煤炭资源型城市生态安全演变机理及评价研究——以焦作市为例

　　2014年中央财经领导小组第六次会议的召开，标志着我国进入能源生产和消费革命的新时代，但受成本和技术的制约，新能源尚未形成产业规模。面对我国“富煤、贫油、少气”的客观现实，传统能源的主导地位仍然难以改变。因此，促进煤炭资源型城市可持续发展，是维持国民经济持续健康发展的必然选择。无论从可持续发展的科学观角度，还是从能源革命的生态安全观角度，必须加强对煤炭资源型城市生态安全演变机理与评价领域的研究。 

　　《煤炭资源型城市生态安全演变机理及评价研究——以焦作市为例》以焦作市为例，采用生态足迹法、统计学方法、空间分析法、驱动力机制法，借助于YAAHP、SPSS等多种软件，通过构建基于语言AHP和变异系数法的煤炭资源型城市生态安全评价模型、灰色RBF神经网络预测模型，对研究区生态足迹、生态承载力、生态赤字的演变过程和机理进行了分析。

　　作者不仅从整体上对研究区的生态安全水平进行了评价，还对研究区的自然生态系统、经济生态系统和社会生态系统三个子系统的生态安全水平进行了评价，同时也对研究区及其三个子系统的生态安全演变趋势进行了预测。

 

　　王冠，河南滑县人，博士，广西财经学院教师，河南理工大学硕士生导师。主要从事区域经济与企业管理方面的研究。主持和参与完成省部级科研项目10余项，发表学术论文30余篇，出版著作、教材3部。

第1章绪论1

1．1选题依据1

1．1．1选题背景1

1．1．2问题提出3

1．1．3研究意义4

1．2国内外研究现状6

1．2．1国外研究现状6

1．2．2国内研究现状10

1．2．3国内外研究现状评析14

1．3研究内容15

1．4研究方法及技术路线17

1．4．1研究方法17

1．4．2技术路线18

第2章相关概念及理论基础19

2．1相关概念19

2．1．1煤炭资源型城市19

2．1．2生态安全21

2．1．3煤炭资源型城市生态安全23

2．2研究区域概况25

2．2．1自然环境状况26

2．2．2社会经济状况28

2．2．3生态环境状况30

2．3理论基础32

2．3．1生态经济学理论32

2．3．2生态系统理论35

2．3．3生态安全预警理论37

2．3．4耗散结构理论39

第3章煤炭资源型城市生态系统及其耗散结构特征43

3．1煤炭资源型城市生态系统43

3．1．1煤炭资源型城市生态系统界定43

3．1．2煤炭资源型城市生态系统结构45

3．2煤炭资源型城市生态系统的耗散结构特征47

3．2．1煤炭资源型城市生态系统是一个开放的系统47

3．2．2煤炭资源型城市生态系统内部各个子系统之间的相互作用是非线性的48

3．2．3煤炭资源型城市生态系统是一个远离平衡态的系统49

3．2．4煤炭资源型城市生态系统存在涨落和突变50

3．3煤炭资源型城市生态系统结构失稳及演变分叉51

3．3．1煤炭资源型城市生态系统结构失稳51

3．3．2煤炭资源型城市生态系统的演变分叉和突变分析54

第4章煤炭资源型城市生态安全演变过程57

4．1煤炭资源型城市生态安全演变分析方法59

4．1．1生态足迹法基本原理59

4．1．2能值分析法的引入63

4．1．3能值—生态足迹法的基本原理64

4．2煤炭资源型城市生态安全演变分析过程66

4．2．1计算煤炭资源型城市能值生态承载力66

4．2．2计算煤炭资源型城市能值生态足迹68

4．2．3对煤炭资源型城市生态安全演变特征进行分析70

4．3焦作市生态安全演变分析70

4．3．1焦作市生态承载力计算与分析70

4．3．2焦作市生态足迹计算与分析76

4．3．3焦作市生态安全演变过程87

4．3．4焦作市生态安全演变特征93

第5章煤炭资源型城市生态安全演变机理95

5．1煤炭资源型城市生态安全演变的诱发因子95

5．1．1煤炭资源型城市生态安全演变的外源触发因子95

5．1．2煤炭资源型城市生态安全演变的内源激化因子99

5．2诱发因子对煤炭资源型城市生态安全演变的作用机理分析105

5．2．1作用机理分析基本框架106

5．2．2诱发因子作用机理110

5．3煤炭资源型城市生态安全演变的动力学机制114

5．3．1煤炭资源型城市生态安全演变的非线性分析115

5．3．2煤炭资源型城市生态安全演变的超循环分析118

第6章煤炭资源型城市生态安全评价研究125

6．1煤炭资源型城市生态安全评价指标体系构建125

6．1．1煤炭资源型城市生态安全评价指标体系构建原则125

6．1．2煤炭资源型城市生态安全评价指标体系的建立126

6．2煤炭资源型城市生态安全评价指标权重确定144

6．2．1基于语言AHP的煤炭资源型城市生态安全评价指标主观权重确定方法144

6．2．2基于变异系数法的煤炭资源型城市生态安全评价指标客观权重确定方法146

6．2．3基于线性加权的煤炭资源型城市生态安全评价指标综合权重确定方法147

6．3煤炭资源型城市生态安全评价模型构建148

6．3．1煤炭资源型城市生态安全评价方法的确定148

6．3．2煤炭资源型城市生态安全评价指标数据标准化150

6．3．3煤炭资源型城市生态安全评价模型153

6．4焦作市生态安全评价156

6．4．1焦作市生态安全评价指标权重计算156

6．4．2焦作市生态安全评价指标值标准化158

6．4．3焦作市生态安全评价结果160

6．4．4焦作市生态安全状态分析162

第7章煤炭资源型城市生态安全演变趋势预测173

7．1基于灰色径向基神经网络的煤炭资源型城市生态安全预测模型建立174

7．1．1GM（1，1）模型机理174

7．1．2RBF神经网络机理178

7．1．3灰色径向基神经网络组合模型179

7．2焦作市生态安全演变趋势预测181

7．2．1预测结果181

7．2．2结果分析188

7．3焦作市生态安全维护对策189

7．3．1树立生态发展理念，筑牢生态安全屏障189

7．3．2调整产业结构，加快转型升级191

7．3．3完善经济手段，保护生物生产性土地193

7．3．4建立长效机制，强化生态安全194

7．3．5强化公众参与，倡导生态消费196

第8章研究结论与展望199

8．1结论199

8．2创新点202

8．3展望202

参考文献205

索引221

后记225

　　1．1选题依据

　　1．1．1  选题背景

　　在人类发展的历史长河中，资源起着基础甚至决定性作用。工业革命前，采集是人类的主要生产活动，捕鱼和狩猎是辅助性的，人类的繁衍生息主要出现在地理环境优越、气候宜人、物产丰富的地区。尼罗河、黄河、底格里斯河和幼发拉底河由于先天的地理优势，人类使用简单工具就可以获取维持生存所需的食物，因而成了人类文明的发祥地。古希腊历史学家希罗多德称埃及为“尼罗河的赠礼”[1 J。这些区域也成了煤炭资源型城市或区域的雏形。

　　18世纪，纺纱机和改良蒸汽机的出现，标志着次工业革命的爆发。技术实现了从手工劳动向动力机器生产的重大转变，机器化、大规模生产化是其主要特点。对钢、铁和煤等的需求量随着新机器设备的诞生而不断增加。l8世纪60年代，当工业革命风起云涌之际，有新的城市开始崭露头角，它们几乎有着共同的特征：高耸的矿井和体格庞大的机器，不断喷涌的火星和冒着浓烟的烟囱，昼夜不息的汽笛声响，行色匆匆的产业工人……工业化给世界经济的发展注入了全新的气息和力量，鲁尔、洛林、九州、匹兹堡、休斯敦等，这些将宝贵矿藏奉献给激进时代的煤炭资源型城市，开始成为世界经济“T”台的明星。。2