任嬌, 尹詩杰 曹源圓

典型資源型地區(qū)山西省經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境系統(tǒng)承載力及協(xié)調(diào)發(fā)展研究

任嬌1,*, 尹詩杰1, 曹源圓2

1. 山西財經(jīng)大學(xué) 資源型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型協(xié)同創(chuàng)新中心, 太原 030006; 2. 陜西師范大學(xué) 西北歷史環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展研究院, 西安710119

資源型地區(qū)的區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展問題值得關(guān)注, 要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展, 首先應(yīng)對其資源環(huán)境承載力進(jìn)行科學(xué)研判。以資源型地區(qū)山西省為例, 利用熵權(quán)法從全省和地級市兩個層面對比分析2005—2017年經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境系統(tǒng)(以下簡稱ERE系統(tǒng))承載力的時空格局和演變特征, 探究各市的承載力變化規(guī)律及限制性因素。結(jié)果表明: (1)近十年間山西省整體ERE系統(tǒng)承載力呈波動上升趨勢, 環(huán)境和經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)承載力之間存在相互制約關(guān)系。(2)從空間格局上看, 山西省地級市綜合承載力的省內(nèi)差距逐漸縮小, 區(qū)域一體化程度不斷加強(qiáng): 由2005年的1個中等承載力、6個較低承載力和4個極低承載力城市躍升為2015年的3個較高承載力城市和8個中等承載力城市。(3)綜合考量ERE系統(tǒng)發(fā)展水平和耦合協(xié)調(diào)度, 可將山西省綜合承載力劃分為五個等級: 晉中和晉城市為第一梯隊(duì), 屬于良好協(xié)調(diào)優(yōu)質(zhì)發(fā)展型, 省會太原市位列其次, 而陽泉和運(yùn)城市屬于輕度不協(xié)調(diào)衰退型。(4)人均水資源量短缺、環(huán)境污染重、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和城市基礎(chǔ)設(shè)施是目前阻礙山西資源環(huán)境承載力的主要障礙因子。

資源環(huán)境; 承載力; 協(xié)調(diào)發(fā)展; 山西

0 前言

自1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展會議發(fā)布《21世紀(jì)議程》以來, 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、資源合理利用和環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)[1-3]。2018年我國將“貫徹新發(fā)展理念”寫入憲法, 明確推動生態(tài)文明建設(shè), 促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)和資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。綠色發(fā)展作為新發(fā)展理念的重要組成部分, 注重解決人與自然的和諧問題。《中國可持續(xù)發(fā)展評價報告(2019)》顯示, 中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展總體走勢不斷向好, 但資源環(huán)境承載能力仍有較大短板。在資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)退化、而人民群眾對清新空氣、干凈飲水、優(yōu)美環(huán)境的要求日益強(qiáng)烈的新時期, 使資源環(huán)境承載力與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展相適應(yīng)就顯得尤為重要?！皡^(qū)域資源環(huán)境承載力”指的是不同尺度區(qū)域在一定時期內(nèi), 在確保資源合理開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境向良性循環(huán)的條件下, 資源環(huán)境能夠承載的人類經(jīng)濟(jì)社會活動的能力[4-5]，它反映的是經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境三大系統(tǒng)相互作用又相互制約的關(guān)系。

資源環(huán)境承載力的研究開始于20世紀(jì)80年代, 最初是由威廉·福格特在提出“承載力”一詞, 隨后國內(nèi)外學(xué)者開始從研究要素、研究方法以及研究區(qū)域等方面對其進(jìn)行不斷深入的研究[6]。在研究領(lǐng)域方面, 早期的研究主要以水資源、土地資源、森林資源以及人口承載力等單要素研究為主[7-9]。隨著研究的深入, 國內(nèi)外學(xué)者開始將資源環(huán)境作為整體, 對其進(jìn)行綜合性指標(biāo)體系評價研究。主要包括兩大部分: 一是研究方法上的發(fā)展。資源環(huán)境承載力的研究方法有很多種, 其中包括主成分分析法、層次分析法、熵權(quán)法、能值分析法、DEA法以及生態(tài)足跡法等[10-14]。二是研究范圍的不同。學(xué)者們從國家、城市群、省、市、縣等不同層面, 對資源環(huán)境承載力的時空演變規(guī)律、影響因素和提升路徑進(jìn)行研究[15-16]?？傮w來看, 資源環(huán)境承載力的研究經(jīng)歷了由單要素到綜合評價、由單個區(qū)域到全國各省市、由單一年份到具有代表性的時間段、由單一方法到與系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度、障礙因子等相結(jié)合的過程, 研究逐漸深入和全面[17-19]。然而, 目前已有文獻(xiàn)更多關(guān)注京津冀、長三角、山東半島、中原城市群等大城市群的資源環(huán)境承載力變化[20-23], 而針對資源型地區(qū)的研究相對缺乏?！度珖Y源型城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃(2013—2020)》中指出, 我國擁有262個資源型城市, 占到全國城市總數(shù)的40%, 是我國重要的能源資源戰(zhàn)略保障基地。伴隨著“資源詛咒”, 這些資源型城市不同程度地出現(xiàn)了資源枯竭、環(huán)境污染、生態(tài)惡化和經(jīng)濟(jì)滯后等危機(jī), 可持續(xù)發(fā)展面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn), 其資源環(huán)境承載力的時空演變規(guī)律和提升路徑更加值得探索[24-26]。

山西省作為我國典型的煤炭資源型地區(qū), 除太原市外的10個地級市均為資源型城市, 長期形成了對煤炭資源高度依賴的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)體系, 由此產(chǎn)生了支柱產(chǎn)業(yè)單一、生態(tài)破壞嚴(yán)重、環(huán)境污染突出等一系列問題。2010年12月, 國務(wù)院批準(zhǔn)在山西全省范圍設(shè)立“國家資源型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)”, 以“先行先試”探索破解產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、生態(tài)修復(fù)、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、民生改善難題[27]?！熬C改區(qū)”設(shè)立以來, 山西的資源型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型取得了一定進(jìn)展, 但經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與資源環(huán)境之間的矛盾依然突出, 如何提高資源環(huán)境承載力, 實(shí)現(xiàn)與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)成為當(dāng)前急需解決的問題。已有學(xué)者對山西省整體的可持續(xù)發(fā)展能力進(jìn)行分析[27], 而針對城市層面的研究能夠更好地梳理資源環(huán)境承載力的時空演變規(guī)律, 識別體現(xiàn)區(qū)域差異的限制性因素和提升路徑。因此, 本文以山西省為例, 構(gòu)建資源環(huán)境綜合承載力評價指標(biāo)體系, 利用熵權(quán)法對2005—2017年山西省的資源環(huán)境承載力水平進(jìn)行測度分析, 在地級市層面探討其時空格局和演變規(guī)律, 并結(jié)合耦合協(xié)調(diào)度模型分析ERE三維系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展水平和制約因素, 旨在為山西省資源環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展提供可靠的科學(xué)依據(jù), 以期對全國資源型地區(qū)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展提供借鑒參考。

1 研究方法

1.1 經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境(ERE)系統(tǒng)承載力評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

在參考資源環(huán)境承載力研究的基礎(chǔ)上[15-20], 為了體現(xiàn)資源型地區(qū)的特殊性, 結(jié)合《全國資源型城市可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)》并考慮指標(biāo)選取的科學(xué)性、代表性和可獲得性原則, 本文構(gòu)建了包含經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境三個子系統(tǒng), 7項(xiàng)二級指標(biāo), 20項(xiàng)三級指標(biāo)的ERE系統(tǒng)承載力評價指標(biāo)體系, 如表1所示。

1.2 數(shù)據(jù)來源及標(biāo)準(zhǔn)化處理

本文數(shù)據(jù)來源于2006—2018年《山西統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。為了避免由指標(biāo)單位不同和數(shù)值量級間的懸殊差別對結(jié)果帶來的影響, 首先應(yīng)對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理, 轉(zhuǎn)化為[0, 1]之間的數(shù)值。本文采用極差法進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化, 對于正向指標(biāo), 其標(biāo)準(zhǔn)化公式為:

式中,xmax和xmin分別為指標(biāo)xij的最大值和最小值,=1, 2, …,;=1, 2, …,。

對于逆向指標(biāo), 標(biāo)準(zhǔn)化公式為:

1.3 指標(biāo)權(quán)重的確定

熵權(quán)法是根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)的變異程度, 利用信息熵計(jì)算指標(biāo)的權(quán)重, 能夠客觀真實(shí)地反映數(shù)據(jù)信息, 常被用于多目標(biāo)決策和綜合評價中[13, 18]。指標(biāo)的信息熵越小, 提供的信息量及其對綜合評價的影響就越大, 因而該指標(biāo)的權(quán)重越大; 反之亦然。熵權(quán)法確定各指標(biāo)權(quán)重的具體步驟如下:

表1 經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境系統(tǒng)承載力評價指標(biāo)體系

(1) 歸一化處理: 將標(biāo)準(zhǔn)化后的每一個數(shù)據(jù)進(jìn)行加一平移, 進(jìn)行對數(shù)非負(fù)化處理, 然后計(jì)算第個樣本第項(xiàng)指標(biāo)所占的比重:

(2) 計(jì)算第項(xiàng)指標(biāo)的熵值j:

(3) 計(jì)算第項(xiàng)指標(biāo)的差異系數(shù)gj:

(4) 求第項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重w:

1.4 ERE系統(tǒng)綜合承載力

根據(jù)上述得到的各指標(biāo)權(quán)重和標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù), 采用線性加權(quán)即可計(jì)算得到三個子系統(tǒng)得分U1、U2、U3和ERE系統(tǒng)綜合承載力。

1.5 耦合協(xié)調(diào)度

耦合度()能夠反映多個系統(tǒng)之間相互作用、彼此影響的程度, 常被用于評價多系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)作用[18]。但是耦合度并不能準(zhǔn)確判斷耦合的良性, 比如子系統(tǒng)發(fā)展水平同時較低的情況下, 耦合度仍會較高。為了體現(xiàn)ERE系統(tǒng)整體的協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系, 本文考慮ERE系統(tǒng)綜合發(fā)展度(), 利用耦合協(xié)調(diào)度()來反映系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展水平[18, 20]。計(jì)算方法如下:

其中為三個子系統(tǒng)間的耦合度;為ERE系統(tǒng)的綜合發(fā)展度;為耦合協(xié)調(diào)度, 取值范圍在[0, 1]之間, 越接近1說明系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度越高。、和為待定權(quán)重,++=1, 本文考慮ERE系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展水平, 認(rèn)為三個子系統(tǒng)同等重要, 故取===1/3。

1.6 障礙因子識別

為了對山西資源環(huán)境承載力變化的阻礙因素進(jìn)行剖析與進(jìn)一步探究, 引入障礙度模型。參照文獻(xiàn)[19, 28], 障礙度的計(jì)算方法如下,

式中,O為第項(xiàng)指標(biāo)的障礙度;U為指標(biāo)偏離度, 代表各指標(biāo)與系統(tǒng)發(fā)展目標(biāo)的差距, 用U=1-y表示,y為各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值;w為各指標(biāo)由熵權(quán)法確定的權(quán)重。

2 結(jié)果分析

2.1 山西省資源環(huán)境承載力的時空演變格局

如圖1所示, 2005—2017年山西省經(jīng)濟(jì)社會子系統(tǒng)的承載力呈現(xiàn)大幅上升趨勢, 從2005年的0.03躍升到2017年的0.90。其中, 2007年全省經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展顯著, 人均GDP大幅增長, 由2006年的14775元增加到17821元, 進(jìn)而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)得分在2007年增速最快, 增長率高達(dá)177%。而在2008年由于受到金融危機(jī)的影響, 加上山西省對資源型產(chǎn)業(yè)過度依賴, 三產(chǎn)占GDP比重停滯不前, 城鎮(zhèn)居民人均可支配收入大幅下降, 經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)下滑, 故經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)得分降低。在隨后的2009—2012年, 山西經(jīng)濟(jì)社會得到較大發(fā)展, 注重優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和提升人民生活質(zhì)量, 經(jīng)濟(jì)逐漸回穩(wěn), 2013年有小幅下降, 之后直到2017年經(jīng)濟(jì)社會子系統(tǒng)承載力仍然保持上升勢頭(圖1)。資源承載力在2011年和2014達(dá)到高值, 而在隨后的2012—2013年和2015—2016年由于人口的增加、水資源總量的不足以及用水量的增加導(dǎo)致人均水資源占有量和糧食產(chǎn)量顯著降低,進(jìn)而導(dǎo)致資源子系統(tǒng)得分呈現(xiàn)出下降態(tài)勢。這表明隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對資源的利用和消耗, 資源對山西經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的支撐作用減弱, 其約束作用日益顯著。與前倆者相比, 環(huán)境子系統(tǒng)承載力在十年間的波動較大: 2005—2012年呈倒U型曲線, 2012—2017年呈上升趨勢, 表明山西省資源環(huán)境承載力表現(xiàn)出先增加后降低、又增加的波動規(guī)律(圖1)。

圖1 山西省2005—2017年經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境子系統(tǒng)及綜合承載力變化

Figure 1 Trend of ERE carrying capacity for Shanxi province from 2005 to 2017

從ERE系統(tǒng)綜合承載力上看, 2005—2017年山西省整體資源環(huán)境綜合承載力呈波動上升趨勢, 由2005年的0.12到2017年的0.86(圖1)。值得指出的是, 經(jīng)濟(jì)承載力和環(huán)境承載力之間存在一定的相互制約關(guān)系。例如, 2009年, 經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)的承載力達(dá)到低值, 而對應(yīng)的環(huán)境子系統(tǒng)承載力達(dá)到峰值; 相反, 2012年, 山西整體的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展較好, 而環(huán)境子系統(tǒng)承載力降到谷底(圖1)。這反映出山西省作為全國資源型地區(qū)的典型代表, 在歷史上確實(shí)在存在以犧牲環(huán)境為代價換取經(jīng)濟(jì)增長的現(xiàn)象, 以2008—2012年表現(xiàn)最為明顯。從2013年開始, 隨著山西調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu), 環(huán)境污染下降, 經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展成效初現(xiàn), 經(jīng)濟(jì)社會子系統(tǒng)和環(huán)境子系統(tǒng)承載力同步上升(圖1)。

2.2 山西省地級市資源環(huán)境承載力分析

考慮到區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和資源環(huán)境稟賦的差異, 本文進(jìn)一步從城市層面探索山西資源環(huán)境承載力的時空演變規(guī)律, 運(yùn)用ArcGIS空間分析方法對山西省11個地級市的資源環(huán)境承載力進(jìn)行可視化分析, 探索各地級市可持續(xù)發(fā)展的限制性因素和提升路徑。在時間序列上, 基于時效性特點(diǎn), 選擇國家“十五”、“十一五”和“十二五”規(guī)劃的截止年份2005、2010和2015年三個時間截面進(jìn)行承載力的對比分析(見圖2)。

十年間, 山西省11個地市的經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境綜合承載力變異系數(shù)從2005年的22%下降到2015年的8%, 表明城市間差距逐漸縮小, 區(qū)域一體化程度不斷加強(qiáng)。結(jié)合國內(nèi)資源環(huán)境承載力評價研究中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[20], 本文將山西資源環(huán)境承載力劃分為5個等級: 0—0.3、0.3—0.45、0.45—0.70、0.70—0.85、0.85—1.0, 分別為承載力極低、承載力較低、承載力中等、承載力較高和承載力極高。

如圖2所示, 2005年山西資源環(huán)境承載力分為3個等級: 太原市為中等承載力, 臨汾、運(yùn)城、朔州和忻州市四個城市為承載力極低, 其他城市為承載力較低區(qū); 2010年, 各城市的資源環(huán)境承載力都在2005年的基礎(chǔ)上有所提升, 除呂梁、臨汾和運(yùn)城屬于承載力較低水平, 其余城市都已經(jīng)達(dá)到了中等承載力, 中等承載力的城市數(shù)量急劇增加為8個; 到2015年, 全省資源環(huán)境承載力的空間差異減弱, 大部分城市都進(jìn)入中等承載力行列, 而太原、晉中和晉城市躍遷為較高承載力城市, 成為第一梯隊(duì)?？傮w來看, 隨著國家2010年在山西全省范圍設(shè)立“國家資源型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)”以及山西省生態(tài)建設(shè)和環(huán)境治理相關(guān)政策的實(shí)施, 山西省各市資源環(huán)境承載力整體都有提升, 目前有較高承載力城市3個, 中等承載力城市8個。第二, 山西省資源環(huán)境承載力的空間分布格局具有一定的空間集聚特征, 省會太原周邊的城市資源環(huán)境承載力較高, 如晉中市; 而晉西南的呂梁、臨汾和運(yùn)城地區(qū)常常是資源環(huán)境承載力最低的地區(qū)。第三, 十年間全省各市的資源環(huán)境承載力都有提升, 但提升的幅度存在明顯差異。十年間朔州市的環(huán)境子系統(tǒng)承載力變化最大, 年均增長率達(dá)35.3%; 運(yùn)城、忻州和臨汾市的資源子系統(tǒng)承載力提升明顯, 年均增長率分別為14.1%、8.5%和7.5%; 呂梁和運(yùn)城市的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展進(jìn)步最大; 朔州、運(yùn)城和忻州市三個城市的資源環(huán)境綜合承載力年均增長率最快。第四, 目前山西的大多數(shù)地區(qū)仍處于資源環(huán)境承載力中等水平, 承載力極高城市數(shù)量為0, 發(fā)展中的資源環(huán)境“瓶頸”問題仍然突出, 節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)任務(wù)較重, 該方面的投入有待加強(qiáng)。

圖2 2005、2010和2015年山西資源環(huán)境綜合承載力空間分布格局

Figure 2 Spatial pattern of ERE carrying capacity in Shanxi province from 2005 to 2015

2.3 山西ERE三維系統(tǒng)協(xié)調(diào)度水平

為了反映經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境系統(tǒng)之間交互耦合的協(xié)調(diào)程度, 本文使用耦合協(xié)調(diào)度模型對山西省地級市ERE系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平進(jìn)行測度, 限于篇幅, 表2以2017年為例呈現(xiàn)出了相關(guān)結(jié)果。研究表明, 山西省地級市層面的經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境系統(tǒng)的耦合度較高, 均位于0.95以上, 區(qū)域間差異較小。綜合發(fā)展水平在0.67—0.83之間, 耦合協(xié)調(diào)度為0.81—0.91之間(表2)。在參考資源環(huán)境承載力評價相關(guān)研究的分級標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上[20], 本文采用Jenks自然斷裂法將綜合發(fā)展水平分為四類: <0.70、0.70—0.75、0.75—0.80、0.80—0.85, 分別為輕度衰退、基本發(fā)展、良好發(fā)展和優(yōu)質(zhì)發(fā)展; 將耦合協(xié)調(diào)度按照: <0.85、0.85—0.90、>0.90劃分為輕度不協(xié)調(diào)、基本協(xié)調(diào)和良好協(xié)調(diào)三個類型。

表2 2017年山西省地級市資源環(huán)境承載力和耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平

綜合考量ERE綜合承載力、系統(tǒng)發(fā)展水平和系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度3個因素, 可將山西11個地級市的資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展水平劃分為5個等級, 見表3。第一梯隊(duì)為晉中和晉城市, 其資源環(huán)境承載力較高, 耦合協(xié)調(diào)度最高(大于0.90), 屬于良好協(xié)調(diào)優(yōu)質(zhì)發(fā)展型, 可持續(xù)發(fā)展能力強(qiáng)。太原市為第二梯隊(duì), 作為山西省省會, 其總體發(fā)展水平較高, 資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)處于基本協(xié)調(diào)狀態(tài)。第三和第四梯度為基本協(xié)調(diào)發(fā)展型和基本協(xié)調(diào)輕度衰退型, 包括朔州、忻州、長治、呂梁、臨汾和大同6個城市。最后, 陽泉和運(yùn)城市屬于輕度不協(xié)調(diào)衰退型, 二者的資源環(huán)境承載力在全省排名靠后, 且發(fā)展水平和耦合協(xié)調(diào)度最低(表3)。

2.4 限制因素識別

為了便于橫向直觀比較, 識別各城市資源環(huán)境承載力的限制性因素, 圖3用雷達(dá)圖展示出了2017年山西省11個地級市的經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境子系統(tǒng)承載力。通過對比三個子系統(tǒng)承載力的得分可以看出, 太原市和陽泉市屬于資源環(huán)境滯后型, 忻州市屬于典型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后型, 而其余城市大多都屬于資源滯后型。這表明各市在資源環(huán)境利用和保護(hù)工作中應(yīng)當(dāng)有所側(cè)重, 同時該結(jié)果將為提升山西省可持續(xù)發(fā)展能力提供有針對性的參考依據(jù)。

表3 山西省資源環(huán)境承載力及協(xié)調(diào)發(fā)展水平分級

圖3 2017年山西省地級市經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境子系統(tǒng)承載力比較

Figure 3 Comparison of carrying capacity of subsystems for cities of Shanxi province in 2017

同時, 本文采用障礙度大于4%作為識別障礙因子的篩選標(biāo)準(zhǔn)[19], 統(tǒng)計(jì)2005年、2010年、2015年和2017年障礙因子出現(xiàn)的頻率, 得到山西省資源環(huán)境承載力障礙因素診斷分析結(jié)果, 如表4所示。研究結(jié)果顯示, 出現(xiàn)頻率最高的因子為人均GDP、第三產(chǎn)業(yè)占比、千人擁有醫(yī)生數(shù)、人均城市道路面積、人均擁有移動電話數(shù)、人均水資源占有量、人均糧食產(chǎn)量、人均公共綠地面積、人均用水量和人均工業(yè)廢水排放量。這表明水資源、耕地資源、綠地生態(tài)資源水平、環(huán)境污染、經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量和城市基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)成為阻礙山西資源環(huán)境承載力提升的關(guān)鍵因素。從時間變遷上看, 2005—2017年之間, 人均城市道路面積、人均擁有移動電話數(shù)、單位GDP能耗和生活垃圾無害化處理率的障礙度逐漸減小, 而人均用水量、人均水資源占有量、第三產(chǎn)業(yè)占比和固廢綜合利用率對資源環(huán)境承載力的影響逐漸增大。這表明山西高耗能粗放型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型取得一定成效, 隨著山西經(jīng)濟(jì)社會整體的發(fā)展, 環(huán)境治理效果明顯改善, 而水資源約束和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化是目前加強(qiáng)區(qū)域資源環(huán)境承載力亟需解決的問題。

3 結(jié)論與討論

本文運(yùn)用熵權(quán)法和耦合協(xié)調(diào)度模型對山西省2005—2017年間經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境系統(tǒng)承載力進(jìn)行了測度, 主要得出以下結(jié)論: (1)從時間變遷上看, 近十年山西省整體經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境系統(tǒng)承載力呈波動上升趨勢, 而且環(huán)境和經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)承載力存在相互制約關(guān)系, 資源子系統(tǒng)對山西經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的約束作用日益凸顯。(2)從空間格局上看, 山西省地級市綜合承載力的省內(nèi)差距逐漸縮小, 區(qū)域一體化程度不斷加強(qiáng): 由2005年的1個中等承載力、6個較低承載力和4個極低承載力城市提升為2010年的3個較低承載力和8個中等承載力城市, 最后躍升為2015年的3個較高承載力城市和8個中等承載力城市, 環(huán)境保護(hù)和生態(tài)文明建設(shè)取得了一定成效。(3)結(jié)合ERE承載力和系統(tǒng)發(fā)展水平, 可將2017年山西省經(jīng)濟(jì)-資源-環(huán)境耦合協(xié)調(diào)發(fā)展水平分為五個等級: 晉中和晉城市屬于第一梯隊(duì), 為良好協(xié)調(diào)優(yōu)質(zhì)發(fā)展型, 可持續(xù)發(fā)展能力強(qiáng); 第二梯隊(duì)為省會太原市, 屬于良好協(xié)調(diào)發(fā)展型; 第三和第四梯度為基本協(xié)調(diào)發(fā)展型和基本協(xié)調(diào)輕度衰退型; 陽泉和運(yùn)城市屬于輕度不協(xié)調(diào)衰退型, 承載力嚴(yán)重不足。(4)進(jìn)一步對限制因素和障礙因子的分析表明, 人均水資源量短缺、環(huán)境污染重、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和城市基礎(chǔ)設(shè)施是目前阻礙山西資源環(huán)境承載力的主要因素。

表4 山西省資源環(huán)境承載力障礙因子及其頻率(%)

針對上述結(jié)論和對山西ERE系統(tǒng)承載力障礙因子的分析, 本文認(rèn)為可從以下幾個方面考慮提升該地區(qū)的資源環(huán)境承載力: (1)嚴(yán)格遵循主體功能定位, 區(qū)分重點(diǎn)開發(fā)區(qū)和生態(tài)保護(hù)區(qū), 優(yōu)化區(qū)域功能布局。生態(tài)環(huán)境是我們賴以生存發(fā)展的基礎(chǔ), 正確處理好人與自然的關(guān)系是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。對于承載力較好、具有較大發(fā)展?jié)摿Φ某鞘袘?yīng)該重點(diǎn)開發(fā), 例如太原、晉中和晉城市。建議太原率先發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè), 加快產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型, 將其建設(shè)為具有影響力的區(qū)域性中心城市, 同時加快推進(jìn)太原晉中同城化發(fā)展。同時, 應(yīng)加大對資源環(huán)境承載力較低城市的保護(hù)力度, 尤其是重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)和環(huán)境脆弱區(qū), 如呂梁地區(qū), 只有保護(hù)好以汾河干流為骨架, 以呂梁、太行山脈為兩翼的生態(tài)安全大格局, 才能實(shí)現(xiàn)山西經(jīng)濟(jì)社會的穩(wěn)步發(fā)展。(2)加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級, 提高資源利用率, 推動建設(shè)綠色城市群。從全國來看, 太原城市群仍處于形成階段, 可塑性較強(qiáng)。省內(nèi)以煤炭為主的行業(yè)必須加快轉(zhuǎn)型發(fā)展, 對煤炭資源進(jìn)行整合, 推進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)的延伸發(fā)展和煤炭的固廢綜合利用水平, 大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì), 構(gòu)建綠色價值鏈體系。同時, 提高水資源利用水平和城市空間利用率, 抓好節(jié)能降耗和資源綜合利用。(3)加強(qiáng)區(qū)域合作和協(xié)調(diào)聯(lián)動, 實(shí)現(xiàn)生態(tài)共建環(huán)境共治。環(huán)境治理是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù), 要堅(jiān)持不懈才能收到良好效果。針對山西環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)脆弱的現(xiàn)狀, 各地市應(yīng)加強(qiáng)區(qū)域合作, 加強(qiáng)大氣、水、土壤污染的綜合系統(tǒng)治理。尤其是太原、陽泉、大同和運(yùn)城市都屬于資源環(huán)境滯后型城市, 構(gòu)建優(yōu)良的區(qū)域生態(tài)環(huán)境才能為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供資源環(huán)境支撐, 增強(qiáng)區(qū)域整體的可持續(xù)發(fā)展能力。

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Carrying capacity and coordinated development of ERE system in the typical resource-based areaof Shanxi Province

REN Jiao1,*, YIN ShiJie1, CAO Yuanyuan2

1. Cooperative Innovation Center for Transition of Resource-Based Economics, Shanxi University of Finance & Economics, Taiyuan 030006, China 2. Northwest Institute of Historical Environment and Socio-Economic Development, Shanxi Normal University, Xi’an 710119, China

The problem of regional coordinated development in resource-based areas deserves our attention. In order to achieve high-quality economic development, scientific research and judgment on the carrying capacity of resources and environment should be carried out first. Based on resource-based regions of Shanxi Province as a typical example, this paper made an evaluation on the spatial and temporal patterns of carrying capacity of economic-resources-environment system (hereinafter referred to as ERE system) from 2005 to 2017, to explore the variation and restrictive factors for cities. The results showed that (1) In the past ten years, the overall ERE system carrying capacity in Shanxi Province showed a rising trend, and the difference in the province gradually weakened, and there was a certain restriction relationship between the carrying capacity of environmental and economic subsystem. (2)From the perspective of spatial pattern, the provincial gap of comprehensive carrying capacity of prefecture-level cities in Shanxi Province was gradually narrowed, and the degree of regional integration was continuously strengthened: from 1 medium carrying capacity, 6 lower carrying capacity and 4 very low carrying capacity cities in 2005 to 3 higher carrying capacity cities and 8 medium carrying capacity cities in 2015. (3) Considering the development level of ERE system and coupling coordination degree, the carrying capacity of Shanxi Province could be divided into five grades: Jinzhong and Jincheng belonging to first echelon, of good coordination and high-quality development type, Taiyuan ranking second, while Yangquan and Yuncheng of mild uncoordinated recession type. (4) The shortage of water resources per capita, heavy environmental pollution, industrial structure and urban infrastructure were the main obstacles hindering the resources and environment carrying capacity of Shanxi Province.

resources and environment; carrying capacity; coordinated development; Shanxi Province

10.14108/j.cnki.1008-8873.2020.06.019

X826; K903

A

1008-8873(2020)06-146-09

2019-10-03;

2019-12-03

國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(41807456); 山西財經(jīng)大學(xué)青年科研基金(QN-2018010); 山西財經(jīng)大學(xué)資源型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型協(xié)同創(chuàng)新中心項(xiàng)目(ZX2017308)

任嬌(1990—)女, 山西忻州人, 博士, 副教授,主要從事區(qū)域資源環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究, E-mail: renjiao_sxufe@163.com

任嬌