資源型城市的城市綜合承載力與可持續發展研究

黃曉英　郝晉珉　張文選　張玲俐

摘要運用系統承載力與生態足跡核算法，從經濟發展、生態協調、資源利用與社會公平四方面評價在國家尺度上的大同市1999～2012年可持續發展能力。研究結果表明，全市1999～2012年資源-環境承載力呈現下降趨勢，人均生態承載力基本穩定并呈小幅波動，存在生態赤字，社會經濟在國家尺度上均不可持續；大同市社會公平性較好，但人均收入總量顯著低于國家水平；生態建設逐漸加強，生態系統日趨優化；經濟發展、資源利用效率與資源開采回采率總體上落后于國家平均水平。研究結果較好地表征了大同市城市復合生態系統可持續發展現狀與問題，可為當前資源型城市轉型發展提供一定的借鑒。

關鍵詞復合系統；可持續發展；承載力；生態足跡

中圖分類號S181.3；X26文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）04-01123-05

基金項目國土部公益項目“市級土地綜合整治規劃技術方法研究與應用示范”（201011016-1）。

作者簡介黃曉英（1978- ），女，福建霞浦人，博士研究生，研究方向：資源利用與規劃、區域規劃。*通訊作者，教授，博士生導師，從事土地利用與規劃、區域規劃研究。

資源型城市隨礦產、森林等自然資源的開發利用而興起，隨資源枯竭而衰敗，作為我國重要的能源資源戰略保障基地，是國民經濟持續健康發展的重要支撐，其城市發展狀況涉及國家資源安全、經濟安全、生態環境安全和社會安全。而對于資源型城市可持續發展的研究被認為是是一個全球性難題，“資源詛咒”一詞就常常用來概括資源型城市發展出現的問題。目前，有學者從體制機制[1-2]、生態方面[3]、綜合承載力方面[4]、其他方面[5]等進行了一些探索。由于長期實行“高投入、高污染、低效率”的傳統生產模式。當前多數資源型城市都遭受資源枯竭、環境污染、經濟下滑等問題的困擾，這與建設資源節約型、環境友好型社會理念是不相符的。中央在此背景下適時提出了振興東北老工業基地及中部崛起等重要戰略舉措；2013年國家制定了資源型城市可持續發展規劃，要求顯著增強可持續發展能力；黨的十八大會議，把生態文明建設放在突出地位，城市生態環境及承載力構成城市可持續發展的關鍵問題之一。

自1987年Brundtland提出了可持續發展后，獲得許多國家、政府、學者及公眾的普遍認可，國內外學術界從各個領域對其概念、體系及評價等進行了大量研究工作，取得豐富的成果。1995～1996年世界銀行與UNDP先后提出全球尺度的評價指標體系，涵蓋社會、經濟、環境等多方面因子；毛漢英提出基于經濟增長、社會進步、資源環境及可持續發展能力4個子系統的指標體系；中國科學院生態環境研究中心從人類需求、資源利用、經濟和社會4個方面構建了指標體系[6]。而目前研究中，較多是從中小尺度區域或地市的可持續性方面開展研究的，其數據獲取制約著其定量研究的深度與廣度。因此，有必要發展基于中小尺度的研究方法，閔慶文等、趙興征等、秦耀辰等、臧淑英等分別提出了一些定量化評價方法[7-12]。可持續發展不是不消耗資源，不是使發展完全擺脫對資源環境的影響和依賴，而是要將發展保持在資源環境可承載能力的限度以內，又不能使發展處于停滯狀態[13]。其中體制改革是解決資源型城市發展障礙的根本辦法，主導產業的選擇與培育是城市轉型成功的核心與關鍵問題，生態環境建設有助于生態系統整體實現自我增值，社會承載力是資源枯竭地區轉型的重要保障資源。因此，資源型城市轉型和可持續發展，必須考慮資源-環境承載力與生態承載力。源自生態學的承載力概念，被用于描述系統穩態，后被人文學科領域廣泛使用，如高吉喜[14]、夏軍等[15]、謝高地等[16]、孟愛云[17]、汪曉文等[18]從理論、方法、實證等方面進行了研究。城市作為人類干擾最大的復合生態系統，其承載力大小直接關系到人類的生存與發展。該研究即運用資源-環境承載力與生態承載力，結合社會經濟指數，從經濟發展、資源利用、生態協調與社會公平四方面探討資源性城市可持續發展程度。

1研究區概述

大同市地處山西省北部、黃土高原東北邊緣，地處晉、冀、蒙交界處。位于112°34′～114°33′ E，39°03′～40°44′ N之間。2012年國土總面積14 102 km2。全市地形地貌復雜多變，山地、丘陵、盆地、平川兼備，深林覆蓋率為30.5%。為溫帶大陸性季風氣候。

大同市是山西省第二大城市，下轄4區7縣，2012年總人口333.97萬人。工業以煤炭、電力、冶金、機械為主，農業以種植業為主。大同市是國家重化工能源基地，煤炭儲量豐富，年產優質動力煤8.000×108 t，產量占全國1/16，出口量占全國1/3。銅、鐵、云母、沸石等礦物儲量也較為豐富。歷史悠久，是國家首批歷史文化名城。2013年《全國資源型城市可持續發展規劃》中在資源型城市綜合分類中被認定為成熟型城市。

2研究方法與數據來源

2.1計算原理依據秦耀辰等[8]提出的綜合發展度（GIR），在其基礎上進行修正，引入資源-環境承載力因素，在國家尺度上對大同市1999～2012年城市復合生態系統的可持續性定量分析，構建可持續發展度指標DSD（Degree of Sustainable Development），公式如下：

2.1.1資源-環境承載力因子。將資源-環境承載力界定為一定可利用資源量及環境容納能力下可以維持的人口與社會經濟規模，資源要素是基礎條件，環境要素是約束條件。由于承載力范疇很廣，環境要素復雜多變，采用指標綜合評價法，根據大同市實際選擇水資源、土地資源、礦產資源（煤炭資源）、大氣環境、水環境與土壤環境構建評價指標體系（表1），將不同類別的因素進行標準化處理并計算得分。

2.1.2生態承載力因子。采用1996年Rees與Wackernagel提出的生態足跡核算法[19]，用以測度人類對自然產生的壓力以及壓力是否在自然的生態承載范圍之內，主要通過構建矩陣解釋人類活動與土地資源耗費的關系，合計六大類生態生產性用地。核算公式為：

2.2數據來源

2.2.1國家數據來源。資源環境數據來自全國環境統計公報（1999～2012）、《中國國土資源可持續發展研究報告》（1999～2012），土地數據取自國土資源部，經濟數據來自中國統計年鑒。

2.2.2大同市數據來源。資源環境數據來自《大同市農業與農村工作手冊》、《大同市水資源公報》及環境監測報告，產量等統計數據取自1999～2012年大同市統計年鑒，大同60年概覽（1949～2009），土地利用數據取自大同市土地統計臺帳（1999～2012）等資料。

3結果與分析

3.1資源-環境承載力因子大同市1999～2012年資源-環境承載力評價結果見表2，利用SPSS13.0對各年份運算結果進行曲線擬合，方程為C（t）=0.038t2-0.284t+0.92。其中C（t）為第t年資源-環境承載力評價值；t為時間，t=1表示1999年，依此類推。該函數復相關系數為0.978，說明自變量t與因變量之間有較好的相關性；相關系數平方為0.956，表明自變量可以解釋因變量95.6%的變異狀況。F值的顯著性概率為0.044，小于5%，回歸方程有意義。

評價結果表明，總體上大同市資源-環境承載力自2000年呈現逐年下降趨勢，至2005年承載力水平達到最低。2000～2005年間由于社會經濟發展加速，大同市對諸如煤炭等資源的過度開發，忽視了對環境的有效治理，環境污染導致總評分中環境要素分值急速下降，造成資源-環境承載力評價得分降低。2006年以來大同市已意識到發展不能靠犧牲環境發展來獲得，因而開始采取一系列有效措施，逐步加大對環境治理的資金投入，同時對煤炭等資源開發利用加以限制性保護，尤其是對農業土地向非農建設用地轉用過程的嚴格控制，2006～2012這7年間的資源-環境承載力評價值穩中有升。

3.2生態承載力因子

3.2.1人均生態足跡及各組分分析。由圖1可見，大同市1999～2012年人均生態足跡呈現出整體上升局部下降的趨勢，從1999年的1.759 5 hm2/人降至2006年1.620 6 hm2/人，而后又緩慢地上升，至2012年其值達到1.901 2 hm2/人。從人均生態足跡各組分比重來看，1999與2012年能源用地一直都占據主導地位，其次是水域；耕地、建成地與牧草地比重穩定且有小幅上升，林地比重呈下降趨勢。大同市能源生產主要以采煤、煤化工產業為主，能源生產與消費是大同市生態足跡總量變動與組分比重變動的重要貢獻因子。大同市擔負著京津風沙源治理、國家退耕還林還草及太行山綠化工程的重任，林業生產以保護為主，開采量減少，其具有速度緩慢的增加趨勢，這可能是造成全市1999～2012年生態足跡呈現整體上升趨勢的最直接因素。耕地保持平穩態勢，建成地與牧草地所占份額較小且都保持增長勢頭。水域面積較大，基本較穩定，歷年均未有超過0.02 hm2/人，對生態足跡變化貢獻很小（圖2）。

3.3社會經濟因子經濟發展因子以人均GDP表示，社會公平因子以基尼系數表示（表3）。1999～2012年大同市人均GDP、城市與農村人均收入水平總量均未達到全國平均水平，但歷年基尼系數<1，表明社會公平程度略優于全國平均水平。圖4大同市1999～2012年生態赤字各類用地貢獻量

3.4大同市可持續發展度綜合分析綜合上述各因子，依據DSD指標評價方法，研究結果表明大同市1999～2012年社會經濟均處于不可持續狀態，結果如圖5所示。

大同市經濟增長略顯緩慢，歷年人均GDP占有量均未達到國家平均水平。全市農林牧漁業發展由于受到自然條件等的限制，1999～2012年第一產業的GDP所占比重僅從3.97%下降到3.70%，而第三產業GDP比重更是從1999年的42.39%上升至2012年的45.90%，同期第二產業穩定在50%左右。2012年大同市三次產業結構比為5.3∶50.7∶44.0。其中2012年煤炭采選業增加值占工業增加值比重達52.13%，其下游產業（電力、蒸汽、煤氣、化學原料、煉焦業）占比重僅為26.76%，固定資產投資中煤炭工業投資111.47億元，增長25.7%；傳統產業（煤炭、焦炭、冶金、電力）投資合計201.23億元，增長27.5%。一支獨秀的局面并不能掩蓋大同市經濟發展對煤炭資源的依賴，產業鏈過度集中于原料生產階段而沒有充分延伸，雄厚的資源優勢未得以體現。

要想基本解決大同市資源枯竭城市歷史遺留問題，顯著增強可持續發展能力，基本完成轉型任務，又要使其基本形成資源開發與經濟社會發展、生態環境保護相協調的格局，就應轉變經濟發展方式，取得實質性進展，建立健全促進資源型城市可持續發展的長效機制。既不能完全依賴于區域外資源流入，這樣不僅付出的經濟代價很高，最終也可能較難保證經濟增長成效，不能過度利用稀缺資源。現實的方法是以內涵式挖潛為主，輔以適度資源進口，通過市場機制調控不同產業發展規模與速度，調整資源配置；加強對煤炭下游產業的扶持，延長產業鏈，提高生產效率，積極探索產業升級與轉型；加強對農地非農化過程的控制，嚴格執行土地利用規劃、城市規劃的用途分區管制策略，完善社會保障，保障農戶權益，構建以人為本的節約型社會、環境友好性社會。

4結論與討論

（1）1999～2012年大同市資源-環境承載力總體上持續下降，2010年以來出現上升的趨勢；人均生態承載力基本穩定于[0.532 6 hm2/人，0.804 5 hm2/人]區間內呈小幅波動，耕地、林地與建成地為其主要構成；人均生態足跡總體上呈現上升狀態，至2012年1.903 1 hm2/人為最高水平，以耕地和林地占主導逐漸演替為以能源用地為主導。由于歷年人均生態足跡均高于生態承載力，產生生態赤字，總體呈現下降趨勢，由1999年1.206 hm2/人減至2012年的0.672 3 hm2/人；能源用地對生態赤字貢獻量最高，耕地具有一定生態盈余，可提供一定的赤字補償。

（2）以人均GDP、資源-環境承載力評價值、生態赤字與基尼系數4個因素綜合評價大同市在國家尺度上可持續發展能力，構建定量化模型，結果表明大同市在1999～2010年均不可持續，近兩年不可持續的狀態得到一些改觀。大同市社會公平性較好，但人均收入水平顯著低于國家水平；生態建設隨著政府加大投資力度逐漸好轉；經濟發展環節、資源利用效率總體上落后于國家平均水平，急需改變當前粗放經濟增長模式、引進高效率資源開采技術，才能不斷優化與改良當前脆弱的生態系統，向區域可持續發展邁進。該模型客觀地度量了大同市城市復合生態系統可持續發展的能力。

（3）大同市作為我國典型的資源型城市，其可持續發展思路對緩解該類城市資源枯竭、環境污染等頑疾具有一定借鑒意義：作為國家戰略能源儲備基地的資源型城市，其經濟發展既需要進口物資來彌補生態赤字，同時通過產業轉型與升級、延長產業鏈、引進高效率資源開采技術等手段，大力推進節約型社會建設步伐。積極促進資源型城市可持續發展，是加快轉變經濟發展方式、實現全面建成小康社會奮斗目標的必然要求，也是促進區域協調發展、統籌推進新型工業化和新型城鎮化、維護社會和諧穩定、建設生態文明的重要任務。

（4）該研究僅采用4個因素從經濟、資源、生態及社會公平方面評價較短時間序列大同市在國家尺度上的可持續發展度。在資源利用方面將大同市與國家級相關數據在同一個指標體系中運算，沒有深入討論指標體系在市域尺度及國家尺度上的普適性；以區域城鄉人均收入差異與國家城鄉人均收入差異的商值簡要表示基尼系數，沒有深入討論該方法對現實模擬的精確程度。DSD方法仍值得深入探討與修正，但不失為一種較為簡潔的定量判斷方法。進一步探討該方法在不同類型資源型城市，如銅陵市、大慶市、六盤水市等的應用，對于資源型城市可持續發展狀態的判斷及經濟發展政策的制定具有很好的實踐意義。

參考文獻

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