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    基于熵權-耦合協調度模型紡織經濟-資源-環(huán)境復合系統(tǒng)協調發(fā)展研究

    2022-09-30 05:36:00孟小璐
    長春師范大學學報 2022年8期
    關鍵詞:耦合度子系統(tǒng)耦合

    孟小璐

    (福州外語外貿學院,福建 福州 350202)

    紡織業(yè)是我國國民經濟的傳統(tǒng)支柱型產業(yè)和重要的民生產業(yè),在繁榮市場、擴大出口、吸納就業(yè)、增加農民收入、促進城鎮(zhèn)化發(fā)展等方面發(fā)揮著重要作用。“十三五”規(guī)劃期間,紡織業(yè)在我國產業(yè)發(fā)展中具有較高質量發(fā)展基礎和能力,規(guī)模以上紡織企業(yè)工業(yè)增加值年均增速達7%左右[1]。但是,產業(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、生產原料的價格的提高,還是因產業(yè)改造升級的需要對研發(fā)投入、技術人員、智能設備需求的增加,都增加了產業(yè)對資金、技術、人力、能源等各項資源需求的投入和能源的消耗[2]。在生態(tài)環(huán)境方面,我國倡導的生態(tài)文明建設、節(jié)能減排、產業(yè)綠色發(fā)展等要求都給紡織業(yè)帶來了環(huán)保生產的壓力[3],紡織業(yè)作為高污染行業(yè)之一,平衡好經濟發(fā)展和環(huán)境污染之間的關系就變得尤為重要。產業(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)境之間的關系,資源和環(huán)境既能促進產業(yè)經濟發(fā)展,也能制約產業(yè)經濟發(fā)展[4-6]。因此,本文從產業(yè)經濟、資源、環(huán)境三個方面入手研究三者之間的耦合關系、協調發(fā)展情況,以期為產業(yè)持續(xù)發(fā)展提供參考。

    1 文獻研究

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

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

    2 耦合協調度模型構建

    2.1 構建指標體系

    本文借鑒已有的研究成果[4,18],并遵循指標體系構建原則和方法,從紡織業(yè)的經濟、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,用來評價系統(tǒng)間的協調發(fā)展情況。文中用正負性來表示每個指標對系統(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)經濟-資源-環(huán)境復合系統(tǒng)協調發(fā)展評價指標體系

    2.2 數據來源及處理

    本文以福建紡織業(yè)為例進行相關數據收集,數據來源于2008—2019年《福建統(tǒng)計年鑒》《福建經濟普查年鑒》《中國勞動統(tǒng)計年鑒》和《中國統(tǒng)計年鑒》。同時對收集的指標數據進行標準化處理,以消除因量綱不同造成的影響。指標處理方式如下:

    正向影響指標參照如下公式計算:

    (1)

    反向影響指標參照如下公式計算:

    (2)

    其中,xij是第i年第j個指標的實際值,x′ij是處理后的指標數值。

    2.3 采用熵權法計算指標權重

    本文采用熵權法來計算指標權重,以避免因人為主觀判斷而產生的干擾。計算步驟如下:

    第一,對各系統(tǒng)指標進行同度量化,計算第j個指標每一年的比重Rij。

    (3)

    第二,計算各指標的熵值ej。

    (4)

    第三,計算各系統(tǒng)的指標的權重wj。

    (5)

    2.4 計算綜合評價指數

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

    (6)

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

    2.5 耦合協調度模型構建

    2.5.1 耦合度模型

    耦合度主要是體現子系統(tǒng)間的相互作用、相互影響的強度。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系及經濟-資源-環(huán)境三元復合系統(tǒng)的耦合關系。下面為二元耦合度和三元耦合度計算公式:

    (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)之間關聯性越大,系統(tǒng)之間發(fā)展越協調。

    2.5.2 耦合協調度

    為了更好地評價各子系統(tǒng)的耦合協調程度,引入耦合協調度函數:

    (9)

    T=αu1+βu2+γu3,

    (10)

    表2 耦合協調度等級劃分標準

    3 結果與分析

    3.1 綜合發(fā)展水平分析

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

    圖1 三個子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平

    根據圖1可知,三個子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平總體均呈現上升趨勢,三個子系統(tǒng)間的相互影響,使得復合系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平也在不斷地上升。其中,紡織業(yè)經濟子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平總體呈現不斷上升趨勢。但相較于其他兩個子系統(tǒng),經濟子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平起點較低,說明了福建省紡織業(yè)資源供應和生態(tài)環(huán)境方面基礎都較好。2012年經濟子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平出現小幅度下降,主要是因為在當年紡織業(yè)的總產值、增加值和利稅總額都出現下降,且這三個指標在經濟子系統(tǒng)中的權重較大,導致該子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平在2012出現下降。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,主要是經濟快速發(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)展水平的提升促進經濟發(fā)展。環(huán)境子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平呈現循環(huán)波動,在2007—2012年波動幅度較小,主要是前期生態(tài)環(huán)境基礎較好,但隨著產業(yè)經濟發(fā)展,忽略環(huán)境生態(tài)保護,導致發(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,主要是因為污染治理投入的增加,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,注意相關因素的影響。

    3.2 耦合協調度分析

    3.2.1 二元系統(tǒng)耦合協調度分析

    根據系統(tǒng)耦合協調度的計算公式得到二元系統(tǒng)的耦合協調度(圖2)。

    圖2 二元系統(tǒng)的耦合協調度

    3.2.1.1 經濟-資源系統(tǒng)

    2007—2018年,經濟-資源系統(tǒng)的耦合協調度呈持續(xù)增長趨勢,說明兩者間耦合度較高,呈有序協調發(fā)展。2007—2009年由失調階段發(fā)展到過渡階段,主要是經濟增加帶動資源的發(fā)展,2010—2011年由過渡階段發(fā)展到協調階段,主要是在此期間,經濟子系統(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,整體協調發(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)的耦合協調度呈波動性增長,增長幅度不大,主要是因為資源子系統(tǒng)和環(huán)境子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平在這期間都產生波動,且他們的發(fā)展水平差距不大導致的。在2010年有所下降是受環(huán)境子系統(tǒng)影響。2014—2016年下降的主要是因為兩子系統(tǒng)間的耦合關系變化導致的,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)耦合協調度的提升,使得協調有序發(fā)展。

    3.2.1.3 經濟-環(huán)境系統(tǒng)

    2007—2018年,經濟-環(huán)境系統(tǒng)的耦合協調度整體呈現增長趨勢,說明兩者間耦合度較高,呈有序協調發(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,兩者間的協調發(fā)展良好。

    3.2.2 三元復合系統(tǒng)耦合協調度分析

    三元復合系統(tǒng)的耦合協調度計算結果如表3所示。

    表3 三元復合系統(tǒng)耦合協調度

    由表3可知,2007—2018年,經濟-資源-環(huán)境復合系統(tǒng)的協調度不斷提升,復合系統(tǒng)整體上呈現協調、有序發(fā)展。2007年復合系統(tǒng)的耦合關系水平較低,導致系統(tǒng)間的協調度不高,處于失調階段;隨著各子系統(tǒng)發(fā)展水平提升,子系統(tǒng)間的耦合關系也在不斷地改善,使得復合系統(tǒng)從原先失調階段發(fā)展到過渡階段。從2010年開始,復合系統(tǒng)就步入協調發(fā)展階段,整體耦合發(fā)展呈現良好的勢態(tài);在這期間2014年出現小幅度的下降,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,即使經濟子系統(tǒng)還是處于上升,但是其他兩個子系統(tǒng)影響較大,導致復合系統(tǒng)協調度下降。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,復合系統(tǒng)的協調度也逐步提高。

    4 結論

    本文以福建紡織經濟-資源-環(huán)境為研究對象,研究其在2007—2018年間的綜合發(fā)展水平和耦合協調發(fā)展情況,研究發(fā)現:三個子系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平整體呈現上升的趨勢,其中經濟中子系統(tǒng)雖然起點低,但后續(xù)勢頭發(fā)展更快;通過對二元系統(tǒng)和三元復合系統(tǒng)的耦合協調度分析可知三個子系統(tǒng)間存在較高的耦合關系,且相互協調發(fā)展。它們在協調發(fā)展過程中存在一定的互相促進、相互制約的關系;同時,在這期間復合系統(tǒng)的綜合發(fā)展水平與耦合度和協調度相比,都顯得相對低,說明在保持子系統(tǒng)間協調穩(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。通過所構建模型的分析結果,為促進紡織產業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供參考依據,同時也可為其他產業(yè)的發(fā)展分析提供借鑒。

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