煤炭型礦業(yè)城市生態(tài)經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)性評價
——以淮南市為例

顧康康，儲金龍，陳曉華，汪勇政

（1.安徽建筑大學(xué) 建筑與規(guī)劃學(xué)院，安徽 合肥 230022；2.安徽省城鎮(zhèn)化發(fā)展研究中心，安徽 合肥 230022）

●區(qū)域發(fā)展

煤炭型礦業(yè)城市生態(tài)經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)性評價
——以淮南市為例

顧康康1，2，儲金龍1，2，陳曉華1，2，汪勇政1，2

（1.安徽建筑大學(xué) 建筑與規(guī)劃學(xué)院，安徽 合肥 230022；2.安徽省城鎮(zhèn)化發(fā)展研究中心，安徽 合肥 230022）

文章運(yùn)用協(xié)調(diào)發(fā)展模型和剪刀差方法，定量分析生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)度和變化趨勢，揭示經(jīng)濟(jì)發(fā)展因子對生態(tài)足跡的影響機(jī)制，對城市生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。研究結(jié)果表明：2005-2014年，淮南市整體呈現(xiàn)生態(tài)承載力略有下降，生態(tài)足跡、生態(tài)赤字加劇上升的趨勢；萬元GDP所消耗的生態(tài)足跡波動性下降，資源利用效益逐漸提高；生態(tài)足跡和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的變化速率剪刀差從0.001增長到0.66，兩者變化速率的分異性顯著，生態(tài)足跡增長速率有所降低，生態(tài)足跡產(chǎn)生的環(huán)境壓力對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的約束作用不斷減輕；生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)度整體呈現(xiàn)增長趨勢，其中2005-2008年屬于快速增長期，2009-2014年屬于曲折增長期，協(xié)調(diào)度從極度失調(diào)衰退轉(zhuǎn)變?yōu)橹屑墔f(xié)調(diào)發(fā)展；GDP、人均GDP、非農(nóng)產(chǎn)業(yè)比重均與生態(tài)足跡顯著相關(guān)。最后，對協(xié)調(diào)發(fā)展模型和剪刀差方法的應(yīng)用效果進(jìn)行評估，并提出促進(jìn)淮南市生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的建議。

生態(tài)承載力；資源利用效益；協(xié)調(diào)度；剪刀差；淮南市

［DOI］10.3969/j.issn.1007-5097.2016.06.014

煤炭型礦業(yè)城市是指因煤炭資源開發(fā)而發(fā)展起來，主要提供煤炭及其加工產(chǎn)品的一類城市［1］。然而，煤炭型礦業(yè)城市在促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時，也面臨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題［2］。相關(guān)研究表明，煤炭型礦業(yè)城市問題的實(shí)質(zhì)是社會經(jīng)濟(jì)活動強(qiáng)度超過資源環(huán)境的承載能力［3-4］。為實(shí)現(xiàn)煤炭型礦業(yè)城市的可持續(xù)發(fā)展，開展煤炭型礦業(yè)城市生態(tài)承載力研究成為國內(nèi)外學(xué)者的共識。加拿大學(xué)者M(jìn)athis Wackernagel提出了生態(tài)足跡模型，并在國內(nèi)外生態(tài)承載力研究中取得較廣泛的認(rèn)可［5-7］。然而，大部分學(xué)者運(yùn)用生態(tài)足跡開展生態(tài)系統(tǒng)評價與調(diào)控，而生態(tài)足跡影響機(jī)制的研究較少［8-9］。經(jīng)濟(jì)發(fā)展是生態(tài)足跡變化的直接原因之一，探討經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)足跡的關(guān)聯(lián)性，不僅能夠豐富生態(tài)足跡影響機(jī)制的研究，還可為生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)發(fā)展提供依據(jù)。本文以煤炭型礦業(yè)城市淮南市為例進(jìn)行分析。

一、研究區(qū)域與研究方法

（一）研究區(qū)域

淮南市位于長江三角洲腹地，安徽省中北部，淮河之濱，全市總面積2 596.4平方公里，總?cè)丝?43.3萬人?；茨系V產(chǎn)資源豐富，煤炭探明儲量153億噸，遠(yuǎn)景儲量444億噸，占華東地區(qū)32%。2014年，淮南市國內(nèi)生產(chǎn)總值789億元，三次產(chǎn)業(yè)比例為8.5∶55.8∶35.7，呈現(xiàn)“二、三、一”的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。煤炭資源開采形成“三廢一沉”，對淮南市生態(tài)環(huán)境造成重大影響。

（二）研究方法

1.生態(tài)足跡模型

生態(tài)足跡為特定區(qū)域消費(fèi)活動所占用的土地總量，生態(tài)承載力表示區(qū)域土地總供給，計算公式如下［10］：

式中，EF為人均生態(tài)足跡，Pi為資源生產(chǎn)量，Ii為資源進(jìn)口量，Ei為資源出口量，i為生態(tài)性土地類型，EQi為均衡因子，EPi為生態(tài)生產(chǎn)力（全球平均），N為總?cè)丝跀?shù)。

生態(tài)承載力表示區(qū)域土地總供給，計算公式為：

式中，EC為人均生態(tài)承載力，Ai為不同類型生態(tài)生產(chǎn)性土地面積，EQi為均衡因子，含義同（1）式中EQi；Yi為不同類型生態(tài)生產(chǎn)性土地產(chǎn)量調(diào)整系數(shù)，即產(chǎn)量因子；N為總?cè)丝跀?shù)。budget＞0表示生態(tài)盈余，budget＜0表示生態(tài)赤字。

2.經(jīng)濟(jì)發(fā)展因子的計算

分別用GDP、人均GDP、非農(nóng)業(yè)產(chǎn)值比例、GDP增長率、實(shí)際利用外資占GDP比重來反映經(jīng)濟(jì)總量、經(jīng)濟(jì)均量、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)速度、經(jīng)濟(jì)外向度［11］。各個指標(biāo)先標(biāo)準(zhǔn)化，然后用AHP方法求權(quán)重，再用信息熵對其進(jìn)行修正，最后采用模糊綜合評判方法計算經(jīng)濟(jì)發(fā)展因子總得分。

3.協(xié)調(diào)性分析

協(xié)調(diào)性分析能反映兩個指標(biāo)間的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，用協(xié)調(diào)發(fā)展模型評判經(jīng)濟(jì)發(fā)展的發(fā)展與生態(tài)足跡耦合狀態(tài)［11］，計算公式如下：

式中，D表示生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)度［13-14］；指數(shù)k為協(xié)調(diào)指數(shù)，本文取k=2，c為生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)指數(shù)，f（x）、f（y）分別表示生態(tài)足跡和經(jīng)濟(jì)發(fā)展因子總得分不同年份的值；T為生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的綜合發(fā)展指數(shù)；a和b為待定系數(shù)，本文取a=b=0.5。

4.剪刀差

剪刀差方法是一種反映兩種變化趨勢之間差異性的方法，本文運(yùn)用剪刀差方法表示生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的演變速率［15］，計算公式如下：

其中，f’（x）、f’（y）分別表示生態(tài)足跡和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的變化速率，α表示生態(tài)足跡和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的變化速率之間的剪刀差值，α值越大，表明兩種變化趨勢之間的差異越大。

5.數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于《淮南市統(tǒng)計年鑒2006-2015》，利用前述計算方法對淮南市2005-2014年生態(tài)足跡和經(jīng)濟(jì)發(fā)展因子計算。

二、生態(tài)經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)性評價

（一）生態(tài)足跡動態(tài)分析

2005-2014年，淮南市整體呈現(xiàn)生態(tài)足跡、生態(tài)赤字加劇上升，生態(tài)承載力略有下降的趨勢（圖1）。其中，生態(tài)承載力從0.47hm2/人下降到0.40hm2/人，部分年份雖有增長，但整體變化幅度不大；生態(tài)足跡從3.23hm2/人增長到8.18hm2/人，年均增長率達(dá)到10.88%，2011年和2014年是生態(tài)足跡增長的高峰期，增長率高達(dá)135.34%和121.01%；生態(tài)赤字不斷加劇，年均增長率達(dá)到13.58%。

煤炭型礦業(yè)城市生態(tài)足跡的快速增長是造成生態(tài)赤字的主要原因，對2005-2014年淮南市的GDP、城市年人均消費(fèi)、人口與生態(tài)足跡的相關(guān)性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其相關(guān)性均超過0.87，達(dá)到顯著相關(guān)水平。生態(tài)承載力由不同類型的用地面積計算獲得，淮南市土地利用轉(zhuǎn)移以耕地、建筑用地為主，而這兩種類型土地的產(chǎn)量因子均高于其他類型土地，所以生態(tài)承載力整體變化幅度不大。因此，要改變當(dāng)前淮南市生態(tài)赤字不斷加劇的現(xiàn)狀，一是要科學(xué)利用有限的資源，控制不斷增長的人口，倡導(dǎo)理性消費(fèi)，將浪費(fèi)降到最低；二是要提升科技水平，進(jìn)而提高土地生產(chǎn)力。其中，淮南礦業(yè)集團(tuán)等企業(yè)是淮南市主要能源消耗單位，對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的影響非常大，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，提高能源利用效益，對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)赤字的改善具有決定作用。

圖1　淮南市生態(tài)承載力、生態(tài)足跡、生態(tài)赤字

（二）資源利用效益分析

計算萬元GDP所消耗的生態(tài)足跡的值來反映淮南市2005-2014年資源利用效益（圖2）。

圖2　淮南市萬元GDP生態(tài)足跡

結(jié)果表明，淮南市萬元GDP所消耗的生態(tài)足跡2005年、2014年分別為4.36 hm2、2.97 hm2，十年間降幅達(dá)到32%。雖然2014年萬元GDP所消耗的生態(tài)足跡仍較高，但下降趨勢顯著，表明淮南市資源利用效益逐漸提高。

（三）生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)聯(lián)性評價

1.剪刀差分析

曲線擬合淮南市生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的變化（圖3），兩者在不同年份均存在一定的波動，但整體呈現(xiàn)增長趨勢，且擬合程度非常好。由圖4可以看出，2005-2014年，淮南市生態(tài)足跡和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的變化速率剪刀差從0.001增長到0.66，雖然兩者整體都呈現(xiàn)正向發(fā)展趨勢，但兩者變化速率的差異性不斷加劇，相對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展，生態(tài)足跡增長速率有所下降，生態(tài)足跡產(chǎn)生的環(huán)境壓力對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的約束作用不斷減輕。

圖3　淮南市生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的演化

圖4　淮南市生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展剪刀差

2.協(xié)調(diào)度分析

從圖5可以看出，2005-2014年，淮南市生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)度整體呈現(xiàn)增長趨勢，其中2005-2008年屬于快速增長期，2009-2014年屬于曲折增長期，生態(tài)足跡壓力與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相互作用導(dǎo)致協(xié)調(diào)度的波動變化。由協(xié)調(diào)度評判標(biāo)準(zhǔn)［14］（表1）可知，淮南市生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)度從極度失調(diào)衰退轉(zhuǎn)變?yōu)橹屑墔f(xié)調(diào)發(fā)展，表明淮南市加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)升級和環(huán)境治理取得一定成效，從以損害資源環(huán)境換取經(jīng)濟(jì)發(fā)展的模式轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展較協(xié)調(diào)的發(fā)展模式。

圖5　淮南市生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)度

表1　協(xié)調(diào)度評判標(biāo)準(zhǔn)

3.相關(guān)性分析

運(yùn)用SPSS軟件中相關(guān)性分析反映生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展因子的關(guān)聯(lián)性（表2），可以看出，GDP、人均GDP、非農(nóng)產(chǎn)業(yè)比重均與生態(tài)足跡的相關(guān)性均達(dá)到顯著水平，利用外資額與生態(tài)足跡相關(guān)性較顯著，快速增長的經(jīng)濟(jì)發(fā)展是淮南市生態(tài)足跡的主導(dǎo)因子，尤其是第二、三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，外資投入影響次之。因此，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、降低能源消耗，才能從根本上減少淮南市生態(tài)足跡，實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

表2　淮南市生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展因子的相關(guān)性

三、結(jié)論及建議

本文在傳統(tǒng)的相關(guān)性分析基礎(chǔ)上采用協(xié)調(diào)模型和剪刀差方法探討淮南市生態(tài)足跡和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)聯(lián)性。表明2005-2014年，淮南市生態(tài)足跡和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)度從極度失調(diào)衰退轉(zhuǎn)變?yōu)橹屑墔f(xié)調(diào)發(fā)展，生態(tài)足跡產(chǎn)生的環(huán)境壓力對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的約束作用不斷減輕，生態(tài)足跡的主導(dǎo)因子是居民消費(fèi)提高、經(jīng)濟(jì)快速增長、高能耗的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比重增大。因此，本文從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、資源利用、消費(fèi)意識三個方面提出促進(jìn)淮南市生態(tài)足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)發(fā)展的建議。

（1）加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。發(fā)展提升優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，推動煤炭、電力、煤化工等產(chǎn)業(yè)向高端化、精細(xì)化方向發(fā)展；促進(jìn)工業(yè)與服務(wù)業(yè)相結(jié)合，大力發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)高端化、新興產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)品牌化，不斷提升經(jīng)濟(jì)整體素質(zhì)和市場競爭力。

（2）實(shí)施資源集約利用戰(zhàn)略，推進(jìn)資源可持續(xù)發(fā)展。大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，促進(jìn)清潔能源的高效利用，達(dá)到節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境目的；加強(qiáng)土地資源、水資源、旅游資源保護(hù)與管理，促進(jìn)資源科學(xué)、合理利用模式。

（3）優(yōu)化居民消費(fèi)意識，加強(qiáng)城市低碳建設(shè)。開展全民環(huán)境保護(hù)宣傳教育，提高公眾節(jié)能減排意識；降低城市能源消耗，增加綠色出行，加強(qiáng)低碳建設(shè)。

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［責(zé)任編輯：張兵］

An Evaluation of the Coordination of Eco-Economy System of Coal Mining City —A Case of Huainan City

GUKang-kang1，2，CHU Jin-long1，2，CHEN Xiao-hua1，2，WANG Yong-zheng1，2

（1.School of Architecture&Urban Planning，Anhui Jianzhu University，Hefei 230022，China；2.Centre of Anhui Urbanization Development Studies，Hefei230022，China）

Based on the coordinated development model and scissor difference method，the coordinated degree and change trend between ecological footprint and economic development are quantitatively analyzed，the influence mechanism of economic development factors on ecological footprint is revealed，which are meaningful for the coordinated development between ur?ban eco-environment and economic sustainability.The results show that：From 2005 to 2014，the ecological footprint and eco?logical deficit increased remarkably in Huainan city，the ecological carrying capacity decreased a little；the ecological footprint per 10，000 yuan of GDP dropped with fluctuation，resource utilization efficiency was up gradually；the scissor difference be?tween ecological footprint and economic development increased from 0.001 to 0.66，and the difference between them aggravat?ed obviously，the growth rate of ecological footprint declined，and its environment pressure to economic industry also de?creased；the coordinated degree between ecological footprint and economic development increased on the whole，and they were fast increase from 2005 to 2008，fluctuated increase from 2009 to 2014，the coordinated degree changed from the extreme im?balance decline to intermediate coordinated development；GDP，GDP per capita，proportion of non agriculture were related to ecological footprint.Finally，the application effect of the coordinated development model and scissor difference is evaluated，and the suggestions on the coordinated development of ecological footprint and economic sustainability for Huainan city are proposed.

ecologi calcarrying capacity；resource utilization efficiency；coordinated degree；scissor difference；Huainan city

F062.2；F061.5

A

1007-5097（2016）06-0084-04

2015-11-21

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41101566）；安徽高校自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（KJ2016A150）

顧康康（1982-），男，安徽蚌埠人，副教授，博士，研究方向：城鄉(xiāng)生態(tài)規(guī)劃；

儲金龍（1964-），男，安徽安慶人，教授，博士，建筑與規(guī)劃學(xué)院院長，研究方向：城鄉(xiāng)規(guī)劃與設(shè)計；

陳曉華（1964-），男，安徽池州人，教授，博士，研究方向：區(qū)域規(guī)劃；

汪勇政（1979-），男，安徽安慶人，講師，碩士，研究方向：城鄉(xiāng)規(guī)劃與設(shè)計。