基于熵權(quán)-耦合協(xié)調(diào)度模型紡織經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展研究

孟小璐

(福州外語外貿(mào)學(xué)院，福建 福州 350202)

紡織業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的傳統(tǒng)支柱型產(chǎn)業(yè)和重要的民生產(chǎn)業(yè)，在繁榮市場、擴(kuò)大出口、吸納就業(yè)、增加農(nóng)民收入、促進(jìn)城鎮(zhèn)化發(fā)展等方面發(fā)揮著重要作用?！笆濉币?guī)劃期間，紡織業(yè)在我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展中具有較高質(zhì)量發(fā)展基礎(chǔ)和能力，規(guī)模以上紡織企業(yè)工業(yè)增加值年均增速達(dá)7%左右[1]。但是，產(chǎn)業(yè)在穩(wěn)定發(fā)展的同時也面臨著諸多壓力。近年來，在資源需求方面，不管是勞動力、生產(chǎn)原料的價格的提高，還是因產(chǎn)業(yè)改造升級的需要對研發(fā)投入、技術(shù)人員、智能設(shè)備需求的增加，都增加了產(chǎn)業(yè)對資金、技術(shù)、人力、能源等各項(xiàng)資源需求的投入和能源的消耗[2]。在生態(tài)環(huán)境方面，我國倡導(dǎo)的生態(tài)文明建設(shè)、節(jié)能減排、產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展等要求都給紡織業(yè)帶來了環(huán)保生產(chǎn)的壓力[3]，紡織業(yè)作為高污染行業(yè)之一，平衡好經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境污染之間的關(guān)系就變得尤為重要。產(chǎn)業(yè)要做到綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展，就需要平衡與資源、環(huán)境之間的關(guān)系，資源和環(huán)境既能促進(jìn)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也能制約產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[4-6]。因此，本文從產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境三個方面入手研究三者之間的耦合關(guān)系、協(xié)調(diào)發(fā)展情況，以期為產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 文獻(xiàn)研究

段文平[4]、朱芬華[5]、李國柱等[6]都提出經(jīng)濟(jì)與環(huán)境、資源之間存在緊密關(guān)聯(lián)，目前大部分學(xué)者主要研究的是區(qū)域經(jīng)濟(jì)與資源、環(huán)境之間的耦合關(guān)系，王羽和王憲恩[7]基于生態(tài)文明理念，分析了經(jīng)濟(jì)社會與資源環(huán)境耦合模式與演化過程，提出區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會與資源環(huán)境系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的對策。朱沁夫和鞏慧琴[8]對海南經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境發(fā)展進(jìn)行耦合分析。張超和楊軍[9]構(gòu)建區(qū)域經(jīng)濟(jì)-社會-資源環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的評價體系，對重慶市三大系統(tǒng)的發(fā)展水平進(jìn)行分析。王蕾等[10]基于經(jīng)濟(jì)、社會、資源、環(huán)境對北疆主要地區(qū)城市化發(fā)展進(jìn)行評價，并利用耦合協(xié)調(diào)度模型和ARMA模型對北疆地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、社會、資源、環(huán)境進(jìn)行耦合協(xié)調(diào)度分析和預(yù)測。王憲恩等[11]構(gòu)建圖們江地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會與資源環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展模型，分析圖們江地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會和資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展水平，研究該地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會和資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展趨勢，為促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提出對策建議。胡彪等[12]構(gòu)建天津市經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境系統(tǒng)評價指標(biāo)體系，并采用主成分分析法、回歸分析法和隸屬度函數(shù)測算三個系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)度，分析經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境之間的協(xié)調(diào)發(fā)展情況。也有少部分學(xué)者研究產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、資源之間關(guān)系，如馬金書和李海江[13]利用灰關(guān)聯(lián)法測度云南各產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟(jì)增長、資源消耗及污染物排放的關(guān)聯(lián)度。張唯佳和饒良懿[14]依據(jù)資源-環(huán)境-經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展理論和壓力-狀態(tài)-響應(yīng)框架模型構(gòu)建了荒漠化治理技術(shù)產(chǎn)業(yè)化資源-環(huán)境-經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展評價指標(biāo)體系。楊月梅[15]利用綜合相對勢模型從經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境方面對中國2012年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理性進(jìn)行評價。徐升華和吳丹[16]基于系統(tǒng)動力學(xué)研究產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)和資源的內(nèi)在關(guān)系。王雪芹和盛武[17]建立煤炭產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度評價指標(biāo)體系，分析煤炭產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。

從現(xiàn)有的研究來看，更多的學(xué)者是探討區(qū)域經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和資源的關(guān)系，對產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境之間的關(guān)系研究還是比較少，且研究維度也相對單一。而且，研究紡織產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境三者之間關(guān)系的更是缺乏。紡織產(chǎn)業(yè)作為我國重要的民生產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展與生態(tài)環(huán)境、資源利用等方面有很大關(guān)聯(lián)，討論紡織產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)與資源、環(huán)境的關(guān)系對促進(jìn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有重要的參考作用。因此，本文將構(gòu)建紡織產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境系統(tǒng)，從多維度研究產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境之間的二元系統(tǒng)耦合關(guān)系和三元復(fù)合系統(tǒng)耦合關(guān)系，深入分析其交互耦合的運(yùn)行機(jī)理，為產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)。

2 耦合協(xié)調(diào)度模型構(gòu)建

2.1 構(gòu)建指標(biāo)體系

本文借鑒已有的研究成果[4,18]，并遵循指標(biāo)體系構(gòu)建原則和方法，從紡織業(yè)的經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境三個方面選取具有代表性且易獲取的16個指標(biāo)，用來評價系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展情況。文中用正負(fù)性來表示每個指標(biāo)對系統(tǒng)的影響，“+”表示正向影響，“-”表示反向影響，如下表1所示。

表1 紡織業(yè)經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展評價指標(biāo)體系

2.2 數(shù)據(jù)來源及處理

本文以福建紡織業(yè)為例進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)收集，數(shù)據(jù)來源于2008—2019年《福建統(tǒng)計(jì)年鑒》《福建經(jīng)濟(jì)普查年鑒》《中國勞動統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》。同時對收集的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以消除因量綱不同造成的影響。指標(biāo)處理方式如下：

正向影響指標(biāo)參照如下公式計(jì)算：

(1)

反向影響指標(biāo)參照如下公式計(jì)算：

(2)

其中，xij是第i年第j個指標(biāo)的實(shí)際值，x′ij是處理后的指標(biāo)數(shù)值。

2.3 采用熵權(quán)法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重

本文采用熵權(quán)法來計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，以避免因人為主觀判斷而產(chǎn)生的干擾。計(jì)算步驟如下：

第一，對各系統(tǒng)指標(biāo)進(jìn)行同度量化，計(jì)算第j個指標(biāo)每一年的比重Rij。

(3)

第二，計(jì)算各指標(biāo)的熵值ej。

(4)

第三，計(jì)算各系統(tǒng)的指標(biāo)的權(quán)重wj。

(5)

2.4 計(jì)算綜合評價指數(shù)

采用綜合評價模型[19]計(jì)算紡織業(yè)經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境三個子系統(tǒng)的綜合評價指數(shù)，通過各子系統(tǒng)綜合評價指數(shù)來說明各子系統(tǒng)的發(fā)展水平。計(jì)算公式如下：

(6)

其中，k=1,2,3，uk表示各子系統(tǒng)綜合評價指數(shù)，即u1,u2,u3分別為經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)、資源子系統(tǒng)和環(huán)境子系統(tǒng)的綜合評價指數(shù)，以反映各子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平。

2.5 耦合協(xié)調(diào)度模型構(gòu)建

2.5.1 耦合度模型

耦合度主要是體現(xiàn)子系統(tǒng)間的相互作用、相互影響的強(qiáng)度。本文借鑒張翔等[20]采用的耦合度模型研究子系統(tǒng)之間兩兩二元耦合關(guān)系及經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境三元復(fù)合系統(tǒng)的耦合關(guān)系。下面為二元耦合度和三元耦合度計(jì)算公式：

(7)

(8)

其中，C和C′分別為二元和三元系統(tǒng)的耦合度，反映子系統(tǒng)之間耦合程度。耦合度值越大，子系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)性越大，系統(tǒng)之間發(fā)展越協(xié)調(diào)。

2.5.2 耦合協(xié)調(diào)度

為了更好地評價各子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)程度，引入耦合協(xié)調(diào)度函數(shù)：

(9)

T=αu1+βu2+γu3,

(10)

表2 耦合協(xié)調(diào)度等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)果與分析

3.1 綜合發(fā)展水平分析

基于上述綜合發(fā)展指數(shù)的計(jì)算方法，得到不同年份三個子系統(tǒng)的綜合發(fā)展指數(shù)，各子系統(tǒng)綜合發(fā)展指數(shù)變化如圖1所示。

圖1 三個子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平

根據(jù)圖1可知，三個子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平總體均呈現(xiàn)上升趨勢，三個子系統(tǒng)間的相互影響，使得復(fù)合系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平也在不斷地上升。其中，紡織業(yè)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平總體呈現(xiàn)不斷上升趨勢。但相較于其他兩個子系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平起點(diǎn)較低，說明了福建省紡織業(yè)資源供應(yīng)和生態(tài)環(huán)境方面基礎(chǔ)都較好。2012年經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平出現(xiàn)小幅度下降，主要是因?yàn)樵诋?dāng)年紡織業(yè)的總產(chǎn)值、增加值和利稅總額都出現(xiàn)下降，且這三個指標(biāo)在經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)中的權(quán)重較大，導(dǎo)致該子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平在2012出現(xiàn)下降。資源子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平在2007—2013年穩(wěn)定增長；在2013—2016年下降幅度較大，主要是經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，增加了對資源的消耗，如能源消耗、科技投入、固定資產(chǎn)投資等；2016—2018年呈大幅度上升，是由于資源子系統(tǒng)和環(huán)境子系統(tǒng)發(fā)展水平的提升促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。環(huán)境子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平呈現(xiàn)循環(huán)波動，在2007—2012年波動幅度較小，主要是前期生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)較好，但隨著產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，忽略環(huán)境生態(tài)保護(hù)，導(dǎo)致發(fā)展水平有小幅度的下降；在2013—2018年雖然有波動，但整體是上升的，主要是因?yàn)槲廴局卫硗度氲脑黾?，工業(yè)二氧化硫排放量的減少，工業(yè)固體廢物綜合利用率的提高，提升了環(huán)境子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平。2018年相較于其他兩個子系統(tǒng)，環(huán)境子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平較低，且還有下降趨勢，說明該子系統(tǒng)發(fā)展勢頭不足，需提高警惕，注意相關(guān)因素的影響。

3.2 耦合協(xié)調(diào)度分析

3.2.1 二元系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度分析

根據(jù)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的計(jì)算公式得到二元系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度(圖2)。

圖2 二元系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度

3.2.1.1 經(jīng)濟(jì)-資源系統(tǒng)

2007—2018年，經(jīng)濟(jì)-資源系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度呈持續(xù)增長趨勢，說明兩者間耦合度較高，呈有序協(xié)調(diào)發(fā)展。2007—2009年由失調(diào)階段發(fā)展到過渡階段，主要是經(jīng)濟(jì)增加帶動資源的發(fā)展，2010—2011年由過渡階段發(fā)展到協(xié)調(diào)階段，主要是在此期間，經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)和資源子系統(tǒng)的發(fā)展水平同時在不斷提升，減小了兩系統(tǒng)間的差距，整體協(xié)調(diào)發(fā)展。

3.2.1.2 資源-環(huán)境系統(tǒng)

2007—2018年，資源-環(huán)境系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度呈波動性增長，增長幅度不大，主要是因?yàn)橘Y源子系統(tǒng)和環(huán)境子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平在這期間都產(chǎn)生波動，且他們的發(fā)展水平差距不大導(dǎo)致的。在2010年有所下降是受環(huán)境子系統(tǒng)影響。2014—2016年下降的主要是因?yàn)閮勺酉到y(tǒng)間的耦合關(guān)系變化導(dǎo)致的，但后期隨著兩子系統(tǒng)綜合發(fā)展水平的回升，帶動兩子系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的提升，使得協(xié)調(diào)有序發(fā)展。

3.2.1.3 經(jīng)濟(jì)-環(huán)境系統(tǒng)

2007—2018年，經(jīng)濟(jì)-環(huán)境系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度整體呈現(xiàn)增長趨勢，說明兩者間耦合度較高，呈有序協(xié)調(diào)發(fā)展。2018年有小幅度下降，主要是受環(huán)境子系統(tǒng)發(fā)展水平下降的影響，雖然有波動，但總體上兩子系統(tǒng)間耦合度還是比較高，兩者間的協(xié)調(diào)發(fā)展良好。

3.2.2 三元復(fù)合系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度分析

三元復(fù)合系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度計(jì)算結(jié)果如表3所示。

表3 三元復(fù)合系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度

由表3可知，2007—2018年，經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度不斷提升，復(fù)合系統(tǒng)整體上呈現(xiàn)協(xié)調(diào)、有序發(fā)展。2007年復(fù)合系統(tǒng)的耦合關(guān)系水平較低，導(dǎo)致系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)度不高，處于失調(diào)階段；隨著各子系統(tǒng)發(fā)展水平提升，子系統(tǒng)間的耦合關(guān)系也在不斷地改善，使得復(fù)合系統(tǒng)從原先失調(diào)階段發(fā)展到過渡階段。從2010年開始，復(fù)合系統(tǒng)就步入?yún)f(xié)調(diào)發(fā)展階段，整體耦合發(fā)展呈現(xiàn)良好的勢態(tài)；在這期間2014年出現(xiàn)小幅度的下降，主要是受資源子系統(tǒng)和環(huán)境子系統(tǒng)綜合發(fā)展水平下降的影響，即使經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)還是處于上升，但是其他兩個子系統(tǒng)影響較大，導(dǎo)致復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)度下降。后續(xù)隨著資源子系統(tǒng)和環(huán)境子系統(tǒng)發(fā)展水平提升，復(fù)合系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度也逐步提高。

4 結(jié)論

本文以福建紡織經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境為研究對象，研究其在2007—2018年間的綜合發(fā)展水平和耦合協(xié)調(diào)發(fā)展情況，研究發(fā)現(xiàn)：三個子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平整體呈現(xiàn)上升的趨勢，其中經(jīng)濟(jì)中子系統(tǒng)雖然起點(diǎn)低，但后續(xù)勢頭發(fā)展更快；通過對二元系統(tǒng)和三元復(fù)合系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度分析可知三個子系統(tǒng)間存在較高的耦合關(guān)系，且相互協(xié)調(diào)發(fā)展。它們在協(xié)調(diào)發(fā)展過程中存在一定的互相促進(jìn)、相互制約的關(guān)系；同時，在這期間復(fù)合系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平與耦合度和協(xié)調(diào)度相比，都顯得相對低，說明在保持子系統(tǒng)間協(xié)調(diào)穩(wěn)定發(fā)展的同時，需要注意提高各子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平。通過所構(gòu)建模型的分析結(jié)果，為促進(jìn)紡織產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)，同時也可為其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展分析提供借鑒。