礦區(qū)生態(tài)文明評(píng)價(jià)及預(yù)警模型研究

喬麗

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京100083）

礦區(qū)生態(tài)文明評(píng)價(jià)及預(yù)警模型研究

喬麗

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京100083）

生態(tài)文明是人類在發(fā)展物質(zhì)文明過程中保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境的成果。礦區(qū)是人類干擾破壞程度最大的區(qū)域之一，研究關(guān)于礦區(qū)生態(tài)文明的理論和評(píng)價(jià)方法等意義重大。在提出礦區(qū)生態(tài)文明概念基礎(chǔ)上，參考國(guó)內(nèi)外研究成果，建立了礦區(qū)生態(tài)文明建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。利用層次分析和模糊數(shù)學(xué)等方法，構(gòu)建了礦區(qū)生態(tài)文明發(fā)展程度、協(xié)調(diào)發(fā)展度、協(xié)調(diào)發(fā)展動(dòng)態(tài)指數(shù)等綜合評(píng)價(jià)體系，并建立預(yù)警模型，為推進(jìn)礦區(qū)生態(tài)文明建設(shè)提供參考。

生態(tài)文明；評(píng)價(jià)；礦區(qū)；發(fā)展；預(yù)警

礦業(yè)作為我國(guó)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展中具有重要的地位和作用。我國(guó)95%的能源和80%以上的工業(yè)原料來自礦業(yè)。礦產(chǎn)資源是人類生存和發(fā)展中不可或缺的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，其中尤為重要的是能源礦產(chǎn)資源。礦區(qū)的生產(chǎn)與消費(fèi)過程始終伴隨著對(duì)資源的消耗和對(duì)環(huán)境的破壞過程。礦區(qū)的生態(tài)文明是一個(gè)多環(huán)節(jié)、多因素的復(fù)雜過程，所謂多環(huán)節(jié)指煤炭開采、加工、儲(chǔ)運(yùn)和燃燒使用的全過程與人類發(fā)展、環(huán)境、資源、能源密不可分；所謂多因素指礦區(qū)生態(tài)文明與當(dāng)?shù)氐恼邔?dǎo)向、資金、技術(shù)、管理方式、思想觀念等息息相關(guān)。

國(guó)內(nèi)外有關(guān)生態(tài)文明的研究方興未艾，國(guó)內(nèi)外專家、學(xué)者圍繞生態(tài)文明的涵義、價(jià)值觀、地位、作用、獨(dú)立性以及生態(tài)文明建設(shè)等重要領(lǐng)域開展了卓有成效的研究，并取得一批重要研究成果。但是，有關(guān)礦區(qū)生態(tài)文明的研究至今尚未形成成熟、系統(tǒng)的理論和方法。礦業(yè)的特殊戰(zhàn)略地位及當(dāng)前生態(tài)文明研究的重要性，決定了這一領(lǐng)域的理論、方法和實(shí)證研究，具有明顯的理論價(jià)值和實(shí)踐意義，極富研究?jī)r(jià)值和潛力。

1 礦區(qū)生態(tài)文明概念

1.1 生態(tài)文明

生態(tài)文明是一種物質(zhì)生產(chǎn)與精神生產(chǎn)高度發(fā)展、和諧統(tǒng)一的更高層次的文明，是以人與自然、人與人和諧共生、全面發(fā)展、持續(xù)繁榮為基本宗旨的文化倫理形態(tài)，人與自然的相互作用關(guān)系是生態(tài)文明的基本關(guān)系，其本質(zhì)是在此基礎(chǔ)上所取得的一切積極成果。

生態(tài)文明可以從時(shí)間和空間兩個(gè)視角來理解，簡(jiǎn)單地講，生態(tài)文明不應(yīng)僅僅指短時(shí)間內(nèi)生態(tài)文明的發(fā)展數(shù)量和發(fā)展質(zhì)量，它必須建立在整個(gè)時(shí)間維度上的可持續(xù)調(diào)控機(jī)理之中；從空間維度來講，生態(tài)文明還具有區(qū)域性的特點(diǎn)，一個(gè)區(qū)域生態(tài)文明的發(fā)展，是和該區(qū)域特有的環(huán)境、資源能源等條件、狀況密不可分的。因此，不同區(qū)域的生態(tài)文明發(fā)展，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w的環(huán)境、資源能源等條件、狀況區(qū)別研究。

與此同時(shí)，在時(shí)間視角和空間視角下，生態(tài)文明又可以從發(fā)展維度和協(xié)調(diào)維度兩個(gè)維度來分析：第一，從發(fā)展維度講，它表現(xiàn)為人類發(fā)展子系統(tǒng)、環(huán)境發(fā)展子系統(tǒng)、資源能源子系統(tǒng)各自的增長(zhǎng)與提高；第二，從協(xié)調(diào)維度講，它表現(xiàn)為人類發(fā)展子系統(tǒng)、環(huán)境發(fā)展子系統(tǒng)、資源能源子系統(tǒng)的和諧相濟(jì)發(fā)展。

1.2 礦區(qū)生態(tài)文明

廣義上來講，礦區(qū)是指以開發(fā)利用礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)作業(yè)區(qū)和職工及其家屬生活區(qū)為主，并輻射一定范圍而形成的經(jīng)濟(jì)與行政社區(qū)。這里可以是依托礦業(yè)活動(dòng)演替而建制的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，甚至是縣、市工業(yè)小區(qū)；狹義上的礦區(qū)是指以礦山生產(chǎn)作業(yè)區(qū)為核心的小區(qū)域。礦區(qū)的建立是以礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用為主要目的，隨著礦產(chǎn)資源的開采會(huì)不同程度地造成地形地貌破壞、水土流失、環(huán)境污染、地質(zhì)災(zāi)害等問題。因此，研究礦區(qū)生態(tài)文明不僅是我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展亟待研究的課題，更是關(guān)乎環(huán)境資源可持續(xù)利用、人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大問題。

基金項(xiàng)目：教育部高等學(xué)?？萍紕?chuàng)新工程重大項(xiàng)目培育資金項(xiàng)目（708011）“；十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介：?jiǎn)帖悾?978-），女，博士研究生，研究方向：土地資源管理。

結(jié)合國(guó)內(nèi)外生態(tài)文明研究成果和本文關(guān)于生態(tài)文明的定義，本研究認(rèn)為，礦區(qū)生態(tài)文明是以可持續(xù)發(fā)展和科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)思想，倡導(dǎo)資源節(jié)約、環(huán)境友好的礦區(qū)生產(chǎn)方式、生活方式、文化形式，以使礦區(qū)所在地居民與環(huán)境資源能源和諧共生、持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)的一種文明形式，體現(xiàn)著礦區(qū)居民在處理與自然關(guān)系上所達(dá)到的文明程度。就礦區(qū)生態(tài)文明建設(shè)而言，可從人類發(fā)展子系統(tǒng)、環(huán)境發(fā)展子系統(tǒng)、資源能源子系統(tǒng)三方面進(jìn)行研究。

2 礦區(qū)生態(tài)文明評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.1 指標(biāo)選取原則

本研究通過Delphi法，完成對(duì)指標(biāo)的篩選，在選取參評(píng)因子時(shí)，應(yīng)考慮以下原則。

2.1.1 科學(xué)性原則；

2.1.2 完備性原則；

2.1.3 現(xiàn)實(shí)可行性原則；

2.1.4 多層次性原則；

2.1.5 相對(duì)獨(dú)立性原則。

該指標(biāo)體系的概念性模型可以表示成式（1）：

式中：DECMR（Degree of Ecological Civilization of Mineral Region）表示礦區(qū)生態(tài)文明程度；u1是礦區(qū)人類發(fā)展子系統(tǒng)；u2是礦區(qū)環(huán)境發(fā)展子系統(tǒng)；u3是礦區(qū)資源能源子系統(tǒng)。

2.2 礦區(qū)生態(tài)文明評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

本研究參照經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（Organization for Economic Cooperation and Development，OECD）于1994年提出的“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”（Press-State-Response，PSR）模型框架，從人類發(fā)展子系統(tǒng)、環(huán)境發(fā)展子系統(tǒng)、資源能源子系統(tǒng)3個(gè)方面，確立礦區(qū)生態(tài)文明建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（圖1）。其中，壓力指標(biāo)表征人類活動(dòng)給環(huán)境、資源造成的壓力，狀態(tài)指標(biāo)表征人類生存、環(huán)境質(zhì)量、自然資源狀況，響應(yīng)指標(biāo)表征人類社會(huì)針對(duì)出現(xiàn)的問題采取的應(yīng)對(duì)措施。

3 礦區(qū)生態(tài)文明評(píng)價(jià)方法

礦區(qū)生態(tài)文明可以從發(fā)展維度和協(xié)調(diào)維度兩個(gè)維度來分析，即分別進(jìn)行礦區(qū)生態(tài)文明發(fā)展程度評(píng)價(jià)和礦區(qū)生態(tài)文明系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)。

3.1 生態(tài)文明發(fā)展程度模糊綜合評(píng)價(jià)法

生態(tài)文明發(fā)展程度的研究評(píng)價(jià)具有模糊性。首先，生態(tài)文明發(fā)展受到多種因素的影響，在這些多而復(fù)雜的影響因素中，有些因素并不能用一個(gè)簡(jiǎn)單的分?jǐn)?shù)來對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，影響生態(tài)文明程度的因素具有模糊性；其次，生態(tài)文明發(fā)展程度等級(jí)劃分的標(biāo)準(zhǔn)難以界定，分類本身具有“模糊性”；再次，各項(xiàng)因素指標(biāo)的屬性不同、重要程度不同，存在著不可公度性。解決這些問題離不開專家經(jīng)驗(yàn)及適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法，考慮到這些因素，文中采用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)生態(tài)文明發(fā)展程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.1.1 模糊綜合評(píng)價(jià)方法的基本模型

式中：A表示綜合文明程度評(píng)價(jià)值；W表示權(quán)重系數(shù)矩陣；R表示評(píng)判因素隸屬度矩陣。

3.1.1.1 確定評(píng)判因素集：

3.1.1.2 確定指標(biāo)等級(jí)論域，定義評(píng)語集為：

3.1.1.3 建立評(píng)判因素的隸屬度矩陣：

式中：Ri為ui所對(duì)應(yīng)的隸屬度（i=1，2，…，m）。

3.1.1.4 確定權(quán)重系數(shù)矩陣：

3.1.1.5 通過各級(jí)因素的權(quán)重矩陣和隸屬度矩陣計(jì)算結(jié)果向量：

4.明確郵儲(chǔ)銀行的功能和定位。郵政儲(chǔ)蓄銀行在農(nóng)村地區(qū)點(diǎn)多面廣，深入農(nóng)村各個(gè)角落，且儲(chǔ)匯業(yè)務(wù)電子化、網(wǎng)絡(luò)化程度較高，具備其他農(nóng)村金融機(jī)構(gòu)所不具有的低成本優(yōu)勢(shì)，有著較好的網(wǎng)點(diǎn)基礎(chǔ)，為郵儲(chǔ)銀行在農(nóng)村開拓業(yè)務(wù)提供了良好的發(fā)展空間。隨著其內(nèi)部控制和風(fēng)險(xiǎn)管理能力的提高，可以發(fā)揮其先天優(yōu)勢(shì)。有效增加資金來源，解決“三農(nóng)”的金融需求問題。

3.1.2 確定綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，參考國(guó)外具有良好特色的礦區(qū)和國(guó)內(nèi)礦區(qū)的實(shí)際情況，以及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果，將生態(tài)文明發(fā)展程度分為5級(jí)，各等級(jí)綜合評(píng)判特征見表1。定義評(píng)語集為v=（v1，v2，…，vn），在此取n=5，v1、v2、v3、v4、v5分別代表評(píng)語為高級(jí)、較高級(jí)、中級(jí)、初級(jí)、低級(jí)。

3.1.3 確定各因素的隸屬函數(shù)及各項(xiàng)指標(biāo)隸屬度

根據(jù)美國(guó)的扎德（L.A.Zadeh）教授提出的模糊隸屬度函數(shù)，在模糊數(shù)學(xué)中，常把某事物隸屬于某一標(biāo)準(zhǔn)的程度，用［0，1］區(qū)間內(nèi)的一個(gè)實(shí)數(shù)來表示，“0”表示完全不隸屬，“1”表示完全隸屬，模糊隸屬度函數(shù)就是描述從隸屬到不隸屬這一漸變過程的。正向指標(biāo)，一般采用半升梯形模糊隸屬度函數(shù)式進(jìn)行量化；逆向指標(biāo)，一般采用半降梯形模糊隸屬度函數(shù)式進(jìn)行量化。

3.1.3.1 正效應(yīng)指標(biāo)的隸屬函數(shù)

圖1 礦區(qū)生態(tài)文明評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

表1 礦區(qū)生態(tài)文明發(fā)展程度綜合判別

式中：rij表示指標(biāo)vi的隸屬度，其值介于0與1之間；xi表示指標(biāo)評(píng)價(jià)年的實(shí)際數(shù)值；vij，vij－1，vij+1分別為各指標(biāo)的相應(yīng)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值。

3.1.4 評(píng)價(jià)值的計(jì)算與分析

通過征詢多位專家的意見，利用層次分析法，可得到該指標(biāo)體系各指標(biāo)的權(quán)重值W。指標(biāo)賦值是量化評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，由于指標(biāo)構(gòu)成的多樣性，對(duì)指標(biāo)賦值也有多種方法。對(duì)指標(biāo)體系中多數(shù)可由統(tǒng)計(jì)年報(bào)（鑒）查得的數(shù)據(jù)，采用直接賦值法；對(duì)一些相對(duì)測(cè)度指標(biāo)，可利用已有公式或建立新公式先計(jì)算后賦值的間接賦值法；對(duì)指標(biāo)體系中無法獲得精確數(shù)據(jù)的個(gè)別指標(biāo)，一般采取調(diào)查問卷結(jié)合專家定性對(duì)比分析，按等級(jí)賦值的主觀賦值法。將隸屬度及權(quán)重?cái)?shù)據(jù)代入評(píng)價(jià)矩陣，計(jì)算得出衡量生態(tài)文明程度評(píng)價(jià)值，該值范圍為［0，1］。在區(qū)域評(píng)價(jià)實(shí)踐中，一般設(shè)定評(píng)語級(jí)為4級(jí)或5級(jí)，本研究設(shè)為5級(jí)（表2）。

表2 生態(tài)文明發(fā)展程度等級(jí)

3.2 生態(tài)文明協(xié)調(diào)程度評(píng)價(jià)

協(xié)同論由德國(guó)物理學(xué)家赫爾曼·哈肯教授l971年提出，根據(jù)協(xié)同論的基本原理，協(xié)調(diào)程度決定了系統(tǒng)在達(dá)到臨界區(qū)域時(shí)走向何種序與結(jié)構(gòu)，或稱決定了系統(tǒng)由無序走向有序的趨勢(shì)。協(xié)調(diào)度是指系統(tǒng)之間或系統(tǒng)要素之間在發(fā)展過程中和諧一致的程度，描述了系統(tǒng)內(nèi)部各要素或子系統(tǒng)間協(xié)調(diào)狀況的好壞，體現(xiàn)系統(tǒng)由無序走向有序的趨勢(shì)。

協(xié)同論和協(xié)調(diào)度模型已被國(guó)內(nèi)學(xué)者用于城市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、土地利用等方面的研究，但迄今為止尚未有學(xué)者將該模型引入生態(tài)文明協(xié)調(diào)程度研究，本文則在此方面作出嘗試，利用建立的生態(tài)文明協(xié)調(diào)度模型、協(xié)調(diào)發(fā)展度模型、協(xié)調(diào)發(fā)展動(dòng)態(tài)指數(shù)模型、協(xié)調(diào)發(fā)展預(yù)警模型對(duì)生態(tài)文明協(xié)調(diào)程度進(jìn)行了全方位、動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。

3.2.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化及不同子系統(tǒng)間指標(biāo)的可比性，須將各指標(biāo)按式（4）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

設(shè)f（x），g（r），φ（z）分別表示人類發(fā)展子系統(tǒng)、環(huán)境發(fā)展子系統(tǒng)、資源能源子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平，則：式中：ai，bj，ck為待定權(quán)數(shù)，它們是所選取的指標(biāo)在綜合評(píng)價(jià)中所占的重要性程度（即權(quán)重），可由前述層次分析法確定。

3.2.2 協(xié)調(diào)發(fā)展度

“協(xié)調(diào)發(fā)展”是一種強(qiáng)調(diào)整體性、綜合性和內(nèi)生性的聚合發(fā)展，協(xié)調(diào)發(fā)展度D（t），是對(duì)這種狀態(tài)的量度。它不僅注重系統(tǒng)單個(gè)要素的“增長(zhǎng)”，更強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)多個(gè)要素在和諧一致、良性循環(huán)的基礎(chǔ)上的綜合發(fā)展，這里的“發(fā)展”是系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的方向，“協(xié)調(diào)”則是系統(tǒng)對(duì)這種行為趨勢(shì)的有效約束和規(guī)定。設(shè)某時(shí)刻t兩兩子系統(tǒng)協(xié)調(diào)系數(shù)：

式中：k為調(diào)節(jié)系數(shù)，它用來反映當(dāng)各子系統(tǒng)發(fā)展水平一定的條件下，為使兩者綜合協(xié)調(diào)度最大，子系統(tǒng)進(jìn)行組合協(xié)調(diào)的數(shù)量等級(jí)。k≥2，本研究案例分析中取k=2。

相應(yīng)地，系統(tǒng)綜合協(xié)調(diào)系數(shù)：

式中：Ci（t）中的i分別表示不同的子系統(tǒng)。

上述C（t）反映了子系統(tǒng)在時(shí)刻t按照一定的方向和目標(biāo)的協(xié)調(diào)程度，而不能反映當(dāng)時(shí)系統(tǒng)整體功能或綜合發(fā)展水平；為此，可將協(xié)調(diào)度與系統(tǒng)的發(fā)展水平綜合起來以研究系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展水平，用 D（t）（Evaluation of Coordinated Development）表示（式6）。

在參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究和咨詢專家及地區(qū)專業(yè)部門人士的基礎(chǔ)上，協(xié)調(diào)發(fā)展等級(jí)與協(xié)調(diào)發(fā)展度如下（表3）。

表3 生態(tài)文明協(xié)調(diào)發(fā)展等級(jí)與協(xié)調(diào)發(fā)展度

3.2.3 協(xié)調(diào)發(fā)展動(dòng)態(tài)指數(shù)

子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展是一個(gè)不斷變化的動(dòng)態(tài)過程，D（t）只能靜態(tài)地反映系統(tǒng)在某個(gè)時(shí)刻的協(xié)調(diào)發(fā)展程度，卻不能反映出系統(tǒng)的總體協(xié)調(diào)發(fā)展趨勢(shì)。為此，定義系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展動(dòng)態(tài)指數(shù)（Dynamic State Index of Coordinated Development，DSI）如下：

式中：D（t）為人類發(fā)展、環(huán)境發(fā)展、能源資源子系統(tǒng)在t時(shí)刻的協(xié)調(diào)發(fā)展度為第i個(gè)子系統(tǒng)在基準(zhǔn)時(shí)刻t0到時(shí)刻t－1這一時(shí)段的總體平均協(xié)調(diào)發(fā)展水平。若DS（It）＞1，說明系統(tǒng)在t0到t時(shí)段的總體協(xié)調(diào)發(fā)展水平處于增長(zhǎng)趨勢(shì)；若DSI（t）=1，說明系統(tǒng)在t0到t時(shí)段的總體協(xié)調(diào)發(fā)展水平處于平穩(wěn)趨勢(shì)；若DSI （t）＜1，說明系統(tǒng)在t0到t時(shí)段的總體協(xié)調(diào)發(fā)展水平處于衰減趨勢(shì)。

4 生態(tài)文明預(yù)警模型

為了既能及早了解礦區(qū)生態(tài)文明協(xié)調(diào)發(fā)展的狀況，又能及時(shí)掌握礦區(qū)生態(tài)文明協(xié)調(diào)發(fā)展在有關(guān)壓力性指標(biāo)等方面的動(dòng)態(tài)情況，礦區(qū)生態(tài)文明協(xié)調(diào)發(fā)展預(yù)警模型應(yīng)包括壓力性指標(biāo)動(dòng)態(tài)跟蹤預(yù)警模型和綜合指數(shù)預(yù)警模型。

本研究認(rèn)為，在對(duì)礦區(qū)生態(tài)文明協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行綜合指數(shù)預(yù)警之前，需要先對(duì)子系統(tǒng)相關(guān)壓力性指標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，將反映人類發(fā)展、環(huán)境、資源能源的壓力性指標(biāo)限定在一定的范圍內(nèi)，以期將各子系統(tǒng)控制在相應(yīng)的安全范圍內(nèi)。這是因?yàn)樵诶镁C合指數(shù)預(yù)警時(shí)，很有可能會(huì)出現(xiàn)某些壓力性指標(biāo)已經(jīng)超限，但由于預(yù)警指標(biāo)體系中所有指標(biāo)共同參與作用，而致掩蓋某些壓力性指標(biāo)超限的真實(shí)情況，最終預(yù)警綜合指數(shù)卻不在報(bào)警范圍內(nèi)的情況發(fā)生，達(dá)不到預(yù)警目的，致使預(yù)警失敗。因此有必要建立壓力性指標(biāo)動(dòng)態(tài)跟蹤機(jī)制，建立壓力性指標(biāo)跟蹤預(yù)警模型，即當(dāng)所有壓力性指標(biāo)沒有超限時(shí)，才能進(jìn)入下一步的綜合指數(shù)預(yù)警，其具體操作步驟如下。

4.1 生態(tài)文明預(yù)警的技術(shù)流程

生態(tài)文明協(xié)調(diào)發(fā)展預(yù)警和其他預(yù)警一樣，是一個(gè)確定警兆指標(biāo)→預(yù)警指標(biāo)分析→尋找警源→提出解決措施的過程。確定警兆指標(biāo)是監(jiān)測(cè)預(yù)警研究的基礎(chǔ)，而分析警兆指標(biāo)、尋找警源屬于定量分析，及早發(fā)現(xiàn)警情并排除警情則是預(yù)警目標(biāo)所在，總體技術(shù)流程如圖2所示。

4.2 確定警兆指標(biāo)

警兆是指警情（事物發(fā)展過程中出現(xiàn)的極不正常的情況，也就是已經(jīng)出現(xiàn)或?qū)砜赡艹霈F(xiàn)的問題，比如環(huán)境質(zhì)量下降、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平降低等）爆發(fā)之前的一種預(yù)兆。本研究將礦區(qū)生態(tài)文明發(fā)展程度的壓力性指標(biāo)和生態(tài)文明協(xié)調(diào)發(fā)展度、生態(tài)文明協(xié)調(diào)發(fā)展動(dòng)態(tài)指數(shù)作為警兆指標(biāo)進(jìn)行定量分析。

圖2 生態(tài)文明預(yù)警的技術(shù)流程

4.3 壓力性指標(biāo)動(dòng)態(tài)跟蹤預(yù)警模型和綜合指數(shù)預(yù)警模型

4.3.1 壓力性指標(biāo)動(dòng)態(tài)跟蹤預(yù)警模型

將礦區(qū)生態(tài)文明發(fā)展程度的壓力性指標(biāo)中級(jí)標(biāo)準(zhǔn)確定為警界（alert threshold），則17個(gè)壓力性指標(biāo)的警界分別是T1，T2，…，T17；輸入指標(biāo)數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)是否報(bào)警：即當(dāng)Xi≥Ti（i=1，2，…，17）時(shí)，發(fā)出警報(bào)。

4.3.2 綜合指數(shù)預(yù)警模型

在前述有關(guān)生態(tài)文明協(xié)調(diào)發(fā)展度和生態(tài)文明協(xié)調(diào)發(fā)展動(dòng)態(tài)指數(shù)基礎(chǔ)上，得到綜合指數(shù)預(yù)警模型：生態(tài)文明在t時(shí)刻的協(xié)調(diào)發(fā)展度L（t）≥14；或者生態(tài)文明協(xié)調(diào)發(fā)展動(dòng)態(tài)指數(shù)，二者若出現(xiàn)任何其一，則發(fā)出警報(bào)。

4.3.3 警度判定模型

警度（alert degree）是衡量系統(tǒng)警情的大小程度，警度指示著系統(tǒng)發(fā)展過程中各系統(tǒng)要素偏離正常狀態(tài)的程度，為生態(tài)文明協(xié)調(diào)發(fā)展的調(diào)控提供了控制點(diǎn)。一般分為輕警、中警、重警和巨警，分別以藍(lán)色、黃色、橙色和紅色表示。由于不同預(yù)警指數(shù)之間是相互獨(dú)立的，為了突出問題的嚴(yán)重性，遵循穩(wěn)健性原則，本研究在對(duì)多個(gè)預(yù)警指數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)時(shí)，采用取最大值的方法確定警度（圖3）。

圖3 生態(tài)文明系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展警度判定模型

4.3.3.1 生態(tài)文明在t時(shí)刻的協(xié)調(diào)發(fā)展度L（t）≥4時(shí)發(fā)出警報(bào)，以AD1表示其警度等級(jí)：L（t）=4時(shí)，發(fā)出藍(lán)色預(yù)警信號(hào)（AD1=Ⅰ級(jí)）；L（t）=5時(shí)，發(fā)出黃色預(yù)警信號(hào)（AD1=Ⅱ級(jí)）；L（t）=6時(shí)，發(fā)出橙色預(yù)警信號(hào)（AD1=Ⅲ級(jí)）；L（t）=7時(shí)，發(fā)出紅色預(yù)警信號(hào)（AD1=Ⅳ級(jí)）。

4.3.3.2 DSI（t）≤1時(shí)發(fā)出警報(bào)，以AD2表示其警度等級(jí)：DSI（t）=1時(shí)，發(fā)出橙色預(yù)警信號(hào)（AD1=Ⅲ級(jí)）；DSI （t）＜1時(shí)，發(fā)出紅色預(yù)警信號(hào)（AD2=Ⅳ級(jí)）。

警度AD=max｜AD1，AD2｜

4.4 查找警源，提出相應(yīng)解決措施

警源是指警情的根源或源頭，可分為自然因素形成的警源和人為因素形成的警源。比如造成景觀破壞的自然警源為病蟲害、災(zāi)害性天氣等；人為警源為亂砍亂伐、植被的破壞、開礦等。針對(duì)不同警源和不同的警度（紅色巨警表示生態(tài)文明系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展遭到高強(qiáng)度破壞，應(yīng)引起極度重視并迅速采取應(yīng)對(duì)措施；橙色重警表示生態(tài)文明系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展遭到強(qiáng)度破壞，應(yīng)引起高度重視并迅速采取應(yīng)對(duì)措施；黃色中警表示生態(tài)文明系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展遭到破壞，應(yīng)引起相當(dāng)重視并迅速采取應(yīng)對(duì)措施；藍(lán)色輕警表示生態(tài)文明系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展到達(dá)遭破壞臨界點(diǎn)，應(yīng)引起足夠重視并采取應(yīng)對(duì)措施），運(yùn)用法律、行政和經(jīng)濟(jì)多種手段，采取相應(yīng)措施以確保生態(tài)文明各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展。

5 討論

根據(jù)上述協(xié)調(diào)發(fā)展度模型可以定量評(píng)價(jià)生態(tài)文明各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展情況，生態(tài)文明系統(tǒng)內(nèi)的各子系統(tǒng)包括很多指標(biāo)，可通過協(xié)調(diào)度模型考查到兩兩子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度低的具體原因，可為礦區(qū)保持生態(tài)文明系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展，提高各子系統(tǒng)發(fā)展水平提供決策依據(jù)。本研究所設(shè)計(jì)的生態(tài)文明評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，可以結(jié)合不同礦區(qū)的具體特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)增（減），以更好地滿足礦區(qū)所在地的生態(tài)文明建設(shè)與發(fā)展。

生態(tài)文明協(xié)調(diào)發(fā)展預(yù)警是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及大量數(shù)據(jù)的收集、匯總與精確運(yùn)算，在具體操作方面還面臨著許多問題。該系統(tǒng)將是一個(gè)以生態(tài)文明協(xié)調(diào)發(fā)展為對(duì)象的專題系統(tǒng)，可借助于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)、專家子系統(tǒng)和決策支持子系統(tǒng)（DSS）等，進(jìn)行后續(xù)綜合分析、動(dòng)態(tài)模擬等功能的深入研究。

[1]白中科，趙景逵，段永紅，等.工礦區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)重建[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，2000.

[2]劉友兆，馬欣，徐茂.耕地質(zhì)量預(yù)警[J].中國(guó)土地科學(xué)，2003，17 (6)：9-12.

[3]馬祥愛，白中科，馮兩蕊.露天礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與資源利用評(píng)價(jià)——以平朔安太堡露天煤礦為例[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2007，15(5)：197-201.

[4]吳承業(yè)，袁達(dá).壓力-狀態(tài)-響應(yīng)框架模型的擴(kuò)展與應(yīng)用[C].可持續(xù)發(fā)展：人類生存環(huán)境——中國(guó)可持續(xù)發(fā)展研究.1999：14-21.

[5]張竟竟，陳正江，楊德剛.城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)模型構(gòu)建及應(yīng)用[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2007，21(2)：5-11.

Abstract:Ecological civilization is the achievements of environmental protection and improvement in evolution of material civilization.Study on the theories and evaluation methods of ecological civilization in mining area is significant because mining area is one of the places seriously disturbed and destroyed by human.Based on the introduction of the concepts of ecological civilization in mining area and relative references both home and abroad,the paper established an evaluation index system for ecological civilization in mining area.By hierarchical analysis and fuzzy mathematics,a comprehensive evaluation system was constructed including development degree,coordinated development degree and dynamic index.The warning model was also established.It would provide a reference for construction of ecological civilization in mining area.

Keywords:ecological civilization;evaluation;mining area;development;warning

Evaluation and warning model of ecological civilization in mining area

QIAO Li
（School of Land Science and Technology,China University of Geosciences,Beijing 100083,China）

F124.5；X751

A

1674-0912（2011）04-0034-07

2011－02－11）