基于灰色關聯度的酒泉市工業污染趨勢分析

王春娟 張文 劉曉燕 向國立 王貴

（1 培黎職業學院 甘肅張掖 734100 2 甘肅省酒泉生態環境監測中心 甘肅酒泉 735000）

隨著我國經濟的快速發展，酒泉市經濟也迎來了前所未有的發展。全市以資源優勢為依托，大力優化產業結構，形成了以石油為主導產業，采礦、建材、冶金、機械、化學制品制造、農副產品加工等為輔的工業發展體系。經濟發展給人們帶來美好生活的同時，也給環境造成一定的影響。當前，我國經濟發展進入新發展階段，國家大力倡導生態文明建設體系，更加注重優化產業結構，不斷探索環境與經濟之間的發展關系。因此，近年來經濟與環境之間相互協調發展成為經濟學界普遍關注的問題［1-3］。國外對于經濟與環境的相關研究相對國內較早，特別是美國的學者Grossman&Krueger 提出了“環境庫茲涅茨曲線”，即經濟發展和環境之間的關系存在倒“U”型關系［4-6］。除此之外，還有很多學者利用當地經濟數據與環境數據進行分析研究，對“環境庫茲涅茨曲線”進行了大量實證檢驗，進一步推動環境質量和經濟增長之間關系的研究。人們在不斷深化研究過程中，發現經濟并不是影響環境的唯一因素，而是與多種因素有關。對此，有研究者嘗試在研究中加入產業規模、產業結構、工業化程度、城市化水平等因素，進一步分析環境質量和經濟增長之間的關系，研究方法也多種多樣［7］。馬麗［8］運用LMDI 因素分解法研究經濟因素對污染物排放變化的貢獻度，吳加偉等［9］利用城市工業污染物排放和經濟數據，分析了長江三角洲地區工業污染變化規律及驅動因素。在此基礎上，本文運用灰色關聯模型分析酒泉市工業污染發展趨勢以及影響因素，具有很大的現實意義，為地方決策者提供一定的參考。

1 研究區概況

酒泉市坐落于甘肅省西北部。東接張掖市和內蒙古自治區，南接青海省，西接新疆維吾爾自治區，北接蒙古國，總面積19.2 km2，占甘肅省面積的42%。酒泉市下轄肅州區、敦煌市、玉門市、瓜州縣、金塔縣、阿克塞哈薩克族自治縣、肅北蒙古族自治縣（見圖1）。在酒泉市經濟發展過程中，工業在國民經濟中占主導地位，工業經濟總量快速增長，但是在工業化加速發展過程中帶來了較為嚴重的環境污染問題。近些年來，伴隨著國家發展方式的轉型，產業結構的優化，倡導“生態優先，綠色發展”的新理念，推動經濟實現高質量發展。因此，探索酒泉市工業污染發展趨勢以及影響因素，具有一定的代表性。

圖1 酒泉市地圖

2 數據來源、研究方法及指標選取

2.1 數據來源及研究方法

本文所有數據來源于2009—2018 年《酒泉市統計年鑒》，采用酒泉市2009—2018 年的工業廢水排放量、工業二氧化硫、工業煙塵、第二產業增加值、人均GDP、城鎮化率、環保投資、人口數量等數據進行分析研究，空間行政邊界矢量數據來源于1∶400 萬中國基礎地理信息數據庫。

2.2 研究方法

灰色關聯分析是指對一個整體系統發展變化的態勢定量描述和比較的方法，通過確定參考數據列和若干個比較數據列的幾何形狀相似程度來判斷其聯系是否緊密，反映了曲線間的關聯程度［10］。其基本思想是：根據各相關因素的時間序列曲線的幾何相似程度，來判斷因素間關系是否緊密；曲線幾何形狀越接近，相應序列間的關聯度就越大；反之就越小［11］。灰色關聯分析主要有以下6 個分析步驟［12-13］。

（1）確定分析數列

參考數列（又稱母序列）：

比較數列（又稱子序列）：

（2）無量綱化處理

參考數列：

比較數列：

（3）絕對差，即參考序列y0（k）與比較序列yi（k）對應點k點（k=1，2，…，n）之差值的絕對值構成絕對差值序列。

（4）計算關聯系數

式中：ρ 為分辨系數，且ρ∈［0，1］，一般取ρ=0.5；i=1，2，…，m；k=1，2，…，n。

（5）計算關聯度

（6）關聯度的排序

通過關聯度的排序，可以比較直觀地看出各影響因素對試樣樣本主體的影響程度大小，進而分析結果表現更加直觀。

2.3 指標選取

環境污染過程中的貢獻因子諸多，例如受制于自然、社會、經濟等多種因素，是一個非常復雜的系統。本文結合酒泉市工業污染實際情況，選取具有一定代表性的指標，具體為工業廢水排放量、工業二氧化硫排放量、工業粉塵排放量（分別用x0（1），x0（2），x0（3）表示，作為參考序列）來反映工業環境污染的特征因子；選取經濟活動的經濟化水平、環保科技投資、產業結構、城鎮化率，具體為第二產業占GDP 比重、工業增加值占GDP 比重、人均GDP、城鎮化率、環保投資、人口規模（分別用X1，X2，X3，X4，X5，X6表示，作為比較序列）來代表影響工業污染的指標。第二產業占GDP 比重和工業增加值占GDP 比重代表產業結構；人均GDP 代表經濟化水平；城鎮化率和人口規模代表城鎮化水平；環保投資代表環境治理水平。

3 結果分析

3.1 酒泉市工業發展趨勢分析

酒泉市2009—2018 年工業污染物排放量見圖2。由圖2可見，酒泉市工業污染物整體上從2009 年起呈現先升高再逐漸降低的趨勢。從單項污染物排放總量來看，工業廢水排放量從2009 年逐年升高，到2014 年達到最高點，2014 年后每年逐漸降低；二氧化硫排放量從2009 年逐年上升，到2012 年達到最高點，2013 年出現降低，2014 年出現反彈升高，2014 年后逐年降低；煙塵排放量從2009—2011 年逐年升高，到2011 年出現最高點，2012 年出現降低，2013 年出現反彈升高，自2014—2018 年間出現有降低和升高的現象，說明工業環境整體治理的不穩定性。

圖2 酒泉市2009—2018 年工業污染物排放量

3.2 酒泉市工業污染灰色關聯度分析結果

酒泉市工業污染物灰色關聯度見表1。從表1 分析結果來看，工業廢水排放量影響因素排序：X2＞X1＞X6＞X3＞X4＞X5，即工業增加值占GDP 比重＞第二產業占GDP 比重＞人口規模＞人均GDP＞城鎮化率＞環保投資。其中工業增加值占GDP 比重和第二產業占GDP 比重關聯程度最大，表明產業結構是影響工業廢水排放量的主導因素，因此減少廢水排放量首先要改變工業產業結構。工業二氧化硫和工業粉塵排放總量影響因素分析結果排序一致：X2＞X1＞X3＞X6＞X4＞X5，即工業增加值占GDP比重＞第二產業占GDP 比重＞人均GDP＞人口規模＞城鎮化率＞環保投資。其中工業增加值占GDP 比重和第二產業占GDP 比重相關度最大，這表明酒泉市工業產業結構不合理，工業經濟總量的拉動是以犧牲環境為代價的，需要進一步優化工業結構，促使工業與環境協調發展。

表1 酒泉市工業污染物灰色關聯度

4 結論

通過灰色關聯的分析結果看出，對酒泉市工業污染影響較大的因素主要為工業增加值占GDP 比重和第二產業占GDP 比重，其中工業增加值占GDP 比重影響最顯著，說明工業經濟發展對環境影響很大，以犧牲環境為代價來獲得工業經濟的發展。因此，加快工業產業結構的優化與調整，逐漸轉變當前經濟發展方式，是減少工業污染物的最佳的途徑。政府部門和各工業企業單位也要加大環境保護投資，使得當前工業污染形式得到有效改善。