劉怡廷、駱尚廉 摘要
本文首先對「台灣永續評量系統」計畫中完成之環境保護指標評量建置方法 與成果提出說明；台灣環境品質指標在專家建議與資料建置情況之考量下，擬定 了13 個相關指標，其中 6 個指標列為經建會評估民國九十二年至九十四年台灣 永續發展執行績效與考評國家公共建設之用。本文進一步就永續評量研究計畫中 使用的PSR 架構在水資源發展上之評估提出說明，並閳述 PSR 模式邊界限制、
學門間連結不充分以及以人類為中心的弱永續思維提出檢討；此外，以數學運算 式的本質對指標數值量化與指標合成方法提出建議，在數值量化上建議參考傳統 水質指標品質函數數值無因次化的方式建立指標的永續隸屬函數，並比較加成合 成運算式與幾何合成運算式在合成永續評量綜合指數之結果。文章最後提出以未 來研究(Futures Study)作為永續發展研究之理論基礎，並提供未來研究方法中之 情境模擬(Scenario analysis)與倒續推演(Back casting analysis)作為後續永續發展 評量方法之建議。
關鍵詞：綜合指數、永續性隸屬函數、情境模擬、倒續推演、未來研究
Abstract
The paper gives the methods used to evaluate environmental status for the
“Sustainable Taiwan Evaluation System” project and describes the results of the study.
Thirteen indicators are decided to specify environmental status for Taiwan based on the experts’ opinions and data availability. Six of the thirteen indicators are listed to demonstrate the environmental Taiwan Sustainable Development (SD) indicator system. Then, the methods used in the project and the results of the study are discussed. Three critical arguments—“boundary setting,” “insufficient integrating,”
and “simplified thinking”—are investigated after applying the Pressure-Sate-Response (PSR) model as a tool for interpreting sustainable-development-monitoring systems for water resources. Additionally, sustainable rating curves for the employed variables are recommend for standardizing measurements of the variables. Furthermore, the results of using the geometric mean and arithmetic mean to aggregate the membership values of variables to yield an overall sustainable index are shown. Finally, two popular future-studies methods (scenarios and back-casting analysis) are suggested for future sustainable
development research.
Key words: overall index, sustainability membership function, scenario matrix, back-casting analysis, future studies
一、前言
「台灣永續評量系統」計畫乃希望透過學界專業的整合，架構一套評量台灣 永 續 發 展 的 指 標 系 統 。 計 畫 採 用 因 果 系 統 的 「 壓 力 － 現 況 － 回 應 」 (Pressure-State-Response, PSR) 架 構 ， 試 圖 建 立 所 謂 相 關 模 式 (Correlation models)，其中，「現狀（state）」為衡量環境惡化或改善的程度以及生態資源存量；
經濟與社會面掌握造成壓力的機制，表達對環境與生態施壓的社會結構與經濟活 動；至於政策與制度面的「因應」，則是追求永續發展透過制度作為回應環境生 態現況與社經壓力的情形。P-S-R 架構的基本假設是：人類活動是環境生態的主 要壓力來源，唯有靠政治與制度面的回應才能減輕壓力，進而促成環境生態的改 善；是以改善環境必須藉由直接探討社會經濟結構來尋找問題的成因，進而確認 政策與制度必須有的回應，此架構主要優點是明確的連結人類活動及環境間的問 題，建立了一個簡單易懂的環境決策架構(Hammond, 1995)。P-S-R 模式建立在人 類活動行為產生一個需要制度回應的不確定環境狀態(Hukkinen, 2003)。
建立用以丈量環境惡化或改善程度之評估指標為永續評量系統環境組織任 務，爰此，指標的基本架構主要根據環境經濟學基本概念「自然環境可視為一個 殼體，傳統的經濟活動則在其中進行；殘餘物的產生，實際上是一切生產和消費 活動的正常結果，一般的殘餘物包括物質的殘餘物和能量的殘餘物兩種，物質的 殘餘物係以固態乘載、液態乘載和氣態乘載等方式（簡稱：固載、液載、氣載），
被釋回到環境中去，而能量的殘餘物係以噪音、廢熱的形式回到環境中」(吳濟 華、屠世亮譯著，1989)。
二、永續評量系統環境品質指標研究成果
由上述總計畫賦予環境品質指標之定位、參酌Ortolano 以殘餘物產生連結經 濟活動與環境之關係以及國內環境品質管制相關策略，永續評量之環境品質指標 含括空、水、廢與能源四個面向，研究之初先檢視國內目前實施已久的環境指標，
進而通盤網羅台灣永續發展與環境品質提升及污染防治相關政策，繼而彙整書面 資料並召開專家諮詢會議，完成環境品質指標初探之研究，其主要架構與研究流 程如圖1 所示，最後藉由資料的收集與篩選，規劃出短程與長程指標系統；所謂 長程指標系統乃顧及環境品質評估的完整性，指標範疇除了環保署行之已久的空 氣品質指標、河川污染程度指標和水庫優養指標外，尚包括地下水水質指標、土 壤品質指標、近岸海域品質指標、廢棄物管理指標、廢能管理指標等共九個範疇、
十九個指標項目及數個參數；而短程指標系統乃以現階段資料可及性與數值試算 為主要考量，由完整的長程指標系統中評估各項參數資料的品質狀況，採用所謂
「分級制」，資料以A、B、C、D 和 E 五個類別加以區分，其中 A 級為資料完備 並可直接取得資料者、B 級為有資料，但需加工已有現成資料、C 級為整理研究 後使可得者、D 級為問卷資料、以及 E 級其他；十九個初選指標中屬於 A 級有 4 個、B 級 0 個、C 級 9 個、D 級 5 個、E 級 1 個，保留 A-C 級共十三個指標，指
標之篩選結果如表1 所示。
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1 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。
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(2004)，臺灣永續經濟指標之 回顧與檢討p.），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 2 所示。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2，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 除了二氧化碳人均排放量有較明顯的變化外（最小值86.73，最大值 100），其餘 六個指標數值值域分布範圍介於96.67 至 105 之間，單一指標值與綜合指標值如 表3。有鑑於以此計算方式縮小指標數值間的差異，指標值域變動範圍不大、趨 勢變動不明顯、進行分析說明困難，因此以下參考水質品質指數研究（劉怡廷，
2003），針對指標綜合指數計算與量測值無因次量化提出建議：
首先，如何將多個指標值經由算式運算合成單一綜合水質指數，一值是多年 來指標研究討論的重點。將多個指標整合成單一指數，有賴數學計算公式的決 定，合成的方法有很多種，根據文獻，歷年使用在環境指數合成的基本數學計算 式說明如下：
1.加成合成：加成合成運算包括無加權算術平均與加權算術平均。無加權算術平 均，視各水質參數權重相等，水質參數運算式如公式1：
∑
= 灣環保署使用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（CTSI）、Morihiro 水庫優養指數，計算以透 明度、總磷、葉綠素三個參數次指數之平均值，合成水庫優養指數，此皆為無加 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 何平均又稱為倍數指數(Weighted multiplicative)， McCellard 根據現場資料分 析，認為算術指數缺乏敏感性，無法適切地反映出評點較低的參數對整個水質之 影響，故提出倍數指數公式，應用幾何指數提高敏感度（McCellard et al., 1970），為提高敏感度，對權重不同的各參數進行加權幾何平均，如1970 年 NSF 水質指 標屬之。乘積形式的合成函數可避免相加函數產生的遮蔽現象；若其中一個參數 點數得分為零，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 3 表示水質綜合指數 I 與
值、S 面向之環境和生態組指標值，最後以等權重幾何平均計算三個群組，計算 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
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