Статистическое исследование антропогенного загрязнения воздушного бассейна региона: На примере Самарской области

Переход к рыночной экономике несмотря на резкий спад и снижение объемов промышленного производства усилил и обострил экологическое неблагополучие во многих регионах страны. Сложившееся положение обусловлено несовершенством природоохранительного законодательства в новых условиях, структурной деформацией экономики, значительным физическим и моральным износом оборудования, использованием устаревших «грязных» технологий, недостаточной эффективностью существующих механизмов регулирования природоохранной деятельности, возникновением эколого — экономической преступности, рядом других факторов. Экологические проблемы усугубляют проблемы снижения уровня жизни населения, приводя к росту его заболеваемости, превышению смертности над рождаемостью, развитию процесса депопуляции в большинстве регионов страны.

Изменение характера участия государства в хозяйственной деятельности, сокращение доли государственной собственности предполагает возрастание роли государства как гаранта сохранности окружающей среды и экологической безопасности. В связи с этим повышается значение статистики окружающей среды как инструмента государственного управления взаимодействия общества и природы.

Приоритетным фактором окружающей среды по степени вредного воздействия на здоровье населения является атмосферной воздух. Концентрация производственной деятельности и населения в урбанизированных территориях обуславливает наиболее существенное влияние экономической деятельности в городах на загрязнение атмосферы и, как следствие, на состояние здоровья проживающего в них населения. Это определяет актуальность темы настоящей диссертационной работы, посвященной статистическому исследованию экономических факторов и социальных последствий антропогенного воздействия на состояние воздушного бассейна городов Самарской области — одного из наиболее промышленно развитых регионов РФ.

Теоретические принципы и методология статистического исследования экологического состояния различных компонентов окружающей природной среды, влияния экономических факторов на это состояние разрабатывались в трудах ряда ученых — статистиков, в том числе: А. Думнова, А. Краковского, Г. Кулагиной, С. Мукасьяна, В. Родина, Г. Романовой, Г. Чудилина, Н. Шашловой и других.

Концепции рыночного механизма регулирования загрязняющего влияния экономической деятельности на окружающую среду (негативных экстерналий производства) в теоретическом и прикладном аспектах представлены в работах отечественных и зарубежных авторов: С. Бобылева, А. Голуба, М. Лукина, А. Новоселова, Р. Нуреева, Е. Струковой, А. Ходжаева, Н. Чепурных, А. Гайгера, Э. Дж. Доллана, Д. Линдсея, Н. Мэнкью, Д. Пирса, Р. Тернера. Однако среди работ вышеперечисленных авторов практически отсутствуют труды, содержащие методику и результаты количественного исследования пространственно-временных взаимосвязей результатов экономической деятельности, объемов загрязнения атмосферы и социальных последствий этого загрязнения на базе данных государственной статистики. Реализации комплексного статистического исследования в указанном направлении на конкретном эколого — экономическом объекте посвящена данная диссертационная работа.

Целью диссертационной работы является разработка методики и выполнение комплексного статистического исследования экономических факторов и социальных последствий антропогенного загрязнения воздушного бассейна региона и городов в его составе.

Достижение цели исследования потребовало решения следующих задач:

• определить антропогенное воздействие на загрязнение атмосферы как предмет статистического исследования;

• разработать систему статистических показателей исследования причинно-следственных связей влияния экономической деятельности на загрязнение воздушного бассейна региона и городов в его составе;

• дать количественную оценку территориальной дифференциации антропогенной нагрузки на воздушный бассейн Самарской области;

• исследовать динамические закономерности влияния загрязнения атмосферы на заболеваемость и смертность населения городов Самарской области;

• оценить воздействие экономических факторов на объемы, динамику и территориальную дифференциацию загрязнения воздушного бассейна региона;

• разработать многофакторные статистические модели загрязнения воздушного бассейна городов Самарской области;

• дать прогноз объемов загрязнения атмосферы городов области при различных вариантах развития экономики на их территории.

Объектом исследования является экологическое состояние воздушного бассейна городов Самарской области как следствие экономической деятельности на их территории.

Предметом исследования выступают количественные закономерности изменения объемов загрязнения атмосферы под влиянием экономической деятельности и закономерности социальных последствий этих изменений.

Методологической и теоретической основой исследования послужили Указ Президента РФ «О концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию» (от 01.04.1996 г., № 440), Федеральный закон «Об охране окружающей среды (от 10.01.2002 г., № 7-ФЗ), раздел «Окружающая среда и использование природных ресурсов» Методологических положений по статистике (том 1), труды отечественных и зарубежных ученых по проблемам экологии воздушной среды, статистического исследования взаимодействия общества и природы, оценки рыночных эффектов негативных экстерналий производственной деятельности.

Методическую основу диссертационного исследования образует совокупность методов статистической науки: метод сводки и группировки, графический метод, методы анализа связных динамических рядов, методы корреляционного анализа и регрессионного моделирования в условиях ограниченности пространственно — динамической информации, методы многофакторного статистического прогнозирования. Обработка данных проводилась с использованием персонального компьютера на базе пакетов прикладных программ STATISTICA 5.5, Microsoft Excel ХР.

Информационную базу исследования составили данные Государственного комитета по статистике РФ, Министерства природных ресурсов РФ, Самарского областного комитета государственной статистики, информационные ресурсы INTERNET.

Научная новизна диссертационной работы заключается в разработке статистических закономерностей влияния экономических факторов на загрязнение воздушного бассейна городов Самарской области и социальных последствий этого загрязнения.

Научная новизна включает следующие элементы:

• разработана система статистических показателей исследования причинно-следственных связей антропогенного загрязнения воздушного бассейна региона в целом и совокупности входящих в него городов;

• дана количественная оценка динамики территориальной асимметрии нагрузки вредных выбросов в атмосферу на единицу площади и одного жителя Самарской области по ингредиентам загрязняющих веществ;

• установлено взаимодействие трендов и случайных флуктуаций динамических рядов показателей загрязнения атмосферы городов и показателей смертности проживающего в них населения;

• определены временные лаги максимального статистического отклика уровня смертности населения (общей и младенческой) на колебания степени загрязнения атмосферы;

• разработан массив панельных данных и построены в различных вариантах многофакторные регрессионные модели воздействия отраслей и секторов экономики города на загрязнение его воздушного бассейна;

• выполнено прогнозирование объемов загрязнения атмосферы городов Самарской области при различных «сценариях» развития их экономики.

Теоретическое значение работы состоит в том, что в ней предложена и апробирована на материалах Самарской области система методов статистического исследования экономических факторов антропогенного загрязнения атмосферы и социальных последствий этого загрязнения. Построены статистические модели зависимости объемов вредных выбросов в атмосферу городов от различных параметров экономической деятельности на их территории. Разработаны закономерности динамики уровня смертности населения городов (общей и младенческой) вследствие изменения нагрузки вредных выбросов в атмосферу на единицу территории и одного жителя. Работа представляет комплексное статистическое исследование, объединяющее теоретические принципы и методы исследования в области экономической статистики, статистики окружающей природной среды, демографической статистики регионального уровня, выполненное на информационном массиве, разработанном в пространственно-динамическом формате.

Практическая значимость исследования определяется возможностью применения его основных результатов и выводов в качестве информационного обеспечения при разработке государственных программ охраны воздушного бассейна экономических территорий различного уровня, выработке механизмов правового и экономического регулирования негативных воздействий производственной деятельности на окружающую среду, принятии управленческих решений в направлении повышения экологического благополучия населения, снижения уровня заболеваемости и смертности. Практическое значение определяется также тем, что материалы диссертационного исследования могут быть использованы в практике работы органов государственной статистики при комплексной оценке экологических последствий экономической деятельности на территории регионов — субъектов РФ и городов, в учебном процессе по социально-экономической и региональной статистике.

Апробация работы и публикации .

Основные положения диссертации отражены в 6 научных публикациях объемов 1,68 п.л., в докладах на V международной экологической конференции студентов и молодых ученых «Экологическая безопасность и устойчивое развитие» (Москва, МГГУ, 2001 г.), Всероссийской научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Социально-экономические приоритеты регионального развития» (Самара, СГЭА, 2001 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Программирование регионального развития» (Самара, СГЭА, 2002 г.).

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка использованной литературы и приложений.

Выводы по главе III:

1. Ограниченность информационной базы статистического исследования по объекту наблюдения (10 городов региона) и временному периоду наблюдения (6 лет) обусловила необходимость разработки и применения массива панельных данных для целей многофакторного статистического моделирования.

2. Анализ эмпирического распределения рядов панельных данных результативных и факторных показателей антропогенного загрязнения воздушного бассейна городов Самарской области показал его существенное отличие от теоретического нормального распределения.

3. Корреляционные связи результативных и факторных показателей антропогенного воздействия на атмосферу городов Самарской области по полному массиву панельных данных оценены как существенные.

По ряду факторных показателей, в том числе: характеризующих отраслевую структуру промышленного производства, степень износа основных фондов в строительстве, наполненность местного бюджета собственными доходами, сила статистической связи меняется от весьма тесной до слабой при переходе от исследования совокупности наиболее крупных городов области ко всей совокупности городов.

4. Для устранения явления смещенности оценок линейных регрессионных моделей, разрабатываемых на основе панельных данных, в структуру моделей введены фиктивные переменные, характеризующие влияние ненаблюдаемых факторов антропогенного воздействия на состояние атмосферы городов Самарской области.

5. В соответствии с содержанием факторных блоков разработаны варианты регрессионных моделей зависимости объема выбросов вредных веществ в атмосферу города от:

— наличия на его территории единиц антропогенного давления на воздушную среду;

— структуры промышленного производства;

— состояния основных фондов в отраслях экономики;

— уровня развития экономики города;

— совокупного влияния указанных групп факторов.

Оценка на основе статистических критериев подтвердила высокое качество разработанных моделей и достаточные аппроксимирующие свойства (объясняемая вариация превышает 96%).

6. Прогнозирование в трех вариантах (оптимистическом, пессимистическом и реалистическом) на основе разработанных регрессионных моделей показало: как в случае стагнации экономики городов, так и в случае ее развития статистически закономерным будет увеличение объема вредных выбросов в атмосферу.

Следовательно, основным направлением административных усилий и финансовых вложений на экономические цели следует считать обеспечение перелома существующей тенденции снижения удельного веса улавливаемых и обезвреживаемых выбросов на его ускоренный рост.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В соответствии с результатами проведенного научного исследования получены следующие выводы и даны рекомендации:

1. За период, прошедший после принятия Указа Президента РФ «О концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию» (от 01.04.1996 г., № 440), в России не произошло снижения антропогенной нагрузки на окружающую природную среду и, в частности, на воздушный бассейн.

2. Увеличение физического объема ВВП за 1996;2001гг. сопровождалось ускоренным ростом количества выбросов вредных веществ в атмосферу. Возросла «выбросоотдача» вредных веществ с единицы произведенной продукции промышленности и сельского хозяйства, а также в расчете на одного занятого в экономикепрослеживается корреляция динамики объемов вредных выбросов в атмосферу и показателей заболеваемости и смертности населения России за указанный период. Установленные количественные взаимосвязи подтвердили необходимость и актуальность комплексного статистического исследования экономических факторов и социальных последствий антропогенного загрязнения воздушного бассейна территорий с учетом принципов Концепции устойчивого развития.

3. В результате построения аналитических группировок по регионамсубъектам РФ установлено, что наибольшее разрушительное воздействие на качественное состояние атмосферного воздуха экономическая деятельность оказывает в двух группах регионов: 1 — в регионах, существенно отстающих по темпам экономического роста от среднероссийского уровня и 2 — в регионах, имеющих наиболее высокие темпы экономического роста. Тем самым подтверждена региональная специфика антропогенного воздействия на состояние воздушного бассейна обусловленная, прежде всего, отраслевой спецификой производства.

4. Предметом статистического исследования должны выступать количественные закономерности воздействия экономической деятельности на загрязнение атмосферы и обусловленные этим загрязнением социальные последствия с учетом многообразия территориальных вариантов проявления этих закономерностей.

5. На основе критического анализа предложенных в литературе систем статистических показателей использования природных ресурсов и охраны окружающей среды, а также с учетом базовых теоретических принципов построения систем статистических показателей разработана авторская система показателей комплексного статистического исследования антропогенного воздействия на состояние воздушного бассейна региона. Она содержит следующие блоки: 1 — показатели факторов воздействия отраслей и секторов экономики на состояние воздушного бассейна, в том числе: факторы воздействия на объем и состав вредных выбросов в атмосферу и факторы воздействия на эффективность мероприятий по охране воздушного бассейна регионаII — показатели объема и степени загрязнения атмосферыIII — показатели демографических и социальных последствий загрязнения воздушного бассейна региона.

6. Оценка на основе коэффициента Джини и сравнение в динамике степени концентрации на территории Самарской области стационарных источников загрязнения атмосферы, а также количества загрязняющих выбросов приводит к следующему выводу: за 1991;2001гг. усилилась неравномерность распределения по территории городов области предприятий, имеющих выбросы вредных веществ в атмосферу, и объемов этих выбросов. При этом стало более равномерным распределение нагрузки загрязняющего воздействия на население, проживающее в городах Самарской области.

7. Расчет индексов региональной асимметрии (ИРА) по ингредиентам загрязняющих веществ показал, что за 1991;2001гг. дифференциация по городам области нагрузки на 1 кв. км территории возросла по всем ингредиентам вредных выбросов, кроме диоксида серы и летучих органических соединений (ДОС). По последним двум группам веществ она оставалась стабильной (в пределах: 110−120% - по диоксиду серы и 140−150% - по ДОС).

8. Расчеты ИРА показали, что за 1991;2001г. оставалась стабильной весьма существенная (100−200%) вариация по городам Самарской области нагрузки вредных выбросов в атмосферу в расчете на одного жителя. Данная ситуация определилась по всем ингредиентам, кроме углевородов. По ним колебания коэффициента вариации нагрузки на одного жителя установлены в пределах 148−303%.

Существенность вариации антропогенной нагрузки на окружающую среду указывает на дисгармоничность экологического развития территорий Самарской области как следствие дисгармоничности их экономического развития.

9. За период 1985;2001гг. по городам Самарской области выполнена декомпозиция связных динамических рядов, характеризующих объемы вредных выбросов в атмосферу в расчете на 1 кв. км территории, их улавливаемость и обезвреживание, а также демографические последствия загрязнения атмосферы. В результате декомпозиции и моделирования с высокой степенью статистической надежности установлены параметры линейных трендов и значения случайных флуктуаций.

Сопоставление коэффициентов при независимых переменных линейных трендов, а также анализ корреляции случайных флуктуаций при различных лагах запаздывания привели к ряду заключений:

— в Самарской области в целом и ее городах систематически возрастала доля неулавливаемых вредных выбросов, и выбросов, поступающих в атмосферу без очистки;

— имеется устойчивая зависимость характера многолетней тенденции изменения уровня смертности населения городов (общей и младенческой) от сложившейся тенденции изменения степени загрязнения их воздушного бассейна;

— установлено, что случайные флуктуации вредных выбросов в атмосферу (в расчете на единицу территории) оказывают наибольшее прямое влияние на изменение показателя смертности населения через 6−7 лет, младенческой смертности — через 4−5 лет.

10. На основе расчета и оценки непараметрического критерия КрускалаУоллиса подтверждена однородность изменения во времени (синхронность и совпадение по амплитуде) объемов вредных выбросов атмосферу и объемов промышленного производства по городам Самарской области.

Выявлена тесная обратная статистическая зависимость изменения объемов производства в отраслях промышленности и степени дифференциации нагрузки вредных выбросов на единицу территории городов (по ингредиентам).

11. Особенностью статистического моделирования исследуемых эколого — экономических взаимосвязей и их социальных последствий по Самарской области является ограниченность исходной информационной базы по объектам наблюдения (10 городов) и временному периоду (6 лет: 1995;2001гг.).

Эта особенность обусловила необходимость разработки и применения массива панельных данных для целей многофакторного статистического моделирования антропогенного загрязнения городов Самарской области.

12. Анализ корреляционной связи результативных и факторных показателей массива панельных данных по полной совокупности городов показал, что наиболее тесная прямая связь объема вредных выбросов в атмосферу имеется с такими факторами — аргументами, как: степень износа основных фондов в промышленности, в строительстве, на транспорте, наличие в городах грузового и пассажирского автотранспорта, доля промышленности строительных материалов в общем объеме промышленного производства, число предприятий промышленности, имеющих выбросы вредных веществ в атмосферу, численность основных работников промышленного производства.

Наиболее значимое обратное влияние на объемы вредных выбросов в атмосферу городов установлено по таким факторным показателям, как доля убыточных предприятий по всем видам деятельности и соотношение доходов и расходов бюджета города.

13. Установлено, что по ряду факторных показателей: характеризующих отраслевую структуру промышленного производства, степень износа основных фондов в строительстве, наполненность местного бюджета собственными доходами исследуемая сила статистической связи с объемом вредных выбросов в атмосферу существенно возрастает при переходе от расчетов по полной совокупности городов к расчетам по наиболее крупным городам в составе Самарской области (Самара, Тольятти, Сызрань, Новокуйбышевск).

14. На основе массива панельных даных разработаны многофакторные линейные регрессионные уравнения объемов вредных выбросов в атмосферу городов. Включение фиктивных переменных в структуру модели позволило обеспечить несмещенность оценок и высокую статистическую надежность полученных моделей (объясняемая вариация по всем вариантам моделей превысила 96%).

15. Полученные многофакторные регрессионные уравнения объема выбросов вредных веществ в воздушный бассейн города представлены следующими вариантами состава экзогенных переменных, отражающих:

— наличие на территории города единиц антропогенного давления на воздушную среду (объясняемая вариация — 98,4%);

— отраслевую структуру промышленного производства (96,6%) — состояние основных фондов в отраслях экономики (97,8%);

— уровень развития экономики города (96,3%);

— совокупное влияние вышеуказанных групп факторов (98,9%).

16. Прогноз, полученный в трех вариантах (оптимистическом, пессимистическом и реалистическом) на основе многофакторной регрессионной модели совокупного влияния факторов антропогенного загрязнения атмосферы городов показал, что как в случае стагнации экономики городов, так и в случае их ускоренного экономического развития следует ожидать увеличение вредных выбросов в атмосферу (в целом по городам Самарской области — до 306 313 тыс. т).

17. С учетом полученных результатов имитационного статистического моделирования и прогнозирования в числе наиболее приоритетных направлений управления экологическим состоянием городов Самарской области следует считать обеспечение правовых, административных и экономических мер воздействия на повышение удельного веса улавливаемых и обезвреживаемых вредных выбросов в атмосферу в их общем объеме.