基于灰色关联度的酒泉市工业污染趋势分析

王春娟 张文 刘晓燕 向国立 王贵

（1 培黎职业学院 甘肃张掖 734100 2 甘肃省酒泉生态环境监测中心 甘肃酒泉 735000）

随着我国经济的快速发展，酒泉市经济也迎来了前所未有的发展。全市以资源优势为依托，大力优化产业结构，形成了以石油为主导产业，采矿、建材、冶金、机械、化学制品制造、农副产品加工等为辅的工业发展体系。经济发展给人们带来美好生活的同时，也给环境造成一定的影响。当前，我国经济发展进入新发展阶段，国家大力倡导生态文明建设体系，更加注重优化产业结构，不断探索环境与经济之间的发展关系。因此，近年来经济与环境之间相互协调发展成为经济学界普遍关注的问题［1-3］。国外对于经济与环境的相关研究相对国内较早，特别是美国的学者Grossman&Krueger 提出了“环境库兹涅茨曲线”，即经济发展和环境之间的关系存在倒“U”型关系［4-6］。除此之外，还有很多学者利用当地经济数据与环境数据进行分析研究，对“环境库兹涅茨曲线”进行了大量实证检验，进一步推动环境质量和经济增长之间关系的研究。人们在不断深化研究过程中，发现经济并不是影响环境的唯一因素，而是与多种因素有关。对此，有研究者尝试在研究中加入产业规模、产业结构、工业化程度、城市化水平等因素，进一步分析环境质量和经济增长之间的关系，研究方法也多种多样［7］。马丽［8］运用LMDI 因素分解法研究经济因素对污染物排放变化的贡献度，吴加伟等［9］利用城市工业污染物排放和经济数据，分析了长江三角洲地区工业污染变化规律及驱动因素。在此基础上，本文运用灰色关联模型分析酒泉市工业污染发展趋势以及影响因素，具有很大的现实意义，为地方决策者提供一定的参考。

1 研究区概况

酒泉市坐落于甘肃省西北部。东接张掖市和内蒙古自治区，南接青海省，西接新疆维吾尔自治区，北接蒙古国，总面积19.2 km2，占甘肃省面积的42%。酒泉市下辖肃州区、敦煌市、玉门市、瓜州县、金塔县、阿克塞哈萨克族自治县、肃北蒙古族自治县（见图1）。在酒泉市经济发展过程中，工业在国民经济中占主导地位，工业经济总量快速增长，但是在工业化加速发展过程中带来了较为严重的环境污染问题。近些年来，伴随着国家发展方式的转型，产业结构的优化，倡导“生态优先，绿色发展”的新理念，推动经济实现高质量发展。因此，探索酒泉市工业污染发展趋势以及影响因素，具有一定的代表性。

图1 酒泉市地图

2 数据来源、研究方法及指标选取

2.1 数据来源及研究方法

本文所有数据来源于2009—2018 年《酒泉市统计年鉴》，采用酒泉市2009—2018 年的工业废水排放量、工业二氧化硫、工业烟尘、第二产业增加值、人均GDP、城镇化率、环保投资、人口数量等数据进行分析研究，空间行政边界矢量数据来源于1∶400 万中国基础地理信息数据库。

2.2 研究方法

灰色关联分析是指对一个整体系统发展变化的态势定量描述和比较的方法，通过确定参考数据列和若干个比较数据列的几何形状相似程度来判断其联系是否紧密，反映了曲线间的关联程度［10］。其基本思想是：根据各相关因素的时间序列曲线的几何相似程度，来判断因素间关系是否紧密；曲线几何形状越接近，相应序列间的关联度就越大；反之就越小［11］。灰色关联分析主要有以下6 个分析步骤［12-13］。

（1）确定分析数列

参考数列（又称母序列）：

比较数列（又称子序列）：

（2）无量纲化处理

参考数列：

比较数列：

（3）绝对差，即参考序列y0（k）与比较序列yi（k）对应点k点（k=1，2，…，n）之差值的绝对值构成绝对差值序列。

（4）计算关联系数

式中：ρ 为分辨系数，且ρ∈［0，1］，一般取ρ=0.5；i=1，2，…，m；k=1，2，…，n。

（5）计算关联度

（6）关联度的排序

通过关联度的排序，可以比较直观地看出各影响因素对试样样本主体的影响程度大小，进而分析结果表现更加直观。

2.3 指标选取

环境污染过程中的贡献因子诸多，例如受制于自然、社会、经济等多种因素，是一个非常复杂的系统。本文结合酒泉市工业污染实际情况，选取具有一定代表性的指标，具体为工业废水排放量、工业二氧化硫排放量、工业粉尘排放量（分别用x0（1），x0（2），x0（3）表示，作为参考序列）来反映工业环境污染的特征因子；选取经济活动的经济化水平、环保科技投资、产业结构、城镇化率，具体为第二产业占GDP 比重、工业增加值占GDP 比重、人均GDP、城镇化率、环保投资、人口规模（分别用X1，X2，X3，X4，X5，X6表示，作为比较序列）来代表影响工业污染的指标。第二产业占GDP 比重和工业增加值占GDP 比重代表产业结构；人均GDP 代表经济化水平；城镇化率和人口规模代表城镇化水平；环保投资代表环境治理水平。

3 结果分析

3.1 酒泉市工业发展趋势分析

酒泉市2009—2018 年工业污染物排放量见图2。由图2可见，酒泉市工业污染物整体上从2009 年起呈现先升高再逐渐降低的趋势。从单项污染物排放总量来看，工业废水排放量从2009 年逐年升高，到2014 年达到最高点，2014 年后每年逐渐降低；二氧化硫排放量从2009 年逐年上升，到2012 年达到最高点，2013 年出现降低，2014 年出现反弹升高，2014 年后逐年降低；烟尘排放量从2009—2011 年逐年升高，到2011 年出现最高点，2012 年出现降低，2013 年出现反弹升高，自2014—2018 年间出现有降低和升高的现象，说明工业环境整体治理的不稳定性。

图2 酒泉市2009—2018 年工业污染物排放量

3.2 酒泉市工业污染灰色关联度分析结果

酒泉市工业污染物灰色关联度见表1。从表1 分析结果来看，工业废水排放量影响因素排序：X2＞X1＞X6＞X3＞X4＞X5，即工业增加值占GDP 比重＞第二产业占GDP 比重＞人口规模＞人均GDP＞城镇化率＞环保投资。其中工业增加值占GDP 比重和第二产业占GDP 比重关联程度最大，表明产业结构是影响工业废水排放量的主导因素，因此减少废水排放量首先要改变工业产业结构。工业二氧化硫和工业粉尘排放总量影响因素分析结果排序一致：X2＞X1＞X3＞X6＞X4＞X5，即工业增加值占GDP比重＞第二产业占GDP 比重＞人均GDP＞人口规模＞城镇化率＞环保投资。其中工业增加值占GDP 比重和第二产业占GDP 比重相关度最大，这表明酒泉市工业产业结构不合理，工业经济总量的拉动是以牺牲环境为代价的，需要进一步优化工业结构，促使工业与环境协调发展。

表1 酒泉市工业污染物灰色关联度

4 结论

通过灰色关联的分析结果看出，对酒泉市工业污染影响较大的因素主要为工业增加值占GDP 比重和第二产业占GDP 比重，其中工业增加值占GDP 比重影响最显著，说明工业经济发展对环境影响很大，以牺牲环境为代价来获得工业经济的发展。因此，加快工业产业结构的优化与调整，逐渐转变当前经济发展方式，是减少工业污染物的最佳的途径。政府部门和各工业企业单位也要加大环境保护投资，使得当前工业污染形式得到有效改善。