震区生态经济次协调的低碳控制研究

李斌

汶川震区“社会—经济—生态”可持续发展是一项长期复杂的系统工程。目前，震区产业、能源和技术层面的高碳化因素导致经济呈现重型化特征，经济子系统表现为高碳运行状态。强震导致震区生态子系统承载力下降，高碳化结构的经济系统与承载力较弱的生态系统之间矛盾突出。系统处于经济发展即将突破生态环境承载力极限的边缘，已呈现结构不合理且极易发生不可逆突变的次协调运行状态。若防范不力，震区生态经济面临系统性发展失衡、严重影响“社会—经济—生态”可持续发展的局面。因此，亟需构建以控制生态经济系统次协调为目标的低碳经济模式。

一、经济高碳化导致生态经济次协调

生态经济系统是“经济—生态”二维一体的、开放的复杂巨系统，两个子系统间通过物质循环、能量传递和信息流通的生态流、生态场在一定时空尺度上的耦合，形成相辅相成共生关系的生态经济格局和生态经济秩序，如图1所示。汶川震后重建是集“社会－经济－生态”为一体的系统工程，在生态经济背景下，震区高碳化的经济系统与较弱的生态承载力之间矛盾突出，表现为生态经济系统的次协调状态，若防范不力，将严重影响灾区可持续发展。

图1 生态经济系统结构图

(一)经济系统高碳化

1.能源结构的高碳化加剧环境压力。大规模基础设施建设，导致能源刚性需求增加，2009－2010年汶川震区新增非生产性能源消耗约550万吨标煤，能耗水平高出全国平均水平近20%，能源利用效率较低，碳排放强度居高不下①徐玖平:《地震救援·恢复·重建系统工程》，北京:科学出版社，2011年，第320页。。震区一次性能源消费结构中化石能源比重较大，且总量刚性增加，加之灾区能源系统总效率仅为全国平均水平的86.5%，水平较低，形成高碳化的能源结构①黄勤、刘波:《四川产业结构变迁及其生态环境效应研究》，《西南民族大学学报》2009年第6期。。震区重建中节能减排压力巨大，导致2008年四川省未完成“十一五”规划既定减排目标。

2.产业结构的重型化加据资源矛盾。2008年四川省极重灾区和重灾区所在8个市 (州)的第一、二、三产业增加值分别为1036.21亿元、3254.35亿元、2774.97元②根据2009年四川省统计年鉴整理。。从灾区产值结构看，传统工业比重较大，第三产业发展大大落后于第二产业发展。磷矿开采和加工、磷钛化工、石油化工等重化工业一直是汶川地震灾区经济发展的重要支柱产业，工业重型化特征显著。由于传统资源加工制造业对地方经济贡献较大，所以产业转型难度较大③徐玖平、杨春燕:《四川汶川特大地震灾后重建的产业集群调整分析》，《中国人口·资源与环境》2008年第6期。。汶川震区单一的经济结构、不平衡的经济布局将消耗大量资源，破坏生态环境，造成因地震本已薄弱的生态承载力继续走低。震区作为长江中上游生态屏障区，一旦出现次生生态危机，将严重阻碍震区可持续发展，影响生态文明建设。

3.技术结构的滞后性制约全局发展。由于急于恢复重建，震区大量引进高能耗的高碳技术，新能源、节能减排等技术应用偏少，低碳技术原始创新能力较弱，震区重建出现高碳技术锁定效应，形成高碳化的技术结构。2010年10月四川省发展和改革委员会在《关于四川省低碳绿色发展情况的通报》中指出:“我省在低碳能源技术、碳捕集利用与封存、清洁能源技术等方面的核心技术和知识产权还不多，研发和创新能力不足是我省经济由高碳向低碳转型的最大挑战。”由此可见低碳技术创新不足将制约技术对震区经济社会的促进作用，长远来看，将导致震后重建成本增加，进而制约全局发展。

(二)生态经济次协调。生态经济系统是由生态子系统和经济子系统相互交织、相互作用而形成的复合系统，其中生态子系统为经济子系统提供资源、能源以及分解消化废弃物的重要功能。汶川震区生态环境脆弱，植被、水体、土壤等自然环境破坏严重，次生灾害频发，生态承载力下降，生态系统自我恢复能力退化，对经济系统发展的支撑作用减弱。震区生态承载力的下降与经济结构高碳化的不匹配导致生态经济系统呈现次协调状态，表现为系统内部处于“有序稳定态”与“无序混沌态”之间的一种过渡状态。震区生态经济次协调状态表现出局部的潜伏性、混沌性和突变性，呈现出震后生态经济系统的特征。

1.系统状态参量潜伏性。由于系统内部各状态参量的变异具有不显著的渐变特征，状态参量在局部空间上的渐变周期较长，在显性变化之前，经济系统表现出较长的潜伏期，直到触发事件爆发，系统次协调状态由隐性转化为显性，系统出现局部的混沌性。以震区成都、德阳、绵阳生态经济系统重要的状态参量——产业布局为例。该区域不仅是我国重要的化工走廊，也是高危行业相对集中的区域。区域内有45家国控或省控重点化工企业、59家危险废物产生单位、18家有毒有害化学品进出口企业。产业集中布局在“都江堰—向峨—蓥华—汉旺—安县—江油”这一龙门山前山断裂带上。生态环境非常脆弱，环境承载能力较低，重型化的产业布局又具长期性，因此该区域生态环境隐患巨大。

2.系统局部行为混沌性。震区生态经济系统行为的混沌性来源于系统次协调因素量变的积累，系统内部的无序参量随着时空的演变逐渐由隐性转变为显性状态，呈现“局部混沌、整体有序”的系统行为。长期以来，震区粗放化的经济发展方式，导致工业“三废”排放严重。汶川震区一些主要河流已无环境容量，接纳的工业废水已无稀释和自净能力，岷江流域两岸的地下水得不到有效补充。

3.系统结构功能突变性。处于次协调状态的震区生态经济系统在动态演化过程中涌现出新系统结构的因素，一旦次协调因素由潜伏状态突变为显性状态，震区生态经济系统现有的次协调结构将被打破，突变为新的结构，新的系统结构需要经历漫长的时间才能呈现出稳定协调状态。目前，震区“重经济轻生态”问题突出，灾后生态经济重建投入结构不合理，用于生态恢复资金比重偏低。2009年，灾区生态恢复项目共177个，206亿元的投资额仅占当年灾后重建总投资额的2.2%;而生产力布局与产业调整项目共11236个，1595.5亿元的投资额占当年灾后重建总投资额的17%④作者根据2009年四川省统计年鉴和统计公报整理。。该问题如得不到有效解决，势必导致生态恢复和经济重建脱节，灾区生态经济系统出现生态危机的恶性突变。

二、震区生态经济次协调演化机制

生态经济系统状态就是系统内部的气候、山体、森林、水体、经济结构、能源结构、技术等系统参量演化到某一时刻，各参量构成的生态经济系统状态方程所刻画的系统的状态、态势和特征。生态经济系统内部各状态参量在不同的时空结构下会表现出不同的状态值，相应的生态经济系统会表现出协调、次协调和不协调三种运行状态，如图2所示:

图2 震区生态经济运行状态示意图

(一)运行机制。震区生态经济次协调是指由于系统出现结构性问题，造成系统各组织之间运行结构失调，系统内熵增加，无序性增大。结构不合理的经济子系统突破生态子系统承载力阈值的风险激增，导致经济子系统与生态子系统之间的动态均衡被打破，系统整体功能失衡。仅通过系统的自我调节机制很难自动恢复到均衡状态，且极易发生不可逆突变。如图3所示:

图3 汶川震区生态经济系统次协调状态运行结构

震区生态经济系统次协调状态具有动态演化特征。震前生态经济系统的协调状态随着地震的爆发而被打破，系统内部生态参量与经济参量发生变化，序参量减小熵增加，在维生机制的动态调节下，系统结构未发生整体性突变，但系统状态参量的量变会引发质变，当系统内部出现突发触发事件时，系统仅靠自身的维生机制无法保存动态平衡，系统阈值被突破，整体结构、功能与行为发生不可逆突变，从协调状态演化为不协调状态。

处于次协调状态的震区生态经济系统，其运行结构具有极大不确定性，这种不确定性来源于系统内部序参量的减小，引发的触发事件发生的概率增大。同时，由于震区生态经济系统内部生态承载力下降，经济重建过程中重型化经济结构造成的环境压力，使得生态经济系统稳定性降低、系统维生能力减弱，一旦出现突发触发事件，系统的次协调状态就会被打破，进而发生不可逆突变，演化为极度无序混乱的不协调状态。

(二)形成机制

(1)显性因素——系统结构性失调。由于地震破坏，震区生态经济系统的状态参量发生变化，系统整体呈现出结构失调的次协调特征。在生态系统结构层面，震区生态系统在山体、水体、森林等方面受损严重。其中，地震造成的滑坡分布区域面积约48678 km2，滑坡总面积711.8km2，地震产生近200个不稳定的堰塞湖，余震、雨季都有可能造成溃堤从而带来次生灾害①王文杰等:《四川汶川地震对生态系统破坏及其生态影响分析》，《环境科学研究》2008年第5期。;地震造成四川森林水源涵养功能降低30.24亿t，森林碳汇储备能力每年损失78.1万t②徐新良、江东、庄大方:《汶川地震灾害核心区生态环境影响评估》，《生态学报》2008年第2期。。汶川地震重灾县 (市)生态系统中，森林、草地、农田系统受损面积分别为50509.0 hm2、16878.9 hm2、6693.8 hm2，分别占各自总面积的2.8%、2.21%和1.09%③花利忠、催胜辉、李新虎:《汶川大地震滑坡体遥感识别及生态服务价值损失评估》，《生态学报》2008年第12期。。

在经济系统结构层面，灾后大规模民生基础设施建设、市政工程修复、大型工程项目建设、工业园区布局等，在经济迅速恢复的同时，碳基能源消费量激增，2009年和2010年分别新增非生产性能源消耗约320万、230万吨标煤，然而灾区能源系统总效率只有 68.26%④根据2009、2010年四川省统计年鉴和统计公报整理。，经济结构出现“产业结构重型化、能源结构高碳化”的特征。

(2)隐性因素——生产力发展失衡。由于震区生态生产力和经济生产发展失衡，导致灾区生态经济系统生态子系统对经济子系统的服务功能衰退，经济子系统对生态子系统恢复压力增大，生态经济系统稳定性阈值降低，系统维生机制产生的自我修复能力减弱，从而引起系统内部各子系统之间协调程度降低，可持续发展能力减弱，震区生态经济系统出现次协调状态，如图4所示:

图4 汶川震区生态－经济生产力发展失衡

生态生产力是生态系统为社会经济系统提供生态服务的能力，其能力的大小可以用生态承载力来表示，在一定时空结构下，生态承载力的最大值就是生态系统承载阈值，它决定了生态经济系统中经济系统发展的最大规模。从图4可见，在震前，震区生态承载阈值为M，此时生态生产力曲线与经济生产力曲线相交于点N，代表震区生态生产力与经济生产力均衡时，生态经济系统的结构状态，N点距离生态承载阈值M较远，表示震前生态经济系统较为协调。震后，由于强烈地震的破坏，生态服务能力衰减，生态承载阈值由震前的M退化为M’，生态生产力与经济生产力曲线相交于点N’，此时点N’距离代表生态承载阈值M的直线较近，表明震后生态生产力与经济生产力的均衡点趋近于生态阈值，此时生态经济系统处于次协调状态。

三、震区低碳控制模式框架体系

(一)理论基础。在剖析震区生态子系统与经济子系统关系的基础上，通过构筑“生态—经济”系统次协调的动态控制模式，实现生态经济系统由次协调状态向协调状态演化，促进震区发展方式的根本性转变，彰显生态文明的价值品质。次协调状态的控制模式从识别生态经济系统局部行为的混沌性入手，在生态经济系统自然演化的方向上加入控制节点，在触发事件尚未发生、系统阈值尚未被突破之前，使处于次协调状态的生态经济系统向协调稳定方向演化，如图5所示:

图5 汶川震区生态经济系统次协调的低碳控制

震区生态经济次协调状态的控制模式以耗散结构理论、协同学、突变理论和混沌理论为理论基础，通过分析次协调控制的条件、动力、路径和图景，构建次协调状态控制理论体系，实现灾区生态经济系统次协调状态向有序稳定方向发展。

(1)基于耗散结构的次协调控制条件分析。震区生态经济系统是复杂的开放系统，衡量其系统内部混乱程度的物理量——熵，是由系统内部不可逆过程产生的熵增，次协调根源在于熵增和由系统与外部环境进行物质、能量及信息流动产生的负熵所构成的①钱学森、于景元、戴汝为:《一个科学新领域——开放的复杂巨系统及其方法论》，《自然杂志》1990年第1期。。震区生态经济系统次协调状态的根源在于系统内部熵增加，主要表现在诸如产业结构、生产力布局等经济参量对生态承载力的负影响，生态环境脆弱，风险增大，造成局部无序混乱。因此，次协调状态的控制条件在于从生态经济系统内部和外部引入负熵流 (合理的经济发展方式及有效的生态修复机制)，使得负熵流的值大于系统熵增，从而降低系统的混乱程度，通过对灾区生态经济系统内部生态环境参量和经济结构参量进行有效控制，能增加系统负熵流，从而实现灾区生态经济系统的良性循环。

(2)基于协同学的次协调控制动力分析。震区生态经济系统次协调状态演化的动力是基于系统内部子系统之间以及子系统内部因素之间相互竞争产生协同作用，从而产生生态经济系统的序参量，竞争是系统演化的最活跃的动力，由系统内部因素竞争和协同产生的序参量，其既是子系统合作效应的表征和度量，又是系统整体的运动状态的度量，主宰系统的演化过程。因此，次协调状态的控制动力在于通过发展生态生产力，调整经济生产力，使得两种生产力在系统内部竞争机制下产生稳定有序的系统结构参量即序参量，并使其在次协调演化过程中成为主导因素，引导次协调状态向协调状态演化。

(3)基于突变理论的次协调控制路径分析。突变论认为系统的演化路径具有多样性，如果经济子系统和生态子系统的突变以及由于二者的耦合作用所导致的环境的突变对系统次协调状态出现有益的局面，则其影响因子的运动方向就是系统演化的方向。因此，次协调控制的路径就是经济及生态子系统内生态承载力、产业结构、科技进步等因素共同促成的有益于系统次协调良性循环的逐变和突变，从而形成新的系统结构，产生新的协调状态。

(4)基于混沌理论的次协调控制图景分析。生态经济次协调状态对系统初始条件具有强烈的敏感性依赖，在次协调状态演化过程中如果初始条件发生极其小的改变，通过信息增值，将导致整个系统在宏观上出现不同的演化过程和演化阶段，也就是出现蝴蝶效应。基于此，为了实现震区生态经济系统的协调发展，在次协调状态向不协调状态演化的起始阶段，通过调整产业、能源结构，发展低碳技术等有效措施和反馈机制及时对其进行控制，使整个系统转变发展方式，沿着良性方向发展。

(二)控制模式

(1)经济参量控制。灾区生态经济次协调产生的根本原因在于生态生产力和经济生产力的发展失衡，由于生态系统有其自身特定的运行机制，其恢复需要漫长的过程，因此生态生产力可视为慢变量，与生态生产力相比对经济生产力的调控具有相对容易、见效快的特征，可视为快变量。灾区生态经济系统中，对快变量经济生产力的调控主要可以从产业结构、能源结构、技术结构调整入手。产业结构调整主要涉及产值结构、产业布局结构等领域，其调控的结果直接关系到产业经济对生态环境的负载压力。能源结构主要涉及能源供给结构和能源需求结构。目前灾区能源供给结构主要以碳基能源为主，同时灾后重建工程造成能源需求缺口巨大，因此，能源结构调整方向是建立多元化的能源供给结构，根据区域实际发展水电、核电等清洁能源，同时提高能源利用效率，从供给和需求两个角度构建低碳能源结构，减少碳基能源消耗对生态环境的压力。技术结构主要涉及低碳技术的研发与推广应用，目前灾区低碳技术研发较为落后，其调控的方向应着力于低碳技术创新体系的全面构建，打破高碳技术结构壁垒，形成以低碳技术为核心的技术创新机制，发挥低碳技术对产业、能源结构调整的支撑作用，从而根本上改变经济系统增长模式，减缓经济系统对生态系统的压力。因此，经济参量的控制其核心就是对各参量进行合理优化布局，通过调整经济生产力，转变经济发展方式，减少经济系统对生态系统的负影响，协助生态系统自我修复，恢复生态承载力，达到生态经济系统均衡发展。

(2)生态参量控制。作为灾区生态经济系统核心变量的生态参量，从协同性角度来看属于慢变量，应在大时空尺度上遵循经济系统自身规律，将经济系统对生态系统的干扰降低到最小值，以减轻负荷压力，依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化，或者利用生态系统的这种自我恢复能力，辅以人工措施，使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展。其主要以灾区生态修复为主，通过恢复灾区森林、草地、湿地、水体、山体、农田等自然和人工生态子系统的生态承载能力，提升生态系统对经济系统的支撑能力，实现生态经济系统内部信息、能量和物质的良性循环;同时，在遵循生态修复机制原理的基础上，根据灾区不同生态子区域特性，进行合理生态分区，加大灾区生态恢复所需人、财、物的投入力度，并建立生态考评机制，从制度上保障灾区生态重建进程。对灾区生态经济系统生态参量的控制，本质上就是利用生态修复机制，辅之生态投入和生态考评机制，发展灾区生态生产力，消除生态系统的混沌不稳定状态，提高灾区生态系统承载力，以达到生态系统和经济系统的协调发展。

四、结 语

实现震区生态经济系统由次协调状态向协调稳定状态发展，其本质是控制生态经济系统内各系统参量，通过构建生态生产力与经济生产力均衡发展的低碳模式，使系统在生态承载力阈值范围内，实现震区生态经济社会的可持续发展。鉴于此，从能源结构调整、产业模式优化、技术体系、生态投入机制、绿色考评体系等层面提出灾区生态经济次协调控制的对策建议。

1.提高能源利用效率，加快能源结构调整步伐，减轻生态环境压力。立足震区能源“水丰气多，煤少油缺”的现实，发挥水能、天然气等低碳清洁能源富集的优势，深挖内部节能减排潜力，提高能源利用效率。依托外部对口援建政策，加强与援建省市在低碳能源开发、利用、技术等领域的合作，内外发力，促进震区能源结构调整，力争将震区建成优质清洁能源 (水电、天然气)生产基地，形成以优质清洁能源为主体、煤炭生产和燃烧清洁化、新能源和可再生能源长足发展、油品消费保障充分、能源各行业协调发展的能源结构。通过加速推进能源生产结构向低碳化转型，引导鼓励能源消费结构向低碳化转型，提倡节能降耗，积极发展低碳建筑，大力发展碳生产力，降低碳强度，减轻震区高碳排放带来的环境压力。

2.延伸循环型产业链，加强产业模式优化力度，降低资源枯竭风险。震区高消耗、高排放的重型化产业模式最终将造成资源枯竭环境恶化，震区应转变产业发展模式，在推进三次产业结构优化的同时，着力于三次产业内部各行业的优化升级，在企业层面加大清洁生产力度，在行业层面完善循环产业链，在园区层面大力推进特色产业园区建设，优化产业空间布局，以循环经济理念指导产业模式优化，抓好资源减量化、再循环、再利用，通过加强节能管理，改造传统产业，制止高耗能行业盲目投资，发展具有低碳特征的新型产业和特色产业，利用对口援建省市的产业优势，合理承接产业转移，制定相应的土地、财税政策，鼓励企业进行清洁生产，从而降低震区资源枯竭带来的环境恶化风险。

3.建立生态投入机制，稳步推进生态恢复重建，提高生态承载能力。震区作为长江上游重要的生态屏障，生态地位极其重要，尽快建立起包含生态资源补偿在内的灾区生态建设投入机制，对推进震区生态重建，恢复生态承载力，提高生态系统服务功能，消除生态经济系统次协调具有重要的战略意义。建立主体多元化的生态投资机制，制定震区生态投资、环境治理、开发绿色产品的税收倾斜政策;制定方式多样化的生态融资战略，在带有纯公共物品性质的生态投资项目中，只采用财政拨款的方式加以建设。介于非经营性和经营性之间的生态项目，可采取以政府财政投资为主，引入民间资本和外来资本，组建多元化投资的法人实体进行运作。投资周期较长、风险较大的生态建设项目，可以通过股票筹资或引入风险资本。

4.健全技术创新体系，提升低碳技术创新能力，支撑震区低碳重建。完善和发展“以政府为引导、市场为导向、企业为主体、投入为基础、服务为保障、高等学校和科研机构共同参与、产学研结合”的震区技术创新体系，加速低碳技术创新进程，加大低碳技术创新强度，提高低碳技术创新能力，解放和发展灾区低碳技术生产力。一是在震区重建中积极开发应用诸如节能减排、绿色建筑等低碳技术，同时完善震区低碳技术创新投入体系，创立开放式低碳技术创新投入机制，在政府引导和示范作用下，引入多元化的投资主体，鼓励民间资本和外资进入低碳技术研发和推广领域，形成以政府投入为主导、企业和民间投入跟进，多元化的低碳技术研发投入体系。二是加速震区低碳技术创新服务体系建设，建立以低碳技术评估机构、金融服务机构、技术推广机构、技术交易市场和公共信息平台为主体的创新服务体系。

5.构建绿色考评机制，完善生态经济政策体系，保障发展模式转型。生态经济政策体系是震区转变发展方式的重要保障平台，应着力于以下两个方面，深入完善以组织领导体系、政策法规体系、投入保障体系和社会环境体系为主体的低碳发展政策保障体系。一是加强低碳经济相关的产业政策、能源政策、技术政策、财税政策、金融政策等向灾区倾斜力度;探索震区生态补偿新机制;在产业层面，推行排污权许可证交易、碳减排自愿协议、绿色标签、绿色认证计划，第三方融资等政策工具;制定和实行低碳产品优先采购政策、企业低碳化投资的财政、融资等优惠政策。二是将“碳强度、清洁能源占一次性能源消费比例和森林覆盖率”作为强制性指标纳入灾区考核体系，建立“绿色低碳评估体系”，把碳排放指标完成情况与灾区各级政府政绩挂钩;设置科学、公平的目标责任制，加大正向激励的力度，调动震区地方政府和企业的低碳重建的积极性。