東北地區開發規模擴張的資源環境響應演變及影響因素

劉艷軍 張 婧 王 穎

(東北師范大學城市與環境科學學院，吉林長春130024)

東北地區開發規模擴張的資源環境響應演變及影響因素

劉艷軍 張 婧 王 穎

(東北師范大學城市與環境科學學院，吉林長春130024)

提出“區域開發規模擴張的資源環境響應”的概念，并構建了區域開發規模擴張的資源環境響應指數、響應度模型及評價指標體系，通過定量分析1995－2008年東北地區開發規模擴張的資源環境響應變化及影響因素，得出以下結論:1995年以來東北地區開發規模不斷擴大，而資源環境水平總體呈現出“先升后降”的波動變化態勢。資源環境對東北地區開發規模擴張具有由“正響應”向“負響應”轉變的特征，與此相對應，區域開發規模擴張對資源環境的影響程度也呈現出由“弱促進”向“強脅迫”變化的態勢，這說明近年來在東北地區開發規模加速擴展的同時，其對區域資源環境造成的壓力也日益增大。1995－2008年由經濟快速增長導致的資源環境壓力增長是引致東北地區開發規模擴張對資源環境影響由“正向促進”向“負向脅迫”轉化的重要內部因素，而區域投資的不斷增長以及工業的快速發展是東北地區開發規模擴張對資源環境影響由“弱促進”向“強脅迫”變化的主要因素。

區域開發規模擴張;資源環境演變;響應指數;響應度;影響因素;東北地區

區域經濟社會發展及空間開發與資源環境演化是現代區域發展的重要特征，二者具有緊密的相互作用關聯，這也是全球范圍內區域發展的共性規律。國外關于區域開發建設與資源環境演化關系以及可持續發展問題給予了較高的關注，Grossman等研究提出了“環境庫茲涅茨曲線(EKC)”理論［1］;William［2］、Jenerette［3］重點關注了城市與區域的可持續發展問題;此外，Erickson［4］、Kurucu［5］以及Taylor［6］分別研究了城市化對地下水資源、農業用地發展以及水環境變化的影響，深刻的揭示了城市化與資源環境演化的相互作用關系。

近年來，隨著我國工業化、城鎮化以及區域開發建設的加速推進，帶來了一系列資源環境問題以及不可持續發展矛盾的產生，因此，區域經濟社會發展、空間開發與資源環境相互作用關系以及可持續發展問題成為當前國內學術界的研究熱點之一。陸大道［7］、方創琳［8］及張雷等［9］學者從理論與實踐角度研究了人地關系演變問題;張燕［10］、班茂盛［11］分別從區域發展潛力與資源環境承載力關系、人口容量與資源環境支撐能力角度深入研究了區域發展的資源環境承載能力問題;姚士謀［12］、方創琳［13］及劉耀彬等［14］分別研究了我國資源環境對城鎮化的影響因素、中國快速城市化過程中的資源環境保障以及中國城市化與生態環境耦合關聯等問題，系統深入的探討了城市化發展與資源環境的互動關系。

總體來看，目前學術界關于區域開發建設與資源環境相互作用及其可持續發展問題研究取得了大量的成果，但在理論模型總結與定量分析方法應用方面需要進一步探討，本文提出“區域開發規模擴張的資源環境響應”的概念，通過系統定量分析東北地區開發規模擴張的資源環境響應變化及其影響因素，進一步補充區域發展與資源環境演化相互作用的研究成果。

區域開發規模擴張的資源環境響應主要是指一定區域范圍內，人口規模增加、經濟規模增長以及建設用地規模擴大等區域開發規模擴張系統對包括區域自然資源(土地、水、礦產、能源等)和生態環境(水環境、森林、大氣、固體物環境等)在內的資源環境系統演化的影響效應，同時也包括資源環境系統對區域開發規模擴張形成的反饋與約束作用(圖1)。從概念特征來看，區域開發規模擴張的資源環境響應具有系統復雜性、動態性以及空間差異性特征，是長期人類活動和自然資源環境相互作用演變的結果，具有深刻的理論與實踐內涵。

圖1 區域開發規模擴張的資源環境響應概念模式Fig.1 Concept model of resource and environmental response to the regional development scale expansion

1 模型構建與研究方法

1.1 測度模型構建

為定量測度區域開發規模擴張與資源環境水平演化的相互作用關系，引入“區域開發規模擴張的資源環境響應指數及響應度”兩個概念來表示區域開發規模擴張對資源環境演化的影響特征、趨勢及程度，響應指數測度模型為［15］:

模型通過響應指數的測度刻畫區域開發規模擴張的資源環境響應變化趨勢及特征，當I＞0時，表示資源環境水平對區域開發規模擴張具有正響應特征，區域開發規模擴張促進資源環境水平上升，反之，當I＜0時，表示資源環境水平對區域開發規模擴張具有負響應特征，區域開發規模擴張導致資源環境水平下降，當I=0時為臨界狀態，理論上表示區域開發規模擴張對資源環境水平變化無影響。為比較不同時期區域開發規模擴張對資源環境水平變化的影響程度大小，進一步定義區域開發規模擴張的資源環境響應度(V)，且，V值越大，表示區域開發規模擴張對資源環境水平演變(上升或下降)的影響程度越大，反之則越小。

1.2 指標體系建立

基于區域開發規模擴張的資源環境響應概念界定以及響應指數模型的構建，從區域開發規模系統和資源環境系統兩方面來選取評價指標。指標選擇堅持代表性及可獲得性等原則，借鑒相關學者成果［16－17］，選擇人口規模(指標DT1)、經濟規模(指標DT2)及土地開發規模(指標DT3)三方面3個指標綜合反映區域開發規模指數(DT)。選擇資源環境支撐(指標RE1－RE5)、資源環境壓力(指標RE6－RE9)以及資源環境抗壓能力(指標RE10－RE13)三方面13個指標綜合反映資源環境水平指數(RE)，構建區域開發規模與資源環境水平評價指標體系(見表1)。

1.3 數據標準化與權重確定

結合選擇指標及其屬性，應用極值法對指標數據進行標準化處理，當指標為正指標時，，當指標為逆指標時，X，其中，X*i為指標標準化值，Xi為指標實際統計值，maxXi、minXi分別為指標的最大值和最小值。各指標的權重采用德爾菲法進行確定(見表1)，經過加權求和，得出區域開發規模指數和資源環境水平指數。

1.4 數據來源與預處理

本文東北地區數據主要來源于1996－2010年《中國統計年鑒》及1996－2010年的《遼寧統計年鑒》、《吉林統計年鑒》、《黑龍江統計年鑒》等，對于少量缺失數據及統計口徑不一致數據進行了補充和修正。

數據預處理包括:(1)1995－2008年GDP數據換算為按1990年不變價 GDP;(2)碳排放量 Ct=∑iEti×δi，其中，Ct為t年一次能源碳排放總量，Eti為t年第i種能源消耗標準量，δi為第i種能源的碳排放系數，借鑒相關學者研究成果［18］，δ煤炭=0.732 9 t(C)/t標準煤，δ石油=0.557 4 t(C)/t標準煤，δ天然氣=0.422 6 t(C)/t標準煤。

2 東北地區區域開發規模擴張的資源環境響應演變

2.1 區域開發規模與資源環境水平演變特征

基于上述評價指標體系以及模型的計算應用，可以得出:1995－2008年東北地區開發規模指數(以下簡稱DT東北)呈不斷上升趨勢(見表2、圖2)，由 0.723 5 提升到1.000 0，由此表明1995年以來東北地區開發規模不斷擴大，特別是2003年以來DT東北提升速度明顯加快，說明國家“振興東北”戰略的實施及一系列支持政策的出臺促進了東北地區經濟、社會以及城鎮建設的快速發展。具體來看，DT經濟(DT2得分)上升趨勢非常明顯，表明經濟規模快速擴張，而 DT人口(DT1得分)和 DT土地(DT3得分)增長緩慢，表明東北地區人口規模和建設用地開發規模相對呈現緩慢上升趨勢，總體來看，東北地區開發規模不斷擴大的主要貢獻來自于經濟規模的快速增長。

表1 區域開發規模與資源環境水平評價指標體系Tab.1 Evaluation index system of the regional development scale and the resource and environment level

從東北地區資源環境水平指數(以下簡稱RE東北)的變化來看，1995－2008年RE東北總體呈現出“先升后降”的波動變化態勢(表2、圖2)，先由1995年的0.804 9上升到2003年的0.878 1，后又下降到2008年的0.814 4。由此可見，1995－2003年東北地區資源環境水平總體上升，2004－2008年呈不斷下降的發展態勢;具體來看，資源環境支撐力總體呈波動小幅上升趨勢，表現為RE支撐(RE1－RE5得分之和)由1995年的0.303 2波動上升到2008年的0.316 8。此外，RE壓力(RE6－RE9得分之和)呈波動下降趨勢，RE抗壓(RE10－RE13得分之和)呈不斷上升趨勢，表明1995年以來東北地區開發規模擴展的資源環境壓力不斷增大，但抗壓能力也呈不斷上升趨勢。總體來看，資源環境壓力的增大影響了東北地區資源環境的總體水平和質量，成為制約東北地區資源環境健康發展的重要障礙性因素。

2.2 區域開發規模擴張的資源環境響應指數及響應度演變

進一步計算東北地區開發規模擴張的資源環境響應指數及響應度，首先對RE東北與DT東北進行曲線擬合，得出最 優 函 數 方 程:RE東北= －1.565 + 5.705DT東北－3.346，該響應函數為二次曲線方程，擬合優度R2=0.720，F=14.16，通過顯著性檢驗。在此基礎上，計算1995－2008年東北地區開發規模擴張的資源環境響應指數(以下簡稱I東北)及響應度(以下簡稱V東北)。由圖3可見，1995－2008年 RE東北對 DT東北具有由“正響應”向“負響應”轉變的特征，且 I東北不斷減小，由 1995年的0.776 0下降到 2003年的0.155 3，2004年之后變為負值( －0.015 7)，之后連續下降到2008 年的 －1.211 9，這與RE東北的總體變化趨勢吻合。與 I東北相對應，V東北呈“先降后升”階段變化特征，1995－2003年 V東北由1995年的0.776 0下降到 2003 年的 0.155 3，2004 －2008 年 V東北由0.015 7快速提升到 2008 年的1.211 9，進一步表明，DT東北對RE東北總體呈現出由“弱促進”向“強脅迫”變化的態勢。

由此可以得出，1995－2003年隨著東北地區開發規模的不斷擴張，資源環境水平呈上升態勢，但區域開發規模擴張對資源環境的促進程度卻逐漸減弱。從2004年開始，隨著東北地區開發規模進一步加速擴張，導致資源環境水平開始不斷下降，且區域開發規模擴張對資源環境的脅迫程度不斷增強。這說明近幾年來在東北地區開發規模加速擴展的同時，其對區域資源環境造成的壓力也日益增大，并且這種壓力和脅迫影響在短期內仍有繼續擴大的可能。

表2 東北地區開發規模指數與資源環境水平指數評價結果Tab.2 Evaluation results of the regional development scale expansion index and resource and environmental level index in northeast China

圖2 東北地區開發規模與資源環境水平演變Fig.2 The evolution of the regional development scale expansion and resource and environmental level in northeast China

圖3 東北地區開發規模擴張的資源環境響應指數及響應度變化Fig.3 The changes of response index and response degree of regional development scale expansion in northeast China

3 東北地區開發規模擴張資源環境響應變化的影響因素

3.1 區域開發規模擴張資源環境響應變化的內部因素分解

區域開發規模擴張的資源環境響應指數(I)是關于區域開發規模指數(DT)和資源環境水平指數(RE)的函數關系式，即I=f(DT，RE)，隨著DT和RE的變化，I也將相應的發生變化。從東北地區開發規模擴張的資源環境響應變化來看，I東北呈現出由正到負、數值不斷減小的態勢，而為了尋找導致這種變化的關聯因素，首先需要考察DT東北、RE東北及其內部構成要素變量(DT人口、DT經濟、DT土地及 RE支撐、RE壓力、RE抗壓)變化與 I東北變化的關系，通過分析東北地區開發規模擴張的資源環境響應指數變化與各內部變量相關性判斷二者相互作用關系。

由表3可得，I東北與DT東北具有強負相關，相關系數R=－0.996，而與 RE 不存在明顯相關性，由此表明DT東北對I東北變化具有極高的解釋力，東北地區開發規模擴張是導致其對資源環境影響特征變化的重要因素。進一步分析具體因素可得，I東北與 DT經濟和 RE壓力相關性最高，相關系數R分別為－0.997和0.921，表明東北地區經濟規模擴張和資源環境壓力不斷增大是引致區域開發規模擴張對資源環境影響變化的重要因素。而進一步探討DT經濟與RE壓力的關系發現，二者存在強負相關性(R=－0.917)，表明東北地區經濟快速增長是導致資源環境壓力增大的重要因素。這從另一方面也證明，由經濟快速增長導致的資源環境壓力增長是引致東北地區開發規模擴張對資源環境影響由“正向促進”向“負向脅迫”轉化的重要內部因素。

表3 東北地區開發規模擴張的資源環境響應指數與內部因素相關性Tab.3 The correlation of resource and environmental response index and internal factors of development scale expansion in northeast China

3.2 區域開發規模擴張資源環境響應變化的主要影響因素

在區域開發規模擴張的資源環境響應指數轉化關聯因素分析基礎上，進一步分析影響I東北及V東北變化的主要具體因素。結合理論分析及東北地區發展實際，本文認為，東北地區開發規模擴張對資源環境的影響由“弱促進”向“強脅迫”變化的影響因素主要包括經濟結構變化與工業經濟發展、區域發展政策影響(東北振興、經濟危機以來的投資刺激政策等)、資源利用技術與水平以及環保治理投入等。為了進一步測度各因素對I東北及V東北變化的影響效應，通過構建綜合指標進行評價，在指標選擇方面，綜合考慮指標的代表性以及數據的可獲得性等因素，設定I東北為因變量(y)，工業增加值占GDP比重(x1)、全社會固定資產投資總額增長率(x2)、能源加工轉換效率(由于東北地區此項指標數據缺失，因此采用具有代表性的遼寧省能源加工轉換效率數據進行替代)(x3)及工業污染治理項目完成投資占當年GDP比重(x4)為自變量，分別代替并反映區域經濟結構與工業經濟發展、區域政策影響、資源利用技術水平以及環保治理投入情況，為進一步確定x1、x2、x3…x4對y影響程度大小，構建多元線性回歸模型:y=b0+b1x1+b2x2+b3x3+b4x4+ε，其中，b0為常數項，b1、b2、b3、b4為 y 對應于 x1、x2、x3、x4的偏回歸系數，ε為隨機擾動項，應用SPSS17.0軟件進行多元逐步回歸分析，經過計算得出回歸模型及各變量參數。由于I東北及V東北的變化具有階段性特征，因此基于上文分析將研究的時間跨度分為1995－2003年、2004－2008年以及1995－2008年三個階段，分別計算分析不同階段I東北及V東北變化的主要影響因素，進而總結東北地區開發規模擴張資源環境響應變化的總體因素特征，具體分析結果見表4。

表4 東北地區開發規模擴張資源環境響應變化的多元回歸結果Tab.4 The multiple regression results of resource and environmental response of development scale expansion in northeast China

通過回歸分析，1995－2003年、2004－2008年以及1995－2008年三個階段的回歸模型均通過顯著性檢驗。模型結果表明:1995－2003年I東北及V東北減小的主要因素為全社會固定資產投資總額增長率(x2)，t統計量的絕對值為3.351，這一時期其他因素作用相對不明顯，說明在這一階段固定資產增長速度加快(由1995年的7.43%增長到2003年的22.28%)是東北地區開發規模擴張對資源環境促進作用逐漸減弱的主要影響因素;2004－2008年工業增加值占GDP比重(x1)是I東北減小及V東北增大的主要影響因素，表明這一時期東北地區工業規模的快速增長及其占GDP比重的“反彈”增長(由2004年的41.71%提高到2008年的45.46%)，成為區域開發規模擴張的重要推動因素，進而對東北地區資源環境產生了較大的壓力;從1995－2008年整體過程來看，全社會固定資產投資總額增長率(x2)對I東北不斷減小以及V東北由“弱促進”向“強脅迫”變化的影響最顯著，t統計量的絕對值為6.031。

總體來看，1995年以來東北地區開發規模擴張的資源環境影響由“弱促進”向“強脅迫”變化的主要影響因素為區域投資的不斷增長以及工業的快速擴張。特別是2003年以來，隨著東北振興戰略的實施以及經濟危機以來投資刺激政策等的帶動，東北地區固定資產投資增長速度明顯加快(由1995年的 7.43%增長到 2008年的34.82%)，而大量工業項目的投資是重要方向，從而促進了工業經濟發展，通過計算得出1995－2008年東北地區固定資產投資額增長與工業增加值增長的相關系數高達0.980，由此表明固定資產投資額增長是東北地區工業規模快速擴張且其占GDP比重階段性“反彈”的重要驅動力。這從另一方面也證明，近幾年來由區域政策影響帶動的投資快速增長在促進東北地區工業加速擴張的同時，也導致二者共同對資源環境產生了越來越大的壓力和脅迫作用，成為影響東北地區開發建設與資源環境相互作用的主要因素。

4 主要結論

(1)1995年以來東北地區開發規模不斷擴大，特別是2003年以來規模提升速度明顯加快，其主要貢獻來自于經濟規模的快速擴張。1995－2008年東北地區資源環境水平總體呈現出“先升后降”的波動變化態勢，總體來看，資源環境壓力的增大影響了東北地區資源環境總體水平和質量，成為制約東北地區資源環境系統健康發展的重要障礙性因素。

(2)1995－2008年東北地區資源環境對區域開發規模擴張具有由“正響應”向“負響應”轉變的特征，與此相對應，區域開發規模擴張對資源環境的影響程度也呈現出由“弱促進”向“強脅迫”變化的態勢，這說明近年來在東北地區開發規模加速擴展的同時，其對區域資源環境造成的壓力也日益增大，并且從發展趨勢判斷，東北地區開發規模擴大對資源環境的壓力和脅迫影響在短期內仍有繼續擴大的可能。

(3)由經濟快速增長導致的資源環境壓力增大是引致東北地區開發規模擴張對資源環境影響由“正向促進”向“負向脅迫”轉化的重要內部因素。具體而言，1995年以來東北地區開發規模擴張對資源環境影響由“弱促進”向“強脅迫”變化的主要因素為區域投資的不斷增長以及工業的快速擴張，特別是近幾年由區域政策影響帶動的投資快速增長，在促進東北地區工業加速發展的同時，二者共同對資源環境產生越來越大的壓力和脅迫作用。

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The Evolution of Resource and Environmental Response to Regional Development Scale Expansion and the Influence Factors in Northeast China

LIU Yan-jun ZHANG Jing WANG Ying
(School of Urban and Environmental Science，Northeast Normal University，Changchun Jilin 130024，China)

The paper puts forward the concept of“resource and environmental response to regional development scale expansion ”，and builds response index，response degree model and evaluation system of the regional development scale expansion.By the quantitative analysis of the changes and influence factors on resources and environmental response to development scale expansion in northeast China from 1995 to 2008，the following conclusions can be drawn:First，since 1995，regional development continues to expand the scale in northeast China，but the level of resource environmental reveals a general fluctuation trend of“one up and one down”.Second，the resource and environmental response to the northeast China development scale expansion turns from“positive response”to“negative response”while the influence degree of the development scale expansion turns correspondingly from“weak promotion”to“strong coercion”.It shows that at the same time when development scale expands in northeast China in recent years，the pressure on regional resources environment is increasing.Third，from 1995 to 2008，the mounting pressure of resources and environment caused by the rapid economic growth is the important internal factor which leads to the resource environment influence from“positive promotion”to“negative coercion”in northeast China.And regional investment growth and the rapid expansion of industrial development in northeast China are the main factors which lead to the influence of regional development scale expansion from“weak promotion”to“strong coercion”.

regional development scale expansion;resource and environmental evolution;response index;response degree;influence factors;Northeast China

X22

A

1002－2104(2012)05－0126－07

10.3969/j.issn.1002－2104.2012.05.021

2011－11－24

劉艷軍，博士，副教授，主要研究方向為城市地理、城市與區域發展。

國家自然科學基金項目(編號:41001099);中央高校基本科研業務費專項資金資助。

(編輯:溫武軍)