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一、煤炭生态环境演化机理和煤炭动态补偿机理
1.煤炭生态环境演化机理。
生态系统的演化过程可以用图1来表示，根据生态系统演化规律，生态系统在一定的外部干扰范围内具备自我恢复的功能，但是当外部干扰超过一定限度时，则需要人工干预进行恢复，帮助其达到新的平衡态，当外部干扰持续增强，生态系统则会出现崩溃甚至不可逆的情况。对于具体的煤炭生态系统而言，山西省煤炭矿区大量开采煤炭资源，对矿区的生态系统施加了极大的外力作用，以促使煤炭开采地区的生态系统在外力干扰作用下演化。在可恢复阶段，煤炭开采对生态环境的破坏未超过生态系统的承载力，生态系统完全可以依靠自身的能力来保持煤炭生态系统的良性循环；在新平衡阶段，对煤炭资源的大量开采导致生态环境损失加剧，需要人类进行干预补偿，以使煤炭生态系统演化为新的平衡状态；对于熵增超过生态阈值的崩溃阶段，此时由于煤炭开采而带来的生态环境破坏相当严重，加之人类未能对其进行有效的补偿，致使生态系统走向崩溃，补偿的效果微乎其微且补偿成本巨大，生态系统很难恢复平衡。
2.煤炭动态补偿机理。
由于煤炭资源开发的特殊性，其对生态环境的污染伴随着整个开矿、开采和闭矿的全过程，矿区生态环境的恢复和治理也不是一蹴而就的，需要一个比较长的时间过程。煤炭动态补偿机理就是针对煤炭开发过程中不同的开采阶段和对环境的破坏程度，通过预先规划和多时点动态补偿，以期减少生态服务功能的损失，缩短恢复生态功能的时间，降低生态补偿的成本。
二、山西省煤炭资源开发生态补偿的实证研究
依据煤炭生态环境演化机理，对于山西省煤炭开采区而言，当煤炭开采造成的生态环境损失的时间序列从有到无显著上升时，即是生态系统的外部干扰致使熵增超过触发点的时刻。当这一环境损失的时间序列显著上升，并和煤炭产量的时间序列存在某种协整关系时，就处于上文所述的新平衡阶段，在这一阶段，因为二者存在协整关系，说明煤炭矿区生态系统还存在着能够将其拉回平衡状态的调节机制。若二者不存在协整关系，则反映了煤炭开采对于生态环境的干扰过于强烈，以至于无法将各项环境损失拉回到均衡状态，致使生态环境系统走向崩溃，生态补偿效果不显著。基于以上的煤炭生态环境演化机理，本文要对煤炭开发生态环境损失和煤炭产量进行实证研究，来验证山西省煤炭生态系统的演化是否处于生态补偿的有效阶段，由于宏观数据的不完备，因此本文只对水污染、废气污染和重金属污染进行时间序列分析，通过这三个方面的数据结合煤炭产量来进行验证。本文依据山西省统计年鉴和中国环境统计年鉴的数据进行分析，选取选取1975-2013年原煤产量和工业废水排放量、工业废气排放量和工业固体废弃物产生量，并做对数化处理，分别用LNY、LNW、LNG和LNM表示。首先利用ADF检验法检验山西省煤炭生态环境各项损失和煤炭产量的时间序列的平稳性。利用Eviews软件，对山西省煤炭产量和各项环境损失进行ADF单位根检验。可判定煤炭产量和各项生态环境损失时间序列是非平稳的，在一阶差分后，煤炭产量在5%的检验水平上是平稳的，各项环境损失在10%的检验水平上是平稳的。接下来通过EG检验煤炭产量和各项生态环境损失之间的两两协整关系，以判断这些变量是否存在长期均衡关系，我们分别以各项环境损失量作为因变量，以煤炭产量作为自变量，对其残差序列进行单位根检验，如果残差序列是平稳的，就能够说明二者之间是协整的，得到的检验结果如下：可以得出山西省煤炭产量和各项环境损失的残差序列是平稳的，因此，山西省煤炭产量时间序列和各项环境损失时间序列均是（1，1）阶协整关系，存在长期稳定的均衡关系。然而两两协整仅表示存在长期均衡关系，还需要分别构建误差修正模型，以判断在短期内出现偏离时，是否能够得到修正。B0表示煤炭产量的短期变动对某项环境损失产生的影响，表示短期调整系数，它的大小反映了对均衡偏差的修正力度。通过以上的实证分析，能够证明山西省煤炭开发对于生态环境的破坏符合生态系统的演化规律且处于生态系统演化的新平衡阶段，即生态补偿有效阶段，可以通过各种补偿措施帮助生态系统恢复平衡。
三、相应的生态补偿措施
根据煤炭生态演化规律和动态补偿机理，可以将山西省煤炭资源开发的生态补偿分为产前、产中、产后三个阶段进行。产前的预防性补偿阶段主要是指在矿山建立之初，通过构建煤炭循环生产体系和对矿山企业的资质评估及宣传教育以改变大众观点来对煤炭开采过程中可能产生的生态环境破坏起到预防作用，其补偿的重点在于降低能源消耗，提高资源利用率。产中的即时性补偿阶段是针对在预防性补偿阶段仍然不可避免的环境污染和破坏进行及时有效的治理，采取建立矿山企业生态补偿监管制度，对煤炭矿区边开采边治理，通过人工干预改善生态环境，使生态系统达到新的平衡状态。产后的修复性补偿主要针对闭坑后的矿山进行修复治理和对资源枯竭的废弃矿山进行生态重建或异地补偿。对于新建和在建矿山，由于前两个阶段的补偿，此时的生态破坏已经很小，只需进行尾矿处理及废料场及堆渍场等生产区域的土地复原和矿区设施拆除的基本恢复即可。对于废弃矿山，由于其生态破坏严重，则需要采取异地生态重建和矿区产业转型及生态移民等方式。
四、结论
煤炭开发给山西省的环境带来严重破坏，生态补偿必须坚决执行，不能为了经济发展而忽视环境保护，也不能为了环境保护而减缓经济发展，要实现“输血型”补偿向“造血型”补偿的转变，谋求经济发展和环境保护的“双赢”。
作者：田丹凤 单位：山西大学经济与管理学院
