基于粗糙集与未确知模型的京津冀工业绿色发展的差异性与协调性分析
发布时间：2021-05-31
摘要：京津冀协同发展，工业绿色发展是重要突破口。本文基于绿色发展的内涵，参考四部委发布的《绿色发展评价指标体系》构建了涵盖工业资源利用、工业环境质量、工业环境治理、工业经济增长共4个二级指标16个三级指标的区域工业绿色发展测度指标体系，综合运用粗糙集理论与未确知模型约简指标、计算权重、设置分级标准，对京津冀工业绿色发展水平进行多指标综合测度;在此基础上构建耦合协调度模型测度其协调性。结果发现：(1)京津冀间工业绿色发展存在较大差异，京、津波动频繁，河北省上升趋势明显，均已达到中等以上水平;(2)京、津、冀工业绿色发展分别受工业环境治理、工业资源利用、工业环境质量的影响最为显著;(3)京津冀工业资源利用、工业环境治理及工业经济增长均处在濒临失调区，工业环境质量处在勉强协调区，工业绿色发展已达到优质协调区。因此，一方面京、津、冀工业绿色发展应分别聚焦工业环境治理、工业资源利用、工业环境质量精准施策;另一方面必须重视京津冀工业绿色协同发展。
关键词：京津冀;工业绿色发展;差异性;协调性
1引言
“绿色化”概念在《关于加快推进生态文明建设的意见》中被首次提出，利用五大发展理念之一的“绿色”引领发展是新时代京津冀生态文明建设的治本之策。加强生态文明建设的基础性、决定性作用，使得京津冀工业绿色发展成为推动京津冀协同发展取得新突破的关键。然而京、津、冀的工业化进程不同，为量化差距和协同度，量身定制绿色发展措施，非常有必要构建一个科学全面、可操作性强的京津冀工业绿色发展测度指标体系。
现有文献中，关于绿色发展的明确定义尚未达成共识。一些学者认为绿色发展是经济增长和环境保护的协调发展，如李雪娇[1]、郭玲玲等[2];胡鞍钢等(2014)的理解更加完整，认为绿色发展是经济、社会、自然三者的相互作用相互影响，可以概括为绿色增长、绿色福利、绿色财富三个方面[3];随着研究的深入，越来越多的学者强调绿色发展目标的多元化，并将研究拓展到了工业绿色发展[4-5]。
与此同时，学者们对绿色发展进行了测度评价。主要可以分为四个方向[6-8]：绿色全要素生产率测度、绿色经济效率测算、构建绿色发展指数、构建绿色发展评价指标体系[9-10]。关于工业绿色发展研究大多集中在发展水平和效率测度方面，主要有工业全要素生产率测度、企业的绿色技术效率测度、工业绿色发展绩效指数、工业绿色发展水平评价体系等[11-13]。通过对现有文献的整理发现，已有研究大多侧重于全国或省际范围绿色发展相对水平的测度及比较;研究方法大多使用SBM-DEA模型、ML模型、主成分分析、熵值法、TOPSIS模型等。全面综合定量的绝对评价测度工业绿色发展的文献较少，针对工业绿色发展的地区间协调性研究的文献较少。
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基于此，本文从绿色发展的内涵出发，参考权威评价指标体系和“十三五”规划纲要等，构建工业绿色发展测度指标体系，设置指标等级，运用粗糙集理论与未确知模型对京津冀工业绿色发展进行综合测度，并运用耦合协调度模型对其协调度进行测度研究，一方面能够促进工业绿色发展测度指标体系的系统化与规范化;另一方面有助于量化差距，找准问题，为京津冀量身制定绿色发展的政策措施提供理论依据，最终推动京津冀工业绿色协同发展取得新的更大进展。
2区域工业绿色发展测度模型与协调性模型
2.1区域工业绿色发展测度指标体系
(1)指标的理论选取。根据已有研究，经济-生态-社会系统目标导向的绿色发展，强调发展目标的多元化，包括经济高效、规模有度、社会包容等[5]。基于此，本文认为，绿色发展是相对于传统发展模式而言的以效率、和谐、持续为目标的经济增长和社会发展方式，其核心目的是为突破有限的资源环境承载力的制约，谋求经济增长与资源环境消耗的脱钩，促进人口经济资源环境相协调。鉴于四部委联合发布的绿色发展评价指标体系与这一理解比较契合，且具有权威性、应用广泛性，本文遵循科学性、数据可得性、研究相关性等原则，在该指标体系的基础上进行筛选、修改和补充。最终构建了包括工业资源利用、工业环境质量、工业环境治理和工业经济增长等4个准则层16个评价指标的区域工业绿色发展测度指标体系，如表1所示。
3实证分析
基于科学性、数据可得性等原则，对2005—2016年京津冀工业绿色发展进行实证分析。相关指标数据可通过历年《北京统计年鉴》、《天津统计年鉴》、《河北经济年鉴》、《中国能源统计年鉴》、《中国环境统计年鉴》、《中国统计年鉴》、《中国工业统计年鉴》、《中国高技术产业统计年鉴》、《中国城市统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》等获取。其中，工业CO2排放总量参考《IPCC温室气体排放清单指南》中的估算方法;河北省工业化学需氧量排放量和工业氨氮排放量需加总生活排放量和工业排放量得到;北京市和河北省的一般工业固体废物综合利用率需要利用一般工业固体废物综合利用量和一般工业固体废物产生量计算得到;河北省的工业资产负债率需要利用工业企业的负债总额和工业企业的资产总额计算得到;以上工业增加值均以2004年不变价处理。限于篇幅，以上相关数据不再列示。
3.1京津冀工业绿色发展相对水平测度
根据步骤(2)①，由于粗糙集只能处理离散化的数据，所以本文利用SPSS16.0对数据进行K-均值聚类分析，将其分为3类。根据步骤(2)②对指标进行约简，根据步骤(2)③计算得到各指标权重，如表1所示。根据公式(1)，可得到2005—2016年京津冀工业绿色发展测度值，如表2所示。
3.2京津冀工业绿色发展绝对水平测度
(1)指标等级设置。将京津冀工业绿色发展评价指标分为五个等级，即C={C1，C2，C3，C4，C5}来表示好、较好、中、较差和差。分级标准分为六类：第一类，有些指标在“十三五”有关规划中设定了全行业2020年的目标值，利用2005年全行业指标数据得到累计增速或降速，将其作为工业指标的累计增速或降速，并利用2005年全国指标数据的平均值得到2020年数值作为规划值，将其作为最高级别;将2005—2016年中各省最低水平作为最低级别，等分差距作为其他级别，如工业能源消费总量、工业用水总量、工业环境污染治理完成投资占工业增加值比重。第二类，有些指标在“十三五”有关规划中明确设定了2020年相对于2015年的累计增速或降速，利用2015年指标数据得到2020年数值作为规划值，并利用2005年指标数据得到年均增速或降速，将其作为最高级别;将2005—2016年中各省最低水平作为最低级别，等分差距作为其他级别，如单位工业增加值能源消费降低率、单位工业增加值用水降低率、单位工业增加值二氧化碳排放降低率、工业化学需氧量排放总量降低率、工业氨氮排放总量降低率、工业二氧化硫排放降低率。第三类，有些指标权威机构对2020年的目标值进行了预测，利用2005年指标数据得到平均增速或降速，将其作为最高级别;将2005—2016年各省最低水平作为最低等级，等分差距作为其他级别，如工业增加值增长率。第四类，有些指标在“十三五”有关规划中设定了2020年的目标值，将其作为最高级别;将2005—2016年中各省最低水平作为最低级别，等分差距作为其他级别，如一般工业固体废物综合利用率、工业科技创新强度。第五类，有些指标在“十三五”有关规划中直接规定了2020年有关企业的最高级别和最低级别，等分差距作为其他级别，如工业资产负债率。第六类，有些指标国家没有明确规定目标值，利用2005—2016年全国的相关数据，计算出指标的平均值作为中间等级，最小值作为最低等级，等分差距设置其他级别，如工业危险废物处置率、工业废水治理完成投资占工业环境污染治理完成投资比重、工业绿色产业比重。京津冀工业绿色发展评价指标等级划分如表3所示。
3.3京津冀工业绿色发展协调度测度
分别将2005—2016年京津、津冀、京冀的工业资源利用、工业环境质量、工业环境治理、工业经济增长、工业绿色发展测度值代入公式(4)和(5)，令m=2、α1=α2=1/2，可得到相应的耦合协调度，如图1a～1c所示。分别将2005—2016年京津冀的工业资源利用、工业环境质量、工业环境治理、工业经济增长、工业绿色发展测度值代入式(4)和(5)，令m=3、α1=α2=α3=1/3，可得到相应的耦合协调度，如图1d所示。依据耦合协调度的数值大小，将京津冀工业绿色发展协调度由失调到协调划分为9种类型，见图1。
4结果分析
4.1京津冀工业绿色发展差异性分析
如表1所示，京、津、冀工业绿色发展分别受工业环境治理、工业资源利用和工业环境质量的影响最大。三级指标中，单位工业增加值能源消耗降低率、工业二氧化硫排放总量降低率、工业环境污染治理完成投资占工业增加值比重、一般工业固体废物综合利用率等对北京市工业绿色发展的影响较大;单位工业增加值能源消耗降低率、单位工业增加值用水降低率等对天津市工业绿色发展的影响较大;一般工业固体废物综合利用率、工业绿色产业比重、单位工业增加值二氧化碳排放降低率、工业氨氮排放总量降低率等对河北省工业绿色发展的影响较大。具体而言：
(1)工业绿色发展。北京市工业绿色发展水平整体呈先下降后上升趋势，且一直处在C1级别，工业环境治理指标一直占主导地位，2010—2012年工业资源利用影响较大;天津市工业绿色发展水平整体呈波动趋势，工业资源利用占主导地位，2009年以后工业环境治理对工业绿色发展的影响仅次于工业资源利用;河北省工业绿色发展水平整体呈波动上升趋势，主要受到工业环境质量的影响。
(2)工业资源利用。北京市工业资源利用水平一直保持在C1级别，相对水平整体呈波动趋势，2005—2007年单位工业增加值用水降低率对工业资源利用水平影响较大，2007年之后单位工业增加值能源消耗降低率影响凸显;天津市工业资源利用相对水平整体呈波动下降趋势，单位工业增加值能源消耗降低率影响显著;河北省工业资源利用相对水平整体呈缓慢波动趋势，单位工业增加值能源消耗降低率影响最明显。
(3)工业环境质量。京、津、冀工业环境质量水平整体呈波动上升趋势，工业二氧化硫排放总量降低率对北京市工业环境质量水平影响最大，单位工业增加值二氧化碳排放降低率次之;单位工业增加值二氧化碳排放降低率对天津市工业环境质量水平影响最大;单位工业增加值二氧化碳排放降低率对河北省的工业环境质量水平影响最大，工业氨氮排放降总量低率次之。
(4)工业环境治理。北京市工业环境治理水平整体呈先下降后上升的趋势，2012—2016年一般工业固体废物综合利用率的影响最大;天津市工业环境治理水平整体呈波动上升趋势，2011—2016年一般工业固体废物综合利用率和工业危险废物处置率的影响最大;河北省工业环境治理水平整体呈先上升后下降的趋势，一般工业固体废物综合利用率在2005—2011年和2014—2016年影响最大，2011-2014年工业危险废物处置率影响最大。
(5)工业经济增长。北京市工业经济增长水平整体处于下降趋势，受工业绿色产业比重影响最大;天津市工业经济增长水平整体处于波动下降趋势，2005—2008年工业资产负债率的影响最大，2008—2012年工业增加值增长率的影响显著，2012—2016年工业科技创新强度影响最大;河北省工业经济增长水平整体呈明显上升趋势，工业绿色产业比重的影响凸显。
4.2京津冀工业绿色发展协调性分析
(1)京津工业绿色发展协调性分析。京津的工业绿色发展协调度整体呈先下降后上升的趋势，2005—2010年从中度协调区下降到勉强协调区，2010—2016年上升到中级协调区。其中，工业资源利用协调度在轻度失调区、中度失调区和严重失调区间波动频繁;2012年以前工业环境质量协调度在严重失调区波动，2013年以来逐年上升至轻度失调区;工业环境治理协调度一直在中度失调区波动;工业经济增长协调度总体呈下降趋势，由中度失调区下降到严重失调区。
(2)京冀工业绿色发展协调性分析。京冀的工业绿色发展协调度整体呈波动上升趋势。2005—2007年由勉强协调区上升到中级协调区，2007—2011年下降到濒临失调区边界，2011—2016年上升到良好协调区。其中，工业资源利用协调度在中度失调区和严重失调区波动频繁;工业环境质量协调度2005—2008年由严重失调区上升到轻度失调区边缘，2008—2011年一直保持在中度失调区，2011—2016年上升到轻度失调区;京冀的工业环境治理协调度2005—2007年由中度失调区上升到轻度失调区，2007—2011下降到严重失调区，2011—2016年上升到中度失调区。工业经济增长协调度2005—2009由极度失调区上升到严重失调区，2009—2011年一直保持在严重失调区，2011—2016年上升到中度失调区。
(3)津冀工业绿色发展协调性分析。津冀的工业绿色发展协调度呈波动上升趋势，2005—2008年由初级协调区上升至中级协调区，2008—2011年下降到勉强协调区，2011—2016上升到良好协调区。其中，工业资源利用协调度在轻度失调区和严重失调区波动频繁;工业环境质量协调度2005—2011年一直在中度失调区波动，2011—2016年上升到轻度失调区;工业环境治理协调度2005—2009年由严重失调区上升到中度失调区后一直在中度失调区波动;工业经济增长协调度2005—2009年由极度失调区上升到严重失调区，2011—2016年上升到中度失调区。
(4)京津冀工业绿色发展协调性分析。京津冀工业绿色发展协调度2005—2008年在良好协调区缓慢上升，2008—2011下降至中级协调区，2015年跨入优质协调区。其中，工业资源利用协调度和工业环境治理协调度在轻度失调区和濒临失调区波动;工业环境质量协调度2005—2011年在轻度失调区和濒临失调区波动，2011—2016年上升到勉强协调区;工业经济增长协调度2005—2012年在中度失调区和轻度失调区波动，2012—2016年上升到濒临失调区。——论文作者：王韶华1，刘晔1，张伟2，何美璇1
