薛 陽 馮銀虎 趙 栩 胡麗娜
(1.內蒙古工業(yè)大學經(jīng)濟管理學院,內蒙古自治區(qū)呼和浩特市,010051;2.中國礦業(yè)大學(北京)管理學院,北京市海淀區(qū),100083;3.國家發(fā)展和改革委員會宏觀經(jīng)濟研究院,北京市西城區(qū),100035)
我國煤炭資源蘊藏豐富,總體呈現(xiàn)出“西多東少、北富南貧”的區(qū)域分布特征。截至到2017年,煤炭資源消費在我國能源消費結構中比重仍高達65%左右。盡管這一比例有所下降,但煤炭資源在我國能源消費結構中的重要地位沒有改變。內蒙古自治區(qū)位于中國北部邊疆,資源儲量豐富,有“東林西礦、南農北牧”之稱,煤炭儲量和產量連續(xù)多年位居全國首位,草原、森林和人均耕地面積居全國第一。自2014年起,內蒙古煤炭產量有所下降,但占全國產量的比重一直穩(wěn)定在25%左右,2010-2016年內蒙古及全國煤炭產量情況如圖1所示。
圖1 2010-2016年內蒙古及全國煤炭產量情況
以煤炭產業(yè)為主導的資源型產業(yè)在內蒙古國民經(jīng)濟體系中占有重要地位。實踐證明,這種“一枝獨大”的資源型產業(yè)結構不但抵御市場波動風險能力較差,而且對生態(tài)環(huán)境承載力的負面影響顯著,區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力相對不足。如何在有效保護生態(tài)環(huán)境的同時,合理調整社會經(jīng)濟產業(yè)結構是實現(xiàn)內蒙古區(qū)域可持續(xù)發(fā)展面臨的重要問題,本文的研究內容可以為中國北方煤炭資源富集區(qū)提高生態(tài)承載力、維護生態(tài)系統(tǒng)平衡以及促進可持續(xù)發(fā)展等方面提供預測、預警以及案例借鑒。
生態(tài)承載力作為一個復雜系統(tǒng)涉及到資源、環(huán)境、社會、經(jīng)濟和生態(tài)等諸多要素,主要包括兩層基本涵義:第一層涵義是指生態(tài)系統(tǒng)的自我維持與自我調節(jié)能力,以及資源與環(huán)境子系統(tǒng)的共容能力,為生態(tài)承載力的支持部分;第二層涵義是指生態(tài)系統(tǒng)內社會經(jīng)濟子系統(tǒng)的發(fā)展能力,為生態(tài)承載力的壓力部分。
內蒙古生態(tài)環(huán)境問題的原因在于自然系統(tǒng)和社會經(jīng)濟系統(tǒng)的相互作用,這種作用極大地偏離了平衡態(tài)。因此,在選取指標時,既需要更多地考慮到反映生態(tài)環(huán)境質量狀況的指標,又要立足支持和壓力兩個方面,從生態(tài)風險、環(huán)境污染、生態(tài)治理這3個角度,共篩選出25項體現(xiàn)支持和壓力狀態(tài),構建內蒙古生態(tài)承載力指數(shù)評價指標體系見表1。
表1 內蒙古生態(tài)承載力指數(shù)評價指標體系
本文采用信息熵和TOPSIS方法構建內蒙古生態(tài)承載力測度模型,其中信息熵作為客觀賦權方法,克服主觀賦權法帶來的誤差,能夠從客觀上反映指標之間的權重關系。主要步驟如下:
(1)建立原始數(shù)據(jù)矩陣。根據(jù)內蒙古生態(tài)承載力測度指標體系, 構建原始評價矩陣X=(Xij)m×n, 其中,Xij表示第j個被評價對象的第i項指標的值。
(2)量化指標隸屬度。鑒于該指標體系均為正向指標,為測評指標隸屬于某個集合的程度, 用式(1)和式(2)計算各項實際指標的隸屬度Yij,構成單因素評價矩陣。其中,用于對正向指標和負向指標的歸一化處理見式(1)和式(2):
(3)確定指標權重。利用熵權法來確定指標權重,通過計算指標權重來表示不同影響因素對內蒙古生態(tài)承載力指數(shù)的貢獻度。具體測度步驟如下:
首先將原始指標同度量化,見式(3):
(3)
式中:Pij——原始指標同度量化結果。
然后計算各評估指標的信息熵ei,見式(4):
(4)
式中:k——調節(jié)系數(shù);
N——樣本個數(shù)。
再求各項指標的差異性系數(shù)gi,見式(5):
gi=1-ei
(5)
最后計算各指標的權重Wi,得到權重矩陣,見式(6):
(6)
計算所得各指標權重,具體結論見表1。
TOPSIS方法(逼近理想排序技術)是一種常用的多屬性決策方法。通過計算評價方案最佳正理想點、最差負理想點的貼近度進行排序。該方法計算簡單、穩(wěn)定性高。用TOPSIS方法進行內蒙古生態(tài)承載力指數(shù)測度的主要步驟如下:
(1)建立加權評價矩陣。內蒙古生態(tài)承載力指數(shù)測度指標體系由生態(tài)風險指標、環(huán)境污染指標以及生態(tài)治理指標構成, 記作集合S={S1,S2,S3},評價指標體系集為C={C1,C2,C3,……C25};Xij為參與主體i=1,2,3……11對指標Cj={j=1,2,3……25}的評價值,則有評價矩陣:X=[Xij]11×25;同時,指標的權重矩陣記作W=[Wi];并得到加權評價矩陣V=[Wi×Xij]11×25。
(3)計算i與正負理想點的距離,見式(9)和式(10):
式中:Di+——i與正理想點的距離;
Di-——i與負理想點的距離。
(4)計算參與主體i與理想點的貼近度,見式(11):
(11)
式中:Ci——貼近度。
(5)結果排序。根據(jù)貼近度Ci的大小可以對參與主體的評價值進行排序,S值是最終得分, 處于0和1之間,越大表明內蒙古生態(tài)承載力越高,2006-2016年內蒙古生態(tài)承載力指數(shù)變化趨勢如圖2所示。
圖2 2006-2016年內蒙古生態(tài)承載力指數(shù)變化趨勢
說明:因缺少2016年工業(yè)廢水達標排放總量、治理水土面積、節(jié)水灌溉面積、草庫倫面積(圍欄草場面積)、造林和封山育林面積、生態(tài)補水、森林有害生物防治率指標統(tǒng)計數(shù)據(jù),故2016年數(shù)據(jù)采用趨勢外推法得到
由圖2可以看出,對上述得分情況進行了6次多項式趨勢分析后發(fā)現(xiàn),結果為y=9E-05x6-1.1107x5+5583.6x4-1E+07x3+2E+10x2-2E+13x+6E+15,其中擬合優(yōu)度判斷系數(shù)R2=0.8867>0.5,擬合結果較好??梢钥闯?,內蒙古生態(tài)承載力指數(shù)經(jīng)歷了2006-2010年和2011-2016年的兩輪周期性變化趨勢,其中后一周期較前一周期生態(tài)承載力指數(shù)呈上升趨勢,且極差擴大。
2006-2016年內蒙古生態(tài)承載力變化經(jīng)歷了兩個周期的變化過程,呈現(xiàn)出周期性變化和階段性上升的總體態(tài)勢。
(1)生態(tài)風險方面。正向影響指標僅有全區(qū)森林面積實現(xiàn)連續(xù)增長,增幅15.4%;化肥施用量、能源消費總量等負向影響指標連續(xù)增長,增幅分別為39.89%和47.12%,其中突發(fā)環(huán)境事件由2006年的1起增至2010年的5起;另外,全區(qū)人均水資源量、人均用水量等指標出現(xiàn)了小幅波動,濕地面積沒有發(fā)生變化;同時,全區(qū)森林火災受害森林面積受到氣候變化、森林防火管理等因素影響,出現(xiàn)波動較大。2006年,內蒙古呼倫貝爾、興安盟等盟市連續(xù)發(fā)生了多起嚴重的森林火災,森林火災受害森林總面積達602.45 km2,為歷年之最;2007-2008年這一指標連續(xù)兩年下降,2008年全區(qū)森林火災受害森林總面積為24.39 km2,僅相當于2006年的4%; 隨后又經(jīng)歷一定幅度的波動,但沒有出現(xiàn)大的災情。
(2)環(huán)境污染方面?;瘜W需氧量(COD)排放量、二氧化硫排放量等指標連續(xù)下降,2006-2010年,兩者下降比重分別為7.7%和10.46%;一般固體廢物產生量連續(xù)增加,2010年產生量是2006年的1.95倍。這說明內蒙古火力發(fā)電企業(yè)、燃煤供熱企業(yè)等燃煤企業(yè)采取的脫硫脫銷措施已經(jīng)發(fā)揮作用,但工業(yè)領域產生的一般固體廢物問題仍然沒有得到較好的解決。另外,氨氮排放量、工業(yè)廢水排放總量、煙(粉)塵以及危險廢物產生量均沒有明顯下降。這表明2006-2010年,內蒙古經(jīng)濟搭乘煤炭行業(yè)“黃金十年”的機遇,資源型產業(yè)稟賦優(yōu)勢得到發(fā)揮,但是由此造成生態(tài)環(huán)境壓力也十分突出。
(3)生態(tài)治理方面。這一時期全區(qū)治理水土面積、節(jié)水灌溉面積和草庫倫(圍欄草場)面積等分別增長14.02%、40.91%和28.19%,同時全區(qū)一般工業(yè)廢物綜合利用量、工業(yè)廢水達標排放量、造林和封山育林面積以及生態(tài)補水等指標總體上呈現(xiàn)出增加的趨勢,僅有森林有害生物防治率出現(xiàn)了連續(xù)下降,降幅達50.5%??傮w來看,這一階段內蒙古生態(tài)承載力有了較為顯著的改善,但是這一時期的生態(tài)承載力指數(shù)極差偏大,如何推進進一步生態(tài)承載力改善仍然存在很大的不確定性風險。
(1)生態(tài)風險方面。全區(qū)森林面積和濕地面積等正向影響因素連續(xù)增加,增幅分別為5.14%和41.59%;突發(fā)環(huán)境事件由2011年的14起,實現(xiàn)連續(xù)6年下降,至2016年全區(qū)未發(fā)生環(huán)境突出事件;另外,全區(qū)人均水資源量、森林火災受害森林面積、人均用水量、能源消費總量等指標呈現(xiàn)出一定的波動性,但總體幅度不大;同上一周期相比,全區(qū)森林面積、人均水資源量、濕地面積等正向影響指標增加較明顯,森林火災受害森林面積下降顯著;化肥施用量、能源消費總量等負向影響因素增加較為顯著。
(2)環(huán)境污染方面。這一時期,全區(qū)二氧化硫排放量實現(xiàn)連續(xù)下降,較上一周期年度平均降幅為15.2%。但同上一周期相比,化學需氧量(COD)排放量和氨氮排放量年度平均分別增加154.2%和27.9%。同時,工業(yè)廢水排放總量、工業(yè)廢氣排放量、一般工業(yè)固體廢物產生量以及危險廢物產生量較上一周期也有明顯增加。這表明,內蒙古過于粗放型的經(jīng)濟發(fā)展方式仍然沒有得到根本扭轉,根本原因在于資源型產業(yè)占內蒙古國民經(jīng)濟體系主導地位的格局仍然沒有轉變,高投入、高能耗、高污染、低產出、低效益的“三高兩低”問題仍然比較突出。
(3)生態(tài)治理方面。這一時期全區(qū)加大生態(tài)治理投入,主要污染物無害化處理和生態(tài)修復水平顯著提升。其中,全區(qū)一般工業(yè)固體廢物綜合利用量、危險廢物綜合利用量、工業(yè)廢水達標排放總量等主要污染物處理能力,較上一周期年度平均水平分別提高90.5%、205.2%和20.7%;全區(qū)治理水土面積、節(jié)水灌溉面積、草庫倫(圍欄草場)面積、造林和封山育林面積、生態(tài)補水、森林有害生物防治率等生態(tài)修復水平較上一周期年度平均水平分別提高18.28%、23.74%、14.73%、5.87%、112.98%和7.32%。
這表明在這一時期內蒙古生態(tài)治理能力和水平在有了大幅改善,生態(tài)環(huán)境保護的各項措施正在進一步得到落實,為消除經(jīng)濟發(fā)展過程中的環(huán)境污染奠定了堅實的基礎;同時還應當看到,內蒙古生態(tài)承載力指數(shù)較上一周期波動幅度明顯增大,主要原因是內蒙古在經(jīng)歷了新一輪煤炭等資源型產品去產能政策調整之后,主要污染排放顯著降低,在加上國家環(huán)保政策推動下,2016年內蒙古生態(tài)承載力指數(shù)出現(xiàn)了強力回升,居研究區(qū)間歷年之最。但影響全區(qū)生態(tài)承載力進一步改善的壓力仍然不容忽視。
結合前文分析,提高內蒙古等中國北方煤炭資源富集區(qū)可持續(xù)發(fā)展能力,要堅持“整體布局、多點發(fā)力”,大力推進煤炭清潔經(jīng)濟高效利用,加大生態(tài)環(huán)境保護制度創(chuàng)新,大力發(fā)展區(qū)域特色循環(huán)經(jīng)濟,推動生態(tài)環(huán)境建設資金投入方式多元化。
從資源稟賦特征來看,中國以煤為主的能源供給格局不會發(fā)生改變,因此,如何推進煤炭清潔高效利用是發(fā)揮地區(qū)資源比較優(yōu)勢、緩解生態(tài)環(huán)境壓力的關鍵。要大力推進煤炭產業(yè)發(fā)展方式轉變,提高煤炭資源綜合開發(fā)利用水平,實現(xiàn)煤炭工業(yè)安全、綠色、集約和高效發(fā)展。要著力發(fā)展非煤能源,推進清潔、可再生能源規(guī)?;l(fā)展,提高非化石能源和天然氣比重,實現(xiàn)從高碳到低碳的轉變。
要進一步完善森林生態(tài)效益補償制度,有效保護天然林資源;要探索建立健全草原生態(tài)效益補償獎勵制度,做好退耕還林、退牧還草工作;大力改良退化草場,提高草場可持續(xù)收益能力,支持草原生態(tài)保護后續(xù)產業(yè)發(fā)展;要逐步探索多種形式的耕地、草場經(jīng)營權有償流轉機制,推動耕地、草場等的集中使用,進一步優(yōu)化資源配置和生產關系。
按照“減量化、再利用、資源化”的要求,構建循環(huán)型現(xiàn)代工業(yè)體系,一方面以煤炭、電力、冶金、化工和建材等重點行業(yè)為突破口,培育一批國家級循環(huán)經(jīng)濟骨干企業(yè)。抓好稀土、有色金屬等伴生礦產資源的綜合開發(fā)利用,推進煤矸石、粉煤灰、尾礦及工業(yè)廢渣等廢物的資源化利用;另一方面積極構建循環(huán)型農牧業(yè)產業(yè)體系,積極推動適度規(guī)模經(jīng)營,大力推廣綠色施肥、用藥技術,發(fā)揮農牧業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的整體功能,積極構建生產、加工、廢棄物資源化利用的現(xiàn)代循環(huán)綠色產業(yè)鏈條,嚴格控制氮氧化物、二氧化硫、化學需氧量(COD)以及煙(粉)塵等主要污染物超標排放。
生態(tài)環(huán)境保護投入的目的就是用良好的生態(tài)環(huán)境以及生產生活環(huán)境回饋社會,因此必須構建可靠的投入機制為保障。要在利用國家和地方財政投入支持生態(tài)環(huán)境保護的同時,積極推動國際國內兩種資源,強化生態(tài)環(huán)境保護投入支持。一方面,積極爭取更多的國際專項投入支持,世界銀行、亞洲開發(fā)銀行以及部分外國政府貸款,不斷加大對環(huán)保領域支持。另一方面,利用國內商業(yè)銀行、政策性銀行信貸資金以及靈活采用PPP(Public-private Partnership,公共私營合作制)模式,利用國家和地方財政在生態(tài)環(huán)境保護方面的投入,撬動更多的優(yōu)質民間資本加入到生態(tài)環(huán)境保護領域中來,化解生態(tài)環(huán)境保護資金投入不足的問題。
從生態(tài)風險、環(huán)境污染、生態(tài)治理三大維度構建內蒙古生態(tài)承載力評價模型,通過實證分析揭示了影響內蒙古等中國北方煤炭資源富集地區(qū)可持續(xù)發(fā)展能力的主要影響因素。研究結果顯示,在2006-2016年間,內蒙古生態(tài)承載力變化經(jīng)歷了兩輪周期的變化過程且極差擴大,呈現(xiàn)出“周期性變化、階段性上升”的總體態(tài)勢。
總體而言,內蒙古生態(tài)治理能力和水平在有了大幅改善,生態(tài)環(huán)境保護的各項措施正在進一步得到落實,為消納經(jīng)濟發(fā)展過程中的環(huán)境污染奠定了堅實的基礎;同時,兩周期變化過程中,內蒙古生態(tài)承載力指數(shù)在經(jīng)歷了上一周期的下降之后出現(xiàn)較快的恢復性上升,但受產業(yè)結構、生態(tài)治理投入、技術水平等因素的影響,如何突破“資源詛咒”的發(fā)展怪圈,促進全區(qū)生態(tài)承載力進一步改善的壓力仍然十分突出。
[1] 劉軍會,高吉喜,馬蘇等. 內蒙古生態(tài)環(huán)境敏感性綜合評價[J]. 中國環(huán)境科學,2015(2)
[2] Kim Jim F. Raborar. Sustainable Development, Education for Sustainable Development and Philippine Community[J]. Management of Sustainable Development,2016(2)
[3] 陳桂月,李海濤,梁濤. 內蒙古經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染之間關系的檢驗[J]. 自然資源學報,2012 (11)
[4] 賀佑國. 2017中國煤炭發(fā)展報告[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2017
[5] 王志強,劉志有.干旱區(qū)特大城市可持續(xù)發(fā)展綜合評價研究——以烏魯木齊市為例[J].天津農業(yè)科學,2015 (6)
[6] 劉海濱,周佳寧,路燕娜.基于云模型的煤礦員工不安全行為評價研究[J].中國煤炭,2017(10)
[7] 羅萍嘉,劉茜.徐州市“礦·城”協(xié)同生態(tài)轉型規(guī)劃策略研究[J].中國煤炭,2017(12)
[8] 包蘇倫高娃,金柏青.呼包鄂城市群生態(tài)承載力的綜合研究[J].北京農業(yè),2015(6)
[9] 雷勛平,邱廣華. 基于熵權TOPSIS模型的區(qū)域資源環(huán)境承載力評價實證研究[J].環(huán)境科學學報,2016(1)