陕西省产业结构生态环境效益演化分析

张晶晶，文彦君,2，陈姗姗， 刘 嬉，朱婵婵,2，宋海龙,2,3

(1.宝鸡文理学院 地理与环境学院，陕西 宝鸡 721013；2.宝鸡文理学院 灾害监测与机理模拟陕西省重点实验室，陕西 宝鸡 721013；3.绥德中学，陕西 绥德 718000)

1 前 言

产业结构与经济、资源和环境之间存在着密切关联，作为人类经济活动与生态环境之间的枢纽，产业结构不仅调节着自然资源在产业内部的配置，而且对资源消耗和环境污染有着不可忽视的调节作用[1-2]。随着经济增长与社会文明的不断进步，实现资源和环境之间的可持续发展已经成为社会经济发展的主流[3]。区域之间资源禀赋的差异造成不同区域间主导与支柱产业不同，其对区域资源与环境产生的外部效应也会不同。

目前，学界普遍认为产业结构的组合类型和强度是影响环境污染、资源利用和经济效益的重要因素。20世纪五六十年代，由于经济增长导致的资源环境问题引起了西方国家的重视，一些学者将生态学思想引入经济领域，试图更好的解决生态与经济协调发展问题，由此诞生了生态经济、产业生态学等交叉学科，带来的产业结构生态环境问题，逐渐成为研究的热点[4～6]。1971 年福雷斯特首次提出产业环境概念，倡导政府在经济发展和产业转换过程中充分考虑产业结构与生态环境的协调性[7]；1985年米勒和布莱尔利用投入产出方法对产业活动中能源投入和污染物排放进行定量分析，在整个产业资源环境效益评价基础上，明确了产业结构调整与优化的方向[8]，以及后来学界通过大量研究表明，调整产业结构和经济增长方式对实现社会和生态环境的可持续发展起着关键性的作用[9-10]。在国内，产业结构演变的资源环境效益以及资源与环境约束下的产业结构调整及主导产业选择成为研究的重点，如彭建、崔凤军和赵雪燕等对不同产业的生态环境影响进行权重赋值，用区域产业结构生态环境影响指数评价区域产业结构变化的生态环境效应[13～15]；张晓东和顾晨洁等研究认为，不合理的产业结构是导致区域资源环境承载力受限的主要因素[16-17]。此外，还有学者就水资源、土地资源及生态资源承载力等进行产业结构研究[18～21]。综上所述区域产业结构是影响生态环境效益的重要因素。

本文在前人对产业结构相关研究的基础上，以生态环境效益为切入点，对1998～2015年陕西省产业结构生态环境效益演化过程进行分析，注重研究该阶段内区域产业发展对生态环境的影响、产业结构变动的区域差异及其成因。科学总结陕西省产业结构生态环境效益的演变特征，为陕西省今后合理调整产业结构、实现区域产业结构和经济、生态环境之间的可持续发展提供借鉴。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

数据主要来源于1998～2016年的《陕西省区域统计年鉴》《陕西省统计年鉴》及陕西省各市国民经济与社会发展统计公报；部分数据来源于新闻报道和网页资料。

2.2 产业结构生态环境效益研究方法

不同的产业在发展过程中，所需的资源及释放的各种废弃物，对生态环境产生不同的影响。例如，种植业、畜牧养殖、工业原料林建设、旅游区开发、水利与水电的开发建设、建筑行业的发展等对自然系统的自然生产力、自维持能力以及生物与非生物重要目标的保护可能带来较大影响，而工业、矿业以及交通运输业等的开发建设则可能带来较为严重的污染影响。

通过分析各产业发展对生态环境影响的程度及影响方式的不同，本文侧重从污染影响的角度，参考前人的研究成果，对不同产业类型的生态环境影响进行系数赋值，范围在[1，5]区间内[13]。(表1)。通过构建区域产业结构的总体生态环境影响指数(IIISNE)，根据区域产业结构变化对生态环境所产生的影响或干扰状况程度，将其划分为5个等级(表2)。

表1 各产业生态环境影响系数Tab.1 Eco-environmental impact coefficient of each industry

表2 产业结构生态环境影响指数分级Tab.2 Index classification of the eco-environmental impact of industrial structure

产业结构生态环境影响指数表示为：

IIISNE=P1W1+P2W2……+P9W9

(1)

式中，P1，P2，……，P9指各产业的生态环境影响系数，W1，W2，……，W9表示相应的各产业的产值比例。

根据公式(1)，以三次产业结构的划分来计算IIISNE，其中第一产业为种植业、林业、畜牧业、渔业，其生态环境影响系数的平均值为2.25，第二产业为轻工业、重工业、建筑业，其生态环境影响系数的平均值为4，第三产业为交通运输业和其他产业，其生态环境影响系数的平均值为2.5，则：

IIISNE=2.25Z1+4Z2+2.5Z3

(2)

其中Z1、Z2、Z3分别为一、二、三产业的产值比例[6]。

3 陕西省产业结构生态环境效益演化分析

3.1 三大区域产业结构生态环境效益变化分析

根据生态环境影响指数，对陕西省产业结构的生态环境效益进行评价，指数越大，表示产业结构对生态环境污染程度越高，造成的干扰越大，产业结构生态效益则越差；反之，产业结构的生态环境效益越好。

图1看出，1998～2015年，陕北地区产业结构生态环境影响指数(IIISNE)基本呈持续上升趋势。1998年以来增长变化幅度较大，IIISNE最低值为2.88，最高值为3.58，研究时段内年平均增长速度为1%，产业结构变化对生态环境干扰趋势整体增大。1998～2012年，陕北产业结构的生态环境影响指数基本为正向增长，期间IIISNE年平均增长率为1.57%，是陕北产业结构对生态环境产生影响的主要阶段，这与陕北地区工业化发展阶段密切相关，而此阶段是陕北工业化发展的初期阶段，其资源型经济发展带来严重的负面影响，生态环境急剧恶化；2013～2015年为产业结构生态环境影响指数的下降时期，年平均下降1.69%，表明产业结构经过调整优化对生态环境的负面影响程度在不断减小，陕北地区生态环境保护措施初见成效。

图1 1998～2015年三大区域产业结构生态环境影响指数变化图Fig.1 change chart of eco environmental impact indexes of industrial structures in three major 1998～2015

1998～2015年，关中地区产业结构生态环境影响指数变化较为平稳，且整体差距保持在3.08～3.24之间，IIISNE年平均增长速度为0.162%，IIISNE增长基本较小，2013～2015年保持持续下降趋势，表明了关中地区生态环境保护措施较好，受产业结构变化的影响较小。

陕南地区产业结构的生态环境效应整体较好。IIISNE 数值整体较低，但年均增长速度达到0.732%，基本呈现出持续上升的趋势，尤其2010～2014年，其IIISNE年平均增长1.38%，是产业结构生态环境影响指数的主要上升期。究其原因，受国家政策支持，该时期在陕南地区第二产业中，钢铁和有色矿产资源得到有效开发利用，工业处于快速发展时期，产业发展对环境压力较大，同时也与其环境污染治理滞后有关。

综上所述，1998～2015年陕西省三大区域产业结构对生态环境的影响随时间变化都呈现出不断增大的趋势，同时，三大区域中产业结构对生态环境影响指数全部在2.8以上，根据产业结构生态环境影响指数分级(表2)，属于中等以上水平。三区之间产业结构变化对生态环境影响的差距总体趋势为逐渐缩小，产业结构的生态环境效应趋于正向变化。除此之外，各区域之间产业结构对生态环境的负面干扰仍存在着较大差异，首先，产业结构生态环境影响指数最低出现在陕南为2.82，最高出现在陕北为3.58，可见区域之间产业结构对生态环境影响水平相差较大。其次，从平均值来看，陕北产业结构的生态环境影响指数整体高于其他两个区域，其平均值为3.4，关中地区整体处于陕北和陕南之间，产业结构生态环境影响指数平均值为3.17，陕南整体最低，平均值为2.99。最后，从IIISNE增长速度来看，陕北>陕南>关中。总体来看，三区产业结构变化对生态环境的影响效果差异明显，还需进一步协调三区之间的发展。

3.2 产业结构生态环境效益空间格局演化

表3为陕西省各市产业结构生态环境影响指数，从1998～2015年，除西安市产业结构生态环境影响指数为持续下降趋势外，其余各市均为增大态势。根据计算结果以及生态环境影响指数分级表可知，在整个研究时段内除延安市和榆林市以外其他各市产业结构生态环境影响均在2.5～3.49范围内变动，各市历年产业结构对生态环境的干扰等级均属于中等，而延安市和榆林市产业结构的生态环境干扰程度在整个时间段内出现跨级现象，延安市产业结构生态环境影响指数在2003～2014、2015年均超出3.5属于干扰程度较重一级，榆林市产业结构生态环境影响指数在2008、2010～2013和2015年超出3.5，达到生态环境干扰程度较重一级，其产业结构的生态环境效益差。

表3 陕西省各市产业结构生态环境影响指数Tab.3 ecological environment impact indexes of industrial structure in each city of Shaanxi

对陕西省产业结构生态环境效应进行聚类，得到不同阶段陕西省产业结构生态环境效应聚类图(图2)。图中看出，陕西省产业结构生态环境影响指数较大地区主要分布在陕北和关中地区，且陕北地区产业结构生态环境影响指数呈现出不断增大趋势，而其产业结构的生态环境效益较差；关中各地区产业结构生态环境影响指数逐渐减小，尤其西安市产业结构的生态环境效益随时间变化明显转好；陕南产业结构生态环境影响指数普遍较小，其中商洛和安康生态环境效益下降，汉中市产业结构生态环境效益转好。

图2 1998～2015年陕西省产业结构生态环境效应聚类Fig.2 Clustering of ecological and environmental effects of industrial structure in Shaanxi Province in 1998～2015

3.3 产业结构生态环境效益变化的区域差异分析

3.3.1 产业结构生态环境效益区域分异度的时间变化分析

表4看出，陕西省各市产业结构生态环境影响指数标准差高于变异系数，绝对差异大，相对差异较小。1999～2008年间陕西省各市产业结构的生态环境影响指数标准差和变异系数值均表现为不断增大，2009～2015年均不断减小，表明陕西省各市产业结构对生态环境的影响年际差异总体先增大后减小，各市产业结构对生态环境的影响逐渐趋于稳定，产业结构的生态环境效益呈现转好趋势。

表4 1998～2015年陕西省各市产业结构生态效益差异分析Tab.4 Variation analysis of ecological benefits of industrial structure in Shaanxi Province in 1998～2015

3.3.2 产业结构生态环境效益变化趋势的区域差异分析

从增长速率看，在整个研究时段内，榆林市和安康市产业结构生态环境影响指数增长速率最大(图3)，表明其产业结构生态环境效益下降速度最快；延安市、铜川市和商洛市产业结构生态环境影响指数次之；关中整体增长速率较小，尤其西安市产业结构生态环境影响指数增长速率最小为负数，表明其产业结构生态环境影响在不断减小，其产业发展的生态环境效益最好。从标准差分布来看(图4)，榆林市、延安市和安康市标准差最大，表明其产业结构生态环境影响指数增长的变化幅度大，具有不稳定性；西安市产业结构生态环境影响指数变化的标准差最小，表明其产业结构对生态环境的影响持稳定态势，未来其产业结构对生态环境的干扰呈持续减小趋势。综上分析，关中地区产业结构生态环境效益较其他区域要好，尤其是西安市，其产业结构生态环境效益为持续上升趋势，而陕北地区产业结构的生态环境效益表现最差，未来产业结构极有可能加重对生态环境的干扰。

图3 增长速率Fig.3 Growth rate

图4 标准差分布Fig.4 Standard deviation distribution

4 陕西省产业发展对生态环境的影响

不同类型产业在发展过程中，对生态环境的影响或干扰程度不同。陕西省产业结构发展对生态环境所造成的影响程度不仅受各地区产业结构差异的影响，而且与陕西省各地区本身的自然环境差异有关。

陕北地区本身自然环境较为脆弱，加之长期以来依靠地区资源优势形成了以能源化工业为主的产业发展形态，虽然取得了一定的经济效益成果，但也因此造成其生态环境持续恶化，尤其近年来陕北环境污染事件频发，包括原油泄漏、油气管道腐坏等对生态环境造成严重威胁，引发社会各界的高度关注；另一方面，其农业及畜牧业造成的土地、草场退化、沙化等生态问题也较为严重。

关中地区工业门类较为综合，其中纺织、造纸、食品加工共工业分布较多加之人口集中生活污水排放量大造成其水体污染严重，废水排放量占陕西省主要部分，同时近年来由于工业排放、建筑施工频繁造成空气污染严重，其中雾霾成为关中地区的主要环境问题；关中农业生产条件发达，其主要问题为农药、化肥、地膜、薄膜的过量使用，造成一定的面源污染。

陕南自然环境本身基础较好，但由于陕南地区经济社会发展相对滞后，科学发展水平较低，环境保护工作不到位造成其生态环境保护压力增大。近年来，随着城镇化、工业化快速推进，面源污染日益成为陕南汉丹江流域水环境安全的隐患。除此之外，陕南地区农业生产每年施用化肥和农药达30万吨左右，通过地表径流输给河流的氮磷钾及有害物质占到水质污染的50%以上[22]。同时陕南农村环境污染较大，存在着生活垃圾污染及畜禽养殖污染。

大体上看，陕西省三大区域产业结构发展对生态环境的影响侧重点不同，但都对当地的社会经济发展造成一定影响，除加大保护和治理力度外，陕西省三大区域产业结构发展仍需进一步调整优化，以减轻生态环境的现有压力。

5 结论和讨论

5.1 陕北地区的生态环境影响指数持续增大，其生态环境效益不断下降。究其原因，陕北地区的经济增长方式和主导产业紧密相关，而其为我国主要能源化工产业基地，不合理的能源开发造成了资源浪费和环境恶化。近年来，虽然采取一定整治措施，随着更大规模的开发建设，对生态环境破坏程度也不断增加，生态环境问题仍然成为区域可持续发展的阻力。

5.2 陕南产业结构的生态环境效益在三大区域中属于最好的区域，但其生态环境影响指数年均增长速度较快，尤其2010年以后其年均增速达到1.38%，后期产业结构发展对生态环境造成的影响应引起重视。

5.3 陕西省产业结构发展对各个区域生态环境的影响程度不同。在今后发展过程中，需要进一步优化产业结构，实现陕西省产业结构生态环境效益持续健康发展。