① 矿产资源与社会经济的发展
人类需要的自然资源中70%，重工业原料中90%都来自于矿产资源，是人类社会发展不可缺少的物质基础。与之有关的是原材料工业和采掘业，构成了工业的基础，是推动国民经济各部门发展的重要保证。人类历史的发展和生产力的进步与矿物原材料的利用关系密切，正因为此，历史学家就以此划分人类社会的历史阶段：石器时代，铜器时代和铁器时代。随人类文明的提高，对矿产资源的依赖程度不断提高。据统计人均国民产值1000～4000美元，对矿产品需求的增长最快。全球1962年矿业原矿总产值2350亿美元，1970年4300亿美元，1982年9890亿美元，1989年达11250亿美元，25年中增长5倍。矿产品国际贸易也在迅速增长，1963年为400亿美元，1987年为4423亿美元，增长11倍。
1981～1994年，大多矿产增加不少探明储量，特别是黄金（表6.10、6.11、6.12）。
矿产资源地理分布不均，绝大多数矿产资源60%以上产量都集中于5个以内国家。近年随着主要发达国家从工业社会时代逐渐向信息社会时代过渡，矿业发展速度逐渐变缓，不少矿产品需求疲软，生产能力过剩，有些矿种过剩生产能力高达15%以上，如钢铁高出30.5%，铝16%，铜23%，水泥19%，硫、磷、钾矿产过剩40%；发达国家为其环保和经济回报率等原因，逐渐将其矿业向发展中国家转移，而矿产品深加工和高附加值的产品都得到了很大的发展，选冶技术的改进，进一步提高了矿产资源的利用率，金属的回收利用比例越来越高，1993年世界钢产量的30%，铅产量的23.3%，精炼铜的30%，精炼铝的40.5%来自于废旧金属的回收，工业发达国家更高一些。
世界矿产品消费自70年代以来，增长速度部分放慢，部分加快，硫磷钾等农用矿产消耗量减少，铁铜铅锌低速增长，铝、镍中速增长，而锆、钛、高岭土、金刚石等快速增长，矿产品应用新领域的开拓也越来越广（表6.13、6.14）。矿产品价格在低价位徘徊，1993年以后有所回升，1992年世界矿产品贸易额6169.7亿美元，其中燃料矿产3260.7亿美元，1980～1991年金属矿产品贸易增长了30%，非金属矿产品贸易额增长速度更快，80年代前就增加1倍以上。据统计，世界矿物原料产值结构中，能源矿产占75.64%，金属矿产值占12.11%，非金属矿产占12.25%。值得注意的是，原材料的消费开始了从较传统的金属向特种金属、合金、陶瓷塑料等方面转变。
表6.10世界主要矿产资源储量基础①的变化
说明：①某些矿产的储量基础未列入；②可回收的金属体积；③商业品级，Cr2O3；④中国及其他一些国家未包括在内；⑤西方国家；⑥中国未包括在内；⑦估计价值；⑧工业标准；⑨相当于Na2CO3。
（据世界金属和矿物年报，1995；美国地质调查局年报，1998）
表6.11世界主要矿产品的产量
说明：①精矿；②纯硼砂；③天然碱＋合成碳酸钠，除中国外；④包括叶蜡石；⑤除中国外。
（据世界金属统计年报，1995）
表6.12中国探明矿产储量潜在价值在世界上的位次
（据朱训，1999）
表6.13世界上几种金属的消耗情况（年增长率，%）
（据世界金属统计年报，1994）
农用矿物中硫、磷、钾产量在80年代随化肥需求量的增长而增长，特别是在东亚、拉美。90年代以来，需求量有所下降，如硫1993年产量6877.5万t，与80年代中期持平；磷1993年产量仅与70年代中期持平，为1×108t左右；钾1992年产量甚至低于1975年水平，仅2390.5×104t。这几种矿产品的贸易也有同样发展趋势，其资源保障程度都比较高。
表6.141992年一些矿产品的人均消耗量
说明：①1990年消耗量；②1991年，K2O量；③P2O5量；④1989年。
值得注意的是，非传统农用资源的开发利用已引起各国重视，有30余种矿物岩石在牲畜和家禽饲料添加剂、肥料、土壤疏松剂和水载物质、液态肥料载体、土壤改良剂等不同领域得到广泛应用。
铁与铁合金金属，70年代世界钢铁产量持续上升，80年代以来呈下降趋势，1985年较之1979年产量下降4.65%，多数发达国家单位国民总产值钢消耗量下降40%～50%，近几年全球年平均钢产量74596×104t，而1993年为72530×104t，呈波动下降，但合金钢变化不大，不锈钢年递增2%～3%。中国铁矿石产量1993年已达2×108t，居世界首位，占世界铁矿石总产量的20%以上。全世界再生钢产量达3.2×108～3.4×108t，占当年产量的40%。较之70年代末，80年代多数铁合金元素产销量也处于停滞或下降状态，Mn下降10.37%,W下降3.34%,Mo下降5.1%,V下降14.56%，而稀土上升52.56%，铬上升2.4%，镍上升14.9%，钴上升21.2%。
80年代以来有色金属中除铝、镁、钛等轻金属外，多数产销近于停滞或下降。铜1995年世界总储量3.1×108t，储量基础大，近年精炼铜年均产量1080×104t左右，回收废铜420×104t，年均消费量超过1000×104t，预计今后10年铜需求量的年增长率1.5%～1.9%。铅和锌的消费和产量都有逐年下降趋势，铅年均产量541×104t，消费506×104t，锌年产平均680×104t，消费量670×104t，铅锌资源保证程度较高，铅1.5×108t探明储量，锌1.4×108t探明储量，可以满足40～50年的需求，铅在环保方面遇到了严重挑战。Ti、Sn、Sb产销基本平衡，平均年产量分别是381×104t,19×104t和48608t，锑年产40%是由中国生产，资源保证程度较高。世界贵金属年产量持续增长，政府和个人储备欲望较高，高新技术的需求殷切，年平均用量增长7%。世界黄金资源总量75000t,15%～20%为伴生，已采出112000t，其中15%已损耗，余下95000t，官方储备36000t，私人持有59000t，近年来黄金勘探和开采是矿业界投资热点，年均产量已达2049t，价格不稳，波动较大。贵金属的地理分布不均，南非、独联体、美国、澳大利亚、加拿大、巴西等国储量和开采量都相对较为集中（表6.15）。中国是亚洲黄金需求量最大的国家，1992年需求量350t，比1991年增长47%，其次是印度293t，美国132t，日本104t，沙特阿拉伯151t，中国台湾160t，马来西亚99t。世界银储量仅28×104t，年均产量8000t左右，仅能满足需求的58%～68%，由于电子工业、影像业的快速发展，已连续多年供不应求，资源保证程度也不高。铂族元素资源总量约为10×104t，探明储量5.6×104t，年产量约258t，西方国家消费年均约115t，市场供应和资源保证程度都较高。
表6.15世界金的产量单位：t
（据世界金属统计年报，1995）
稀散元素虽用量少但是高新技术领域必不可少的原材料，被广泛用于电子工业、军事工业、航天工业、化学工业、冶金工业等。据日本后滕左吉教授预测21世纪初，世界对稀散金属元素的需求将成倍、成十倍、甚至某些元素成百倍的增长。稀土（REE）产量65755t年增长率5.7%，消费量以近10%的速度增长，特别是单一稀土，用途前景广阔，稀土储量达1×108t,80%分布在中国，其次是美国、印度、独联体，资源保证程度较高。
非金属及建材原料，不少人都把非金属产值超过金属矿业产值作为一个国家工业成熟的标志。70～80年代世界经济萧条时期，虽金属矿业受较大冲击，但非金属产值所受影响很小，价格波动不大，稳中有升，而且非金属矿物应用的深度和广度也有较大发展。非金属材料对传统金属材料领域起到替代品的作用，并且能够提高产品技术性能，硅代替钢，代替锗，陶瓷代替钢材；橡胶、造纸、油漆、塑料亦需大量填料和新型建材等。非金属原材料的重要特点是深加工产生高附加值。如膨润土酸化成有机膨润土，价值由28.6～30.5美元/t升值为2400～2600美元/t，未磨的重晶石块矿加工成用物重晶石粉价格由40美元/t上升为2560美元/t。
金刚石因澳大利亚找矿的突破而产量大增，80年代前五年产量翻了一番，达8960万克拉，以后仍以6%的年均增长率上升，近30年价格稳步上升，世界金刚石销售总额64.14亿美元。至1994年世界金刚石保有储量9.8亿克拉，宝石级与准宝石级3亿克拉，资源保证程度不高。
轻质建材、新型水泥、陶瓷等领域，对非金属材料的应用都有较大进展，建筑砂石和石材是用量极大的非金属材料。
中国的矿产资源总量较大，占世界第2位，但人均很低，仅为世界的80位，为世界人均58%，矿业总产值占世界前3位。中国矿产资源有如下特点：品种齐全、配套程度高；探明矿产储量总量丰富；单位国土面积矿产资源丰度高；有20余种优势矿产资源在全球占重要地位。各矿种虽贫富都有，但大宗矿产品贫矿较多，我国矿产资源形势喜忧参半，资源勘查工作成效显着，而且资源潜力较大，但老矿山多，接替探明后备资源不足，同时开发利用中由于技术落后，设备陈旧、资源利用率不高（表6.16、6.17）。
表6.161996年中国主要矿产品产量在世界上的地位
（据朱训，1999）
表6.17中国主要非金属矿产储量与产量（1990）
② 河北省矿产资源型县域经济转型内涵和时机分析
3.1.1 河北省矿产资源型县域经济转型内涵分析(高建明，2012)
“转型”是指某一区域经济发展方式的转变和经济结构调整的质变，其中也会涉及经济发展转型的体制、机制等制度性安排和转型路径等演变举措。而矿产资源型县域经济转型则是指改变传统的以矿产资源为依赖、由矿产资源型产业为县域经济支柱产业或主导产业发展格局，转向发挥县域经济多方面的要素优势，以技术创新和产业结构调整为主线，培育新的经济增长极，形成多元产业并举、经济社会可持续发展。
矿产资源型县域经济转型体现在五个方面：
1)发展方式的转型。即改变传统的以矿产资源的开发利用和单纯加大对矿产资源要素的投入而形成的经济增长，转而以技术创新、技术升级改造和加大对技术要素的投入以促进经济的增长。
2)产业结构的转型。即改变以矿产资源的采选和初加工为主的高度依赖资源的产业作为支柱产业或主导产业的经济结构，转而以新兴替代产业和改造升级后的矿产资源型产业等多业并举的经济结构。
3)发展内涵的转变。即改变以资源密集、劳动密集为基础的高能耗、高污染、高投入、低产出、低效益、破坏环境、不可持续的发展，转而遵循以技术密集、知识密集为基础的低能耗、低污染、高效益、保护环境、循环经济的可持续发展。
4)发展动力的转变。即改变传统的依靠资本的积累、投入和数量的扩张为动力，转为以加大科技研发投入、推进科技创新、提高产业自主创新能力为动力。
5)发展战略的转变。即改变传统的消耗资源、不计环境代价、单纯追求GDP增长的经济发展战略，转为资源节约、环境友好、全面协调可持续、经济增长与人民生活共同提高、经济发展与社会事业共同推进的发展战略。
3.1.2 河北省矿产资源型县域经济转型时机分析
关于矿产资源型县域经济发展转型时机选择问题，有两种思路。
(1)依据矿产资源型产业利润划分法(高建明，2012)
根据产业经济学原理，矿产资源型产业的利润函数如下：
π＝PQ(t)-[Cα +Cb(t)Q(t)]
式中：π为资源型产业利润；P为单位产品的市场价格；Q(t)为产量随时间变化的函数；Cα为开采的固定成本；Cb(t)为开采的变动成本随时间变化的函数。
图3.1是矿产资源型县域经济发展趋势曲线图，当边际收益大于边际成本时，利润增加；当边际成本等于边际收益时，利润为最大。如果没有采取强有力的产业转型措施，矿产资源型县域经济就会随着资源的衰退而萧条。如果采取有力有效的产业转型措施，并在一个合理有利的时机进行转型，县域经济发展就会出现新的上升空间，实现可持续发展。
图3.1 矿产资源型县域经济发展趋势曲线图
正如前面所言，考虑到转型需要多方面的成本，可以给矿产资源型产业利润函数增加一个变量Cd，随着时间的推移，转型成本将逐渐增加，在资源枯竭的时候转型成本达到最大值。增加了转型成本之后，矿产资源型产业的利润会有所下降，如图3.2所示。如果在矿产资源型产业利润达到最大值之前进行转型，则资源型产业将会丧失利润最大的机会，如果在产业利润下降为0 或者到负值的时候，由于没有转型所需资金的原始积累，转型将难以进行。
图3.2 转型期矿产资源型产业利润函数曲线
综合转型成本和产业利润函数，在利润由最大值逐渐下降而未降为0的这段区间，是比较合理的转型期。在这个区间内，矿产资源型县域经济转型开始得越早，转型的成本越低，对矿产资源型县域经济和社会发展的冲击也越小。因此，矿产资源型县域经济转型的最佳时期是当矿产资源型产业利润达到最大值的时期，这个时期矿产资源型产业的发展已经完成了产业转型所需要的成本积累，没有丧失产业最大利润值。此时开始转型的成本代价最小。
(2)依据矿产资源型产业生命周期划分法
产业生命周期理论是在产品生命周期理论基础上发展而来的。产业生命周期曲线从整个产业的角度考虑问题。产业生命周期可以从成熟期划为成熟前期和成熟后期。在成熟前期，几乎所有产业都具有类似S形的生长曲线，而在成熟后期则大致分为两种类型：第一种类型是产业长期处于成熟期，从而形成稳定型的行业，如图3.3中右上方的曲线1。第二种类型是产业较快地进入衰退期，从而形成迅速衰退的行业，如图3.3中的曲线2。
图3.3 产业生命周期曲线图
矿产资源型产业发展转型的最佳时期是在矿产资源型产业进入成熟期、经济稳定成熟发展一定阶段后，即将进入衰退期时启动转型。此时，由于矿产资源型产业的充分发展，县域经济具备了较为充足的经济基础、财政实力和社会积累，但矿产资源型产业又即将进入衰退期，具备一定的转型发展回旋空间，为新兴产业及第三产业的开始发展进而成长为替代产业准备了一定的接替过渡区间，有利于产业转型的平稳有序进行。
(3)最佳转型期(高建明，2012)
综合以上两种方法的分析，矿产资源型县域经济转型的最佳时机应是在县域内矿产资源型产业发展进入成熟阶段的中后期。此时转型既可充分享有矿产资源型产业长期发展积累的资金优势、技术优势、产业工人优势、管理经验优势、财政调控能力优势等，还可利用国家或区域为关停、缩减传统的矿产资源型产业、培育和发展新兴替代产业的政策优惠和资金补贴，最大限度地减少发展转型的成本和风险。
3.1.3 河北省矿产资源型产业发展阶段分析
3.1.3.1 生长曲线模型的构建
生长曲线又称S曲线，是描述生物生长过程的一种特殊曲线。生物的生长过程一般要经历发生、发展、成熟和衰退四个阶段。经济社会领域中许多事物的成长或者某些变量的变化都类似于生物生长的过程，呈现S型，这一点和传统的产业生命周期理论相一致。对于矿产资源型产业，其发展历程基本符合产业生命周期理论，同样要经历发生、发展、成熟和衰退的整个生命周期。因此，生长曲线在预测中具有相当广泛的应用。
生长曲线的一般数学模型为
dY/dt＝KY(L-Y)
式中：Y为预测参数值；L为参数Y的极限值；K为常数，K＞ 0。解此微分方程得
我国矿产资源型县域经济可持续发展问题研究
式中：α和b为常数，参数b决定曲线的位置，参数α决定曲线中间部分的斜率；t为时间。变量之间的关系见表3.1。
表3.1 变量之间的关系表
生长曲线的极限值为L，并且在t＝0，Y＝L/(1+α)处有第一个拐点F1，其数值即为临界值，它是产业的发生期与发展期的分界点；在t＝ln(α)/b与Y＝L/2处有第二个拐点F2，此为产业的发展期与成熟期的分界点。曲线由F2 点到极限L这一区域为产业的成熟期；极限L以下则为产业的衰退期。
生长曲线模型中需要确定L，α，b三个参数，一般情况下有两种方法：专家咨询法和倒数和法。专家咨询法受人的主观因素影响比较大。为使结果更具有客观性和科学性，本课题运用倒数和法来确定参数。
我国矿产资源型县域经济可持续发展问题研究
上式中各变量的含义和来源详见相关资料，这里不再赘述。参数L，α，b确定后就可以建立产业的生命周期预测模型，运用该模型就可以对相关产业所处的发展阶段进行分析，对其未来的发展情况进行预测。
3.1.3.2 以河北省为例的实证分析
本研究以河北省为例，对河北省矿产资源型产业中的钢铁、煤炭和水泥产业进行实证研究。首先建立各产业的生长曲线模型；然后确定各矿产资源型产业的发展阶段，并对其未来发展趋势进行预测。分析数据均来自1999～2013年《河北经济年鉴》，确保了数据的科学性和客观性(表3.2)。鉴于河北省正在推行“6643”工程，书中用粗钢产量指标代表钢铁行业的产量，煤炭、水泥行业分别用煤炭产量、水泥产量来衡量。
表3.2 河北省主要矿产资源产业产量表单位：万吨
(1)根据河北省各产业原始数据，建立各产业的生长曲线模型(表3.3)
表3.3 河北省矿产资源型产业生长曲线模型表
本书运用Spss17.0统计软件，做出河北省钢铁、煤炭、水泥等产业的散点图(图3.4)。可以看出，每个产业发展趋势都近似S型曲线，符合生长曲线模型和产业生命周期理论。
图3.4 河北省矿产资源型产业散点图
(2)分析各矿产资源型产业的发展阶段和未来发展趋势
1)钢铁产业分析。当t＝0即1997年，Y＝593.48处，第一个拐点F1(0，593.48)为钢铁产业发生期与发展期的临界点，在此点以前为产业生命周期的发生期，在此点以后进入发展期；钢铁产业生长曲线的第二个拐点F2(9.37，9417.95)为产业发展期与成熟期的临界点，钢铁产业的发展期为1997～2007年，成熟期是从F2 点到极限值 L处，即2007～2050年。预计钢铁产量在2050年到达饱和点L＝18835.89万吨，从2050年以后钢铁产业开始进入衰退期。由此可以看出，河北省的钢铁产业目前正处于成熟期，预计到2050年进入衰退期。
2)煤炭产业分析。t＝0即在1997年，Y＝4860.98处为第一个拐点F1，此为煤炭产业生长曲线的发生期与发展期的临界点；第二个拐点F2(16.54，11083.03)为煤炭产业发展期与成熟的临界点。因此，该行业的成长期为1997～2014年，成熟期是从F2点到极限值L处，即2014～2170年。预计河北省的煤炭产量在2170年达到饱和，L＝22166.06万吨，从2170年以后河北省的煤炭产业开始进入衰退期。由此可以看出，河北省的煤炭产业目前处于成熟期，预计到2170年进入衰退期。
3)水泥产业分析。对于河北省水泥产业生长曲线，F1(0，3053.89)为第1个拐点，此为水泥产业发生期与发展期的临界点；第2个拐点F2(7.44，7802.68)为水泥产业发展期与成熟的临界点，水泥产业的发展期为1997～2004年；成熟期是从F2点到极限值L处，即2004～2085年。水泥产量预计到2085年达到饱和点L＝15605.36万吨。从2085年以后水泥产业预计进入衰退期。由此可以看出，河北省的水泥产业目前正处于成熟期，预计于2085年进入衰退期。
河北省钢铁、煤炭和水泥产业的生命曲线见图3.5。
图3.5 河北省钢铁、煤炭和水泥产业生命曲线图
由以上分析可知，按照产业生命周期理论，河北省的钢铁、煤炭和水泥等矿产资源型产业均处于成熟期。河北省的产业规划部门及相关产业单位，应立足于产业处于成熟期的现状，挖掘产业发展潜力，集聚资金、人才及技术资源，为矿产资源型产业转型积蓄力量，以便在矿产资源型产业进入衰退期之前，成功实现产业转型。应该注意的是：矿产资源型产业具有一定的特殊性。首先，矿产资源型产业对不可再生性资源的储量和相关技术具有很强的依赖性；其次，矿产资源型产业的发展一方面要受到市场经济规律的制约，另一方面要受到国家宏观政策的调控。这些因素在一定程度上会使矿产资源型产业的发展趋势和理论上的生长曲线出现背离，但以上分析结果仍然可以作为判断产业发展阶段，制定相关政策的参考。