资源型城市脆弱性的AHV模型及演化耦合作用分析

(1.江苏师范大学 商学院,江苏 徐州 221116;2.中国人民大学 经济学院,北京 100872)

资源型城市脆弱性的AHV模型及演化耦合作用分析

徐 君1,李贵芳2

(1.江苏师范大学 商学院,江苏 徐州 221116;2.中国人民大学 经济学院,北京 100872)

资源型城市作为为国民经济发展提供重要自然资源支撑的一类特殊城市群体,在发展过程中产生的经济、社会、生态和资源等问题已引起社会各界的广泛关注。近年来,从脆弱性角度研究资源型城市可持续发展和转型等问题已成为国内外学者研究的热点和重点。基于人—环境耦合系统脆弱性框架(AHV模型),结合系统论和城市生命周期等相关理论,分析影响资源型城市脆弱性的人文社会和自然环境因素,探究处于不同发展时期的资源型城市,脆弱性历经“积累—爆发—控制—稳定—积累”的循环过程和周期性波动情况,揭示资源型城市脆弱性的时空演化机理,并构造资源型城市各子系统之间脆弱性耦合作用的模型。

资源型城市脆弱性;AHV模型;演化机理;耦合作用

1 引言

20世纪40年代是脆弱性研究的萌芽时期,其内涵的形成、发展起源于自然科学领域的相关研究。20世纪70—90年代，“脆弱性”一词开始运用到全球气候变化和区域可持续发展等方面,并逐渐向社会经济领域延伸。进入21世纪,脆弱性被广泛地运用于地理学、经济学、管理学、社会学等多个学科领域,为不同领域的学者提供了新的研究视角和方法,形成了多个概念模型,如R-H[1]、PAR[2]、HOP[3]、“三角模型”框架[4]、“钻石模型”框架[5]、AHV[6]等。具有代表性的学者包括:美国地理学家White G F[7]、Timmeman[8]、Dowing[9]、Cutter[10]、IPCC[11]、李博等[12]、杨爱婷等[13]。

我国资源型城市主要兴起于农业时代,初步发展于近代,大力发展于新中国成立后的30年,20世纪80年代是我国资源型城市的全面转型时期[14]。2013年我国《全国资源型城市可持续发展规划(2013—2020年)通知》(国发〔2013〕45号)指出,推进我国262个资源型城市可持续发展是我国现代化建设进程中的重大战略问题，可见资源型城市作为一类特殊的城市群体在我国国民经济发展过程中起了巨大作用。2005年,李鹤等[15]、孙平军等[16]、廖雪琴等[17]、王岩等[18]、张路路等[19]分别从人地关系、生态系统、经济系统、社会系统等方面对资源型城市进行了多角度、多维度、多方法的研究,在很大程度上丰富了脆弱性理论的内涵,延伸了脆弱性的研究范围,同时也为相关学者展开进一步研究提供了宝贵的借鉴。但是，对资源型城市的脆弱性演化机理和城市不同子系统之间耦合作用的研究文献不多。

本文将资源型城市系统作为一个开放、远离平衡态且系统内不同因素之间存在非线性相干机制的复杂巨系统[20],由经济子系统、社会子系统、生态子系统、资源子系统构成,尝试将系统论的相关知识与人—环境耦合系统脆弱性分析框架(AHV模型)相结合,以探究资源型城市在成长期—成熟期—衰竭期—再生期的发展过程中,脆弱性历经“积累—爆发—控制—稳定—积累”的循环过程和周期性波动情况,揭示资源型城市脆弱性的演化机理和各子系统的耦合作用。

2 资源型城市脆弱性的AHV模型分析

AHV(Airlie House Vulnerability)模型的核心思想是人与环境的耦合作用是在不断变化的,具有动态性,并随着时间、空间的转移发生不同相互作用。结合AHV模型(图1),可以将对资源型城市脆弱性演化起不同作用的因素分为人文因素和自然环境因素。基于不同的空间尺度,人文因素分为城市内部人文因素和跨尺度人文因素,自然环境因素分为城市内部自然环境因素和跨尺度环境因素。

图1 人—环境耦合系统脆弱性框架(AHV模型)

2.1 人文社会因素

在资源型城市脆弱性形成和发展的过程中,城市内部人文社会因素的相互作用对其脆弱性的演变起着决定性影响,这些因素主要有人口规模、经济发展、社会保障、城镇化水平、区位交通等。其中,人口规模是资源型城市脆弱性人文社会影响因素中最重要的因素,也是最活跃的影响因素,集中表现在城市发展过程中各种人类社会生产生活活动对资源型城市系统的扰动作用;经济发展是资源型城市脆弱性人文社会因素中最核心的因素,集中表现在资源型城市经济发展存在产业结构刚性、经济总量较低、财政入不敷出等问题;社会保障和城镇化水平是资源型城市脆弱性人文因素中最本质的因素,集中表现为资源型城市社会发展过程中存在的就业与再就业问题、社会保障水平低下、社会保障制度不完善、城镇化发展进行缓慢等问题;区位交通是资源型城市脆弱性人文因素中最关键的因素,集中表现为破碎度较高的资源型城市地貌特征导致地区交通媒介的不发达和不便利。这些因素都严重制约了资源型区域之间的政治沟通和经济联系,对资源型城市的发展具有较大的遏制作用。

在资源型城市脆弱性发展过程中,跨尺度人文社会因素的相互影响对其脆弱性的演变起着关键的引导作用,跨尺度人文社会因素主要包括政府作用、制度创新、技术进步、市场需求以及城市开放程度。其中,政府作用在左右资源型城市脆弱性变化的过程中起着主导作用,而制度创新则是根本,政府的引导可以为资源型城市的发展提供一个良好健康的外部环境,而制度创新则是资源型城市经济社会转型、降低脆弱性、增强城市综合竞争力的决定因素;相比之下,技术进步是关键,市场需求和城市开放程度则是条件。

2.2 自然环境因素

在资源型城市脆弱性形成和发展过程中,城市内部的自然环境因素主要包括自然资源供给和生态环境变化,这两者之间又存在错综复杂的联系。不可否认,充裕的自然资源是资源型城市建立的起因和优势条件,更是在特定时期促进地区经济发展的主要动力。但高耗能产业的发展又会引发一系列地质灾害,对生态环境造成不可逆转的危害。

在资源型城市脆弱性形成和发展过程中,跨尺度自然环境因素主要包括全球环境和气候条件、自然灾害。一方面,资源型城市所处地区的气候条件,如温度、风向、降水量等对农作物种植、自然资源开采活动都会产生一系列复杂的影响[21];另一方面,随着资源型城市经济发展速度的提升,城镇化建设进程的加快,城市受到人类活动的影响越来越频繁,会使城市出现“热岛效应、雨岛效应、干岛效应”等现象[22]。有研究表明,城市环境条件和城市经济发展呈倒“U”型关系[23],其规律说明在城市经济发展的过程中必然有一段时间是以牺牲环境为代价的,但随着城市经济实力的增强,城市的生态环境又会得到一定的改善。

2.3 人文社会—自然环境因素的相互作用

人文社会因素和自然环境因素的耦合作用表现在:①不同尺度的人文社会因素的相互作用。城市内部和跨尺度人文社会因素是相互作用、相互联系、互为因果的统一整体。一方面,城市内部人文因素是关键和主导因素,会对跨区域人文因素产生正向或反向的驱动作用;另一方面,跨区域人文因素的调整和改变会在很大程度上影响城市内部人文因素的发展趋势和战略导向。如人口规模的扩大和人口结构的变化,会使市场需求发生数量和结构的变化,对政府调控作用、市场开放程度等因素造成影响;同时,跨尺度的人文因素的变化也会对城市内部因素产生影响。这些因素之间的相互作用会在一定程度上直接或间接对城市不同子系统的脆弱性产生有利或不利的影响。虽然单个或多个因素在短期内的微小变动达不到激发城市脆弱性爆发的临界值,但如果城市内外部人文社会因素之间的耦合度较低,对城市脆弱性的影响仍非常显著。②不同尺度自然环境因素的相互作用。城市内部自然环境因素和跨尺度自然环境因素之间的耦合作用与人文社会因素之间的耦合作用类似,是相互影响、相互制约、互为因果的。但自然环境因素之间的耦合作用在很大程度上更加宽泛,因为它不仅对单个城市的脆弱性有较大的影响,对相邻的甚至某一区域脆弱性的影响也是非常显著的。③人文社会与自然环境的相互作用。城市是一个包含了自然环境和人文社会因素的复合巨系统,自然环境因素决定了城市的资源储备、地理位置和地貌特征、自然气候条件和生态环境特征,而人文因素则是一个城市经济发展程度、社会综合性、文化包容性等特征的综合体现,是赋予一个城市文化特色和历史记忆的重要因素。对资源型城市脆弱性来说,考虑更多的是从人文社会因素和自然环境因素对城市发展造成的不利影响来探讨人文社会因素与自然环境因素之间的相互作用。由此可见,人文社会因素和自然环境因素对资源型城市脆弱性的影响具有多角度、多维度、双重作用等特征,两者的关系是人文社会因素在资源型城市脆弱性产生、积累和爆发过程中起主导和决定性作用,自然环境因素对资源型城市脆弱性的影响是具有不可抗性、广泛性等特征,降低脆弱性则要求人文社会因素与其具有较高的耦合度、适应性和调整能力。资源型城市脆弱性人文社会—自然环境因素耦合作用模型见图2。

图2 资源型城市脆弱性人文社会—自然环境因素的相互作用

3 资源型城市脆弱性时空演化过程

3.1 形成和成长期—脆弱性逐渐显现

资源型城市形成期是矿产资源逐渐被发现,矿区逐渐建立,资源型产业逐渐发展的时期。这一时期资源型城市的矿产资源最为富裕,但矿产资源的利用效率较低。其突出特征是：经济发展刚起步,社会建设不足,而生态环境质量优良、矿产资源非常丰富,这一时期资源型城市的脆弱性是相对较低的。

随着煤炭、石油等矿产资源的逐步开发,资源型产业得到了快速的发展,城市经济也得以快速发展,资源型城市慢慢步入到成长期。但以输出本地珍贵的矿产资源来换取城市经济和社会的快速发展是不可持续的。随着刚性产业结构的形成和固化,资源型城市的经济社会发展表面上呈较快增长趋势,实际上经济和社会子系统敏感性呈上升趋势。主要表现在:资源型城市单一的就业结构在多元化产业结构调整和国企改革等多重扰动因素的作用下会受到较大冲击,城市下岗失业成为资源型城市发展面临的共性问题;资源型城市城镇村分布分散,城市基础设施重复建设现象严重、社会保障水平总体较低,矿工的医疗、养老、就业保障不完善,矿工失业率和工矿事故发生概率较大,社会安全性较差,加上刚性的经济产业结构使城市社会发展受到限制,使资源型城市生态子系统的脆弱程度不断上升。同时,这一时期的经济发展对社会发展、生态环境和自然资源造成了较大阻碍、破坏和浪费，导致生态和资源子系统的敏感性逐渐提高。主要表现在:工业“三废”排放量增加,对生态环境造成了污染和破坏;矿产资源的开采量不断增加,使部分矿山出现地下空陷、坍塌、地陷等现象。综合各子系统的发展情况发现,这一时期城市的脆弱性在增加。

3.2 成熟期——脆弱性逐渐增强

当资源型城市逐渐步入成熟期,矿产资源供给稳定,资源型产业的规模持续扩张,城市经济快速发展,是资源型城市发展的“黄金时期”。但资源型产业“一业独大”的发展格局使城市的产业结构刚性程度不断提升,国内经济子系统的敏感性逐渐显现,脆弱程度不断提升,在很大程度上妨碍了城市的绿色转型。

进入成熟中期,资源型城市经济产业结构得到一定程度的优化,经济总量进一步增加,政府用于公共财政支出的数额也在逐渐增加,城市基础设施建设得到改善,社会保障水平不断提升,城镇失业率降低,城市就业趋于多元化,社会子系统的脆弱性得到一定程度的缓解。再加上这一时期资源型城市开始意识到生态环境建设水平对城市经济发展的阻碍和影响,开始引进并采用先进技术对“三高”企业排放的工业三废排放率进行控制和优化,采取积极措施对严重污染的矿区和资源型产业进行排查和关闭,并积极开展植树造林、退耕还田、环保知识普及等，以降低资源型城市的生态环境脆弱性。虽然这一时期资源供给相对稳定,人们的环保意识在不断增强,但人们对自然资源的开采并没有科学合理的规划和高效率的利用,造成了生态环境恶化,最终导致这一时期资源型城市生态子系统的脆弱性呈明显加剧趋势。

当资源型城市步入后阶段的成熟期,自然资源濒临枯竭,资源型城市长期依赖矿产资源以促进地区经济发展的发展路径已不再适应城市未来的发展。加上人类活动对其扰动强度较大,资源子系统表现出的脆弱性已危及到城市未来的发展,资源子系统脆弱性的不断增加使城市面临着经济社会转型的必然趋势。

3.3 衰竭期——脆弱性爆发

矿产资源的不可持续性决定了资源型城市依赖资源型产业发展地区经济的方式最终会受到自然资源枯竭的影响。资源型城市未来发展有两种结果:一种是“矿竭城衰”,另一种是“矿竭城荣”。“矿竭城衰”主要是指随着矿产资源的逐渐枯竭,单一的资源型产业已无法维持资源型城市的正常运转,城市经济规模逐渐衰落。“矿竭城荣”主要是指摆脱城市单纯依靠矿业资源发展的模式,寻找到规避脆弱性的有效措施,资源型城市转型成功。通过转型成功规避城市衰竭期面临的各种脆弱性问题,使资源型城市面临的脆弱性问题得到解决或降低。但资源型城市的成功转型又意味着脆弱性重新进入一个由积累到爆发的循环。鉴于此,政府、企业和社会公众要采取科学的措施并制定长远的发展规划,使转型后的城市得到科学合理的发展,并注重在城市发展过程中提升城市的适应和抵御能力,避免综合性城市再次经历脆弱性爆发的城市发展危机。可见,矿产资源的种类和数量、资源型城市的经济发展速度、社会发展程度和生态环境建设水平对资源型城市的发展起着至关重要,直接关系到资源型城市能否成功转型,决定着资源型城市脆弱性的爆发时机和对城市的危害程度。

4 资源型城市各子系统间脆弱性耦合作用

4.1 经济与社会、生态、资源子系统的耦合作用

对资源型城市来说,经济发展是社会进步的前提,社会稳定是经济发展的基础,生态环境是经济社会发展的前提,而自然资源则是经济发展的支撑。一方面,经济子系统与社会、生态和资源子系统敏感性存在相互作用。长期以来,按照国民经济发展的要求,资源型城市集中主要力量发展依托矿业资源比较优势的矿产品开发业和初加工产业,但在长期的区域分工定位影响下,资源型城市经济的综合发展能力被忽略,城市产业结构主要是以第二产业为主体,城市经济发展维系和受制于区域资源禀赋,呈现出一种不稳定的经济结构,一旦资源型产业经济出现波动和衰退,容易造成“牵一发而动全身”的联动影响。这种影响不只是造成整个城市经济发展的波动和衰退,直接地表现为城市大量职工下岗失业,由此引发的社会矛盾对资源型城市的影响是巨大的。此外,资源型产业的发展和资源型企业的生产和经营,会使工业“三废”排放量大大增加,使环境质量下降,对地区经济发展产生负向影响。另一方面,经济子系统与社会、生态和资源子系统适应能力存在相互作用。计划经济体制、经济发展对资源的过度依赖使资源型城市经济发展存在“资源路径”依赖、接续产业发展条件恶化等问题,使城市经济转型相对困难。长期的刚性经济产业结构使资源型城市存在劳动技能单一、就业观念落后、就业灵活性差、劳动力转移渠道不顺畅、社会保障和职业培训机构不健全等问题,对社会子系统调控脆弱性能力的提升造成很大障碍。此外,从我国资源型城市分布的地理位置来看,这些城市的生态环境一般处于生态脆弱地带,加上人们对地下矿产资源的不断开采,使本来就较脆弱的自然生态环境变得更加脆弱,长此以往,资源型城市的生态环境很难支撑地区经济的发展。

4.2 社会与生态、资源子系统的耦合作用

实现社会的安全、稳定、健康和可持续发展是城市发展的主要目的,而生态环境质量优劣对社会发展的影响较大。相关研究显示,生态环境恶化会使城市人口的健康受到威胁、人口死亡的平均年龄和人口增长率下降,在很大程度上影响到资源型城市的社会发展和城市建设。虽然生态子系统本身具有自我调控的能力,但在人类活动等干扰因素的长期作用下,生态子系统的自我调节能力已不足以应对内外部因素的影响。再加上资源型城市发展的成长期和成熟期,政府和社会公众并没有对生态环境给予足够的重视,居民的生活垃圾和企业生产产生的废弃物排放导致生态环境破坏严重。然而,经济的快速增长和居民生活水平的提升,会使政府用于环境保护的投入逐年增加,使资源型企业的生产技术得到提升,降低工业“三废”排放量,提高工业“三废”的排放达标率,对城市生态环境的修复和改善起到较大的正面促进作用,提升生态环境的适应能力,促进资源型城市社会发展的安全性得到一定程度的增加。因此,资源型城市社会子系统和资源子系统之间的耦合作用主要是通过经济和生态子系统进行传导的。

4.3 生态与资源子系统的耦合作用

资源型城市长期无节制的矿产资源开采和加工活动极大地改变了资源型城市的生态环境系统。一方面,这些活动对城市景观造成破坏,主要包括露天开采遗留下来的巨大矿坑、地下开采造成的地面沉降塌陷、矿产资源开采加工和消费过程中产生的固体废弃物对土地的压占等,不但导致大量土地被废弃,而且威胁到周边企业和居民的生活安全,也对地表水和地下水循环系统造成严重破坏;另一方面,对生态环境造成较大程度的破坏,主要包括矿产资源开采和加工,消费过程中排放的大量废弃物对城市大气、水质、土地质量的破坏。此外,还会对资源型城市的生物多样性造成破坏,主要是指矿产资源开采和加工活动对当地生物群落的严重破坏甚至摧毁。生态环境恶化使资源子系统所处的外部环境条件发生较大变化,对土地资源、水资源造成严重污染,这在很大程度上增加了资源子系统的敏感性,使自然资源适应能力的提升受到遏制。

综上所述,资源型城市经济、社会、生态和资源4个子系统及其包含的各种要素之间存在着多种直接或间接的反馈作用,并且密切地交织在一起。一方面,每一个子系统都会受到来自其他子系统的扰动和影响;另一方面,各子系统应对扰动的能力均受到其他子系统的强力制约。有关各子系统之间脆弱性的耦合作用见图3。

5 结论与建议

基于AHV概念模型,本文首先对影响资源型城市脆弱性的人文社会因素、自然环境因素以及两种因素之间的相互作用进行了分析;其次,结合我国资源型城市的发展周期,探究了资源型城市脆弱性的周期性循环过程和波动情况,揭示了资源型城市脆弱性的演化机理;第三,对我国经济、社会、生态和资源子系统的脆弱性耦合作用进行了分析,揭示四个子系统和这些包含的各种要素之间存在的直接或间接的反馈作用。第四,结合本文内容提出规避和适应脆弱性建议:①促进和加快经济发展。加快经济结构调整，调整中央与地方财政收支关系，完善政府和城市职能，加强不同区域的经济合作。②保障和维护社会发展。防范失业并促进城市就业与再就业、完善社会保障体系，加快推进新型城镇化建设，加强人才队伍建设。③修复和重建生态环境。加强生态环境的修复与重建，推进节能减排产业的发展，完善生态环境保护法律法规体系。④合理利用自然资源。规范资源开发秩序，加大资源勘探力度，优化资源开采布局，改善资源产业宏观和微观环境。

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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

国家社科基金一般项目(编号:16BJY042)。

及通讯作者简介：徐君(1975-),女,河南省开封人,博士后,教授,博士生导师,主要研究方向为资源经济学、区域经济学和系统工程。