固廢資源化產業與城市化耦合發展研究

賈志興 陳明 周丹 黃蕾

關鍵詞：城市化；固廢資源化；耦合協調模型；庫茲涅茨曲線

前言

中國自改革開放以來，經濟水平得到極大發展。尤其在東部沿海地區許多城市，在城市化的經濟、社會、人口等領域取得巨大進步。但在城市整體層面的深化發展依舊存在缺陷，尤其是在城市固體廢物資源化的各個環節依舊存在許多不足。

中國作為世界上固廢產生量最大的國家，截至2019年堆存總量已達600～700億噸。隨著人們對環保認識的提高，早已不將固廢單純的歸類為無用的垃圾，而是可以回收利用的“二次資源”。中國于2019年印發《“無廢城市”建設試點工作方案》，并篩選出“11+5”個城市和地區展開試點，推動固體廢物資源化和減量化研究，尋求城市管理發展新模式。雖然已有諸多研究量化的城市固廢資源化的巨大潛力，但在縣域以及更小尺度上的研究較少，并且缺少在小尺度上對城市發展促進作用的定量分析。

文章以全新視角將固廢資源化產業與地區城市化發展進行耦合研究，從城市化角度對固廢資源化進行量化研究。文章以興化縣級市作為研究對象，以該地區固廢資源化產業為切入點，構建固廢資源化產業體系以及城市化體系，對其進行耦合關聯評價，并對其發展中環境問題開展的措施進行發展預測分析，以期為興化的科學發展提供指導，同時對不具備天然優勢的區域提供發展思路。

1研究方法

1.1研究區域概況

興化位于江蘇省中部、長江三角洲北翼，地處江淮之間，里下河地腹地，是江蘇省歷史文化名城，是江蘇省轄縣級市，由泰州代管。總面積2393.35平方千米，轄3個街道、22個鎮，1個鄉。截至2021年，興化市常住人口112.66萬人。上世紀六十年代，興化首次引進不銹鋼拉絲工藝，把收購來的不銹鋼邊角廢料經一系列工藝流程制成不銹鋼鋼絲，借改革開放東風，不銹鋼產業迅猛發展，一度成為該區域支柱經濟。但由于產業不健康發展，嚴重影響環境。在2013年-2014年與2017年-2018年經歷兩次環境整改、產業升級后，產業朝向更加綠色科學的方向發展。

1.2不銹鋼產業與城市化評價體系的構建

1.2.1不銹鋼產業評價指標體系

考慮不銹鋼產業在興化的支柱地位，以及在國民經濟中第二產業的制造業的定位，根據層次分析法的研究思路，將其分為不銹鋼產業評價與城市化評價兩個目標層。不銹鋼產業和城市化評價指標體系見表1。

不銹鋼產業評價從經濟效益、環境現狀兩個準則層構建指標體系，在此基礎上進行指標篩選。考慮不銹鋼行業在該地區第二產業的占比，因此選擇第二產業增值作為指標之一；同時，將能反映工業發展水平的電力彈性系數作為經濟效益指標之一。選取顆粒物污染物PM10作為指標，同時，選取該區域不銹鋼制造環節中產污較大的S02作為氣態污染物的指標。

城市化評價從人口城市化、經濟城市化、空間城市化、社會城市化四個準則層構建11個指標的指標體系。由于不銹鋼產業屬于第二產業，將城市化評價指標中的第二產業與第三產業合并計算。人口城市化準則層中將常住人口城市化率以及二三產業從業人員占比來衡量人口城市化的發展水平。經濟城市化中包括人均GDP、二三產業GDP占比、一般公共預算支出以及城鎮居民人均可支配收入來衡量經濟城市化水平。空間城市化指標選取城市建成區面積、城市人均道路長度以及人均公園綠地面積。社會城市化發展水平考慮醫療教育水平。

該研究選取2010年-2021年興化的統計數據，相關數據均來自歷年《江蘇統計年鑒》《興化環境質量狀況公報》，極少缺失數據以趨勢預測補齊。

1.2.2不銹鋼產業與城市化耦合協調模型的構建

在耦合協調模型中，耦合度是評價其不同子系統之間相互影響的強弱，并使用協調度來衡量其良性耦合的大小，耦合度計算式如式（1）：

式（1）中，C為系統耦合度，0≤C≤1；U1、U2代表不銹鋼產業和城市化兩個子系統綜合評價值。該研究中兩個系統各指標經極差法標準化后用熵權加權得出。標準化過程中指標越大越有利，采用正向指標算法，反之采用負向指標算法。C越接近1，表明系統耦合度越高，兩系統之間的相互影響越大，一般認為當C≥0.8，耦合程度為較高。

式（2）中，D為系統協調度，0≤D≤1；T為兩子系統綜合調和指數，0≤T≤1，0、6分別表示不銹鋼產業和城市化兩個子系統所占權重，不銹鋼產業GDP約占總GDP的25%，因此，選取不銹鋼產業子系統權重為0.25，城市化子系統權重為0.75。

1.2.3耦合協調模型發展預測

研究采用R/S分析法對耦合模型進行發展預測。R/S分析法（重標極差分析法）是依據時間序列的變化趨勢對未來的預測。R/S分析法是時間序列n內的數據其極差和標準差存在Hurst現象，在對n與（ R/S）的雙對數坐標系下，根據最小二乘法可以得到H指數（0

2結果與分析

2.1不銹鋼產業與城市化耦合協調評價結果

2.1.1不銹鋼產業與城市化現狀分析

如圖1所示，2010年-2021年時興化城市化高速發展的階段，城市化評價指數由2010年的0.0523提高至2021年的0.9857。同時，城市化的人口城市化、經濟城市化、空間城市化以及社會城市化四個子系統在此期間呈現良好的上升趨勢。常住人口城鎮化率由45.9%提升至58.14%，二三產業人員占比由47%提升至75%；人均GDP提升約200%，由30025元提升至90517元，城鎮居民人均可支配收入提升164%，由18409元提高至48644元，政府一般公共預算支出提升201%，由41.44億元提高至124.95億元；空間城市化指數提升至0.2473，各項指標穩定提高；社會城市化指數由0.0523提升至0.1459，在校中學生人數出現波動。

隨著不銹鋼產業的不斷發展，雖然給地區帶來了良好的經濟效益，但是同時也引起了極大的環境污染，興化更是一度被列為“十三五治污攻堅”典型。其產業評價指數在2010年-2013年由0.62下降至0.15，該趨勢直至地區環境整改治理得以扭轉，使興化不銹鋼產業重新科學綠色的發展。但在隨后的發展階段中，2017年-2018年再次出現重大環境污染問題，并且興化不銹鋼產業技術也存在落后創新不足等問題。為產業的可持續發展，興化開展產業改革，淘汰落后技術，實施產業轉型，使得不銹鋼產業再一次進入高速發展階段。

2.1.2興化不銹鋼產業與城市化耦合協調評價

興化2010年-2021年不銹鋼產業與城市化耦合協調評價結果如圖2所示。由圖2可見，其耦合度除2010年以外均保持在0.8～1.0之間，處于較高水平的耦合，表明不銹鋼產業的發展與興化城市化發展緊密聯系，但在兩次環境整改時都出現了細微的波動。從協調度和調和指數都呈現上升的趨勢來看，不銹鋼產業的發展和城市化的發展耦合關聯程度越來越高，協調度和調和指數分別由2010年的0.180和0.194提升至2021年的0.842和0.912，即現有的產業政策是符合發展要求的。協調度的短暫下降經調整后又處于上升階段，是為了可持續發展必要的。

2.1.3不銹鋼產業綜合效益分析

將不銹鋼產業評價指數與城市化評價指數分別做縱坐標和橫坐標得到不銹鋼產業收益曲線，二次擬合效果最好，其擬合形態符合庫茲涅茨曲線的倒“U”曲線。依據環境經濟學中庫茲涅茨曲線的理論分析，其拐點在2013年至2014區間，其時間正好是第一次產業調整期間。傳統庫茲涅茨曲線認為拐點大約出現在人均GDP約1000美元、第二產業占比50%。而興化在該時間段內人均GDP約為59662元，第二產業占比約38.7%，其經濟收入大約達到該標準，但產業的發展還遠低于50%，說明興化環境的拐點指標提前到來，產業的調整提前，更加符合科學發展的要求。

2.2興化不銹鋼產業與城市化耦合協調預測

為了更好了解政策變化對不銹鋼產業與城市化耦合協調的影響，將研究分為全局（從2010年開始，圖3（a）-（c））和第一次產業調整后（從2014年開始，圖3（d）-（f））兩種情況對耦合度、綜合調和指數和協調度三者的H指數進行R/S分析預測。從全局的H指數來看，耦合度、協調度和調和指數分別為0.6048、0.7246和0.7155，其值均大于0.5，說明未來與全局的趨勢是保持一致的。但耦合度的H指數處于正向持續的較低水平，說明良性發展的趨勢仍然較低。從調整后的H指數來看，耦合度、綜合調和指數和協調度分別為0.7548、0.6818以及0.7103。其耦合度較大幅提升，綜合調和指數和協調度有輕微下降，說明兩子系統耦合趨勢越來越高。

3討論

從興化2010年-2021年不銹鋼產業發展歷程中發現，由于認識、技術以及資金等問題，導致產業發展中出現了不可忽略的環境問題。在產業第一次調整前，興化環境質量持續下降，各項污染物指標持續上升，嚴重影響了當地居民生產生活。例如：環境的惡化嚴重影響了當地教育的發展，由于環境的惡化大量學生外出求學，使當地學生持續下降，直到環境整改后出現好轉。為了可持續發展的要求，必須解決發展中存在的環境問題，因此興化經歷了兩次環境整改和產業調整。但該過程的風險是極大的，我們了解到，興化2016年起的產業升級調整，其資金鏈近乎斷裂，產能短期急速下降，對產業造成極大的影響。

興化不銹鋼產業作為當地重要的經濟支柱，長期在GDP占比中超過了1/3，為當地經濟的發展做出了重要貢獻。而研究中不銹鋼產業與城市化極高的耦合度表明，不銹鋼產業在興化城市化各方面發展中起到重要的作用。協調度和調和指數的不斷提高表明政策的不斷完善，使不銹鋼產業為興化的發展注入新的科學的動力。同時，興化地處江蘇中部，在江蘇經濟大省來看，不具備港口、社會、教育、資源等優勢，但依舊在2021年GDP突破千億，作為地區主導產業的不銹鋼產業發揮了巨大作用。對興化不銹鋼產業與城市化耦合的研究，也進一步為不具備地域、人文等優勢的地區提供新的發展思路。

在對興化不銹鋼產業的研究中，不但量化了固廢資源化產業的巨大經濟潛力和對地區發展的推動作用，同時發現其固廢資源化產業作為地區的主導產業，其發展模式與“資源型”城市的發展模式十分相近，都具有對“資源”需求量大、產業結構單一、經濟增長依賴性強等問題。因此，在地區固廢資源化產業的發展中，可以借鑒“資源型”城市開展的策略。

同時，研究中兩系統的高度耦合，彰顯不銹鋼產業在興化當地的重要作用外，也為其他地區，尤其是欠發達且無發展優勢地區的發展提供了新思路，新方向的可能性。其推廣性因因地制宜，根據自身情況做出相應的調整。并且其發展歷程中的環境整改和產業鏈升級等問題也為借鑒其發展模式的地區，提前指明了發展隱患和科學發展道路。

4結論

2010年-2021年興化城市化快速發展，人口城市化、經濟城市化、空間城市化、社會城市化各項指標都有極大提高，而不銹鋼產業隨著產業調整，獲得經濟效益的同時環境也得到改善，產業評價指數由最低點0.2649提升至0.9875，不銹鋼產業不斷向著更加良性發展。同時，不銹鋼產業作為興化的主導產業與城市化耦合度保持高水平耦合，耦合度幾乎保持在0.8以上，兩者的聯系十分緊密，隨著產業的調整，與城市發展更加緊密。興化通過不銹鋼產業的發展，探索出新的發展方向，而不銹鋼產業的發展也為其他地區做出了良好示范，發展中不可忽略的環境問題，會極大影響當地的發展。但隨著認識的提高和產業結構調整，是能夠更快達到經濟與環境的可持續發展。