煤炭开采与生态保护的耦合机理及路径研究

闫 函 吴 蔚 李中元(山西省环境科学研究院，山西 太原 030027)

煤炭开采与生态保护的耦合机理及路径研究

闫 函 吴 蔚 李中元
(山西省环境科学研究院，山西 太原 030027)

机理是一个事物演变的原因与道理，研究煤炭开采与生态保护的耦合机理即寻找二者耦合的原因。本文确立了横纵两大方向，纵向以时间为维度，从历史视角，运用事实演化论述；横向基于理论基础，从耦合动因与耦合障碍正反两方面证实耦合机理。基于原因分析，从制度建设、管控体系、生态补偿、技术革新等方面提出了煤炭开采与生态保护的耦合路径。

煤炭开采；生态保护；耦合

中国资源相对丰富，能源消费结构基本形式是“以煤为基，多元并存”，煤炭消费的绝对值逐年增加。但我国采矿条件差，煤田结构复杂、开采成本大、难度高，形势不容乐观。另一方面，生态环境被提高到“五位一体”的新高度，国家强力改善生态环境总体质量，推进集约型资源利用。因此，煤炭开采与生态保护的耦合关系成为研究焦点。

1 历史纵观

18世纪后期，瓦特发明蒸汽机，人类迎来了史上第一次能源转换，从木材到煤炭，由此之后，“煤炭时代”开始。

图1 重要年份各能源在消费结构中所占比重

由图1可知，煤炭的消费量虽处于下降趋势，但在整个能源消费结构中都占最主要位置，煤炭为工业的发展提供了持续动力，经济飞速发展的同时，部分学者提出环境资源的稀缺性，生态承载能力有限性等理论，反对传统经济学“环境资源取之不尽用之不竭”的假设条件[1-2]。

工业革命加速发展，煤炭资源开采量急剧上升，极大地影响了土地、水资源、大气的质量。科技进步，观念改变，已经使人类对自然界中细微的变化十分敏感，以人为本的社会更加注重舒适的人居环境。同时，环境资源经济学家也进行大量研究，测算生态环境有多大的承载力去应对不断发展的采掘产业。煤炭开采与生态保护的耦合也因此成为历年研究重点。

2 现实探究

2.1 煤炭开采与生态保护的耦合动因

在我国煤炭资源储量大、开采难、人均拥有量小、煤炭资源利用率低等特殊国情条件的制约下，煤炭开采与生态保护的耦合成为必然。促成耦合的具体原因有以下四个方面：资源的稀缺性、资源的可持续利用、帕累托最优原则、循环经济的现实要求。

2.1.1 耦合效应根本源自资源的稀缺性

西方经济学中把“稀缺”主要概括为：在某一特定时期内，资源的存量不能满足人类的无限需求[3]。煤炭资源在短时期内不能再生，是绝对稀缺的，一旦煤炭存量都已利用，边际费用增加，人类无法找到煤炭的完全替代品，生产资料无法及时调整，煤炭资源的有限性约束经济等领域的正常运转。

生态环境是有限稀缺的。生态环境可以容纳污染物，提供休闲、舒适的生活生产支持。当生态环境存量小于人类的需求时，就会对经济的正常发展形成限制。因此，煤炭开采过程中如果不注意保护生态环境，必然会凸显环境资源的稀缺性，从而影响煤炭资源的开采活动。二者双向作用影响，必然导致耦合效应出现。

2.1.2 资源的可持续利用推动耦合效应形成

按自然资源种类分，煤炭属于不可回收的可耗竭资源。工业不断发展，煤炭使用数量急剧增加，煤炭资源衰竭速度加快。而且，在煤炭使用过程中和使用后，都会排放大量有害物质，所以煤炭资源利用率的高低直接影响环境的好坏。

在没有人类作用的情况下，土地、植被、大气和水资源都可以通过自身的新陈代谢保持绵延不绝。在适度开发资源的情况下，资源可以回复、循环、再生产；反之，它们就会失去原来的可更新性。煤炭资源的不合理开采不仅会使自身濒临耗竭，还会影响土地资源、水资源、大气和植被的正常状态。在现有煤炭开采技术水平条件下，矿产资源区的生态环境问题明显比一般经济开发区严重。鼓励煤炭企业使用清洁技术，进行清洁开采，将是煤炭企业在生态建设方面要达到的目标。

2.1.3 追寻帕累托最优促成耦合效应形成

煤炭开采与生态保护的耦合探究本质是在追寻社会福利最大化，也就是帕累托最优。该理论通过埃奇沃思盒状图来解释，假设煤炭开采企业A和生态保护部门B，生产要素劳动(L)与资本(K)，两种产出物X和Y，并且两种生产要素的数量固定不变，则两种商品的等产量曲线如图2所示。

图2 艾奇沃思盒状图

如果资源配置在D点，那么资源就没有得到充分利用，此时，将D点移动到生产契约曲线上，就可以达到高效生产的目的。改变任何一个点，如果整体效用减少，说明初始点就是福利最大化的位置[4]。

在研究中，对于煤炭资源的效率十分重视，因为它决定了环境资源配置和利用方式的选择。生态环境因素会影响到整个社会的福利水平，源于它能影响任何生产可能性边界的能力。因而，将经济社会中的煤炭开采行为、经济发展和生态环境、社会福利联系起来，在兼顾效率与公平的基础上分析环境经济问题，实现环境资源配置的效率目标，会使社会福利最大化。

2.1.4 循环经济的现实要求

循环经济就是“废物再循环、再利用”，它要求人类社会在生产生活的各项活动中做到节约资源、减少浪费、废弃循环。传统的经济增长依靠资源消耗与利用，呈现线性增长方式，企业利用资源进行生产，出售产品、产品消费之后，将废弃物丢弃，至此完结。而循环经济增长理论就是要改变这种线性增长方式，对资源整合重新利用，出现类似环形模式。

具体到煤炭开采中，就是要求将伴生的其他资源甚至排弃物进行综合搜集利用，如：煤矸石、煤层气、煤灰、煤泥等，可利用到建材行业、回填矿区等领域，在充分利用资源的同时还可以减少煤炭开采引起的负外部性。

2.2 煤炭开采与生态保护的耦合障碍

虽然有多方面的因素促进煤炭开采与生态保护的耦合，但是依然存在许多因素阻碍二者正常协调。以下从公地的悲剧、外部性(主要是负外部性)、市场失灵、政策失效四个方面分析。

2.2.1 公地的悲剧

公共物品主要是区别于私人物品，不具备专有性和排他性的。多主体拥有所有权，个体使用资源的成本很小，远不及社会付出的成本，因此资源会被超额利用。造成“人人所有，人人没有，谁都应负责任，谁都不负责任”的情形。所以，个体不会关心资源不断减少的现状，造成大量浪费，目光短浅，常常竭泽而渔，不想为扩大再生产付出任何成本，致使资源滥用枯竭。在采煤过程中，煤炭开采主体不顾对生态环境产生的影响，造成了土地、植被、水资源、大气等的破坏，从而使煤炭开采与生态保护难以协调。

2.2.2 外部性的制约

外部性分外部经济与外部不经济，煤炭开采引起的环境污染是一种外部不经济。

图3 外部不经济的私人成本和产量及社会成本和产量

MSC是社会边际成本，它和边际收益MR的交点即为有效的合理产量，但是，在外部不经济的状态下，会出现一条私人边际成本MPC，这一成本低于社会边际成本，从而造成了MPC与MR的交点所对应的产量大于有效合理的产量，同时，私人边际成本所对应的价格低于社会边际成本所对应的价格，因此，更催生了个人逐利行为[5]。

煤炭开采造成的污染与浪费是外部不经济的一种典型代表，煤炭开采企业是一种微观主体，在获利动机驱使下他们计算的只是与其所得利益直接相关的成本，漠视自身行为产生的环境成本，若没有相应的法律机制与价格机制制约，他们没有动力进行生态环境保护，因此要做到煤炭开采与生态保护的耦合存在很大困难。

2.2.3 市场失灵的影响

资源配置扭曲就是市场失灵。很多诱因都会造成市场失灵，但是外部性和公共物品是两个重要的因素。在环境资源配置过程中，水、空气等表现出了环境和自然资源特属的公共物品性质。在采煤过程中，对环境免费消费，于是往往表现出非竞争性、非排他性和市场失灵，结果是煤炭开采无视生态保护，影响二者的耦合协调。

2.2.4 政策失效的妨碍

政府进行干预必然是源于市场失灵，但市场失灵并不必然引起政府干预。理论上，政府可以建立相应的政策法规或者改变制度体系纠正市场失灵。在煤炭开采过程中，不注意保护而造成水土流失、植被减少等，政府就可以通过向煤炭开采企业征收税款来抑制破坏生态的行为，或者提供补贴来鼓励回填复垦。

但有时政府出台的政策对于市场失灵作用甚微，甚至会使市场进一步扭曲，出现政策失效，即生产者的边际生产成本低于生产要素的成本，即会导致生产要素(资源)无节制使用，造成生态恶化。政策实效无疑给煤炭开采和生态保护的耦合增加难度，当市场失效需要政府干预，政府却没有反应时，结果比市场失灵更加糟糕。

3 煤炭开采与生态保护耦合路径

(1)创新制度，合理管控。在严格遵循各项法律法规的前提下，针对不同矿区特点，因矿制宜。厘清矿业产权，将生态保护与矿权挂钩，并设立采煤效率与生态恢复(保护)的双向考评制度，以此作为第二轮矿权分配的依据，这样将市场运行与政府调控有机结合，既防止煤企目光短浅，带来“负外部性”，又有效降低“政策失效”的风险。

(2)调整结构，多元补偿。调整煤炭开采行业结构，叫停传统粗放式采煤企业，推行“绿色开采”模式，最大力度降低污染物排放。贯彻“循环发展”的理念，延伸产业链，将废弃物回收利用，保证低开采高利用。运用多元化生态补偿方式，煤炭开采中，“谁破坏，谁补偿”，煤炭开采之后，“谁受益，谁补偿”，并且，需要以煤炭开采量为基准，建立一套科学的补偿标准[6]。

(3)革新技术，高效开采。大力推广清洁型开采技术，如煤矸石回填复垦、煤层气抽采技术、矿井水循环利用技术等，力争资源最优配置。采用新型环境预警技术，贯穿采煤整个过程，一旦发现超标排污，立即停止开采并采取相应措施，防止出现“先污染，后治理”。以此来确保煤炭开采与生态的平衡协调。

[1]M.Farhad Howladar.Coal mining impacts on water environs around the Barapukuria coal mining area，Dinajpur，Bangladesh[J].Environmental Earth Sciences，2013，70(1)：215-226.

[2]Alhamed M，Wohnlich S.etal. Environmental impact of the abandoned coal mines on the surface water and the groundwater quality in the south of Bochum，Germany[J].Environmental Earth Sciences，2014，72(9)：3251-3267.

[3]Loupasakis C，Angelitsa V，Rozos D.etal. Mining geohazards—land subsidence caused by the dewatering of opencast coal mines：The case study of the Amyntaio coal mine，Florina，Greece[J].Natural Hazards，2014，70(1)：675-691.

[4]范小杉，高吉喜，田美荣，张玮.内蒙古自治区煤炭开采资源耗损及生态破坏成本核算与分析[J].干旱区资源与环境，2015，29(9)：83-86.

[5]赵国浩，卢晓庆.煤炭开采综合效益模型及其应用[J].资源科学，2011，33(10)：1924-1931.

[6]张思锋，杨潇.煤炭开采区生态补偿标准体系的构建与应用[J].中国软科学，2010，12(8)：106-116.

Coupling Mechanism and Path Research of Coal Mining and Ecological Protecting

YAN Han WU Wei LI Zhongyuan
(Environmental science research institute of Shanxi Province，Shanxi University；Taiyuan 030027)

Mechanism is the cause of the evolution of things. Research on the coupling mechanism of coal mining and ecological protecting means to find the coupling reasons of the two. This article established transverse and longitudinal direction. Longitudinal dimension is time. Using facts evolution to discuss from the perspectives of history. Transverse dimension is theory basis. Confirming the coupling mechanism from the coupling agent and coupling obstacles. Based on the analysis of the causes，puts forward the coupling paths of coal mining and ecological protecting which is from system construction，control system，ecological compensation and technology innovation.

coal mining；ecological protecting；the coupled

闫函，高级工程师，环境政策信息研究所副所长，从事环境政策研究、环境标准制定以及环境影响评价等

X21

A

1673-288X(2017)01-0107-03

引用文献格式：闫 函 等.煤炭开采与生态保护的耦合机理及路径研究[J].环境与可持续发展，2017，42(1)：107-109.