徐州市矿业型“无废城市”建设评价及障碍度识别*

温纪新 刘满芝# 王明明 孙爱东 刘泳涛

(1.中国矿业大学经济管理学院,江苏 徐州 221116;2.徐州市生态环境综合行政执法局,江苏 徐州 221006;3.徐州市环境卫生管理处,江苏 徐州 221003;4.徐州市餐厨垃圾处理厂,江苏 徐州 221150)

我国是世界上固体废物产生量最大的国家之一[1]。固体废物污染的综合防治是关系生态文明建设和“美丽中国”建设的重要战略要素。2019年4月,生态环境部发布了“无废城市”建设试点城市名单,并先后实施了《“无废城市”建设试点实施方案编制指南》和《“无废城市”建设指标体系(试行)》等方案[2]。在“无废城市”建设试点探索期,如何针对不同城市类型评价“无废城市”建设状况,建立客观、可行的“无废城市”建设评价体系,是保障“无废城市”建设有效推进的重要基础。

矿业型城市主要依靠资源开采带动经济发展,固体废物产生量大且存在非法倾倒问题,给处置利用带来了很大的困难,其后果将严重影响城市生态系统的良性循环[3]。作为“无废城市”建设试点城市的徐州市是我国典型的矿业型城市,且处于传统固体废物产生量密集型产业转型升级阶段[4],因此在徐州市探索“无废城市”建设评价体系也是为矿业型城市建立相应评价体系探路。

邹权等[5]结合无量纲算法和指数评分法,探索构建了用于量化“无废城市”建设成效的“无废指数”。温湖炜等[6]基于熵权法-TOPSIS模型评估了我国省域“无废城市”发展状况,并对“无废城市”发展的影响因素进行了分析。高术杰[7]运用层次分析法建立了“无废城市”评价指标体系的递阶层次关系和评价指标权重。以上文献选取的评价指标均是基于《“无废城市”建设指标体系(试行)》的,未考虑固体废物产生的原因、造成的社会环境影响,特别是未考城市性质的差异。DPSIR模型能从社会、经济和环境等视角系统表述城市生态系统各要素之间的多元反馈关系[8],已广泛用于资源型城市的生态安全评价、可持续发展评价[9]等。矿业型城市属于资源型城市范畴,因此可以借鉴使用DPSIR模型。同时,利用障碍度模型能有效理清制约研究对象发展的障碍因素[10],因此本研究利用障碍度模型进一步定量评估影响“无废城市”建设的因素。

鉴于此,本研究建立了针对矿业型城市的“无废城市”建设评价指标体系和评价方法,对徐州市“无废城市”建设状况进行评价分析,运用障碍度模型分析主要障碍指标,以期找到关键性制约因素,并为其他矿业型“无废城市”建设工作提供参考。

1 评价方法

1.1 评价指标体系构建

本研究构建了包含目标层、系统层、要素层和指标层的对矿业型“无废城市”建设评价的指标体系。目标层就是衡量矿业型“无废城市”建设的成效。系统层基于DPSIR模型划分成5个子系统：驱动力、压力、状态、影响和响应。要素层具体表现矿业型城市固体废物产生的原因、领域、影响和应对策略等。指标层是在要素层的基础上遵循指标选取的科学性和可操作性等原则选出的具体指标,最终筛选出40个评价指标(见表1)。

表1 矿业型“无废城市”建设评价指标体系Table 1 Evaluation index system of mining type “zero-waste city” construction

1.2 基于熵权法-TOPSIS模型的矿业型“无废城市”建设评价方法

TOPSIS模型是一种适用于多指标、多方案选择的多目标决策分析方法。本研究基于改进的TOPSIS模型[11]对矿业型“无废城市”建设进行评价。

(1) 评价指标标准化。由于不同的指标有不同的量纲和数量级,无法直接进行比较,因此需将指标采用极差法进行标准化处理。

对于指标性质为正的指标：

(1)

对于指标性质为负的指标：

(2)

式中：xi,j为第j年第i个指标的原始值;yi,j为xi,j经过标准化处理后的值;xi,max、xi,min分别为第i个指标的最大值和最小值。单位根据实际情况而定。

(2) 熵值法赋权。首先根据式(3)计算第j年第i个指标占全年的比例(pij);然后根据式(4)计算第i个指标的熵值(ei),pi,j=0时规定pi,jlnpi,j=0;最后根据式(5)计算第i个指标的权重(wi)。上一层次的权重由下一层次的权重加和得到。

(3)

(4)

(5)

式中：n为评价总年数,本研究中n=3,即2018—2020年。

(6)

(7)

(5) 根据式(8)计算第j年矿业型“无废城市”建设的综合评价指数(Tj)。

(8)

参考崔馨月等[12]综合指数分级方法和《“无废城市”建设试点实施方案编制指南》对“无废城市”建设试点城市的任务要求,构建了矿业型“无废城市”建设评价等级(见表2)。

表2 矿业型“无废城市”建设评价等级Table 2 Construction evaluation classification of mining type “zero-waste city”

1.3 基于障碍度模型的影响因素分析

引入障碍度模型计算各指标障碍度,指标障碍度越大,说明该指标对“无废城市”建设的阻力越大,根据障碍度排名可以找出主要障碍指标,针对性地制定方案措施。单项指标对矿业型“无废城市”建设的障碍度计算如式(9)所示,上一层次的障碍度由下一层次的障碍度加和得到。

(9)

式中：Ii,j为第j年第i个指标对矿业型“无废城市”建设的障碍度;wki为第i个指标所属第k个系统层的权重。

在此障碍度模型中,所有指标的障碍度之和为1,各项指标并不是越均衡越好,“无废城市”建设越完善,障碍度接近0的指标就会越多,主要障碍指标的障碍度就会变大,在主要障碍指标改进后,“无废城市”建设得到完善;形成“无废城市”后,仍会有主要障碍指标,可以不断优化,形成长期稳定的动态“无废城市”[13]。

1.4 数据来源

I5和R11原始数据来源于徐州市生态环境局官方网站(http://sthj.xz.gov.cn/),R7和R8原始数据来源于徐州市农业农村局官方网站(http://nyncj.xz.gov.cn/)。R10中的固体废物回收利用处置投资额、环境污染治理投资总额和R9原始数据来源于徐州市统计局官方网站(http://tj.xz.gov.cn/)。其他原始数据均来自2019—2021年的徐州市统计年鉴。徐州市“无废城市”建设评价指标的原始数据及权重如表3所示。

2 评价结果与分析

2.1 徐州市“无废城市”建设评价分析

矿业型城市徐州市2018—2020年“无废城市”建设状况如表4所示。2018、2019年徐州市矿业型“无废城市”建设的综合评价指数分别为0.38、0.35,属于中度不足状况,“无废城市”建设进展缓慢。至2020年,徐州市矿业型“无废城市”建设的综合评价指数增长到0.61,增长了近1倍,达到了基本成型的状况,城市固体废物排放增加趋缓,大部分已得到妥善处置。在助推老工业基地和资源枯竭型城市转型的大背景下,徐州市在产业转型、生态修复、社会引导等多领域同步实施推进“无废城市”建设。但整体上,徐州市“无废城市”建设状况仍处于过渡时期,距离全面建成“无废城市”仍有较大差距,任重而道远。

根据徐州市“无废城市”建设的具体措施可知,2018、2019年徐州市“无废城市”建设主抓驱动力和压力子系统,2019年开始注重状态和影响子系统的修复,随着“无废城市”试点工作的开启,响应子系统才得到关注和发展,并促进其他各子系统的综合提升。

2020年驱动力子系统的综合评价指数为0.54,相比2018、2019年也提高了近1倍,主要与社会经济和资源开发密切相关。2020年压力子系统的综合评价指数为0.36,相比2018、2019年有所下降,说明在推进“无废城市”的同时继续促进社会经济指标提升是城市发展的重要瓶颈问题。2020年状态子系统的综合评价指数为0.49,相比2018年下降,相比2019年上升,主要是受到工业固体废物产生强度的影响。2020年影响子系统的综合评价指数为0.57,相比于2018、2019年显著提高,公众对“无废城市”建设成效的满意度达到96%以上,初步形成了共建共治共享“无废城市”的良好局面。2020年响应子系统的综合评价指数为1.00,已处于高度完善状况,可以促进其他各子系统的综合提升。

表3 徐州市“无废城市”建设指标原始数据及权重Table 3 Index original data and weights of “zero-waste city” construction for Xuzhou

表4 徐州市“无废城市”建设综合评价结果Table 4 Comprehensive evaluation results of “zero-waste city” construction for Xuzhou

2.2 徐州市“无废城市”建设的障碍度识别

2018—2020年影响徐州市“无废城市”建设的单项指标障碍度如图1所示。从2018到2020年,障碍度为0的指标越来越多,大的障碍度指标变得越来越集中。至2020年,徐州市“无废城市”建设的5个最主要障碍指标为I1、S1、P3、D5、D3。虽然徐州市为“无废城市”建设制定和落实了各种政策措施,但随着社会经济的发展,现有政策措施实施效果显现出了新的不适应性。在今后的发展中,徐州市应实行固体废物全生命周期管理,加大工业技术改革力度,降低工业固体废物产生强度,提高建筑垃圾综合利用率,缓解人均GDP增长和城市化发展对“无废城市”建设造成负面影响,提高水资源质量。

图1 单项指标障碍度Fig.1 Obstacle degree of single index

徐州市“无废城市”建设的各子系统障碍度如图2所示。响应子系统是徐州市2018、2019年“无废城市”建设的主要障碍子系统;2020年响应子系统的障碍度降为0,压力成为了主要障碍子系统。这是因为徐州市实行了一系列“无废城市”建设方案,使得“无废城市”建设的障碍因素发生转变。依据障碍度模型结果,徐州市需处理好经济社会发展和“无废城市”建设之间的矛盾,从而实现矿产资源适度开发,促使固体废物源头减排,环境和居民健康得到保障。

图2 子系统障碍度Fig.2 Obstacle degree of subsystems

3 结论、建议及展望

3.1 结 论

(1) 至2020年,徐州市“无废城市”建设基本成型,城市固体废物排放趋缓,大部分已得到妥善处置,说明徐州市“无废城市”建设首战告捷,但与“无废城市”目标仍有差距,经济社会发展与“无废城市”建设仍存在各种矛盾因素,“无废城市”建设任务依然艰巨。从子系统方面看,驱动力、影响和响应子系统综合评价指数显著提升,其中响应子系统已处于高度完善状况。

(2) 通过障碍度计算可知,目前地表水达到或优于Ⅲ类比例、工业固体废物产生强度、建筑业总产值、人均GDP、城市化水平是徐州市“无废城市”建设的主要障碍指标,压力成为了主要障碍子系统。

3.2 建 议

结合上述结论,提出以下政策建议：(1)进一步健全政策配套与财政支持。“无废城市”建设作为一项高度综合的系统性工程,应进一步完善顶层设计,进一步统筹社会生产、生活各环节,加强各部门间的统筹协作;研究制定配套财税金融政策,加大固体废物污染治理与资源综合利用行业企业扶持力度,确保“无废城市”建设能够持续开展。(2)进一步强化区域协同与统筹推进。应充分重视区域统筹和协同,采取针对性措施引导和规范固体废物的区域间流动行为,减少固体废物大规模跨区域转移并降低后续利用处置存在的风险,确保各区域固体废物利用处置能力整体平衡稳定;破除行政壁垒和区划障碍,推动多层次、多样化区域联动模式,可以探索省际边缘地区“无废城市”协同建设新机制。(3)进一步形成“无废”的浓厚文化氛围。尽管试点城市开展了大量宣传、教育、培训等工作,但整体比较分散、不够系统,建议从国家层面系统性研究制定“无废”文化宣传教育培训实施方案,切实使绿色生产、绿色生活、垃圾分类、废物利用等“无废”文化落地生根,并最终迈向“无废”社会。

3.3 展 望

我国不同城市之间的资源优势、功能定位和发展阶段等存在差异,构建有针对性的“无废城市”建设评价方法有利于指导确定未来的工作重点。本研究可以为矿业型“无废城市”建设评价提供参考,但在选取评价指标时,由于数据收集的限制等原因,主要只考虑了影响矿业型“无废城市”建设的核心指标。今后应对“无废城市”建设影响因素作进一步研究,并依据政策的变动对评价体系进行更新。此外,仅从时间序列的角度对徐州市“无废城市”建设进行评价分析,缺少空间上的横向比较。今后研究需考虑时空格局,若能加入仿真预测则更好。