煤炭资源承载力评价研究背景和意义

（一）煤炭资源承载力评价研究背景和意义

1．煤炭资源承载力评价研究背景

经济发展，能源先行。能源是人类赖以生存繁衍、社会得以繁荣进步的重要物质基础，也是国民经济发展和人民生活水平提高的重要物质基础。文化科学、工程技术越进步，社会越发展，人类对能源的依赖程度就越强烈。煤炭是中国重要的基础能源和原料，在国民经济建设发展中具有重要的战略地位。在中国一次能源结构中，煤炭将长期是中国的主要能源。改革开放以来，煤炭工业取得了长足发展，煤炭产量持续增长，生产技术水平逐步提高，煤矿安全生产条件有所改善，对国民经济和社会发展发挥了重要的作用。中共十六大明确提出了“全面建设小康社会，在优化结构和提高效益的基础上，国内生产总值到2020年比2000年翻两番”，并且提出“到2020年基本实现工业化”的奋斗目标。在21世纪头20年为满足中国经济发展需要，中国能源的生产和供应量必须大幅提高。中国能源结构的特点决定了煤炭是主要能源，在中国的常规能源中，煤炭储量占90%以上，能源资源的国情是“缺油、少气、富煤”。在未来相当长的时期内，中国仍将是以煤为主的能源结构。随着煤炭工业经济增长方式的转变、煤炭用途的扩展，煤炭的战略地位仍然十分重要（见《煤炭工业发展“十一五”规划》）。

煤炭工业健康发展事关国民经济和能源安全大局，党中央、国务院对此高度重视、寄予厚望。煤炭工业发展过程中还存在结构不合理、增长方式粗放、科技水平低、安全事故多发、资源浪费严重、环境治理滞后、历史遗留问题较多等突出问题。随着国民经济的发展，煤炭需求总量不断增加，资源、环境和安全压力进一步加大。为促进煤炭工业持续稳定健康发展，保障国民经济发展需要，必须全面贯彻科学发展观，坚持依靠科学技术进步，构建规范的节约保护型的煤炭资源开发监管体系；加快煤炭产业结构调整步伐，以建设大型煤炭基地、培育大型煤炭企业和企业集团为主线，构建与整个国民经济协调发展的既能充分发挥市场配置煤炭资源的基础作用，又能使国家充分发挥宏观调控职能的新型煤炭工业体系和经济运行机制；建立起安全条件有较大改善、煤矿瓦斯得到有效治理、煤矿重大事故多发的势头得到有效遏制的安全生产长效机制。走出一条煤炭资源回采率高、经济效益好、安全有保障、环境污染少的可持续发展之路。

2．煤炭资源承载力评价研究意义

发展与资源、环境有着非常密切的依赖关系，这种实际存在的关系并不像目前流行的知识经济或后工业经济所设想的那样，可以通过开发技术、依靠人的智力资源等方式从根本上加以改变。可持续发展不是不消耗资源，不是使发展完全摆脱对资源环境的影响和依赖，而是要将发展保持在资源环境可承载能力的限度以内，又不能使发展处于停滞状态。

煤炭作为不可再生资源，是中国的主体能源，煤炭工业的发展支撑了国民经济的快速增长。中共十六大提出：到2020年，中国国内生产总值在2000年的基础上翻两番，基本实现工业化，实现全面建设小康社会的宏伟目标，这必然拉动中国能源需求快速增长。煤炭在中国一次能源结构中的基础地位仍不会改变。因此，如何实现煤炭工业可持续发展，对于保障国民经济健康稳步发展，实现十六大提出的宏伟目标，具有十分重要的战略意义。

中国煤炭品种齐全、资源比较丰富，但资源勘探程度低，经济可采储量和人均占有量较少，资源破坏和浪费严重，生态环境和水资源严重制约煤炭资源的开发。当前中国资源破坏和浪费严重，部分煤炭企业存在着“采厚弃薄”、“吃肥丢瘦”等浪费资源现象，与社会可持续发展的要求相悖。胡锦涛总书记曾在“中央人口资源环境工作”座谈会上特别强调：“在推进发展中要充分考虑资源和环境的承受力，积极发展循环经济，实现自然生态系统和社会经济系统的良性循环。”近年来，党和国家领导人也多次强调要贯彻全面、协调、可持续的科学发展观，要发展循环经济，建设资源节约、环境友好型社会。煤炭资源承载力是煤炭资源合理配置的基本度量，也是煤炭资源可持续利用的度量，任何一个关于煤炭与经济社会、煤炭与可持续发展的研究问题实质上是煤炭资源承载力问题，因此，有必要研究中国煤炭资源的承载能力，实现煤炭资源的合理持续利用。研究煤炭资源承载力评价的意义在于评价煤炭资源的承载力和有效利用，用以指导经济活动的实践。也就是要使有限的煤炭资源发挥更大的社会效益。结合中国国情，建立煤炭资源承载力与经济社会全面、协调、可持续发展的评价指标体系和评价方法，可以使管理者对煤炭资源承载力有系统的认识，掌握和了解煤炭资源承载力的理论与方法，重视煤炭资源承载力与环境保护工作，提高煤炭循环经济，促进煤炭资源与生态环境、煤炭资源与社会经济、人与自然的和谐发展，为政府管理部门提供煤炭资源优化配置和相应的管理对策，提升管理者解决煤炭资源承载力的能力，同时，增强管理者解决煤炭资源配置问题的能力。

因此，本章以煤炭资源承载力为研究对象，以可持续发展为指导思想，从系统工程角度来分析煤炭资源承载力问题，运用系统论、控制论、技术经济及其经济学等理论方法，对煤炭资源承载力进行系统的定性分析研究，在资源承载力理论的基础上，提出了煤炭资源承载力的概念和内涵。并对煤炭资源承载力评价系统指标构成进行研究和探讨，建立一个适合社会经济可持续发展的煤炭资源承载力评价体系，这对煤炭资源的合理开发利用、最优配置和社会经济的和谐发展，保护资源维护国家利益，以及转变经济增长方式和提高经济效益等都具有理论价值和现实指导意义。

（二）煤炭资源承载力评价国内外研究现状

国外真正对能源问题进行系统研究，始于20世纪70年代。70年代石油危机后，因机械工业的迅速发展，能源紧缺才日益表现出来，能源在经济系统中的重要作用才被充分关注。

1968年成立的非正式组织——罗马俱乐部（The Club of Rome）致力于探讨未来人类面临的问题与困境。1972年3月，丹尼斯·L．梅多斯（Dennis L．Meadows）领导的一个17人小组向罗马俱乐部提交了一篇研究报告，题为《增长的极限》（The Limits to Growth）。他们以整个世界为研究对象，通过研究世界人口、工业发展、污染、粮食生产和资源消耗五种因素之间的变动和相互关系，建立了所谓的“世界末日模型”，首次对能源问题进行了系统研究，通过电子计算机对此模型进行模拟和分析，最后得出这样的结论：如果维持现有的人口增长率和资源消耗速度不变的话，世界资源将会耗竭。

“承载力”一词最早出现于畜牧管理中，意指草地的最大载畜量。Bartelset等人将它追溯到1906年的《美国农业年报》（Yearbook of the U．S．A．Department of Agriculture），1991年版的《韦氏大学词典》甚至将它追溯到1880～1885年（Price．D，1999）。在20世纪60年代末至70年代初，承载力概念被广泛用于讨论人类活动所导致的环境影响。由于环境问题主要是人类活动的结果，而环境好坏必然涉及价值判断，进而涉及制度安排，因此，此时承载力概念的内涵扩展为，环境系统所提供的资源（包括自然资源和容量资源）对人类社会系统良性发展的一种支持能力，研究范围扩大到整个生态经济系统（程国栋，2002）。自1921年Park和Burgess首次在生态学中提出承载力概念以后（徐琳瑜等，2003），承载力的相关研究就相继在经济学、人口学等领域展开，尤其是20世纪中叶以来，全球性人口膨胀、资源短缺、生态环境恶化、人地矛盾的日趋尖锐促进了承载力研究在纵深方向上的发展。如20世纪70年代以前，国外的土地承载力研究是与生态学密切相关的，之后，在发展中国家人口急剧增长和发达国家需求迅速扩张的双重压力下，以协调人—地关系为中心的土地人口承载力研究再度兴起（FAO，1982；刘立华，1989；石玉林，1992）。自20世纪90年代以来，承载力的研究逐步扩展到包括土地、水、能源和矿产资源在内的主要自然资源（Price，1999），进而扩展到整个自然—经济—社会的“人—地一体化”的资源系统（Daily ＆Ehrlich，1996；Buckley，1999；高向军和马仁会，2002）。

承载力这一概念与可持续发展有着极为密切的联系，承载力的研究是探讨和评价可持续性的一个重要方面。可持续发展成为全球的主题、经济社会发展的指导思想后，一些学者提出了进行公平合理的代际资源管理和分配，是实现可持续发展的必由之路，并提出了一些原则和基本思路（王晔、张慧芳，2005；魏晓平、王新宇，2002），根据可耗竭资源的最佳开采条件、最佳存量条件，从经济学角度对矿产资源耗竭过程进行了定量分析。对矿产资源耗竭补偿原理进行探讨实现代际间公平（王金洲，2002）。从管理科学、系统工程和可持续发展的角度研究煤炭资源合理配置的有：中国煤炭工业可持续发展研究（赵国浩，2002、2005；李龙清，2006），基于可持续发展的使资源净效益最大化来进行资源最优配置（赵国浩，1999、2005），煤炭工业可持续发展研究（李保龙，2004）；从评价方法及指标体系角度研究的有：煤炭工业新型工业化进程评价指标体系构建及评价方法研究（韩晓靠，2005），基于可持续发展的区域矿产资源配置问题研究（闫军印、赵国杰，2006），煤炭工业可持续发展系统评价（赵国浩，2000）。

（一）资源承载力

关于承载力研究的起源最早可追溯到1758年法国经济学家奎士纳（Francois Quesnay）的《经济核算表》，这本书讨论了土地生产力与经济财富的关系。继后，马尔萨斯（T．Malthus）就人口与粮食问题的提出，使人们看到自然因素对人口的限制作用。Verhust将马尔萨斯的理论用逻辑斯缔方程（Logistic Equation）的形式表示出来，用容纳能力指标反映环境因素对人口增长的约束。与承载力有关内容的研究虽然早已开始，但直到1921年，人类生态学者帕克（Park）和伯吉斯（Burgess）才确切提出了承载力（Carrying Capacity）这一概念，即“某一特定环境条件下（主要指生存空间、营养物质、阳光等生态因子的组合），某种个体存在数量的最高极限”。

资源承载力是社会可持续发展的内涵所规定的，是可持续发展战略三个基本原则之一“持续性原则”的要求，持续性原则要求人类的经济和社会活动及发展不能超过资源与环境的承载能力。区域可持续发展是指区域人类生态系统的和谐稳定发展，而该系统的和谐稳定是靠一定的资源基础和环境容量来支持的，所以研究资源承载力的目的是实现有限资源的合理配置、实现资源的可持续发展保障当代人与后代人持续健康地生存与发展。因此，资源承载力是承载力概念和理论在资源科学领域的具体应用，资源承载力的研究也是揭示资源的合理配置、实现资源可持续利用的主要定量分析方法之一。

如何实现有限资源的合理配置、有限资源到底能承载多大规模的人类生存是当前全球关注的重点问题，如何研究这一庞大的巨系统，目前尚无成熟的方法，但单一资源的承载力研究已取得了很大的进展，尤其是土地资源承载力的研究起步早，比较深入，为其他资源的研究所借鉴。经济社会的发展是历史、资源、生态、环境、社会、宗教、文化等诸多因素综合促进、支撑、协调和作用的结果。主导人类承载力的社会选择包括政治制度、文化背景、技术进步、分配制度、消费方式、价值观念、发展目标等方面，不但多种多样，而且随着时间不断变化，而赋予了人类承载力以规范性、多层次性、动态性、非客观性甚至一定的政治性等特质。

资源即资产的来源，是人类创造社会财富的起点。资源系统包括自然资源、经济资源和社会资源，目前资源承载力的研究主要集中在自然资源领域，研究较多的有土地资源承载力、矿产资源承载力、旅游资源承载力、水资源承载力等。自然资源按其在人类社会再生产过程中消耗方式的不同，可划分为耗竭性资源和非耗竭性资源；按补偿方式的不同，可划分为可再生资源和非再生资源，如图3－1所示。矿产资源属于耗竭性资源，是通过百万年计的地质年代的综合地质作用而逐渐形成的，因而用一点就会少一点，直至枯竭，所以，矿产资源的承载力研究，更多的是要探讨社会经济可持续发展下的承载力问题。

图3－1　自然资源构成

资源承载力是指一个国家或一个地区资源的数量和质量，对该空间内人口的基本生存和发展的支撑力，是可持续发展的重要体现。随着中国人口增长和经济社会快速发展，中国资源短缺问题日益严重，已成为中国经济社会发展的严重制约因素。因此，资源承载力对于一个国家或地区的综合发展及发展规模是至关重要的。社会经济发展必须控制在资源承载力之内，这样才能通过以资源的可持续利用实现社会经济的可持续发展。

（二）土地资源承载力

土地作为人类活动、生存和发展的场所与空间，是人类赖以生存的最重要的物质基础，因此土地承载力一直是承载力研究的重心和核心。土地资源承载力是目前资源承载力研究中开展比较早、比较成熟的课题，1986年中国就开始了土地资源承载力研究。目的是力图在实地考察、经验估价、理论框架和已有田间试验相结合的基础上，运用系统工程的方法建立一个区域土地资源承载力研究模式，以定量阐明区域不同时期的土地资源生产力与人口承载量，为制定区域相应的人口、粮食、土地和农业发展等方面的方针、政策和决策提供翔实的科学依据。

1．土地资源承载力的概念

土地承载力是指在可以预见的时期内，利用当地的资源以及技术等，在保证与其社会文化准则相符的物质生活水平下，能够持续供养的人口数量。根据土地承载力的定义，可以看出，影响土地资源承载力的三个主要要素为：生产条件、土地生产力和人的生活水平；被承载对象的度量是人口的数量，由于生产条件和土地生产力涵盖了经济、技术、文化等因素。因此，土地资源承载力是涉及人口、经济、资源、环境在内的复杂的大系统综合研究和评价问题。

2．土地资源承载力研究的主要特征

（1）土地资源承载力的主体是土地资源，土地的有限性、地理位置的不可移动性、可更新性和不可替代性构成了土地资源的特殊属性。其中不可移动性是其区别于其他自然资源的本质属性，这就决定了土地资源的存量和质量时空的有限性与局限性，也规定了土地资源承载力研究的固有特性。

（2）土地资源承载力的载体主要限定在“养活多少人”这样一个概念上，在一定意义上难以真正揭示区域人地关系的相互制约、相互促进的复杂关系。因此应将土地承载物不仅仅限定在人口上，而拓展土地资源承载力是社会、经济、环境协调作用的中介和协调程度的表征。

（3）土地资源承载力的计算过程中突出表现在研究土地的生产能力方面，单位面积产量预测、资源平衡及资源结构与农业结构土地利用结构的匹配等研究是区别其他资源承载力的特点之一。

（4）土地资源承载力是社会可持续发展的“支撑系统”研究还是决定性因素的研究有待加深，这样有助于“支撑系统”进一步透视系统的结构与功能，并可根据各因素剖析它们在各支撑系统中的不同地位，体现人们对环境积极、能动作用的一面。

（三）水资源承载力

1．水资源承载力的概念

目前，关于水资源承载力的定义具代表性的有两种：施雅风等人认为水资源承载力是指某一地区的水资源，在一定社会和科学技术发展阶段，在不破坏社会和生态系统时，最大可承载的农业、工业、城市规模和人口水平，是一个随社会经济和科学技术水平发展变化的综合目标。许新宜等人认为水资源承载力是指在某一具体的历史发展阶段下，以可预见的技术、经济和社会发展水平为依据，以可持续发展为原则，以维护生态环境良性发展为前提，在水资源合理配置和高效利用的条件下，区域社会经济发展的最大人口容量。

2．水资源承载力的特性

水资源承载力的特性主要包括相对性、动态性、公平性、多目标性、极限性和协调性六个方面：

（1）相对性是指水资源承载力在一定生活条件和一定科技水平下的量度和指标，在水资源条件、人口数量和经济发展状况相同时，不同生活条件和不同科技水平会产生不同的承载力。

（2）动态性是指反映在不同时间段、同一地理位置的水资源承载力的差别，水资源承载力的指标表现出随时间动态变化的特征。

（3）公平性是指水资源承载力一定要反映可持续发展的指导思想，即水资源的有效利用和配置不仅反映代内公平，还要反映代际公平。

（4）多目标性体现在结果上，即承载目标的多样性，水资源承载体是人口、生态环境和经济发展等大系统多目标的优化问题，而不是仅仅承载人口、最大供水容量或者只承载经济发展等单一指标的优化问题。

（5）极限性主要体现在某一时间段的发展过程中，在水资源合理配置的条件下对人口、经济发展和生态环境保护的最大支撑能力。

（6）协调性反映的是通过水资源承载力的分析计算，更合理地进行水资源在人口、资源、社会经济和生态环境中的有效配置，协调各领域、各部门之间的用水分配问题，正确把握人与自然的协调，经济与环境的协调关系。

（四）环境资源承载力

1．环境资源承载力的概念

环境承载力由环境容量概念演化而来，最早出现于20世纪70年代，国外的专门研究并不多。Bishop（1974）将它定义为：“在可以接受的生活水平条件下，一个区域所能永久地承载的人类活动的强度。”Schneider（1978）则强调：环境承载力是“在不会遭到严重退化的前提下，自然或人造环境系统对人口增长的容纳能力”。《保护地球》（1991）中指出：“承载力是指地球或任何一个生态系统所能承受的最大限度的影响，承载力可以借助于技术增大，但往往以减少生物多样性和生态功能作为代价，因而在任何情况下，也不可能将其无限地增大。”根据承载介质的不同，环境容量又可分为土壤环境容量、水环境容量和大气环境容量三大类。由于环境容量仅反映了环境消纳污染物的一个功能，因而，也可以把它作为一种狭义的环境承载力。

2．环境资源承载力研究的特点

环境承载力的大小可以以人类活动作用的方向、强度和规模来加以反映，有以下几个影响因素：

（1）环境标准。是指由政府有关部门所制定的强制性的环境保护技术法规，制定环境标准的目的是保护人民群众健康、社会物质财富和维护生态平衡，保护大气、水、土壤等环境质量。

（2）环境容量。从前面对环境容量的分析中可以看出，环境容量大小与区域环境质量有着密切关系。环境质量优越的区域环境容量就相应较大，反之亦然。

（3）人类的生产生活方式。环境承载力主要是针对污染物而言，所以这里的人类生产生活方式主要是指与污染物排放有关的生产技术、环境控制措施、生活习惯等。

（五）煤炭资源承载力

煤炭资源承载力是指一个流域、一个地区、一个国家，一定的煤炭资源开发利用阶段，以可预见的技术、经济和社会发展水平为依据，在可利用煤炭资源合理开发的前提下，能够维系当代人及后代人煤炭资源有限需求目标的最大的社会、经济规模。

煤炭资源是典型的不可再生的自然资源，用一点少一点，具耗竭性特点，与土地资源和水资源等这些数量相对固定、非耗竭性、可再生自然资源相比具有鲜明的特征，在承载力研究方法上存在明显的区别。根据定义，煤炭资源承载力具有明显的时间性特点，地球上或一定区域内矿产资源总量是一定的，并且煤炭资源虽有一定的回收能力，但基本上是不可再生的，存量与时间成反比，不同时间承载力大小是不同的。煤炭资源在一定的时间内、不同的区域，受科学技术和经济条件的影响，它的利用量、利用率、经济转化率是动态变化的，因此煤炭资源承载力研究的主要内容和目的主要表现在煤炭资源承载力的承载体是经济总量，目标相对其他承载力来讲要简单。总之，煤炭资源承载力的研究主要解决煤炭资源沿时间延伸方向，通过调整利用量、利用率、经济转化率等参数，煤炭资源开发流量的可持续变化过程。

煤炭资源的可持续利用对可持续发展战略具有举足轻重的作用，煤炭资源的可持续利用是对煤炭资源的消耗和利用既能满足当代人的物质消费需求又不损害和影响后代人的煤炭消费需求，从而实现长久发展、永续利用的模式。它要求人类对煤炭资源的消耗不应超出煤炭资源的承受能力。其核心是要求人类必须“量入为出”地开发和使用煤炭资源，不能过度、无度地对煤炭资源进行开发和利用。煤炭是中国主体能源，是能源安全的基石，也将是制约中国经济发展的“瓶颈”，从可持续发展的角度研究中国煤炭资源的承载能力，具有重大的现实意义。

煤炭资源承载力与其他自然资源相比具有以下几个特点：

1．时限性

因煤炭资源是不可再生的自然资源，具有耗竭性特点；煤炭资源承载力的大小与时间成反比，即煤炭资源承载力具有时间性限制。

2．科学技术的限制性

煤炭资源开发利用必须以科学技术进步为前提，科技水平高，煤炭资源的利用率、经济转化率就高，煤炭资源承载力就大；反之就小。因此煤炭资源承载力大小受科学技术水平的限制，与科技水平成正比。

3．直接性

煤炭资源形成的产品直接用于物质生产部门的基础原料，直接表现为对经济总量的支持。

4．复杂性与不可逆性

由于煤炭资源开发利用周期长，受科技水平限制性大，煤炭资源的区域富集性，煤炭资源在开发利用过程中易于浪费性和煤炭资源耗竭性决定了，煤炭资源承载力研究的复杂性与煤炭资源承载力不可恢复性即不可逆性。

5．动态性

煤炭资源承载力因与科技水平成正比，与时间成反比，决定了煤炭资源承载力大小是一个动态值，即不同时间承载力的大小不同。

（六）可持续发展理论是煤炭资源承载力研究的指导思想

1．可持续发展理论的起源

20世纪以来，随着科学技术的进步和社会生产力的极大提高，人类创造了前所未有的物质财富，加速了人类文明发展的进程。但同时，人口爆炸性增长、资源过度消耗、环境污染、生态破坏等这些全球性的重大问题，严重阻碍着经济的发展和人民生活质量的提高，继而威胁着全人类的未来生存和发展。在这种严峻形势下，人类开始意识到通过高消耗追求经济增长和“先污染后治理”的传统发展模式已经不能适应当今和今后发展的要求。因此，必须努力寻求一条经济、人口、资源和生态环境相互协调的发展模式，即既能满足当代人的需求而又对后代人需求不构成危害的可持续发展的道路。

可持续发展作为一种经济与社会发展的目标和模式，目前已经被世界绝大多数国家所接受，它是人类新文明时期的旗帜，标志着人类文明即将进入一个新的历史阶段。联合国于1992年6月召开了以“环境与发展”为题的全世界首脑会议，通过了《里约宣言》和《21世纪议程》等重要文件，与会各国一致承诺把走可持续发展的道路，作为未来的长期共同的发展战略。

可持续发展观的确立以三个重大事件为标志：第一个是1987年世界环境与发展委员会起草的报告《我们共同的未来》获得通过并出版；第二个是1991年联合国环境规划署、世界自然保护同盟和世界野生生物基金会共同编著的《保护地球——可持续生存战略》一书的出版；第三个则是1992年在巴西里约热内卢召开的举世瞩目的联合国环境与发展会议。这三大事件从理论到实践最终确立了可持续发展观在当代的重要地位。

中国提出可持续发展战略的标志是1992年由原国家计委等部门联合参与编制的《中国21世纪议程》，1994年中国政府公布了《中国21世纪议程——中国21世纪人口、环境与发展白皮书》。议程从中国的基本国情出发，提出了促进社会、经济、资源与环境相互协调的、可持续发展的总体战略以及相应的政策、措施方案。这个《议程》既是对1992年联合国环境与发展大会的承诺，也是中国第一个系统的可持续发展战略。中国在制定“九五”计划和2010年远景规划时已把这个战略思想纳入其中。

宋健在《走可持续发展道路是中国的必然选择》一文中指出：可持续发展是一种新的发展思想和发展战略，它的目标是保证社会具有长时期持续性发展的能力，其要点有：

①发展的内涵既包括经济发展，也包括社会发展和保持、建设良好的生态环境。

②自然资源的永续利用是保障社会经济可持续发展的物质基础。

③生态环境是人类赖以生存和社会经济发展的物质基础。

④控制人口增长与消除贫困是与保护生态环境密切相关的重大问题。

可持续发展战略的思想同以往那种片面强调经济发展的传统战略，忽视经济、社会、资源与生态环境相协调发展的做法形成了鲜明的对比，它更符合系统工程的思想原则：速度与效益相结合、当前利益与长远利益相结合、局部利益与整体利益相结合。可见，可持续发展战略思想符合经济、人口、资源与生态环境系统的内在联系和要求，是一种系统思想，更是一个复杂的社会经济大系统。

2．可持续发展理论的概念和内涵

可持续发展是一个社会经济大系统，它由许多子系统组成，主要有经济子系统、人口子系统、资源子系统和生态环境子系统（见图3－2），走可持续发展道路就是要协调好经济、人口、资源和生态环境四大子系统之间的关系，在保证四大子系统稳定发展的前提下，保持经济、社会大系统长期持续发展，目的是为了防止经济大幅度波动，保证经济稳定发展、社会持续进步。

图3－2　可持续发展系统

可持续发展不能单纯地理解为经济层面的持续发展，它应涵盖三个相互联系的单一层面和综合层面。

首先，可持续发展强调经济发展。经济发展不仅关系着世界各国人民的利益和愿望，也影响和决定着整个人类的前途和命运，特别是对发展中国家来说，发展权尤其重要。发展不仅仅注重发展数量的增加，还必须转变经济增长方式，既注重数量增长，又注重质量增长的全面发展，是各国经济增长内涵的扩大和质量的提高。

其次，可持续发展是一种环境与社会协调发展的界定。人类在环境和资源等方面受到的严峻挑战已经成为人类发展的重大制约因素，因此，保护生态环境不仅是可持续发展的基本前提，也是可持续发展的重要组成部分。

再次，可持续发展是对后代人利益的重视。它既要满足当代人的发展需求，又要不对后代人的生存需求构成危害，亦即不能牺牲子孙后代的利益来换取当代人的需要。可持续发展可谓是一种功在当代、利在千秋的战略思想。

最后，可持续发展以人类全体利益为核心，以国际社会良性、协调发展为归宿。

可持续发展是一个涵盖人口学、经济学、生态学和系统科学等多学科的更高层次的理论系统，涉及的领域、空间和时间十分广泛，对其理解也就有不同的角度和含义，因而产生了许多不同的提法。“可持续发展”一词，最初出现在20世纪80年代中期的一些发达国家的文章和文件中，“布伦特兰报告”以及经济合作发展组织的一些出版物，较早使用了这一词汇。可持续发展是指既满足当代人的需要，又不损害后代人满足需要的能力的发展。强调经济、社会的发展必须同资源开发利用和环境保护相协调。它所追求的目标是既要使人类的各种需求得到满足、个人得到充分的发展，又要保护生态环境、不对后代人的生态和发展构成危害。其发展的内涵包括经济发展，也包括社会发展和保持、建设良好的生态环境；自然资源的永续利用是保障社会经济可持续发展的物质基础；生态环境是人类赖以生存和社会经济发展的前提条件。

3．煤炭资源承载力和可持续发展的关系

煤炭资源承载力是煤炭工业可持续发展和煤炭资源的可持续利用研究的重要量化方法之一，它能较系统地、准确地、简洁地表达为实现社会可持续发展，煤炭资源对社会经济系统的支撑能力和状况。它以煤炭工业可持续发展和煤炭资源的可持续利用为目标，以社会可持续发展为最终目的，使煤炭资源既满足当代人的需要，又不对后代人满足对煤炭资源的需要构成损害。

可持续发展理论是煤炭资源承载力研究的指导思想，煤炭资源有限且不可再生。煤炭资源的不可再生性和有限性决定了煤炭产业有其固有的生命周期（如图3－3所示）。勘测期—开发期—发展期—成熟期—衰退期。因此从时间上看，煤炭资源是不可永久、持续利用的，所以，必须合理地规划煤炭资源的耗竭规模和水平。以社会经济可持续发展为目标，以煤炭资源的可持续利用为基础，以资源开发与生态环境协调发展为条件，在满足社会经济可持续发展的煤炭资源需求前提下，充分考虑煤炭资源开发利用的经济效益、市场化程度、环境承载力、资源的可持续性、资源的空间整合等因素，将煤炭资源进行合理分配、调控，使煤炭资源的开发利用社会经济效益最大化。实现煤炭资源合理配置，从而达到煤炭资源的可持续利用。如何将可持续发展理论反映到煤炭资源承载力的概念和评价方法当中，是煤炭资源承载力评价体系完整与否的关键。实现煤炭资源的可持续利用是社会可持续发展的必要条件，没有煤炭资源的可持续利用也就没有社会的可持续发展。

（七）循环经济理论是煤炭资源承载力的研究基础

1．循环经济理论的概念

循环经济就是在可持续发展的思想指导下，按照清洁生产的方式，对能源及其废弃物实行综合利用的生产活动过程。它要求把经济活动组成一个“资源→产品→再生资源”的反馈式流程；其特征是低开采、高利用、低排放。本质上是一种生态经济，它要求运用生态学规律来指导人类社会的经济活动。循环经济运行模式[1]如图3－4所示。

图3－3　煤炭产业生命周期

图3－4　循环经济运行模式

循环经济本质上是一种生态经济，它要求遵循生态学规律和经济规律，合理利用自然资源和环境容量，使经济系统和谐地纳入自然生态系统的物质循环过程之中，实现经济活动的生态化，以建立与生态环境系统的结构和功能相协调的生态型社会经济系统。

2．循环经济的“3R”原则

（1）减量化原则是循环经济的第一个原则。它要求在生产过程中通过管理技术的改进，减少进入生产和消费过程的物质和能量流量，因而也称为减物质化。换言之，减量化原则要求在经济增长的过程中为使这种增长具有持续的和与环境相融的特性，在生产源头的输入端充分考虑节省资源、提高单位生产产品对资源的利用率、预防废物的产生，而不是生产废物后进行治理。

（2）循环经济的第二个原则是尽可能多次以及尽可能多种方式地使用人们所买的东西。再使用原则要求产品和包装容器能够以初始形式被多次使用，而非一次性用品。通过再利用，人们可以防止物品过早地成为垃圾。

（3）循环经济的第三个原则是资源化原则又叫再循环原则，以污染排放最小化为目标。资源化原则要求生产出来的物品经过消费（生产性消费或生活性消费）后，能重新变成可以利用的资源和能源而不是垃圾废物。要求尽可能地通过对“废物”的再加工处理（再生）使其作为资源再次进入市场或生产过程，以减少垃圾的产生。

（一）中国煤炭资源开采利用的现状

在中国的能源资源中，基本特点是富煤、贫油、少气，这就决定了煤炭在一次能源中的重要地位。新中国成立以来，煤炭在全国一次能源生产和消费中的比例长期占70%以上（见表3－1）。据有关部门预测，在21世纪前30年内，煤炭在中国一次性能源构成中仍将占主体地位。从表3－2中可以看到，中国主要能源的开发深度均高于世界平均水平，特别是石油和煤炭的开发更是远远高于世界平均水平。

表3－1　中国一次能源生产及消费结构表

续表

资料来源：中国能源信息网、《中国统计年鉴》（2007）。

表3－2　中国主要能源探明储量　（1999年）

资料来源：中国煤炭资源网。

在中国煤炭消费结构中，煤炭的消费主要是直接燃烧，煤炭的直接燃烧造成大气典型的煤烟型。据统计，2000年燃煤排放的SO2和烟尘分别占全国总排放量（1995万吨和1165万吨）的90%和70%左右，CO2和NOx排放量也分别占到全国总排放量的80%和65%左右（见表3－3）。

表3－3　2000年全国燃煤排放污染物情况

资料来源：中国煤炭资源网。

据国家环保局统计，目前中国SO2污染产生的酸雨危害面积已达到国土总面积的30%，全国年均降水pH值低于5．6的城市或地区已占全国面积的70．6%，中国已成为世界三大酸雨区之一。

中国在2000年CO2排放量达30．52亿吨，比1990年排放量增长了33．3%，次于美国，高居世界第二位，而其中由燃煤排放的CO2量更是高达80%左右，可见燃煤是影响中国CO2排放量的最大因素。CO2排放量的逐年增加加剧了温室效应，导致了气候变暖。

（二）中国煤炭资源利用存在的问题

1．资源回收率低，消耗过快，浪费严重

资源回收率低是近年来煤炭企业在资源开发过程中存在的最为普遍和严重的问题。长期以来，中国煤炭开采的资源回收率一直维持在较低的水平上，尤其是在煤炭企业进入市场以后，一些国有煤矿短期行为加剧，为完成减污指标而“吃肥丢瘦”、“采厚弃薄”的现象相当普遍。据全国煤炭资源回采率专项检查得到的数据显示：2004年中国煤矿平均采区回采率为64%，平均矿井回采率为46%。这表明，中国煤炭资源回采率仍然偏低。此次专项检查由国土资源部、国家发改委共同组织。专项检查结果表明，就地域来看，山西、陕西、内蒙古和新疆四省区的平均回采率为58%，比东部地区和南方地区的平均采区回采率低14个百分点。就煤矿规模来看，中国小型煤矿平均采区回采率为52%，比大型煤矿低12个百分点。值得注意的是，上述四省小型煤矿平均采区回采率仅为50%。而厚煤层平均采区回采率为56%，比薄煤层低10个百分点[2]。据估算，中国煤炭开采的综合回收率只有30%左右，大中型煤矿为40%～50%，小型煤矿只有10%～15%，大量有效资源被废弃，浪费十分惊人。近年来，国有重点煤矿，国有地方煤矿、乡镇煤矿的资源回收率分别在50%、30%和10%左右徘徊，个体小型煤窑的资源回收率在10%以下。

煤炭开采过程中的资源浪费还表现在：资源的综合利用程度低，共生、伴生资源破坏惊人。据山西省的一项调查显示，每采1吨煤约损耗与煤炭资源共生、伴生的铝矾土、硫铁矿、高岭土、耐火黏土、铁钒土等矿产资源达8吨。全省每年因采煤排放的煤层气（甲烷）相当于西气东输的输气量的一半。

2．资源消耗高，资源利用率低

2005年世界能源消耗总量为153亿吨标准煤，煤炭资源消耗仅占28%。而中国2005年煤炭消费在能源消费总量中所占的比例为69．1%。1980～2005年的26年中，煤炭在中国一次能源消费构成中的比重仅下降了3个百分点。一些学者预测，20年内中国煤炭在一次能源消费构成中的比重不会低于60%，50年内不会低于50%[3]。中国可替代煤炭的能源资源品种虽多，但在短期内对能源消费结构不会产生很大影响。可以说，在未来相当长的时期内，中国仍将是以煤为主的能源结构。随着煤炭工业经济增长方式的转变、煤炭用途的扩展，煤炭的战略地位仍然十分重要。

图3－5　煤炭消费量占能源总消费量比例变化情况

中国在经济发展中原材料、能源的消耗水平高于国际先进水平，即使在国内同行业资源消耗水平相差也很大。中国能源效率只有32%左右，比国外先进水平低10个百分点，中国每消耗1千克标准煤能源产生的国民生产总值为0．46美元，日本为4．67美元，美国为2．06美元。

3．生态破坏和环境污染严重

采煤过程中造成的土地塌陷问题严重。全国因采煤形成的土地沉陷面积已达40万km2。煤炭开采过程中，破坏了地下含水层原始流径，全国煤矿排出矿井水约22亿m3／a，且利用率不足40%。采煤造成的矿区水土流失也十分严重。据山西省的一项统计显示，全省因采煤对水资源的破坏面积已达20352km2，占到全省总面积的13%。其中，严重破坏区面积占全省总面积的1．7%；一般破坏区面积占全省面积的6．5%；影响区面积占全省总面积的4．9%。据专家的一项研究表明，每开采1吨煤大约要损耗2．48吨的水资源。

煤矸石和矿井废水带来的环境污染问题十分严重。全国产生煤矸石约1．30亿t／a，已累计堆存超过30亿吨，大量占用土地。经验数据表明，在堆放的煤矸石总量中，大约有10%的煤矸石会在堆积过程中自燃，由此产生大量的有害气体。更为严重的是，煤矸石经雨淋会渗透到地下水系，污染地下水资源。

4．煤矿安全事故频繁发生

煤炭工业是一个生产作业条件复杂，时刻面临瓦斯、水、火、煤尘等多种自然灾害的事故高发行业。随着煤炭开采时间的延长和开采难度的增大，煤矿事故发生的可能性随之增加。近年来，虽然中国加强了对煤矿安全的监管，煤矿百万吨死亡率明显下降，2003年，全国煤矿百万吨死亡率为3．71，其中，国有重点煤矿为1．07，同比下降15．4%；地方国有煤矿为3．00，同比下降22．9%，乡镇煤矿为7．61，同比下降37．2%。但是与国外主要产煤国相比，中国煤矿的百万吨死亡率仍处于较高的水平，2003年，中国煤矿的百万吨死亡率分别是美国和南非的100倍和30倍[4]。在不同规模的煤矿中，小型煤矿的百万吨死亡率远高于大型煤矿。2003年，全国乡镇煤矿百万吨死亡率分别是国有重点煤矿和地方国有煤矿的7．1倍和2．5倍。2005年前半年死亡2672人，同比上升3．3%。在煤矿生产事故中，除了会造成大量人员伤亡外，还会造成大量的伤残人员。此外，井下职工的身体健康还受到煤尘、烟尘的威胁。更严重的情况是，一些煤矿由于经济效益不佳，资金紧张，降低维检费和安全费用的提取或将正常的安检费挪作他用，为安全生产埋下了巨大的隐患。

（一）指标和指标体系

指标（Indicator）这一术语来自拉丁文“Indicare”，具有揭示、指明、宣布或者是使公众了解等含义。它是帮助人们理解事物如何随时间发生变化的定量化信息。

指标通常为人们提供关于某种现象的发展趋势方面的信息，因此，其重要性不仅体现在它对现象的表征和衡量上。由于人们通常设定指标或指标体系主要是为了向决策者和公众提供决策信息，所以指标不仅要提供事物变化的定量化信息，同时要能够反映公共政策问题，如政策的作用和后果等。指标还必须以比较复杂的统计数据以及其他形式的社会经济数据更简洁的方式来提供信息，这些指标本身事实上也就包含了把这些指标同更复杂的现象联系起来的模型和假设。所有类型的指标都必须具有两个共同的特征：①指标要尽可能地把信息定量化使得这些信息更加清楚、明了；②指标要能够简化那些反映复杂现象的信息使人们更易于沟通和了解。

尽管指标通常以数据或数表、图形的方式表征出来，但它们同统计数据和原始数据是有差异的。事实上，指标是从对原始数据的分析中所获得的，它处于所谓的信息金字塔的顶端（见图3－6）。

图3－6　信息金字塔

（二）煤炭资源承载力评价指标体系特征和制定的原则

1．煤炭资源承载力评价指标体系特征

如果认同指标对决策和社会目标的服务性功能，那么，除了人们对指标的基本特征的传统界定外，一整套有效的、能够指导人们行为的指标体系还必须具有其他三个特征[5]：

（1）面向用户。指标只有对用户有用才具有实践意义。所以可持续发展指标的设计和制定必须首先明确：谁将是它们的使用者？这些用户希望了解什么？由于煤炭资源承载力指标的最大用户是决策者和公众，所以，承载力指标必须反映社会所试图达到的目标。

（2）政策相关性。指标必须反映出政策的关注点。也就是说，对资源承载力指标而言，它们必须能够以环境质量的变化趋势或改善以及资源利用程度等来说明政策的作用程度。

（3）指标的高度综合性以及指标数值的定量化。一套指标体系包含有许许多多的指标，如何把一些简单凝练而又说明问题本质的指标提炼出来，则是一项非常重要的而又需要许多理论和实践研究的任务。同时，只有以定量化的形式来表现这些指标，才有利于决策者和公众以及研究人员对其进行评价。

2．煤炭资源承载力评价指标体系制定原则

众所周知，每个评价指标是从不同侧面刻画系统某种特征大小的度量。以可持续发展为指导思想，把煤炭资源承载力作为评价的对象，评价指标体系的设计既要不失一般性，又要围绕煤炭资源发展的本质特性，因此，对煤炭资源承载力必须遵循以下原则：

（1）系统性与科学性原则。所谓系统性，是指应用系统论的理论方法，把煤炭资源视作一个相互联系、相互制约的有机整体，设计的指标体系应能全面、综合反映评价对象整体面貌，并形成层次性结构。所谓科学性，一方面是指选定指标概念科学、含义明确、计算范围准确、统计口径统一。另一方面是指指标体系易于结构化、模型化，以保证信息的完整性和评价结果的精确度和可信度。

（2）继承与发展兼顾的原则。煤炭作为中国的主要能源，其占一次性能源比重很高，全面放弃既不可能，也无必要，要保持社会经济的长远利益，必须要兼顾当前利益，在继承的基础上挖潜改造，以寻求新的发展空间，否则，获得长远利益的目标就难以实现。

（3）可操作和可比性原则。所谓可操作，就是要求数据易于获取，计算简单。同时，指标数量适宜，尽量避免交叉和重复，还必须指出的是指标的设立不能和中国相关法律政策相违背。所谓指标的可比性，是指指标名称规范，计量方法、计量口径和计量范围统一，符合国际或国内有关标准，既可实现同一指标的不同时点的比较，即纵向可比性，又可实现同一时点的不同指标的比较，即横向可比性。

（4）全面性与重要性相结合的原则。评价应该能比较全面地反映和测度被评价区域的主要配置特征和配置状况，同时也应突出主要因素，力求揭示问题的主要矛盾。

（5）定性与定量相结合的原则。如果完全采用定性方法，不可避免地要受到各种主观因素的干扰和影响，影响评价的科学性、客观性，因此应依据定性与定量相结合的原则，以定性评价为基础，以定量评价作为定性评价的深化，以定量评价的数学模型，计算出本质性的定性评价结论，尽最大可能提高评价的科学性和客观性。

（三）煤炭资源承载力评价体系构建

1．评价指标体系的整体设计

煤炭资源承载力指标体系是一个统一的整体，既有上下的层次关系，又有指标间的平行关系，不同的指标由于所反映煤炭资源承载力的不同侧面，又分属于不同的类别。根据煤炭资源承载力的内涵和特性，以及指标体系的构建原则，参照可持续发展指标体系，循环经济发展指标体系及其他体系的构建方法，将煤炭资源承载力指标体系确定为三个层次，分为目标层、状态层和指标层。目标层由状态层反映，状态层由指标层反映，指标层有若干具体指标和数值构成。目标层设立“煤炭资源承载力”；状态层设立“社会支撑系统、经济支撑系统、生态环境支撑系统和煤炭资源支撑系统”；指标层分别设立相应的指标。(www.xing528.com)

（1）目标层。煤炭资源承载力是煤炭资源承载力评价指标体系的最终目标，表示煤炭资源对人口、社会经济和生态环境的最大支撑能力的实现程度或实现概率，也用来衡量煤炭资源承载力系统各构成因素的发展水平及其相互之间的发展协调程度。对它的评价，需要选择描述和衡量该系统质性发展和量性发展的指标，使其在数量上反映系统总体发展规模及现代化水平，在时间和空间尺度上反映其变化趋势及结构特征。

（2）状态层。表示系统层的各子系统中与煤炭资源相关的分类指标，反映各子系统内部的发展状态、配置环境以及依赖关系，是相近特性指标的集合或分类。

（3）指标层。这是煤炭资源承载力指标体系最基本的构成因素集合，是一系列反映煤炭资源支撑对象的使用效率、效益和定额的质量和数量的表征。

2．社会支撑系统

社会的发展和完善在很大程度上影响着资源消耗和环境污染的程度。如科技水平、失业率、社会保障覆盖率、公众参与等，均对煤炭资源承载力起到了阻碍和促进作用。

（1）职工平均受教育程度（C11）。是指矿区职工的平均受教育年限，它从一定程度上反映了人口发展水平、人口素质的表征。受教育程度与资源消耗和环境污染成反比例关系。

（2）恩格尔系数（C12）。根据恩格尔定律得出的比例数，即居民的食品消费支出占家庭总收入的比例，是国际上通用的衡量居民生活水平高低的一项重要指标。根据联合国粮农组织提出的标准，恩格尔系数在60%以上为贫困，50%～60%为温饱，40%～50%为小康，40%以下即为富裕。恩格尔系数与煤炭资源承载力成反比例关系。计算公式为：

（3）煤炭资源的开发与社会效益的协调性（C13）。主要反映某一地区煤炭资源的开发与社会系统的和谐程度，目的是为了实现社会效益的最大化。

（4）人均生活用电量（C14）。其与资源消耗成正比例关系。计算公式为：

（5）矿区人均住宅面积（C15）。计算公式为：

3．经济支撑系统

煤炭资源总是有限的，随着经济规模的不断扩大，用煤总量不断地增加，经济发展到一定程度会出现煤炭资源难以支撑的局面。煤炭资源短缺直接影响工业、农业生产的结构与规模，影响经济增长。因此，要协调好经济系统与煤炭资源系统的发展关系。

（1）成本费用利润率（C21）。计算公式为：

（2）煤矿百万吨死亡率（C22）。计算公式为：

（3）煤炭资源与经济发展的协调度（C23）。该指标主要反映了某地区经济发展与煤炭资源的协调状况。

（4）科技费用投入比例（C24）。计算公式为：

（5）销售增长率（C25）。计算公式为：

（6）万元GDP耗煤量（C26）。计算公式为：

4．生态环境支撑系统

生态环境支撑系统指标用来衡量企业对生态治理与环境保护的强度和水平。提高煤炭资源承载力要求企业在经济发展的同时注重生态环境质量的提高。

（1）万元产值废水排放量（C31）。计算公式为：

（2）万元产值废气排放量（C32）。计算公式为：

（3）破坏土地复垦率（C33）。计算公式为：

（4）万元产值电耗下降率（C34）。计算公式为：

（5）万元产值水耗下降率（C35）。计算公式为：

（6）煤炭资源开发与环境的协调度（C36）。该指标主要是为了衡量生态环境系统与煤炭资源的协调状况，反映了煤炭资源的开发利用对生态环境的影响。

5．煤炭资源支撑系统

（1）人均煤炭资源用煤量（C41）。计算公式为：

（2）煤炭资源供需比例（C42）。计算公式为：

（3）煤炭资源储采比（C43）。煤炭作为一种一次性的不可再生资源，有别于其他商品的一点在于其储存量随着开采而减少，当期开采量的增加意味着未来可采量的减少，煤炭资源储采比指煤炭资源储存量与当年采储量之比，即目前煤炭资源剩余可采储量可供消费的时间。

煤炭资源储采比则是对储量的可利用性的反映，是衡量煤炭资源承载力的一个重要指标。计算公式为：

（4）原煤的入洗率（C44）。该指标是对煤炭资源利用情况的测度。原煤入洗率高说明能重视避免资源的浪费，能够合理利用煤炭资源，从而有利于增强煤炭资源的承载力，实现煤炭资源的可持续利用，同时改善环境。计算公式为：

（5）煤炭回采率（C45）。计算公式为：

（6）煤炭资源综合利用率（C46）。计算公式为：

以上指标层各项指标的物理定量见表3－4。

表3－4　指标的物理定量

图3－7　煤炭资源承载力评价体系

（四）煤炭资源承载力的评价方法和步骤

1．基于层次分析法的评价模型

层次分析法（Analytic Hierarchy Processes，AHP），是由美国运筹学家A．L．Saaty在1973年提出的一种定量与定性相结合的系统分析方法。层次分析法是针对多目标问题作出决策的一种简易的新方法，它特别适用于那些难于完全定量进行分析的复杂问题，是对人们的主观判断进行客观描述的一种有效的方法[6]。

层次分析法的求解步骤如下：

第一步：确定决策目标，建立层次结构模型。

层次结构模型一般分为三层：

①目标层：最高层次或称理想结果层次，是指决策问题所追求的总目标；

②准则层：评价准则或衡量准则，是指评判方案优劣的准则，也称因素层、约束层；

③方案层：也称对策层，指的是决策问题的可行方案。

第二步：由决策人利用表3－5两两比较构造判断矩阵A。

判断矩阵是以上层的某一要素作为判断标准，对下一层要素进行两两比较确定的元素值。

表3－5　目标重要性判断矩阵A中元素的取值

第三步：求取判断矩阵的最大特征值λmax和特征向量ω。

用特征向量法可以求得矩阵A的最大特征值λmax。但是，求λmax要解n次方程，当n≥3时计算比较麻烦，可以用近似算法。近似算法如下：

①A中每行元素连乘并开n次方：

②求权重：

③A中每列元素求和：

④计算λmax的值：

第四步：判断矩阵A的一致性检验。

在对各要素进行相对重要性判断时，由于运用的主要是决策者的主观判断，因而不可能完全精密地判断出其比值，而只能对其进行估计，因此必须进行相容性和误差分析。

若判断矩阵A完全相容时，应有λmax＝n；若不相容时，则λmax＞n，因此可以用λmax－n的关系来界定偏离相容性的程度。设一致性指标为C．I．（Consistence Index），则有：

C．I．与所给同阶矩阵的随机性指标RI（Random Index）之比称为一致性比率CR（Consistence Rate），RI为一统计学随矩阵阶数的常数。在层次分析法中，当CR＞0．10时不能通过一致性检验，应该重新估计矩阵，直到CR＜0．10通过一致性检验时，求得的ω有效。

第五步：层次总排序。

2．基于主成分分析法的评价模型

主成分分析是把原来多个变量化为少数几个综合指标的一种统计分析方法，从数学的角度看，这是一种降维处理技术，假定有n个地理样本，每个样本共有p个变量，这样就构成了一个n×p阶的地理数据矩阵。

第一步：用Z－Score法将原始数据进行标准化，对于逆指标（有些指标数值越大，表明在这一领域发展水平越高，这种指标被称为正指标；相反，有些指标数值越大，反而表明在这一领域发展水平越低，叫做逆指标）先取倒数，再进行标准化。

第二步：将标准化后的数据列出矩阵Z。

式中：n代表各个样本（不同年度）；p代表各个变量（指标），（n＞p）。

第三步：计算标准化矩阵中每两个指标间的相关系数，得到相关系数矩阵R。

第四步：计算相关系数矩阵R的特征值和特征向量。由方程｜λE－R｜＝0得到p个特征值，按从大到小的顺序排列为λ1≥λ2，…，λp≥0，并得到对应于p个特征值的特征向量，ti＝（t1i，t2i，…，tpi）。

第五步：计算主成分得分。选取主成分可以不选取所有的主成分，而只需选取前i个主成分，使得前i个主成分的方差贡献率达到85%即可。设Fi为提取的第i个主成分，则：

第六步：计算各子系统的综合评价值。

第七步：计算可持续承载力总指数。

3．基于DEA方法的综合评价模型

以上两种模型虽然被经常用于事物的综合评价，但是从方法论和研究科学性和准确性的意义上来说，这两种模型都或多或少地存在着一定缺陷，要么评价时的处理使得所含信息不够全面；要么是评价过程过多地受人为主观性的影响，更重要的是他们对评价后措施建议的提出没有切实可靠的科学依据。而DEA方法对事物的效率评价来说则相对更为科学和准确些。

DEA方法是一种“相对效率评价”的方法，目前已成为管理科学与系统工程领域较广泛运用的一种有效分析工具。它是1978年A．Charnes，W．W．Cooper和E．Rhodes给出的评价决策单元相对有效性的数据包络分析方法（Data Envelopment Analysis，DEA）。该方法常被用于生产生活的投入产出系统中进行管理、决策和效益效率评价等。DEA方法的主要模型有C2 R、BC2、FG、ST等，其中最初始的也是基本模型为C2 R，它是一个分式规划，经过C2转换后，可化为一个与其等价的线性规划问题。

C2 R模型是用来评价部门“技术有效”和“规模有效”的模型。假设有n个参加评比的部门或单位（DMU），每个部门有m种输入和s种输出，见表3－6。

表3－6　决策单元输入、输出情况

表中：Xij为第j个决策单元对第i种输入的数据，Xij＞0；Yij为第j个决策单元对第i种输出的数据，Yij＞0；Vi为对第i种输入的一种度量（或称权重）；Ur为对第r种输入的一种度量（或称权重）；i＝1，2，…，m；r＝1，2，…，s；j＝1，2，…，n。C2 R的分式规划问题模型为：

为了方便求解判断，Charnes和Cooper引入了非阿基米得无穷小量ε（其中ε＞0是比任何大于零的量都要小的量），得到具有阿基米得无穷小参数的C2 R模型为：

对于（DC2R－ε）可利用单纯型法求解。若（DC2R－ε）的最优解为λ0，s－0，s＋0，θ0，θ0表示DMU离有效前沿面的径向优化量或“距离”，s－与s＋为松弛变量，非零的s＝与s＋使无效DMU沿水平或垂直方向延伸达到有效前沿面。当θ0＝1并且s－0＝s＋0＝0时，决策单元j0为DEA有效，其形成的有效前沿面为规模收益不变，且DMU为规模且技术有效；当θ0＝1并且s－0≠0 或s＋0≠0时决策单元j0为弱DEA有效，则技术无效。

在一定的煤炭资源开发利用阶段和生态环境保护目标下，一个流域或区域的不可再生利用的煤炭资源究竟能够支撑多大规模的社会经济系统发展？如何合理管理有限的煤炭资源，维持和改善煤炭资源的承载能力？可以根据研究的重点方面，选择相关的煤炭资源实际数据或煤炭资源承载力指数数据来衡量区域间或时间段上煤炭资源承载能力的相对有效性。通过比较来发现差距和不足，从而促使相关部门积极地寻求能够缩短差距和弥补不足的措施，不断改善煤炭资源的合理开发利用，提高煤炭资源的承载力。要实现这个分析评价目的，可利用DEA方法对多个同类样本间“相对优劣性”进行评价。

（五）煤炭资源可持续利用承载力的计算模型

1．煤炭资源总量（M）

煤炭资源总量（M）是指一个地区和国家在现有科学和技术条件下已探明的煤炭资源的总规模。它包括可采储量（MK）和不可采储量（MB），计算公式为：

2．可利用煤炭资源（MY）

可利用煤炭资源（MY）是指在经济合理、技术可行和生态环境允许的前提下，通过技术措施可以利用的煤炭资源量。在数量上，它等于区域可采煤炭资源量（MK）和进口煤炭资源量（MJ），即

3．煤炭资源社会需求总量（MX）

煤炭资源社会需求总量（MX）是指在现有社会经济发展规模水平条件下，各承载对象对煤炭资源的最大需求量之和。它包括社会直接需求量和煤炭出口数量。对于环境承载对象，即不可采煤炭储量部分，直接减少可利用煤炭资源。其社会需求量分别表示为：工业用煤（MG）、人民生活用煤（MR）、出口煤量（MC）、其他用煤（MQ），则计算公式为：

4．煤炭资源承载倍数（e）

为反映煤炭资源承载能力，需要先计算煤炭资源承载倍数（e），计算公式为：

由煤炭资源承载倍数e的计算公式可见，当e≥1时，煤炭资源的可利用量大于煤炭资源社会需求总量，即MY≥MX，说明煤炭资源供需状况良好，煤炭资源对社会经济发展具有足够的支撑力。当e＜1时，煤炭资源的可利用量小于煤炭资源社会需求总量，即MY＜MX，说明煤炭资源可利用量不能支撑社会经济发展对煤炭资源的需求，即承载力不足。通过e值的大小，即可判断煤炭资源承载力的大小。

（六）基于DEA的中国煤炭资源承载力评价实证评价研究

选取1997～2007年煤炭资源承载力的多项评价指标数据，运用DEA方法对其煤炭资源承载力进行了计算和评价。选取的输入和输出指标见表3－7。

表3－7　1997～2007年煤炭资源承载力评价指标数据

续表

应用DEA模型对中国煤炭资源承载力进行评价，用DEA软件分析中的CRS模型和VRS模型对上述数据进行计算得到的评价结果见表3－8。煤炭资源承载力（θ）是由DEA软件中的CRS模型得出的，技术效率σ是由DEA软件中的VRS模型得出的，由表可知，1997～2007年的11个年份中，2001年的煤炭资源承载力指数最低是0．93264，1997、1998、2000、2003、2006、2007年的承载力指数都是1。同时1997、1998、2000、2003、2006、2007年的θ值、σ值、k值都是1，说明这几年既是技术有效又是规模有效，煤炭资源的利用效率相对最优，煤炭资源的配置比较合理。

表3－8　DEA评价1997～2007年煤炭资源承载力的评价结果

续表

1999、2001、2002、2004、2005年θ值、σ值、k值都小于1，说明这五年既没有达到技术最佳，也没有达到规模最佳，资源配置存在一定的不合理性，由表3－8中的∑λ值可以看出，1997、1998、2000、2003、2006、2007年的∑λ值都是1，说明这几年的规模收益不变；1999、2001、2002、2004、2005这五年的∑λ值都小于1，说明这五年的规模收益递增。

运用DEA模型对煤炭资源承载力进行计算并给出分析评价结果，虽然内容有些局限，比如相应地输入输出指标的选取不同，评价的结论也不同，但是为进一步研究煤炭资源的分配、利用及管理等提供了依据与参考。

（一）加快煤炭资产化管理

煤炭资源资产化管理就是要通过对煤炭资源的人、财、物等社会投入，保护、恢复、再生、更新、增值和积累煤炭资源资产，实现以资源养资源，增强煤炭资源的承载能力，发展煤炭产业的良性循环，使煤炭资源的功能持续恒定下去，为社会提供更多的经济效益和良好的生态环境。

1．健全国有资产管理法律法规

市场经济首先是法制经济，依法治国的关键就是要健全法制。通过健全法制，使煤炭资源的管理、保护、开发与利用有法可依，有法必依；通过健全法制，明确界定煤炭资源产权，理顺产权关系，使煤炭资源在经营、使用过程中的权、责、利关系明确化；并健全所有权主体人格化机构——国家国有资产管理局及地方国有资产管理局的产权管理职能，结束长期以来煤炭资产所有者主体长期缺位的局面。

2．建立完善的煤炭资源产权出让和交易市场

对煤炭资源的产权实行有偿转让，让渡使用，推行使用权的部分和完全有偿转让，建立切合实际的资源价格体系。煤炭资源市场分为一级市场和二级市场。一级市场是煤炭资源的出让市场，国家或国有资产管理部门把煤炭资源在一定年限内的使用权或开发利用权出让或出租给大型的国有公司或企业，收取地租或出让费，煤炭资源使用权在经济上得到实现。二级市场是取得煤炭资源使用权或开发权的公司或企业将使用权转让给别的企业。

3．建立煤炭资源资产评估体系

资产评估是依据一定的标准，以客观数据为基础，用科学的方法，合理反映企业各类资产现时价值或价格的过程。它是一种动态化和模拟市场的社会经济活动，是强化资产管理和进行产权转让、资产重组所必需的一项基础工作。建立煤炭资源资产评估体系，可以充分保障煤炭资源所有者和经营者的合法权益，为考评资产的保值增值工作提供客观依据。同时对于加强煤炭资源资产的管理，防止流失，并为资产的有偿使用制度的建立奠定一个较为科学的价格基础具有十分重要的意义。

4．构建煤炭资源管理体系

成立独立的煤炭资源管理机构和监管机构，前者应设在国家国土资源管理部门内，其核心是两个组织：一是确定煤炭资源价格的组织，二是进行煤炭资源矿业权招标拍卖的专业组织。后者应设在国家反垄断的有关部门内。

建立煤炭资源核算体系一套标准、两个数据库、若干个煤炭资源经济评价中介机构。设立以煤炭资源条件、地质勘探程度和经济评价为三维坐标的煤炭资源评价标准。按此标准尽快对中国各区块煤炭资源进行初步评价，建立煤炭资源评价基础数据库，并随招标拍卖的增多，建立案例数据库。同时，应促进高质量的煤炭资源评价中介机构参与煤炭资源经济评估。

建立煤炭资源招标管理体系，建立一套严格招标管理制度，使招标管理公平、公开、公正。建立煤炭资源公平竞争的竞争机制，招标拍卖程序公开化，招标拍卖行为应广泛接受司法、媒体和社会各方面的监督。

（二）发展循环经济以提升煤炭资源承载力

循环经济是指最有效利用资源、能源和保护环境，以“减量化、再利用、资源化”为原则组织经济活动的经济发展模式。循环是指事物周而复始地运动或变化的过程，可见循环一词本义即具有可持续性。只不过任何一个循环系统的可持续性都是有条件的，一旦某些条件发生故障，就会出现恶性循环状态。这些条件就是说经济发展对煤炭资源的开发利用不能超过其自身的承载能力，以保证煤炭资源的可持续供给。

1．将生产过程中原材料的利用提到最高限度，提高利用效率

一方面提高对原生资源的利用效率，通过提高使用效率达到节约原生资源的目的；另一方面加大对再生资源的使用，以减少对原生资源的需求，达到节约原生资源的目的。从市场的角度进行分析，循环经济发展的主要动力来源于煤炭资源日益稀缺，相对煤炭资源承载能力下降。同时，市场经济条件下经济利益的驱动，也成为对废弃物再利用的刺激。如从单位GDP产出能耗表征的能源利用效率看，中国与发达国家差距非常大。以日本为1，则法国为115，美国为2167，加拿大为315，而中国却高达1115。如果人均能源使用效率能提高到韩国的水平，即可以支撑中国经济总量增长5倍；如果提高到日本的水平，则可以支撑中国经济总量提高15倍。

2．将废弃物进行资源化处理

资源化是输出端方法，即把物质返回到工厂，在那里粉碎之后再融入新的产品之中。废弃物资源化后被变成不同类型的新产品，消费者和生产者通过购买再生资源制成的产品，从而减少原生物质使用量，使得循环经济的整个过程实现闭合，通过对废弃物的资源化处理提高资源使用效率。这实际上是在更广阔的社会范围内或在消费过程中和消费过程后层次上组织物质和能源的循环。如一个年产钢800万～1000万吨的钢铁厂，把可燃气体全部回收利用，可以满足一个年产120万机组的发电厂所需要的全年热能，它所发的电供应钢铁厂使用，还向社会发电。又如高炉渣通过细磨以后供年产300万吨的水泥厂满足全部原料的需要，而且可以提高水泥的标号，提高资源利用效率。

3．科技创新是发展循环经济、提升煤炭资源承载力的关键

科技创新一般有四个阶段：第一阶段是过程创新，即更合理地生产同一种产品，如原材料的变更或采用更清洁的生产技术；第二阶段是产品创新，即用更少的投入生产同样的产品；第三阶段是产品替代，这一阶段是产品概念的变革和功能开发，即向社会提供用途相同但种类不同的产品或服务，如从用纸交流变更为用网络无纸交流；第四阶段是系统创新，这一阶段是革新社会系统，追求结构和组织的变革。中国社会经济发展要大幅度提高煤炭资源承载力，就必须更多地关注科技创新。如石化工业生产中产生的催化裂化干气中蕴藏着丰富的乙烯、乙烷、丙烃等，可作为基本化工原料的宝贵资源，长期以来，因缺乏工业化的回收技术，而把它们当做废气白白烧掉。科技的发明和创新、机器的改良，可以使那些在原有形式上本来不能利用的物质，转变成一种在新的生产中可以利用的形态，从而提升煤炭资源承载能力。

（三）提高全民族的资源忧患意识和节约意识

联合国把2008年命名为“国际地球年”，中国是提案国之一。“地学为社会服务”是本次地球年的行动口号，它旨在让人们意识到，地球资源并不是无穷无尽的；相反，将比任何时候都更加珍贵。一切资源都将逐渐耗尽。对于石油、天然气以及煤这些燃料，想要回收是件很困难的事。可行的办法就是节能，特别是交通行业存在着很大的潜力。绿色和平组织的能源专家安德里·波林认为，“从技术层面上讲，在未来10年里将汽车耗油量减半是完全可能的”。油价的下跌最终将改变全球经济，更有优势的燃料将成为全球经济的基础。

在全社会树立节约资源的观念，培育人人节约资源的社会风尚，营造全民节约资源的良好环境。要将节约资源提升到基本国策的高度来认识，把建立资源节约型社会的目标纳入国家经济社会发展规划之中，以此为依据建立综合反映经济发展、社会进步、资源利用、环境保护等体现科学发展观、政绩观的指标体系，构建“绿色经济”考核指标体系，实现“政绩指标”与“绿色指标”的统一，彻底改变片面追求GDP增长的行为。牢固树立以人为本的科学发展观，改变透支资源求发展的方式。按照科学发展观的要求，必须把资源保护和节约放在首位，充分考虑资源承载能力，辩证地认识资源和经济发展的关系。要加大合理开发资源的力度，努力提高有效供给水平；要着力抓好节能、节材、节水工作，实现开源与节流的统一。

积极引导合理用煤、节约用煤和有效用煤。努力缓解当前煤炭供求紧张状况，解决煤炭产需长期矛盾。大力调整经济结构，切实转变增长方式，抓紧完善产业政策和产品耗能标准，限制高耗能工业发展。优化能源生产和消费结构，鼓励发展新能源，努力减少和替代煤炭使用依靠科技进步和创新，推广先进的节煤设备、工艺和技术，强化科学管理，减少煤炭生产、流通、消费等环节的损失和浪费。制定出有利于节煤用煤的经济政策、技术标准和法规，利用经济、法律和必要的行政手段，实行全面严格的节煤措施。采取多种形式大力宣传节约意识。倡导能源节约文化，努力形成健康、文明、节约的消费模式，在全社会形成节约用煤和合理用煤的良好环境。

（四）调整产业结构

从产业结构上看，中国经济明显具有重化工业为主导的特征，电力、钢铁、建材等高耗煤行业高速发展，成为国民经济的动力与支柱，对能源高度依赖。经济增长使煤炭需求刚性增长。政府应利用宏观手段调节需求，即遏制钢铁、电解铝、水泥及其他高耗能、重污染行业的增长势头，以调整产业结构，促进产业升级及技术进步。依靠科技进步，全力推进传统产业的改造和升级，大力发展高科技含量、高附加值、低消耗的新兴产业，走适应时代需要的新型工业发展道路。以科技进步和技术创新为动力，促进产业结构优化升级。大力发展第三产业，降低第二产业在经济结构中的比重；抓紧完善产业政策和产品能耗标准，限制高耗能工业的发展；运用高新技术和先进适用技术改造传统产业，淘汰高耗能、重污染的落后工艺、技术和设备；降低单位GDP能耗，减少煤炭消耗量。努力实现以煤炭资源消费的低增长实现经济高效益、高质量、高速率增长。

（五）贯彻以人为本的思想，积极调整政策

创造有利于吸引人才的工作和生活环境，引进优秀人才。鼓励和支持大中专毕业生到煤炭行业工作，提高科技人员比重。有关院校要积极为煤炭企业多途径培养急需人才。各煤炭企业要建立和发展面向全体员工的教育培训体系，办好各类职工培训，开展岗位培训和继续教育，利用社会力量培养人才，推行关键岗位持证上岗制度。改革煤矿职工招聘办法，主要技术工人要变招工为招生，关键技术工种人员文化程度要达到中专以上。努力建设一支熟悉煤矿专业知识、掌握煤矿新技术、新工艺、新设备的专业技术人员队伍和有现代化管理水平的优秀企业家队伍。通过各种渠道引进各类人才，并给他们提供良好的环境，使之能充分发挥他们的潜能。建立合理有效的培训机制，对煤炭产业的各类人员进行培训，增强他们的自身素质。引入竞争机制，优胜劣汰，由此来提高煤炭企业的运作效率和创新能力，提升煤炭资源的承载力。

（六）建立环境污染治理的综合机制，加大生态环境保护力度

1．强化环境监督管理和老污染源的治理

实施总量控制和达标排放，积极贯彻“谁污染、谁治理；谁排污、谁付费；谁治理、谁受益”的原则，严格控制污染物排放标准。要按照“统筹兼顾、突出重点”的原则，突出土地塌陷治理、煤矸石治理、水资源保护和环境污染治理、生物多样性保护、植被恢复等内容，结合当地经济和社会发展的实际，编制生态环境恢复治理规划。通过资源资产收益、地方财政和企业增加投入、鼓励社会投入资金等多渠道筹集资金，加大环境保护和治理投入，区分轻重缓急，逐步实施规划，加大对废弃煤矿、老煤矿采煤沉陷区治理及生态环境恢复治理力度，防止土地荒漠化、水土流失和水资源破坏。新建煤矿和老井改扩建必须按照“三同时”的要求，加强水资源保护和土地复垦，减少占地，防治地质灾害。利用经济手段和市场机制促进生态环境可持续发展，按照资源有偿使用原则，逐步开征资源利用补偿费，研究和试行环境税。使市场价格准确反映经济活动造成的环境代价，形成一种动力机制，促使企业主动将减少污染、环境保护纳入考虑范围。实行税收差异或优惠政策，扶持引导环保产业的发展，对“三废”综合利用产品和采用清洁生产技术，也应给予一定的税收优惠。

2．完善生态环境评价及监管制度

环保行政主管部门要加强环境影响评价工作，具体制定煤炭开发环评内容、标准和规范，强化生态环境评价。严格实施煤炭开发规划的环境影响评价，高度重视水源地、人口密集村镇、重要河床下采煤问题，开采前必须进行生态破坏和经济损失专项评估。对可能造成严重生态破坏和巨额经济损失的，必须禁采、限采或采取有效的保护和防范措施。建立环境监理制度，加强对煤炭开采活动环境监理，有效预防和减少环境污染和生态破坏。制定地方性法规，依法促使煤炭企业把环境保护和治理贯穿于煤炭资源开发、利用、加工、转化的全过程。

3．加强矿山生态环境保护力度

逐步建立健全矿山生态环境保护长效监管机制，严格矿山开采准入制度，完善矿山生态环境保护法规，加强矿山生态环境监管能力建设，进一步明确矿区生态环境治理责任，建立多渠道投资机制，强化矿山生态环境保护的科学研究，提高全民的矿山生态环境保护意识。

本章以煤炭资源承载力为研究对象，以可持续发展为指导思想，从系统工程角度来分析煤炭资源承载力问题，运用系统论、控制论、技术经济及经济学等理论方法，对煤炭资源承载力进行系统的定性分析研究，本章主要研究以下问题：

（1）在可持续发展理论、循环经济理论和资源承载力理论的基础上，提出了煤炭资源承载力的概念和内涵，研究煤炭资源承载力和其他资源的区别，探讨了资源承载力和可持续发展以及循环经济的关系，得出可持续发展理论是研究煤炭资源承载力的指导思想，循环经济理论是研究煤炭资源承载力的基础。

（2）在研究中国煤炭资源开发和利用现状的基础上，对煤炭资源承载力评价系统指标构成进行研究，建立了一个适合社会经济可持续发展的煤炭资源承载力评价指标体系，讨论了三种指标评价方法和步骤，提出了可持续利用煤炭资源承载力的计算模型。

（3）由于煤炭资源的固有特征，煤炭资源不得不面临生态环境的负外部性与资源枯竭等问题，并结合中国煤炭资源现状得出提升煤炭资源承载力的对策建议。这对煤炭资源的合理开发利用、最优配置和社会经济的和谐发展、保护资源维护国家利益以及转变经济增长方式和提高经济效益等都具有理论价值和现实指导意义。

[1]冯之俊：《循环经济导论》，人民出版社，2004年。

[2]中国煤炭资源网。

[3]《煤炭产业经济政生研究报告》，中国煤炭经济研究会，2004年。

[4]杨宜勇：《对中国矿难的制度分析》，《中国经济时报》2005年4月15日。

[5]张世秋：《可持续发展环境指标体系的初步探讨》，《世界环境》1996年第3期。

[6]张所地：《管理决策论》，中国科学技术出版社，2005年。