采煤塌陷區EES協調發展演變分析及障礙因素診斷

2023-10-30 00:09:42時乾

現代商貿工業 2023年21期

時乾

摘?要：為探究塌陷區協調發展及影響因素，以淮南市大通采煤塌陷區為對象，基于耦合協調度模型構建了EES協調發展評價指標體系。得出結果：耦合度高但發展不一致，當前處于中級協調水平；生態、經濟和社會于協調發展均存在障礙因素，其中環境要素和生活水平要素是不斷上升的障礙因素，也是制約協調發展的關鍵要素。因此，多塌陷區的資源型城市應重視塌陷區生態修復，增加公共服務支出，改善失業率，促進協調發展。

關鍵詞：采煤塌陷區；協調發展；耦合協調度；障礙度

中圖分類號：TB?????文獻標識碼：A??????doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.21.084

0?引言

煤炭資源型城市為我國的發展做出了巨大貢獻，低碳背景下實現其可持續發展成為了研究重點。目前，關于采煤塌陷區的研究多集中在土地復墾、生態修復及居住等方面，而對其協調發展及障礙因素研究較少。基于此，以淮南市大通采煤塌陷區為研究對象，建立了生態（E）、經濟（E）和社會（S）協調發展指標體系。運用耦合協調度模型對大通區2014-2021年生態、經濟和社會的耦合度和協調發展指數進行了分析，引入障礙因素模型對影響因素進行了診斷，以期為大通區塌陷地后續修復工作及協調發展提供參考。

1?數據來源與指標體系

1.1?數據來源

數據主要來源于《淮南統計年鑒》、《大通區國民經濟和社會發展統計公報》、大通區人民政府。為保證數據完整性，研究采用插值法用上一年份或鄰近年份的數據對缺失數值進行補充。

1.2?指標體系構建

基于數據可獲取性、科學性、有效性原則，借鑒相關文獻指標體系，選取生態、經濟、社會三個子系統為一級指標。結合研究區實際情況并參考文獻中的分類，選擇8個要素層共20個底層指標（表1），帶*為負向指標。

2?研究方法

2.1?指標權重確定

研究使用熵權法作為底層指標權重的確定方法。計算過程：

（1）假設原始指標矩陣為：

A=a11?a12?a13?…?a1ja21?a22?a23?…?a2jai1?ai2?ai3?…?aij

aij表示第i年第j個指標數據；

（2）無量綱化處理：

正向指標：xij=aij-min（a1j，……，anj）max（a1j，……，anj）-min（a1j，……，anj）

逆向指標：xij=max（a1j，……，anj）-aijmax（a1j，……，anj）-min（a1j，……，anj）

（3）i樣本數據占第j項指標的比重：pij=xij∑ni=1xij；

（4）各指標信息熵：Ej=-1lnn·∑ni=1pijln（pij）

（5）信息熵冗余度：dj=1-Ej

（6）確定指標權重：wj=dj∑mi=1dj

鑒于加權平均法對于本研究數據的處理與其他方法相比更具有優勢，研究采用加權平均法計算各子系統綜合得分。

生態系統綜合得分：f（p）=∑8i=1wpj*Xij

經濟系統綜合得分：f（q）=∑8i=1wqj*Xij

社會系統綜合得分：f（r）=∑8i=1wrj*Xij

2.2?模型建立

2.2.1?耦合協調度模型

耦合度體現系統內部的相互依存和制約程度。協調度指耦合作用中良性耦合的程度，能夠體現出協調的質量。具體表達式：

C=3f（p）f（q）f（r）[f（p）+f（q）+f（r）]313

T=wpfp+wqfq+wrfr

D=C×T

式中：C為耦合度，反映系統間的交互作用，0≤C≤1，C越大，說明系統間耦合度越高。參照文獻[9]對C進行分類。T為綜合發展指數，反映系統間的綜合發展水平。wp、wq、wr分別表示各個系統的權重，本研究中wp、wq、wr按照等權重的方式取值。D為協調發展度，反映系統間協調發展的程度，根據文獻[11]對D進行分類。

2.2.2?障礙度模型

為確定影響研究區EES系統協調發展的障礙因子，引入障礙度模型對系統各指標進行分析，計算公式：

Mj=Wj*Vj

Nij=1-Xij

Qij=Mj*Nij∑ni=1Mj*Nij

Aij=∑Oij

式中：Mj是因子貢獻度；Wj是各指標的權重；Vj是第j層指標所屬子系統的權重；Nij是指標偏離度；Xij是指標標準化后的數值；Oij是指標層的障礙度；Aij是各要素層的障礙度。

3?結果與分析

3.1?權重結果分析

指標權重結果見表1，可以看出，三個系統中的經濟系統權重最大，說明經濟系統在地區可持續發展中起著至關重要的作用；因為經濟系統是支撐生態和社會發展的核心系統，是促進社會可持續發展的物質前提。但在經濟系統的指標層中進出口額所占權重最大，故研究區應積極改善經濟結構，提高產業增加值，擺脫對進出口發展方式的過度依賴。

環境優良天數比例是生態系統中權重最小的指標，農藥使用量是權重最大的指標。研究區內有大面積的耕地和豐富的森林資源，森林及耕地病蟲害的防治均需使用農藥，因此針對病蟲害的治理，研究區應積極探索更為環保的方式。

3.2?研究區EES系統協調發展時序差異分析

3.2.1?耦合度分析

研究時段內EES系統的耦合度整體趨向上升（圖1）。但具體來看，生態、經濟和社會系統間的耦合度先降后升再趨于平穩，較好地服從高斯分布（R2=0.84）。2014年系統間為高耦合水平，相互作用強烈，而在2015年劇烈下降，原因在于2014年國家新修訂的環境保護法頒布，研究區積極響應，加大環保投入，環境改善明顯，系統間耦合度下降。

2015-2017年研究區自覺提高區內植被覆蓋率，加之產業轉型初顯成效，EES系統耦合度由拮抗升至磨合階段。2018-2021年，研究區積極修復塌陷區生態，改善了生態環境和人文生活，項目建設和產業投資促進了經濟發展，處于高耦合水平。

3.2.2?協調發展指數分析

研究時段內EES系統的耦合協調度范圍為0.186-0.769，經歷了從初級協調降至嚴重失調再緩慢升至中級協調的過程（圖2），說明8年內系統間的良性耦合起伏不斷，較好地服從高斯分布（R2=0.79）。2014年協調發展指數較高，同年系統間耦合度也達到了高水平，然而僅處于初級協調水平，說明研究區系統間的發展并不同步。

具體來看，2015年嚴重失調，我國經濟結構調整，經濟下行壓力增大，經濟增長緩慢，說明經濟發展是生態改善和社會發展的基礎，是生態建設和社會發展的核心力量。隨著國家高質量發展及加強生態文明建設的再度提出，研究區開始了塌陷區修復治理，2017年之后由失調發展恢復到協調發展水平，表明生態修復促進了系統間協調發展。

綜上所述，研究區EES系統良性耦合關系對當地發展大有裨益，因此引入障礙因素診斷模型對影響研究區EES系統協調發展的因素進行識別。

3.3?障礙因素診斷

3.3.1?主要障礙因素診斷

根據研究區研究時段內實際發展情況，采用障礙度模型對其EES系統協調發展的障礙因子進行分析，按障礙度數值大小順序，列出前五的指標（表4）。

由表4可知，障礙因子隨年份不同而變化，通過頻數計算可知，出現次數最多的是在校學生數（Z19）7次，其次是單位種植面積產值（Z2）5次，第三產業占GDP比重（Z13）5次，再次是失業率（Z16）、化肥施用量（Z4）、進出口總額（Z8）均為4次，這六個指標可視為影響研究區EES系統協調發展的主要障礙因子。

由表4可知，Z19在排序中位置由2014年的第4位波動升至2021年的第二位，說明Z19對研究區的協調發展影響較大，屬于長期存在的障礙因素，需要采取持續性措施加以改善。Z2是出現頻次第二多的指標，其所居位置也是逐漸靠前，其與2018年出現且障礙度逐漸增大的Z4都屬于生態系統的指標，兩者聯系也異常緊密，需要采取綜合措施進行改善。

3.3.2?要素層障礙度分析

由圖3（a）可知，環境污染障礙度自2014至2021年呈先降后升趨勢。繼堅決向污染宣戰后，環保再度成為兩會強音，研究區政府積極增加環保投入進行污染治理，在2016年達到最低值。環境現狀障礙度呈波動狀態，但在2018至2021年呈上升趨勢，“十三五”期間研究區致力于改善環境質量，大力植樹造林、減少排污，加之污染治理需長期投入，一定程度上影響了經濟發展，因此障礙度上升。

由圖3（b）可知，經濟系統要素層障礙度雖有波動但總體呈下降趨勢，尤其是經濟發展障礙度。具體來看，經濟結構障礙度起伏較小；在2016年之前經濟發展要素在經濟系統中障礙度最高，之后經濟活力成為障礙度最高的要素，且波動幅度大，是因為研究區調整產業結構，經濟發展重心逐漸轉移至第三產業；而人均GDP及地方財政收入逐年增加，使2016年及之后經濟發展障礙度逐漸減少。

由圖3（c）可知，社會發展要素障礙度相對平穩，生活水平和人文環境的障礙度波動較大，且生活水平障礙度總體呈上升趨勢，因此政府應采取有效措施提高民眾生活質量。人文環境在2014至2018年和2021年的障礙度都在15%至30%之間，2019和2020年障礙度在15%以下，尤其是2020年障礙度在5%以下，因2020年新冠疫情影響，經濟增長放緩，導致生活水平障礙度增加，人文環境障礙度減小。

綜上所述，環境污染、環境現狀、人文環境和生活水平是影響研究區EES系統協調發展的主要障礙要素，研究區實現協調持續發展須積極進行產業升級減少環境污染，豐富民眾生活提高幸福感。

4?結論

從耦合協調發展來看，研究區EES系統發展總體上處于良性高耦合水平，實現了協調發展。

從障礙度來看，研究時段內影響研究區協調發展的主要障礙因素為單位種植面積產值、化肥施用量、進出口總額、第三產業占GDP比重、在校學生數、失業率，說明實現研究區協調發展任重道遠，需多措并舉。

通過對研究區EES系統協調發展研究及障礙因子分析得出，實現協調可持續發展不能只一手抓經濟，必須統籌兼顧。

參考文獻

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