产业布局生态适宜性评价及案例研究

邬娜，傅泽强*，谢园园，张海博，吴佳，徐建伟，高宝

1.中国环境科学研究院清洁生产与循环经济研究中心，北京　100012

2.中国环境科学研究院区域与城市生态保护研究创新基地，北京　100012



产业布局生态适宜性评价及案例研究

邬娜1，傅泽强1*，谢园园1，张海博2，吴佳1，徐建伟1，高宝1

1.中国环境科学研究院清洁生产与循环经济研究中心，北京100012

2.中国环境科学研究院区域与城市生态保护研究创新基地，北京100012

摘要从产业布局的生态适宜性研究进展入手，提出产业布局的生态适宜性评价应该以产业布局的影响因素分析为基础，以产业布局对经济发展、资源消耗、污染排放的影响程度分析为重点。在此基础上构建了涵盖5个层次的产业布局生态适宜性评价指标体系，并以铁岭市为例评价了该市的产业布局水生态适宜性。分析表明：调兵山市、开原市、铁岭县在铁岭市各区、市、县中产业布局的水生态适宜性相对较高，影响铁岭市产业布局水生态适宜性水平的主要因子包括资源环境效应因子和经济效应因子。从优化产业结构，协调产业布局与水资源、水环境关系等方面提出了铁岭市产业布局优化的对策。

关键词产业布局；生态适宜性；水生态 ；资源环境效应；优化对策

Ecological Suitability Evaluation of Industrial Layout and Case Study

WU Na1, FU Zeqiang1, XIE Yuanyuan1, ZHANG Haibo2, WU Jia1, XU Jianwei1, GAO Bao1

1.Center of Cleaner Production and Circular Economy Research, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China2. Innovation Base of Regional and Urban Ecological Protection, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China

AbstractAccording to the research progress on the ecological suitability of industrial layout, it was proposed that ecological suitability assessment of industrial layout should be based on analysis of the influence factors of industrial layout, and focus on its impacts on economic development, resource consumption and pollution discharge. A 5-level ecological suitability evaluation index system was then constructed, and Tieling City was chosen as an example to evaluate its water ecological suitability of industrial layout. Results showed that Diaobingshan City, Kaiyuan City and Tieling County had a relatively higher water ecological suitability of industrial layout in Tieling. The natural resources and environmental effect factors and economic effect factors were primary factors influencing Tieling's industrial layout ecological suitability. The optimization strategy for Tieling's industrial layout was proposed from the aspects of industrial structure optimization, and coordination of industrial layout and water resources and environment.

Key wordsindustrial layout; ecological suitability; water ecology; natural resource and environmental effect; optimization strategy

产业布局是一个国家或地区国民经济规划的重要组成部分，其是否合理是一个地区能否持续、健康发展的决定性因素[1]。因此，应注重对产业布局合理性的评价。这种合理性包括产业布局是否充分发挥资源环境优势，是否满足生态承载力的要求，是否产生良好的经济效益等，是各地区产业发展分析评价和管理调控的依据[2-3]，也是制定地区产业空间准入标准的参考[4]。

目前学者们已经开展了关于产业布局评价方面的研究，这些研究以评价某个单一产业或行业的布局为多。如王梦园等[5]从分析印染产业的影响因素着手，构建了一套以定性指标为主的印染产业布局评价指标体系，将河南省18个省辖市作为承接印染产业转移的备选城市进行综合评价，提出不同地区在资源和环境约束下承接印染产业转移的策略。近年来有学者尝试采用定量化的指标来评价区域产业布局的合理化程度，也取得一定进展。如徐杰等[6]从产业布局优化需要考虑的产业积累水平、产业发展动力和产业带动能力等方面构建评价体系，对云南省产业布局进行评价，结果表明云南省产业布局的合理化程度差异较大，产业布局合理化的实现方式具有多样性。目前关于产业布局生态适宜性评价的研究多数集中在土地利用的生态适宜性评价，从空间尺度来看既有全省或区域范围的，如江苏省沿海地区的土地适宜性评价[7]，也有整个城市或城市内某个行政区[8]、工业园区等[9]的评价。从研究方法来看，主要是建立指标体系进行评价，指标体系一般涵盖自然环境因子、生态安全因子、社会经济因子等。除建立指标体系外，应用GIS技术对不同产业的土地适宜性评价也是目前研究较多的方向。如黄婷婷[10]基于对安徽省会经济圈的自然生态、工业布局和工业布局生态位的现状分析，运用Arcview GIS软件对省会经济圈工业布局的生态适宜性进行空间分析和定位，对影响工业布局的生态因子按其生态适宜度进行空间布局等级的划分，根据分析结果对省会经济圈的工业布局调整提出建议。

综合分析产业布局生态适宜性的相关研究，从研究目标看多数研究成果主要服务于土地利用等规划，将生态适宜性分析与产业项目选址相结合，为不同的土地利用方式(产业发展)寻找最合适的潜在位置。少数研究成果服务于产业布局调整，且以单一产业如工业行业或农业行业为主。定性评价居多，定量评价以指标体系的构建方法为主，但构建的指标体系缺乏从评价产业本身的特点、产业布局的影响因素以及产业布局与资源环境的耦合关系等方面考虑。建立一套涵盖区域产业布局的经济效应、资源和环境效应因子的指标体系对产业布局的生态适宜性进行评价，可以定量评估某一地区产业布局的生态适宜性水平，不仅从产业经济学角度考虑产业布局本身的经济效应，更需要从生态经济学角度来分析产业布局对资源环境产生的影响。

1产业布局生态适宜性评价指标体系的构建

1.1产业布局生态适宜性评价标准

为实现对某区域的产业布局进行生态适宜性评价，应首先分析影响产业布局的关键因素。一般认为，影响因素主要包括资源条件、环境条件、社会经济条件、市场分布及原有布局的历史基础等[11-14]。随着研究的深入，许多研究认为除以上因素外，关键影响因素还应该包括产业结构变化、经济规模大小、城市规划调整、宏观政策引导等[15-16]。笔者在上述研究成果的基础上结合产业发展特点提出衡量地区产业布局生态适宜性的评价标准：1)产业部门间的关联是否协调，能否辐射带动相关产业发展，是否具有较强的转换能力，以应对外部系统的影响；2)产业的技术结构是否合理，是否有利于先进技术的研发和产业演替；3)产业结构的经济效益如何，能否实现个体和整体的效益共赢；4)能否充分发挥地区的资源优势，取得良好的资源效益；5)能否尊重、保护环境，产生良好的环境效益。

1.2指标体系构建原则

1.2.1全局性

评价指标要既能反映地区产业发展本身的特点，又能体现产业布局的主要影响因素。尽量避免指标划分过细，减少指标间的重叠对立现象，减少数据的收集和加工处理的工作量。

1.2.2可比性

产业布局生态适宜性评价需要得出可比的结论，因此评价指标应尽量采用定量指标，尽可能少用或不用定性指标。

1.2.3可操作性

指标需要统计数据作为支撑，因此评价指标需要有统计公报、统计年鉴等官方公布的统计数据作支撑。评价指标应该从统计公报或年鉴中直接提取，或者利用公报及年鉴中的相关指标进行二次计算，这样的评价指标才具有权威性和可操作性，指标值的可信度才比较高。

1.3指标体系的构建

综合以上评价产业布局生态适宜性的标准以及指标体系构建原则，从产业积累水平、产业发展动力、产业带动能力、产业发展的资源效应和产业发展的环境效应等5个层次16项指标构成产业布局生态适宜性评价的指标体系(表1)，以全面、定量、客观评价区域产业布局的生态适宜性。

表1　产业布局生态适宜性评价指标体系

2产业布局生态适宜性评价实证分析——以铁岭市为例

2.1数据来源及其标准化处理

数据主要来源于2012年和2013年《铁岭市统计公报》[17]、《铁岭市水资源公报》[18]、《铁岭市统计年鉴》[19]等。

由于产业布局的生态适宜性评价指标的量纲与单位不同，不具备可比性，为此必须对收集到的数据进行规范化和同趋化处理。由于指标体系涉及正负指标，选用阈值法对指标进行无量纲化。

阈值法的计算公式：

xij′=(minij-xij)(maxij-minij)

(1)

式中：xij为第i个被评价对象的第j个指标的原始数据；xij′为极值法处理后的标准化数值(i=1,2,…；j=1,2,…)；maxij为第j个指标的最大值；minij为第j个指标的最小值。对产业布局生态适宜性起负向作用的指标，指标值越小，生态适宜性越好，该类指标可按式(1)直接处理，得到-1

2.2铁岭市产业布局水生态适宜性评价指标

铁岭市是辽河流域重要组成单元，本研究重点关注铁岭市经济发展与水资源、水环境的关系。因此产业布局水生态适宜性评价指标体系中涉及的资源和环境效应只考虑水资源和水环境的效应(表2)。

表2　2012年铁岭市产业布局水生态适宜性评价的主要评价指标

2.3评价结果分析

2.3.1检验分析

利用SPSS19.0软件计算得出KMO检验统计量为0.653，KMO值越大，表示变量间的共同因素越多，越适合进行因子分析。KMO统计量>0.5，表明分析结果较好，而由Bartlett球形检验数据(df为107，sig为0.0)可知，各变量的独立性假设不成立，主成分分析的适用性检验成立。

2.3.2主因子确定

利用SPSS19.0软件可得到因子的特征值及贡献率，公共因子选取的原则是特征值大于1且累积贡献率大于85%的前几个因子。根据这一原则，经过总方差分解，前3个因子的特征值大于1且其方差贡献率分别为40.070%、34.406%和11.952%，累积贡献率为86.428%(表3)。因而，这3个因子能够较好地表达原始数据的大部分信息，可充分反映铁岭市各区、市、县产业布局生态适宜性评价的信息。

表3　总方差的分解

SPSS19.0软件运行给出的成分矩阵通过正交旋转法旋转后可得到成分载荷矩阵表(表4)。

表4　旋转成分载荷矩阵

从表4可以看出，经过旋转后的成分载荷明显分散在各主因子上。根据各主因子载荷大小，分别赋予各主因子不同的含义。成分1在水资源开发利用率、万元GDP用水量、COD排放强度等指标上有较大载荷，说明这些指标有较强的相关性，可以归为公共因子1(F1)，将其命名为产业发展的资源环境效应因子，其解释了产业发展的资源效应和产业发展的环境效应。成分2在人均社会消费品零售总额、第二产业增加值占GDP比例、第三产业增加值占GDP比例、GDP增速等指标上有较大载荷，说明这些指标有较强的相关性，可以归为公共因子2(F2)，将其命名为产业发展的经济效益因子，其解释了产业发展积累水平和产业发展带动能力。成分3在外贸依存度、人均GDP等指标上有较大载荷，说明这些指标有较强的相关性，可以归为公共因子3(F3)，将其命名为产业发展动力因子。

2.3.3因子得分及综合指数

表5给出了成分得分系数矩阵，根据表5及各指标的标准化数据可以计算出每个地区的各公共因子得分。公共因子计算公式如下：

F1=0.002X1+0.090X2+0.212X3+0.182X4-

3个公共因子分别从不同方面反映了各地区产业布局的水生态适宜性，但单独使用某个公共因子并不能对各地区做出综合评价，因此按各公共因子对应的方差贡献率计算出综合指数(F)：

F=[4.408(4.408+3.785+1.315)]F1+[3.785(4.408+3.785+1.315)]F2+[1.315(4.408+3.785+1.315)]F3，简化得到下式：

F=0.46F1+0.40F2+0.14F3

(2)

由式(2)可以看出，各因子对产业布局水生态适宜性评价综合指数影响比例为：产业发展的资源环境效应因子46%；产业发展的经济效应因子40%；产业发展动力因子14%。由此可见，产业发展的效应因子包括资源环境效应因子和经济效应因子是促进产业布局水生态适宜性水平提高的主要动因，而水资源开发利用率、万元GDP用水量、COD排放强度等的增加是产业布局水生态适宜性水平提高的重要限制因素。根据综合指数表达式，各地区的得分计算结果如表6所示。

由表6可知，从F1来看，调兵山市、银州区、清河区排前3位，表明这3个地区产业发展的资源环境效应较好；从F2来看，铁岭县、调兵山市、清河区排前3位，表明这3个地区产业发展的经济效益相对较好；从F3来看，开原市、昌图县、调兵山市排前3位，表明这3个地区产业发展的动力较好。将3个公共因子综合来看，调兵山市、开原市、铁岭县的得分排前3位，表明这3个地区在铁岭市各区、市、县中产业布局的水生态适宜性相对较高。而西丰县和昌图县由于产业发展的综合效益不佳，在全市处于产业布局水生态适宜性较低的水平，也是未来需要着重提升和改善的地区。

表6　铁岭市各区、市、县公共因子及综合指数排序

3产业布局优化对策建议

3.1协调产业布局与水资源、水环境关系，保护水资源和水环境

从产业布局的水生态适宜性评价可以看出，西丰县和昌图县产业发展的资源和环境效应公共因子得分在各区、市、县中较低。综合指数排名靠前的地区如开原市和清河区产业发展的资源和环境效应公共因子得分也比较低。未来为提升这些地区产业发展的水生态适宜性需要严格环境准入门槛和污染物排放标准，限制这些地区造纸、石化等传统产业的发展，改造提升电力、食品制造等水生态耗损密集型产业，鼓励昌图县发展特色农产品加工，西丰县发展生物制药产业，银州区发展现代物流、金融服务等生产性服务业。

3.2提升经济效益的同时，注重产业布局的优化

通过比较铁岭市各区、市、县产业布局水生态适宜性综合指数和人均GDP发现，二者呈现出不一致的状态。如昌图县经济产出较高，但产业布局水生态适宜性水平较低，调兵山市人均经济产出在各区、市、县中居中，但产业布局水生态适宜性水平较高。其他区、市、县经济产出水平与产业布局水生态适宜性水平基本相当。这表明铁岭市大多数地区在经济发展过程中比较注重产业布局的优化，注重除经济效益以外的其他效益。但是仍有地区虽然经济产出较高，但发展过程中只注重了量的增加，没有及时对产业布局进行优化，这不利于地区经济的协调发展。因此，今后这些地区要因地制宜进行产业布局的优化，促进产业布局水生态适宜性水平的提高。

3.3进一步优化产业结构，提升产业带动能力

从近年来铁岭市各区、市、县的产业结构来看，各地区呈现出一产逐渐降低，二产为主导，三产缓慢提高的状态。今后为提升产业的带动能力，铁岭市各区、市、县应优化资源配置，积极协调二、三产业的发展。逐步淘汰落后产能，积极引进战略性新兴产业，吸引投资，促进进出口贸易发展。依托沈铁工业走廊，促进各类园区的整合提升。大力发展第三产业，进一步提高第三产业比例，尤其是促进现代商贸、旅游、商务会展、现代物流等服务业的发展。各地区因地制宜将第三产业中的某些行业引导成为符合地区长期发展的主导产业，培育新的经济增长点。通过这些措施促进产业结构的合理化和高级化，同时实现产业布局的优化。

4结论与展望

产业布局是产业在一国或一地区范围内的空间分布和组合，由于涉及空间地理等复杂信息，因此在实践中较难对产业布局的合理性进行定量评判。通过构建涵盖产业发展的经济效应、资源效应和环境效应等多层次的指标体系来定量评价区域产业布局的生态适宜性，并采用因子分析法对铁岭市的产业布局生态适宜性进行了评价。案例研究表明，本研究构建的评价指标体系可以很好地应用到市域层面的评价，也可以应用到单个资源环境要素的生态适宜性评价。这为地区产业布局的优化提供了定量化依据(如评价结果为生态适宜性低的地区，将成为地区产业布局优化调控的重点地区)，也为研究产业布局与生态承载力的相互作用关系提供了支撑。

但是本研究评价指标体系并不适用于行政单元较少的地区，因为评价单元过少，根据计算的综合指数无法进行生态适宜性高低区域的划分，且评价指标中尚未考虑包含产业布局对生态系统中生物影响的相关指标，这也是今后需要进一步深入研究的方向。

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中图分类号:X322

文章编号:1674-991X(2016)02-0187-06

doi:10.3969j.issn.1674-991X.2016.02.028

作者简介:邬娜(1983—)，女，工程师，硕士，主要研究方向为区域循环经济、工业生态学、产业经济学的理论与方法研究,wuna@craes.org.cn*责任作者:傅泽强(1963—)，男，研究员，博士，长期从事区域循环经济、工业生态学和战略环境评价的理论与方法研究，zqfu@craes.org.cn

基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(2013ZX07501-005-01)；国家“十二五”科技支撑计划项目(2012BAC03B02)

收稿日期:2015-11-16