賈志興 陳明 周丹 黃蕾

關(guān)鍵詞：城市化；固廢資源化；耦合協(xié)調(diào)模型；庫茲涅茨曲線

前言

中國自改革開放以來，經(jīng)濟(jì)水平得到極大發(fā)展。尤其在東部沿海地區(qū)許多城市，在城市化的經(jīng)濟(jì)、社會、人口等領(lǐng)域取得巨大進(jìn)步。但在城市整體層面的深化發(fā)展依舊存在缺陷，尤其是在城市固體廢物資源化的各個環(huán)節(jié)依舊存在許多不足。

中國作為世界上固廢產(chǎn)生量最大的國家，截至2019年堆存總量已達(dá)600～700億噸。隨著人們對環(huán)保認(rèn)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(fā)《“無廢城市”建設(shè)試點(diǎn)工作方案》，并篩選出“11+5”個城市和地區(qū)展開試點(diǎn)，推動固體廢物資源化和減量化研究，尋求城市管理發(fā)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(fā)展促進(jìn)作用的定量分析。

文章以全新視角將固廢資源化產(chǎn)業(yè)與地區(qū)城市化發(fā)展進(jìn)行耦合研究，從城市化角度對固廢資源化進(jìn)行量化研究。文章以興化縣級市作為研究對象，以該地區(qū)固廢資源化產(chǎn)業(yè)為切入點(diǎn)，構(gòu)建固廢資源化產(chǎn)業(yè)體系以及城市化體系，對其進(jìn)行耦合關(guān)聯(lián)評價，并對其發(fā)展中環(huán)境問題開展的措施進(jìn)行發(fā)展預(yù)測分析，以期為興化的科學(xué)發(fā)展提供指導(dǎo)，同時對不具備天然優(yōu)勢的區(qū)域提供發(fā)展思路。

1研究方法

1.1研究區(qū)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?？偯娣e2393.35平方千米，轄3個街道、22個鎮(zhèn)，1個鄉(xiāng)。截至2021年，興化市常住人口112.66萬人。上世紀(jì)六十年代，興化首次引進(jìn)不銹鋼拉絲工藝，把收購來的不銹鋼邊角廢料經(jīng)一系列工藝流程制成不銹鋼鋼絲，借改革開放東風(fēng)，不銹鋼產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，一度成為該區(qū)域支柱經(jīng)濟(jì)。但由于產(chǎn)業(yè)不健康發(fā)展，嚴(yán)重影響環(huán)境。在2013年-2014年與2017年-2018年經(jīng)歷兩次環(huán)境整改、產(chǎn)業(yè)升級后，產(chǎn)業(yè)朝向更加綠色科學(xué)的方向發(fā)展。

1.2不銹鋼產(chǎn)業(yè)與城市化評價體系的構(gòu)建

1.2.1不銹鋼產(chǎn)業(yè)評價指標(biāo)體系

考慮不銹鋼產(chǎn)業(yè)在興化的支柱地位，以及在國民經(jīng)濟(jì)中第二產(chǎn)業(yè)的制造業(yè)的定位，根據(jù)層次分析法的研究思路，將其分為不銹鋼產(chǎn)業(yè)評價與城市化評價兩個目標(biāo)層。不銹鋼產(chǎn)業(yè)和城市化評價指標(biāo)體系見表1。

不銹鋼產(chǎn)業(yè)評價從經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境現(xiàn)狀兩個準(zhǔn)則層構(gòu)建指標(biāo)體系，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行指標(biāo)篩選?？紤]不銹鋼行業(yè)在該地區(qū)第二產(chǎn)業(yè)的占比，因此選擇第二產(chǎn)業(yè)增值作為指標(biāo)之一；同時，將能反映工業(yè)發(fā)展水平的電力彈性系數(shù)作為經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)之一。選取顆粒物污染物PM10作為指標(biāo)，同時，選取該區(qū)域不銹鋼制造環(huán)節(jié)中產(chǎn)污較大的S02作為氣態(tài)污染物的指標(biāo)。

城市化評價從人口城市化、經(jīng)濟(jì)城市化、空間城市化、社會城市化四個準(zhǔn)則層構(gòu)建11個指標(biāo)的指標(biāo)體系。由于不銹鋼產(chǎn)業(yè)屬于第二產(chǎn)業(yè)，將城市化評價指標(biāo)中的第二產(chǎn)業(yè)與第三產(chǎn)業(yè)合并計(jì)算。人口城市化準(zhǔn)則層中將常住人口城市化率以及二三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員占比來衡量人口城市化的發(fā)展水平。經(jīng)濟(jì)城市化中包括人均GDP、二三產(chǎn)業(yè)GDP占比、一般公共預(yù)算支出以及城鎮(zhèn)居民人均可支配收入來衡量經(jīng)濟(jì)城市化水平。空間城市化指標(biāo)選取城市建成區(qū)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(fā)展水平考慮醫(yī)療教育水平。

該研究選取2010年-2021年興化的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，相關(guān)數(shù)據(jù)均來自歷年《江蘇統(tǒng)計(jì)年鑒》《興化環(huán)境質(zhì)量狀況公報》，極少缺失數(shù)據(jù)以趨勢預(yù)測補(bǔ)齊。

1.2.2不銹鋼產(chǎn)業(yè)與城市化耦合協(xié)調(diào)模型的構(gòu)建

在耦合協(xié)調(diào)模型中，耦合度是評價其不同子系統(tǒng)之間相互影響的強(qiáng)弱，并使用協(xié)調(diào)度來衡量其良性耦合的大小，耦合度計(jì)算式如式（1）：

式（1）中，C為系統(tǒng)耦合度，0≤C≤1；U1、U2代表不銹鋼產(chǎn)業(yè)和城市化兩個子系統(tǒng)綜合評價值。該研究中兩個系統(tǒng)各指標(biāo)經(jīng)極差法標(biāo)準(zhǔn)化后用熵權(quán)加權(quán)得出。標(biāo)準(zhǔn)化過程中指標(biāo)越大越有利，采用正向指標(biāo)算法，反之采用負(fù)向指標(biāo)算法。C越接近1，表明系統(tǒng)耦合度越高，兩系統(tǒng)之間的相互影響越大，一般認(rèn)為當(dāng)C≥0.8，耦合程度為較高。

式（2）中，D為系統(tǒng)協(xié)調(diào)度，0≤D≤1；T為兩子系統(tǒng)綜合調(diào)和指數(shù)，0≤T≤1，0、6分別表示不銹鋼產(chǎn)業(yè)和城市化兩個子系統(tǒng)所占權(quán)重，不銹鋼產(chǎn)業(yè)GDP約占總GDP的25%，因此，選取不銹鋼產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)權(quán)重為0.25，城市化子系統(tǒng)權(quán)重為0.75。

1.2.3耦合協(xié)調(diào)模型發(fā)展預(yù)測

研究采用R/S分析法對耦合模型進(jìn)行發(fā)展預(yù)測。R/S分析法（重標(biāo)極差分析法）是依據(jù)時間序列的變化趨勢對未來的預(yù)測。R/S分析法是時間序列n內(nèi)的數(shù)據(jù)其極差和標(biāo)準(zhǔn)差存在Hurst現(xiàn)象，在對n與（ R/S）的雙對數(shù)坐標(biāo)系下，根據(jù)最小二乘法可以得到H指數(shù)（0

2結(jié)果與分析

2.1不銹鋼產(chǎn)業(yè)與城市化耦合協(xié)調(diào)評價結(jié)果

2.1.1不銹鋼產(chǎn)業(yè)與城市化現(xiàn)狀分析

如圖1所示，2010年-2021年時興化城市化高速發(fā)展的階段，城市化評價指數(shù)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(jīng)濟(jì)城市化、空間城市化以及社會城市化四個子系統(tǒng)在此期間呈現(xiàn)良好的上升趨勢。常住人口城鎮(zhèn)化率由45.9%提升至58.14%，二三產(chǎn)業(yè)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(zhèn)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(yù)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(shù)提升至0.2473，各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定提高；社會城市化指數(shù)由0.0523提升至0.1459，在校中學(xué)生人數(shù)出現(xiàn)波動。

隨著不銹鋼產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，雖然給地區(qū)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益，但是同時也引起了極大的環(huán)境污染，興化更是一度被列為“十三五治污攻堅(jiān)”典型。其產(chǎn)業(yè)評價指數(shù)在2010年-2013年由0.62下降至0.15，該趨勢直至地區(qū)環(huán)境整改治理得以扭轉(zhuǎn)，使興化不銹鋼產(chǎn)業(yè)重新科學(xué)綠色的發(fā)展。但在隨后的發(fā)展階段中，2017年-2018年再次出現(xiàn)重大環(huán)境污染問題，并且興化不銹鋼產(chǎn)業(yè)技術(shù)也存在落后創(chuàng)新不足等問題。為產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，興化開展產(chǎn)業(yè)改革，淘汰落后技術(shù)，實(shí)施產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，使得不銹鋼產(chǎn)業(yè)再一次進(jìn)入高速發(fā)展階段。

2.1.2興化不銹鋼產(chǎn)業(yè)與城市化耦合協(xié)調(diào)評價

興化2010年-2021年不銹鋼產(chǎn)業(yè)與城市化耦合協(xié)調(diào)評價結(jié)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(chǎn)業(yè)的發(fā)展與興化城市化發(fā)展緊密聯(lián)系，但在兩次環(huán)境整改時都出現(xiàn)了細(xì)微的波動。從協(xié)調(diào)度和調(diào)和指數(shù)都呈現(xiàn)上升的趨勢來看，不銹鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和城市化的發(fā)展耦合關(guān)聯(lián)程度越來越高，協(xié)調(diào)度和調(diào)和指數(shù)分別由2010年的0.180和0.194提升至2021年的0.842和0.912，即現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)政策是符合發(fā)展要求的。協(xié)調(diào)度的短暫下降經(jīng)調(diào)整后又處于上升階段，是為了可持續(xù)發(fā)展必要的。

2.1.3不銹鋼產(chǎn)業(yè)綜合效益分析

將不銹鋼產(chǎn)業(yè)評價指數(shù)與城市化評價指數(shù)分別做縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)得到不銹鋼產(chǎn)業(yè)收益曲線，二次擬合效果最好，其擬合形態(tài)符合庫茲涅茨曲線的倒“U”曲線。依據(jù)環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)中庫茲涅茨曲線的理論分析，其拐點(diǎn)在2013年至2014區(qū)間，其時間正好是第一次產(chǎn)業(yè)調(diào)整期間。傳統(tǒng)庫茲涅茨曲線認(rèn)為拐點(diǎn)大約出現(xiàn)在人均GDP約1000美元、第二產(chǎn)業(yè)占比50%。而興化在該時間段內(nèi)人均GDP約為59662元，第二產(chǎn)業(yè)占比約38.7%，其經(jīng)濟(jì)收入大約達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)，但產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還遠(yuǎn)低于50%，說明興化環(huán)境的拐點(diǎn)指標(biāo)提前到來，產(chǎn)業(yè)的調(diào)整提前，更加符合科學(xué)發(fā)展的要求。

2.2興化不銹鋼產(chǎn)業(yè)與城市化耦合協(xié)調(diào)預(yù)測

為了更好了解政策變化對不銹鋼產(chǎn)業(yè)與城市化耦合協(xié)調(diào)的影響，將研究分為全局（從2010年開始，圖3（a）-（c））和第一次產(chǎn)業(yè)調(diào)整后（從2014年開始，圖3（d）-（f））兩種情況對耦合度、綜合調(diào)和指數(shù)和協(xié)調(diào)度三者的H指數(shù)進(jìn)行R/S分析預(yù)測。從全局的H指數(shù)來看，耦合度、協(xié)調(diào)度和調(diào)和指數(shù)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(shù)處于正向持續(xù)的較低水平，說明良性發(fā)展的趨勢仍然較低。從調(diào)整后的H指數(shù)來看，耦合度、綜合調(diào)和指數(shù)和協(xié)調(diào)度分別為0.7548、0.6818以及0.7103。其耦合度較大幅提升，綜合調(diào)和指數(shù)和協(xié)調(diào)度有輕微下降，說明兩子系統(tǒng)耦合趨勢越來越高。

3討論

從興化2010年-2021年不銹鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程中發(fā)現(xiàn)，由于認(rèn)識、技術(shù)以及資金等問題，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)發(fā)展中出現(xiàn)了不可忽略的環(huán)境問題。在產(chǎn)業(yè)第一次調(diào)整前，興化環(huán)境質(zhì)量持續(xù)下降，各項(xiàng)污染物指標(biāo)持續(xù)上升，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)生活。例如：環(huán)境的惡化嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)亟逃陌l(fā)展，由于環(huán)境的惡化大量學(xué)生外出求學(xué)，使當(dāng)?shù)貙W(xué)生持續(xù)下降，直到環(huán)境整改后出現(xiàn)好轉(zhuǎn)。為了可持續(xù)發(fā)展的要求，必須解決發(fā)展中存在的環(huán)境問題，因此興化經(jīng)歷了兩次環(huán)境整改和產(chǎn)業(yè)調(diào)整。但該過程的風(fēng)險是極大的，我們了解到，興化2016年起的產(chǎn)業(yè)升級調(diào)整，其資金鏈近乎斷裂，產(chǎn)能短期急速下降，對產(chǎn)業(yè)造成極大的影響。

興化不銹鋼產(chǎn)業(yè)作為當(dāng)?shù)刂匾慕?jīng)濟(jì)支柱，長期在GDP占比中超過了1/3，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。而研究中不銹鋼產(chǎn)業(yè)與城市化極高的耦合度表明，不銹鋼產(chǎn)業(yè)在興化城市化各方面發(fā)展中起到重要的作用。協(xié)調(diào)度和調(diào)和指數(shù)的不斷提高表明政策的不斷完善，使不銹鋼產(chǎn)業(yè)為興化的發(fā)展注入新的科學(xué)的動力。同時，興化地處江蘇中部，在江蘇經(jīng)濟(jì)大省來看，不具備港口、社會、教育、資源等優(yōu)勢，但依舊在2021年GDP突破千億，作為地區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的不銹鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)揮了巨大作用。對興化不銹鋼產(chǎn)業(yè)與城市化耦合的研究，也進(jìn)一步為不具備地域、人文等優(yōu)勢的地區(qū)提供新的發(fā)展思路。

在對興化不銹鋼產(chǎn)業(yè)的研究中，不但量化了固廢資源化產(chǎn)業(yè)的巨大經(jīng)濟(jì)潛力和對地區(qū)發(fā)展的推動作用，同時發(fā)現(xiàn)其固廢資源化產(chǎn)業(yè)作為地區(qū)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展模式與“資源型”城市的發(fā)展模式十分相近，都具有對“資源”需求量大、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一、經(jīng)濟(jì)增長依賴性強(qiáng)等問題。因此，在地區(qū)固廢資源化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，可以借鑒“資源型”城市開展的策略。

同時，研究中兩系統(tǒng)的高度耦合，彰顯不銹鋼產(chǎn)業(yè)在興化當(dāng)?shù)氐闹匾饔猛猓矠槠渌貐^(qū)，尤其是欠發(fā)達(dá)且無發(fā)展優(yōu)勢地區(qū)的發(fā)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(jù)自身情況做出相應(yīng)的調(diào)整。并且其發(fā)展歷程中的環(huán)境整改和產(chǎn)業(yè)鏈升級等問題也為借鑒其發(fā)展模式的地區(qū)，提前指明了發(fā)展隱患和科學(xué)發(fā)展道路。

4結(jié)論

2010年-2021年興化城市化快速發(fā)展，人口城市化、經(jīng)濟(jì)城市化、空間城市化、社會城市化各項(xiàng)指標(biāo)都有極大提高，而不銹鋼產(chǎn)業(yè)隨著產(chǎn)業(yè)調(diào)整，獲得經(jīng)濟(jì)效益的同時環(huán)境也得到改善，產(chǎn)業(yè)評價指數(shù)由最低點(diǎn)0.2649提升至0.9875，不銹鋼產(chǎn)業(yè)不斷向著更加良性發(fā)展。同時，不銹鋼產(chǎn)業(yè)作為興化的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)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(lián)系十分緊密，隨著產(chǎn)業(yè)的調(diào)整，與城市發(fā)展更加緊密。興化通過不銹鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，探索出新的發(fā)展方向，而不銹鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也為其他地區(qū)做出了良好示范，發(fā)展中不可忽略的環(huán)境問題，會極大影響當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展。但隨著認(rèn)識的提高和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，是能夠更快達(dá)到經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。