赤潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系權(quán)重的確定

0確定綜合評(píng)價(jià)的權(quán)重赤潮已成為嚴(yán)重的全球海洋災(zāi)害。有效的紅色信號(hào)防治已成為必須解決的重要問(wèn)題。赤潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是赤潮災(zāi)害減災(zāi)防災(zāi)的重要內(nèi)容之一,建立評(píng)估指標(biāo)體系對(duì)赤潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有十分重要的意義,而權(quán)重的確定具有很強(qiáng)的導(dǎo)向作用,是建立評(píng)估指標(biāo)體系中的關(guān)鍵因素。確定權(quán)重的方法很多,如相對(duì)比較法、德?tīng)柗品?專(zhuān)家調(diào)查法)、層次分析法、主成分分析法、秩和比(RSR)法、模糊聚類(lèi)分析法、專(zhuān)家排序法、熵值確定法、相關(guān)系數(shù)法、因子分析法以及上述幾種方法組合確定法等。如何選擇對(duì)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)的最佳方法,是綜合評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。本文目的是運(yùn)用AHP法建立由赤潮災(zāi)害危險(xiǎn)度與承災(zāi)體易損度評(píng)估指標(biāo)構(gòu)成的赤潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)的遞階層次結(jié)構(gòu)模型、判斷矩陣、層次排序及一致性檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?最后計(jì)算出赤潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)中所有指標(biāo)的權(quán)重。1數(shù)據(jù)和方法1.1打造赤潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系本文資料主要來(lái)源于與赤潮災(zāi)害成因、危害相關(guān)的文獻(xiàn)[2,3,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22],從中篩選出影響赤潮災(zāi)害危險(xiǎn)度與承災(zāi)體易損度評(píng)估的指標(biāo),初步構(gòu)造由赤潮災(zāi)害危險(xiǎn)度與承災(zāi)體易損度評(píng)估指標(biāo)構(gòu)成的赤潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系;并采用德?tīng)栰?Delphi)法獲得專(zhuān)家對(duì)指標(biāo)的增刪并給指標(biāo)間的相對(duì)重要性打分來(lái)完善指標(biāo)體系。1.2專(zhuān)家咨詢(xún)過(guò)程Delphi法是采取匿名的方式廣泛征求專(zhuān)家的意見(jiàn),經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的信息交流和反饋修正,使專(zhuān)家的意見(jiàn)逐步趨向一致,最后根據(jù)專(zhuān)家的綜合意見(jiàn),從而對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象作出評(píng)價(jià)的一種定量與定性相結(jié)合的預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)方法。其過(guò)程主要包括以下幾個(gè)步驟:一是編制專(zhuān)家咨詢(xún)表;二是分輪咨詢(xún)。層次分析法(AHP)是將定性與定量相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法,最適宜于解決那些難以完全用定量方法進(jìn)行分析的決策問(wèn)題,其確定過(guò)程主要包括以下幾個(gè)步驟:一是建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型;二是通過(guò)專(zhuān)家采用1~9標(biāo)度打分,對(duì)各層因素兩兩間量化比較,構(gòu)造出各層次中所有的兩兩判斷矩陣;三是層次單排序及一致性檢驗(yàn);四是層次總排序及組合一致性檢驗(yàn)。根據(jù)本文研究的目的,邀請(qǐng)11位在赤潮生物、赤潮災(zāi)害預(yù)警、赤潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究領(lǐng)域卓有成就的專(zhuān)家作為本次咨詢(xún)組成員。其中,專(zhuān)家的權(quán)威程度用專(zhuān)家對(duì)指標(biāo)作出判斷的依據(jù)和專(zhuān)家對(duì)指標(biāo)的熟悉程度來(lái)反映,專(zhuān)家意見(jiàn)的協(xié)調(diào)程度用協(xié)調(diào)系數(shù)R來(lái)反映,R越大,表明協(xié)調(diào)程度越好。在向?qū)＜易稍?xún)前,把選定的指標(biāo)按照其隸屬關(guān)系初步構(gòu)造赤潮災(zāi)害危險(xiǎn)度評(píng)估與承災(zāi)體易損度評(píng)估的遞階層次結(jié)構(gòu),并設(shè)計(jì)成專(zhuān)家咨詢(xún)表,第一輪調(diào)查時(shí),為了增加表的回收率,向選定的專(zhuān)家發(fā)出邀請(qǐng)函,表明調(diào)查的目的、意義、方法及調(diào)查的時(shí)間,通過(guò)信函、電子郵件等方式請(qǐng)專(zhuān)家填寫(xiě)咨詢(xún)表,專(zhuān)家通過(guò)增刪指標(biāo)來(lái)完善指標(biāo)體系,并對(duì)各層次的所有指標(biāo)間的相對(duì)重要性打分,且在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)收回。第二輪調(diào)查時(shí),先用AHP法把第一輪調(diào)查的結(jié)果整理列表,請(qǐng)專(zhuān)家加以修改和補(bǔ)充,提出優(yōu)缺點(diǎn),進(jìn)一步完善指標(biāo)體系及指標(biāo)間的相對(duì)重要性。本次調(diào)查發(fā)出調(diào)查表22份,回收20份,專(zhuān)家積極系數(shù)為90.9%。兩次協(xié)調(diào)系數(shù)分別為0.6108,0.6123。說(shuō)明了專(zhuān)家意見(jiàn)相對(duì)集中,對(duì)問(wèn)題的看法相對(duì)穩(wěn)定。2結(jié)果與討論2.1赤潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)模型建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型的目的是確定眾多指標(biāo)的隸屬關(guān)系,使復(fù)雜問(wèn)題層次化、條理化。按照指標(biāo)確定的科學(xué)性、相對(duì)完備性、相對(duì)獨(dú)立性原則,根據(jù)初步建立的由赤潮災(zāi)害危險(xiǎn)度與承災(zāi)體易損度評(píng)估指標(biāo)構(gòu)成的赤潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)結(jié)構(gòu)模型,結(jié)合Delphi法二輪專(zhuān)家的意見(jiàn)整理結(jié)果,建立了包括目標(biāo)層(A)、準(zhǔn)則層(B)、子準(zhǔn)則層(C)和指標(biāo)層(D)共4層的赤潮災(zāi)害危險(xiǎn)度評(píng)估指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)模型(圖1);建立了包括目標(biāo)層(O)、準(zhǔn)則層(P)和指標(biāo)層(Q)共3層的承災(zāi)體易損度評(píng)估的指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)模型(圖2)。赤潮災(zāi)害危險(xiǎn)度評(píng)估是評(píng)估未來(lái)時(shí)期在什么地方可能什么類(lèi)型的赤潮災(zāi)害,其危害的規(guī)模與范圍有多大。其中,致災(zāi)因子是指導(dǎo)致海洋生物死亡、破壞生態(tài)系統(tǒng)、引起人體異常反應(yīng)、惡化水質(zhì)量等赤潮藻類(lèi),它表征了引發(fā)赤潮災(zāi)害發(fā)生的內(nèi)在因素,反映赤潮災(zāi)害的強(qiáng)度及對(duì)承災(zāi)體因子的破壞強(qiáng)度,包括無(wú)毒藻種、有害藻種、有毒藻種3個(gè)方面及11個(gè)指標(biāo)。孕災(zāi)環(huán)境因子是指影響赤潮藻類(lèi)生長(zhǎng)、繁殖的外界環(huán)境條件,它表征引發(fā)赤潮災(zāi)害的外在環(huán)境要素,反映赤潮災(zāi)害發(fā)生的可能性,主要包括營(yíng)養(yǎng)鹽、光照度、氣象要素、水動(dòng)力、海洋物理要素、外來(lái)藻種6個(gè)方面及21個(gè)指標(biāo)。承災(zāi)體易損度評(píng)估是指承災(zāi)體遭受不同類(lèi)型的赤潮災(zāi)害破壞的難易程度。承災(zāi)體因子是指當(dāng)赤潮災(zāi)害發(fā)生時(shí)海域使用類(lèi)型中易受赤潮影響的因素,它表征了赤潮災(zāi)害的破壞對(duì)象,反映了其對(duì)致災(zāi)因子的抗災(zāi)防災(zāi)能力,包括漁業(yè)用海、工礦用海、旅游娛樂(lè)用海、特殊用海、海洋生態(tài)系統(tǒng)5個(gè)方面及14個(gè)指標(biāo)。2.2承災(zāi)體易損度評(píng)估矩陣遞階層次結(jié)構(gòu)模型后的構(gòu)造確定了層次間指標(biāo)的隸屬關(guān)系,而判斷矩陣反映了在同一隸屬關(guān)系下,指標(biāo)間的相對(duì)重要程度,為下一步計(jì)算做準(zhǔn)備。通過(guò)對(duì)二輪專(zhuān)家打分問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,在此基礎(chǔ)上,獲得目標(biāo)層(A)與準(zhǔn)則層(B),的判斷矩陣A-B,準(zhǔn)則層(B)與子準(zhǔn)則層(C)的判斷矩陣B1-C、B2-C,子準(zhǔn)則層(C)與指標(biāo)層(D)的判斷矩陣C1-D、C2-D、C3-D、C4-D、C5-D、C6-D、C7-D、C8-D、C9-D;獲得承災(zāi)體易損度評(píng)估分別在無(wú)毒赤潮、有害赤潮、有毒赤潮下的目標(biāo)層(O)與準(zhǔn)則層(P)的判斷矩陣O-P,準(zhǔn)則層(P)與指標(biāo)層(Q)的判斷矩陣P10-Q、P11-Q、P12-Q、P13-Q、P14-Q。以B1-C為例(表1),它表示相對(duì)于致災(zāi)因子(B1)這一層,子準(zhǔn)則層(C)中與B1相關(guān)聯(lián)的所有指標(biāo)C1、C2、C3之間相對(duì)重要性的比較。該矩陣表明在其子準(zhǔn)則層(C)的指標(biāo)中,C3最重要,其次是C2,最后是C1。同理其它判斷矩陣也表明了本層次的各個(gè)指標(biāo)在相對(duì)于上一層因素的相對(duì)重要性。2.3受災(zāi)情況對(duì)承災(zāi)體易損度的評(píng)估層次單排序及一致性檢驗(yàn)是按照單一準(zhǔn)則下計(jì)算所有指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重并檢驗(yàn)其是否滿足一致性要求。按層次單排序計(jì)算步驟,得到赤潮災(zāi)害危險(xiǎn)度評(píng)估的目標(biāo)層(A)與準(zhǔn)則層(B)、準(zhǔn)則層(B)與子準(zhǔn)則層(C)、子準(zhǔn)則層(C)與指標(biāo)層(D)的判斷矩陣的特征向量、最大特征值λmax、層次單排序及一致性檢驗(yàn)結(jié)果,如表4、表5、表6所示。得到的CI、CR均小于0.10,滿足判斷矩陣的一致性要求,計(jì)算所得特征向量可作為權(quán)向量。從表4中可以看出,在赤潮災(zāi)害危險(xiǎn)度評(píng)估A這一層次下,孕災(zāi)環(huán)境因子的相對(duì)權(quán)重最大,其次是致災(zāi)環(huán)境因子。從表5可以看出,在致災(zāi)因子層次下,有毒藻種的相對(duì)權(quán)重最大,其次是有害藻種,最后是無(wú)毒藻種;在孕災(zāi)環(huán)境因子層次下,營(yíng)養(yǎng)鹽的相對(duì)權(quán)重最大,其次是光照度、氣象要素、水動(dòng)力、海洋物理要素,最后是外來(lái)藻種要素。從表6可以看出,在9個(gè)單一準(zhǔn)則下所有指標(biāo)在各自所屬的準(zhǔn)則中的相對(duì)權(quán)重。同理得到承災(zāi)體易損度評(píng)估在無(wú)毒、有害、有毒赤潮下的目標(biāo)層(O)與準(zhǔn)則層(P)、準(zhǔn)則層(P)與指標(biāo)層(Q)的判斷矩陣的特征向量、最大特征值λmax、層次單排序及一致性檢驗(yàn)結(jié)果,如表7、表8所示。得到的CI、CR均小于0.10,滿足一致性要求,計(jì)算所得特征向量可作為權(quán)向量。從表7中可以看出,不同類(lèi)型的赤潮災(zāi)害對(duì)承災(zāi)體因子破壞程度是不一樣的。總體趨勢(shì)是無(wú)毒赤潮的破壞程度最低,有害赤潮的破壞程度居中,有毒赤潮的破壞程度最大。從表8可以看出,在5個(gè)單一準(zhǔn)則下所有指標(biāo)在各自所屬的準(zhǔn)則中的相對(duì)權(quán)重。表4、表5、表6、表7、表8中求得的各層次指標(biāo)的權(quán)重值與赤潮災(zāi)害成因、赤潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)損失評(píng)估的研究著作、研究文獻(xiàn)的結(jié)論是一致的。2.4赤潮對(duì)承災(zāi)體的易損度層次總排序是計(jì)算遞階層次結(jié)構(gòu)中每一層次中所有指標(biāo)相對(duì)于總目標(biāo)的相對(duì)權(quán)重,需要把層次單排序的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合計(jì)算,并進(jìn)行總的一致性檢驗(yàn)。根據(jù)其計(jì)算步驟,得到赤潮災(zāi)害危險(xiǎn)度評(píng)估的指標(biāo)層(D)(圖3)、承災(zāi)體易損度評(píng)估在不同類(lèi)型赤潮下的指標(biāo)層(Q)總排序的結(jié)果(圖4),且CI、CR值均小于0.10,滿足層次總排序一致性要求。圖3表明,在赤潮災(zāi)害危險(xiǎn)度評(píng)估的所有指標(biāo)中,光照強(qiáng)度、氮磷比值、硝酸氮、銨氮、磷酸鹽、海水溫度、鹽度、降雨、海流、藻種毒素、藻種葉綠素濃度、細(xì)胞數(shù)藻類(lèi)分泌的黏液、有害物質(zhì)的比重較大。這是因?yàn)楣庹諒?qiáng)度為浮游生物的光合作用提供所需能量,使赤潮藻類(lèi)得以生長(zhǎng)和繁殖。氮磷比值是赤潮發(fā)生過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)狀況的一個(gè)特征,是水體中植物受磷或氮限制的重要指標(biāo),它影響環(huán)境中浮游植物的種群結(jié)構(gòu)。氮是合成藻體內(nèi)擔(dān)蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素的基本元素,浮游植物利用氮的能力一般是NH4-N>NO3-N>NO2-N。磷是核酸與細(xì)胞膜的主要成分,同時(shí)又是高能化合物的基本元素,海水中,磷以磷酸鹽形式存在。海水溫度、鹽度形成溫躍層和鹽躍層為赤潮生物的聚集提供了條件。降雨使海水鹽度降低,同時(shí)也將大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)帶入海中,加快了海水富營(yíng)養(yǎng)化的進(jìn)程,使赤潮生物得以生長(zhǎng)和繁殖。海流對(duì)赤潮生物的聚集、能量的傳輸具有重要的作用。這些是導(dǎo)致赤潮災(zāi)害暴發(fā)的重要指標(biāo)。藻種毒素、藻種葉綠素濃度、細(xì)胞數(shù)、藻類(lèi)分泌的黏液、有害物質(zhì)等主要體現(xiàn)了赤潮災(zāi)害的強(qiáng)度及破壞程度。圖4說(shuō)明在承災(zāi)體易損度評(píng)估的所有指標(biāo)中,不同類(lèi)型赤潮對(duì)承災(zāi)體因子易損度是不相同的。當(dāng)發(fā)生無(wú)毒赤潮時(shí),生物群落、食物鏈、生物多樣性易損度最大,對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)影響不大。當(dāng)發(fā)生有害赤潮時(shí),水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)易損度最大,這是因?yàn)橐l(fā)有害赤潮的藻種分泌出的黏液和有害物質(zhì)對(duì)養(yǎng)殖物具有窒息作用。當(dāng)發(fā)生有毒赤潮時(shí),其對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的影響更加大,間接影響到人體健康,這是由于引發(fā)有毒赤潮的藻種分泌毒素,水產(chǎn)養(yǎng)殖物對(duì)毒素的累積,人體通過(guò)食用養(yǎng)殖物造成身體的損害。3承災(zāi)體易損度水土元素含量赤潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估由赤潮災(zāi)害危險(xiǎn)度評(píng)估與承災(zāi)體易損度評(píng)估構(gòu)成。本文通過(guò)運(yùn)用AHP法計(jì)算出赤潮災(zāi)害危險(xiǎn)度評(píng)估與承災(zāi)體易損度評(píng)估的所有指標(biāo)權(quán)重,為赤潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了可靠依據(jù)。結(jié)果表明,在赤潮災(zāi)害危險(xiǎn)度評(píng)估中光照度的權(quán)重為0.09477,氮磷比值、硝氮、銨氮和磷均為0.04478,海水溫度、鹽度均占0.03791,五種毒素均為0.03593,溶解氧、黏液、有害物質(zhì)均為0.03303;在承災(zāi)體易損度評(píng)估中,不同類(lèi)型赤潮對(duì)承災(zāi)體因子易損度是不一樣的,承災(zāi)體易損度要根據(jù)赤潮類(lèi)型來(lái)取值。Delphi專(zhuān)家法在征詢(xún)意見(jiàn)的二輪反復(fù)咨詢(xún)中,征詢(xún)過(guò)程中用匿名方式