礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

王廣成 ，王歡歡，譚玲玲

(1.山東工商學(xué)院研究生處，煙臺(tái) 264005;2.山東師范大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院，濟(jì)南 250014;3.山東工商學(xué)院管理科學(xué)與工程學(xué)院，煙臺(tái) 264005;4.山東工商學(xué)院經(jīng)濟(jì)學(xué)院，煙臺(tái) 264005)

礦區(qū)在形成和發(fā)展過(guò)程中，存在著大量尖銳復(fù)雜的資源、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)問(wèn)題。傳統(tǒng)的礦區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一，產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)資源具有過(guò)大的依賴(lài)性，采掘業(yè)和原材料工業(yè)比重大，加工工業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)比重低。如何充分綜合利用礦產(chǎn)資源、減少生態(tài)環(huán)境污染與破壞、延長(zhǎng)資源開(kāi)發(fā)的產(chǎn)業(yè)鏈，從而構(gòu)建礦區(qū)開(kāi)發(fā)的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，是礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有待解決的核心問(wèn)題。全面客觀評(píng)價(jià)礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)的狀態(tài)，為生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的延伸與發(fā)展提供決策參考與智力支持，對(duì)我國(guó)礦產(chǎn)資源的合理開(kāi)發(fā)利用乃至全國(guó)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展都具有重要意義。

近幾年，生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者探討的熱點(diǎn)問(wèn)題，取得了相關(guān)成果［1-4］。文獻(xiàn)［5］提出了生態(tài)工業(yè)園區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系框架，包括經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，生態(tài)環(huán)境指標(biāo)、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)和管理指標(biāo)。袁增偉等從產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益最大化的角度建立了基于層次分析法的生態(tài)產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，一級(jí)評(píng)價(jià)因子包括經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)、環(huán)境效益指標(biāo)、社會(huì)效益指標(biāo)［6］。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康、環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系也進(jìn)行了研究［7-8］。目前針對(duì)煤炭礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)相關(guān)研究成果尚未見(jiàn)發(fā)表，上述研究成果為此項(xiàng)研究奠定了基礎(chǔ)。

煤炭礦區(qū)主要產(chǎn)業(yè)鏈模式可概括為三種:煤－電產(chǎn)業(yè)鏈模式、煤－焦產(chǎn)業(yè)鏈模式和煤－化工產(chǎn)業(yè)鏈模式;煤系伴生資源高嶺土、煤矸石、礦井水、煤層氣、泥煤、粉煤灰等綜合利用有多種模式;這些是進(jìn)行礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)體系研究的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。本文運(yùn)用產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論、生態(tài)與環(huán)境管理學(xué)等基本理論，構(gòu)建了礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;建立了生態(tài)產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)模型與方法，選擇山東龍口礦區(qū)為研究對(duì)象進(jìn)行了實(shí)證研究，提出了礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)建議。

1 礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

構(gòu)建生態(tài)產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，遵循科學(xué)性和可比性、可操作性、定性指標(biāo)和定量指標(biāo)相結(jié)合及“3R”即減量化、再利用、再循環(huán)等原則。本文將礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平作為評(píng)價(jià)體系的目標(biāo)層，分別從自然資源、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益四個(gè)方面，通過(guò)理論分析法和專(zhuān)家咨詢(xún)法來(lái)設(shè)置和篩選指標(biāo)，構(gòu)建了包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層和子指標(biāo)層的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系框架。如圖1所示。

圖1 礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Assessment indicator system of eco-industries

1.2 具體指標(biāo)的選取

遵循指標(biāo)選取的理論依據(jù)和指標(biāo)體系建立的原則，結(jié)合煤炭礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的特征、結(jié)構(gòu)和發(fā)展模式，從資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)四個(gè)方面考慮，選取指標(biāo)。

1.2.1 自然資源指標(biāo)

煤炭是不可再生資源，煤炭礦區(qū)的建立是以煤炭資源的開(kāi)發(fā)利用為主要目的的，煤炭資源儲(chǔ)量大小反映了礦區(qū)服務(wù)年限的長(zhǎng)短。在煤炭的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，對(duì)資源的合理利用和保護(hù)，是礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的重要條件。根據(jù)科學(xué)性原則，設(shè)立煤炭資源儲(chǔ)量指標(biāo)，用來(lái)反映礦區(qū)煤炭資源的保有狀況以及礦區(qū)的自我供給能力;煤炭?jī)?chǔ)量越大，服務(wù)年限越長(zhǎng)，有利于生態(tài)產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，因而設(shè)置礦區(qū)服務(wù)年限作為評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。儲(chǔ)量和產(chǎn)量一定時(shí)，礦井煤炭回采率越高，礦區(qū)服務(wù)年限越長(zhǎng)，越有利于生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此，選擇礦井回采率作為資源利用效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。

1.2.2 經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)

礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定性，對(duì)煤炭礦區(qū)能否在一定的資源約束下合理組織生產(chǎn)諸要素，順利進(jìn)行經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)煤炭礦區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要的影響。產(chǎn)業(yè)效率指標(biāo)反映了一定單位的資源消耗所產(chǎn)出的產(chǎn)品價(jià)值，本文設(shè)立單位儲(chǔ)量消耗產(chǎn)值、單位能耗產(chǎn)值和單位水耗產(chǎn)值借以反映消耗一單位的儲(chǔ)量、能源和水所產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)指標(biāo)反映了生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈各企業(yè)的構(gòu)成及各企業(yè)之間的聯(lián)系和比例關(guān)系，設(shè)立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度和生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)度指標(biāo)來(lái)反映煤炭礦區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)狀況，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度越高其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)越優(yōu)化，生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的長(zhǎng)度用鏈上企業(yè)的個(gè)數(shù)來(lái)表達(dá)，生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的長(zhǎng)度越長(zhǎng)說(shuō)明其循環(huán)利用程度越高，反之亦然。設(shè)立產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額、產(chǎn)業(yè)總資產(chǎn)貢獻(xiàn)率等產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)指標(biāo)反映了產(chǎn)業(yè)的獲利能力，借以反映了煤炭礦區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益;研究與試驗(yàn)發(fā)展經(jīng)費(fèi)投入占總產(chǎn)值比重指標(biāo)反映產(chǎn)業(yè)的研發(fā)能力，一定程度上反映產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展?jié)摿?。生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定性屬于定性指標(biāo)，采用成本技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)性和市場(chǎng)交易風(fēng)險(xiǎn)性指標(biāo)，通過(guò)成本技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、市場(chǎng)交易風(fēng)險(xiǎn)的大小來(lái)反映煤炭礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定狀況。

1.2.3 環(huán)境效益指標(biāo)

煤炭礦區(qū)在開(kāi)采過(guò)程中，大量物質(zhì)和能量的輸入、輸出、排廢等活動(dòng)，造成了環(huán)境污染和生態(tài)破壞。環(huán)境問(wèn)題主要體現(xiàn)在地表塌陷、固體廢棄物、水體和大氣污染等方面。構(gòu)建生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的目的就是為了降低資源消耗，減少?gòu)U物排放，消除對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的破壞。本文根據(jù)“3R”原則，采用廢水治理達(dá)標(biāo)率、廢氣排放達(dá)標(biāo)率、固體廢棄物綜合利用率指標(biāo)來(lái)反映煤炭礦區(qū)的廢水、廢氣、固體廢棄物的排放及綜合利用情況。設(shè)立塌陷土地復(fù)墾率和煤矸石綜合利用率指標(biāo)，來(lái)反映礦區(qū)塌陷土地的治理和煤矸石的利用情況。

1.2.4 社會(huì)效益指標(biāo)

煤炭礦區(qū)是以在煤炭資源開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上滿足人類(lèi)的需求為目的的。礦區(qū)居民的就業(yè)情況和居民生活質(zhì)量間接反映了礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r。本文選擇礦區(qū)居民就業(yè)率、職工平均受教育程度、職工平均工資福利水平等3個(gè)指標(biāo)來(lái)反映礦區(qū)居民生活質(zhì)量和發(fā)展水平。選取勞動(dòng)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行度來(lái)反應(yīng)礦區(qū)職工勞動(dòng)保護(hù)的優(yōu)與劣。

2 模糊綜合評(píng)價(jià)模型的建立

2.1 模糊綜合評(píng)價(jià)模型

礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分4個(gè)層次，因此采用四層次模糊綜合評(píng)價(jià)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，其步驟為［9］:

(1)對(duì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行層次分析，建立目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層和子指標(biāo)層

將總目標(biāo)A分為m個(gè)準(zhǔn)則Bi，i=1，2，…，m。即:

式中，Bi又包含ni個(gè)指標(biāo):

式中，Cij為第i個(gè)準(zhǔn)則的第j個(gè)指標(biāo)。

式中，Cij又包含 kj個(gè)指標(biāo)，j=1，2，… ，n。即:

式中，Djk為第j個(gè)指標(biāo)的第k個(gè)子指標(biāo)。

(2)采用層次分析法確定各層次的權(quán)重值

權(quán)重集包括準(zhǔn)則層相對(duì)于總目標(biāo)層的權(quán)重集W1B、指標(biāo)層相對(duì)于準(zhǔn)則層的權(quán)重集W1C和子指標(biāo)層相對(duì)于指標(biāo)層的權(quán)重集W1D。即:

式中，ci= (ci1，ci2，…，cimi) ，dj= (dj1，dj2，…，djnj);mi為第i個(gè)準(zhǔn)則所含的指標(biāo)數(shù)，nj為第j個(gè)指標(biāo)所含的子指標(biāo)數(shù)。

(3)將總目標(biāo)根據(jù)評(píng)價(jià)需要?jiǎng)澐譃閹讉€(gè)等級(jí)，建立評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)集

式中，sij為第i個(gè)指標(biāo)j個(gè)等級(jí)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值;m為評(píng)級(jí)等級(jí)數(shù);n為評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)。

(4)建立模糊隸屬函數(shù)

(5)根據(jù)模糊隸屬函數(shù)和各指標(biāo)的原始值建立模糊關(guān)系矩陣R

式中，Ri為第i個(gè)準(zhǔn)則的模糊關(guān)系矩陣。

(6)分層模糊評(píng)價(jià)

礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈評(píng)價(jià)指標(biāo)體系共有4層，因此可進(jìn)行三級(jí)模糊評(píng)價(jià)，即子指標(biāo)層對(duì)指標(biāo)層、指標(biāo)層對(duì)準(zhǔn)則層和準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的評(píng)價(jià)。

子指標(biāo)層對(duì)指標(biāo)層的模糊評(píng)價(jià)，第i準(zhǔn)則的模糊評(píng)價(jià)為:

其中:i=1，2，…，m 。

指標(biāo)層對(duì)準(zhǔn)則層的模糊評(píng)價(jià)為:

準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的模糊評(píng)價(jià)為:

式中，ai為第i個(gè)等級(jí)的隸屬度;°為模糊矩陣的復(fù)合運(yùn)算，一般取算子“∧”或“∨”。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定方法

(1)用層次分析法(AHP)確定權(quán)系數(shù)

通過(guò)比較調(diào)查，對(duì)20位專(zhuān)家進(jìn)行咨詢(xún)，對(duì)咨詢(xún)結(jié)果進(jìn)行整理后得出判斷矩陣，然后計(jì)算其特征根和特征向量，并檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性，確定權(quán)系數(shù)，如表1。

(2)應(yīng)用熵值法修正權(quán)系數(shù)

盡管AHP技術(shù)識(shí)別問(wèn)題的系統(tǒng)性強(qiáng)，可靠性相對(duì)較高，但當(dāng)采用專(zhuān)家咨詢(xún)方式時(shí)，容易產(chǎn)生循環(huán)而不能滿足傳遞性公理，導(dǎo)致標(biāo)度把握不準(zhǔn)和丟失信息等問(wèn)題出現(xiàn)，解決這些問(wèn)題的有效途徑就是用熵值法對(duì)用AHP法確定的權(quán)系數(shù)進(jìn)行修正，其結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 專(zhuān)家賦值判斷矩陣綜合指標(biāo)權(quán)重詳表Table 1 Synthetic indicator weights by expert judgment matrix

表2 熵值法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)系數(shù)的修正值Table 2 Amend value of weight coefficient about assessment indicator by Entropy method

續(xù)表

2.3 模糊隸屬度函數(shù)的構(gòu)建

礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈評(píng)價(jià)指標(biāo)各不相同，各指標(biāo)值之間無(wú)法做統(tǒng)一的比較，因此需要將各指標(biāo)的評(píng)估值轉(zhuǎn)化為［0，1］之間的無(wú)量綱數(shù)值，即xi(i=1，2，…，n)∈［0，1］。建立了21個(gè)因素指標(biāo)的模糊隸屬函數(shù)，把各指標(biāo)的隸屬度作為樣本參數(shù)值。

2.4 確定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

煤炭礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是以改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)資源的低投入、低消耗、高產(chǎn)出為目標(biāo)，其生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展水平也相應(yīng)地反映出此目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度。鑒于對(duì)礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)的理解，結(jié)合煤炭礦區(qū)的特點(diǎn)，將礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分為5個(gè)等級(jí)，即較好、好、一般、差、較差，如表3所示。

表3 指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 3 The assessment standards of indicator

3 實(shí)例研究

以山東龍口礦區(qū)為研究對(duì)象。龍口礦區(qū)地處山東半島西北部的龍口市境內(nèi)，始建于1968年，經(jīng)過(guò)40多年的開(kāi)發(fā)建設(shè)，已經(jīng)發(fā)展成以煤炭生產(chǎn)、熱電聯(lián)產(chǎn)、油頁(yè)巖綜合利用、煤炭物流為核心主業(yè)，集合機(jī)械加工、建工建材等為一體的大型區(qū)域企業(yè)，構(gòu)建了較為完善的“煤-電-油-運(yùn)”循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、收集資料，根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及模型，將收集到的原始數(shù)據(jù)整理，得到各項(xiàng)指標(biāo)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。依據(jù)各因素指標(biāo)的模糊隸屬函數(shù)，把各指標(biāo)的實(shí)際值作為樣本參數(shù)值，得到評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊隸屬度，進(jìn)而確定模糊關(guān)系矩陣，依據(jù)上述模型對(duì)礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行評(píng)價(jià)，則評(píng)價(jià)結(jié)果為:

可以看出，龍口礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀相對(duì)于好的隸屬度為0.4397，根據(jù)最大隸屬度原則，其發(fā)展水平處于良好狀態(tài)。其中，環(huán)境效益指標(biāo)對(duì)發(fā)展較好的隸屬度最高為0.2834，其次為社會(huì)效益指標(biāo)，隸屬度為0.178;這說(shuō)明龍口礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的環(huán)境效益和社會(huì)效益比較好。自然資源指標(biāo)的評(píng)價(jià)值屬于較好等級(jí)的隸屬度為0.05，而經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)評(píng)價(jià)值屬于較好等級(jí)的隸屬度為0.0705，這表明，煤炭資源儲(chǔ)量及煤炭資源回采率是制約礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素之一，部分經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)一般，生態(tài)產(chǎn)業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益有待于進(jìn)一步提高。

龍口礦區(qū)在其主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)上，還可以發(fā)展和延伸多條產(chǎn)業(yè)鏈:掘進(jìn)矸石可經(jīng)煤矸石磚廠加工成矸石磚，粉煤灰可經(jīng)建材廠處理加工成陶粒和砌塊，發(fā)展建材業(yè);掘進(jìn)矸石也可用于塌陷土地的回填復(fù)墾變成耕地，發(fā)展種植業(yè);礦井水經(jīng)凈化處理后還可用于耕地灌溉，發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)等。

4 結(jié)論

論述了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建的依據(jù)和原則，體現(xiàn)了礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)涵和特征。經(jīng)實(shí)證研究，這一指標(biāo)體系較全面系統(tǒng)地反映了礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的狀態(tài)，具有可操作性。建立了礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的模糊綜合評(píng)價(jià)模型，應(yīng)用層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)系數(shù)，然后通過(guò)熵技術(shù)對(duì)權(quán)系數(shù)進(jìn)行修正，較好地保證了權(quán)系數(shù)的客觀性和準(zhǔn)確性。應(yīng)用龍口礦區(qū)的實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，所建模型是正確的;并對(duì)龍口礦區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈延伸提出了具體建議。

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