基于能值分析的綿陽市城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)健康評價

鄧錦山　向曉宇　丁鵬凱　邵懷勇

摘要：基于能值分析理論構(gòu)建了城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)健康評價指標，用能值分析方法統(tǒng)一度量能量流、物質(zhì)流、貨幣流以及人口流之間的關(guān)系并進行定量分析。從時空角度評價了綿陽市城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)健康狀況及其變化趨勢，然后提出適合綿陽市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的建議和對策。結(jié)果表明，2009—2016年，綿陽市經(jīng)濟快速發(fā)展，綜合實力顯著增強。能值投資率及電力能值比都在逐年增加，而凈能值產(chǎn)出率持續(xù)減少，2016年同比2009年降低了40%。系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境壓力不斷增大，環(huán)境負荷率由1.52上升到2.39，EISD由6.23下降到4.68，EUEHI呈先上升后減小再上升的變化趨勢。系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展能力正在逐漸減弱，且綿陽市的健康能力表現(xiàn)出不穩(wěn)定的狀態(tài)。為了維護綿陽市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展能力和健康指數(shù)，未來需要進一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高資源能值利用率;大力發(fā)展高新產(chǎn)業(yè)，降低環(huán)境負荷;轉(zhuǎn)變生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展模式，實現(xiàn)城市健康與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。

關(guān)鍵詞：能值;城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng);可持續(xù)發(fā)展能力;健康指數(shù);綿陽市

中圖分類號：F062.2;F205? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）03-0158-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.03.035

Health evaluation of urban ecological economic system

in Mianyang city based on emergy analysis

DENG Jin-shang，XIANG Xiao-yu，DING Peng-kai，SHAO Huai-yong

（College of Earth Sciences，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China）

Abstract： Based on emergy analysis theory， a health evaluation index for urban eco-economic systems is constructed. The emergy analysis method is used to uniformly measure the relationship between energy flow， material flow， currency flow， and population flow and perform quantitative analysis. From the perspective of time and space， the health status and changes of the urban eco-economic system in Mianyang city were evaluated， and then suggestions and countermeasures suitable for the sustainable development of the eco-economic system in Mianyang city were put forward. The results show that from 2009 to 2016， Mianyang city's economy developed rapidly and its comprehensive strength increased significantly. Both the emergy investment rate and the power emergy ratio have been increasing year by year， while the net emergy output rate has continued to decrease， with a year-on-year decrease of 40% in 2016. The environmental pressure in the system is constantly increasing， the environmental load rate has increased from 1.52 to 2.39， the EISD has decreased from 6.23 to 4.68， and the EUEHI has a trend of rising first， then decreasing and then rising. The sustainable development capacity of the system is gradually weakening， and the health capacity of Mianyang city shows an unstable state. In order to maintain the sustainable development ability and health index of Mianyang's eco-economic system， it is necessary to further optimize the industrial structure in the future， improve the utilization of energy value of the resources; vigorously develop high-tech industries， reduce environmental load; change the model of eco-economic development， and realize the harmonious development of urban health and ecological environment.

Key words：? emergy; urban ecological economic system; sustainable development ability; health index; Mianyang city

自然界最基本的兩個代謝要素是物質(zhì)和能量[1]。城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)由自然環(huán)境系統(tǒng)、人類活動系統(tǒng)及社會經(jīng)濟系統(tǒng)三部分組成。系統(tǒng)間相互影響、相互作用，物質(zhì)與能量在它們之間循環(huán)、流動、轉(zhuǎn)換、儲存與耗散。隨著生態(tài)學、經(jīng)濟學和地理科學的發(fā)展，研究城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)亟需一種新的科學方法，為人類與生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展提供更多的選擇。20世紀80年代國際上提出了新的科學概念和度量標準，國外學者開展了較廣泛的研究，Odum等[2]、Brown等[3，4]對生態(tài)系統(tǒng)中不同類別的物質(zhì)和能量在同一標準下進行比較和定量分析，對區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的發(fā)展模式進行評價。近年來國內(nèi)也開始研究能值理論體系，起步較早的有嚴茂超[5]、藍盛芳等[6]、貢璐等[7]、劉耕源等[7]、潘安等[9]、方敏哲等[10]，其研究領(lǐng)域涉及城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟和土地生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)等。自此運用能值理論研究城市和農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)，并量化和評價區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)發(fā)展的可持續(xù)性成為科學熱點之一。

基于前人的研究成果，Odum等[2]創(chuàng)立了能值理論體系，對能量流、物質(zhì)流和貨幣流進行綜合研究，通過反映生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)及發(fā)展模式特征的指標，建立了一套科學的理論體系。能值理論不僅克服了傳統(tǒng)分析方法中不同物質(zhì)的能量無法在同一標準尺度下進行比較的難題[8]，還客觀表述了生態(tài)環(huán)境與人類生產(chǎn)活動的關(guān)系，其正在向地理科學綜合研究領(lǐng)域滲透，逐漸成為研究區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。

綿陽市是中國惟一的科技城，四川省第二大城市和第二大經(jīng)濟體、成都平原城市群北部中心城市、成渝經(jīng)濟圈七大區(qū)域中心之一，素有“富樂之鄉(xiāng)、西部硅谷”的美譽[11]。其生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的量化分析對中國西南地區(qū)經(jīng)濟活動與可持續(xù)發(fā)展的相互關(guān)系具有重要參考意義。在此基礎(chǔ)上，運用能值理論分析方法，將時空動態(tài)與定量分析相結(jié)合，系統(tǒng)揭示綿陽市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)時空格局及其動態(tài)變化規(guī)律，以尋求適合綿陽市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的對策和途徑[12]。

1? 研究區(qū)概況

綿陽市（103°45′—105°43′E、30°42′—33°03′N）地處四川盆地西北部，呈西北—東南狹長帶狀，總面積20 248.4 km2，約占四川省面積的4.2%，屬北亞熱帶山地濕潤季風氣候，四季分明，年平均降水量545.5～823.3 mm，年均氣溫17.9 ℃，區(qū)域概況見圖1。

綿陽市科教發(fā)達，產(chǎn)業(yè)興盛，是中國重要的國防軍工和科研生產(chǎn)基地。電子信息、汽車、新材料、節(jié)能環(huán)保、高端裝備制造、生物等六大“兩新”產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占工業(yè)總產(chǎn)值比重分別超過45.6%、34.0%[11]。截至2017年末，全市總戶數(shù)206.94萬戶，其中戶籍人口536.82萬人。全年實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值2 074.75億元，比上年增長9.1%，其中第一產(chǎn)業(yè)增加值291.66億元;第三產(chǎn)業(yè)增加值944.33億元，增長10.8%。

2? 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1? 建立數(shù)據(jù)庫

整理獲得2009—2016年綿陽市自然資源和社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)，建立復合信息數(shù)據(jù)庫。社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)及氣象水文數(shù)據(jù)均來自《綿陽市統(tǒng)計年鑒（2009—2016）》《綿陽市經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報（2009—2016）》《綿陽市環(huán)境統(tǒng)計公報（2009—2016）》《四川省統(tǒng)計年鑒（2009—2016）》;地形地貌數(shù)據(jù)取自1∶30萬DEM柵格數(shù)據(jù)，源于地理空間數(shù)據(jù)云。

2.2? 編制能值分析表

選取可更新資源、不可更新資源、進口能值、出口能值、廢棄物能值5個部分，參照不同指標的能值轉(zhuǎn)換率和能值指標算法，將各種產(chǎn)品能量統(tǒng)一換算為太陽能值，然后計算能值流，繪制能值圖表。

2.3? 建立能值分析評價指標體系

結(jié)合綿陽市生態(tài)經(jīng)濟的特點，選取11個評價指標匯總數(shù)據(jù)，采用活力—組織結(jié)構(gòu)—恢復力—生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能體系，建立能值分析評價指標體系，計算可持續(xù)發(fā)展指數(shù)、可持續(xù)發(fā)展能值指標和生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)健康指數(shù)。根據(jù)能值指標系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)結(jié)果，對綿陽市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的發(fā)展狀況進行客觀評價，并為綿陽市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提出建議。

3? 能值理論及指標體系

3.1? 能值理論基本概念

一種流動或儲存的能量所包含另一類別能量的數(shù)量，稱為該能量的能值[13]。在現(xiàn)實世界中，用太陽能衡量某一能量的能值，即任何流動或儲存的能量所包含的太陽能之量即為該能量的太陽能值[14]。能值分析以能量為基準，通過能值轉(zhuǎn)換率把生態(tài)系統(tǒng)中不同來源和種類的能量流轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的能值單位進行度量，將自然資源、人類活動、社會經(jīng)濟等不同因子有效地聯(lián)系起來，為定量地綜合評價區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展水平提供了新的理論方法，同時也為系統(tǒng)自然資源的有效利用和社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整提供依據(jù)[15]。

3.2? 指標體系計算方法

構(gòu)建一個合適的評價指標體系是合理評價城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)健康狀況的關(guān)鍵。能值分析方法結(jié)合了生態(tài)學和經(jīng)濟學，用一個全新的研究視角，即從系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)和能量流轉(zhuǎn)循環(huán)的視角來評估城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)健康水平。通過對這一系列能值指標的分析，可以更加全面而客觀地了解城市生態(tài)經(jīng)濟的能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)配置、廢物利用、進出口貿(mào)易與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，對于制定城市發(fā)展策略，實現(xiàn)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展具有極高的參考價值。能值指標計算必須基于基本的計量指標，也即代表了生態(tài)系統(tǒng)的能值流量?；居嬃恐笜艘姳?。

根據(jù)綿陽市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)實際情況，基于Rapport提出的活力—組織力—恢復力—生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能構(gòu)建城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的健康評價指標體系?；盍κ侵干鷳B(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)與能量輸入輸出循環(huán)容量，是用于反映某一系統(tǒng)的發(fā)達程度，競爭力以及資源使用的效率。組織結(jié)構(gòu)用于描述系統(tǒng)成分的多樣性，側(cè)面反映各成分之間的互相依賴程度[16]?；謴土χ傅氖窍到y(tǒng)在受到脅迫消失時需要克服的壓力以及反彈時的容量，可以充分反映系統(tǒng)維持自身結(jié)構(gòu)和格局能力大小。生態(tài)服務(wù)功能維持是生態(tài)系統(tǒng)對人類的福祉提供一定能力的判定，可以衡量系統(tǒng)是否能滿足人類生產(chǎn)生活。其包含指標及其含義見表2。

3.3? 生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)健康評價指標

3.3.1? 可持續(xù)發(fā)展指標（ESI）? ESI由凈能值產(chǎn)出率與環(huán)境承載率兩個指標來定義。系統(tǒng)的凈能值產(chǎn)出越高，環(huán)境負荷率又相對較低，則它就是可持續(xù)的，反之則是不可持續(xù)的[17]。Brown等[4]提出的量化標準：若110，說明此地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展程度低，資源開發(fā)利用不夠，是經(jīng)濟不發(fā)達的象征;ESI<1時，為高度發(fā)展的消費型導向經(jīng)濟，地區(qū)較為發(fā)達，對本地不可更新資源依賴較大，區(qū)域內(nèi)環(huán)境壓力更高。但實際生產(chǎn)中，ESI也存在一些不足，忽視了市場、文化對產(chǎn)出效益的影響[18]。

3.3.2? 可持續(xù)發(fā)展能值指標（EISD）? EISD是在ESI的基礎(chǔ)上進行改進的，表達式中增加了能值交換率，用來克服ESI忽略了的市場和文化對區(qū)域的影響，其不僅考慮了經(jīng)濟效益的影響，也考慮了交通系統(tǒng)等對環(huán)境的壓力。EISD越高的系統(tǒng)，在可持續(xù)發(fā)展的長遠尺度上越具競爭優(yōu)勢。

3.3.3? 城市健康能值指數(shù)（EUEHI）? 劉耕源等[8]指出，城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的健康應(yīng)圍繞活力、組織結(jié)構(gòu)、恢復力、服務(wù)功能4個方面的協(xié)調(diào)發(fā)展，以NEYR、EER、ELR分別代表系統(tǒng)活力、組織結(jié)構(gòu)、恢復力，以ED與EMR的比值代表服務(wù)功能。EUEHI越高，系統(tǒng)相對越健康。EUEHI可用于同一城市不同時期的縱向研究以及不同城市之間的橫向比較研究，對系統(tǒng)內(nèi)部4個方面進行調(diào)控優(yōu)化，以此實現(xiàn)城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的健康發(fā)展。

4? 結(jié)果與分析

建立的復合數(shù)據(jù)庫中包含2009—2016年綿陽市環(huán)境資源、社會經(jīng)濟等數(shù)據(jù)資料，經(jīng)過計算得到綿陽市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)能值分析基本計量指標（表3）及能值指標（表4）。

4.1? 單要素分析

4.1.1? 生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)活力? 能值投資率（EIR）是用來衡量生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)中自然環(huán)境對人類生產(chǎn)活動影響的容受力。大致上可以認為EIR越高，則系統(tǒng)經(jīng)濟發(fā)展程度越高，EIR越小則說明發(fā)展水平越低且系統(tǒng)對環(huán)境的依賴性越強[19]。從圖2可以看出，綿陽市近8年的能值投資率在微小的波動過程中穩(wěn)步增長，表明綿陽市經(jīng)濟發(fā)展規(guī)模逐漸增大，城市的經(jīng)濟發(fā)展從依賴自然資源的開發(fā)和利用，慢慢轉(zhuǎn)型為從外界進口需求資源，城市的發(fā)展程度上升，競爭力也在不斷加強?！?.12”大地震后，由于綿陽市自身社會經(jīng)濟的匱乏和災(zāi)后重建的需求導致進口能值提升，雖然EIR變化浮動不算太大，但整體呈現(xiàn)上升的趨勢。但2014—2016年，EIR又處于較為平穩(wěn)的狀態(tài)，表明綿陽市進口能值與資源能值間的比值結(jié)構(gòu)未發(fā)生較大的變化，這不利于今后綿陽市的整體發(fā)展。相比2015年合肥市的0.59，淮南市的0.02，淮北市的0.12，綿陽市能值投資率僅為0.11，據(jù)此可以看出綿陽市的發(fā)展程度與省會城市的發(fā)展程度相比還是處于低水平，甚至是中間偏下[16]。總體來講，能值合理的投入與搭配，并結(jié)合當?shù)氐牡乩韮?yōu)勢與經(jīng)濟特點使城市更具競爭力。

電力能值比（FEE）是衡量城市工業(yè)化和生活水平的指標。電力具有高效、清潔等特點，體現(xiàn)了一個國家或地區(qū)的生活水平。分析數(shù)據(jù)可知，2009—2016年的電力能值比穩(wěn)步上升，說明綿陽市工業(yè)化水準在逐漸上升，用電量不斷增加，生活水平也不斷提高。對比2008年合肥市電力能值比0.26[16]，昆明市0.35[20]，無錫市0.37[21]，可以看出綿陽市電力能值比還處于一個較低水平。

凈能值產(chǎn)出率（NEYR）是反映城市經(jīng)濟發(fā)展對系統(tǒng)外反饋的依賴程度，也是系統(tǒng)產(chǎn)出對經(jīng)濟凈貢獻大小的指標。NEYR越高，反映系統(tǒng)的自然資源與經(jīng)濟活動產(chǎn)出的能值利用效率越高[12]。綿陽市2009年的凈能值產(chǎn)出率最高，然后持續(xù)遞減，到2016年NEYR只有4.71，下降了40%，說明綿陽市城市經(jīng)濟的發(fā)展對生態(tài)系統(tǒng)自身提供的資源依賴在逐漸減弱，也反映了綿陽市的進口能值逐年增加。

4.1.2? 生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)? 不可更新資源能值比是系統(tǒng)資源占比結(jié)構(gòu)是否合理的指標，也側(cè)面反映對本地不可更新資源的依賴程度，比值越高其依賴程度越高，比值越低其依賴程度越低。綿陽市不可更新能值比相對來說變動較為平穩(wěn)，近8年來也只在0.57～0.61之間波動。雖然城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)對自身不可更新資源的依賴程度不算太高，但城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)還是需要不斷地優(yōu)化，減少系統(tǒng)對不可更新資源的依賴。

能值交換率（EER）用來衡量系統(tǒng)與外界的能值交換情況，比值越大系統(tǒng)越在對外貿(mào)易過程中處于有利地位。從圖3可以看出，綿陽市進口能值和出口能值雖然都在不斷上升，但能值交換率呈現(xiàn)“N”字形變化的趨勢。比值從2009年的1.20上升到2011年1.89后，開始逐漸下降，2014年降至1.09，之后又呈現(xiàn)增長趨勢，2016年能值交換率增至2.38，綿陽市能值交換率均大于1，表明綿陽市進口能值始終大于出口能值，在經(jīng)濟貿(mào)易中可以積累真實財富，但與其他發(fā)達地區(qū)相比還存在較大差距。因此在對外貿(mào)易過程中，應(yīng)該調(diào)整進出口商品的結(jié)構(gòu)，適當增加高能值商品的出口，減少對進口商品的依賴，著重引進高能值的商品與服務(wù)。

4.1.3? 生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)恢復力? 環(huán)境負荷率（ELR）用來表示一定的經(jīng)濟活動水平下環(huán)境系統(tǒng)所承受的壓力，反映了地區(qū)社會經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境直接的協(xié)調(diào)關(guān)系[22]。ELR越高，系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境壓力越大，具有一定的環(huán)境預(yù)警作用。從圖3可以看出，2009—2016年綿陽市環(huán)境負荷率呈現(xiàn)升高的趨勢。2009年開始，隨著災(zāi)后重建工作的推進，綿陽市經(jīng)濟活動大量增加，系統(tǒng)環(huán)境的壓力升高。在2011年到達峰值后，環(huán)境負荷率開始下降，然后又升高。在國家號召建設(shè)生態(tài)城市的大環(huán)境下，市政府應(yīng)該采取一定的措施應(yīng)對環(huán)境問題，否則違背了建設(shè)綠色生態(tài)城市的戰(zhàn)略目標。

人口承載力表明了生態(tài)系統(tǒng)自然環(huán)境下容納的人口數(shù)，能反映城市的實際人口是否超出自然環(huán)境下的人口容受能力。在能值理論中，人口承載力的下限為系統(tǒng)資源可提供的人口數(shù)量，而人口承載力下限的8倍則為人口承載力上限[21]。數(shù)據(jù)結(jié)果表明，2009—2016年綿陽市實際人口數(shù)一直處于人口承載力閾值內(nèi)，但也不應(yīng)該盲目樂觀。隨著國家二胎政策的放開，相信在未來幾年時間內(nèi)，綿陽市人口將會迎來大幅度提升，考慮到區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的目標，應(yīng)該適度控制人口增長速率，不要以犧牲環(huán)境為代價來發(fā)展社會經(jīng)濟。

廢棄物產(chǎn)生率（EEW）反映生態(tài)系統(tǒng)排放的廢棄物對環(huán)境帶來的壓力。2009—2016年，從綿陽市縱向發(fā)展來看，由于工業(yè)化和人民生活水平的提高，城市發(fā)展的擴大，廢棄物產(chǎn)量也在逐漸升高。從圖2可以看出，其中2009—2012年廢棄物產(chǎn)生率較為平穩(wěn)，這也從側(cè)面反映出市政府在廢棄物排放處理方面采取了一系列措施，雖然效果不太明顯，但從一定程度上使系統(tǒng)的循環(huán)能力和恢復能力得到增強。

4.1.4? 生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)服務(wù)功能維持? 能值自給率（ESR）是地區(qū)自然資源的自給能力和外界交流能力的一個體現(xiàn)。ESR越高，系統(tǒng)自給自足的能力越強，反之，則系統(tǒng)自給自足的能力越弱[17]。2009—2016年，綿陽市能值自給率不斷下降，從2009年的86%下降至2016年的77%，其與外界交流能力變強，不可更新和可更新資源的消耗程度緩慢降低，外界資源的引進和投入加大，依賴進口資源的程度逐漸增強。

能值貨幣比率（EMR）反映了地區(qū)單位貨幣的購買能力。經(jīng)濟落后的地區(qū)能值利用率低，EMR就越大，反之，經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)能值利用率高，EMR越小[17]。從圖4可以看出，2009—2016年，綿陽市能值貨幣比率呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢，2016年能值貨幣比率比2009年同比下降了44.3%，這也表明綿陽市經(jīng)濟在不斷發(fā)展，外界的商品與服務(wù)、信息等能值財富在不斷增加，導致能值貨幣比率不斷下降。EMR下降，GDP上升，說明綿陽市的能值收入增加，系統(tǒng)為居民提供的福祉增加，城市的服務(wù)功能更加完善。

能值密度（ED）可間接反映區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展強度和等級。經(jīng)濟活動頻繁的地區(qū)開發(fā)程度較高，能值流動密度更大，其能值密度必然高于經(jīng)濟發(fā)展相對落后的地區(qū)[12]。從圖4可以看出，綿陽市能值密度近似呈“N”字形變化。由于綿陽市區(qū)域面積基本不變，雖然有幾年能值密度呈下降趨勢，但總體來看其總能值呈增長狀態(tài)，特別是2009—2011年增長速率最快，這可能是因為大地震后綿陽市經(jīng)濟活動受到重創(chuàng)，震后重建開始引入大量進口能值。災(zāi)后重建第4年能值密度開始下降，綿陽市經(jīng)濟發(fā)展強度對比前3年開始變?nèi)?，生態(tài)系統(tǒng)能力循環(huán)變慢。到2014年，影響能值密度的主要因素是不可更新資源與進口能值，2009—2016年不可更新資源與進口能值增長了一倍以上。為保證自然環(huán)境與社會經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展，綿陽市應(yīng)控制不可更新資源的使用，加強可更新資源的開發(fā)與利用。

4.2? 綜合指標分析

4.2.1? 能值可持續(xù)發(fā)展指數(shù)ESI? 從圖5可以看出，2009—2016年，綿陽市ESI均介于1～10之間，說明綿陽市仍處于發(fā)展中經(jīng)濟，且勢頭良好。但從發(fā)展趨勢來看，ESI指數(shù)卻呈不斷下降的趨勢，2009年ESI為5.20，2016年為1.97，8年內(nèi)下降了62%。期間，綿陽市凈能值產(chǎn)出率不斷減少，環(huán)境負荷率持續(xù)攀升，最終導致ESI指數(shù)下降，說明綿陽市可持續(xù)發(fā)展能力正在持續(xù)惡化。未來，綿陽市亟需改變能值消耗的不合理結(jié)構(gòu)，加大可利用資源的保護與開發(fā)，減少不可更新資源的消耗，降低環(huán)境負荷率，才利于系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

4.2.2? 可持續(xù)發(fā)展能值指標EISD? 從圖5可以看出，2009—2011年，綿陽市EISD變化平緩;2011年開始，EISD的下降幅度增大，從2011年的6.06下降至2015年的3.05;2016年開始出現(xiàn)較為強勁的反彈，達4.68，相比2015年最低值3.05上升了53%。8年內(nèi)系統(tǒng)的能值交換率始終大于1，且呈現(xiàn)出先升高后下降再升高的變化特點，系統(tǒng)對外貿(mào)易中的地位不斷發(fā)生改變，2016年綿陽市能值交換率達到歷史新高2.39，部分有利因素扭轉(zhuǎn)了EISD持續(xù)下降的趨勢。

4.2.3? 城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)健康指數(shù)EUEHI? 綿陽市不斷朝著工業(yè)化和現(xiàn)代化方向發(fā)展，人民生活水平也在不斷提高，但城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)健康卻存在隱患。從圖5可以看出，EISD與EUEHI具有相似的變化特征。綿陽市EUEHI變化有3個階段：第一階段為2009—2011年，健康指數(shù)穩(wěn)步上升，數(shù)值從3.67上升到5.19。期間，系統(tǒng)凈能值產(chǎn)出率、能值貨幣比率減少，能值密度、能值交換率增加，環(huán)境負荷率相對較低，使得此階段的城市健康狀況發(fā)展勢頭較為良好;第二階段是2011—2015年，健康能值指數(shù)持續(xù)下降。經(jīng)過“5.12”大地震后，綿陽市災(zāi)后重建工作大部分已經(jīng)完成，社會經(jīng)濟的恢復速度加快，但隨之而來的是廢棄物與污染物的排放增多，自然環(huán)境對人類經(jīng)濟活動的支撐能力下降，使得系統(tǒng)的健康狀況持續(xù)走低;第三階段是2015—2016年，系統(tǒng)健康指數(shù)強勢反彈，同比2015年的3.72，上升了66%，為近8年內(nèi)系統(tǒng)健康指數(shù)的峰值。說明綿陽市政府已經(jīng)采取了一定的措施及政策來遏制持續(xù)惡化的生態(tài)環(huán)境。隨著國家生態(tài)文明建設(shè)的深入開展，綿陽市需加大生態(tài)系統(tǒng)保護力度，建立綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟，進一步調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，以此改善系統(tǒng)的健康狀況。

5? 討論與建議

能值分析結(jié)果表明，2009年以來綿陽市經(jīng)濟地位逐漸提升，綜合實力迅速壯大，人民生活水平得到了極大提高。但能值交換率降低、環(huán)境承載率連年走高等不利因素使得綿陽市可持續(xù)發(fā)展指數(shù)和城市生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)健康指數(shù)不斷降低。綿陽市經(jīng)濟的高速發(fā)展建立在對環(huán)境資源過度利用的基礎(chǔ)上，短期內(nèi)促進了經(jīng)濟的發(fā)展，但從長遠角度看，給生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展埋下了隱患。EUEHI變化趨勢從側(cè)面反映出目前綿陽市正處于高速發(fā)展階段，但過高的環(huán)境負荷可能會給城市生態(tài)環(huán)境帶來不可逆的危害，并且不合理的能值資源結(jié)構(gòu)已對經(jīng)濟系統(tǒng)的發(fā)展?jié)摿τ兴拗?。因此?yīng)加強綿陽市的對外開放程度，提高系統(tǒng)的能值反饋率，改變經(jīng)濟增長方式，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，依靠科技進步提高能值利用率，充分利用現(xiàn)有能值資源，盡量減少對環(huán)境資源的破壞，走可持續(xù)發(fā)展道路，改善生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)健康狀況。

1）優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高能值利用率。綿陽市現(xiàn)處于城市化轉(zhuǎn)變的中后期，應(yīng)著重加快現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的建設(shè)，調(diào)整重工業(yè)的資源使用結(jié)構(gòu)，加快輕工業(yè)的發(fā)展速度，充分利用軍工電子、IT、新能源等優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)彌補自身發(fā)展的不足。提高可更新資源能值產(chǎn)出以及能值利用率，降低“三廢”排放量，從而減少本土資源消耗和降低區(qū)域環(huán)境壓力[12]。

2）大力發(fā)展高新產(chǎn)業(yè)，促進系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展?？萍紕?chuàng)新是國家發(fā)展的源泉，是可持續(xù)發(fā)展的動力之一。應(yīng)以高新產(chǎn)業(yè)為導向，改變現(xiàn)有的經(jīng)濟增長方式，利用高新技術(shù)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)落后產(chǎn)業(yè)，加大風能、水能、地熱能、太陽能等清潔能源的開發(fā)，利用清潔資源替代不可更新資源，降低系統(tǒng)對不可更新資源的依賴。

3）轉(zhuǎn)變生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展模式。根據(jù)綿陽市目前的發(fā)展需求，構(gòu)建新的經(jīng)濟發(fā)展模式。依托“一圈四鏈三循環(huán)”模式，即以綿陽高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)為中心圈，圍繞中心圈建立特色經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈、旅游文化產(chǎn)業(yè)鏈、現(xiàn)代企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈、商品服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈4個產(chǎn)業(yè)鏈，并建立綠色經(jīng)濟發(fā)展模式，保證區(qū)域內(nèi)的能量、物質(zhì)和社會經(jīng)濟處于良性循環(huán)的狀態(tài)[23]。

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收稿日期：2018-02-20

基金項目：國家自然科學基金項目（41401659）

作者簡介：鄧錦山（1994-），男，四川成都人，在讀碩士研究生，研究方向為資源環(huán)境遙感、生態(tài)環(huán)境評價和地理空間信息等，（電話）18382205215 （電子信箱）823718383@qq.com;通信作者，邵懷勇（1978-），男，山東菏澤人，教授，博士，主要從事山區(qū)資源環(huán)境遙感、山地生態(tài)環(huán)境評估與GIS空間建模研究，（電子信箱）huaiyongshao@163.com。