量综合评价指标相对于评价对象的隶属度也呈现非线性变化趋势，且与正向指标隶属度的变化趋势相反。如果第h个评价对象的逆向指标为Xh（h=1，2，…，H），则隶属度为eh，隶属度函数为：ξ（Xh），则具体的数学表达式如下：

上式中λ，μ为逆向指标隶属函数的参数，同样可以利用逆向指标的最大值和最小值来确定。根据模糊数学原理，当X=maxXh时，ξ（max Xk） =0;当X=minXh时，ξ（minXk）=1。将两组变量分别代入公式（3）得到联立方程组，解方程组确定隶属度函数的参数，然后将确定的参数代入方程（3）化简后得到下式：

（三）  模糊综合评价模型

根据模糊数学原理，设有m个产业排污治理区域或生产经营期间，若将四类21个评价指标顺序排列，共有n个区域生态环境质量评价指标。即利用n个评价指标评价m个评价对象。前面已经分析n项评价指标相对于m个评价对象的相对权值为：W=（w1，w2，…，wn）。由于n项评价指标相对于m个评价对象的评价结果存在一个模糊关系，用E表示这个模糊关系，这个模糊关系就是评价指标的隶属度矩阵;如果用Φi表示产业排污治理区域生态环境质量综合评价结果矩阵（i =1，2，…，m），则模糊综合评价模型可以表示为：

由于：且：0

四、产业排污治理区域生态环境质量综合评价实例分析

4.1 评价指标数据采集

为了说明产业排污治理区域生态环境质量综合评价方法的应用，选择江苏省南京市WK工业园2010—2017年八年的生态环境质量进行综合评价。南京市WK工业园占地面积48万平方公里，园内有各类生产企业36家，截至2017年底，从业人员为4.8632万人，投资总额78.68亿元，实现总产值约计80.05亿元，实现利税11.3218亿元。南京市WK工业园创建于2000年，2005年实现计划产能，2006年环境污染状况突现，开始全面的环境治理工作，2010年环境污染治理已经收到了明显的成效。根据研究设计，选择土地生态环境质量状况、水资源生态环境质量状况、空气环境质量状况以及投入与综合治理四类评价指标，南京市WK工业园2010—2017年的相关评价资料详见表4。

（二）评价指标函数的确定及隶属度的计算

为了计算上表中评价指标的隶属度，必须首先确定隶属函数的参数。根据评价指标体系中的具体评价标准以及实际评价资料，可以确定评价指标体系中的最大值和最小值，为了提高实际的评价效果，应尽量缩小评价指标的标准范围。结合南京市WK工业园生态环境质量评价的要求以及实际情况，确定评价指标的最大值和最小值以及隶属函数，具体结果详见表5。

利用以上确定的评价指标隶属函数和表4中的基础数据，就可以计算各评价指标的隶属度，形成隶属度矩阵，具体的评价指标隶属度计算结果详见表6。

（三）综合评价结果及其分析

以上已经确定了南京市WK工业园生态环境质量评价指标的相对权值以及评价指标相对于评价对象的隶属杜，将相对权值矩阵和隶属度矩阵代入模糊综合评价模型就计算综合评价结果见P16式（6）：

将综合评价结果与评价对象对应列出，可以明显看出南京市WK工业园生态环境质量的提升状况及其变化趋势，具体分析结果详见表7：

根据以上分析结果可以看出：南京市WK工业园2010—2013年的生态环境质量等级为Ⅲ级，属于轻度污染;通过环境污染治理，在2014—2016年期间，生态环境质量等级上升为Ⅱ级，为微度污染;到2017年生态环境质量等级上升为Ⅰ级，属于无污染状态。从生态环境质量的提升速度来看，评价系数的环比年均增长速度为4.85%，年均定基增长速度为5.60%，按照这种状况发展，南京市WK工业园的生态环境质量会越来越好，逐步实现环境污染的倒“U”趋势形成。另外，从评价指标隶属度矩阵的分析结果来看，影响南京市WK工业园生态环境质量的关键因素包括：环境污染治理投资GDP占比、环境污染治理投资总额、虚拟经济综合指数、空气质量优良天数和环境绿化率等，这些指标的评价值相对较低，影响了生态环境质量的评价结果，今后应从这些关键因素入手加强管理，南京市WK工业园的生态环境质量还会进一步提高。

五、结论与建议

产业排污治理区域生态环境质量综合评价是一项重要的研究课题。为探索产业排污治理区域生态环境质量综合评价方法，在文献综述及现状分析的基础上，从广义虚拟经济的视角，在综合分析的基础上，借鉴国内外最新的研究成果，充分考虑产业排污治理区域环境污染及环境污染治理的实际情况，分别从：土地生态环境质量、水资源生态环境质量、空气生态环境质量以及投入与综合治理四个方面精选了四类21个评价指标，构建了综合评价指标体系。利用专家调查的方法确定了评价指标的相对权值，利用模糊数学方法构建了评价指标的隶属函数以及综合评价模型。为检验模型综合评价模型的有效性，选择南京市WK工业园进行生态环境质量评价的应用研究，通过应用研究发现：南京市WK工业园的生态环境质量状况呈现出逐步提升的趋势，2010-2013年期间的生态环境质量等级为Ⅲ级，2014-2016年期间的生态环境质量等级为Ⅱ级，2017年生态环境质量等级为Ⅰ级，验证了生态环境质量模型综合评价模型的有效性，为排污企业加强环境污染治理以及为政府制定生态环境质量管理政策等提供了一种有效的定量分析手段。

本文对产业排污治理区域生态环境质量综合评价及其应用的研究是为完成课题研究任务，在重点考虑江苏省南京市WK工业园生态环境质量评价基础上进行的，其研究过程和研究结果都存在一定的局限性。因此，本课题需要更多的专家、学者进行深入研究，尤其是在评价指标选择、综合评价模型构建以及应用研究方面。通过对本课题的进一步研究，就会逐步克服产业排污治理区域生态环境质量综合评价研究中存在的局限性，促进本课题研究效果的持续提升。

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