淺析氣候變化對地區(qū)發(fā)展的影響

顏靖柯 吳 江 張 銀 劉議嘉 黃 維 王瑤玲

（四川工商學院，四川 成都 610000）

如今，關于如何減少貧困地區(qū)和如何能加快國家經(jīng)濟的發(fā)展研究一直是學術界和決策者談論國家經(jīng)濟問題的一個核心話題。

近年來，溫室氣體排放增加引起的全球變暖已成為不爭的事實。觀察和研究表明，全球平均氣溫急劇上升，趨于增加；世界各地變暖的日子增加，寒冷的日子減少。全球變暖引發(fā)了全球災害，包括淡水短缺，海平面上升，土地荒漠化，徑流枯竭和糧食減少，這些都給世界經(jīng)濟、社會、人口和國家安全帶來了嚴重的威脅。氣候變化也引發(fā)了極端天氣事件等頻繁的氣象災害，災害發(fā)生的時間、空間和強度表現(xiàn)出不確定性和不規(guī)則性。

1 研究“氣候變化對地區(qū)發(fā)展的影響存在的問題”任務

（1）任務1，建立地區(qū)發(fā)展評估模型，分析氣候變化對地區(qū)發(fā)展指數(shù)的直接和間接影響。

（2）任務2，研究我國貧窮指數(shù)排名前10位的地區(qū)之一西部地區(qū)，分析氣候變化如何促進其發(fā)展。

2 符號說明

符號說明見表1。

表1 研究中涉及符號說明

3 任務1的解決方案

3.1 地區(qū)發(fā)展綜合評價指標體系

3.1.1 主要指標的選取

貧窮地區(qū)概念的結構性維度，主要是將一個地區(qū)按照構成分為政治、經(jīng)濟、文化、社會等不同維度，以實現(xiàn)貧窮地區(qū)概念的系統(tǒng)化。本文立足于結構性維度，采用系統(tǒng)分析法和綜合評價法，構建了地區(qū)發(fā)展三級指標體系。一級指標為地區(qū)發(fā)展，二級指標為政治、經(jīng)濟、社會和自然資源，三級指標為水資源、糧食產(chǎn)量、失業(yè)率等15個。

3.1.2 量化指標

對于地區(qū)的貧窮性狀況，其影響因素具有極大的復雜性，對它也很難精確的量化評價。模糊綜合評估模型[2]被用來解決這個問題，將會使評價結果更真實、更合理。

模糊綜合評價模型的建立步驟：

確定評語集：W=（u,u2,u3）是由非常貧窮，貧窮，穩(wěn)定等組成的。

求得模糊綜合評判集：

設F表示評分集合，最終通過以下公式計算評價分數(shù)。

3.2 評估指標的權重模型

3.2.1 基于群體決策法的權重模型

為了確定二級指標到三級指標的權重，使用一致性判別矩陣對每個指標進行加權。

根據(jù)經(jīng)驗與數(shù)據(jù)，構造判斷矩陣：

可以通過求解判斷矩陣的特征向量來獲得每個指標的權重，使用CR值來檢驗判斷矩陣的一致，對于構建的判斷矩陣，計算得出了CR值，而CR{E(1)，E(2)，E(3)，E(4)}＜0.1，通過一致性檢驗，發(fā)現(xiàn)模型可用。

最終得到權重為：Wi=(0.0129，0.0138，0.0129，0.138)

3.2.2 基于熵權法的加權模型

為了消除群體決策的主觀性，三級指標到二級指標的權重是用熵權法得到的對于涉及的指標數(shù)據(jù)，首先得到一個矩陣如下：

第一步：設pij表示各指標的比例。

第二步：設ei表示第(i組數(shù)據(jù)的信息熵，獲取其熵值。

第三步：通過信息熵計算指標權重Wi。

根據(jù)上述模型，可以得到所有指標對政治，經(jīng)濟，社會，自然資源最終的權重為：

W(1)=(0.334，0.451，0.251)

W(2)=(0.133，0.184，0.351，0.332)

W(3)=(0.182，0.288，0.312，0.218)

W(4)=(0.223，0.156，0.336，0.258)

3.3 地區(qū)發(fā)展等級劃分

3.3.1 基于K均值算法的標準設置

雖然前文已經(jīng)建立了三級評估體系，但仍然需要一個合適的標準來評估地區(qū)的貧窮程度。因此，采用K-means聚類算法來制定合理的標準。在這個算法中，數(shù)據(jù)集X包括179個地區(qū)的二級指標，讓μk表示分區(qū)的分類中心，與分類中心的距離的平方和表示為：

其中，J(ck)表示距分選中心距離的平方和。該PCA的目標是解決以下優(yōu)化問題：

3.3.2 智能增長標準

使用K-means聚類來對地區(qū)增長從地區(qū)發(fā)展、自然資源、社會、政治、經(jīng)濟方面進行排名。最終獲得一張增長評級量表。

3.4 基于氣候影響的地區(qū)發(fā)展評價模型

選取了溫度、降水量、濕度、冰川融化、CO2、蒸發(fā)量、風速、降雪量8個主要影響氣候變化的指標，用來衡量氣候變化對地區(qū)發(fā)展的影響氣候變化對地區(qū)發(fā)展評價模型為：

其中，?iμ—氣候的直接影響系數(shù)，μi—氣候間接影響系數(shù)。Ze，Zp，Zs，Zn)—經(jīng)濟，政治，社會，自然資源的評分。

3.4.1 氣候因子的直接影響系數(shù)

氣候變化對自然資源的影響：降水量不足會影響植物和農(nóng)作物生長，導致部分地區(qū)水資源缺乏，魚類、動植物和糧食產(chǎn)量降低。

氣候變化對政治，經(jīng)濟和社會的影響：在極度寒冷天氣中，人們減少出行，并且大部分工業(yè)和產(chǎn)業(yè)停止運行。一個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展會受到阻礙，同時它的犯罪率也會受到潛在的影響。氣候變化通過經(jīng)濟、政治、社會、自然資源可以確定其系數(shù)分別為?E、?P、?S、?N，而降雪量通過經(jīng)濟，政治、社會、自然資源可以確定其系數(shù)分別為?E8、?P8、?S8、?N8。

3.4.2 氣候因子的間接影響系數(shù)

本文選擇干旱，洪澇這樣兩種自然災害分析了氣候變化對一個地區(qū)發(fā)展的間接影響。

干旱通過經(jīng)濟，政治，社會，自然資源可以確定其系數(shù)分別為μE1、μP1、μS1、μN1，洪澇通過經(jīng)濟，政治，社會，自然資源可以確定其系數(shù)分別為μE2、μP2、μS2、μN2。

不同等級的自然災害，對氣象因子的間接影響系數(shù)也不同。干旱，洪澇兩種災害的風險等級評估如下：

（1）干旱。Z指標常用來進行農(nóng)業(yè)旱災風險評估。首先假定研究區(qū)域某時段的降水量服從泊松分布，概率密度函數(shù)為：

然后將該密度函數(shù)轉換成以Z為變量的標準正態(tài)分布。通過計算出Z指標便可對研究區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)旱災風險的大小予以評估。

（2）洪澇。對數(shù)函數(shù)洪水等級公式為：

其中：N——洪水等級；W——一次洪水的洪量。

4 任務2的解決方案

以西部地區(qū)為例，分析了氣候變化對地區(qū)發(fā)展的影響問題。西部地區(qū)年溫差和日溫差均較大，有些城市冬季最低氣溫為-30 ℃以下。全年干燥少雨。年平均降雨量只有240 mm。

根據(jù)西部地區(qū)的氣候變化大、降雨量長期不足的情況，用經(jīng)驗值確定了氣候因子的直接影響系數(shù)和間接影響系數(shù)。西部地區(qū)貧窮性長期大于8，氣候因子直接的會使地區(qū)發(fā)展增加，直接的影響同樣如此。2011年的干旱使它的地區(qū)發(fā)展急劇增加到9.0。當氣候因子的間接影響的時候，地區(qū)發(fā)展呈現(xiàn)增加趨勢。在2011年出現(xiàn)拐點，氣候突變，地區(qū)發(fā)展程度也隨之陡增。通過計算，當氣候因子直接影響的時候，地區(qū)發(fā)展呈現(xiàn)下降的趨勢。當沒有氣候因子影響的時候，地區(qū)發(fā)展呈現(xiàn)下降的趨勢。

5 結語

優(yōu)勢：（1）選擇了一種消除個體決策主觀影響的群體決策方法。（2）利用拉格朗日優(yōu)化和專家權重，消除不同專家在不同研究領域的影響。

劣勢：（1）群體決策法的主觀影響是無法完全消除的。（2）模型建立的過程中，考慮的因素相對不夠全面，因此會對結果的準確性帶來負面影響。