劉怡廷、駱尚廉：環境保護永續評量系統建置方法與問題剖析 129
此外，民國九十一年在經建會的大力支持下，以已完成之評量系統為基礎，從中再次評估 並選取可以立即試行運算的指標，成為「經建會永續台灣評量系統環境指標」，關於「台灣永 續評量」計畫之發展細節與成果詳見國科會研究成果「永續台灣的評量系統年度報告書」。由 於永續發展為國際共同關心之議題，因此表一同時列出環境品質指標與「21 世紀議程」(Agenda 21)報告中之相關內容及與聯合國指標系統相對應之指標，強調本計畫與國際接軌。
三、台灣永續評量系統應用與問題剖析
目前台灣永續評量系統計畫執行已告一個段落，本節對指標數值量化與綜合指標合成方法 提出討論，並由歷史資料探討指標資料運算結果；此外由指標計畫的執行成果，以水資源為例，
橫軸連結環境品質、生態資源、社會壓力、經濟活動與制度回應五個永續評量面項與水環境相 關指標，說明 PSR 模式在本計畫之應用並闡述該模式使用上之限制。
(一)數值量化與指標合成方法評估與檢討
經建會永續台灣評量研究中，永續指標計算方式乃參酌日本國民生活指標(指標計算方法 之詳細說明請參酌本特刊劉錦添等人之附錄)，以民國 77 年為基準年將測量值無因次指數量化 後，以等權重合成各組之指標，結果如圖二所示。
90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110
1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 年
指標值
制度回應 經濟壓力
環境污染 生態資源
社會壓力
圖二 台灣永續發展指標系統指標值
由指標計算結果可得各永續評量面向自民國 77 年至 92 年，指標值變動範圍介於 100
±
10%之 間；環境組之六個選取指標分項說明於表二，以此六個指標之計算結果為例，自民國 77 年至 92 年環境組指標變化趨勢，最小值出現在民國九十年，合成指標值為 98.04，最大值為民國七 十七年(基準年)之 100，指標呈現小於 100 微幅上下震盪趨勢；個別指標的數值除了二氧化碳PDFCMD Trial Version
www.zeon.com.tw
130 都市與計劃 第三十二卷 第二期 的河川污染水質指數(River Pollution Index, RPI)，計算以溶氧、氨氮、五日生化需氧量、懸浮 固體濃度四個水質參數次指數之平均值，合成河川污染水質指數；Carlson 水庫優養指數 不可避免的遮蔽現象(Ott, 1987; Swamee and Tyagi, 1999; Swamee and Tyagi, 2000)。又例如：某 條河川受到溶解性有機物質的污染，水中生化需氧量濃度增加但是懸浮固體量沒有改變，以加
PDFCMD Trial Version
www.zeon.com.tw
劉怡廷、駱尚廉：環境保護永續評量系統建置方法與問題剖析 131
表二 指標建置分項評析
PDFCMD Trial Version
www.zeon.com.tw
132 都市與計劃 第三十二卷 第二期
表三 環境品質個別指標值與綜合指標值
民國
指標名稱 77 78 79 80 81 82 83
二氧化碳排放量 100.0 98.5 98.4 96.8 95.9 94.7 94.2
PSI 平均值 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
受輕度以下污染河川比率 100.0 98.2 98.0 98.6 97.3 98.1 98.6
水庫品質 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
廢棄物資源回收率 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 低放射性故化廢棄物成長率 100.0 98.4 98.7 97.7 99.7 99.1 99.8
合成指數 100.0 99.2 99.2 98.9 98.8 98.7 98.8
民國
指標名稱 84 85 86 87 88 89 90
二氧化碳排放量 93.2 92.5 91.4 90.5 89.9 89.1 88.1
PSI 平均值 101.7 102.6 102.6 105.5 104.5 104.5 103.6
受輕度以下污染河川比率 98.6 96.3 97.7 96.9 97.1 98.6 95.8
水庫品質 100.2 98.6 97.0 96.8 99.6 98.9 98.6
廢棄物資源回收率 100.0 100.0 100.0 100.0 100.3 101.7 102.3 低放射性故化廢棄物成長率 98.8 99.8 100.5 101.1 101.0 100.5 100.0
合成指數 98.8 98.3 98.2 98.5 98.7 98.9 98.1
零，以乘積形式合成水質綜合指數計算結果為零，同樣的若其中一個參數點數得分較低，則合 成的綜合指數亦較低。但是，乘積水質指標應用在參數數目較多時，可能會有所謂曖昧 (ambiguity)的情形，圖三表示水質綜合指數 I 與水質參數點數I 之關係式為i I=I1w，當權重 w 由 1 降至 0.25，水質指數 I 與水質參數點數I 呈現幾何曲率的趨勢越明顯；當1 w=0.1時，水 質參數點數I 與之對應的水質指數 I 已經顯得非常唐突；當1 w=0時，水質指數 I 與水質參數
點數I 則為階梯函數。又例如應用等權重幾何平均運算含有九個水質參數的水質綜合指數，1
每一個參數權重wi=1/9(i=1,2,...,9)，假若除了第一個水質參數(I )外，其餘八個水質參數1 點數均固定為 100(Ii=100 for i=2,3,....,9)，那麼最後合成的水質指數可表示為I=KI11/9，式 中，k=(100)8/9=59.95，當水質參數I 得點由零增加到一百時，綜合指數結果為非常陡峭的1 曲線，當水質參數I 由零增加 2 個得點，亦即1 I1=2時，水質綜合指數 I 則由零增加為 64.7；
相對的，當水質參數I 由 20 增加 80 個得點，1 I1=100時，水質綜合指數 I 則由 83 增加為 100，
由此，當任何一個趨近於零的水質參數點數有一點點增加(一點點的水質改善)，將導致合成的 水質綜合指數增加超過 50%，1978 年 Ott 博士論文中有更詳盡的說明(Ott, 1978)。
承上，數學運算式的特性分析，指標項目若具有高度相關性，建議以簡單算數平均加總運 算；指標項目若不具有高度相關性則建議以幾何平均加總運算；幾何平均加總具有較大的值會 被較小的補償，而任一因子品質隸屬度降至零時，幾何加成結果亦為零的特性。本文將上述指 標合成數學計算式之觀念應用於永續台灣評量，並比較不同運算式最終合成之台灣永續評量結 果之差異。ST1綜合指數為依國民生活指數量化後以算數平均合成社會、經濟、環境、生態和
PDFCMD Trial Version
www.zeon.com.tw
Overall Index (I)
w=1
PDFCMD Trial Version
www.zeon.com.tw
134 都市與計劃 第三十二卷 第二期
98 99 100 101 102
1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 年 指標值
ST1 ST2 ST3
圖四 綜合指數 ST
1、 ST
2、 ST 永續台灣評量計算結果
3再者，在傳統水質指標的研究中，為求水質綜合指數計算結果不受量測值數值單位或原始 值愈分布的影響，有必要將觀測值大小相對於品質得分轉化，轉化後的量測值以參數(variables) 或次指數(Sub-index)稱之；觀測值標準化藉由水質評分點數(rating curve)的制定為之，水質評 分點數是將觀測項目與量測值大小，依其影響水質的程度而轉換的品質點數值；建立參數水質 點數必須先決定觀測值轉換型式(form of determined transform)及指數值的範圍(index scale)，常 見水質點數函數有線性函數，包括：遞增線性函數、遞減線性函數、片段線性函數等；非線性 函數，包括：階梯函數、單峰曲線函數(unimodal)、指數函數等(Ott, 1978)。此外，片段非線性 函數也被廣泛使用。這些函數基本上是由參考點構成，亦即不論參數評分點數使用何種函數，
參考點都必須先制定。此外，品質函數圖的制定具有某種程度的主觀且受地域及時間的影響，
Horton 指出品質函數是主觀的，最終函數的形成總會依不同的參考點選擇而有不同的結果 (Horton, 1965)；1999 年 Nives 也指出品質函數圖的建立是一項基於調查及應用的主觀估計，
並可根據各國環境特性做修正(Nives, 1999)；同樣的，2000 年 Swamee 和 Tyagi 提出指標函數 圖並非唯一，可能因水體使用用途不同而異(Swamee and Tyagi, 2000)。上述均說明指標或指數 的制定，根據各國環境特性的不同而存在著某一種程度的彈性，最後指數的成型亦不外乎由研 究者主觀決定或者綜合專家意見決定之。以模糊邏輯角度觀之，可以數學函數建立指標數值與 永續程度間之隸屬特徵函數，且隸屬度值域[0,1]，因此，建立指標隸屬函數(Membership function) 為指標量化(或次指數化)的第一步驟。通常隸屬函數以設立多個觀測值參考點後配合片段線性 函數為之，其永續函數建立步驟如下：
步驟一：找出隸屬度為 0 與 1 相對應的變數量測值，由此可以決定該參數與永續發展間之關係 為遞增函數或遞減函數。圖五為常見參數品質隸屬函數形式：形式 I 為永續程度隨觀 測值大小增加而減少之遞減函數；形式 II 為永續程度隨量測值增加而增加之遞增函
PDFCMD Trial Version
www.zeon.com.tw
PDFCMD Trial Version
www.zeon.com.tw
136 都市與計劃 第三十二卷 第二期
∑
= 7 =1
1
d
wd 、
∑
= 8 =
1
1
e
we ；為使永續台灣指數 ST 值分布介於 0 到 100 之間乘以係數 100。