城市铜资源社会存量时空分布格局及其影响机制研究

China is now faced with severe insufficiency of domestic copper resources, with the idea of urban mining providing a potential way for sustainable copper utilization. It is necessary to understand copper utilization pattern at city level if the strategy of urban mining is to be carried out. The study will characterize the temporal and spatial pattern of copper in-use stocks in typical cities in China, then identify the main driving forces of this pattern, and thus provide instructions for policy-makers on urban mining of copper resource. Firstly, based on the bottom-up method of metal in-use stocks, we will provide a model to calculate copper in-use stocks in typical Chinese cities. And then, we will characterize the temporal and spatial pattern of copper in-use stocks in these cities. The spatial boundary includes the urban and suburb region of a city, and the time period is from 2005 to 2014.We then will identify which kinds of economic activities cause the temporal and spatial pattern of copper in-use stocks, and further analyze the driving forces that decide these main economic activities. These driving forces will include but is not limited to regional resources, regional culture and policies, economic development level, and technology innovation. Based on above, we will conduct a case study. A scenario analysis will be carried out to forecast future development of copper in-use stocks in the following 5-10 years in a city. Furthermore, future amount of copper scrap during this period will also be predicted. Finally, suggestions will be provided on how to collect and utilize these copper scraps. The study will provide a basis for the establishing of policy on recovering secondary copper resources, as well as the strategy of copper industry development.

目前我国铜资源利用形势严峻，"城市采矿"是铜资源可持续利用的重要途径，而铜资源在城市中的社会存量时空分布格局是有效开发"城市铜矿山"的重要理论依据。本研究在对典型城市实地调查和数据分析的基础上，首先采用"自下而上"的物质社会存量核算方法，构建我国城市铜社会存量核算框架和核算方法，刻画城市铜社会存量的时空分布格局，识别影响城市铜社会存量时空分布格局的主要经济活动类型和方式，并进而识别影响相应经济活动类型和方式的资源、经济、制度、技术等关键要素，解析各要素在不同铜存量子系统中对各类经济活动类型和方式的作用过程，从而归纳阐释城市铜社会存量时空分布格局的影响机制；最后进行应用示范，核算案例城市铜社会存量，并基于机制解析结果预测案例城市未来5~10年铜社会存量发展情景及铜资源报废情景，并针对其"城市铜矿山"的开发提出相应政策建议。研究成果将为制定我国再生铜回收利用政策以及铜产业发展战略提供指导。

我国铜资源利用形势严峻，资源对外依存度高。城市社会经济系统是铜资源的重要“社会储存库”，“城市采矿”近年来成为我国铜资源可持续利用的重要途径。而铜资源在城市中社会存量的时空分布格局是有效开发“城市铜矿山”的重要理论依据。但从研究现状来看，我国铜资源的社会存量研究起步较晚，铜社会存量的核算成果非常有限，基础数据严重不足，更没有涉及对存量的时空分布格局的探讨。.为此，本研究以我国城市为研究对象：.①基于“自下而上”的方法建立了我国城市铜社会存量的核算框架和相应核算方法，核算框架包括四个一级子系统即基础设施、耐用品、交通和建筑，以及多个二级子系统；另外主要针对铜社会存量核算中的各类数据建立了标准化的数据采集和处理方法，以及核算结果的不确定性分析方法。.②选取南京市和上海市为案例城市，分别刻画其铜社会存量时空分布格局，结果表明目前中国城市铜社会存量水平在大致40-50kg。在时间尺度上两个城市的铜社会存量总量及各子系统的铜存量均呈现逐年显著增长趋势；在空间上各区的存量水平（以人均铜社会存量来表征）与经济发展水平呈正相关，而空间分布密度（以kg Cu/km2来表征）与经济发展水平及人口密度呈正相关。.③从资源禀赋、经济基础、技术水平、制度安排等方面解析造成铜社会存量时空差异的关键因子，表明：资源禀赋主要通过影响区域的城市布局（主要与社会存量中的基础设施子系统有关）和产业结构（主要是耐用品子系统中的工业设备子系统）来影响铜社会存量的水平和分布；经济发展水平对区域铜社会存量的各子系统均有正向影响，因此与区域的存量水平呈正相关；而特定政策和文化习俗由于会对铜社会存量的输入端和输出端起调节作用，也影响了铜社会存量；另外，技术主要通过对各子系统中铜材料的替代来影响铜社会存量的水平。.④对南京市居民家电子系统的铜存量增长趋势及含铜产品的报废情景（2010-2050年）进行预测，表明：南京市城乡居民的家电铜存量在2040年左右达到最大值，约为4.6万吨；在未来的40年内，南京市居民家电报废过程呈现城乡二元分布，产生的铜资源总量为18.6万吨。此外，基于城市铜社会存量时空分布的影响机制解析结果，对我国铜社会存量的未来增长趋势进行初步预测，结果表明其将在2050年左右达到最大值，约为16300万吨。而产生的废铜资源将在2060年左右高达800万吨，这部分废铜的高效回收将对缓解我国铜资源约