資源型城市是一個高密度提供能源、原材料的人工復雜系統，與自然系統緊密結合，并且資源的開發利用有其特殊過程和特點，因此我們重新審視這一特殊類型城市的生態系統具有很重要的意義。今天，與大家分享四個方面的問題：一是資源型城市生態
經濟系統分析的意義；二是資源型城市生態經濟系統的特征與功能；三是基于能值理論的資源型城市生態經濟系統分析新思路；四是資源型城市生態經濟系統分析案例分享。
一、資源型城市生態經濟系統分析的意義
資源型城市生態經濟系統分析的意義，總結起來有四個方面。
第一，生態文化時代需要正確審視資源價值。資源型城市是以自然資源的開采和加工為基礎發展起來的城市。這些城市又根據自然資源的不同，有不同的城市類型，比方說煤炭城市、石油城市、建材城市、黃金城市、森林城市等。這類城市一個很重要的特征就是因資源而立、因資源而興。這類城市由于資源的高度集聚，為國家建設貢獻了寶貴的能源與原材料。
以前，我們認為資源是取之不盡、用之不竭的，因此導致了成品的高價、原料的低價和資源的“無價”。這里的“無價”并不是無價之寶的“無價”，資源“無價”是沒有價格。這些資源的價值是無價之寶，我們要對其價值進行客觀分析。
第二，生態文明時代需要正確認識生態系統與經濟系統的關系。人類活動產生經濟行為，經濟行為離不開自然生態的支撐、離不開自然資源的支撐。生態系統是自然的系統，經濟系統(經濟社會系統)是人類干預的系統。生態文明割裂不開生態系統和經濟系統密切的關系，也就是：既要青山綠水,也要金山銀山，而且綠水青山就是金山銀山。
怎樣理解“兩山”理論的內涵？在本質上，“兩山”理論是自然和人文的結合。經濟系統的開發、發展需要依賴自然系統；開發自然系統也需要經濟系統的投入，二者誰也離不開誰。所以，資源型城市生態經濟系統是自然生態系統和人類經濟系統的一個高度結合。
第三，通過今天的分享讓大家增強垃圾分類的動力。上海正在進行的垃圾分類制度非常嚴格，很多人覺得垃圾分類是一個復雜的系統工程。但是如果不這么做，“垃圾圍城”現象就會越來越嚴重，“城市，讓世界更美好”的理念也就很難實施。所以，垃圾分類勢在必行。我們應該明確為什么分類、應該怎樣分類。不同垃圾內在所含的能量不一樣，所含的能量質量不一樣，這是垃圾分類的一個很重要的理論基礎。
第四，為“無廢城市”提供理論指導。2019年年初，國家提出開展“無廢城市”建設試點。要真正實施“無廢城市”，我們就要理解廢物的產生和各種廢物的特性。所以，今天的內容有利于對“無廢城市”的理解，也有利于“無廢城市”的實現。
二、資源型城市生態經濟系統的特征與功能
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在談資源型城市生態經濟系統的特征與功能之前，我們先來談一談生態經濟系統的內涵與特征。
生態經濟系統，是由生態系統和經濟系統相互交織、相互作用、相互結合而成的復合系統，二者之間存在著物質、能量和信息的交換，還存在著價值流循環與轉換。（這里的經濟系統也包括了社會系統，準確地應該稱為經濟社會系統。只是為了簡單地表達，這里用經濟系統來表達。）
生態系統與經濟系統相互交織、耦合具有必然性。生態系統和經濟系統耦合通過人類活動實現，以技術為中介。人類的經濟活動在生態系統中進行的，必定影響、改變生態系統。比方說，由于自然資源的開采而形成了資源型城市，隨著人類經濟的發展，資源型城市越來越多成為資源枯竭型城市。
生態經濟系統有很多特征，我選擇最重要的兩個特征與各位分享。
一個特征是生態經濟系統的協調有序性。首先，生態系統的有序性是生態經濟系統有序性的基礎。如果有序變成了無序，就會破壞生態、污染環境。所以，環境污染的結果其實就是環境的無序、生態的無序。因此，人類活動也必須按照有序性進行。比如，農業是以自然資源加工為基礎的產業，那么安排農時就是利用生態有序性。其次，生態系統的有序性和經濟系統的有序性必須相互協調，并融合為統一的生態經濟系統有序性。生態系統的有序性是整個運動有序性的基礎，經濟系統的有序性又影響生態系統的有序性。制度是經濟系統有序性的保障條件，違法亂紀必然導致經濟系統的無序化，譬如濫砍濫伐、肆意排放廢棄物，必將影響生態系統的有序性。
另一個特征是生態經濟系統的動態演替性。所謂演替性，就是有序地發展、變遷。生態經濟系統的有序性依托于生態系統和經濟系統這兩大系統，隨著人類活動能力的增強，生態系統也好，經濟系統也好，都不是一成不變的。經濟系統的演替，大到人類社會生產方式的演替；小到一個企業的發展變化一個小作坊發展到現代大公司。生態系統的演替也是分系統的，比如地球從一個荒漠的星球發展到今天，再比如一缸清水慢慢長出綠藻、昆蟲。生態經濟系統的演替，是生態系統和經濟系統交織在一起的演替，大體經歷了原始型生態經濟系統演替（生產力水平極低，商品經濟不發達條件下）、掠奪型生態經濟系統演替（突出表現在工業革命以來）、協調型生態經濟系統演替（今后社會發展方向）。
那么，生態經濟系統的功能是什么？生態經濟系統的功能很多，其中四大功能與人類緊密地聯系在一塊兒。
第一個功能是物質循環。由于物質循環，我們才說這個世界取之不盡、用之不竭。但是，這里有個前提：我們不能污染它。如果水被污染了，那么水就成了廢水，就成了垃圾。如果不科學利用氮，就會變成亞硝酸化合物來危害人類健康。
物質循環是人類活動的動力。地球是由一百多種元素組成的，這些元素都在參與循環，只是循環方式、循環強度、循環密度不一樣。生態經濟系統的物質循環使我們這個世界不斷運行。如果物質循環一旦受阻，對人類經濟系統而言就是一個災難。
第二個功能是能量流動。物質循環的每一步都離不開能量推動。能量流動是推動物質循環的動力。物質使用“循環”一詞，但能量為什么用了“流動”一詞呢？流動不是循環，流動是單向的。一旦能量流動過去，就很難再回來。如果要讓能量回來就需要新的能量做功，才能把已經流過去的能量重新復原。所以，能量的變動過程是單向的流動，不是循環，要循環就需要新的能量。生態學家林德曼提出“十分之一定律”。他提出，自然生態系統的能量流動從下一級到上一級只有10%的轉化率，其余的90%能量轉化成熱能，耗散到自然環境中去。正是這個原因，我們要需要能量更新、能量更替，也就是新能量的充入。有一句樸實的話隱含著非常樸素的生態經濟學的道理，就是：萬物生長靠太陽。這些能量流動過去就一去不復返，要想回來就得用充入更多的能量讓它回來。那么，這個能量最終從哪來呢？從太陽那里來。
談到能量流動就不能不談到“熵”。“熵”的概念來源于物理學，用來表示某些物質系統狀態的一種量度，以及某些物質系統狀態可能出現的程度。秩序的另一面就是混亂，混亂的另一面是秩序。那么，“熵”越高，混亂程度越強；“熵”越低，有序程度越高。有序程度高，標志著物質做功越強。我們用煤礦城市來進行說明。煤礦城市生產煤。煤可以燃燒，燃燒可以做功，煤可以產生熱量，其中就含著低熵。一旦煤燃盡了，生成的殘余物——煤渣，煤渣不能再燃燒，就不能做功了。所以，煤渣的“熵”比燃燒之前的煤就高很多。做功和“熵”正好是相反的。那么，在技術和經濟過程中，熵值愈大，可用來做功的能量愈少；同一部分能量在一個連續的轉化環節中，熵值呈遞增趨勢，能量利用遞減。我們最重要的是追求熵值最小的狀態，目的是：在經濟活動過程中，要提高每一環節的轉化效率，節約使用能量。
第三個功能是價值增殖。價值增殖，是生態經濟系統里人類活動的一個重要目的。價值增殖，是指產品經過多層次加工生產后，會增加其價值。我們經常說資源型城市要延長產業鏈，提升附加值，其實就是運用了生態經濟系統的價值增殖功能。但是，價值增殖需要投入能量。根據熵值最小原理，能量在生產過程中衰減，但價值卻在增殖。一增一降，要找到一個平衡點?？沙掷m發展、生態文明，就是要找到價值增殖和熵增過程的平衡點。當然，這個平衡點既需要聆聽自然的聲音（自然的規律），也需要用現代科學技術來找到經濟增殖過程中熵值增長的規律，尋找二者結合的最佳點。尋找結合點并控制的過程需要信息。
第四個功能是信息傳遞。沒有信息傳遞，生態經濟系統不可能有序運轉。生態信息是關于生物、環境以及它們之間關系和聯系的情報與知識的總稱。任何生物都要不斷從外部環境和其他生物的變化中獲得信息，以便及時調整自身的行為。信息傳遞至關重要，我們只有研究自然的和社會的信息，才能夠把生態經濟系統的運行規律理解透徹、把握正確，最后才能有效地調節我們賴以生存的生態經濟系統。人類可以自覺地利用生態信息控制原理來滿足人們的需要。比如，反季節作物就是利用暖棚提高溫度，用生化反應信息促進作物生長。比如，我們利用氣象信息、地震信息來進行防災減災。再比如，由于石油價格上升，促使人類加速發展節能技術、勘探新的油田、開發替代產品。
社會發展到今天，生態經濟系統的基本矛盾是，具有長期增長型機制的經濟系統對自然資源需求的無限性與具有穩定型機制的生態系統對自然資源供給的有限性之間的矛盾。這個矛盾具有四個方面的特點。一是決定性。自然資源的有限性和人類對自然資源所需的無限性，決定了生態經濟系統的基本矛盾。二是普遍性。普遍性有兩個含義：第一個從區域上看，無論哪個國家、哪個地區都存在這樣的矛盾；第二個從時間上看，這個基本矛盾無論早晚，必然要出現。三是復雜性。自然生態系統已經很復雜了，人類對于自然界的信息了解只是“冰山一角”，又加上人類活動對自然界的影響形成的自然和人類高度結合的生態經濟系統就更加復雜。四是可控性。當人類知道如果再繼續破壞自然、繼續污染環境，就面臨著嚴重的生死危機，人類會行動起來進行控制。
生態經濟系統基本矛盾表現在以下四個方面：生態生產力更新的長周期與社會生產力更新的短周期之間的矛盾；單純適應經濟增長的技術體系與恢復生態平衡技術滯后之間的矛盾；生態經濟系統的自然有序與經濟系統要素的社會有序之間的矛盾；生態系統負反饋機制與經濟系統正反饋機制之間的矛盾。
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因資源而立、因資源而興的資源型城市的生態經濟系統有自己的獨特性。資源型城市的生態經濟系統是由資源型城市的生態系統和經濟系統相互交織、相互耦合而成的復合系統，是以自然資源為基礎而建立起來的“自然—經濟—社會”復合系統。資源型城市除具有人口密度大和消費強度高等一般城市的共同特征外，還具有其自身的獨特性，表現在以下幾個方面。
第一，資源型城市生態經濟系統的分布由資源稟賦決定。
資源型城市是在自然資源開發利用的基礎上形成和發展起來的。自然資源的稟賦及分布狀況，決定了資源型城市的地理位置。我國的資源型城市大多分布在山系、山系邊緣、盆地或荒漠地區，這些地區遠離交通干線，遠離工商業發達地區，區位條件不好，投資環境差。
資源型城市發展到后來為什么會出現“資源詛咒”呢？是因為資源型城市因資源而立、資源而興，對資源高度依賴。一旦資源耗竭，城市發展動力嚴重不足，會導致城市衰落。所以，資源型城市轉型很重要。
第二，資源型城市生態經濟系統對資源的高度依賴性。
沒有資源就沒有資源型城市，資源型城市對資源的依賴性程度是任何其他類型的城市所不能達到的。資源型城市對資源的依賴主要表現在資源的種類、規模和質量，在一定程度上決定和影響著城市的類型和規模。
第三，不可更新資源的有限性，對資源型城市的生態經濟系統的形成、演替和發展起著重要的制約作用。
不可更新資源的儲量是固定的，這決定了生態經濟系統必須加強資源的綜合利用，提高利用效率，并且要不斷尋找替代資源，組成新的生態經濟系統。所以，對資源型城市要統籌規劃、科學利用資源；否則，資源耗竭之時，也是資源型城市衰敗之時。
這三個特征決定了資源型城市生態系統脆弱，環境污染嚴重；經濟系統主導功能突出、產業結構原始、單一，產業轉換難，經濟系統穩定性差；社會系統服務功能弱，矛盾復雜。
三、資源型城市生態經濟系統分析的新思路
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在談到新思路的時候，我們先分享一下資源型城市生態經濟系統以往分析的局限性。
第一，能量和貨幣作為評價資源型城市生態經濟系統的局限性。生態系統和經濟系統的存在、發展均依賴于能量流動、轉化和貯存。因此，長期以來，人們以能量為尺度來衡量資源型城市生態經濟系統。可是隨著能量研究的不斷深入，許多研究者發現一般的能量單位難以解決不同類型、不同性質的能量相互加減和比較的問題。例如，生物能與工業能（無機能、石化能）就有質的區別；煤燃燒產生的1焦耳能量與電所發出的1焦耳能量不可簡單比較，因為它們的來源和價值存在極大的差異。不同類別的能量之間存在這種不可加性、不可比性，常常使能量分析陷入困境。
第二，自然環境資源與經濟的本質關系，用一般的能量單位更無從衡量和表達。人們常常用市場經濟價值來衡量環境資源、商品和勞務，用人造的貨幣代表財富。然而，由于市場的不完備性以及環境的外部性，GNP或GDP不能真正體現一個國家或地區
經濟發展的實際水平。
環境的外部性是什么？就是我們在生產的時候投入了大量的自然資源，并且在生產過程會產生污染。但是，我們只看到加工的增殖部分，而沒有看到對資源的利用所形成的成本和排出的廢物所形成的成本。所以，這是不全面的，也是不科學的。我們曾經提出綠色GDP，就是要把資源的成本和導致環境污染的成本考慮進來。綠色GDP理念是非常好的，但由于在現實計算中存在著很大的難度，遲遲沒有推廣。但是，我相信未來這是一個很重要的方向。
第三，貨幣只是衡量貨幣流流動的多少，不足以衡量其他流動的數量或價值。人類使用的貨幣只在貨幣流中完全體現。城市生態系統運轉的生態流：物質流、能量流、信息流、貨幣流與人口流。貨幣流只能反映生態流較小的部分。
前面，我們說過，人們常常用市場經濟價值來衡量環境資源、商品和勞務，用貨幣來表示。但是，由于市場的不完備性以及環境的外部性，用貨幣來表示是扭曲的，低估了自然資源和環境的貢獻值。
進入整個城市生態系統的能量流包括兩部分：無償環境投入能流，即可更新資源(太陽、風雨等)與不可更新資源(土地、礦產等)。經濟反饋投入能流，即購買的燃料、原材料與商品勞務等。而貨幣只能評價購買能流部分，且僅體現購買能流中人類付出的勞務價值，環境生產的自然價值卻沒能反映。
一個典型的例子是，人們購買石油時所支付的石油價錢，只代表人類在開采、運輸、加工與處理石油時所付出的勞務價值，而并沒有考慮長期地質作用和地球化學循環對石油形成所做的貢獻。
另外，在評價城市生態系統產出能流(產品與廢物)時，貨幣也只體現了產品中作為商品的那部分能流，而其他的自我消耗與廢棄物等大部分能流則沒能反映。所以，市場經濟價值不能衡量資源、環境和信息的真正價值。
第四，分析模式的局限。在過去，有兩個系統：經濟帝國主義和生態簡化論（也叫生態簡化主義，或者純粹的生態保護主義），這兩個系統都是片面的。
經濟帝國主義認為，生態系統就是為經濟系統服務的，經濟系統能夠借助現代科學技術進行無限擴大。這個分析模式忽視了一點：由于生態系統還是我們最大的環境，生態經濟系統是經濟系統的包圍系統，經濟系統是生態系統的一個亞系統。經濟系統不可能無限制超出生態系統，所以經濟系統一定是有規模的。實際上，我們這么多年實施的可持續發展就是要找到一個適度的規模，當然到現在我們還在探索。
當然，我們不能從一個極端走到另一個極端，由經濟帝國主義走到生態簡化主義。生態簡化主義認為，經濟系統要無條件地服從生態，生態系統的保護是無條件的。這樣純粹的生態保護也是錯誤的。因為資源只有開發利用才能夠成為資源，我們要考慮的是：怎么樣可持續的科學合理的開發利用。所以，現在尤其是生態經濟學提出了穩態子系統，也就是可持續系統，即：生態系統和經濟系統二者相互協調，相互有機融合。這是我們未來發展的正確方向。
?。ǘ┠苤担嘿Y源型城市生態經濟系統分析的新思路
美國著名的生態學家奧德姆（H.T.Odum）從20世紀50年代開始對生態系統的能量學進行研究。到20世紀80年代后期，他在綜合系統生態、自然環境資源與社會經濟的本質關系的基礎上，提出了能值（Emergy）的概念，創立了能值理論和分析方法。
能值(Emergy)是指某種流動或貯存的能量中所包含的另一種能量的數量，稱為該能量的能值。我們知道，地球上的能量都直接或間接來源于太陽能，故常以太陽能為基準來衡量各種能量的能值。這樣一來就便于比較，可以加減。在表達上，任何資源、產品或勞務形成所需的太陽能之量，就是其太陽能值(Solar emergy)，單位為太陽能焦耳(solaremergy joules，即sej)。那么，只要變換成太陽能焦耳就是一個標準的能值單位，這樣各種物質含的能值就可以相互比較、相互加減。所以，能值同時考慮了能量的數值大小和質量等級，可以衡量和比較生態經濟系統中不同等級能量的真實價值和貢獻。
能值可以比較還離不開另一個很重要的概念，即：能值轉換率。能值轉換率，就是單位能量(J)或物質(g)所具有的能值，實際應用的是太陽能值轉換率，即單位能量或物質相當于多少太陽能值轉化而來。如，形成1J木材的能量需要34900太陽能焦耳，那么木材的能值轉換率就是34900sej／J。這就是一個標準的，如果我們把煤炭、石油或其他物質也換算成太陽能焦耳，它們之間就可以比較，就可以加減了。
能量轉換率是一個很關鍵的參數。它是度量能量能值和能級的尺度，該值越大表明某種能量的物質越高，在能量等級系統中的階層就越高。
能值分析理論是以自然價值為基礎，通過能值轉換率將系統各種生態流都轉換為能值。把系統中不同種類、不可比較的能量轉換成同一度量標準的能值來衡量和分析，從宏觀角度將資源環境生產與人類經濟活動進行統一評價，定量分析整個生態經濟系統的結構功能與效益。這是一次很大的進步和飛躍。
資源型城市生態經濟系統能值評價，一般來說要經過六個步驟。我簡單說一下。（1）資料收集。通過調查、測算，收集研究對象的自然環境、地理和社會、經濟、人口等各種資料數據,并進行整理分類及存機處理。（2）繪制能值系統圖。能量系統圖主要包括系統主要組分及能量流、貨幣流等流向的系統能量圖解，概括研究對象各組分和環境相互關系的系統圖解。（3）編制能值分析表。列出研究對象的主要能源，根據各種資源的相應能值轉換率,將不同度量單位(J、g等)轉換為統一的能值單位(sej)，編制成能值分析表。能值分析表有這幾個方面：凈能值產出率、能值投入率、能值貨幣比率、能值使用集約度指標、能值來源指標、能值交易指標以及廢棄物能值比等。（4）繪制集結性系統圖。即構建系統的能值綜合結構圖，將重要的、性質類似的項目歸類集結，以突出研究地區生態經濟系統中對決策至關重要的項目。（5）建立能值指標體系。根據能值分析表及系統能值綜合結構圖，進一步建立和計算出一系列反映生態與經濟效率的能值指標體系，分析生態經濟系統，評價自然環境對經濟的貢獻，以利于進行方案選擇和決策制定。（6）系統的發展評價和策略分析。通過能值指標比較分析，系統結構與功能的能值評價和模擬，為制定正確可行的系統管理措施和經濟發展策略提供科學依據，指導生態經濟系統良性循環和可持續發展。
綜上所述，我們研究能值是為了更加科學、準確地研究資源型城市生態經濟系統，也是為了更好實現資源型城市轉型和可持續發展。
四、資源型城市生態經濟系統分析案例
我簡單分享一個資源型城市生態經濟系統分析的案例，通過這個案例來說明使用能值理論來分析資源型城市生態經濟系統的一個結果。
我做的一個案例是研究陜西省銅川市。銅川市位于陜西省中部，以煤而建，因煤而興，是典型的資源型城市。應用能值理論，通過對銅川市研究，我得到以下主要結論。
第一，通過運用能值理論進行分析，銅川市的生態經濟系統的發展驅動力主要是煤、水泥等不可更新資源，其次是從外界輸入的能值，可更新資源對區域發展的貢獻最小。從1996年到2000年，雖然煤炭行業有所衰退，水泥行業的波動較大，但這些不可更新資源對銅川市經濟發展的驅動作用卻呈上升趨勢。
第二，能值貨幣比率隨著經濟的發展而下降，能值利用強度上升，但仍處于欠發達地區的水平。作為支撐經濟發展以不可更新資源為主的銅川市來說，如何在發展經濟的同時合理利用資源，關系到銅川市的可持續發展。不可更新資源最終會耗竭，所以如何合理利用資源、延長資源開發周期至關重要。
第三，銅川市對外界的資源依賴性不大，能值自給率高；對本地區的資源開發程度不斷升高，能值自給率上升；但要使經濟快速發展，需要適當提高能值投資率。
第四，1985—2000年，銅川對原煤的使用能值處于下降狀態，而電力能值處于上升狀態，表明銅川的工業化程度在提高的同時，注重了對清潔能源的使用，減少了對環境的污染，單位GDP廢物的排放能值呈下降趨勢也證明了這一點。人均使用能值不斷上升，表明生活條件和水平正不斷改善。
第五，2000年，銅川市環境承載人口的下限是60.3萬，上限是152萬，實際人口是83.2萬，高于下限而低于上限，說明人口已突破區域所能承載的下限，引起了一系列的諸如失業、環境污染等問題，必須有效地控制人口增長。
第六，運用能值方法，計算出從1949—2000年間，銅川對外地區輸出了2500多億元的財富，為國家建設做出了巨大貢獻。
總是，能值是一個視角。這幾年，能值理論在資源型城市研究方面還有待進一步提升。比方說，能值轉換率，這是能值理論的關鍵，如果能值轉換率的準確率能夠進一步提升，我相信能值在資源型生態經濟系統發展分析中會有越來越廣泛的研究。我希望，通過今天的分享讓各位對自然資源和自然生態系統能夠有更深入的了解，能夠將其與經濟社會系統有效結合。最后，讓我們在各自的崗位上能夠把科學發展觀、新時代生態文明思想真正落實到具體實踐中。
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