一種基于PSR模型的我國重要礦產資源安全評價方法
作者；鄭曉敏
綜合學者們的觀點，本文認為礦產資源安全是指，一國能夠在指定時間與地點、以合理價格及方式，持續(xù)、穩(wěn)定、足量地獲得國家當前與未來經濟發(fā)展、社會發(fā)展、國際競爭、人民生活所需礦產資源的狀態(tài)，且在開發(fā)和使用礦產資源的過程中，考慮本國礦產資源的基礎狀況，減少人類活動所造成的生態(tài)破壞和環(huán)境污染，確保本國經濟、社會的可持續(xù)發(fā)展。
PSR( Pressure-State-Response)模型，即壓力一狀態(tài)一響應模型，是由經濟合作與發(fā)展組織( OECD)和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署( UNEP)共同發(fā)起，用于研究環(huán)境問題的框架體系。模型中壓力(P)用來表示造成環(huán)境問題的原因，狀態(tài)(S)用來表示環(huán)境和自然資源的狀態(tài)，響應(R)用來表示應對環(huán)境問題所采取的對策。PSR模型按照“原因一狀態(tài)一響應”的因果邏輯，闡述了人類活動給環(huán)境與自然資源造成壓力，壓力改變環(huán)境與自然資源的狀態(tài)，人類為改變現(xiàn)有狀態(tài)采取相應的措施。
目前，PSR模型被廣泛運用于生態(tài)健康與生態(tài)安全評價、可持續(xù)發(fā)展、資源安全評價等多個方面的研究。其中，運用PSR模型的資源安全評價，包括水資源安全與承載力、國家資源安全、礦產資源安全、海洋資源、糧食安全等研究。
將PSR模型用于礦產資源安全評價的研究較少，遲春潔和黎永亮(2004)首次構建了PSR模型的能源安全測度指標體系，后有學者運用PSR模型對石油、煤炭、銅安全進行評價，趙洋( 2011)構建了基于PSR模型的我國戰(zhàn)略性礦產資源安全評價框架，通過對比1999年和2009年我國戰(zhàn)略性礦產資源的壓力和狀態(tài)變化。
目前基于PSR模型的生態(tài)安全評價研究已較為成熟，指標選取、指標基準值均具有較強科學性。而將PSR模型用于礦產資源安全評價的研究還十分不足。首先，在礦產資源安全評價指標體系方面，因果邏輯關系考慮欠缺，存在壓力指標與狀態(tài)指標混淆的現(xiàn)象；其次，大多數(shù)研究選取單一礦種作為研究對象，缺乏礦產資源安全評價的統(tǒng)一標準；再次，部分研究反映的是靜態(tài)指標狀況，不能反映礦產資源安全狀況的縱向變化。
因此，本研究的目的在于厘清我國礦產資源安全影響因素之間的邏輯關系，構建基于PSR的我國礦產資源安全評價指標體系；選取最具代表性的、國家經濟社會發(fā)展急需的、國內短缺的、在國際市場具有優(yōu)勢的7種礦產資源，即三大能源礦產（煤、石油、天然氣）、黑色金屬礦產鐵礦、有色金屬礦產銅礦、非金屬礦產鉀鹽和稀土；利用歷史數(shù)據(jù)對我國這7種重要礦產資源的安全進行評價，并在此基礎上，進一步計算壓力一狀態(tài)一響應三個子系統(tǒng)相互作用的協(xié)調程度即協(xié)調度，分析我國重要礦產資源安全程度的變化趨勢，為我國相關部門制定出針對性的保障政策措施提供參考依據(jù)。
1 我國礦產資源安全評價PSR模型優(yōu)化
本文參考了已有礦產資源安全評價的PSR模型，重點對壓力(P)、狀態(tài)(S)、響應(R)所包含的內容進行完善：在壓力方面，在經濟、社會、科技、環(huán)保因素基礎上，加入了生產、運輸、政治與國際貿易因素；在響應方面，則從政府部門、礦業(yè)行業(yè)、社會公眾三個響應主體來分析，能夠更加全面地反映響應措施。優(yōu)化后的我國礦產資源安全PSR模型如圖1所示。
模型中的壓力(P)、狀態(tài)(S)、響應(R)分別由以下要素構成：一是經濟增長、社會發(fā)展、礦產資源生產與運輸、科技、政治與礦產資源國際貿易、環(huán)境等對我國礦產資源安全造成的壓力；二是我國礦產資源安全目前所處的狀態(tài)，包括我國礦產資源供求、儲量、儲采比、國際貿易的現(xiàn)狀；三是面對我國礦產資源安全程度變化，我國政府部門、礦業(yè)行業(yè)、社會公眾所采取的政策、科技、資金、人力、環(huán)保等響應措施。
壓力、狀態(tài)、響應三個方面相互作用、互為因果，形成了有機的反饋循環(huán)系統(tǒng)。有效的響應行為將促進我國礦產資源安全程度保持在較高水平；反之，不恰當?shù)捻憫袨閷⑹刮覈V產資源安全陷入惡性循環(huán)。
2基于PSR模型的我國礦產資源安全評價指標體系構建
我國礦產資源安全評價指標體系的研究已較成熟，主要包括資源、政治、運輸、經濟、軍事、可持續(xù)發(fā)展因素。但已有指標體系按壓力(P)、狀態(tài)(S)、響應(R)歸類的研究較少，且尚存在對壓力(P)、狀態(tài)(S)、響應(R)的影響因素劃分不清的情況，尤其易將壓力和狀態(tài)包含的指標混淆。
對此，本文在上述研究基礎上，本文嚴格按照“原因一效應一反應”的邏輯，區(qū)分各影響因素的屬性，將影響因素一一劃分到壓力(P)、狀態(tài)(S)、響應(R)中去；同時，考慮到社會教育程度與礦產資源安全并不直接相關，而居民節(jié)能環(huán)保意識的培養(yǎng)能發(fā)揮響應作用，協(xié)調水平和經濟投入能力不在礦產資源安全考察范圍內，因而在前人構建的指標體系中剔除了部分與礦產資源安全相關性相對較小的指標，如社會教育程度、礦產資源利用協(xié)調水平、經濟投入能力等，構建了我國礦產資源安全的PSR模型評價指標體系（表1）。
在我國礦產資源安全壓力方面，包括來自經濟、社會、生產、運輸、科技、政治、國際貿易和環(huán)境的壓力，共8個指標；在我國礦產資源安全狀態(tài)方面，包括供求、資源、國際貿易狀態(tài)，共5個指標；在礦產資源安全響應方面，包括政策、科技、行業(yè)、社會、環(huán)保響應，共12個指標。
3我國重要礦產資源安全評價
3.1評價指標的選定及權重確定
3.1.1評價指標的選定
本文綜合考慮指標數(shù)據(jù)的可獲得性、綜合性和重要程度，并盡量使選取的指標具有我國多種礦產資源的共性，同時盡量減少指標間的重復和相關性，據(jù)此對25個指標進行篩選，最終選取了17個指標（表2）進行研究。
3.1.2選定指標權重的確定
本文運用層次分析法確定所選定指標的權重。層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是美國匹茲堡大學教授薩迪( T.L．Saaty)[28]在20世紀70年代提出的一種定性與定量分析相結合的多準則決策方法。層次分析法是一種較好的權重確定方法。
層次分析法確定權重包括構造層次結構模型，構造判斷矩陣，計算各層元素的層次單排序及總排序，對判斷矩陣進行一致性檢驗供四個步驟。本文共征詢了30位專家，計算得到所選定指標的權重（表2）。
3.2數(shù)據(jù)標準化處理
本文采用極值標準化法進行數(shù)據(jù)標準化處理，統(tǒng)一數(shù)據(jù)的單位和量綱。經過標準化處理后的數(shù)據(jù)在[0，1]范圍內。設要評價我國某一重要礦產資源m年的供給安全程度，評價指標包括n個，則原始指標數(shù)據(jù)矩陣為X={Xij}m×n，對所有指標數(shù)據(jù)分為正向指標和逆向指標進行標準化處理。對于正向指標，其數(shù)值越大，壓力越小，狀態(tài)越好，響應越強，標準化公式為
；對于逆向指標，其數(shù)值越大，壓力越大，狀態(tài)越差，響應越弱，標準化公式為
。選定的14個安全評價指標的正逆性如表2所示。
數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》、《中國科技統(tǒng)計年鑒》、《世界礦產資源年評》、《中國礦業(yè)年鑒》、中經網產業(yè)數(shù)據(jù)庫、BP《世界能源統(tǒng)計年鑒》。需要說明的是，其中，壓力準則層的各指標數(shù)據(jù)標準化值越小，表明壓力越大；相反，狀態(tài)準則層的各指標數(shù)據(jù)標準化值越小，表明狀態(tài)越差；響應準則層的各指標數(shù)據(jù)標準化值越小，表明響應越弱。
3.3綜合評價分值計算
本文利用表2中各評價指標權重及已計算獲得的7種重要礦種2002～2012年標準化數(shù)據(jù)，采用多目標線性加權法計算各重要礦產資源的供給安全綜合評估值。計算公式：
。其中，S為我國重要礦產資源安全的綜合評估值，Yij為第i子系統(tǒng)的權重，Wij為第i子系統(tǒng)層第j項指標的權重，Pij為第i子系統(tǒng)第j項指標的評價值（標準化值）。我國7種重要礦產資源2002～2012年的安全評價綜合評分見表3。重要礦產資源的安全綜合評估值S越大，表示重要礦產資源的安全程度越高；反之，S越小，表示重要礦產資源的安全程度越低。
3.4 PSR協(xié)調度計算
在PSR模型中，重要礦產資源的供給安全還受到壓力、狀態(tài)、響應各子系統(tǒng)之間的互動機制影響。為評價壓力、狀態(tài)、響應各子系統(tǒng)之間的相互作用，本文運用協(xié)調度函數(shù)，進一步衡量系統(tǒng)內部的協(xié)調程度。協(xié)調度函數(shù)根據(jù)系統(tǒng)間距離大小和離散程度來判斷其協(xié)調性，計算公式：
，其中C為協(xié)調度指數(shù)，X、y、Z分別為壓力、狀態(tài)、響應的得分。三者的數(shù)值越接近，那么C的值越接近1. 732，表明協(xié)調度越高，進而表明壓力、狀態(tài)、響應三個子系統(tǒng)之間的相互作用越協(xié)調；反之，則協(xié)調度越低，三個子系統(tǒng)的相互作用協(xié)調度欠佳。
4評價結果分析
我國7種重要礦產資源2002～2012年的壓力一狀態(tài)一響應一綜合得分如表3所示。
4.1 我國重要礦產資源安全的壓力分析
從計算結果來看，我國7種重要礦產資源的壓力得分均呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢，表明我國經濟發(fā)展、人口增長、城市化水平提高、環(huán)境破壞使得我國重要礦產資源安全所面臨的壓力逐年增大。其中，天然氣2012年的壓力得分較2002年下降了85.5%，其余礦種的壓力得分的下降幅度不小于80%。
4.2我國重要礦產資源安全的狀態(tài)分析
7種重要礦產資源的狀態(tài)得分中，除鉀鹽呈現(xiàn)上升趨勢外(2012年的狀態(tài)得分較2002年上升了58. 60%)，其余6種重要礦產資源2012年的狀態(tài)得分都較2002年的狀態(tài)得分有所下降（天然氣、稀土、煤、鐵、銅、石油的下降幅度分別為：99. 83%、86. 95%、70. 67%、63. 37%、28. 55%和27.32%),其中天然氣、稀土、煤和鐵的狀態(tài)有大幅下降。狀態(tài)得分表明，2002～2012年我國大多數(shù)重要礦產資源狀態(tài)持續(xù)變差。
4.3我國重要礦產資源安全的響應分析
隨著我國技術進步推進，新增礦產資源開發(fā)礦山和從業(yè)人數(shù)增多，政府、企事業(yè)勘探投資逐年增加，環(huán)境治理力度加大，居民節(jié)能環(huán)保意識增強，7種重要礦產資源的響應均呈現(xiàn)上升趨勢，其中煤、鐵的響應基本呈現(xiàn)直線上升趨勢，石油、天然氣的響應呈現(xiàn)階梯上升趨勢，銅的響應先穩(wěn)定后直線上升，鉀鹽、稀土的響應呈現(xiàn)波動上升趨勢。天然氣的響應增幅最大，石油、鐵、銅的增幅較大，煤、鉀鹽、稀土的增幅較小。
4.4我國重要礦產資源的安全程度分析
銅和鉀鹽的安全綜合得分有所上升，而其余5種重要礦產資源的安全綜合得分均呈有所下降。從我國7種重要礦產資源2002～2012的安全綜合得分（圖2）來看，煤的安全程度除在2003年和2008年外，基本呈現(xiàn)持續(xù)下降狀態(tài)；石油和鐵的安全程度呈現(xiàn)波動下降；天然氣的安全程度呈現(xiàn)階梯式下降；銅的安全程度呈現(xiàn)波動上升；鉀鹽的安全程度經歷了先下降后上升的變化；稀土的安全程度呈現(xiàn)先下降后上升再下降的變化。
若比較我國7種重要礦產資源2002年和2012年安全綜合得分的變化幅度，可以發(fā)現(xiàn)稀土的安全程度下降幅度最大，2012年較2002年下降了60. 36%；天然氣和煤的安全程度下降幅度均高于45%，分別下降了48. 64%和48. 10%；鐵的安全程度下降幅度高于35%，下降了36.17%；石油的安全程度下降幅度高于10%，下降了13.43%;而銅和鉀鹽的安全程度分別上升了49. 43%和18. 09%。
4.5 PSR協(xié)調度趨勢分析
從我國7種重要礦產資源的協(xié)調度評價結果（表4）來看，2002～2012年，煤、天然氣、鐵的PSR協(xié)調度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，天然氣在2011～2012年出現(xiàn)驟降；石油、銅、鉀鹽的PSR協(xié)調度呈現(xiàn)先上升后下降再上升再下降的變化趨勢；稀土的PSR協(xié)調度呈現(xiàn)上下波動變化，并在2012年出現(xiàn)驟降。
煤、石油、天然氣、鐵、銅在2007～2009年的PSR協(xié)調度較高，鉀鹽和稀土在2008～2010年的PSR協(xié)調度較高，但均未達到1.732的最優(yōu)值。煤、石油、鐵、銅的PSR協(xié)調度均在2008年取得最高值，分別是1. 7176、1.7216、1.7269和1.7270；天然氣、鉀鹽和稀土的PSR協(xié)調度均在2009年取得最高值，分別是1. 7291、1.7202和1.7105。
表明7種重要礦產資源的壓力、狀態(tài)、響應3個子系統(tǒng)之間的相互作用均尚未達到最優(yōu)狀態(tài)，有可提升的空間；同時，7種重要礦產資源的3個子系統(tǒng)達到相對最佳協(xié)調狀態(tài)的年份和協(xié)調水平存在差異。
5 結 論
本文在已有的單一礦種和戰(zhàn)略性礦產資源安全的PSR模型基礎上進行完善，按照“原因一效應一反應”的因果邏輯，區(qū)分礦產資源安全各影響因素的屬性，將影響因素一一劃分到壓力(P)、狀態(tài)(S)、響應(R)中去，構建了基于PSR模型的我國重要礦產資源安全評價指標體系。
通過對2002～2012年我國7種重要礦產資源（煤、石油、天然氣、鐵、銅、鉀鹽、稀土）的安全程度進行評價發(fā)現(xiàn)：隨著我國經濟發(fā)展、人口增長、城市化水平提高、環(huán)境破壞，我國重要礦產資源所面臨的安全壓力逐年增大：由于供求缺口、儲量、儲采比、對外依存度的變化，除鉀鹽外，其余6種重要礦產資源安全狀態(tài)均呈現(xiàn)變差趨勢；而隨著我國技術進步推進，新增礦產資源開發(fā)礦山和從業(yè)人數(shù)增多，政府、企事業(yè)勘探投資逐年增加，環(huán)境治理力度加大，居民節(jié)能環(huán)保意識增強，我國重要礦產資源的安全響應增強；雖然銅和鉀鹽的安全程度有所上升，但是其余5種重要礦產資源的安全程度均有所下降，其中稀土、天然氣、煤和鐵的安全程度呈現(xiàn)大幅下降，需要引起極大重視；7種重要礦產資源的PSR協(xié)調度均未達到最優(yōu)狀態(tài)，且不同礦種相對最佳協(xié)調狀態(tài)的年份和協(xié)調水平存在差異。
6摘要：礦產資源是國家安全和經濟發(fā)展的重要保障，礦產資源安全與我國工業(yè)化進程密切相關。本文運用PSR模型，對我國7種重要礦產資源（煤、石油、天然氣、鐵、銅、鉀鹽、稀土）2002～2012年的安全程度進行評價。結果顯示，我國7種重要礦產資源的安全壓力均逐年增大；除鉀鹽外的6種重要礦產資源安全狀態(tài)均變差；我國7種重要礦產資源的安全響應均增強；銅和鉀鹽的安全程度有所上升，其余5種重要礦產資源的安全程度均有所下降，其中，稀土安全程度下降幅度達60%，天然氣和煤的下降幅度高于45%;7種重要礦產資源的PSR協(xié)調度均未達到最優(yōu)狀態(tài)，且不同礦種相對最佳協(xié)調狀態(tài)的年份和協(xié)調水平存在差異。
下一篇:返回列表
