礦區(qū)生態(tài)產業(yè)評價指標體系

王廣成 ，王歡歡，譚玲玲

(1.山東工商學院研究生處，煙臺 264005;2.山東師范大學管理科學與工程學院，濟南 250014;3.山東工商學院管理科學與工程學院，煙臺 264005;4.山東工商學院經濟學院，煙臺 264005)

礦區(qū)在形成和發(fā)展過程中，存在著大量尖銳復雜的資源、生態(tài)環(huán)境、經濟和社會問題。傳統(tǒng)的礦區(qū)產業(yè)結構單一，產業(yè)發(fā)展對資源具有過大的依賴性，采掘業(yè)和原材料工業(yè)比重大，加工工業(yè)和第三產業(yè)比重低。如何充分綜合利用礦產資源、減少生態(tài)環(huán)境污染與破壞、延長資源開發(fā)的產業(yè)鏈，從而構建礦區(qū)開發(fā)的生態(tài)產業(yè)鏈，是礦區(qū)生態(tài)產業(yè)發(fā)展有待解決的核心問題。全面客觀評價礦區(qū)生態(tài)產業(yè)的狀態(tài)，為生態(tài)產業(yè)鏈的延伸與發(fā)展提供決策參考與智力支持，對我國礦產資源的合理開發(fā)利用乃至全國的經濟和社會發(fā)展都具有重要意義。

近幾年，生態(tài)產業(yè)發(fā)展與生態(tài)產業(yè)園區(qū)建設已成為國內外學者探討的熱點問題，取得了相關成果［1-4］。文獻［5］提出了生態(tài)工業(yè)園區(qū)評價指標體系框架，包括經濟指標，生態(tài)環(huán)境指標、生態(tài)網絡指標和管理指標。袁增偉等從產業(yè)經濟、社會和環(huán)境效益最大化的角度建立了基于層次分析法的生態(tài)產業(yè)評價指標體系，一級評價因子包括經濟效益指標、環(huán)境效益指標、社會效益指標［6］。國內學者對礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康、環(huán)境質量評價指標體系也進行了研究［7-8］。目前針對煤炭礦區(qū)生態(tài)產業(yè)評價相關研究成果尚未見發(fā)表，上述研究成果為此項研究奠定了基礎。

煤炭礦區(qū)主要產業(yè)鏈模式可概括為三種:煤－電產業(yè)鏈模式、煤－焦產業(yè)鏈模式和煤－化工產業(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;這些是進行礦區(qū)生態(tài)產業(yè)評價體系研究的現實基礎。本文運用產業(yè)生態(tài)學、循環(huán)經濟理論、生態(tài)與環(huán)境管理學等基本理論，構建了礦區(qū)生態(tài)產業(yè)鏈評價指標體系;建立了生態(tài)產業(yè)評價模型與方法，選擇山東龍口礦區(qū)為研究對象進行了實證研究，提出了礦區(qū)生態(tài)產業(yè)發(fā)展的相關建議。

1 礦區(qū)生態(tài)產業(yè)評價指標體系的構建

1.1 評價指標體系的建立

構建生態(tài)產業(yè)評價指標體系，遵循科學性和可比性、可操作性、定性指標和定量指標相結合及“3R”即減量化、再利用、再循環(huán)等原則。本文將礦區(qū)生態(tài)產業(yè)發(fā)展水平作為評價體系的目標層，分別從自然資源、經濟效益、環(huán)境效益、社會效益四個方面，通過理論分析法和專家咨詢法來設置和篩選指標，構建了包括目標層、準則層、指標層和子指標層的評價指標體系框架。如圖1所示。

圖1 礦區(qū)生態(tài)產業(yè)評價指標體系Fig.1 Assessment indicator system of eco-industries

1.2 具體指標的選取

遵循指標選取的理論依據和指標體系建立的原則，結合煤炭礦區(qū)生態(tài)產業(yè)鏈的特征、結構和發(fā)展模式，從資源、環(huán)境、經濟、社會四個方面考慮，選取指標。

1.2.1 自然資源指標

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發(fā)利用為主要目的的，煤炭資源儲量大小反映了礦區(qū)服務年限的長短。在煤炭的開發(fā)過程中，對資源的合理利用和保護，是礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的重要條件。根據科學性原則，設立煤炭資源儲量指標，用來反映礦區(qū)煤炭資源的保有狀況以及礦區(qū)的自我供給能力;煤炭儲量越大，服務年限越長，有利于生態(tài)產業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展，因而設置礦區(qū)服務年限作為評價指標之一。儲量和產量一定時，礦井煤炭回采率越高，礦區(qū)服務年限越長，越有利于生態(tài)產業(yè)發(fā)展。因此，選擇礦井回采率作為資源利用效率的評價指標之一。

1.2.2 經濟效益指標

礦區(qū)生態(tài)產業(yè)鏈的穩(wěn)定性，對煤炭礦區(qū)能否在一定的資源約束下合理組織生產諸要素，順利進行經濟生產，實現煤炭礦區(qū)的經濟效益具有重要的影響。產業(yè)效率指標反映了一定單位的資源消耗所產出的產品價值，本文設立單位儲量消耗產值、單位能耗產值和單位水耗產值借以反映消耗一單位的儲量、能源和水所產出的經濟價值。產業(yè)鏈結構指標反映了生態(tài)產業(yè)鏈各企業(yè)的構成及各企業(yè)之間的聯系和比例關系，設立產品結構協(xié)調度和生態(tài)產業(yè)鏈長度指標來反映煤炭礦區(qū)的產業(yè)結構狀況，產品結構協(xié)調度越高其產業(yè)結構越優(yōu)化，生態(tài)產業(yè)鏈的長度用鏈上企業(yè)的個數來表達，生態(tài)產業(yè)鏈的長度越長說明其循環(huán)利用程度越高，反之亦然。設立產業(yè)實現利潤總額、產業(yè)總資產貢獻率等產業(yè)經濟貢獻指標反映了產業(yè)的獲利能力，借以反映了煤炭礦區(qū)的經濟效益;研究與試驗發(fā)展經費投入占總產值比重指標反映產業(yè)的研發(fā)能力，一定程度上反映產業(yè)未來的發(fā)展?jié)摿ΑＩ鷳B(tài)產業(yè)鏈穩(wěn)定性屬于定性指標，采用成本技術風險性和市場交易風險性指標，通過成本技術風險、市場交易風險的大小來反映煤炭礦區(qū)生態(tài)產業(yè)鏈的穩(wěn)定狀況。

1.2.3 環(huán)境效益指標

煤炭礦區(qū)在開采過程中，大量物質和能量的輸入、輸出、排廢等活動，造成了環(huán)境污染和生態(tài)破壞。環(huán)境問題主要體現在地表塌陷、固體廢棄物、水體和大氣污染等方面。構建生態(tài)產業(yè)鏈的目的就是為了降低資源消耗，減少廢物排放，消除對自然生態(tài)環(huán)境的破壞。本文根據“3R”原則，采用廢水治理達標率、廢氣排放達標率、固體廢棄物綜合利用率指標來反映煤炭礦區(qū)的廢水、廢氣、固體廢棄物的排放及綜合利用情況。設立塌陷土地復墾率和煤矸石綜合利用率指標，來反映礦區(qū)塌陷土地的治理和煤矸石的利用情況。

1.2.4 社會效益指標

煤炭礦區(qū)是以在煤炭資源開發(fā)的基礎上滿足人類的需求為目的的。礦區(qū)居民的就業(yè)情況和居民生活質量間接反映了礦區(qū)生態(tài)產業(yè)的發(fā)展狀況。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個指標來反映礦區(qū)居民生活質量和發(fā)展水平。選取勞動保護標準執(zhí)行度來反應礦區(qū)職工勞動保護的優(yōu)與劣。

2 模糊綜合評價模型的建立

2.1 模糊綜合評價模型

礦區(qū)生態(tài)產業(yè)鏈的評價指標體系分4個層次，因此采用四層次模糊綜合評價方法進行評價，其步驟為［9］:

(1)對評價系統(tǒng)進行層次分析，建立目標層、準則層、指標層和子指標層

將總目標A分為m個準則Bi，i=1，2，…，m。即:

式中，Bi又包含ni個指標:

式中，Cij為第i個準則的第j個指標。

式中，Cij又包含 kj個指標，j=1，2，… ，n。即:

式中，Djk為第j個指標的第k個子指標。

(2)采用層次分析法確定各層次的權重值

權重集包括準則層相對于總目標層的權重集W1B、指標層相對于準則層的權重集W1C和子指標層相對于指標層的權重集W1D。即:

式中，ci= (ci1，ci2，…，cimi) ，dj= (dj1，dj2，…，djnj);mi為第i個準則所含的指標數，nj為第j個指標所含的子指標數。

(3)將總目標根據評價需要劃分為幾個等級，建立評價標準集

式中，sij為第i個指標j個等級的評價標準值;m為評級等級數;n為評價指標數。

(4)建立模糊隸屬函數

(5)根據模糊隸屬函數和各指標的原始值建立模糊關系矩陣R

式中，Ri為第i個準則的模糊關系矩陣。

(6)分層模糊評價

礦區(qū)生態(tài)產業(yè)鏈評價指標體系共有4層，因此可進行三級模糊評價，即子指標層對指標層、指標層對準則層和準則層對目標層的評價。

子指標層對指標層的模糊評價，第i準則的模糊評價為:

其中:i=1，2，…，m 。

指標層對準則層的模糊評價為:

準則層對目標層的模糊評價為:

式中，ai為第i個等級的隸屬度;°為模糊矩陣的復合運算，一般取算子“∧”或“∨”。

2.2 評價指標權重的確定方法

(1)用層次分析法(AHP)確定權系數

通過比較調查，對20位專家進行咨詢，對咨詢結果進行整理后得出判斷矩陣，然后計算其特征根和特征向量，并檢驗判斷矩陣的一致性，確定權系數，如表1。

(2)應用熵值法修正權系數

盡管AHP技術識別問題的系統(tǒng)性強，可靠性相對較高，但當采用專家咨詢方式時，容易產生循環(huán)而不能滿足傳遞性公理，導致標度把握不準和丟失信息等問題出現，解決這些問題的有效途徑就是用熵值法對用AHP法確定的權系數進行修正，其結果見表2。

表1 專家賦值判斷矩陣綜合指標權重詳表Table 1 Synthetic indicator weights by expert judgment matrix

表2 熵值法對評價指標權系數的修正值Table 2 Amend value of weight coefficient about assessment indicator by Entropy method

續(xù)表

2.3 模糊隸屬度函數的構建

礦區(qū)生態(tài)產業(yè)鏈評價指標各不相同，各指標值之間無法做統(tǒng)一的比較，因此需要將各指標的評估值轉化為［0，1］之間的無量綱數值，即xi(i=1，2，…，n)∈［0，1］。建立了21個因素指標的模糊隸屬函數，把各指標的隸屬度作為樣本參數值。

2.4 確定評價標準

煤炭礦區(qū)生態(tài)產業(yè)的發(fā)展是以改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，發(fā)展循環(huán)經濟，實現資源的低投入、低消耗、高產出為目標，其生態(tài)產業(yè)鏈的發(fā)展水平也相應地反映出此目標的實現程度。鑒于對礦區(qū)生態(tài)產業(yè)發(fā)展標準的理解，結合煤炭礦區(qū)的特點，將礦區(qū)生態(tài)產業(yè)鏈評價標準分為5個等級，即較好、好、一般、差、較差，如表3所示。

表3 指標的評價標準Table 3 The assessment standards of indicator

3 實例研究

以山東龍口礦區(qū)為研究對象。龍口礦區(qū)地處山東半島西北部的龍口市境內，始建于1968年，經過40多年的開發(fā)建設，已經發(fā)展成以煤炭生產、熱電聯產、油頁巖綜合利用、煤炭物流為核心主業(yè)，集合機械加工、建工建材等為一體的大型區(qū)域企業(yè)，構建了較為完善的“煤-電-油-運”循環(huán)經濟產業(yè)鏈。

通過現場調研、收集資料，根據評價指標體系及模型，將收集到的原始數據整理，得到各項指標的基礎數據。依據各因素指標的模糊隸屬函數，把各指標的實際值作為樣本參數值，得到評價指標的模糊隸屬度，進而確定模糊關系矩陣，依據上述模型對礦區(qū)生態(tài)產業(yè)進行評價，則評價結果為:

可以看出，龍口礦區(qū)生態(tài)產業(yè)鏈發(fā)展現狀相對于好的隸屬度為0.4397，根據最大隸屬度原則，其發(fā)展水平處于良好狀態(tài)。其中，環(huán)境效益指標對發(fā)展較好的隸屬度最高為0.2834，其次為社會效益指標，隸屬度為0.178;這說明龍口礦區(qū)生態(tài)產業(yè)發(fā)展的環(huán)境效益和社會效益比較好。自然資源指標的評價值屬于較好等級的隸屬度為0.05，而經濟效益指標評價值屬于較好等級的隸屬度為0.0705，這表明，煤炭資源儲量及煤炭資源回采率是制約礦區(qū)生態(tài)產業(yè)發(fā)展的重要因素之一，部分經濟效益指標一般，生態(tài)產業(yè)的整體經濟效益有待于進一步提高。

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

4 結論

論述了評價指標體系構建的依據和原則，體現了礦區(qū)生態(tài)產業(yè)發(fā)展的內涵和特征。經實證研究，這一指標體系較全面系統(tǒng)地反映了礦區(qū)生態(tài)產業(yè)發(fā)展的狀態(tài)，具有可操作性。建立了礦區(qū)生態(tài)產業(yè)發(fā)展的模糊綜合評價模型，應用層次分析法確定各指標的權系數，然后通過熵技術對權系數進行修正，較好地保證了權系數的客觀性和準確性。應用龍口礦區(qū)的實際數據對其進行評價，結果表明，所建模型是正確的;并對龍口礦區(qū)生態(tài)產業(yè)發(fā)展及生態(tài)產業(yè)鏈延伸提出了具體建議。

［1］ Fang Y P，C?té R P，Qin R.Industrial sustainability in China:practice and prospects for eco-industrial development.Journal of Environmental Management，2007，83(3):315-328.

［2］ Arun J.Basu，van Zyl D J A.Industrial ecology framework for achieving cleaner production in the mining and minerals industry.Journal of Cleaner Production，2006，14(3/4):299-304.

［3］ Zhang Y.The Research on Construction and Stability of Industrial Symbiosis System in Eco-Industry Parks［D］.Wuhan:Huazhong University of Science and Technology，2006.

［4］ Xing D H，Zhang K R.Construction of eco-industrial chain in ecology perspective.Chinese Economy And Management Science，2008，(3):11-13.

［5］ Yuan J L.Study on assessment indicator system of eco-industrial park.Environmental Protection，2003，(3):38-40.

［6］ Yuan Z W，Bi J，Huang Z S，Zhang B，Wang X Y.Research and application on ecological industrial assessment system.Productivity Research，2004，(12):152-153，177-177.

［7］ Wang G C，Yan X Q.Study on indicator system of ecosystem health assessment in a typical mine area.Journal of China Coal Society，2005，30(4):534-538.

［8］ Sun J Q，Zhu W S.Construction of ecological environmental quality evaluation index system in modern mining area.Conservation and Utilization of Mineral Resources，2010，(3):45-47.

［9］ Xie J J，Liu C P.The Method and Application of Fuzzy Mathematics.Wuhan:Huazhong University of Science and Technology Press，2001.

參考文獻:

［3］ 張艷.生態(tài)工業(yè)園工業(yè)共生系統(tǒng)的構建與穩(wěn)定性研究［D］.武漢:華中科技大學，2006.

［4］ 邢丹華，張克讓.生態(tài)學視野下生態(tài)產業(yè)鏈及其建構.中國經濟與管理科學，2008，(3):11-13.

［5］ 元炯亮.生態(tài)工業(yè)園區(qū)評價指標體系研究.環(huán)境保護，2003，(3):38-40.

［6］ 袁增偉，畢軍，黃珠賽，張炳，王習元.生態(tài)產業(yè)評價指標體系研究及應用.生產力研究，2004，(12):152-153，177-177.

［7］ 王廣成，閆旭騫.礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標體系研究.煤炭學報，2005，30(4):534-538.

［8］ 孫靜芹，朱文雙.現代礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質量評價指標體系的構建.礦產保護與利用，2010，(3):45-47.

［9］ 謝季堅，劉承平.模糊數學方法及其應用.武漢:華中科技大學出版社，2001.