[发明专利]基于网状结构的生态指标体系构建及其权重分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于“网状”结构的生态指标体系构建及其指标权重分配方法。通过这种基于“网状”结构的生态指标体系构建方法不仅可以用于与生态系统相关的例如环境影响评价，可持续发展评估等问题，同样适用于与生态系统相似的复杂体系评估和管理问题的解决，例如区域经济、社会综合评估等。 

背景技术

生态指标体系是监测、评估和管理生态系统的一种有效方法和工具，它由一系列具有一定层次结构的指标构成，用来代表生态系统复杂的成分、结构和功能及其之间的联系，体现生态系统的层次性和完整性。 

目前，生态指标体系在生态系统健康评价和生态系统综合评价等方面得到了广泛的应用。针对不同目的构建的生态指标体系有所不同，但是构建完整指标体系结构并合理确定各指标在体系中的权重，是利用生态指标体系进行综合评价的2个关键问题。生态指标体系结构要客观地再现生态系统各要素（包括生物和非生物要素）的相互作用和联系；指标的权重则代表了生态系统中各生态要素的重要性和地位，对于操作指标，权重的大小也反映了该指标体现生态指标总目标的程度或比例。生态指标体系的结构在一定程度上决定了指标权重的分配方式，而指标的权重又会直接影响生态指标体系的评价结果和使用效果。 

在目前的生态指标体系中，上层指标与下层指标之间互不重叠或交叉，即下层的每一个指标只能从属于一个上层指标，是单向分散的承接关系，呈现“树杈”形状。 

“树杈状”生态指标体系中存在以下2方面明显的不足：一方面，人为忽略或简化了指标之间的重叠和交叉联系，将各层次指标间的关系简单化，因此降低了生态指标体系对真实生态系统完整性的表征；另一方面，由于生态指标之间重叠和交叉联系信息的缺失，影响了具有重叠和交叉联系的指标权重分配的合理性。 

发明内容

本发明的目的是在目前的“树杈状”生态指标体系原有指标和层次结构的基础上，构建更科学的“网状”结构的生态指标体系。“网状”结构的生态指标体系更为完整地体现了生态系统中成分、结构和功能等要素间的复杂关系，并为限制指标权重信息的丢失提供了前提。根据这种“网状”结构的生态指标体系可以用于解决与生态系统相关的例如环境影响评价，可持续发展评估等问题，同样适用于与生态系统相似的复杂体系问题的解决，例如区域经济、社会评估等。 

基于“网状”结构的生态指标体系构建及其指标权重分配方法，包括以下步骤： 

a、按照使用目标，首先构建具有等级结构的生态指标体系。目前的生态指标体系一般由总目标指标层、分目标指标层和操作指标层3部分构成，如图1。总目标指标层位于指标体系的顶层，通常由一个综合指标构成，代表生态指标体系的最终或综合结果；操作指标层位于生态指标体系的底层，由多个容易直接获得量化结果的指标构成，这些指标需要进行实际调查、分析，作具体评价；分目标指标层位于以上两者之间，是总目标指标的具体外延，可包含多个层次，它是对总目标指标层和操作指标层之间联系和作用机制的分析和说明。在目前的生态指标体系中，上层指标与下层指标之间互不重叠或交叉，即下层的每一个指标只能从属于一个上层指标，是单向分散的承接关系，呈现“树杈”形状。

b、分析并补充不同等级间生态指标的联系，形成“网状”结构的生态指标体系。“网状”结构的生态指标体系中，指标间的联系不完全按照层次结构来承接，即指标间的联系可以跨越两个甚至两个以上的层次，如图2中d₂₃与d₄₄的联系，例如食物链中物种的捕食关系就可以通过“网状”生态指标完整的表现。 

c、通过二次权重分配，使“网状”结构的生态指标体系内的各指标获得唯一权重。 

二次权重分配方法包括以下步骤： 

（1）将“网状”结构的生态指标体系中重叠或交叉的联系分解，变为常见的“树杈状”结构，如图3所示；然后进行指标权重确定，称为第一次权重分配。

（2）将各层次指标的权重归一化处理，然后将重复或交叉指标的不同权重相加合并，使各指标获得唯一权重，称为第二次权重分配。 

通过两次权重分配，最终使“网状”结构的生态指标体系内的各指标获得唯一权重。 

附图说明

图1是一般的生态指标体系示意图； 

图2是“网状”结构的生态指标体系示意图；

图3是网状结构指标权重分解图；

图4是“网状”生态健康评价指标体系结构图；

图5是“树杈状”和“网状”生态健康评价指标中操作指标权重对比图；

图6是“树杈状”生态健康评价指标体系构成表；