摘 要:林業(yè)生態(tài)安全是國(guó)家生態(tài)安全的重要組成部分,對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)文明建設(shè)發(fā)揮著重要作用。為克服現(xiàn)有林業(yè)生態(tài)安全評(píng)價(jià)中系統(tǒng)復(fù)雜性不足和指標(biāo)體系缺乏驗(yàn)證的局限,文章基于對(duì)廣義林業(yè)生態(tài)安全(FES)內(nèi)涵、構(gòu)成及作用機(jī)理的分析,考慮了現(xiàn)有研究尚未納入的潛在因素,選擇DPSIR理論構(gòu)建FES指標(biāo)框架,并結(jié)合結(jié)構(gòu)方程模型(SEM),利用中國(guó)30個(gè)省份的面板數(shù)據(jù),對(duì)FES指標(biāo)框架進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)和指標(biāo)優(yōu)化,最終得到了基于DPSIR-SEM的FES評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及權(quán)重。為進(jìn)一步驗(yàn)證指標(biāo)體系的合理性和實(shí)用性,對(duì)黑龍江省的生態(tài)安全做了實(shí)證分析,評(píng)判結(jié)果與已有研究及實(shí)際情況整體相符。
陳奕丹; 徐碩; 安欣, 統(tǒng)計(jì)與決策 發(fā)表時(shí)間:2021-09-17
關(guān)鍵詞:林業(yè)生態(tài)安全;DPSIR;結(jié)構(gòu)方程模型;指標(biāo)體系;綜合評(píng)價(jià)
0 引言
生態(tài)環(huán)境惡化對(duì)人類(lèi)生存和發(fā)展構(gòu)成了日益嚴(yán)重的威脅,生態(tài)安全成為21世紀(jì)人類(lèi)共同關(guān)注和研究的重大課題。林業(yè)生態(tài)安全是國(guó)家生態(tài)安全的重要組成部分,對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)文明建設(shè)發(fā)揮著重要作用。構(gòu)建一套科學(xué)、完整、可行的林業(yè)生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,能夠?yàn)樯钊胪七M(jìn)林業(yè)生態(tài)安全測(cè)評(píng)、分析工作提供理論依據(jù),為統(tǒng)籌協(xié)調(diào)林業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)與森林生態(tài)環(huán)境、加快林業(yè)生態(tài)文明建設(shè)進(jìn)程提供量化參考,具有重要的理論與實(shí)際意義。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)外林業(yè)生態(tài)安全測(cè)度研究與實(shí)踐方興未艾,但目前尚未形成一套公認(rèn)、統(tǒng)一的指標(biāo)體系。從概念界定來(lái)看,國(guó)外如新西蘭[1] 、加拿大[2] 、墨西哥[3] 、美國(guó)[4] 等國(guó)家學(xué)者的研究主要聚焦于森林生態(tài)系統(tǒng)自身的健康狀況,國(guó)內(nèi)學(xué)者進(jìn)一步考慮了森林生態(tài)-林業(yè)產(chǎn)業(yè)復(fù)合系統(tǒng)中各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)互動(dòng),由此構(gòu)建林業(yè)生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系并進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。從研究方法來(lái)看,主要采用了直觀篩選法、結(jié)構(gòu)模型法、SEM模型等構(gòu)建林業(yè)生態(tài)指標(biāo)體系并用于綜合評(píng)價(jià)。直觀篩選法[5,6] 是最常用的一種方法,它相對(duì)靈活、簡(jiǎn)易,能充分發(fā)揮學(xué)者的創(chuàng)造力和研究能力,但主觀性較強(qiáng),指標(biāo)體系的邏輯性和系統(tǒng)性往往無(wú)從驗(yàn)證。結(jié)構(gòu)模型法能更加客觀地反映林業(yè)生態(tài)安全要素屬性的相互關(guān)聯(lián)和有機(jī)統(tǒng)一,常用 PSR(Pressure-State-Response)結(jié)構(gòu)模型法和PSIR(Pressure-State-Impact-Response)結(jié)構(gòu)模型法。馮彥等(2017)[7] 基于聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展委員會(huì)提出的PSR結(jié)構(gòu)模型法對(duì)湖北省森林生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。張智光團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了PSIR結(jié)構(gòu)模型法構(gòu)建初始指標(biāo)體系,并結(jié)合 SEM 模型進(jìn)行指標(biāo)優(yōu)化與檢驗(yàn),為林業(yè)生態(tài)安全指標(biāo)的構(gòu)建和實(shí)證提供了參考依據(jù)[8—10] 。相關(guān)研究成果為本文提供了參考,但林業(yè)生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)研究仍有推進(jìn)空間:一方面,基于林業(yè)生態(tài)安全的獨(dú)特內(nèi)涵,其指標(biāo)框架的設(shè)計(jì)可進(jìn)一步貼合林業(yè)生態(tài)復(fù)合系統(tǒng)的復(fù)雜特性和內(nèi)在機(jī)理,避免與生態(tài)安全、森林生態(tài)健康等混淆不清;另一方面,現(xiàn)有研究缺乏對(duì)林業(yè)生態(tài)安全指標(biāo)體系的檢驗(yàn)和優(yōu)化,可進(jìn)一步探索統(tǒng)計(jì)方法在其中的應(yīng)用。
林業(yè)生態(tài)安全指標(biāo)及權(quán)重的科學(xué)性將直接影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。立足于林業(yè)生態(tài)安全理論及研究,本文引入 DPSIR 概念框架選取初始指標(biāo),結(jié)合 SEM 模型篩選指標(biāo),從而得到林業(yè)生態(tài)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及權(quán)重并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。并以黑龍江省為例,利用模糊綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行了實(shí)證分析。
1 基于DPSIR理論的FES指標(biāo)框架
目前對(duì)林業(yè)生態(tài)安全(Forestry Ecological Security, FES)的理解尚未統(tǒng)一,主要分為兩種:狹義FES(森林生態(tài)安全)是從森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、功能和生態(tài)過(guò)程出發(fā),僅指森林生態(tài)系統(tǒng)自身的完整、健康、可持續(xù)。廣義 FES是從森林生態(tài)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、管理和維護(hù)等多方面出發(fā),指由森林生態(tài)子系統(tǒng)(狹義林業(yè)生態(tài)系統(tǒng))、林業(yè)產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)共同組成的林業(yè)生態(tài)-產(chǎn)業(yè)復(fù)合系統(tǒng)(廣義林業(yè)生態(tài)系統(tǒng))不受威脅的狀態(tài),強(qiáng)調(diào)林業(yè)生態(tài)-產(chǎn)業(yè)內(nèi)在交互及復(fù)合系統(tǒng)整體的生態(tài)安全性。廣義FES從森林生態(tài)系統(tǒng)與林業(yè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)交互的內(nèi)在機(jī)理出發(fā),不僅要關(guān)注森林生態(tài)系統(tǒng)為人類(lèi)生存和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可持續(xù)生態(tài)服務(wù)的安全性,還需要注重人類(lèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成威脅的反響安全性,強(qiáng)調(diào)林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)因素的雙向作用,才能夠涵蓋FES綜合評(píng)價(jià)的關(guān)鍵要素。
DPSIR(Diver-Pressure-State-Impact-Response)是1999 年歐洲環(huán)境署在綜合PSR、DSR等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出的結(jié)構(gòu)化理論模型[11] ,全面考慮了驅(qū)動(dòng)力、壓力、狀態(tài)、影響、響應(yīng)五大要素,能夠充分反映生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與人類(lèi)活動(dòng)的雙向關(guān)系,為復(fù)雜系統(tǒng)的要素屬性研究和測(cè)度提供科學(xué)理論依據(jù)[12] ,近年來(lái)廣泛應(yīng)用于復(fù)雜森林生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)脆弱性、生態(tài)安全系統(tǒng)等生態(tài)安全相關(guān)領(lǐng)域的綜合評(píng)價(jià)。
圍繞廣義FES的內(nèi)涵機(jī)理與本質(zhì)屬性,本文以DPSIR 結(jié)構(gòu)模型為理論框架,遵循科學(xué)性、完整性、層次性、代表性、有效性和可操作性原則,構(gòu)建了中國(guó)FES評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(見(jiàn)圖1)。與已有研究相比,初始指標(biāo)體系納入了影響 FES的潛在驅(qū)動(dòng)因素,并合并了聯(lián)系密切的影響和響應(yīng)因素,進(jìn)一步凸顯了指標(biāo)體系的林業(yè)特色,避免了“生態(tài)與經(jīng)濟(jì)割裂看待”“FES與生態(tài)安全混為一談”等問(wèn)題;考慮了森林資源清查指標(biāo)數(shù)年更新一次數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí),通過(guò)控制缺失數(shù)值的插補(bǔ)率提升分析結(jié)果的可靠性。
生態(tài)與經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力(D)是造成森林生態(tài)與林業(yè)產(chǎn)業(yè)內(nèi)在交互安全性發(fā)生改變的潛在原因,包括經(jīng)濟(jì)社會(huì)因素和自然生態(tài)因素。初步選取人均GDP、城市化水平、人均木材需求、水土流失面積等指標(biāo)。其中,人均GDP和城市化水平反映林業(yè)生態(tài)復(fù)合系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展方面的宏觀環(huán)境,也間接體現(xiàn)為了生產(chǎn)生活而消耗森林資源、破壞生態(tài)環(huán)境的潛在驅(qū)動(dòng)因素;人均木材需求間接反映在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)社會(huì)條件下,人類(lèi)對(duì)木材等森林資源的開(kāi)發(fā)訴求,即驅(qū)動(dòng)森林資源超負(fù)荷供給林業(yè)產(chǎn)業(yè)、林業(yè)產(chǎn)業(yè)加速擾動(dòng)森林生態(tài)系統(tǒng)抗干擾和自恢復(fù)能力的潛在因素;水土流失面積作為FES的重要驅(qū)動(dòng)因子,不僅能體現(xiàn)森林系統(tǒng)所處的基本自然條件,還能反映森林資源的密度、質(zhì)量和復(fù)原力,及森林生態(tài)與產(chǎn)業(yè)的交互關(guān)系質(zhì)量。
林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展壓力(P)是在驅(qū)動(dòng)力影響下,林業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)作用于森林生態(tài)環(huán)境,并促使森林生態(tài)環(huán)境安全狀況發(fā)生變化的直接原因。不同于驅(qū)動(dòng)力的隱性特征,壓力主要是林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展作用于森林生態(tài)環(huán)境的顯性外力。初步選取林業(yè)總產(chǎn)值、林業(yè)二產(chǎn)比重、林業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)和林業(yè)產(chǎn)值占 GDP 比重等指標(biāo),分別對(duì)應(yīng)林業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的總體發(fā)展水平、林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、林業(yè)產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)速度、林業(yè)經(jīng)濟(jì)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)程度,反映為了從總量、結(jié)構(gòu)、增長(zhǎng)、貢獻(xiàn)率等全方位發(fā)展林業(yè)產(chǎn)業(yè)而消耗森林資源、損害生態(tài)環(huán)境、排放工業(yè)污染等,從而對(duì)FES狀況造成的壓力。其中,林業(yè)第一產(chǎn)業(yè)(如森林經(jīng)營(yíng))、林業(yè)第二產(chǎn)業(yè)(如木材加工)和林業(yè)第三產(chǎn)業(yè)(如森林游憩與森林康養(yǎng))均對(duì)森林生態(tài)乃至FES產(chǎn)生不同作用。考慮到指標(biāo)代表性原則并參考已有廣義FES指標(biāo)體系研究成果,選取林業(yè)二產(chǎn)比重代表林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)FES帶來(lái)的壓力。
森林資源與生態(tài)狀況(S)是驅(qū)動(dòng)力和壓力作用下森林自然系統(tǒng)所表現(xiàn)出的狀態(tài)。考慮到指標(biāo)體系的概括度及數(shù)據(jù)的可得性,初步選取森林蓄積量、森林覆蓋率、人均森林面積、林業(yè)自然保護(hù)區(qū)面積比、天然林面積比等指標(biāo)。其中,森林蓄積量體現(xiàn)森林資源的總體規(guī)模,間接體現(xiàn)森林生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量;森林覆蓋率反映森林資源豐富水平和生態(tài)平衡程度;人均森林面積間接反映森林系統(tǒng)固氮制氧、要素稟賦等情況;林業(yè)自然保護(hù)區(qū)面積比和天然林面積比從森林功能、森林結(jié)構(gòu)等不同角度反映森林系統(tǒng)自然資源稟賦強(qiáng)弱,也間接體現(xiàn)其對(duì)森林系統(tǒng)自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的影響。
森林生態(tài)變化與治理(E)由影響(I)和響應(yīng)(R)構(gòu)成,表示在驅(qū)動(dòng)力、壓力和狀態(tài)共同作用下森林生態(tài)系統(tǒng)所受的影響,以及人類(lèi)對(duì)森林生態(tài)環(huán)境開(kāi)發(fā)和保護(hù)所采取的應(yīng)對(duì)措施和政策響應(yīng),初步選取森林消長(zhǎng)比、森林災(zāi)害面積比、人均造林面積、工業(yè)污染治理投資占比等指標(biāo)。其中,森林消長(zhǎng)比為森林采伐量與造林量之比,綜合反映林業(yè)活動(dòng)對(duì)森林效益的影響;森林災(zāi)害面積比反映森林火災(zāi)及森林病蟲(chóng)鼠害等脅迫因子對(duì)森林生態(tài)安全的影響情況;人均造林面積反映了生態(tài)文明建設(shè)情況和人工造林力度,間接反映森林資源更新、質(zhì)量和結(jié)構(gòu);工業(yè)污染治理投資占比間接反映綠色化工循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展情況。
2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理
本文以中國(guó)30個(gè)省份為研究對(duì)象,指標(biāo)數(shù)據(jù)源自《中國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)財(cái)政年鑒》《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》和《森林資源清查公報(bào)》等,部分?jǐn)?shù)據(jù)根據(jù)年鑒數(shù)據(jù)綜合處理得到,其中人均GDP即人均地區(qū)生產(chǎn)總值;城市化水平用城鎮(zhèn)人口所占比重近似代替;人均木材需求通過(guò)計(jì)算人均木材產(chǎn)量近似代替;林業(yè)二產(chǎn)比重由林業(yè)第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值除以林業(yè)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值計(jì)算得到;天然林面積比用非人工林面積比近似代替;林業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)通過(guò)計(jì)算林業(yè)總產(chǎn)值年增長(zhǎng)率得到;林業(yè)自然保護(hù)區(qū)面積比即林業(yè)系統(tǒng)自然保護(hù)區(qū)面積占國(guó)土面積的比重;森林消長(zhǎng)比用木材產(chǎn)量與造林總面積之比近似代替;工業(yè)污染治理投資占比用工業(yè)污染源治理投資與環(huán)境污染治理投資總額之比表示。鑒于數(shù)據(jù)的可得性,研究對(duì)象未包括上海及港澳臺(tái)。
對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。①缺失值處理:當(dāng)缺失值較少時(shí),根據(jù)缺失部分的規(guī)律選用均值法或線(xiàn)性插值法等進(jìn)行插補(bǔ)。當(dāng)缺失值過(guò)多或插補(bǔ)難度過(guò)大時(shí),刪去此樣本。②價(jià)格轉(zhuǎn)換:為消除價(jià)格波動(dòng)的影響,人均GDP和林業(yè)總產(chǎn)值均經(jīng)過(guò)物價(jià)調(diào)整,屬于實(shí)際變量。③正向化處理:FES 測(cè)度指標(biāo)分為正向和逆向指標(biāo),對(duì)林業(yè)二產(chǎn)比重、人均木材需求、森林消長(zhǎng)比、森林災(zāi)害面積比、水土流失面積五個(gè)逆向指標(biāo)進(jìn)行正向化處理,令: x' ij = max{xij} - xij (1)其中,xij 和 x' ij 分別表示第 i 個(gè)樣本的第 j 個(gè)指標(biāo)正向化前后的數(shù)據(jù)。④無(wú)量綱處理:采用z-score標(biāo)準(zhǔn)化方法處理判斷矩陣,以滿(mǎn)足SEM模型的要求。
3 DPSIR-SEM指標(biāo)優(yōu)化及權(quán)重確定
3.1 指標(biāo)優(yōu)化
SEM作為一種定量驗(yàn)證與測(cè)度的模型,可用于研究林業(yè)生態(tài)安全測(cè)度要素的關(guān)聯(lián)和結(jié)構(gòu)。為進(jìn)一步減輕冗余和主觀問(wèn)題,引入SEM方法對(duì)FES初始指標(biāo)體系進(jìn)行精簡(jiǎn)和驗(yàn)證:測(cè)量模型:X = ΛX ξ + σY = ΛY η + ε (2)結(jié)構(gòu)模型:η = Bη + Γξ + ζ (3)
其中,X 、Y 分別指外生測(cè)量變量、內(nèi)生測(cè)量變量組成的向量,ξ 、η 分別指外生潛變量、內(nèi)生潛變量組成的向量,ΛX 為外生測(cè)量變量與外生潛變量的因子負(fù)荷矩陣, ΛY 為內(nèi)生測(cè)量變量之間的因子負(fù)荷矩陣,B 和 Γ 為對(duì)應(yīng)方程系數(shù),σ 、ε 和 ζ 分別為對(duì)應(yīng)方程殘差項(xiàng)。其中,測(cè)量模型用于描述 D、P、S、E 四大潛變量與各測(cè)度指標(biāo)間的歸屬關(guān)系;結(jié)構(gòu)模型用于描述 D、P、S、E 四大潛變量間的因果關(guān)系。由于本文僅涉及指標(biāo)體系的結(jié)構(gòu)關(guān)系而非因果關(guān)系,因此選用SEM測(cè)量模型而無(wú)須使用SEM結(jié)構(gòu)模型,這相比類(lèi)似研究更加貼合研究目標(biāo)。
以初始指標(biāo)為測(cè)量變量,根據(jù)圖1設(shè)計(jì)SEM路徑關(guān)系圖(見(jiàn)圖2)。其中,H1—H17 為模型假設(shè)對(duì)應(yīng)路徑系數(shù)值,可體現(xiàn)測(cè)量變量對(duì)所屬潛變量的反映程度,UDP、UDS、 UDE、UPS、UPE、USE 分別對(duì)應(yīng)各潛變量之間的相關(guān)作用系數(shù),e1—e17 為殘差項(xiàng)。運(yùn)用SEM搭建模型優(yōu)化反饋流程,以篩選初始指標(biāo):①提煉 4 個(gè)潛變量。使用 SPSS21.0 軟件對(duì)初始指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析和聚類(lèi)分析,將相關(guān)系數(shù)過(guò)大的指標(biāo)精簡(jiǎn),并將具有同類(lèi)性質(zhì)的指標(biāo)歸為一類(lèi),再運(yùn)用因子分析法提取 4 個(gè)公因子作為潛變量。②指標(biāo)篩選。根據(jù)圖2初步構(gòu)建SEM并將各初始指標(biāo)按對(duì)所屬潛變量的重要程度排序,嘗試刪除一個(gè)排名最末的初始指標(biāo),并使用AMOS21.0軟件進(jìn)行SEM的參數(shù)檢驗(yàn)及擬合檢驗(yàn),參考修正指數(shù)優(yōu)化模型適配效果,并根據(jù)各項(xiàng)檢驗(yàn)的顯著性強(qiáng)弱主觀判斷指標(biāo)去留,選擇通過(guò)顯著性檢驗(yàn)并使模型擬合效果更佳的指標(biāo)而剔除效果不佳的指標(biāo),重新進(jìn)行參數(shù)檢驗(yàn)、擬合檢驗(yàn)和指標(biāo)篩選,循環(huán)往復(fù)多次,直至優(yōu)化后的指標(biāo)體系能使對(duì)應(yīng)SEM通過(guò)一系列顯著性檢驗(yàn)為止。③指標(biāo)終選。通過(guò)SEM篩選得到最終指標(biāo)體系,包含 12個(gè)指標(biāo),并據(jù)此輸出檢驗(yàn)結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)化作用路徑系數(shù)。
3.2 指標(biāo)體系檢驗(yàn)及權(quán)重確定
由于前述優(yōu)化流程繁瑣,本文僅展示最終優(yōu)化結(jié)果。
(1)信度和效度檢驗(yàn)(見(jiàn)表 1):采用 SPSS21.0 軟件進(jìn)行信度檢驗(yàn),結(jié)果顯示生態(tài)與經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力 D 、林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展壓力 P 、森林資源與生態(tài)狀況 S 、森林生態(tài)變化與治理 E 的 Cronbach's α 值均超過(guò) 0.7,說(shuō)明樣本數(shù)據(jù)的信度良好。結(jié)構(gòu)效度檢驗(yàn)和內(nèi)容效度檢驗(yàn)是最主要的效度檢驗(yàn)方法。采用因子分析法進(jìn)行結(jié)構(gòu)效度檢驗(yàn),各測(cè)量變量的 KMO值均大于0.6,Bartlett球形檢驗(yàn)的sig值均小于0.001,盡管靠近檢驗(yàn)范圍的邊界,但并不至于影響整體分析結(jié)果的有效性。內(nèi)容效度是指測(cè)量變量對(duì)所屬潛變量的反應(yīng)能力。由于本文在指標(biāo)體系設(shè)計(jì)階段進(jìn)行了廣泛的文獻(xiàn)研究,參照了權(quán)威的研究成果和年鑒數(shù)據(jù)并經(jīng)過(guò)了多次專(zhuān)家咨詢(xún),可以認(rèn)為內(nèi)容效度滿(mǎn)足研究需求。
(2)路徑檢驗(yàn)(見(jiàn)下頁(yè)表 2):逐一檢驗(yàn)優(yōu)化模型中各假設(shè)路徑的顯著性,結(jié)果表明SEM篩選得到的FES最終指標(biāo)體系主要包括 D、P、S、E 四大要素,共計(jì) 12 個(gè)測(cè)度指標(biāo);相應(yīng)指標(biāo)路徑關(guān)系在1%的顯著性水平下均成立,最終指標(biāo)體系對(duì)FES具有顯著計(jì)量效果。
(3)模型擬合優(yōu)度檢驗(yàn):為判斷樣本數(shù)據(jù)與假設(shè)路徑的適配度,從三個(gè)方面檢驗(yàn)?zāi)P偷臄M合指數(shù)(見(jiàn)下頁(yè)表 3),可知模型擬合效果良好。
(4)指標(biāo)權(quán)重對(duì)比檢驗(yàn):通過(guò)歸一化算法,將標(biāo)準(zhǔn)化路徑系數(shù)值變換得到指標(biāo)權(quán)重WXj : WXj = γXj /å j = 1 n γXj ( j = 1?12) (4)其中,Xj 為第 j 個(gè)指標(biāo),其權(quán)重系數(shù)為 WXj ,其標(biāo)準(zhǔn)化路徑系數(shù)值為 γXj 。在統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上,為進(jìn)一步驗(yàn)證基于 DPSIR-SEM 方法構(gòu)建的 FES 指標(biāo)體系的穩(wěn)健性和合理性,對(duì)比熵權(quán)法、因子分析法、主成分分析法、變異系數(shù)法等經(jīng)典權(quán)重算法與DPSIR-SEM方法所得權(quán)重(見(jiàn)表4)。
使用Wilcoxon配對(duì)符號(hào)秩檢驗(yàn)法將DPSIR-SEM與其他四種算法進(jìn)行兩兩對(duì)比(見(jiàn)表5),均在1%的顯著性水平下無(wú)法拒絕原假設(shè),說(shuō)明使用DPSIR-SEM方法的確權(quán)結(jié)果和其他經(jīng)典算法所得結(jié)果均無(wú)顯著差異,本文方法在確權(quán)方面的穩(wěn)健性良好。
4 實(shí)證
基于 DPSIR-SEM 方法,中國(guó)省際 FES 測(cè)度指標(biāo)體系實(shí)現(xiàn)了篩選、權(quán)重確定和檢驗(yàn),最終得到了FES測(cè)度指標(biāo)及權(quán)重。為進(jìn)一步研究指標(biāo)體系的合理性、實(shí)用性,以中國(guó)林業(yè)生態(tài)大省黑龍江省為研究對(duì)象,針對(duì)FES非確定、難量化的特性,選用模糊綜合評(píng)價(jià)方法進(jìn)行實(shí)證分析。
根據(jù)本文的FES評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,確定因子論域U = {城市化水平,人均木材需求,…,工業(yè)污染治理投資占比},對(duì)應(yīng)指標(biāo)權(quán)重向量為W ,并建立評(píng)語(yǔ)等級(jí)論域V = {極高,較高,中等,較低,極低}。由于FES相關(guān)理論與實(shí)踐尚未形成權(quán)威等級(jí)劃分,針對(duì) FES 評(píng)價(jià)指標(biāo)在中國(guó) 30 個(gè)省份經(jīng)過(guò)可比化轉(zhuǎn)換后的數(shù)值,對(duì)逆向因子進(jìn)行了正向化處理,采取分位數(shù)方法確定了各指標(biāo)因子在不同評(píng)語(yǔ)等級(jí)下的劃分標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)下的模糊綜合評(píng)價(jià)屬于“相對(duì)評(píng)價(jià)”。使用降半梯形隸屬函數(shù)對(duì)正、逆向指標(biāo)因子分別確定隸屬函數(shù)并計(jì)算隸屬度,得到歸一化后的、基于模糊關(guān)系矩陣的單因素評(píng)價(jià)矩陣 R ,由此計(jì)算模糊合成矩陣 B ,據(jù)此開(kāi)展綜合評(píng)價(jià)。根據(jù)相關(guān)研究成果測(cè)得此時(shí)實(shí)施最大隸屬原則的有效性低,因此引入“加權(quán)平均原則”并得到黑龍江省FES綜合評(píng)判結(jié)果(見(jiàn)表6)。現(xiàn)有研究通過(guò)對(duì)廣義FES指標(biāo)-指數(shù)的耦合,測(cè)度不同年份的黑龍江省 FES 絕對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果,而本文為相對(duì)評(píng)價(jià),且評(píng)語(yǔ)等級(jí)數(shù)量和研究方法均不同,可通過(guò)比較相同時(shí)間段的FES變化趨勢(shì)實(shí)現(xiàn)可比性。已有研究[9] 發(fā)現(xiàn)黑龍江省FES于2006—2009年在健康到危險(xiǎn)之間波動(dòng),于2010 —2014年整體逐年向好;本文測(cè)得黑龍江省FES于2006— 2009 年在中等安全程度略有波動(dòng),于2010—2014 年逐年向好。此外,已有研究[10] 發(fā)現(xiàn)2013年黑龍江省FES狀態(tài)為健康,位列全國(guó)前10名,而本文測(cè)得2013年黑龍江省FES 綜合得分為3.9091,所處安全程度相對(duì)較高,位列全國(guó)前 15 名。因此,本文評(píng)判結(jié)果與已有研究及實(shí)際情況整體相符,符合FES發(fā)展的長(zhǎng)期性、漸變性。
5 結(jié)論
FES在我國(guó)生態(tài)文明實(shí)施進(jìn)程中的重要地位日益凸顯。FES評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的研究有助于提升相關(guān)監(jiān)測(cè)、分析能力,但是目前尚未形成一套公認(rèn)、權(quán)威的方案。本文基于 FES 的廣義內(nèi)涵及相關(guān)研究成果,提出 DPSIR 模型和 SEM測(cè)量模型相結(jié)合的方法測(cè)度FES并進(jìn)行實(shí)證分析,在研究方法和模型構(gòu)建上均不同于原有的 FES 評(píng)價(jià)。DPSIR-SEM方法的主要優(yōu)勢(shì)在于:(1)在指標(biāo)體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上更貼合廣義FES的復(fù)雜性特征。引入DPSIR結(jié)構(gòu)能進(jìn)一步考慮現(xiàn)有指標(biāo)體系尚未納入的潛在驅(qū)動(dòng)維度,更能貼合廣義FES的獨(dú)特內(nèi)涵、內(nèi)在機(jī)理以及森林生態(tài)與林業(yè)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的內(nèi)在目標(biāo),提高了初始指標(biāo)體系的全面性,在為復(fù)雜系統(tǒng)的要素屬性研究和測(cè)度提供科學(xué)理論依據(jù)方面有明顯優(yōu)勢(shì)。(2)在指標(biāo)體系的修正和驗(yàn)證上較已有方法更具客觀性。通過(guò)SEM測(cè)量模型構(gòu)建反饋回路修正并驗(yàn)證了指標(biāo)體系,使得到的指標(biāo)體系能更客觀地體現(xiàn) FES復(fù)合系統(tǒng)中顯變量與潛變量之間的隸屬關(guān)系,最終指標(biāo)權(quán)重的穩(wěn)健性、合理性得到Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)等的驗(yàn)證。(3)基于DPSIR-SEM方法的中國(guó)省際FES評(píng)價(jià)體系能夠通過(guò)實(shí)證檢驗(yàn)。黑龍江省FES模糊綜合評(píng)價(jià)得分在整體水平方面基本維持在相對(duì)“中等”至“較高”的水平,在變化趨勢(shì)方面呈現(xiàn)波動(dòng)中愈發(fā)明顯的上升趨勢(shì),與已有實(shí)證研究結(jié)果基本相符。
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