环境质量评价方法(PPT 61页)
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估计那些很难用数学模型描述和计算的问题 • 基本原理：使一组专家，按照一些明确的要求（或
假设）来考虑一个结构化（即系统的、组织好的） 问题，通过集体智慧，辨识出或明确提出解决问题 的新方案（有别于一开始提出问题时的一套想法或 方案）
2020/1/15
10
2.1 基本原则
• 匿名性：参与者之间相互匿名
加权综合指数：
Q
1 n
n k1
Ik
n为参与评价的环境要的素数目
Ik为各要素的评价指数
2020/1/15
n
Q WkIk k1
Wk为第 k个环境要素在环 评境 价综 中合 的权重
6
2、环境质量评价指数的作用
2020/1/15
7
3、环境质量指数评价法的主要环节
2020/1/15
8
二、专家判断法
取决于商品的价格和消费者本人对该商品的边际效用
• 需求曲线：反映商品或服务价格和消费者需求量之
间变化规律的曲线，呈递减关系
• 消费者剩余：用来评价商品或服务经济效益的指
标。对于具体的商品或服务而言，等于消费者愿意
为其支付的费用减去实际支付的费用
2020/1/15
25
消费者剩余
需求曲线以下和价格 以上的面积衡量市场 的消费者剩余。
服务所得到的需求上的满足
• 边际效用：效用随消费量而变 化的速率，也可以表述为消费
量增加一个单位时所增收的效 用
• 边际效用递减规律：边际效用
函数为递减关系
2020/1/15
单位时间消费量
边际效用曲线
24
1.3 支付意愿、需求曲线和消费者剩余
• 支付意愿：是用来衡量效用而建立的，以消费者对
商品或服务愿意支付的货币数量即价格来表示
如果生产量变动的幅度较大，导致产品价格的变动（如 生产量下降过多导致该产品市场供给不足，引起价格上 涨），应先预测新的价格水平后再用新的市场价格进行 测算
注意：大多数价值评估技术通常都假定受影响产品的市场 价格不会发生变化
2020/1/15
33
疾病成本法和人力资本法 • 估算环境变化造成健康损失成本的两种主要方法 • 对人类健康方面造成的损失主要包括：过早死亡或
Vj mj11im 1j (CijCj)2 Cj
• 专家意见协调系数（越大越好）
n
无相同评价值 W时 12：
2
Rj R
m2(n3 n)
j1
n
有相同评价值 W时 12：
2
Rj R
m2(n3
m
n)m
Ti
j1
i1
mj
Rj rij i1
2020/1/15
26
2 环境费用和效益 2.1 环境费用 环境费用（美国环境质量委员会分类） • 损害费用：污染导致的直接费用支出 • 防护费用：为避免污染危害而带来的费用支出 • 事务费用：搜集污染有关的信息（如污染监测）、
以及为防治污染而做的准备工作所支出的费用 • 清除费用：为防止或消除污染而支出的费用，如污
13
2.3.1 调查主题
2020/1/15
14
2.3.2 调查表格类型与设计
2020/1/15
15
方案 排
多方案择优调查
编号
1
2
名称
A
B
序
专家号：
3
……
n
C
……
M
推断式调查表
专家号：
措施名称
为提高某评价区域内的环境质量的总体水平，请对下列措 施排序
发展经济
提高民众的环境意识
加强环境管理
措施名称
2020/1/15
31
生产率变化法 • 方法的依据：环境变化通过生产过程影响生产者的
产量、成本和利润；或通过消费品的供给与价格变 化影响消费者福利
2020/1/15
32
• 市场价格的选用必须考虑以下两种情况：
环境质量变动对受影响商品的市场产出水平变化的影响 很小，不至于引起该商品价格的变化，可直接运用现有 市场价格进行测算
1、特点
• 利用专家的知识和经验对环境质量及其变异作出价 值判断
• 既可以定性评价，也可以对难以用数学模型定量化 的因素进行定量、半定量评价
• 可以充分发挥不同领域专家的集体智慧
个别咨询与结构化或组织健全的专家咨询相结合
2020/1/15
9
2、德尔斐法（Delphi） • 渊源：美国兰德公司于20世纪50年代初发明，用于
II 100 60 30 40 80 80 30 60 14.3%
III 30 90 90 50 90 100 80 75.7 14.3%
IV 20 100 70 80 60 40 60 61.4 14.3%
V 90 40 50 100 50 60 100 70 28.5%
18
专家意见协调程度
• 任一方案评价结果的变异系数（越小协调程度越高）
• 特别适用于对自然保护区或具有唯一性特征的自然 资源开发项目的评估；也可以用于计算环境污染引 起的经济损失
2020/1/15
36
应用实例：是否该提高风景湖区水位进行水电开发？ • 项目背景：20世纪70年代，新西兰计划提高某风景湖区的水
位进行水电开发，但会因此破坏其景观价值和野生生物栖息 地价值 • 保护该湖区的机会成本：通过费效分析，建设水电项目的净 效益现值最大为2000~2500万新元（1973年），项目计算期 内，新西兰每年人均净得益约0.62新元，此即保护该湖区的 机会成本 • 问题与决策：该湖区的风景、生态及野生生物栖息地的价 值，大到使国民年人均放弃0.62新元的程度吗？
• 轮回反馈征询意见：一般至少经过四轮
• 对征询意见结果作统计处理，集中专家集体意见
2.2 专家的选择
• 应依据评价目的、对象和要求选择专家
• 专家人数视评价内容和评价规模确定
• 专家应在评价领域工作多年：至少10年以上
• 专家知识和能力结构要合理
2020/1/15
11
2.3 工作程序
2020/1/15
时，单因子指数即可大体反映出环境质量状况， 具体形式为：
2020/1/15
3
I S
式中I为环境质量指数；为污染物在环境中的浓度；S为
该污染物对人类或环境影响程度的某一数值或标准
1.2 多因子评价指数
• 环境中有多种污染物，且污染物之间没有明显的协 同或拮抗作用，则可以近似地认为它们各自独立发 挥作用，即可采用多因子指数。
R1 n
n j1
Rj
L
Ti tl3 tl
l0
• 协调程度的统计检验
按2法进行
Cij 为 i 专 家 对 j 方 案 的 评 分值；mj为参与j方案评 价的专家数；rij为i专家 对j方案的评价等级；m 和n分别为专家和方案 总数；L为i专家评价值 中有相同评价值的组 数；tl为L组中的相同等 级数
VII
100
20
70
90
40
80
1
7
4
2
6
3
II
III
IV
V
VI
VII VIII
90
100
80
80
60
100
50
3
1
5
6
7
2
8
3
1.5
5
5
7
1.5
8
2020/1/15
17
专家意见集中程度 • 评价指标：方案的算术平均值、方案的满分频率
1 2 3 4 5 6 7
Cj
Kj
2020/1/15
I 50 30 100 70 100 90 40 68.6 28.6%
改进燃烧方式 改变煤的成分 减少火力发电
2020/1/15
肯定式调查表
专家号：
为了改善大气环境质量，请对下述各种措施的有效性排序
评价小组的意见
您的意见
2
1
3
16
2.3.3 信息处理和表达 方案排序 • 按优先顺序排序和按得分排序
方案
I
分值
60
等级
5
方案
I
分值
80
自然数列 4
等级
5
II
III
IV
V
VI
经济方面，体现在污染造成国民经济损失上 自然方面，体现在污染导致环境质量下降、生态破坏、物
种多样性减少、矿藏资源过量开发等方面
2020/1/15
28
2.2 环境效益
• 货币效益：可以用市场价格直接估值的部分
• 非货币效益：无法直接以货币表示的效益，例如
自然风光、娱乐游览设施改善带来的收益；
• 稀缺性用于衡量环境价值时存在一定的局限：
相当多的环境物品属于共有态物品（如“美丽的日 落”），没有市场或缺乏市场价格
由于外部性的存在，环境资产市场上很多环境物品的价格
并不能反映其真实的稀缺性
2020/1/15
23
1.2 效用、边际效用和边际效
用递减规律
效
用
• 效用：一个人通过消费商品或
ti Eti
(1r)i
t+i：年龄为t的人活到t+i年的概率
Et+i：在年龄为（t+i）时的预期收入 r：贴现率 T：退休年龄
2020/1/15
35
机会成本法
• 使用一种资源的机会成本，指在将资源投入某一特 定用途后所放弃的、在其他用途中能够获得的最大 收益
机会成本与资源的稀缺性有关，只有稀缺的自然资源才可 能有非负的机会成本
12
影响面
公园需要量 学生数 交通量 治安 消防 公共服务费用 总税收 就业 电力消耗 天然气消耗 固体废物量 污水排放 用水量
2020/1/15
建设一个住宅区的影响面的权重
重要性评分
小 大
合计
1
2
3
4
5
2
3
2
4
4
5
5
4
3
3
2
3
3
43
权值
2/43 3/43 2/43 4/43 4/43 5/43 5/43 4/43 3/43 3/43 2/43 3/43 3/43 1.0
基于人们对环境改善的支付意愿和忍受环境损失的接受 补偿意愿进行：直接市场价值法、替代市场价格评价法 （揭示偏好法）、意愿调查评估法（陈述偏好法）
2020/1/15
21
1 基本原理 1.1 价值的经济含义
2020/1/15
22
• 在市场经济下，稀缺性赋予物品或服务以价值，并 通过物品或服务的市场价格来体现
• 常见多因子评价指数如下。
代数叠加型：
2020/1/15
I
n
i1
i
Si
n
Ii
i1
4
均值型： 计权型： 加权均值型：
I
1 n ni1
i
Si
1 n ni1
Ii
n
I Wi Ii i 1
1 n
I
n
Wi Ii
i1
几何均值型：IXY XmI1 a ,I2 x , ,InY1 ni n 1Ii
水处理厂的建造与运行费用
2020/1/15
27
环境费用（经济学分类） • 内部费用：企业为了防止污染而安装的防治设备的
投资和运行费用（受市场经济规律制约） • 外部费用：人类经济或社会活动造成的对资源及环
境质量的损害费用（通过纳税或其他形式支付）
社会方面，体现在污染导致的各种社会损失方面，如污染 损害赔偿、污染导致医疗支出增加等
2020/1/15
19
专家积极程度
• 积极性系数
C aj
mj m
专家权威程度
• 熟悉程度系数（Cs） • 判断系数（Ci)
Caj
Cs
Ci 2
2020/1/15
20
三、经济评估法
• 环境影响的经济评价技术（或货币化技术、环境经 济评价技术）：对环境损害（费用）与效益进行价 值评估的方法
利用一定的手段，对环境资产（包括组成环境的要素、 环境质量）所提供的物品或服务进行定量的货币化评估
病休造成的收入损失、医疗费开支的增加
2020/1/15
34
• 因疾病导致缺勤所引起的收入损失和医疗费用的估
算方法
k
Ic (Li Mi) i1
Li为i类人由于生病不能工作所 带 来 的 平 均 工 资 损 失 ； Mi 为 i 类人的医疗费用支出
• 过早死亡所带来影响的估算方法
V
Tt i1
生态环境的改善使益鸟、珍禽栖息地恢复的收益
某些外部费用也可以理解为当环境得到改善后的收益
2.3 费用和效益现值
• 费用和效益现值：考虑了一定贴现率的费用和效益
• 费用-效益比值E：效益现值和费用现值之比
2020/1/15
29
3、费用-效益分析方法 3.1 直接市场价格评估方法（直接市场价值法） • 直接的费用效益分析法，主要用于开发项目环境影
响的经济评估 • 利用市场价格赋予环境影响以价值（环境成本）或
评估环境改善所带来的效益
2020/1/15
30
剂量-反应法 • 主要用于评估环境变化对市场产品或服务的影响，不
能用于非使用价值的评估
为其他直接市场价值法提供信息和数据基础，特别是可提供 环境质量的边际变化与受影响的产品或服务产出的边际变化 之间的关系
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
幂指数型：
m
I
I Wi i
i 1
向量模型：
m
I
I
2 i
i 1
均方根型：
I
1 n
n i 1
I
2 i
极值型： I m I1 ,a I2 , x ,In
2020/1/15
5
1.3 环境质量综合评价指数
• 当涉及到多种环境要素时，需采用综合评价指数
均权平均综合指数：
环境质量评价与系统分析 （六）
主讲：冯流
环境质量评价方法
一、指数评价法 二、专家判断法 三、经济评估法 四、不确定性评价方法
2020/1/15
2
一、指数评价法
1、环境质量指数的基本形式 • 环境质量指数有多种形式，如单因子指数、多因
子指数、综合指数等 1.1 单因子评价指数 • 若环境中污染物单一或某一种污染物占明显优势
假设）来考虑一个结构化（即系统的、组织好的） 问题，通过集体智慧，辨识出或明确提出解决问题 的新方案（有别于一开始提出问题时的一套想法或 方案）
2020/1/15
10
2.1 基本原则
• 匿名性：参与者之间相互匿名
加权综合指数：
Q
1 n
n k1
Ik
n为参与评价的环境要的素数目
Ik为各要素的评价指数
2020/1/15
n
Q WkIk k1
Wk为第 k个环境要素在环 评境 价综 中合 的权重
6
2、环境质量评价指数的作用
2020/1/15
7
3、环境质量指数评价法的主要环节
2020/1/15
8
二、专家判断法
取决于商品的价格和消费者本人对该商品的边际效用
• 需求曲线：反映商品或服务价格和消费者需求量之
间变化规律的曲线，呈递减关系
• 消费者剩余：用来评价商品或服务经济效益的指
标。对于具体的商品或服务而言，等于消费者愿意
为其支付的费用减去实际支付的费用
2020/1/15
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消费者剩余
需求曲线以下和价格 以上的面积衡量市场 的消费者剩余。
服务所得到的需求上的满足
• 边际效用：效用随消费量而变 化的速率，也可以表述为消费
量增加一个单位时所增收的效 用
• 边际效用递减规律：边际效用
函数为递减关系
2020/1/15
单位时间消费量
边际效用曲线
24
1.3 支付意愿、需求曲线和消费者剩余
• 支付意愿：是用来衡量效用而建立的，以消费者对
商品或服务愿意支付的货币数量即价格来表示
如果生产量变动的幅度较大，导致产品价格的变动（如 生产量下降过多导致该产品市场供给不足，引起价格上 涨），应先预测新的价格水平后再用新的市场价格进行 测算
注意：大多数价值评估技术通常都假定受影响产品的市场 价格不会发生变化
2020/1/15
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疾病成本法和人力资本法 • 估算环境变化造成健康损失成本的两种主要方法 • 对人类健康方面造成的损失主要包括：过早死亡或
Vj mj11im 1j (CijCj)2 Cj
• 专家意见协调系数（越大越好）
n
无相同评价值 W时 12：
2
Rj R
m2(n3 n)
j1
n
有相同评价值 W时 12：
2
Rj R
m2(n3
m
n)m
Ti
j1
i1
mj
Rj rij i1
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2 环境费用和效益 2.1 环境费用 环境费用（美国环境质量委员会分类） • 损害费用：污染导致的直接费用支出 • 防护费用：为避免污染危害而带来的费用支出 • 事务费用：搜集污染有关的信息（如污染监测）、
以及为防治污染而做的准备工作所支出的费用 • 清除费用：为防止或消除污染而支出的费用，如污
13
2.3.1 调查主题
2020/1/15
14
2.3.2 调查表格类型与设计
2020/1/15
15
方案 排
多方案择优调查
编号
1
2
名称
A
B
序
专家号：
3
……
n
C
……
M
推断式调查表
专家号：
措施名称
为提高某评价区域内的环境质量的总体水平，请对下列措 施排序
发展经济
提高民众的环境意识
加强环境管理
措施名称
2020/1/15
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生产率变化法 • 方法的依据：环境变化通过生产过程影响生产者的
产量、成本和利润；或通过消费品的供给与价格变 化影响消费者福利
2020/1/15
32
• 市场价格的选用必须考虑以下两种情况：
环境质量变动对受影响商品的市场产出水平变化的影响 很小，不至于引起该商品价格的变化，可直接运用现有 市场价格进行测算
1、特点
• 利用专家的知识和经验对环境质量及其变异作出价 值判断
• 既可以定性评价，也可以对难以用数学模型定量化 的因素进行定量、半定量评价
• 可以充分发挥不同领域专家的集体智慧
个别咨询与结构化或组织健全的专家咨询相结合
2020/1/15
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2、德尔斐法（Delphi） • 渊源：美国兰德公司于20世纪50年代初发明，用于
II 100 60 30 40 80 80 30 60 14.3%
III 30 90 90 50 90 100 80 75.7 14.3%
IV 20 100 70 80 60 40 60 61.4 14.3%
V 90 40 50 100 50 60 100 70 28.5%
18
专家意见协调程度
• 任一方案评价结果的变异系数（越小协调程度越高）
• 特别适用于对自然保护区或具有唯一性特征的自然 资源开发项目的评估；也可以用于计算环境污染引 起的经济损失
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应用实例：是否该提高风景湖区水位进行水电开发？ • 项目背景：20世纪70年代，新西兰计划提高某风景湖区的水
位进行水电开发，但会因此破坏其景观价值和野生生物栖息 地价值 • 保护该湖区的机会成本：通过费效分析，建设水电项目的净 效益现值最大为2000~2500万新元（1973年），项目计算期 内，新西兰每年人均净得益约0.62新元，此即保护该湖区的 机会成本 • 问题与决策：该湖区的风景、生态及野生生物栖息地的价 值，大到使国民年人均放弃0.62新元的程度吗？
• 轮回反馈征询意见：一般至少经过四轮
• 对征询意见结果作统计处理，集中专家集体意见
2.2 专家的选择
• 应依据评价目的、对象和要求选择专家
• 专家人数视评价内容和评价规模确定
• 专家应在评价领域工作多年：至少10年以上
• 专家知识和能力结构要合理
2020/1/15
11
2.3 工作程序
2020/1/15
时，单因子指数即可大体反映出环境质量状况， 具体形式为：
2020/1/15
3
I S
式中I为环境质量指数；为污染物在环境中的浓度；S为
该污染物对人类或环境影响程度的某一数值或标准
1.2 多因子评价指数
• 环境中有多种污染物，且污染物之间没有明显的协 同或拮抗作用，则可以近似地认为它们各自独立发 挥作用，即可采用多因子指数。
R1 n
n j1
Rj
L
Ti tl3 tl
l0
• 协调程度的统计检验
按2法进行
Cij 为 i 专 家 对 j 方 案 的 评 分值；mj为参与j方案评 价的专家数；rij为i专家 对j方案的评价等级；m 和n分别为专家和方案 总数；L为i专家评价值 中有相同评价值的组 数；tl为L组中的相同等 级数
VII
100
20
70
90
40
80
1
7
4
2
6
3
II
III
IV
V
VI
VII VIII
90
100
80
80
60
100
50
3
1
5
6
7
2
8
3
1.5
5
5
7
1.5
8
2020/1/15
17
专家意见集中程度 • 评价指标：方案的算术平均值、方案的满分频率
1 2 3 4 5 6 7
Cj
Kj
2020/1/15
I 50 30 100 70 100 90 40 68.6 28.6%
改进燃烧方式 改变煤的成分 减少火力发电
2020/1/15
肯定式调查表
专家号：
为了改善大气环境质量，请对下述各种措施的有效性排序
评价小组的意见
您的意见
2
1
3
16
2.3.3 信息处理和表达 方案排序 • 按优先顺序排序和按得分排序
方案
I
分值
60
等级
5
方案
I
分值
80
自然数列 4
等级
5
II
III
IV
V
VI
经济方面，体现在污染造成国民经济损失上 自然方面，体现在污染导致环境质量下降、生态破坏、物
种多样性减少、矿藏资源过量开发等方面
2020/1/15
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2.2 环境效益
• 货币效益：可以用市场价格直接估值的部分
• 非货币效益：无法直接以货币表示的效益，例如
自然风光、娱乐游览设施改善带来的收益；
• 稀缺性用于衡量环境价值时存在一定的局限：
相当多的环境物品属于共有态物品（如“美丽的日 落”），没有市场或缺乏市场价格
由于外部性的存在，环境资产市场上很多环境物品的价格
并不能反映其真实的稀缺性
2020/1/15
23
1.2 效用、边际效用和边际效
用递减规律
效
用
• 效用：一个人通过消费商品或
ti Eti
(1r)i
t+i：年龄为t的人活到t+i年的概率
Et+i：在年龄为（t+i）时的预期收入 r：贴现率 T：退休年龄
2020/1/15
35
机会成本法
• 使用一种资源的机会成本，指在将资源投入某一特 定用途后所放弃的、在其他用途中能够获得的最大 收益
机会成本与资源的稀缺性有关，只有稀缺的自然资源才可 能有非负的机会成本
12
影响面
公园需要量 学生数 交通量 治安 消防 公共服务费用 总税收 就业 电力消耗 天然气消耗 固体废物量 污水排放 用水量
2020/1/15
建设一个住宅区的影响面的权重
重要性评分
小 大
合计
1
2
3
4
5
2
3
2
4
4
5
5
4
3
3
2
3
3
43
权值
2/43 3/43 2/43 4/43 4/43 5/43 5/43 4/43 3/43 3/43 2/43 3/43 3/43 1.0
基于人们对环境改善的支付意愿和忍受环境损失的接受 补偿意愿进行：直接市场价值法、替代市场价格评价法 （揭示偏好法）、意愿调查评估法（陈述偏好法）
2020/1/15
21
1 基本原理 1.1 价值的经济含义
2020/1/15
22
• 在市场经济下，稀缺性赋予物品或服务以价值，并 通过物品或服务的市场价格来体现
• 常见多因子评价指数如下。
代数叠加型：
2020/1/15
I
n
i1
i
Si
n
Ii
i1
4
均值型： 计权型： 加权均值型：
I
1 n ni1
i
Si
1 n ni1
Ii
n
I Wi Ii i 1
1 n
I
n
Wi Ii
i1
几何均值型：IXY XmI1 a ,I2 x , ,InY1 ni n 1Ii
水处理厂的建造与运行费用
2020/1/15
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环境费用（经济学分类） • 内部费用：企业为了防止污染而安装的防治设备的
投资和运行费用（受市场经济规律制约） • 外部费用：人类经济或社会活动造成的对资源及环
境质量的损害费用（通过纳税或其他形式支付）
社会方面，体现在污染导致的各种社会损失方面，如污染 损害赔偿、污染导致医疗支出增加等
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专家积极程度
• 积极性系数
C aj
mj m
专家权威程度
• 熟悉程度系数（Cs） • 判断系数（Ci)
Caj
Cs
Ci 2
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三、经济评估法
• 环境影响的经济评价技术（或货币化技术、环境经 济评价技术）：对环境损害（费用）与效益进行价 值评估的方法
利用一定的手段，对环境资产（包括组成环境的要素、 环境质量）所提供的物品或服务进行定量的货币化评估
病休造成的收入损失、医疗费开支的增加
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• 因疾病导致缺勤所引起的收入损失和医疗费用的估
算方法
k
Ic (Li Mi) i1
Li为i类人由于生病不能工作所 带 来 的 平 均 工 资 损 失 ； Mi 为 i 类人的医疗费用支出
• 过早死亡所带来影响的估算方法
V
Tt i1
生态环境的改善使益鸟、珍禽栖息地恢复的收益
某些外部费用也可以理解为当环境得到改善后的收益
2.3 费用和效益现值
• 费用和效益现值：考虑了一定贴现率的费用和效益
• 费用-效益比值E：效益现值和费用现值之比
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3、费用-效益分析方法 3.1 直接市场价格评估方法（直接市场价值法） • 直接的费用效益分析法，主要用于开发项目环境影
响的经济评估 • 利用市场价格赋予环境影响以价值（环境成本）或
评估环境改善所带来的效益
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剂量-反应法 • 主要用于评估环境变化对市场产品或服务的影响，不
能用于非使用价值的评估
为其他直接市场价值法提供信息和数据基础，特别是可提供 环境质量的边际变化与受影响的产品或服务产出的边际变化 之间的关系
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
幂指数型：
m
I
I Wi i
i 1
向量模型：
m
I
I
2 i
i 1
均方根型：
I
1 n
n i 1
I
2 i
极值型： I m I1 ,a I2 , x ,In
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1.3 环境质量综合评价指数
• 当涉及到多种环境要素时，需采用综合评价指数
均权平均综合指数：
环境质量评价与系统分析 （六）
主讲：冯流
环境质量评价方法
一、指数评价法 二、专家判断法 三、经济评估法 四、不确定性评价方法
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一、指数评价法
1、环境质量指数的基本形式 • 环境质量指数有多种形式，如单因子指数、多因
子指数、综合指数等 1.1 单因子评价指数 • 若环境中污染物单一或某一种污染物占明显优势