Assessment of the state of socio-ecological and economic systems using the desirability function (using the example of administrative-territorial units of the Nizhny Novgorod Region)

Full Text

Введение

В настоящее время в связи с глобальным масштабом антропогенного воздействия на природу широкое распространение получил термин «социо-эколого-экономическая система» (СЭЭС) – совокупность образований биологической, географической, экономической и социальной природы, представляющее собой единое целое [1, с. 134]. Любое административно-территориальное образование может рассматриваться в качестве такой системы, состояние которой оценивается совокупностью показателей:

Для корректного сравнения исследуемых областей между собой применяется процедура свертывания информации с помощью обобщенной функции желательности (ОФЖ), которая позволяет объективно сравнивать между собой разноразмерные показатели [2; 3]. Для полноценной оценки сложившейся в регионе ситуации следует рассматривать каждую составляющую его административно-территориальную единицу как целостную СЭЭС. Обоснованность применения ОФЖ в рассмотрении и решении вопросов прикладной экологии была показана в отечественных [4; 5] и зарубежных работах [6–8], в том числе она была продемонстрирована нами ранее [9–11].

Цель данного исследования – провести анализ состояния и развития административно-территориальных единиц Нижегородской области за 2010–2020 гг. на основе расчета обобщенной функции желательности.

Материалы и методика исследований

Исходными материалами послужила база данных показателей Федеральной службы государственной статистики по Нижегородской области [12] за 2010–2020 гг. В качестве объектов исследования были выбраны 26 муниципальных районов, 11 муниципальных округов и 14 городских округов Нижегородской области (в анализ не было включено ЗАТО Саров).

Для оценки состояния СЭЭС использовалась процедура свертывания информации с использованием функции желательности. Это способ перевода натуральных значений в единую безразмерную числовую шкалу с фиксированными границами [0÷1]. Для идеально функционирующей системы «желательная» величина D должна быть равна 1, увеличение значений «нежелательных» показателей приводит к уменьшению величины D [13, с. 82–85]. Методика предполагает определение частной (d) и обобщенной (D) функции желательности.

Показатель считается «желательным», когда при увеличении значения натурального показателя (хᵢ) происходит улучшение какого-либо параметра социо-эколого-экономического развития. В этом случае применяют формулу:

$d_i = \raisebox{1ex}{$2 \times (x_i\times x_{max})$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$ (x_i^2 + x_{max}^2)$}\right.$,

где x_max – максимальное значение индикатора в сравниваемом ряду.

Показатель считается «нежелательным», если увеличение его значения оказывает неблагоприятное влияние на социо-эколого-экономическое развитие. Для таких показателей используется формула:

$dᵢ =\raisebox{1ex}{$ 2 \times (x_i \times x_{min})$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$(x_i^2 + x_{min}^2)$}\right.$,

где xₘᵢₙ – минимальное значение индикатора в сравниваемом ряду.

В общем виде ОФЖ рассчитывается формуле, в которой учитываются веса частных функций желательности:

$D=\sqrt[k]{\left(\prod _{i=1}^n{d}^{r_i}\right)}=\sqrt[k]{d_1^{{\gamma }_1} · d_2^{{\gamma }_2}·d_3^{{\gamma }_3} ·.... · d_n^{{\gamma }_n}}$,

где n – число показателей; dᵢ – частная функция желательности; γᵢ – весовой коэффициент. Так как достоверных и надежных оценок весовых коэффициентов для показателей, примененных в настоящей работе, не существует, они были опущены (или приняты равные 1).

Для того, чтобы дать приемлемую характеристику социо-эколого-экономической ситуации, использовалось следующее разбиение диапазона ОФЖ на 5 классов, имеющих внятное смысловое название: очень плохая – 0,00–0,20, плохая – 0,21–0,37, удовлетворительная – 0,38–0,63, хорошая – 0,64–0,80, очень хорошая – 0,81–1,00.

Список выбранных для оценки СЭЭС Нижегородской области параметров представлен в табл. 1.

 

Таблица 1 – Список показателей для оценки социо-эколого-экономического состояния административно-территориальных единиц Нижегородской области

Критерии		Выбранные показатели
Социо-демографические	+	Общий коэффициент рождаемости. Численность населения
	–	Общий коэффициент смертности. Коэффициенты смертности по основным классам причин смерти (от инфекционных и паразитарных болезней, новообразований, болезней системы кровообращения, болезней органов дыхания, болезней органов пищеварения, несчастных случаев/отравлений/травм). Материнская смертность. Умерло до 1 года на 1000 родившихся живыми. Умерло в перинатальный период на 1000 родившихся живыми и мертвыми соответствующего пола.
Экономические	+	Общая площадь жилых помещений. Одиночное протяжение уличной водопроводной / канализационной сети, которая заменена и отремонтирована за отчетный год. Текущие (эксплуатационные) затраты на охрану окружающей среды, включая оплату услуг природоохранного назначения. Удельный вес прибыльных организаций. Среднемесячная заработная плата работников организаций. Доходы местного бюджета, фактически исполненные.
	–	Удельный вес убыточных организаций. Просроченная задолженность по заработной плате работников организаций.
Экологические	+	Вывезено за год твердых коммунальных отходов. Вывезено за год жидких отходов. Уловлено и обезврежено загрязняющих веществ в процентах от общего количества загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников. Наличие лесных земель в административных границах районов и городов.
	–	Характеристика количества и площади природных пожаров. Перечень районов, где доля проб почвы по санитарно-гигиеническим / микробиологическим показателям выше областного уровня. Удельный вес проб воды, несоответствующих требованиям гигиенических нормативов, по санитарно-химическим / микробиологическим показателям. Количество объектов, имеющих стационарные источники загрязнения атмосферного воздуха. Удельный вес проб воздуха с превышением ПДК.

Примечание. «+» – увеличение значения индикатора желательно; «–» – увеличение значения индикатора нежелательно.

 

Результаты исследования и их обсуждение

На основе рассчитанных значений ОФЖ, отражающих социо-эколого-экономическое состояние и развитие регионов, был составлен рейтинг административно-территориальных единиц Нижегородской области, который представлен на рис. 1. В целом, ситуация в регионе неблагоприятная: лишь в 2% случаев обстановка характеризуется как «удовлетворительная», 23,5% – «плохая», 74,5% – «очень плохая».

 

Рисунок 1 – Рейтинг административно-территориальных единиц Нижегородской области по социо-эколого-экономическому состоянию, построенный по усредненным значениям ОФЖ за 2010–2020 гг. СЭЭС расположены в порядке возрастания ОФЖ и разделены на группы в зависимости от ее значений («очень плохая», «плохая», «удовлетворительная» характеристика СЭЭС). Административно-территориальные единицы (данные условные обозначения используются также на рисунках 2–4): 1 – Ардатовский р-н; 2 – г. Арзамас; 3 – Арзамасский р-н; 4 – Балахнинский р-н; 5 – Богородский р-н; 6 – Большеболдинский р-н; 7 – Большемурашкинский р-н; 8 – г. Бор; 9 – Бутурлинский р-н; 10 – Вадский р-н; 11 – Варнавинский р-н; 12 – Вачский р-н; 13 – Ветлужский р-н; 14 – Вознесенский р-н; 15 – Володарский р-н; 16 – Воротынский р-н; 17 – Воскресенский р-н; 18 – г. Выкса; 19 – Гагинский р-н; 20 – Городецкий р-н; 21 – Дальнеконстантиновский р-н; 22 – г. Дзержинск; 23 – Дивеевский р-н; 24 – Княгининский р-н; 25 – Ковернинский р-н; 26 – Краснобаковский р-н; 27 – Краснооктябрьский р-н; 28 – Кстовский р-н; 29 – Кулебакский р-н / г. Кулебаки; 30 – Лукояновский р-н; 31 – Лысковский р-н; 32 – Навашинский р-н; 33 – г. Нижний Новгород; 34 – Павловский р-н; 35 – Первомайский р-н / г. Первомайск; 36 – Перевозский р-н; 37 – Пильнинский р-н; 38 – Починковский р-н; 39 – Семеновский р-н; 40 – Сергачский р-н; 41 – Сеченовский р-н; 42 – Сокольский р-н; 43 – Сосновский р-н; 44 – Спасский р-н; 45 – Тонкинский р-н; 46 – Тоншаевский р-н; 47 – Уренский р-н; 48 – Чкаловский р-н / г. Чкаловск; 49 – Шарангский р-н; 50 – Шатковский р-н; 51 – г. Шахунья

 

Наибольший показатель ОФЖ ожидаемо был получен для административного центра области – Нижнего Новгорода, где состояние социо-эколого-экономической системы является «удовлетворительным». Административно-территориальные единицы, в которых обстановка оценивается как «плохая», но показатели ОФЖ несколько выше по сравнению с периферией, являются «городами-спутниками» Нижегородской агломерации. К сожалению, большинство административно-территориальных единиц, относящихся к периферии региона, характеризуются «крайне плохой» обстановкой, что может быть связано с недостаточной эффективностью намеченных и проводимых мероприятий в области социальной и экологической политики, а также слабой экономической поддержкой.

Однако такая комплексная оценка дает лишь обобщенную информацию о регионах. Для более детального анализа были рассчитаны значения частных функций желательности отдельно для экономической, для экологической и социо-демографической подсистем.

Для административно-территориальных единиц, состояние которых характеризовалось «крайне плохое», характерны очень низкие значения функции желательности по экономическим показателям – они составляют ≤0,1. Для сравнения – для Нижнего Новгорода этот параметр составляет 0,45 («удовлетворительно»). Стоит отметить, что в целом экономическая обстановка в административно-территориальных единицах Нижегородской области характеризуется низкими значениями ОФЖ (рис. 2).

 

Рисунок 2 – Рейтинг административно-территориальных единиц Нижегородской области по экономическим показателям, построенный по усредненным значениям ОФЖ за 2010–2020 гг.

 

Из всех административно-территориальных единиц можно выделить только Нижний Новгород, Кстово, Дзержинск. Большее по сравнению с другими СЭЭС Нижегородской области значение ОФЖ по экономическим показателям в них преимущественно связано с локализацией на территории этих городов крупных и мощных производственных предприятий. В частности, Нижний Новгород представляет собой один из главных промышленных центров страны, ведущими направлениями производственной деятельности в котором являются металлообработка и машиностроение. Для Дзержинска и Кстово большой вклад в развитие экономики вносит обрабатывающая промышленность – химическое производство и нефтепереработка соответственно. Однако если на экономические характеристики данные направления деятельности оказывают положительное влияние, то на другие параметры СЭЭС, в частности экологические, – негативное.

 

Рисунок 3 – Рейтинг административно-территориальных единиц Нижегородской области по экологическим показателям, построенный по усредненным значениям ОФЖ за 2010–2020 гг.

 

Для экологических индикаторов особенных различий между группами административно-территориальных единиц не определяется, и в целом ситуацию в регионе можно охарактеризовать как «плохую» и «очень плохую» (рис. 3). Такая ситуация в районах периферии может быть связана с отсутствием достаточно активной и эффективной политики по сохранению окружающей среды, а в районах центра – наличием крупных промышленных предприятий и большого числа автомобильных дорог и транспорта.

Для Нижнего Новгорода и городов-спутников Нижегородской агломерации значения функции желательности по социально-демографическим показателям определено в диапазоне 0,38–0,63 («удовлетворительно»), в то время как для районов периферии – 0,20–0,37 («плохо») (рис. 4).

 

Рисунок 4 – Рейтинг административно-территориальных единиц Нижегородской области по социо-демографическим показателям, построенный по усредненным значениям ОФЖ за 2010–2020 гг.

 

Стоит отметить, что из трех компонентов социо-эколого-экономического состояния относительно более благоприятная обстановка наблюдается именно в отношении демографических показателей, которые, соответственно, вносят наибольший положительный вклад в ОФЖ. Это является хорошей предпосылкой для повышения качества жизни населения региона при условии продолжения и усиления имеющихся тенденций в социальной политике.

Весомый вклад в социо-демографический компонент СЭЭС вносит состояние системы здравоохранения и показатели здоровья населения. При анализе показателей смертности населения Нижегородской области от ведущих причин (болезни системы кровообращения (БСК), болезни органов дыхания (БОД), злокачественные новообразования (ЗНО)) можно отметить следующие тенденции.

Динамика смертности от БОД в районах области в течение изучаемого десятилетия значительно варьирует с периодическими подъемами, что связано с сохраняющимся высоким уровнем заболеваемости БОД в Нижегородской области. Даже в тех районах, где имела место тенденция к снижению смертности от данной нозологической формы, к 2020 г. показатель вернулся на исходный высокий уровень, что обусловлено прежде всего эпидемией COVID-19.

Анализ динамики смертности от БСК по административно-территориальным единицам области в целом характеризуется тенденцией к снижению, что положительно характеризует работу системы здравоохранения в области охраны здоровья пациентов кардиологического профиля, реализуемую при поддержке областных программ «Борьба с сердечно-сосудистыми заболеваниями в Нижегородской области». Повышение смертности от БСК в 2020 г. также может быть связано с COVID-19, который отягощал течение сопутствующих заболеваний у коморбидных пациентов.

Аналогические положительные результаты можно высказать в отношении программ «Борьба с онкологическими заболеваниями в Нижегородской области», «Онкопатруль»: в районах области в течение десятилетия наблюдается тенденция к снижению смертности от ЗНО. Это говорит о повышении эффективности диагностики онкопатологии, в особенности на ранних стадиях, и, соответственно, вероятности положительного исхода в каждом конкретном случае.

Если оценивать динамику изменения показателей ОФЖ в административно-территориальных единицах региона за период изучаемого десятилетия, то, согласно критерию Фридмана, выявляются статистически значимые изменения (χ² = 58,89; p = 5,88 × 10⁻⁹). Графическое отображение результатов представлено на рис. 5.

 

Рисунок 5 – Динамика ОФЖ в административно-территориальных единицах Нижегородской области по социо-эколого-экономическому состоянию за 2010–2020 гг.

 

В период 2010–2014 гг. в районах отмечается относительно стабильная обстановка с ее улучшением в 2015–2016 гг. Данные изменения могут быть обусловлены активной политикой в социальной сфере: формирование доступной для инвалидов среды жизнедеятельности за счет адаптации учреждений с учетом доступности, расширение сети учреждений системы социального обслуживания населения с целью повышения уровня и качества жизни пожилых граждан, инвалидов, семей с детьми и предоставления им мер социальной поддержки, различные мероприятия в рамках семейно-ориентированной политики по укреплению социального института нижегородской семьи [14]. Кроме этого, к данному периоду подводятся промежуточные итоги региональной политики по повышению конкурентоспособности экономики, которые направлены на стимулирование инвестиционной деятельности, развитие малого и среднего бизнеса, агропромышленного комплекса, системы профессионального образования [15, с. 76].

Далее в 2017–2018 гг. наблюдается спад значений показателей, который можно связать с эпидемией гриппа. В этот период повысилась заболеваемость острыми формами респираторных заболеваний и смертность от них, что оказало свое влияние на социо-демографический и экономический параметры. В 2019 г. этот спад компенсировался. В 2020 г. снова наблюдается выраженное ухудшение обстановки, которое, вероятно, обусловлено негативным воздействием эпидемии COVID-19. Она прежде всего повлияла на демографический аспект за счет повышения заболеваемости и смертности населения, что привело к снижению социального компонента ОФЖ. В экономическом плане наблюдалось снижение потенциальных доходов из-за увеличения числа дней и случаев временной нетрудоспособности рабочего населения, закрытия учреждений из-за карантинных мероприятий. С другой стороны, значительно увеличились расходы на здравоохранение. Данные изменения в экономической ситуации также сказались на снижении показателя ОФЖ.

Выводы

Несмотря на описанные тенденции, нужно иметь в виду, что за исследуемое десятилетие показатели все равно находятся на низком уровне: средние значения ОФЖ по региону в целом на 2010 год – 0,1576 [0,1405 ÷ 0,1942], на 2020 год – 0,1428 [0,1196 ÷ 0,2171]. Максимальные значения показателей приходятся на 2016 год – 0,1826 [0,1498 ÷ 0,2206]. Таким образом, полученная характеристика Нижегородской области как единой СЭЭС отражает необходимость пересмотра направлений политики по всем основным направлениям (социальному, экономическому, экологическому) с целью повышения эффективности проводимых мероприятий.

About the authors

Snezhana D. Sinyushkina

Privolzhsky Research Medical University

Author for correspondence.
Email: ss.snowflake@yandex.ru

student of General Medicine Faculty

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Ilya N. Kalashnikov

Privolzhsky Research Medical University

Email: ilia17ne@mail.ru

candidate of biological sciences, associate professor, head of Biology Department

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Natalya I. Zaznobina

National Research Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: nzaznobina@mail.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Ecology Department

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Elena S. Bogomolova

National Research Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: prorector@pimunn.net

doctor of medical sciences, professor, vice-rector for academic affairs, head of Hygiene Department

Russian Federation, Nizhny Novgorod

References

Supplementary files