煤炭開采與生態保護的耦合機理及路徑研究

閆 函 吳 蔚 李中元(山西省環境科學研究院，山西 太原 030027)

煤炭開采與生態保護的耦合機理及路徑研究

閆 函 吳 蔚 李中元
(山西省環境科學研究院，山西 太原 030027)

機理是一個事物演變的原因與道理，研究煤炭開采與生態保護的耦合機理即尋找二者耦合的原因。本文確立了橫縱兩大方向，縱向以時間為維度，從歷史視角，運用事實演化論述；橫向基于理論基礎，從耦合動因與耦合障礙正反兩方面證實耦合機理。基于原因分析，從制度建設、管控體系、生態補償、技術革新等方面提出了煤炭開采與生態保護的耦合路徑。

煤炭開采；生態保護；耦合

中國資源相對豐富，能源消費結構基本形式是“以煤為基，多元并存”，煤炭消費的絕對值逐年增加。但我國采礦條件差，煤田結構復雜、開采成本大、難度高，形勢不容樂觀。另一方面，生態環境被提高到“五位一體”的新高度，國家強力改善生態環境總體質量，推進集約型資源利用。因此，煤炭開采與生態保護的耦合關系成為研究焦點。

1 歷史縱觀

18世紀后期，瓦特發明蒸汽機，人類迎來了史上第一次能源轉換，從木材到煤炭，由此之后，“煤炭時代”開始。

圖1 重要年份各能源在消費結構中所占比重

由圖1可知，煤炭的消費量雖處于下降趨勢，但在整個能源消費結構中都占最主要位置，煤炭為工業的發展提供了持續動力，經濟飛速發展的同時，部分學者提出環境資源的稀缺性，生態承載能力有限性等理論，反對傳統經濟學“環境資源取之不盡用之不竭”的假設條件[1-2]。

工業革命加速發展，煤炭資源開采量急劇上升，極大地影響了土地、水資源、大氣的質量。科技進步，觀念改變，已經使人類對自然界中細微的變化十分敏感，以人為本的社會更加注重舒適的人居環境。同時，環境資源經濟學家也進行大量研究，測算生態環境有多大的承載力去應對不斷發展的采掘產業。煤炭開采與生態保護的耦合也因此成為歷年研究重點。

2 現實探究

2.1 煤炭開采與生態保護的耦合動因

在我國煤炭資源儲量大、開采難、人均擁有量小、煤炭資源利用率低等特殊國情條件的制約下，煤炭開采與生態保護的耦合成為必然。促成耦合的具體原因有以下四個方面：資源的稀缺性、資源的可持續利用、帕累托最優原則、循環經濟的現實要求。

2.1.1 耦合效應根本源自資源的稀缺性

西方經濟學中把“稀缺”主要概括為：在某一特定時期內，資源的存量不能滿足人類的無限需求[3]。煤炭資源在短時期內不能再生，是絕對稀缺的，一旦煤炭存量都已利用，邊際費用增加，人類無法找到煤炭的完全替代品，生產資料無法及時調整，煤炭資源的有限性約束經濟等領域的正常運轉。

生態環境是有限稀缺的。生態環境可以容納污染物，提供休閑、舒適的生活生產支持。當生態環境存量小于人類的需求時，就會對經濟的正常發展形成限制。因此，煤炭開采過程中如果不注意保護生態環境，必然會凸顯環境資源的稀缺性，從而影響煤炭資源的開采活動。二者雙向作用影響，必然導致耦合效應出現。

2.1.2 資源的可持續利用推動耦合效應形成

按自然資源種類分，煤炭屬于不可回收的可耗竭資源。工業不斷發展，煤炭使用數量急劇增加，煤炭資源衰竭速度加快。而且，在煤炭使用過程中和使用后，都會排放大量有害物質，所以煤炭資源利用率的高低直接影響環境的好壞。

在沒有人類作用的情況下，土地、植被、大氣和水資源都可以通過自身的新陳代謝保持綿延不絕。在適度開發資源的情況下，資源可以回復、循環、再生產；反之，它們就會失去原來的可更新性。煤炭資源的不合理開采不僅會使自身瀕臨耗竭，還會影響土地資源、水資源、大氣和植被的正常狀態。在現有煤炭開采技術水平條件下，礦產資源區的生態環境問題明顯比一般經濟開發區嚴重。鼓勵煤炭企業使用清潔技術，進行清潔開采，將是煤炭企業在生態建設方面要達到的目標。

2.1.3 追尋帕累托最優促成耦合效應形成

煤炭開采與生態保護的耦合探究本質是在追尋社會福利最大化，也就是帕累托最優。該理論通過埃奇沃思盒狀圖來解釋，假設煤炭開采企業A和生態保護部門B，生產要素勞動(L)與資本(K)，兩種產出物X和Y，并且兩種生產要素的數量固定不變，則兩種商品的等產量曲線如圖2所示。

圖2 艾奇沃思盒狀圖

如果資源配置在D點，那么資源就沒有得到充分利用，此時，將D點移動到生產契約曲線上，就可以達到高效生產的目的。改變任何一個點，如果整體效用減少，說明初始點就是福利最大化的位置[4]。

在研究中，對于煤炭資源的效率十分重視，因為它決定了環境資源配置和利用方式的選擇。生態環境因素會影響到整個社會的福利水平，源于它能影響任何生產可能性邊界的能力。因而，將經濟社會中的煤炭開采行為、經濟發展和生態環境、社會福利聯系起來，在兼顧效率與公平的基礎上分析環境經濟問題，實現環境資源配置的效率目標，會使社會福利最大化。

2.1.4 循環經濟的現實要求

循環經濟就是“廢物再循環、再利用”，它要求人類社會在生產生活的各項活動中做到節約資源、減少浪費、廢棄循環。傳統的經濟增長依靠資源消耗與利用，呈現線性增長方式，企業利用資源進行生產，出售產品、產品消費之后，將廢棄物丟棄，至此完結。而循環經濟增長理論就是要改變這種線性增長方式，對資源整合重新利用，出現類似環形模式。

具體到煤炭開采中，就是要求將伴生的其他資源甚至排棄物進行綜合搜集利用，如：煤矸石、煤層氣、煤灰、煤泥等，可利用到建材行業、回填礦區等領域，在充分利用資源的同時還可以減少煤炭開采引起的負外部性。

2.2 煤炭開采與生態保護的耦合障礙

雖然有多方面的因素促進煤炭開采與生態保護的耦合，但是依然存在許多因素阻礙二者正常協調。以下從公地的悲劇、外部性(主要是負外部性)、市場失靈、政策失效四個方面分析。

2.2.1 公地的悲劇

公共物品主要是區別于私人物品，不具備專有性和排他性的。多主體擁有所有權，個體使用資源的成本很小，遠不及社會付出的成本，因此資源會被超額利用。造成“人人所有，人人沒有，誰都應負責任，誰都不負責任”的情形。所以，個體不會關心資源不斷減少的現狀，造成大量浪費，目光短淺，常常竭澤而漁，不想為擴大再生產付出任何成本，致使資源濫用枯竭。在采煤過程中，煤炭開采主體不顧對生態環境產生的影響，造成了土地、植被、水資源、大氣等的破壞，從而使煤炭開采與生態保護難以協調。

2.2.2 外部性的制約

外部性分外部經濟與外部不經濟，煤炭開采引起的環境污染是一種外部不經濟。

圖3 外部不經濟的私人成本和產量及社會成本和產量

MSC是社會邊際成本，它和邊際收益MR的交點即為有效的合理產量，但是，在外部不經濟的狀態下，會出現一條私人邊際成本MPC，這一成本低于社會邊際成本，從而造成了MPC與MR的交點所對應的產量大于有效合理的產量，同時，私人邊際成本所對應的價格低于社會邊際成本所對應的價格，因此，更催生了個人逐利行為[5]。

煤炭開采造成的污染與浪費是外部不經濟的一種典型代表，煤炭開采企業是一種微觀主體，在獲利動機驅使下他們計算的只是與其所得利益直接相關的成本，漠視自身行為產生的環境成本，若沒有相應的法律機制與價格機制制約，他們沒有動力進行生態環境保護，因此要做到煤炭開采與生態保護的耦合存在很大困難。

2.2.3 市場失靈的影響

資源配置扭曲就是市場失靈。很多誘因都會造成市場失靈，但是外部性和公共物品是兩個重要的因素。在環境資源配置過程中，水、空氣等表現出了環境和自然資源特屬的公共物品性質。在采煤過程中，對環境免費消費，于是往往表現出非競爭性、非排他性和市場失靈，結果是煤炭開采無視生態保護，影響二者的耦合協調。

2.2.4 政策失效的妨礙

政府進行干預必然是源于市場失靈，但市場失靈并不必然引起政府干預。理論上，政府可以建立相應的政策法規或者改變制度體系糾正市場失靈。在煤炭開采過程中，不注意保護而造成水土流失、植被減少等，政府就可以通過向煤炭開采企業征收稅款來抑制破壞生態的行為，或者提供補貼來鼓勵回填復墾。

但有時政府出臺的政策對于市場失靈作用甚微，甚至會使市場進一步扭曲，出現政策失效，即生產者的邊際生產成本低于生產要素的成本，即會導致生產要素(資源)無節制使用，造成生態惡化。政策實效無疑給煤炭開采和生態保護的耦合增加難度，當市場失效需要政府干預，政府卻沒有反應時，結果比市場失靈更加糟糕。

3 煤炭開采與生態保護耦合路徑

(1)創新制度，合理管控。在嚴格遵循各項法律法規的前提下，針對不同礦區特點，因礦制宜。厘清礦業產權，將生態保護與礦權掛鉤，并設立采煤效率與生態恢復(保護)的雙向考評制度，以此作為第二輪礦權分配的依據，這樣將市場運行與政府調控有機結合，既防止煤企目光短淺，帶來“負外部性”，又有效降低“政策失效”的風險。

(2)調整結構，多元補償。調整煤炭開采行業結構，叫停傳統粗放式采煤企業，推行“綠色開采”模式，最大力度降低污染物排放。貫徹“循環發展”的理念，延伸產業鏈，將廢棄物回收利用，保證低開采高利用。運用多元化生態補償方式，煤炭開采中，“誰破壞，誰補償”，煤炭開采之后，“誰受益，誰補償”，并且，需要以煤炭開采量為基準，建立一套科學的補償標準[6]。

(3)革新技術，高效開采。大力推廣清潔型開采技術，如煤矸石回填復墾、煤層氣抽采技術、礦井水循環利用技術等，力爭資源最優配置。采用新型環境預警技術，貫穿采煤整個過程，一旦發現超標排污，立即停止開采并采取相應措施，防止出現“先污染，后治理”。以此來確保煤炭開采與生態的平衡協調。

[1]M.Farhad Howladar.Coal mining impacts on water environs around the Barapukuria coal mining area，Dinajpur，Bangladesh[J].Environmental Earth Sciences，2013，70(1)：215-226.

[2]Alhamed M，Wohnlich S.etal. Environmental impact of the abandoned coal mines on the surface water and the groundwater quality in the south of Bochum，Germany[J].Environmental Earth Sciences，2014，72(9)：3251-3267.

[3]Loupasakis C，Angelitsa V，Rozos D.etal. Mining geohazards—land subsidence caused by the dewatering of opencast coal mines：The case study of the Amyntaio coal mine，Florina，Greece[J].Natural Hazards，2014，70(1)：675-691.

[4]范小杉，高吉喜，田美榮，張瑋.內蒙古自治區煤炭開采資源耗損及生態破壞成本核算與分析[J].干旱區資源與環境，2015，29(9)：83-86.

[5]趙國浩，盧曉慶.煤炭開采綜合效益模型及其應用[J].資源科學，2011，33(10)：1924-1931.

[6]張思鋒，楊瀟.煤炭開采區生態補償標準體系的構建與應用[J].中國軟科學，2010，12(8)：106-116.

Coupling Mechanism and Path Research of Coal Mining and Ecological Protecting

YAN Han WU Wei LI Zhongyuan
(Environmental science research institute of Shanxi Province，Shanxi University；Taiyuan 030027)

Mechanism is the cause of the evolution of things. Research on the coupling mechanism of coal mining and ecological protecting means to find the coupling reasons of the two. This article established transverse and longitudinal direction. Longitudinal dimension is time. Using facts evolution to discuss from the perspectives of history. Transverse dimension is theory basis. Confirming the coupling mechanism from the coupling agent and coupling obstacles. Based on the analysis of the causes，puts forward the coupling paths of coal mining and ecological protecting which is from system construction，control system，ecological compensation and technology innovation.

coal mining；ecological protecting；the coupled

閆函，高級工程師，環境政策信息研究所副所長，從事環境政策研究、環境標準制定以及環境影響評價等

X21

A

1673-288X(2017)01-0107-03

引用文獻格式：閆 函 等.煤炭開采與生態保護的耦合機理及路徑研究[J].環境與可持續發展，2017，42(1)：107-109.