基于耦合协调度分析的煤炭资源型城市转型驱动力研究——以辽源市为例

张丹，孙世军，刘玉博，龙振宇，冉欣，张羽翔

1.吉林省师泽环保科技有限公司；2.东北师范大学环境学院

2020年9月，习近平总书记在第75届联合国大会上提出力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。“双碳”目标下对于资源型城市的发展提出了更高的要求，我国自20世纪90年代开始，资源型城市社会经济的发展问题日益凸显[1]，资源型城市转型工作对资源型城市的可持续发展有重要的意义。目前，有关资源型城市转型的研究主要集中在从经济学和管理学视角对产业转型的思路、模式、对策、经验及接续产业选择与发展方面的研究[2-5]，但是从资源环境方面对资源型城市转型的驱动力因素研究国内外比较少见。在城市发展与资源环境的耦合协调度方面的研究主要集中在城市开发强度与资源环境间相互作用的趋势研究6]，对城市发展的驱动力因素的研究内容较少。本文选取典型的资源型城市辽源市为例，从资源环境视角出发，对辽源市城市发展水平和资源环境水平的耦合协调度进行分析，并且对辽源市转型的驱动力因素进行分析，以期对辽源市转型提供更具实用性的策略。

一、研究区域与方法

（一）研究区域概括

辽源市地处吉林省中南部。东部与通化市接壤，南部也与通化市接壤，西与辽宁省接壤，北与四平市接壤，东北与吉林市接壤。辖龙山、西安2个区及东丰、东辽2个县。

（二）指标体系构建

本文对城市发展水平和资源环境水平评价指标体系的筛选原则如下：科学性原则、可获得性原则、系统性原则和动态性原则。

1.城市发展水平指标的选取

关于城市发展水平指标的选取综合各学科对城市的定义，借鉴《生态县、生态市、生态省建设指标（修订稿）》[环发〔2007〕195号]中关于经济发展的相关指标（万元GDP综合能耗、第三产业占GDP比例），并且根据辽源市的城市特点，从人口情况、社会经济情况、土地利用情况三个方面对城市发展水平的指标进行选取。

城市发展水平指标中人口情况包括非农业人口占总人口的百分比（C1）、待业人员占总人口的百分比（C2）和人口密度（C3），社会经济情况包括煤炭开采与洗选业占生产总值的比重（C4）、人均GDP（C5）、万元GDP综合能耗（C6）和第三产业占生产总值的比重（C7），土地利用情况包括人均拥有道路面积（C8）、人均拥有耕地面积（C9）、建成区占城市总面积的比重（C10）和建设用地面积占市辖区的比重（C11）。

2.资源环境水平指标的选取

本文关于资源环境水平指标的选取首先考虑辽源市煤炭产业的特征，并且借鉴《生态县、生态市、生态省建设指标（修订稿）》[环发〔2007〕195号]中关于生态环境保护的相关指标（人均公共绿地面积、化肥施用强度、二氧化硫排放量），从环境支撑力、环境污染情况和环境治理情况三个方面进行选取。

资源环境水平指标中环境支撑力包括人均公共绿地面积（Z1）、建成区绿化覆盖率（Z2）和城市集中供热管道长度（Z3），环境污染状况包括工业二氧化硫排放量（Z4）、工业烟尘排放量（Z5）、单位面积农作物农药使用量（Z6）和单位面积农作物化肥使用量（Z7）、煤炭开采与洗选业碳排放量（Z8），环境治理情况包括工业废水排放达标率（Z9）、生活污水处理率（Z10）和工业固体废物综合利用率（Z11）。基于城市发展水平和资源环境水平两方面构建评价指标系统。

（三）数据处理

数据主要来源于《辽源统计年鉴》和《中国城市统计年鉴》，研究时间为1992年、1995年、1998年、2001年、2004年、2007年、2010年、2013年。由于部分年份统计年鉴的缺失，并且考虑到城市发展水平和资源环境水平随时间的变化是一个缓慢的过程，因此，本文研究的时间序列间隔为3年。

1.数据的标准化

本文所选取的各项指标均为正数，为了更好地反映各项指标的差异性，本文数据通过线性标准化方法进行处理。对于正向指标选择公式（1），负向指标选择公式（2）具体内容如下：

其中xoij—线性标准化后数值；

xij—指标的原始数值；

maxxij—指标的最大值；

minxij—指标的最小值。

2.指标的权重

各指标系统权重计算采用熵权法进行计算。熵权法是根据各指标的变异程度，利用信息熵计算出各指标的熵权，再通过熵权对各指标的权重进行修正，从而得出较为客观的指标权重。

3.城市发展水平指数与资源环境水平指数

根据熵权法确定的权重，运用线性加权法分别对城市发展水平指数与资源环境水平指数进行计算，具体如下：

其中CF—城市发展水平指数；

ZH—资源环境水平指数；

Wj—第i个指标的权重；

二、结果与评价

（一）辽源市城市发展水平和资源环境水平的耦合协调度计算与评价

辽源市城市发展水平和资源环境水平的耦合协调度的计算结果详见表1。

根据表1可知，1992年、1995年、1998年、2001年、2004年、2007年辽源市城市发展水平和资源环境水平属于中度协调，2010年、2013年辽源市城市发展水平和资源环境水平属于良性协调。

表1 城市发展水平指数与资源环境水平指数计算结果

（二）辽源市城市发展水平和资源环境水平的耦合协调度变化趋势分析

1992年至1998年辽源市城市发展水平和资源环境水平的耦合协调度由0.6500上升到0.7017，为资源型城市的发展阶段。1998年至2001年辽源市城市发展水平和资源环境水平的耦合协调度逐年减小，为资源型城市的衰退阶段。2001年至2013年辽源市城市发展水平和资源环境水平的耦合协调度逐年增高，为资源型城市的转型阶段，辽源市在国家大力支持下，开展了环境治理和生态恢复工程，进一步对沉陷区进行了综合整治，开展了集中供热等项目，在区域环境质量改善的同时，也促进辽源市的转型取得了较好的成绩。

（三）辽源市转型驱动力因素分析

1.工业二氧化硫排放量

二氧化硫排放量的多少主要由能源结构与消耗量、污染治理情况和环境管理情况等因素决定。1992年至2013年辽源市工业二氧化硫排放量趋势详见图1。

图1 1992年至2013年辽源市工业二氧化硫排放量（数据来源：《辽源统计年鉴》）

1992年至2013年第二产业占总产值比重呈逐年增加的趋势，必定会导致其能源消耗量较大，环境污染状况也会逐渐严重，二氧化硫排放量也是逐年增加的。2007年至2010年期间，在国家政策和资源的大力支持下，开展环境保护基础设施建设，使得工业二氧化硫达标排放，并且加强环境管理，关闭高耗能、环境污染严重的企业。

2.煤炭开采与洗选业碳排放量

原煤产量直接影响煤炭开采与洗选业碳排放量。1992年至1998年煤炭开采与洗选业碳排放量由1197931吨/年下降到832775.4吨/年，随着实体经济的复苏，煤炭需求量逐渐增大，1998年至2004年辽源市煤炭产量也随之增大，因此，导致了煤炭开采与洗选业碳排放量的增加，但是增长幅度较小。

在转型期间，辽源市政府完善了矿权管理制度，实现了资源企业的做大、做强，因此辽源市在2004年至2010年煤炭产量大幅增加，这也导致了煤炭开采与洗选业碳排放量的增加。但是区域煤炭资源的储量是一定的，随着煤炭的不断开采，煤炭资源总储量越来越少，因此，2010年至2013年煤炭开采量逐年减少，2010年至2013年煤炭开采与洗选业碳排放量也逐年下降。

3.建成区绿化覆盖率

城市绿地对区域大气环境有净化功能，对水土有保持功能，改善区域景观和居住环境等。1992年至2007年辽源市建成区绿化覆盖率呈波动状态，均处于较低水平，主要是由于生态环境保护投入较少。辽源市在转型期间，在国家资金的支持下对沉陷区进行治理和生态环境的修复，对城区加强绿化，使建成区绿化覆盖率大幅提高。2007年至2010年，辽源市建成区绿化覆盖率由20.96%上升到30.56%，增长率为45.80%，此阶段建成区绿化覆盖率增长幅度最大。2010年至2013年增长速度变缓，主要是由于没有了国家财政的支持，且过于追求经济效益，因此对生态保护投入较少。

三、结论及建议

城市要想实现高质量发展，必须大力发展第三产业等高附加值产业，辽源市转型已经取得了一定的成绩，其城市发展水平和资源环境水平密切相关。必须调整产业结构，优化供应链，减少对资源的依赖。同时环境保护基础设施仍需加强。虽然在转型期间环境保护基础设施投入较多，但是工业废水排放达标率、生活污水处理率等指标数值等均不高，环境保护基础设施建设仍需加强。因此发展高新技术产业，减少煤炭开采与洗选业占生产总值的比重，并且进一步加大环境污染治理力度和对生态环境的保护，减少工业二氧化硫排放量，使辽源市城市发展水平和资源环境水平的耦合协调度不断提高，最终实现辽源市高质量发展，为“双碳”目标的实现提供发展可实现路径。