第1章 绪论
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]。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，标志着第一次工业革命的爆发。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。18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]
工业革命以后，人类社会进入到工业文明时代，相比农业文明社会，人类社会的生产力水平与科技能力得到了空前的发展与提升，但是，由于工业化过程中人类对自然资源的无节制开发与肆意破坏，导致了对自然资源的大量消耗与生态系统服务功能的下降。[3]一方面世界能源需求量空前增加，另一方面传统化石能源仍旧在能源结构中占据主导地位，地区性的能源安全问题已经成为很多国家可持续发展的障碍。[4]人类对自然环境的严重破坏已经从区域影响的尺度上升到全球尺度，化石能源的大量消耗导致温室气体的大量排放。IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change，政府间气候变化专门委员会）发布的报告显示，工业化时代以来人类活动引起了全球温室气体的显著增加，特别是20世纪后30年，人类活动造成了大气中CO2排放量增加了约80%；2000年以后，能源供应的单位CO2排放量的下降趋势出现了逆转。温室气体的大量排放很可能是全球变暖及气候变化的主要原因，如果不对温室气体的排放加以控制，在未来100年将会导致多种生态灾难的发生。[5]
随着生态环境问题越来越突出，人类也从大自然的严厉惩罚中及时醒悟过来，逐渐看到了生态环境对于人类生存发展的重要意义。国际社会对于生态安全的关注与研究也正在逐步加强，各国已经把环境污染从单纯的环境问题升级到了影响人类生存安全的重要课题来加以对待。[6]生态安全已经成为当今全人类必须共同面对并且迫切需要解决的重要课题之一，是可持续发展的核心和基础；没有生态安全，就不可能实现可持续发展。
从改革开放到2014年，我国GDP年均增长速度达到了9.7%[7]，同期城镇化率由17.92%提高到54.77%。[8]随着我国经济持续快速的发展，以及工业化和城镇化进程的不断加快，人们创造了极其丰富的物质财富和精神财富，在享受经济社会发展带来的丰硕成果的同时，也在承受过度消耗资源所导致的恶果。生态平衡逐渐被打破，生态环境受到严重污染与破坏，自然资源短缺、生物多样性锐减、土地荒漠化、水资源危机等问题日益凸显，来自大自然的危机对我们形成了十面埋伏，频频向我们发出警告，正逐渐威胁着我们可持续的生产、生活状态。统计资料显示，历年由生态环境的污染和破坏造成的损失约占当年GDP的15%。[9]
资源型城市是以本地区矿产、森林等自然资源开采、加工为主导产业的城市。[10]中国的资源型城市数量多、分布广，93%以上的一次能源、80%以上的工业原料、70%以上的农业生产资料均以矿产品为原料。[11]《全国资源型城市可持续发展规划（2013—2020年）》将资源型城市定位为能源保障基地和经济发展的重要支撑，是我国工业化、城镇化、信息化和生态文明建设的主战场，在全面建成小康社会、实现中华民族伟大复兴中国梦的进程中扮演着非常重要的角色。
煤炭资源是经济社会可持续发展的动力，是人类生存必不可少的重要物质基础。由于特殊的能源结构，我国的煤炭资源富集，但是天然气和石油相对缺乏，在“富煤、贫油、少气”的资源禀赋条件下，煤炭在我国能源结构中占有主体地位。截至2014年年底，中国一次能源消费中煤炭占比为65%左右。[12]煤炭资源的开发与利用对整个国民经济和社会的发展与稳定、人民生活水平的提高都起着极为重要的作用。
煤炭资源型城市是我国资源型城市类型中不可或缺的一类，是因煤炭资源开发而形成和发展起来的。自新中国成立以来，煤炭资源型城市累计生产原煤529亿吨。[13]作为重要的能源基地，煤炭资源型城市与其他资源型城市一起，在支撑和促进我国国民经济和社会发展，为我国工业体系的建立和完善、社会主义现代化建设及中华民族伟大复兴中国梦的实现做出了巨大的贡献。同时，煤炭是被世界公认的环境危害性最大的能源[14]，从煤炭资源的勘探、开发，到煤炭作为一种能源被消费的整个过程都要耗费较大的人力物力，环境的污染影响更是持续且持久的。煤炭开采和利用所造成的严峻生态环境破坏问题正越来越多地受到国内外社会的广泛关注。在工业化和城镇化进程中，作为煤炭资源供给地的煤炭资源型城市正面临着土地资源破坏、水资源短缺、大气环境污染、水土流失、植被破坏等一系列严峻的生态问题。
1.1.2 问题提出
2000年，国务院发布的《全国生态环境保护纲要》将“维护国家生态环境安全”列为重要发展目标。党的十七大明确提出将生态文明建设的目标贯穿到全面建设小康社会奋斗目标的新要求中。党的十八大进一步提出“构建国土生态安全格局”，将生态文明建设纳入“五位一体”建设总布局中，并将其概念写入党章。生态文明已经成为我国经济社会发展的战略指导方针，各项工作和事业都必须紧紧围绕生态文明展开。生态文明建设是一项需要长期坚持的战略工程，需要全方位、深层次地把握各个环节，需要全社会的共同参与，当然也离不开煤炭资源型城市的支持和配合。
我国煤炭资源型城市规模庞大，根据《全国资源型城市可持续发展规划（2013—2020年）》所公布的资源型城市，地级资源型城市数量占全国地级城市数量的30%，而煤炭资源型城市数量占地级资源型城市数量的近一半。由于煤炭资源型城市是以本地区煤炭资源开采、加工为主导产业的城市，无论在环境上还是在生态上都是主要的生态脆弱区域，生态系统内一个因子的微小变化也极易导致整个复杂大系统结构和功能的突变。加上煤炭资源型城市快速发展变化存在的生态安全隐患，触发或量变的累积均可能导致生态安全状态的恶化、质变甚至突变。也正是由于煤炭资源型城市经济发展环境脆弱，抵御风险能力较差，面临日趋复杂的国际、国内发展环境，其发展的难度可想而知。虽然经济全球化、工业化、城镇化为煤炭资源型城市带来了难得的发展机遇，但由于其本身的特点，煤炭资源型城市发展的空间反而过于狭窄，非资源型城市更容易引入资金、技术、人才和产业。
因此，煤炭资源型城市需要根据当前有限的发展空间，用前瞻性的眼光在内外部条件中寻求机遇，无论是从可持续发展的科学观角度，还是从工业化进程的安全观角度，加强对煤炭资源型城市生态安全方面的研究，都可为煤炭资源型城市寻找发展的新路径，推动生态安全格局构架的建设。
1.1.3 研究意义
煤炭资源型城市不仅在过去为我国经济社会发展做出了突出贡献，未来仍将继续扮演重要的角色。目前，我国许多煤炭资源型城市正处于成长期和成熟期，为避免走已经处于衰退期城市所走的老路，需要对已经处于衰退期的城市进行全面“体检”，分析生态安全演变过程，总结演变规律，为其他煤炭资源型城市提供借鉴，帮助它们少走弯路。近年来，国内外对城市生态安全的关注力度日益增加，并产生了较多具有科学价值的研究成果，当前，针对城市生态安全的研究较多，而对对于国家生态安全和区域可持续发展具有重要作用的煤炭资源型城市生态安全及生态子系统的研究仍然不足。
煤炭资源型城市生态安全本身就是一个多学科交叉的问题，评价指标的建立变得更为复杂。由于学者们学科背景不尽相同，在实际研究过程中，选取指标各有侧重，难免有失偏颇，且评价方法各异，所得结论也不尽相同，如何尽量减少干扰，得到更为客观的评价结果，还需对研究方法、指标体系进行更进一步的深入研究。
本书主要以煤炭资源型城市的生命周期理论为基础，选取已基本走完生命周期理论所有阶段的资源枯竭型的煤炭资源型城市进行实证分析，以揭示煤炭资源型城市在整个生命周期内生态安全的演变过程、特征、机理，同时对煤炭资源型城市生态安全演变路径进行理论性探讨；运用能值—生态足迹法对案例煤炭资源型城市生态安全演变进行演绎分析，进而归纳该类型城市生态安全发展的规律、基本特征和趋向结果；构建有针对性的评价指标体系，选取有效的评价方法，并通过实证分析煤炭资源型城市生态安全状况。考虑到煤炭资源型城市数量多，生态环境复杂多样，本书拟以焦作市为实证案例，由点及面，凸显代表性和典型性，进一步推动煤炭资源型城市生态安全研究，丰富理论研究成果。
通过研究，以期进一步打破学科边界，促进生态经济学、城市生态学、产业经济学等不同学科的相互渗透、交叉融合，将静态的生态安全评价分析转向静态研究与动态分析相结合，将对以单一的时间纬度演变或空间结构演变的研究转向对二者耦合的研究，并对影响煤炭资源型城市生态安全演变因素的作用机理进行初步探究，从理论层面丰富城市生态学、生态经济学的研究内容，对拓展现有煤炭资源型城市的研究成果，创新未来煤炭资源型城市的研究路径具有重要意义。
通过追踪煤炭资源型城市生态安全演变过程，为正确认识和把握煤炭资源型城市生态安全现状、演变规律和发展变化趋势，制定具有针对性和可操作性的生态环境优化、生态文明建设措施提供理论参考，从而加快煤炭资源型城市产业结构调整、基础设施建设、人居环境改善，推动以煤炭资源型城市为主体的资源型城市生态文明建设。
针对煤炭资源型城市的实际情况，遵循城市的建设更为符合生态文明建设要求的原则，建立合理的评价指标体系和科学有效的评价方法，通过动态评价了解煤炭资源型城市生态安全状况，找准煤炭资源型城市生态安全建设的主要障碍和薄弱环节，为政府部门控制、管理、改造和创新城市生态安全系统结构及要素关系建立理论基础，促使煤炭资源型城市生态健康持续发展。