东北地区开发规模扩张的资源环境响应演变及影响因素

刘艳军 张 婧 王 颖

(东北师范大学城市与环境科学学院，吉林长春130024)

东北地区开发规模扩张的资源环境响应演变及影响因素

刘艳军 张 婧 王 颖

(东北师范大学城市与环境科学学院，吉林长春130024)

提出“区域开发规模扩张的资源环境响应”的概念，并构建了区域开发规模扩张的资源环境响应指数、响应度模型及评价指标体系，通过定量分析1995－2008年东北地区开发规模扩张的资源环境响应变化及影响因素，得出以下结论:1995年以来东北地区开发规模不断扩大，而资源环境水平总体呈现出“先升后降”的波动变化态势。资源环境对东北地区开发规模扩张具有由“正响应”向“负响应”转变的特征，与此相对应，区域开发规模扩张对资源环境的影响程度也呈现出由“弱促进”向“强胁迫”变化的态势，这说明近年来在东北地区开发规模加速扩展的同时，其对区域资源环境造成的压力也日益增大。1995－2008年由经济快速增长导致的资源环境压力增长是引致东北地区开发规模扩张对资源环境影响由“正向促进”向“负向胁迫”转化的重要内部因素，而区域投资的不断增长以及工业的快速发展是东北地区开发规模扩张对资源环境影响由“弱促进”向“强胁迫”变化的主要因素。

区域开发规模扩张;资源环境演变;响应指数;响应度;影响因素;东北地区

区域经济社会发展及空间开发与资源环境演化是现代区域发展的重要特征，二者具有紧密的相互作用关联，这也是全球范围内区域发展的共性规律。国外关于区域开发建设与资源环境演化关系以及可持续发展问题给予了较高的关注，Grossman等研究提出了“环境库兹涅茨曲线(EKC)”理论［1］;William［2］、Jenerette［3］重点关注了城市与区域的可持续发展问题;此外，Erickson［4］、Kurucu［5］以及Taylor［6］分别研究了城市化对地下水资源、农业用地发展以及水环境变化的影响，深刻的揭示了城市化与资源环境演化的相互作用关系。

近年来，随着我国工业化、城镇化以及区域开发建设的加速推进，带来了一系列资源环境问题以及不可持续发展矛盾的产生，因此，区域经济社会发展、空间开发与资源环境相互作用关系以及可持续发展问题成为当前国内学术界的研究热点之一。陆大道［7］、方创琳［8］及张雷等［9］学者从理论与实践角度研究了人地关系演变问题;张燕［10］、班茂盛［11］分别从区域发展潜力与资源环境承载力关系、人口容量与资源环境支撑能力角度深入研究了区域发展的资源环境承载能力问题;姚士谋［12］、方创琳［13］及刘耀彬等［14］分别研究了我国资源环境对城镇化的影响因素、中国快速城市化过程中的资源环境保障以及中国城市化与生态环境耦合关联等问题，系统深入的探讨了城市化发展与资源环境的互动关系。

总体来看，目前学术界关于区域开发建设与资源环境相互作用及其可持续发展问题研究取得了大量的成果，但在理论模型总结与定量分析方法应用方面需要进一步探讨，本文提出“区域开发规模扩张的资源环境响应”的概念，通过系统定量分析东北地区开发规模扩张的资源环境响应变化及其影响因素，进一步补充区域发展与资源环境演化相互作用的研究成果。

区域开发规模扩张的资源环境响应主要是指一定区域范围内，人口规模增加、经济规模增长以及建设用地规模扩大等区域开发规模扩张系统对包括区域自然资源(土地、水、矿产、能源等)和生态环境(水环境、森林、大气、固体物环境等)在内的资源环境系统演化的影响效应，同时也包括资源环境系统对区域开发规模扩张形成的反馈与约束作用(图1)。从概念特征来看，区域开发规模扩张的资源环境响应具有系统复杂性、动态性以及空间差异性特征，是长期人类活动和自然资源环境相互作用演变的结果，具有深刻的理论与实践内涵。

图1 区域开发规模扩张的资源环境响应概念模式Fig.1 Concept model of resource and environmental response to the regional development scale expansion

1 模型构建与研究方法

1.1 测度模型构建

为定量测度区域开发规模扩张与资源环境水平演化的相互作用关系，引入“区域开发规模扩张的资源环境响应指数及响应度”两个概念来表示区域开发规模扩张对资源环境演化的影响特征、趋势及程度，响应指数测度模型为［15］:

模型通过响应指数的测度刻画区域开发规模扩张的资源环境响应变化趋势及特征，当I＞0时，表示资源环境水平对区域开发规模扩张具有正响应特征，区域开发规模扩张促进资源环境水平上升，反之，当I＜0时，表示资源环境水平对区域开发规模扩张具有负响应特征，区域开发规模扩张导致资源环境水平下降，当I=0时为临界状态，理论上表示区域开发规模扩张对资源环境水平变化无影响。为比较不同时期区域开发规模扩张对资源环境水平变化的影响程度大小，进一步定义区域开发规模扩张的资源环境响应度(V)，且，V值越大，表示区域开发规模扩张对资源环境水平演变(上升或下降)的影响程度越大，反之则越小。

1.2 指标体系建立

基于区域开发规模扩张的资源环境响应概念界定以及响应指数模型的构建，从区域开发规模系统和资源环境系统两方面来选取评价指标。指标选择坚持代表性及可获得性等原则，借鉴相关学者成果［16－17］，选择人口规模(指标DT1)、经济规模(指标DT2)及土地开发规模(指标DT3)三方面3个指标综合反映区域开发规模指数(DT)。选择资源环境支撑(指标RE1－RE5)、资源环境压力(指标RE6－RE9)以及资源环境抗压能力(指标RE10－RE13)三方面13个指标综合反映资源环境水平指数(RE)，构建区域开发规模与资源环境水平评价指标体系(见表1)。

1.3 数据标准化与权重确定

结合选择指标及其属性，应用极值法对指标数据进行标准化处理，当指标为正指标时，，当指标为逆指标时，X，其中，X*i为指标标准化值，Xi为指标实际统计值，maxXi、minXi分别为指标的最大值和最小值。各指标的权重采用德尔菲法进行确定(见表1)，经过加权求和，得出区域开发规模指数和资源环境水平指数。

1.4 数据来源与预处理

本文东北地区数据主要来源于1996－2010年《中国统计年鉴》及1996－2010年的《辽宁统计年鉴》、《吉林统计年鉴》、《黑龙江统计年鉴》等，对于少量缺失数据及统计口径不一致数据进行了补充和修正。

数据预处理包括:(1)1995－2008年GDP数据换算为按1990年不变价 GDP;(2)碳排放量 Ct=∑iEti×δi，其中，Ct为t年一次能源碳排放总量，Eti为t年第i种能源消耗标准量，δi为第i种能源的碳排放系数，借鉴相关学者研究成果［18］，δ煤炭=0.732 9 t(C)/t标准煤，δ石油=0.557 4 t(C)/t标准煤，δ天然气=0.422 6 t(C)/t标准煤。

2 东北地区区域开发规模扩张的资源环境响应演变

2.1 区域开发规模与资源环境水平演变特征

基于上述评价指标体系以及模型的计算应用，可以得出:1995－2008年东北地区开发规模指数(以下简称DT东北)呈不断上升趋势(见表2、图2)，由 0.723 5 提升到1.000 0，由此表明1995年以来东北地区开发规模不断扩大，特别是2003年以来DT东北提升速度明显加快，说明国家“振兴东北”战略的实施及一系列支持政策的出台促进了东北地区经济、社会以及城镇建设的快速发展。具体来看，DT经济(DT2得分)上升趋势非常明显，表明经济规模快速扩张，而 DT人口(DT1得分)和 DT土地(DT3得分)增长缓慢，表明东北地区人口规模和建设用地开发规模相对呈现缓慢上升趋势，总体来看，东北地区开发规模不断扩大的主要贡献来自于经济规模的快速增长。

表1 区域开发规模与资源环境水平评价指标体系Tab.1 Evaluation index system of the regional development scale and the resource and environment level

从东北地区资源环境水平指数(以下简称RE东北)的变化来看，1995－2008年RE东北总体呈现出“先升后降”的波动变化态势(表2、图2)，先由1995年的0.804 9上升到2003年的0.878 1，后又下降到2008年的0.814 4。由此可见，1995－2003年东北地区资源环境水平总体上升，2004－2008年呈不断下降的发展态势;具体来看，资源环境支撑力总体呈波动小幅上升趋势，表现为RE支撑(RE1－RE5得分之和)由1995年的0.303 2波动上升到2008年的0.316 8。此外，RE压力(RE6－RE9得分之和)呈波动下降趋势，RE抗压(RE10－RE13得分之和)呈不断上升趋势，表明1995年以来东北地区开发规模扩展的资源环境压力不断增大，但抗压能力也呈不断上升趋势。总体来看，资源环境压力的增大影响了东北地区资源环境的总体水平和质量，成为制约东北地区资源环境健康发展的重要障碍性因素。

2.2 区域开发规模扩张的资源环境响应指数及响应度演变

进一步计算东北地区开发规模扩张的资源环境响应指数及响应度，首先对RE东北与DT东北进行曲线拟合，得出最 优 函 数 方 程:RE东北= －1.565 + 5.705DT东北－3.346，该响应函数为二次曲线方程，拟合优度R2=0.720，F=14.16，通过显著性检验。在此基础上，计算1995－2008年东北地区开发规模扩张的资源环境响应指数(以下简称I东北)及响应度(以下简称V东北)。由图3可见，1995－2008年 RE东北对 DT东北具有由“正响应”向“负响应”转变的特征，且 I东北不断减小，由 1995年的0.776 0下降到 2003年的0.155 3，2004年之后变为负值( －0.015 7)，之后连续下降到2008 年的 －1.211 9，这与RE东北的总体变化趋势吻合。与 I东北相对应，V东北呈“先降后升”阶段变化特征，1995－2003年 V东北由1995年的0.776 0下降到 2003 年的 0.155 3，2004 －2008 年 V东北由0.015 7快速提升到 2008 年的1.211 9，进一步表明，DT东北对RE东北总体呈现出由“弱促进”向“强胁迫”变化的态势。

由此可以得出，1995－2003年随着东北地区开发规模的不断扩张，资源环境水平呈上升态势，但区域开发规模扩张对资源环境的促进程度却逐渐减弱。从2004年开始，随着东北地区开发规模进一步加速扩张，导致资源环境水平开始不断下降，且区域开发规模扩张对资源环境的胁迫程度不断增强。这说明近几年来在东北地区开发规模加速扩展的同时，其对区域资源环境造成的压力也日益增大，并且这种压力和胁迫影响在短期内仍有继续扩大的可能。

表2 东北地区开发规模指数与资源环境水平指数评价结果Tab.2 Evaluation results of the regional development scale expansion index and resource and environmental level index in northeast China

图2 东北地区开发规模与资源环境水平演变Fig.2 The evolution of the regional development scale expansion and resource and environmental level in northeast China

图3 东北地区开发规模扩张的资源环境响应指数及响应度变化Fig.3 The changes of response index and response degree of regional development scale expansion in northeast China

3 东北地区开发规模扩张资源环境响应变化的影响因素

3.1 区域开发规模扩张资源环境响应变化的内部因素分解

区域开发规模扩张的资源环境响应指数(I)是关于区域开发规模指数(DT)和资源环境水平指数(RE)的函数关系式，即I=f(DT，RE)，随着DT和RE的变化，I也将相应的发生变化。从东北地区开发规模扩张的资源环境响应变化来看，I东北呈现出由正到负、数值不断减小的态势，而为了寻找导致这种变化的关联因素，首先需要考察DT东北、RE东北及其内部构成要素变量(DT人口、DT经济、DT土地及 RE支撑、RE压力、RE抗压)变化与 I东北变化的关系，通过分析东北地区开发规模扩张的资源环境响应指数变化与各内部变量相关性判断二者相互作用关系。

由表3可得，I东北与DT东北具有强负相关，相关系数R=－0.996，而与 RE 不存在明显相关性，由此表明DT东北对I东北变化具有极高的解释力，东北地区开发规模扩张是导致其对资源环境影响特征变化的重要因素。进一步分析具体因素可得，I东北与 DT经济和 RE压力相关性最高，相关系数R分别为－0.997和0.921，表明东北地区经济规模扩张和资源环境压力不断增大是引致区域开发规模扩张对资源环境影响变化的重要因素。而进一步探讨DT经济与RE压力的关系发现，二者存在强负相关性(R=－0.917)，表明东北地区经济快速增长是导致资源环境压力增大的重要因素。这从另一方面也证明，由经济快速增长导致的资源环境压力增长是引致东北地区开发规模扩张对资源环境影响由“正向促进”向“负向胁迫”转化的重要内部因素。

表3 东北地区开发规模扩张的资源环境响应指数与内部因素相关性Tab.3 The correlation of resource and environmental response index and internal factors of development scale expansion in northeast China

3.2 区域开发规模扩张资源环境响应变化的主要影响因素

在区域开发规模扩张的资源环境响应指数转化关联因素分析基础上，进一步分析影响I东北及V东北变化的主要具体因素。结合理论分析及东北地区发展实际，本文认为，东北地区开发规模扩张对资源环境的影响由“弱促进”向“强胁迫”变化的影响因素主要包括经济结构变化与工业经济发展、区域发展政策影响(东北振兴、经济危机以来的投资刺激政策等)、资源利用技术与水平以及环保治理投入等。为了进一步测度各因素对I东北及V东北变化的影响效应，通过构建综合指标进行评价，在指标选择方面，综合考虑指标的代表性以及数据的可获得性等因素，设定I东北为因变量(y)，工业增加值占GDP比重(x1)、全社会固定资产投资总额增长率(x2)、能源加工转换效率(由于东北地区此项指标数据缺失，因此采用具有代表性的辽宁省能源加工转换效率数据进行替代)(x3)及工业污染治理项目完成投资占当年GDP比重(x4)为自变量，分别代替并反映区域经济结构与工业经济发展、区域政策影响、资源利用技术水平以及环保治理投入情况，为进一步确定x1、x2、x3…x4对y影响程度大小，构建多元线性回归模型:y=b0+b1x1+b2x2+b3x3+b4x4+ε，其中，b0为常数项，b1、b2、b3、b4为 y 对应于 x1、x2、x3、x4的偏回归系数，ε为随机扰动项，应用SPSS17.0软件进行多元逐步回归分析，经过计算得出回归模型及各变量参数。由于I东北及V东北的变化具有阶段性特征，因此基于上文分析将研究的时间跨度分为1995－2003年、2004－2008年以及1995－2008年三个阶段，分别计算分析不同阶段I东北及V东北变化的主要影响因素，进而总结东北地区开发规模扩张资源环境响应变化的总体因素特征，具体分析结果见表4。

表4 东北地区开发规模扩张资源环境响应变化的多元回归结果Tab.4 The multiple regression results of resource and environmental response of development scale expansion in northeast China

通过回归分析，1995－2003年、2004－2008年以及1995－2008年三个阶段的回归模型均通过显著性检验。模型结果表明:1995－2003年I东北及V东北减小的主要因素为全社会固定资产投资总额增长率(x2)，t统计量的绝对值为3.351，这一时期其他因素作用相对不明显，说明在这一阶段固定资产增长速度加快(由1995年的7.43%增长到2003年的22.28%)是东北地区开发规模扩张对资源环境促进作用逐渐减弱的主要影响因素;2004－2008年工业增加值占GDP比重(x1)是I东北减小及V东北增大的主要影响因素，表明这一时期东北地区工业规模的快速增长及其占GDP比重的“反弹”增长(由2004年的41.71%提高到2008年的45.46%)，成为区域开发规模扩张的重要推动因素，进而对东北地区资源环境产生了较大的压力;从1995－2008年整体过程来看，全社会固定资产投资总额增长率(x2)对I东北不断减小以及V东北由“弱促进”向“强胁迫”变化的影响最显著，t统计量的绝对值为6.031。

总体来看，1995年以来东北地区开发规模扩张的资源环境影响由“弱促进”向“强胁迫”变化的主要影响因素为区域投资的不断增长以及工业的快速扩张。特别是2003年以来，随着东北振兴战略的实施以及经济危机以来投资刺激政策等的带动，东北地区固定资产投资增长速度明显加快(由1995年的 7.43%增长到 2008年的34.82%)，而大量工业项目的投资是重要方向，从而促进了工业经济发展，通过计算得出1995－2008年东北地区固定资产投资额增长与工业增加值增长的相关系数高达0.980，由此表明固定资产投资额增长是东北地区工业规模快速扩张且其占GDP比重阶段性“反弹”的重要驱动力。这从另一方面也证明，近几年来由区域政策影响带动的投资快速增长在促进东北地区工业加速扩张的同时，也导致二者共同对资源环境产生了越来越大的压力和胁迫作用，成为影响东北地区开发建设与资源环境相互作用的主要因素。

4 主要结论

(1)1995年以来东北地区开发规模不断扩大，特别是2003年以来规模提升速度明显加快，其主要贡献来自于经济规模的快速扩张。1995－2008年东北地区资源环境水平总体呈现出“先升后降”的波动变化态势，总体来看，资源环境压力的增大影响了东北地区资源环境总体水平和质量，成为制约东北地区资源环境系统健康发展的重要障碍性因素。

(2)1995－2008年东北地区资源环境对区域开发规模扩张具有由“正响应”向“负响应”转变的特征，与此相对应，区域开发规模扩张对资源环境的影响程度也呈现出由“弱促进”向“强胁迫”变化的态势，这说明近年来在东北地区开发规模加速扩展的同时，其对区域资源环境造成的压力也日益增大，并且从发展趋势判断，东北地区开发规模扩大对资源环境的压力和胁迫影响在短期内仍有继续扩大的可能。

(3)由经济快速增长导致的资源环境压力增大是引致东北地区开发规模扩张对资源环境影响由“正向促进”向“负向胁迫”转化的重要内部因素。具体而言，1995年以来东北地区开发规模扩张对资源环境影响由“弱促进”向“强胁迫”变化的主要因素为区域投资的不断增长以及工业的快速扩张，特别是近几年由区域政策影响带动的投资快速增长，在促进东北地区工业加速发展的同时，二者共同对资源环境产生越来越大的压力和胁迫作用。

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The Evolution of Resource and Environmental Response to Regional Development Scale Expansion and the Influence Factors in Northeast China

LIU Yan-jun ZHANG Jing WANG Ying
(School of Urban and Environmental Science，Northeast Normal University，Changchun Jilin 130024，China)

The paper puts forward the concept of“resource and environmental response to regional development scale expansion ”，and builds response index，response degree model and evaluation system of the regional development scale expansion.By the quantitative analysis of the changes and influence factors on resources and environmental response to development scale expansion in northeast China from 1995 to 2008，the following conclusions can be drawn:First，since 1995，regional development continues to expand the scale in northeast China，but the level of resource environmental reveals a general fluctuation trend of“one up and one down”.Second，the resource and environmental response to the northeast China development scale expansion turns from“positive response”to“negative response”while the influence degree of the development scale expansion turns correspondingly from“weak promotion”to“strong coercion”.It shows that at the same time when development scale expands in northeast China in recent years，the pressure on regional resources environment is increasing.Third，from 1995 to 2008，the mounting pressure of resources and environment caused by the rapid economic growth is the important internal factor which leads to the resource environment influence from“positive promotion”to“negative coercion”in northeast China.And regional investment growth and the rapid expansion of industrial development in northeast China are the main factors which lead to the influence of regional development scale expansion from“weak promotion”to“strong coercion”.

regional development scale expansion;resource and environmental evolution;response index;response degree;influence factors;Northeast China

X22

A

1002－2104(2012)05－0126－07

10.3969/j.issn.1002－2104.2012.05.021

2011－11－24

刘艳军，博士，副教授，主要研究方向为城市地理、城市与区域发展。

国家自然科学基金项目(编号:41001099);中央高校基本科研业务费专项资金资助。

(编辑:温武军)