資源型城市脆弱性的AHV模型及演化耦合作用分析

(1.江蘇師范大學 商學院,江蘇 徐州 221116;2.中國人民大學 經濟學院,北京 100872)

資源型城市脆弱性的AHV模型及演化耦合作用分析

徐 君1,李貴芳2

(1.江蘇師范大學 商學院,江蘇 徐州 221116;2.中國人民大學 經濟學院,北京 100872)

資源型城市作為為國民經濟發展提供重要自然資源支撐的一類特殊城市群體,在發展過程中產生的經濟、社會、生態和資源等問題已引起社會各界的廣泛關注。近年來,從脆弱性角度研究資源型城市可持續發展和轉型等問題已成為國內外學者研究的熱點和重點。基于人—環境耦合系統脆弱性框架(AHV模型),結合系統論和城市生命周期等相關理論,分析影響資源型城市脆弱性的人文社會和自然環境因素,探究處于不同發展時期的資源型城市,脆弱性歷經“積累—爆發—控制—穩定—積累”的循環過程和周期性波動情況,揭示資源型城市脆弱性的時空演化機理,并構造資源型城市各子系統之間脆弱性耦合作用的模型。

資源型城市脆弱性;AHV模型;演化機理;耦合作用

1 引言

20世紀40年代是脆弱性研究的萌芽時期,其內涵的形成、發展起源于自然科學領域的相關研究。20世紀70—90年代，“脆弱性”一詞開始運用到全球氣候變化和區域可持續發展等方面,并逐漸向社會經濟領域延伸。進入21世紀,脆弱性被廣泛地運用于地理學、經濟學、管理學、社會學等多個學科領域,為不同領域的學者提供了新的研究視角和方法,形成了多個概念模型,如R-H[1]、PAR[2]、HOP[3]、“三角模型”框架[4]、“鉆石模型”框架[5]、AHV[6]等。具有代表性的學者包括:美國地理學家White G F[7]、Timmeman[8]、Dowing[9]、Cutter[10]、IPCC[11]、李博等[12]、楊愛婷等[13]。

我國資源型城市主要興起于農業時代,初步發展于近代,大力發展于新中國成立后的30年,20世紀80年代是我國資源型城市的全面轉型時期[14]。2013年我國《全國資源型城市可持續發展規劃(2013—2020年)通知》(國發〔2013〕45號)指出,推進我國262個資源型城市可持續發展是我國現代化建設進程中的重大戰略問題，可見資源型城市作為一類特殊的城市群體在我國國民經濟發展過程中起了巨大作用。2005年,李鶴等[15]、孫平軍等[16]、廖雪琴等[17]、王巖等[18]、張路路等[19]分別從人地關系、生態系統、經濟系統、社會系統等方面對資源型城市進行了多角度、多維度、多方法的研究,在很大程度上豐富了脆弱性理論的內涵,延伸了脆弱性的研究范圍,同時也為相關學者展開進一步研究提供了寶貴的借鑒。但是，對資源型城市的脆弱性演化機理和城市不同子系統之間耦合作用的研究文獻不多。

本文將資源型城市系統作為一個開放、遠離平衡態且系統內不同因素之間存在非線性相干機制的復雜巨系統[20],由經濟子系統、社會子系統、生態子系統、資源子系統構成,嘗試將系統論的相關知識與人—環境耦合系統脆弱性分析框架(AHV模型)相結合,以探究資源型城市在成長期—成熟期—衰竭期—再生期的發展過程中,脆弱性歷經“積累—爆發—控制—穩定—積累”的循環過程和周期性波動情況,揭示資源型城市脆弱性的演化機理和各子系統的耦合作用。

2 資源型城市脆弱性的AHV模型分析

AHV(Airlie House Vulnerability)模型的核心思想是人與環境的耦合作用是在不斷變化的,具有動態性,并隨著時間、空間的轉移發生不同相互作用。結合AHV模型(圖1),可以將對資源型城市脆弱性演化起不同作用的因素分為人文因素和自然環境因素。基于不同的空間尺度,人文因素分為城市內部人文因素和跨尺度人文因素,自然環境因素分為城市內部自然環境因素和跨尺度環境因素。

圖1 人—環境耦合系統脆弱性框架(AHV模型)

2.1 人文社會因素

在資源型城市脆弱性形成和發展的過程中,城市內部人文社會因素的相互作用對其脆弱性的演變起著決定性影響,這些因素主要有人口規模、經濟發展、社會保障、城鎮化水平、區位交通等。其中,人口規模是資源型城市脆弱性人文社會影響因素中最重要的因素,也是最活躍的影響因素,集中表現在城市發展過程中各種人類社會生產生活活動對資源型城市系統的擾動作用;經濟發展是資源型城市脆弱性人文社會因素中最核心的因素,集中表現在資源型城市經濟發展存在產業結構剛性、經濟總量較低、財政入不敷出等問題;社會保障和城鎮化水平是資源型城市脆弱性人文因素中最本質的因素,集中表現為資源型城市社會發展過程中存在的就業與再就業問題、社會保障水平低下、社會保障制度不完善、城鎮化發展進行緩慢等問題;區位交通是資源型城市脆弱性人文因素中最關鍵的因素,集中表現為破碎度較高的資源型城市地貌特征導致地區交通媒介的不發達和不便利。這些因素都嚴重制約了資源型區域之間的政治溝通和經濟聯系,對資源型城市的發展具有較大的遏制作用。

在資源型城市脆弱性發展過程中,跨尺度人文社會因素的相互影響對其脆弱性的演變起著關鍵的引導作用,跨尺度人文社會因素主要包括政府作用、制度創新、技術進步、市場需求以及城市開放程度。其中,政府作用在左右資源型城市脆弱性變化的過程中起著主導作用,而制度創新則是根本,政府的引導可以為資源型城市的發展提供一個良好健康的外部環境,而制度創新則是資源型城市經濟社會轉型、降低脆弱性、增強城市綜合競爭力的決定因素;相比之下,技術進步是關鍵,市場需求和城市開放程度則是條件。

2.2 自然環境因素

在資源型城市脆弱性形成和發展過程中,城市內部的自然環境因素主要包括自然資源供給和生態環境變化,這兩者之間又存在錯綜復雜的聯系。不可否認,充裕的自然資源是資源型城市建立的起因和優勢條件,更是在特定時期促進地區經濟發展的主要動力。但高耗能產業的發展又會引發一系列地質災害,對生態環境造成不可逆轉的危害。

在資源型城市脆弱性形成和發展過程中,跨尺度自然環境因素主要包括全球環境和氣候條件、自然災害。一方面,資源型城市所處地區的氣候條件,如溫度、風向、降水量等對農作物種植、自然資源開采活動都會產生一系列復雜的影響[21];另一方面,隨著資源型城市經濟發展速度的提升,城鎮化建設進程的加快,城市受到人類活動的影響越來越頻繁,會使城市出現“熱島效應、雨島效應、干島效應”等現象[22]。有研究表明,城市環境條件和城市經濟發展呈倒“U”型關系[23],其規律說明在城市經濟發展的過程中必然有一段時間是以犧牲環境為代價的,但隨著城市經濟實力的增強,城市的生態環境又會得到一定的改善。

2.3 人文社會—自然環境因素的相互作用

人文社會因素和自然環境因素的耦合作用表現在:①不同尺度的人文社會因素的相互作用。城市內部和跨尺度人文社會因素是相互作用、相互聯系、互為因果的統一整體。一方面,城市內部人文因素是關鍵和主導因素,會對跨區域人文因素產生正向或反向的驅動作用;另一方面,跨區域人文因素的調整和改變會在很大程度上影響城市內部人文因素的發展趨勢和戰略導向。如人口規模的擴大和人口結構的變化,會使市場需求發生數量和結構的變化,對政府調控作用、市場開放程度等因素造成影響;同時,跨尺度的人文因素的變化也會對城市內部因素產生影響。這些因素之間的相互作用會在一定程度上直接或間接對城市不同子系統的脆弱性產生有利或不利的影響。雖然單個或多個因素在短期內的微小變動達不到激發城市脆弱性爆發的臨界值,但如果城市內外部人文社會因素之間的耦合度較低,對城市脆弱性的影響仍非常顯著。②不同尺度自然環境因素的相互作用。城市內部自然環境因素和跨尺度自然環境因素之間的耦合作用與人文社會因素之間的耦合作用類似,是相互影響、相互制約、互為因果的。但自然環境因素之間的耦合作用在很大程度上更加寬泛,因為它不僅對單個城市的脆弱性有較大的影響,對相鄰的甚至某一區域脆弱性的影響也是非常顯著的。③人文社會與自然環境的相互作用。城市是一個包含了自然環境和人文社會因素的復合巨系統,自然環境因素決定了城市的資源儲備、地理位置和地貌特征、自然氣候條件和生態環境特征,而人文因素則是一個城市經濟發展程度、社會綜合性、文化包容性等特征的綜合體現,是賦予一個城市文化特色和歷史記憶的重要因素。對資源型城市脆弱性來說,考慮更多的是從人文社會因素和自然環境因素對城市發展造成的不利影響來探討人文社會因素與自然環境因素之間的相互作用。由此可見,人文社會因素和自然環境因素對資源型城市脆弱性的影響具有多角度、多維度、雙重作用等特征,兩者的關系是人文社會因素在資源型城市脆弱性產生、積累和爆發過程中起主導和決定性作用,自然環境因素對資源型城市脆弱性的影響是具有不可抗性、廣泛性等特征,降低脆弱性則要求人文社會因素與其具有較高的耦合度、適應性和調整能力。資源型城市脆弱性人文社會—自然環境因素耦合作用模型見圖2。

圖2 資源型城市脆弱性人文社會—自然環境因素的相互作用

3 資源型城市脆弱性時空演化過程

3.1 形成和成長期—脆弱性逐漸顯現

資源型城市形成期是礦產資源逐漸被發現,礦區逐漸建立,資源型產業逐漸發展的時期。這一時期資源型城市的礦產資源最為富裕,但礦產資源的利用效率較低。其突出特征是：經濟發展剛起步,社會建設不足,而生態環境質量優良、礦產資源非常豐富,這一時期資源型城市的脆弱性是相對較低的。

隨著煤炭、石油等礦產資源的逐步開發,資源型產業得到了快速的發展,城市經濟也得以快速發展,資源型城市慢慢步入到成長期。但以輸出本地珍貴的礦產資源來換取城市經濟和社會的快速發展是不可持續的。隨著剛性產業結構的形成和固化,資源型城市的經濟社會發展表面上呈較快增長趨勢,實際上經濟和社會子系統敏感性呈上升趨勢。主要表現在:資源型城市單一的就業結構在多元化產業結構調整和國企改革等多重擾動因素的作用下會受到較大沖擊,城市下崗失業成為資源型城市發展面臨的共性問題;資源型城市城鎮村分布分散,城市基礎設施重復建設現象嚴重、社會保障水平總體較低,礦工的醫療、養老、就業保障不完善,礦工失業率和工礦事故發生概率較大,社會安全性較差,加上剛性的經濟產業結構使城市社會發展受到限制,使資源型城市生態子系統的脆弱程度不斷上升。同時,這一時期的經濟發展對社會發展、生態環境和自然資源造成了較大阻礙、破壞和浪費，導致生態和資源子系統的敏感性逐漸提高。主要表現在:工業“三廢”排放量增加,對生態環境造成了污染和破壞;礦產資源的開采量不斷增加,使部分礦山出現地下空陷、坍塌、地陷等現象。綜合各子系統的發展情況發現,這一時期城市的脆弱性在增加。

3.2 成熟期——脆弱性逐漸增強

當資源型城市逐漸步入成熟期,礦產資源供給穩定,資源型產業的規模持續擴張,城市經濟快速發展,是資源型城市發展的“黃金時期”。但資源型產業“一業獨大”的發展格局使城市的產業結構剛性程度不斷提升,國內經濟子系統的敏感性逐漸顯現,脆弱程度不斷提升,在很大程度上妨礙了城市的綠色轉型。

進入成熟中期,資源型城市經濟產業結構得到一定程度的優化,經濟總量進一步增加,政府用于公共財政支出的數額也在逐漸增加,城市基礎設施建設得到改善,社會保障水平不斷提升,城鎮失業率降低,城市就業趨于多元化,社會子系統的脆弱性得到一定程度的緩解。再加上這一時期資源型城市開始意識到生態環境建設水平對城市經濟發展的阻礙和影響,開始引進并采用先進技術對“三高”企業排放的工業三廢排放率進行控制和優化,采取積極措施對嚴重污染的礦區和資源型產業進行排查和關閉,并積極開展植樹造林、退耕還田、環保知識普及等，以降低資源型城市的生態環境脆弱性。雖然這一時期資源供給相對穩定,人們的環保意識在不斷增強,但人們對自然資源的開采并沒有科學合理的規劃和高效率的利用,造成了生態環境惡化,最終導致這一時期資源型城市生態子系統的脆弱性呈明顯加劇趨勢。

當資源型城市步入后階段的成熟期,自然資源瀕臨枯竭,資源型城市長期依賴礦產資源以促進地區經濟發展的發展路徑已不再適應城市未來的發展。加上人類活動對其擾動強度較大,資源子系統表現出的脆弱性已危及到城市未來的發展,資源子系統脆弱性的不斷增加使城市面臨著經濟社會轉型的必然趨勢。

3.3 衰竭期——脆弱性爆發

礦產資源的不可持續性決定了資源型城市依賴資源型產業發展地區經濟的方式最終會受到自然資源枯竭的影響。資源型城市未來發展有兩種結果:一種是“礦竭城衰”,另一種是“礦竭城榮”。“礦竭城衰”主要是指隨著礦產資源的逐漸枯竭,單一的資源型產業已無法維持資源型城市的正常運轉,城市經濟規模逐漸衰落。“礦竭城榮”主要是指擺脫城市單純依靠礦業資源發展的模式,尋找到規避脆弱性的有效措施,資源型城市轉型成功。通過轉型成功規避城市衰竭期面臨的各種脆弱性問題,使資源型城市面臨的脆弱性問題得到解決或降低。但資源型城市的成功轉型又意味著脆弱性重新進入一個由積累到爆發的循環。鑒于此,政府、企業和社會公眾要采取科學的措施并制定長遠的發展規劃,使轉型后的城市得到科學合理的發展,并注重在城市發展過程中提升城市的適應和抵御能力,避免綜合性城市再次經歷脆弱性爆發的城市發展危機。可見,礦產資源的種類和數量、資源型城市的經濟發展速度、社會發展程度和生態環境建設水平對資源型城市的發展起著至關重要,直接關系到資源型城市能否成功轉型,決定著資源型城市脆弱性的爆發時機和對城市的危害程度。

4 資源型城市各子系統間脆弱性耦合作用

4.1 經濟與社會、生態、資源子系統的耦合作用

對資源型城市來說,經濟發展是社會進步的前提,社會穩定是經濟發展的基礎,生態環境是經濟社會發展的前提,而自然資源則是經濟發展的支撐。一方面,經濟子系統與社會、生態和資源子系統敏感性存在相互作用。長期以來,按照國民經濟發展的要求,資源型城市集中主要力量發展依托礦業資源比較優勢的礦產品開發業和初加工產業,但在長期的區域分工定位影響下,資源型城市經濟的綜合發展能力被忽略,城市產業結構主要是以第二產業為主體,城市經濟發展維系和受制于區域資源稟賦,呈現出一種不穩定的經濟結構,一旦資源型產業經濟出現波動和衰退,容易造成“牽一發而動全身”的聯動影響。這種影響不只是造成整個城市經濟發展的波動和衰退,直接地表現為城市大量職工下崗失業,由此引發的社會矛盾對資源型城市的影響是巨大的。此外,資源型產業的發展和資源型企業的生產和經營,會使工業“三廢”排放量大大增加,使環境質量下降,對地區經濟發展產生負向影響。另一方面,經濟子系統與社會、生態和資源子系統適應能力存在相互作用。計劃經濟體制、經濟發展對資源的過度依賴使資源型城市經濟發展存在“資源路徑”依賴、接續產業發展條件惡化等問題,使城市經濟轉型相對困難。長期的剛性經濟產業結構使資源型城市存在勞動技能單一、就業觀念落后、就業靈活性差、勞動力轉移渠道不順暢、社會保障和職業培訓機構不健全等問題,對社會子系統調控脆弱性能力的提升造成很大障礙。此外,從我國資源型城市分布的地理位置來看,這些城市的生態環境一般處于生態脆弱地帶,加上人們對地下礦產資源的不斷開采,使本來就較脆弱的自然生態環境變得更加脆弱,長此以往,資源型城市的生態環境很難支撐地區經濟的發展。

4.2 社會與生態、資源子系統的耦合作用

實現社會的安全、穩定、健康和可持續發展是城市發展的主要目的,而生態環境質量優劣對社會發展的影響較大。相關研究顯示,生態環境惡化會使城市人口的健康受到威脅、人口死亡的平均年齡和人口增長率下降,在很大程度上影響到資源型城市的社會發展和城市建設。雖然生態子系統本身具有自我調控的能力,但在人類活動等干擾因素的長期作用下,生態子系統的自我調節能力已不足以應對內外部因素的影響。再加上資源型城市發展的成長期和成熟期,政府和社會公眾并沒有對生態環境給予足夠的重視,居民的生活垃圾和企業生產產生的廢棄物排放導致生態環境破壞嚴重。然而,經濟的快速增長和居民生活水平的提升,會使政府用于環境保護的投入逐年增加,使資源型企業的生產技術得到提升,降低工業“三廢”排放量,提高工業“三廢”的排放達標率,對城市生態環境的修復和改善起到較大的正面促進作用,提升生態環境的適應能力,促進資源型城市社會發展的安全性得到一定程度的增加。因此,資源型城市社會子系統和資源子系統之間的耦合作用主要是通過經濟和生態子系統進行傳導的。

4.3 生態與資源子系統的耦合作用

資源型城市長期無節制的礦產資源開采和加工活動極大地改變了資源型城市的生態環境系統。一方面,這些活動對城市景觀造成破壞,主要包括露天開采遺留下來的巨大礦坑、地下開采造成的地面沉降塌陷、礦產資源開采加工和消費過程中產生的固體廢棄物對土地的壓占等,不但導致大量土地被廢棄,而且威脅到周邊企業和居民的生活安全,也對地表水和地下水循環系統造成嚴重破壞;另一方面,對生態環境造成較大程度的破壞,主要包括礦產資源開采和加工,消費過程中排放的大量廢棄物對城市大氣、水質、土地質量的破壞。此外,還會對資源型城市的生物多樣性造成破壞,主要是指礦產資源開采和加工活動對當地生物群落的嚴重破壞甚至摧毀。生態環境惡化使資源子系統所處的外部環境條件發生較大變化,對土地資源、水資源造成嚴重污染,這在很大程度上增加了資源子系統的敏感性,使自然資源適應能力的提升受到遏制。

綜上所述,資源型城市經濟、社會、生態和資源4個子系統及其包含的各種要素之間存在著多種直接或間接的反饋作用,并且密切地交織在一起。一方面,每一個子系統都會受到來自其他子系統的擾動和影響;另一方面,各子系統應對擾動的能力均受到其他子系統的強力制約。有關各子系統之間脆弱性的耦合作用見圖3。

5 結論與建議

基于AHV概念模型,本文首先對影響資源型城市脆弱性的人文社會因素、自然環境因素以及兩種因素之間的相互作用進行了分析;其次,結合我國資源型城市的發展周期,探究了資源型城市脆弱性的周期性循環過程和波動情況,揭示了資源型城市脆弱性的演化機理;第三,對我國經濟、社會、生態和資源子系統的脆弱性耦合作用進行了分析,揭示四個子系統和這些包含的各種要素之間存在的直接或間接的反饋作用。第四,結合本文內容提出規避和適應脆弱性建議:①促進和加快經濟發展。加快經濟結構調整，調整中央與地方財政收支關系，完善政府和城市職能，加強不同區域的經濟合作。②保障和維護社會發展。防范失業并促進城市就業與再就業、完善社會保障體系，加快推進新型城鎮化建設，加強人才隊伍建設。③修復和重建生態環境。加強生態環境的修復與重建，推進節能減排產業的發展，完善生態環境保護法律法規體系。④合理利用自然資源。規范資源開發秩序，加大資源勘探力度，優化資源開采布局，改善資源產業宏觀和微觀環境。

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AnalysisofAHVModelandEvolutionaryCouplingofResource-BasedUrbanVulnerability

XU Jun1,LI Gui-fang2
(1.Business School,Jiangsu Normal University,Xuzhou 221116,China; 2.School of Economics,Renmin University of China,Beijing 100872,China)

Resource-based urban as a special type of urban groups,its development in the process of economic,social,ecological and resource issues were more and more attention from all aspects of the society.In recent years,to research of the sustainable development and transformation of resource-based urban from the perspective of vulnerability became a hot topic of domestic and foreign.Based on the human-environment coupling system vulnerability framework (AHV model),this paper analyzed the humanities and social factors that affected the vulnerability of resource-based urban.In the process of resource-based urban development during the period of growth-maturity-failure-growth,the cyclical process and periodic fluctuations of vulnerability were analyzed from the accumulation-outbreak-control-stability-accumulation,then revealing the temporal and spatial evolution mechanism of resource-based urban vulnerability.A coupling model of vulnerability between sub-systems of resource-based urban was constructed.

resource-based urban vulnerability;AHV model;evolutionary mechanism;coupling effect

10.3969/j.issn.1005-8141.2017.08.001

F292;F224.12

A

1005-8141(2017)08-0899-06

2017-06-11；

2017-07-25

國家社科基金一般項目(編號:16BJY042)。

及通訊作者簡介：徐君(1975-),女,河南省開封人,博士后,教授,博士生導師,主要研究方向為資源經濟學、區域經濟學和系統工程。