2021-4-9 | 城市生态论文
1资源型城市生态承载力分析框架
1.1资源型城市资源环境承载力
资源型城市转型发展首先应以该区域资源环境承载力为出发点和落脚点，而绝不能盲目追求经济效益最大化。资源承载力是资源型城市转型发展的基础条件，是指一定时间，特定区域范围内，在不超出生态系统弹性限度条件下的各种自然资源的供给与维持能力。资源型城市资源承载力主要关注的是各种自然资源量所能支持的经济发展规模、可持续供养的具有一定生活质量的人口数量以及具有一定发展水平的工业企业数量。一般可将水资源、土地资源、矿产资源、旅游资源作为资源型城市资源承载力考量因素。环境承载力是资源型城市转型发展的约束条件。环境承载力，意指环境对污染物的容纳值，即环境容量。广义环境承载力是一定时期，特定环境状态下，某一区域环境对人类社会经济活动支持能力的阈值。根据环境承载力的概念和意义，在发展资源型城市转型发展过程中，应充分考虑到生态系统的整体效应，不能把资源从生态系统中割裂开来，避免为了追求资源的最大获利而降低了整个生态系统的资源承载力。一般可将大气环境、水环境、土壤环境作为资源型城市环境承载力考量因素。
1.2资源型城市生态系统弹性力
生态系统弹性力是的资源型城市成功转型的支持条件，它是表征生态环境对资源型城市社会经济系统支持能量的量化指标。生态系统弹性力，意指资源型城市社会经济系统对生态环境造成的压力超过其该区域资源环境承载力时，生态环境内部各分子间的互补作用使得生态环境在一定的时间段内基本恢复到初始状态的能力。生态弹性力是生态环境所固有的一种内存性因子，其只有在生态环境承受超过自身容量的外来压力时才显现出来。生态弹性力可谓是资源型城市转型发展的重要指标，也是其可持续发展的生态支持系统。生态环境的受外压能力、自我恢复能力以及自我发展途径丰富等均是资源型城市生态系统弹性力考量因素。我国资源型城市大体上可以分为两种类型：以采掘业为主的职能类型和以制造业为主的职能类型。煤炭型、石油型、森林型城市以直接输出资源初级产品为主，大多数城市都具有比较突出的采掘业职能；金属型城市的主导资源由于产地加工的程度比较高，所以大多数城市都表现出比较突出的制造业职能。无论是生态环境的受压能力、自我恢复、调节能力，还是转型发展的出路等，资源型城市均面临着严峻的挑战，其转型之路注定并不平坦和顺利。
1.3资源型城市生态承载压力度
准则层是工业企业压力度和社区人口压力度，重点考核城市、企业及人口的水资源和土地资源的压力度。具体标构成如下：第一，水资源压力度：包括工业用水重复利用率、工业耗水率、生产过程中跑、漏水比例、生活用水定额、生活耗水率；第二，土地资源压力度，即土地资源集约度；第三，水环境压力度：包括污水处理厂出水水质、污水厂直排量；第四，大气环境压力度：包括废气排放量，废气排放达标程度，废气处理率；第五，土壤环境压力度：包括工业垃圾污染程度，生活垃圾污染程度。
2资源型城市生态承载力实证分析
2.1资源型城市资源环境承载力放大效应及其规律
资源环境承载力要求城市群体的发展要素，如人口规模、企业规模及其产业规模等要与自然资源总量及生态环境容量成正比例，否则，生态灾难及资源危机在所难免。资源型城市依托自身资源环境优势量，无限放大资源环境容量与承纳度，迅速而大量集中资源型市场要素，盲目发展、过度开发，可能使资源型城市过早陷入了经济衰退和资源枯竭的泥潭。以大庆为例，大庆油田探明石油储量约占全国47.4%，居全国第一位，也是世界特大油田之一。天然气储量居全国第8位，已连续24年稳产在5000万吨以上，2003年占全国石油年产量50%的大庆油田，可采储量只剩下30%，仅为7.45亿吨，到2020年年产量只能维持在2000万吨左右，开采成本也将在目前已经很高的基础上大大提高。2009年，大庆油田原油产量为4000万吨，并且综合含水率已达90%以上。换句话说，从地下采出的每吨油水气混合物中，原油不到10%，90%以上都是水。伊春市，号称“祖国林都”，位于小兴安岭腹地，是我国最大的专业化林业资源型城市，森林面积395.4万公顷，16个林业局已有12个无木可采，其余4个也处于严重过度采伐之中，活立木总储积量由开发初期4.28亿立方米减到2.47亿立方米，公顷蓄积量由167立方米减少到87立方米，可采的成熟森林只剩下1.7%，可采木材不足500万立方米。值得注意的是，资源型产业处于整个产业链的上端，产品附加值和资本利润率都偏低。故此，资源型城市资源环境利润型资本大量外流现象在所难免，这必然导致资源型城市的资源承载力的持续恶化和下降。自然资源的逐步耗竭使地区生产成本呈上升趋势，这又会加剧资源型城市环境承载力的持续弱化。资源环境承载力的持续下降，将使资源型城市在区域战略中所处的地位分化降低，市场创新能力不断减弱，从而在市场发展进程中只能从事初级资源产品的开发与加工，最终形成城市对自然资源的强烈依赖，造成产业结构不断低端化的恶性循环。
2.2资源型城市生态系统生命周期及其弹性力分析
由于资源型产业是资源型城市经济发展的主导和支柱产业，城市的兴衰受到资源型产业的牵制，资源型产业发展越快，对城市经济的贡献就越大，城市发展也越快，反之亦然。由于资源型产业有其开发期到达产期、再走向成熟期直至衰退期的演进规律，单纯以资源型产业为主导产业的城市经济也会沿着相似的轨迹发展，呈出城市经济波动性生命周期轨迹，即兴起期→繁荣期→衰退期（城市经济尚未转型）或→新生期（城市经济成功转型）。由于对资源环境的持续开发利用以及人为因素的生态破坏未能得到及时的休养生息，资源型城市生态系统弹性力极其脆弱，并不能起到资源预警及生态侵害隔离效果。资源型城市对资源环境的依存度高，生态自我恢复能力薄弱，自我拓展途径单一，固其自身生态系统的生命周期波动性大，持续生存力较差，惯性生态悲剧在所难免。此类实例国内外并无例外。根据中国矿业协会的统计，我国目前已经形成了390多座以采矿为主的资源型城市，其中20%处于成长期，68%处于成熟期，12%处于衰落期。全国约有400多座矿山已经或者将要闭坑，约有50多座矿城资源处于衰减状态，面临着严重资源枯竭的威胁。苏联巴库油田的开发始于19世纪下半叶，其累计原始探明储量为15亿吨。20世纪初，成为了外高加索地区最为重要的经济中心和全苏的石油基地。1940年，巴库油田的产量占了全苏的71.5%。但是，巴库的在鼎盛时期仅仅建立了石油加工业，而不依赖石油资源的多元化产业并没有发展起来。20世纪50年代以后，随着持续的开采，石油储量日益枯竭，产量迅速下降。随着石油开采业的不断萎缩，完全依赖其石油资源的石油加工业也开始衰退，城市的发展弹性力大大减弱。只是由于过去积累形成的包括炼油基础和百万人口的都市区在内的庞大经济基础，方便的水路运输和身为阿塞拜疆共和国首府的政治地位，才保持住了占全苏10%左右的原油加工能力和仅次于乌法和古比雪夫的全苏第三大炼油中心地位。巴库市处于“维持缓慢增长”的停滞状态，其失败经验及其惨痛教训值得总结和避免。
2.3资源型城市资源环境开发的负效应及其承载压力度
资源环境开发的负效应，即资源枯竭及环境破坏后的外溢结果，也是资源环境承载对象对其资源环境承载力造成过度压力的必然结果。资源的过度开发利用会引起一系列资源环境承压过度问题，而工矿业的发展和森林的砍伐会破坏城市的自然景观，对空气、水资源、各类自然生物及人类本身的生产和生活都造成了严重的负面效应。资源型城市生产的商品相当一部分为高能耗、高污染、资源密集型商品，在直接或间接输出大量能源资源的同时也付出了巨大的环境代价。据2007年由英国政府资助的廷德尔气候变化研究中心的研究，中国2004年净出口产品排放的CO2约为11亿吨，约占总排放量的23%。EA则估计，2004年中国国内出口商品生产蕴含的与能源有关的CO2排放量为16亿吨，占中国排放总量的34%。据统计，全国每年因采矿损毁土地累计达40万公顷；因采空或超采引起地面沉降、塌陷、滑坡、裂缝及泥石流等地质灾害达千余处；全国每年工业固体废弃物排放量中85%以上来自矿山开采，现有固体废矿渣积存量高达60亿～70亿吨，其中仅煤矸石就超过34亿吨，形成煤矸石山1500余座，占地5000公顷；矿山生产过程中排放大量废水和废气，仅煤矿排放的废水每年即达26亿吨，废气达1700亿立方米，对环境造成严重污染。可见，资源环境开发的负效应必然会降低其生态系统的承载压力度，使得资源型城市极易陷入发展亦快，收益返小的恶性循环当中。
3资源型城市生态承载力推进模式
3.1资源型城市资源环境的减量、循环利用及其方法论
可以说，资源型城市的传统发展模式实际上是一些相互不发生关系的线性资源流的叠加，由此造成出入系统的物质流远远大于内部所能承受的资源容量与环境承载力，造成经济活动的高开采、低利用、高排放特征；资源环境承载力则要求系统内部要以互联的方式进行物质交换，以最大限度利用进入系统的物质和能量，从而能够形成低开采、高利用、低排放的效果。正因为如此，城市资源环境的减量化、循环利用成为了必然趋势。减量应是对城市资源环境的循环开发与利用的量化结果，也是增强资源型城市生态承载力的内动力。资源型城市应根据产业链关联程度，合理规划、开发建设综合服务区、拆解加工区、精深加工区、污染处理区、仓储物流区、科技研发区、生活服务区、居住社区等8大产业功能区，实现产业链条转化过程中再生资源的“零损耗”以及在整个产业循环过程中再生资源在区内的“自消化”。废旧物资将在产业区内得到充分循环，实现资源利用最大化，最终以高附加值产品方式通过区内交易中心走向市场，进入到整个社会的大循环系统之中。号称“煤都”的榆林推行煤向电力转化、煤向载能工业转化、煤向油品转化产生了积极效果，值得借鉴。府谷县恒源煤焦电化公司实施的年产30万吨冶金型焦及其配套发电、水泥、甲醇、焦油深加工产业链循环项目，完全实现了“三废”零排放，其中废气、煤气净化后用于煤焦油深加工和甲醇生产，热电厂的粉煤灰通过凝石水泥车间变成了高质量的水泥，将上游废料变为下游原料，每年节约原煤18万吨以上，降低电耗逾4000万千瓦时，减排废水44万立方米。榆林初步形成了原煤—发电—粉煤灰—建材工业、原煤—兰炭—焦油—化工—煤气和焦粉回收利用、原煤—甲醇—下游产品—建材—食用级二氧化碳、盐—烧碱—聚氯乙烯等多个循环经济链条。应当说，资源型城市的减量化、循环利用战略可从自身实际出发，分步骤、举重点进行科学化、生态化进行。
3.2资源型城市生态系统的生命周期评估及其运作机理
资源型城市生态系统是一个内生性的物流系统，有其自身发展、演进及消化的生命周期规律。要使理性认知并成功延续资源型城市生态系统的生命周期，发展适合自身特质的新型清洁能源产业成为了必然趋势。根据可持续、能循环、再利用的科学发展理念，资源型城市可从以下方面积极推进产业的生态化转型与改造，提高城市生态承载力，促进城市生态系统的生命周期的合理更替：其一，着力建设节能环保燃煤电厂。要大力发展大容量、高参数火电机组和热电联产机组。要加强在运电厂节能环保技术改造，要进一步加大脱硫改造力度，同时积极推广应用脱硝、脱氮、二氧化碳捕捉封存技术，推广合同能源管理模式，集中利用综合节能技术，大幅提高发电系统运行效率。要大力发展新型清洁煤发电技术，加强能源行业的战略合作，推进整体煤气化联合循环电站（IGCC）、大容量循环流化床电站（CFBC）等示范项目建设，掌握核心技术，加快推广应用进程。其二，着力建设大型低碳化煤炭综合利用基地。要优化发展煤炭资源，在加大煤炭开发力度，提高电煤保障能力的同时，积极推动矿区资源与环境的协调开发，依靠技术进步，提高煤炭回采率，有效节约水资源，推动褐煤提质加工技术研究，在煤炭开采、洗选、加工和运输过程中，不断降低能耗，减少污染。其三，着力发展以新能源为核心的高新技术产业。要实现新能源技术的不断突破，优先发展先进适用技术，在风电的叶片、轴承、控制系统、提高单机规模，太阳能的多晶硅制备提纯、薄膜电池，核电的大锻件、主泵、控制系统和特殊材料，可再生能源并网技术、储能技术等方面加快技术创新，推进分布式供能系统、氢能和燃料电池等前沿技术的研发，将新能源产业发展成为以技术创新为核心竞争力的优势产业。
3.3资源型城市资源环境静脉产业的建设及其经验谈
为了有效消除资源环境开发的负面效应，切实提高城市生态承压度，发展以废弃物转化为再生资源及再生产品为主的城市静脉产业成为了资源型城市成功转型的必然选择。发展资源型城市静脉产业必须具备两个技术系统的重点支持：其一，积极培育和发展废旧物资再生资源产业。目前，发展的重点是：废纸加工再生技术、废玻璃加工再生技术、废塑料转化为汽油和柴油技术、有机垃圾制成复合肥料技术、废电池等有害废物回收利用技术等。目前，欧盟、北美、日本和澳大利亚的主要物资总消耗中，再生资源已经占有比较高的比重：玻璃26%、橡胶28%、纸张35%、钢45%、塑料50%。2003年，美国城镇产生的废弃物为5.5亿吨，回收利用率达到40%。在各种废弃物回收利用率中，纸张为42%，软饮料塑料瓶为40%，铁制包装为57%。其二，重点发展城市生活垃圾资源化、无害化产业。以日本为例，静脉产业已初步形成了三个主要发展方向，即分别把生活垃圾转换成家畜饲料、有机肥料或燃料电池用燃料。加茨公司和日本生态农业等公司通过合同方式把食品废弃物排放者，如城市中的食品加工厂、食品店、饭店、超市等，与清洁公司和农户等饲料、肥料使用者联系在一起，组成食品资源循环利用网和生态社区，已取得了可观的效益。与此同时，专供家庭用的生活垃圾处理器也应运而生，并在日本成为畅销商品。另外，还有一些日本公司正在开发把生活垃圾转换为甲烷的技术。目前，可选择试点城市进行垃圾资源化、无害化技术的研究与试点，技术条件一旦成熟可行可在全国范围内进行推广，政府财政应给予重点支持与补贴。
本文作者：于翠英、朝克图单位：内蒙古农业大学、呼和浩特民族学院