王廣成,李 寧,崔新新

(1.山東工商學(xué)院管理科學(xué)與工程學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264005；2.山東工商學(xué)院統(tǒng)計(jì)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264005)

煤炭礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同演化序參量的選擇與協(xié)同度評(píng)價(jià)

王廣成1,李 寧1,崔新新2

(1.山東工商學(xué)院管理科學(xué)與工程學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264005；2.山東工商學(xué)院統(tǒng)計(jì)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264005)

以協(xié)同學(xué)理論為基礎(chǔ)，建立礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同管理評(píng)價(jià)模型，通過(guò)對(duì)影響礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同管理的因素進(jìn)行分析，構(gòu)建礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同管理的參量指標(biāo)體系，運(yùn)用層次分析法、熵值法將各級(jí)指標(biāo)合成綜合類指標(biāo)，通過(guò)所構(gòu)建的評(píng)價(jià)模型選擇礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同管理的序參量并評(píng)價(jià)系統(tǒng)協(xié)同程度。應(yīng)用龍口礦區(qū)2005～2014年的數(shù)據(jù)對(duì)所建模型進(jìn)行實(shí)證研究。結(jié)果表明，龍口礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的演化過(guò)程中生態(tài)類參量起到了序參量的作用，礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)管理與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)形成協(xié)同效應(yīng)，但協(xié)同程度不高。礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同度在不斷增加，但是社會(huì)子系統(tǒng)與政府對(duì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同作用并不明顯，有待于進(jìn)一步改善。

煤炭礦區(qū)；復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)；協(xié)同管理；哈肯模型；序參量

煤炭礦區(qū)作為煤炭生產(chǎn)與開(kāi)發(fā)的主要經(jīng)濟(jì)社區(qū)，由自然資源、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境四個(gè)部分相互耦合而構(gòu)成形成較為復(fù)雜的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)[1]。長(zhǎng)期以來(lái)煤炭資源的大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用導(dǎo)致了十分尖銳的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，集中表現(xiàn)在煤矸石的堆積、礦區(qū)廢氣粉塵污染、水資源污染、地表沉陷等方面，嚴(yán)重影響復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的健康狀態(tài)。煤炭礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)作為一個(gè)具有完整性的復(fù)雜大系統(tǒng)，其管理模式應(yīng)該協(xié)同各子系統(tǒng)及其內(nèi)部的多種要素，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理“2+2>4”的效應(yīng)[2]。協(xié)同管理作為礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)管理的一種重要手段，要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜大系統(tǒng)的協(xié)同管理必須先對(duì)系統(tǒng)的協(xié)同狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，并選取系統(tǒng)演化發(fā)展的序參量以識(shí)別礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同管理的協(xié)同機(jī)會(huì)。序參量是實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理的重要標(biāo)志性指標(biāo)之一，在系統(tǒng)中它的變化影響著系統(tǒng)內(nèi)的各類相關(guān)因素從一種相變狀態(tài)到另一種相變狀態(tài)演化的集體協(xié)同行為[3]，要把握礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的演變方向必須要把握序參量的變化與發(fā)展方向。哈肯將在一定外部條件下系統(tǒng)內(nèi)部的不同變量相互作用所引起的系統(tǒng)演變過(guò)程用數(shù)學(xué)形式來(lái)表達(dá)形成了哈肯模型[4]，其主要的目的是在影響系統(tǒng)演變的眾多要素中尋找起著決定作用的序參量，進(jìn)而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)協(xié)同管理的發(fā)展方向進(jìn)行把握。哈肯模型作為研究復(fù)雜系統(tǒng)協(xié)同演化狀態(tài)的模型在區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、貨幣政策傳導(dǎo)機(jī)制、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、零售產(chǎn)業(yè)內(nèi)部主體之間的關(guān)系以及物流系統(tǒng)序參量的選擇等方面得到了廣泛應(yīng)用[5-9]。哈肯模型作為序參量選擇的主要模型，為實(shí)施煤炭礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同管理提供了重要工具。

1 序參量評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

煤炭礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同管理即指在整個(gè)的礦區(qū)范圍內(nèi)各生態(tài)、社會(huì)、資源、經(jīng)濟(jì)組分之間的協(xié)同共生，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的管理主客體、組織目的與環(huán)境等因素等進(jìn)行協(xié)同，形成相互之間的優(yōu)化組合與配置，合力促進(jìn)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)由無(wú)序到有序、從初級(jí)到高級(jí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)演變，最終產(chǎn)生一個(gè)在結(jié)構(gòu)、功能等方面遠(yuǎn)超原有組織系統(tǒng)的新型系統(tǒng)，達(dá)到協(xié)同管理的目的。值得注意的是，礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同管理是一個(gè)動(dòng)態(tài)的演變過(guò)程，是不斷演化發(fā)展的，但最終目的是要實(shí)現(xiàn)區(qū)域各子系統(tǒng)之間的管理協(xié)同。運(yùn)用哈肯模型分析煤炭礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同管理，通過(guò)分析煤炭礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的主要作用參量，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)方程，求解后得到煤炭礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同管理的序參量，并根據(jù)序參量得分值評(píng)估系統(tǒng)管理的協(xié)同水平。

哈肯模型是由協(xié)同學(xué)理論的創(chuàng)始人哈肯提出的，該模型被用以衡量系統(tǒng)演變過(guò)程中的有序度，并通過(guò)識(shí)別系統(tǒng)演變過(guò)程中的序參量來(lái)判斷系統(tǒng)演變所處的狀態(tài)。哈肯提出了絕熱消去法[10]，并對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的參量做了數(shù)學(xué)處理，對(duì)模型做出了數(shù)學(xué)表述。

在某系統(tǒng)內(nèi)假設(shè)P1是其某個(gè)子系統(tǒng)及參量的內(nèi)力，P2是另外某子系統(tǒng)的變量并被該內(nèi)力所支配的變量，則系統(tǒng)所滿足的運(yùn)動(dòng)方程見(jiàn)式(1)、式(2)。

(1)

(2)

(3)

式中，P1即為系統(tǒng)的一個(gè)序參量。

將式(3)代入式(1)得出系統(tǒng)演化方程，見(jiàn)式(4)。

(4)

繼續(xù)求解序參量的演化方程，對(duì)的相反數(shù)進(jìn)行積分可以求得系統(tǒng)演變的勢(shì)函數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)演變過(guò)程的勢(shì)函數(shù)可以有效的對(duì)整個(gè)系統(tǒng)所處的協(xié)同狀態(tài)進(jìn)行判斷，見(jiàn)式(5)。

(5)

由于物理方程是針對(duì)連續(xù)性隨機(jī)變量設(shè)置的，但是在實(shí)際應(yīng)用中的變量并非連續(xù)的，所以要將哈肯模型應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)分析當(dāng)中需要將其進(jìn)行離散化處理，見(jiàn)式(6)、式(7)。

P1(t)=(1-λ1)P1(t-1)-aP1(t-1)P2(t-1)

(6)

(7)

通過(guò)礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同管理參量指標(biāo)體系確定出系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)同演變的主要參量，之后利用哈肯模型構(gòu)造出各主要參量?jī)蓛芍g的運(yùn)動(dòng)方程，求解并識(shí)別出整個(gè)系統(tǒng)的序參量同時(shí)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)同水平進(jìn)行評(píng)估。

2 礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同管理參量指標(biāo)體系及其權(quán)重的確定

2.1 各類參量及其指標(biāo)選取

煤炭礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同管理要求區(qū)域內(nèi)部各子系統(tǒng)之間，以及各子系統(tǒng)內(nèi)部的各要素相互協(xié)調(diào)，并有機(jī)的結(jié)合在一起形成有序演變的狀態(tài)，其本質(zhì)是資源、環(huán)境、要素、產(chǎn)業(yè)及人類活動(dòng)的協(xié)同。從煤炭礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的角度來(lái)講，即通過(guò)煤炭礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同管理，協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)資源的分配、要素與產(chǎn)業(yè)的流動(dòng)、信息的溝通與反饋。充分發(fā)揮各管理要素的作用，使礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同演替，產(chǎn)生煤炭礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)健康的協(xié)同效應(yīng)。概括來(lái)講，煤炭礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同管理的主要影響因素包括以下四個(gè)方面：生態(tài)因素、經(jīng)濟(jì)因素、社會(huì)因素中的公眾因素與政府因素(表1)。

2.1.1 生態(tài)類參量

生態(tài)類因素包括礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的資源因素與環(huán)境因素，資源因素反映了礦區(qū)的自然資源稟賦，煤炭資源儲(chǔ)量的多少直接影響到礦區(qū)的發(fā)展?jié)摿?，是礦區(qū)各子系統(tǒng)之間協(xié)同發(fā)展的基礎(chǔ)。環(huán)境因素反映了礦區(qū)對(duì)該區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)活動(dòng)的承載能力，是礦區(qū)協(xié)同發(fā)展的外部保障。

1)資源因素指標(biāo)。煤炭資源作為一種不可再生的礦產(chǎn)資源，且其開(kāi)發(fā)及利用是礦區(qū)生產(chǎn)的主要目的，煤炭資源的利用效率以及綜合能源的利用率反映了礦區(qū)企業(yè)的協(xié)同管理水平，同時(shí)也是礦區(qū)長(zhǎng)久協(xié)同發(fā)展的重要保障。但，在礦區(qū)的生產(chǎn)過(guò)程中不僅只有煤炭資源發(fā)揮作用，還要涉及其他多種資源的配置與流動(dòng)，因此選擇綜合能源利用率、單位水耗產(chǎn)值、煤炭資源利用率來(lái)作為礦區(qū)資源因素的指標(biāo)。

2)環(huán)境因素指標(biāo)。煤炭礦區(qū)在開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成一系列的破壞，這對(duì)礦區(qū)協(xié)同管理的外部條件造成一定的破壞，因此選取廢水治理達(dá)標(biāo)率、廢棄物治理達(dá)標(biāo)率、煤矸石綜合利用率、塌陷地復(fù)墾率、固體廢棄物綜合利用率這些能夠反映當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境狀況與管理水平的指標(biāo)作為環(huán)境因素的指標(biāo)。

2.1.2 經(jīng)濟(jì)類參量

煤炭礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展與管理要求實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)要素之間的協(xié)同共享，通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)各類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)來(lái)強(qiáng)化各子系統(tǒng)之間的關(guān)系，從而構(gòu)成高效率的協(xié)作“紐帶”。在高效的協(xié)同作用當(dāng)中系統(tǒng)內(nèi)部會(huì)存在大量的要素與能量的流動(dòng)，要素與能量流動(dòng)越頻繁則表明礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同作用越強(qiáng)，這主要體現(xiàn)在礦區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿ι?。?jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿υ酱?，礦區(qū)的協(xié)同性會(huì)越好、協(xié)同動(dòng)力越足。

1)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平指標(biāo)。在煤炭礦區(qū)內(nèi)，煤炭資源的開(kāi)發(fā)利用是煤炭礦區(qū)經(jīng)濟(jì)效益的核心，為了反映管理主體的協(xié)同狀況因此選用工業(yè)產(chǎn)值占總產(chǎn)值的比重這一指標(biāo)。產(chǎn)業(yè)效率反映了一定單位的資源所能產(chǎn)出的產(chǎn)品價(jià)值，單純的選擇工業(yè)產(chǎn)值不能準(zhǔn)確的反映礦區(qū)的實(shí)際財(cái)富，因此選擇成本費(fèi)用利潤(rùn)率與工業(yè)產(chǎn)值相結(jié)合來(lái)代表當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平。

2)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿χ笜?biāo)。礦區(qū)作為一種特殊的資源區(qū)域，其內(nèi)部的經(jīng)濟(jì)圍繞煤炭資源展開(kāi)，主要以工業(yè)為主，工業(yè)產(chǎn)值年增長(zhǎng)率是礦區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿Φ耐獠勘憩F(xiàn)，技術(shù)水平作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要推動(dòng)因素，礦區(qū)技術(shù)研發(fā)投入占工業(yè)產(chǎn)值的比重體現(xiàn)了礦區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)部動(dòng)力，因此選擇該兩項(xiàng)指標(biāo)作為礦區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿Φ闹笜?biāo)。

2.1.3 社會(huì)類參量

社會(huì)因素中的公眾與政府是礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)管理進(jìn)程的主要推動(dòng)力量，作為礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的主要利益主體，對(duì)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同管理起到了十分重要的作用，要實(shí)現(xiàn)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同管理必須協(xié)調(diào)好礦區(qū)的利益相關(guān)者之間的關(guān)系。在礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的管理過(guò)程中，公眾與政府對(duì)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)管理的參與監(jiān)督顯得尤為重要。因此將社會(huì)類因素分為公眾類參量與政府類參量。公眾類參量包括公眾參與度與公眾參與意愿，政府類參量主要體現(xiàn)在法律法規(guī)方面。

1)公眾參與度指標(biāo)。生態(tài)管理當(dāng)中公眾大多通過(guò)非官方的組織與渠道來(lái)反應(yīng)自己的意見(jiàn)，因此公眾利益表達(dá)渠道的多少直接體現(xiàn)公眾在生態(tài)管理當(dāng)中的參與程度。在當(dāng)下公眾參與保障制度不健全的情況下，要提高公眾的參與程度必須讓公眾參與到礦區(qū)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)中，因此礦區(qū)居民的就業(yè)率間接體現(xiàn)了公眾的參與程度。

2)公眾參與意愿指標(biāo)。生態(tài)環(huán)境作為一種公共資源，其管理本身具有特殊性，公眾的參與更加具有自愿性，因此公眾的環(huán)保意識(shí)、知識(shí)水平、收入水平等直接影響公眾的參與意愿，同時(shí)，公眾訴求的實(shí)現(xiàn)程度在一定程度上構(gòu)成公眾參與管理的一種動(dòng)力，體現(xiàn)公眾的參與意愿。

3)法律、政策類指標(biāo)。法律法規(guī)由國(guó)家制定具有強(qiáng)制力，其制定與修改具有剛性，其完善程度直接影響著政府的管理水平。地方政府的政策、規(guī)定的制定與修改具有一定彈性，因此，其執(zhí)行力度也是影響政府對(duì)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同管理的主要因素。同時(shí)，一項(xiàng)政策方針的制定與實(shí)施都需要資金的支持，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的治理與保護(hù)是對(duì)公共資源的管理，必須由政府出面管理相應(yīng)的資金，因此，由政府征收的生態(tài)保證金等環(huán)境資金對(duì)生態(tài)管理的投入力度也是重要指標(biāo)。

依據(jù)以上的闡述進(jìn)而構(gòu)建煤炭礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同管理參量指標(biāo)體系如表1所示。

2.2 參量指標(biāo)權(quán)重的確定

在礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同管理參量的指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上運(yùn)用AHP法將各類指標(biāo)合成為A級(jí)復(fù)合參量，AHP法的判斷矩陣是通過(guò)對(duì)25位專家進(jìn)行咨詢后對(duì)咨詢結(jié)果進(jìn)行整理后得出。其中各B級(jí)指標(biāo)對(duì)A級(jí)指標(biāo)的解釋力度相同，因此確定B級(jí)指標(biāo)對(duì)相應(yīng)A級(jí)指標(biāo)的權(quán)重為0.5，A4當(dāng)中只有一個(gè)B級(jí)指標(biāo)，因此B7對(duì)A4的權(quán)重為1。為了避免層次分析法中專家打分與專家咨詢環(huán)節(jié)導(dǎo)致的標(biāo)度不準(zhǔn)確與信息丟失，采用熵值法對(duì)其進(jìn)行修正，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 參量指標(biāo)體系

表2 各參量指標(biāo)權(quán)系數(shù)

注：α為層次分析法確定的權(quán)重向量；e為熵向量；g為差異系數(shù)向量；μ為權(quán)系數(shù)向量。

3 實(shí)證研究

3.1 研究區(qū)域概況

龍口礦區(qū)位于山東半島渤海灣南岸的龍口市境內(nèi)，已探明地質(zhì)儲(chǔ)量2.68×109t，其中包括1.39×109t的陸地儲(chǔ)量和1.29×109t的海底儲(chǔ)量；始建于1968年，于2003年3月經(jīng)改制后成立“龍口礦業(yè)集團(tuán)有限公司”，礦區(qū)現(xiàn)有北皂、洼里、梁家三對(duì)生產(chǎn)礦井，是目前我國(guó)僅有的一家掌握海下采煤技術(shù)的礦區(qū)。經(jīng)過(guò)40多年的建設(shè)，龍礦集團(tuán)依托礦區(qū)煤炭資源的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)已經(jīng)發(fā)展成為一家以煤炭生產(chǎn)、熱電聯(lián)產(chǎn)、油頁(yè)巖綜合利用、煤炭物流為核心主業(yè)，集合建工建材、機(jī)械加工、房地產(chǎn)等為一體的跨產(chǎn)業(yè)、跨所有制、跨區(qū)域的綜合性的企業(yè)集團(tuán)，形成了較為完整的“煤-電-油-運(yùn)”循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。

3.2 2005～2014年龍口礦區(qū)協(xié)同演化管理序參量的識(shí)別

選取龍口礦區(qū)2005～2014年的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其中數(shù)據(jù)來(lái)源于龍口礦區(qū)的實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)。各個(gè)子系統(tǒng)參量的組合值見(jiàn)表3。

在前文建立的哈肯模型中共選取了四個(gè)變量：A1、A2、A3、A4，由于哈肯模型是對(duì)變量?jī)蓛芍g進(jìn)行比較，下文對(duì)所選取的四個(gè)變量進(jìn)行兩兩之間的分析?；静襟E如下：①提出模型假設(shè)，在下文的分析中將P1假設(shè)為序參量；②構(gòu)造運(yùn)動(dòng)方程并判斷方程是否成立；③求解方程參數(shù)，并判斷是否滿足絕熱近似假設(shè)；④判斷模型假設(shè)是否成立，確定模型序參量。模型方程的求解均運(yùn)用EVIEWS6.0軟件，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。

表3 參量組合值

表4 2005～2014年變量之間兩兩計(jì)算結(jié)果

注：表中括號(hào)內(nèi)值分別代表t值、p值；*、**、***分別表示在10%、5%、1%的水平上顯著，無(wú)*的代表不顯著；其余組合情況運(yùn)動(dòng)方程和模型假設(shè)均不成立，因此，計(jì)算結(jié)果在此略去不再贅述。

將λ1、λ2、a、，b代入哈肯模型的式(1)與式(2)可以得到式(8)、式(9)。

(8)

(9)

令式(9)=0，得出式(10)。

(10)

將式(10)代入式(8)，得到序參量方程，見(jiàn)式(11)。

(11)

對(duì)式(11)的相反數(shù)求積分，可以得到反映龍口礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同演變的勢(shì)函數(shù)，見(jiàn)式(12)。

(12)

4 結(jié)果分析

從實(shí)證分析結(jié)果，可以看出龍口礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同演化的內(nèi)在機(jī)制。勢(shì)函數(shù)所體現(xiàn)出來(lái)的是龍口礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)所具有的向著某種趨勢(shì)發(fā)展的能力的大小，函數(shù)當(dāng)中狀態(tài)參量以及控制參數(shù)的變化均會(huì)引起勢(shì)函數(shù)的變化，從而表現(xiàn)為龍口礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的演化，其演化發(fā)展的路徑是非線性的。2014年龍口礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)類參量的取值為0.638 9，并未達(dá)到該階段的最佳協(xié)同水平值0.644 8。由表3看到在2005～2014年間龍口礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的序變量A1的取值范圍在(0，0.644 8)之內(nèi)并逐步趨近于0.644 8的最佳協(xié)同狀態(tài)，即龍口礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同狀況是在逐年變好的。

控制變量即模型中所設(shè)定的參數(shù)λ1、λ2、a、b的取值反應(yīng)了龍口礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的演化行為，其絕對(duì)值越大代表相應(yīng)的作用水平越高。a=-0.188<0代表狀態(tài)參量經(jīng)濟(jì)類因素對(duì)序參量生態(tài)類因素具有促進(jìn)作用，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高與經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿Φ脑龃髸?huì)產(chǎn)生更多的生態(tài)保護(hù)資金以及生態(tài)保護(hù)技術(shù)研發(fā)投入，進(jìn)而促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的改善。b=0.403>0代表序參量生態(tài)類因素對(duì)狀態(tài)參量經(jīng)濟(jì)類因素也具有促進(jìn)作用，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境與資源狀況作為礦區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)保障，其狀況的改善必然會(huì)起到促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用。由a、b的取值看出龍口礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)發(fā)展形成了協(xié)同互增的效應(yīng)，但其絕對(duì)值并不大，因此互増程度不強(qiáng)。λ1=-0.039<0表明代表序參量的生態(tài)類子系統(tǒng)已經(jīng)建立起促進(jìn)礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性增加的正反饋機(jī)制，這一點(diǎn)可以看作為礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。λ2=0.291>0說(shuō)明狀態(tài)變量經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)內(nèi)部形成了維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的負(fù)反饋機(jī)制，表明龍口礦區(qū)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)計(jì)、產(chǎn)業(yè)布局、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式都是比較合理的。因?yàn)?，一般而言在礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中負(fù)反饋機(jī)制往往會(huì)因?yàn)槿藶榈囊蛩囟黄茐?，尤其是?duì)礦區(qū)不可再生資源來(lái)說(shuō)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)反映出的都是正向的反饋[11]，從而加速生態(tài)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性變化。

由于只有在假設(shè)生態(tài)類參量為序參量時(shí)能夠建立模型運(yùn)動(dòng)方程，因此龍口礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的演化過(guò)程中起到?jīng)Q定作用的是生態(tài)類參量，其中包括煤炭資源利用率、廢棄物治理達(dá)標(biāo)率、塌陷地復(fù)墾率等主要生態(tài)環(huán)境指標(biāo)。龍口礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的改變會(huì)影響到整個(gè)礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的變化，經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)主要指標(biāo)作為快變量對(duì)礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境的影響作用最大。礦區(qū)作為以煤炭資源的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)為主要經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的區(qū)域，其特殊的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)方式阻礙了礦區(qū)環(huán)境的自主凈化與生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，甚至對(duì)其造成了破壞。由于作為序參量的生態(tài)子系統(tǒng)不同于其他系統(tǒng)的是其具有一定的自我調(diào)節(jié)能力，因此，可以在一定的范圍內(nèi)保持相對(duì)的穩(wěn)定狀態(tài)，一旦人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的擾動(dòng)突破了生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的邊界值，即作為序參量的生態(tài)類參量發(fā)生了突破其極限的變化，礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)原有的結(jié)構(gòu)就再難以適應(yīng)序變量的這種變化，進(jìn)而發(fā)生或好的或壞的系統(tǒng)演化最終進(jìn)入新的穩(wěn)定狀態(tài)。

社會(huì)公眾類參量以及政府類參量在模型計(jì)算過(guò)程中沒(méi)能夠建立運(yùn)動(dòng)方程、滿足模型假設(shè)，即在龍口礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同演化過(guò)程中并未與礦區(qū)其他因素形成良好的協(xié)同作用。由表2看出在公眾類參量當(dāng)中礦區(qū)居民的就業(yè)率與公眾訴求實(shí)現(xiàn)程度權(quán)重占到了0.79，政府類參量中法律法規(guī)的完善程度與政策執(zhí)行力度權(quán)重達(dá)到了0.856，可見(jiàn)這些指標(biāo)在社會(huì)子系統(tǒng)的發(fā)展當(dāng)中起到了重要作用。就龍口礦區(qū)的實(shí)際情況來(lái)看：雖然生態(tài)管理的法律法規(guī)已經(jīng)較為完善，但是由于政府管理部門(mén)之間職能的分割與政策權(quán)利的交疊以及各項(xiàng)生態(tài)管理資金管理的缺乏使得各項(xiàng)法規(guī)政策不能充分的得到落實(shí)最終導(dǎo)致政府無(wú)法與其他礦區(qū)因素形成協(xié)同作用。礦區(qū)的居民雖然能夠間接參與礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)管理，但是其平均受教育年限在10年左右，其環(huán)保意識(shí)薄弱，加之礦區(qū)目前并未形成有效的公眾參與機(jī)制，公眾對(duì)于環(huán)保訴求的實(shí)現(xiàn)程度較低使其缺乏主動(dòng)參與的動(dòng)力阻礙了礦區(qū)公眾對(duì)礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同演化促進(jìn)作用的發(fā)揮。

5 結(jié)論及建議

1)龍口礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同演化的序參量為其中的生態(tài)類參量。煤炭資源利用率、煤矸石綜合利用率、塌陷地復(fù)墾率是龍口礦區(qū)序參量的代表性指標(biāo)，要實(shí)現(xiàn)礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同管理，實(shí)施采煤塌陷地全面復(fù)墾、提高煤矸石的綜合利用率、提高煤炭資源的回采率是比較有效的途徑。

2)龍口礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)子系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)的相互促進(jìn)作用共同推動(dòng)了龍口礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的演化發(fā)展。兩者之間協(xié)同互增效應(yīng)已形成但程度不高，當(dāng)?shù)卣?、企業(yè)應(yīng)采取相應(yīng)措施加強(qiáng)合作與溝通著力促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展與環(huán)境改善，保持并提高這種互増效應(yīng)，以促進(jìn)礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的高度協(xié)同。

3)社會(huì)類參量與政府因素雖然對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展也有影響但是從模型當(dāng)中來(lái)看其促進(jìn)作用效果并未顯現(xiàn)。為了促進(jìn)當(dāng)?shù)孛禾康V區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的有序發(fā)展，政府需完善相應(yīng)的法律法規(guī)，加強(qiáng)其執(zhí)行力度，完善公眾參與生態(tài)管理與保護(hù)的機(jī)制。企業(yè)、公眾都應(yīng)提高自身環(huán)保意識(shí)，著重提高公眾的生態(tài)管理參與程度。

4)龍口礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)子系統(tǒng)已經(jīng)建立起了能夠使復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)有序度增強(qiáng)的正反饋機(jī)制，但是λ1的絕對(duì)值較小，表明其有序性還較小。政府管理部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)這種正的反饋機(jī)制，建立健全相關(guān)的環(huán)境監(jiān)測(cè)反饋機(jī)制，實(shí)施生態(tài)保證金制度，以增加系統(tǒng)有序度。

5)龍口礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)中已經(jīng)建立起了促進(jìn)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)有序度增強(qiáng)的負(fù)反饋機(jī)制，并且λ2的絕對(duì)值相對(duì)較大，表明其有序性已經(jīng)達(dá)到一個(gè)相對(duì)較高的水平。由于經(jīng)濟(jì)對(duì)生態(tài)類參量具有促進(jìn)作用，政府應(yīng)在目前其相對(duì)合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與布局的基礎(chǔ)上繼續(xù)加大對(duì)煤炭生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的建設(shè)力度，延長(zhǎng)煤炭開(kāi)發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)施生態(tài)恢復(fù)與重建，治理因采礦引起的環(huán)境污染。

[1] 王廣成, 李鵬飛. 煤炭礦區(qū)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)及其耦合機(jī)理研究[J]. 生態(tài)經(jīng)濟(jì), 2014, 30(2): 139-142.

[2] 白列湖, 王孝軍. 芻議管理協(xié)同機(jī)制模型之構(gòu)建[J]. 系統(tǒng)科學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 17(3): 42-45.

[3] 白列湖. 協(xié)同論與管理協(xié)同理論[J]. 甘肅社會(huì)科學(xué), 2007(5): 228-230.

[4] 鄒文杰, 蔡鵬鴻. 基于哈肯模型的研發(fā)產(chǎn)業(yè)演化機(jī)制實(shí)證研究[J]. 經(jīng)濟(jì)研究參考, 2015(56): 90-96.

[5] 李琳, 劉瑩. 中國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素——基于哈肯模型的分階段實(shí)證研究[J]. 地理研究, 2014, 33(9): 1603-1616.

[6] 王祥兵, 張學(xué)立. 貨幣政策傳導(dǎo)系統(tǒng)協(xié)同演化機(jī)制研究——基于哈肯模型的理論與實(shí)證分析[J]. 管理評(píng)論, 2014 (11): 57-66.

[7] 張子龍, 薛冰, 陳興鵬,等. 基于哈肯模型的中國(guó)能源-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境系統(tǒng)演化機(jī)制分析[J]. 生態(tài)經(jīng)濟(jì), 2015, 31(1): 14-17.

[8]RAnbanandam,DkBanwet,RaviShankar.Evaluationofsupplychaincollaboration:acaseofapparelretailindustryinIndia[J].InternationalJournalofProductivityandPerformanceManagement, 2011(2): 82-98.

[9]KlodtH.Theevolutionmechanismoflogisticssynergeticsystem[D].Birmingham:UniversityofBirmingham, 2000.

[10]HakenH.Synergetics:AnIntroduction[M].Berlin-NewYork:Springer-Verlag, 1983: 120-127.

[11] 雷冬梅, 徐曉勇, 段昌群. 礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)與生態(tài)管理的理論及實(shí)證研究[M]. 北京: 經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社, 2012.

The determination of order parameter and the assessment of the synergy degree for the co-evolution of integrated ecosystem in coal mining area

WANG Guangcheng1, LI Ning1, CUI Xinxin2

(1.School of Management Science and Engineering, Shandong Institute of Business and Technology, Yantai 264005, China; 2.School of Statistics, Shandong Institute of Business and Technology, Yantai 264005, China)

Based on the synergetic theory, the assessment model for collaborative management of integrated ecosystem in mining area is given, the parameters index system of collaborative management is established by analyzing the influence factors of the ecosystem management. The comprehensive indexes are composed by using the method of AHP and Entropy. The order parameters are chosen, and the synergy degree is evaluated by the assessment model. Original data from Longkou mining area during 2005 to 2014 is employed to proceed empirical study. The conclusion reaches that ecological parameter is employed as the order parameter. The mining area ecosystem management and the development of local economy has been formed synergies, but the level of synergy is not high. The coordination degree of the mining area integrated ecosystem is increasing, but the effect of social subsystem and the government to the synergy of integrated ecosystem is not obvious, needs to be further improved.

coal mining area; integrated ecosystem; collaborative management; Haken model; order parameter

2016-08-23

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助(編號(hào)：71273158)

王廣成(1965-)，男，內(nèi)蒙古赤峰人，教授，博士，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橘Y源與環(huán)境管理，E-mail: gcwang658@sina.cn；

李寧(1988-)，女，山東淄博人，研究生，研究方向?yàn)橘Y源與環(huán)境管理，E-mail: lining0533@sina.com；

F426.1；X171.1

A

1004-4051(2017)02-0099-06

崔新新(1992-)，女，山東濰坊人，研究生，研究方向?yàn)榻y(tǒng)計(jì)調(diào)查與分析。