李 楠，張?zhí)熘鼙焙＃?北京科技大學土木與環(huán)境工程學院，北京 00083；2.清華大學環(huán)境學院，北京00084）

2000～2010年中國資源產出率測算

李 楠1，張?zhí)熘?*，周北海1（1.北京科技大學土木與環(huán)境工程學院，北京 100083；2.清華大學環(huán)境學院，北京100084）

在中國實際管理需求的基礎上，構建了中國經濟系統(tǒng)物質流分析（Chinese Economy-wide Material Flow Analysis - CEW-MFA）模型，對傳統(tǒng)經濟系統(tǒng)物質流分析工具進行了補充和拓展.在該模型的基礎上將中國的RP定義為一組4個指標:直接物質投入（DMI）/GDP、本地物質消耗（DMC）/GDP、物質總循環(huán)量（CR）/（CR+DMI）與CR/固體廢物總產生量（TG）.測算了2000～2010年時間段的物質流及RP指標，并對其中的資源經濟產出效率進行了國際比較.結果表明，中國現(xiàn)階段的物質代謝總量高，2010年國家的DMI接近120億t，DMC超過107億t.中國資源的經濟產出效率與主要發(fā)達國家相比仍有較大差距.2010年的GDP/DMI與GDP/DMC分別為2260，2512元/t.循環(huán)物質總量有較大幅度的增長，綜合利用率CRR（1）與CRR（2）總體保持上升趨勢.CRR（1）從2000年的16%升至2010年的23%，CRR（2）由46.8%升至54.1%.

資源產出率；經濟系統(tǒng)物質流分析；資源綜合利用

人類社會與自然界的協(xié)調發(fā)展和經濟結構的轉型，關鍵在于轉變長久以來人類社會的傳統(tǒng)物質代謝模式，減輕對自然環(huán)境的壓力.提高資源產出率（RP），才能在維持經濟增長的同時，減少資源的過度消耗.RP是反映資源節(jié)約和環(huán)境保護的綜合性指標，在物質需求總量不變的前提下，RP的提高直接等同于一次資源投入和污染排放的減少.隨著人類對經濟系統(tǒng)物質基礎理解的不斷深化，大多數(shù)國家都日益重視能夠提高本國資源產出率的相關政策，希望以更少的自然資源使用和更低的排放獲得更高的經濟增長.20世紀70年代出現(xiàn)的全球能源危機，引發(fā)的關于能源利用率（ER）的討論被認為是RP研究的起源［1］. ER被定義為能源消耗與國民生產總值（GNP）的比值［2］.現(xiàn)有的RP定義均基于經濟系統(tǒng)物質流分析（EW-MFA），屬于在物質流分析（MFA）基礎上深度衍生出來的一類可持續(xù)發(fā)展指標（SDI）.

雖然中國在《“十二五”規(guī)劃綱要》中首次提出了綜合RP提升15%的規(guī)劃要求，但沒有給出綜合RP的具體定義與測算方法，缺少“可操作、可量化、可考核、可決策”的RP指標體系，因此難以測算評價經濟系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互關系以及經濟發(fā)展對環(huán)境產生的影響，也就無法制定有效的經濟轉型相關政策方針.

迄今為止，由各國政府主導的關于RP的官方報告數(shù)量較少，RP測算分析案例多為研究學者或機構所做［3］.這些研究的RP概念本身的定義與基本統(tǒng)計數(shù)據(jù)口徑也有所區(qū)別，與物質流指標相關聯(lián)的經濟指標多種多樣，如GDP總量或土地占用等［4-13］.雖然有很多國家具備國家層面時間跨度較大的物質流數(shù)據(jù)，但由國家政府機構權威發(fā)布，并將MFA指標衍生為RP類發(fā)展目標的只有奧地利［14］、比利時［15］、丹麥［16］、芬蘭［17］、德國［18］、意大利［19］、荷蘭、波蘭、瑞典、日本［20］等少數(shù)國家，且這些國家提出的指標較為寬泛，趨近于一組SDI指標或僅為指導性的發(fā)展目標［21］.

針對中國RP的研究仍以理論研究或綜述為主，進行大規(guī)模RP測算分析的研究較少［1，22，23］.并且，國內該領域較多的研究停留在物質流分析的層面［11，24-28］，在其基礎上擴展研究RP的研究較少.劉濱等［29］使用中國的GDP/DMI作為RP指標與英國、日本和德國做了簡單比較.朱遠等基于EW-MFA進行了國家層面RP的研究，這些研究分別對單位GDP和單位人口的DMI、DMC指標進行了分析［1，22，30-31］，并進行了簡要的國際比較.鑒于國內外RP的研究現(xiàn)狀，目前在中國開展RP測算工作的瓶頸主要在于實物量流動的測算.中國RP測算的前提是物質流的全面測算.所以本研究基于國際EW-MFA開發(fā)了中國經濟系統(tǒng)物質流分析模型（CEW-MFA），基于該模型定義了中國的RP指標體系，并測算了2000-2010年中國的RP指標.在結合中國國情的同時，滿足國際比較的需要，試圖為中國RP提升相應政策的制定提供理論與數(shù)據(jù)支持.

1 模型與方法

CEW-MFA是一個描述社會經濟系統(tǒng)的物質和能量輸入、輸出信息的工具，可簡化為一個環(huán)境與經濟的模型，即社會/經濟系統(tǒng)包含在環(huán)境系統(tǒng)中.

直接通過資源環(huán)境與作為研究對象的經濟系統(tǒng)邊界的流被稱為直接流（DF），未直接通過該邊界的流由兩類組成:①本地采掘過程中未被使用的流（UE），如礦石開采過程中所產生的無用剝離物，也稱隱流（HF）.②間接流（IF），表征進出口貨物折算為原材料的當量（RME）以及原材料開采過程中的UE.CEW-MFA中僅考慮穿越經濟系統(tǒng)邊界的流.

如圖1所示，CEW-MFA中進入經濟系統(tǒng)的物質流包括從本地環(huán)境采掘的資源以及通過海關進口的貨物；離開經濟系統(tǒng)的物質流包括處置后排放至環(huán)境的廢棄物以及通過海關出口的貨物.在對經濟系統(tǒng)內部的碳循環(huán)和水循環(huán)進行平衡后可得到貯存在系統(tǒng)內部的物質量.UE以及進口間接流并沒有直接通過經濟系統(tǒng)邊界，且無完整數(shù)據(jù)支持和標準化的測算方法，故在CEWMFA中不考慮UE和IF.

圖1 CEW-MFA模型框架Fig.1 CEW-MFA model framework

1.1 CEW-MFA的直接流

CEW-MFA的5種主要直接流可分為3類:輸入流、輸出流以及循環(huán)流.輸入流:1本地采掘、2進口；輸出流:3出口、4處置后排放；循環(huán)流:5循環(huán).

1.1.1 本地采掘（DEU） 指從本經濟系統(tǒng)資源環(huán)境采集挖掘，進入本經濟系統(tǒng)用作生產和消費的所有液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)資源（由于水的開采量的數(shù)量級比其他本地開采的流量大，CEW-MFA中不計入）.本地采掘分為4類:生物質、金屬礦石、非金屬礦石和化石燃料.

1.1.2 進口（IM） 指通過本經濟系統(tǒng)海關口岸進入本經濟系統(tǒng)的所有商品.進口商品包括:原材料、半制成品和制成品.

1.1.3 出口（EX） 指通過本經濟系統(tǒng)海關口岸流出本經濟系統(tǒng)的所有商品.出口商品包括原材料、半制成品和制成品.

1.1.4 處置后排放（DPO） 指從經濟系統(tǒng)流入自然環(huán)境中的物質，即所有生產和消費過程中產生并在處置后排入環(huán)境的物質.本地處置后排放包括排放至大氣的污染物、固體廢物和排放至水體的污染物.其中，排放的固體廢物由兩部分組成，即生產過程固廢排放和末端消費活動中的固廢排放.生產過程廢物產生以及末端消費廢物產生除循環(huán)利用外的排放可被區(qū)分為已控和未控兩類.已控排放指的是經過無害化處理的固體廢物（衛(wèi)生填埋），被歸為凈物質存量存儲于經濟系統(tǒng)中；未控排放指直接排入自然環(huán)境的廢物，被歸為DPO.

1.1.5 循環(huán)（CR）.物質總循環(huán)量CR指在生產加工和終端消費環(huán)節(jié)廢棄物產生后被循環(huán)利用的物質總量.

圖2 CEW-MFA循環(huán)流框架Fig.2 CEW-MFAcycleflowsframework

CR由3部分組成:生產過程固廢綜合利用量（RU），再生資源回收利用量（RC）和直接再利用量（RE），如圖2所示.

固廢綜合利用量（RU）包含兩個部分:工業(yè)固廢綜合利用量（IRU）和農業(yè)固廢綜合利用量（ARU）.

IRU指在企業(yè)生產加工過程中通過回收、加工、循環(huán)、交換等方式，從固體廢物中提取或者使其轉化為可以利用的資源、能源和其他原材料的固體廢物量（包括當年利用往年的工業(yè)固體廢物貯存量），如用作農業(yè)肥料、生產建筑材料和筑路等，主要物質類別有:煤矸石、危險廢物、粉煤灰、冶煉廢渣、爐渣、放射性廢物、脫硫石膏和其他廢物，不包括礦山開采的剝離廢石和掘進廢石（煤矸石和呈酸性或堿性的廢石除外）［32］.由于CEW-MFA模型計量的是所有流經社會經濟系統(tǒng)的物質流，本研究對工業(yè)固體廢棄物的一般性定義進行了擴展形成IRU，將危險廢物和放射性廢物納入其中.

ARU指收集后用作燃料、飼料、肥料、生產原料（包括建材）、食用菌基料以及用作生產沼氣的農膜、畜禽糞便和秸稈（不包含未經處理直接還田的秸稈）.

RC指經過最終消費使用后，被資源化、再利用的物質總量.再生資源有以下主要類別:廢鋼鐵、廢有色金屬、廢塑料、廢紙、廢輪胎、廢建材、廢舊汽車和廢舊電子電器.

RE指沒有經過任何物理或化學加工處理，而直接被利用的廢物量，主要包括二手汽車、二手電器以及多次使用包裝物（如飲料瓶等）三大類.RU、RC和RE由9大類別組成:1工業(yè)固體廢棄物、2農業(yè)固體廢棄物、3建筑垃圾、4市政垃圾及農村生活垃圾、5廢舊汽車、6廢舊電子電器、7二手汽車、8二手電子電器以及9包裝物.其中，1工業(yè)固體廢棄物和2農業(yè)固體廢棄物的循環(huán)利用部分被納入固廢綜合利用量RU；3建筑垃圾，4市政垃圾及農村生活垃圾，5廢舊汽車，6廢舊電子電器的循環(huán)利用部分被歸為再生資源回收量RC；7二手汽車、8二手電子電器和9包裝物被歸入直接再利用量RE.

1.2 CEW-MFA的衍生流

在直接流的基礎上可進一步處理得到衍生流本地物質消耗（DMC）和本地物質投入（DMI）.DMI衡量經濟系統(tǒng)生產消費活動所需的直接物質供給量.它包括本地采掘和進口2部分，表征本地經濟系統(tǒng)對環(huán)境產生的壓力.但由于進口是商品形式，包含半成品及最終成品，對進口所屬地區(qū)資源環(huán)境的壓力描述存在一定的空缺，參見式（1）.DMC衡量經濟系統(tǒng)的物質使用量，計量的是經濟系統(tǒng)直接使用的總物質量.DMC與能源消耗量等其他物理消耗指標的定義方法類似，可簡單歸結為輸入減去出口得到，參見式（2）.

2 資源產出率指標定義

中國RP指標的定義是在CEW-MFA物質流指標的基礎上，基于可操作性、政策相關性和敏感性的原則，結合社會經濟等有關信息，經進一步處理得到的相關指標，分為資源經濟產出效率和循環(huán)利用率兩類.

2.1 資源經濟產出效率指標

資源經濟產出效率即資源利用的經濟效率指標，是指經濟活動中資源消耗的效率與強度指標.國際上有多種關于資源經濟產出效率的度量方法，如單位GDP的直接物質投入量（DMI）可以表示資源綜合投入強度.單位GDP的DMC與單位GDP的DMI均可用于表征資源使用的強度，相比于GDP/DMI，GDP/DMC表征的是單位GDP與資源消耗的概念更為貼近，國際上將GDP/本地物質消耗（DMC）定義為本國相應RP指標的國家相對較多.類似的，也可采用GDP的分物質投入或消耗強度指標，表示創(chuàng)造單位GDP的能源消費量等某一種資源的消費強度［33］.綜上，本研究定義了2種資源經濟產出效率指標:GDP/DMC與GDP/DMI.

2.2 循環(huán)利用率指標

更多的循環(huán)使用意味著更少的一次資源投入.資源循環(huán)利用產業(yè)也于“十二五”開始被中國列為戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一.雖然現(xiàn)有大量的關于循環(huán)物質流的相關研究，但是大部分著重研究某一組特定廢物的循環(huán)利用，如:生活固廢、工業(yè)固廢、農業(yè)固廢、建筑垃圾等，還包括大量基于元素流進行的循環(huán)研究［34-39］.此外，還有很多研究在單純分析循環(huán)的基礎上進一步考慮其環(huán)境影響［36，40-41］.除日本之外，鮮見研究將廢物循環(huán)與CEW-MFA進行綜合考慮［20］.

從經濟系統(tǒng)的物質平衡角度來看，經濟系統(tǒng)對物質資源的總需求由DMI和CR（工業(yè)固廢綜合利用量、再生資源回收量與直接利用量之和）兩部分組成.隨著經濟增長，即使總的物質投入（DMI+CR）不斷增大，如果循環(huán)使用的物質能夠增長的更快，則從自然界獲取的資源有可能保持不變甚至出現(xiàn)減少趨勢.即，更多的物質循環(huán)意味著可能投入更少的一次資源.所以，使用CR與（DMI+CR）的比值，可以表征循環(huán)使用的物質占經濟系統(tǒng)總物質投入的比例［42］，日本開展的物質流分析工作對循環(huán)率的定義與之類似.此外，CR占固體廢物總產生量（TG）的比值則可以表征廢物產生后沒有排放到環(huán)境中而被綜合利用的總體比例.

不同國家與組織出于不同的管理需要與考量視角，對綜合利用率（CRR）有著不同的定義.總體而言，有兩種定義獲得較多的認可［43］.第1種將CRR定義為CR除以CR與DMI之和，參見式（3）.

CRR（1）被定義為CR/（DMI+CR）的潛在含義為更多的循環(huán)物質的使用可以有效減少一次不可再生資源的投入.日本在其“Sound Material-Cycle Society”概念中，使用了類似的定義方法，并將該物質循環(huán)率作為國家的主要發(fā)展目標之一［20，41，44-45］.

第2種循環(huán)率CRR（2）的定義為CR除以固廢總產生量（TG），參見式（4）.TG即在生產加工以及終端消費過程中所產生的所有廢物總量，其主要來源環(huán)節(jié)為農業(yè)、工業(yè)、市政、建筑以及其他大宗廢物（廢舊汽車、廢舊電子電器等）.

3 2000～2010年中國資源產出率測算

利用CEW-MFA模型，測算出中國2000年至2010年的基本物質流指標，如表1所示.

在其基礎上，根據(jù)公式（1）～（4）可進一步得到衍生流指標和相應的RP指標，其中GDP使用2000年不變價.由表1可知，4個RP指標在2000-2010年間，均總體保持上升，但暫未觀察到任何經濟增長與物質使用的絕對解耦跡象.

表1 2000～2010年物質流指標（×106t）Table 1 CEW-MFA indicatorsof 2000～2010 （×106t）

3.1 資源經濟產出效率指標

3.1.1 GDP/DMC 2000～2010年期間，中國GDP/DMC保持上升趨勢，從2000年的1750元/t升至2010年的2512元/t，如圖3所示.然而在“十一五”期間，即2006年開始出現(xiàn)小幅下降.從2007至2008這兩年的物質流分項數(shù)據(jù)和經濟指標來看，GDP增速有所放緩且DMC在2007年之后高速增加.GDP在“十一五”前，大部分年度較上一年增幅超過12%.而2000～2005年期間的GDP增幅則在9%左右.

圖3 2000～2010年GDP/DMC指標變化趨勢Fig.3 GDP/DMCvariationtrend of 2000～2010

3.1.2 GDP/DMI 如圖4所示，自2000年以來，中國的GDP/DMI有較明顯的整體上升趨勢，從2000年的1683元/t升至2010年的2260元/t.與DMC類似，2007年開始DMI的激增導致了2007年之后出現(xiàn)了暫時性的小幅回落.

圖4 2000～2010年GDP/DMI指標變化趨勢Fig.4 GDP/DMI variation trend of 2000～2010

圖5 中國GDP/DMC與GDP/DMI與其他國家的比較Fig.5 International comparison of GDP/DMC and GDP/DMI

3.1.3 中國GDP/DMC和GDP/DMI與其他國家的比較 中國2010年的GDP/DMI與GDP/DMC分別僅為227美元/t和303美元/t（2000年不變價），與世界上其他主要發(fā)達國家的相應指標相比［21，44-45］，處于絕對下游水平，如圖5所示.2010年中國的指標接近挪威（挪威水平偏低是由于其著名的“石油魔咒”［21］）與日本、瑞士、美國和英國等國家相差甚遠.

3.2 循環(huán)率指標

3.2.1 CRR（1） 如圖6所示，CRR（1）從2000年的16%波動上升至2010年的23%.盡管CR的年度平均增長速度為13%，但是未能減緩DMI總量的增加，DMI仍然保持了每年7%的高速增長.

更多的CR并沒有使得DMI的增長速度有所放緩.換言之，即便CR大幅增長，但中國經濟系統(tǒng)的總物質需求也在迅速膨脹，使得一次資源的投入（DMI）的總量難以出現(xiàn)放緩趨勢.

圖6 2000～2010年CRR（1）指標變化趨勢Fig.6 CRR （1） variation trend of 2000～2010

3.2.2 CRR（2） 工業(yè)、建筑和市政垃圾的產生量構成了絕大部分的TG.農業(yè)固廢的產生量雖然也有所提高，但是鑒于耕地面積和生產能力的限制，它的增幅較小，如圖7所示.CRR（2）從46%增長至60%，2003年后的增速有所提高，這是對2003年開始施行的《中華人民共和國循環(huán)經濟促進法》的有效響應［46］.CRR（1）是從經濟系統(tǒng)整體物流的角度被定義為CR/（CR+DMI），而DMI必然高于TG（DMI為系統(tǒng)總輸入），CRR（1）的平均水平要低于CRR（2）30%左右.

圖7 2000～2010年CRR（2）指標變化趨勢Fig.7 CRR （2） variation trend of 2000～2010

4 結論

4.1 2000～2010年，雖然中國資源的經濟產出效率指標總體上處于緩慢上升的趨勢，但是與主要發(fā)達國家相比仍有較大的差距，未出現(xiàn)經濟增長與物質使用的絕對解耦趨勢.2010年的GDP/DMI與GDP/DMC分別為2260元/t和2512元/t.

4.2 中國現(xiàn)階段的物質代謝總量高，且近年來一直保持高速增長態(tài)勢.2010年，國家的DMI接近120億t，DMC超過107億t.由于經濟始終處于高速基礎增長階段，物質投入與消耗的上升有很強的驅動力.

4.3 循環(huán)物質總量在10年間都有較大幅度的增長.CRR（1）由2000年的16%升至2010年的23%.CRR（2）雖然在2003年及2006年出現(xiàn)了小幅波動，但總體也保持上升趨勢，從46.8%升至54.1%.由于直接物質投入也在高速增加，導致綜合循環(huán)率CRR（1）的增幅水平低于CRR（2）.

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Pilot calculation of resource productivity in Chinafrom 2000 to 2010.

LI Nan1， ZHANG Tian-zhu2*， ZHOU Bei-hai1（1.Civil and Environmental Engineering School， University of Science and Technology Beijing， Beijing 100083， China；2.School of Environment， Tsinghua University， Beijing 100084， China）. China Environmental Science， 2015，35（1）：304～311

The model of Chinese Economy-wide Material Flow Analysis （CEW-MFA） was built on the basis of evaluating the requirements of management in China. Traditional tools of material flow analysis were complementarily developed. RP in China was defined as a group of four indicators on the basis of CEW-MFA: Direct Material Input （DMI）/GDP，Domestic Material Consumption （DMC）/GDP， Comprehensive Reutilization （CR）/（CR+DMI） and CR/Total Generation（TG）.Finally， a pilot calculation of material flow and the four RP indicators of 2000～2010was carried out， as well as the international comparison of the two resource economic outputindicators. The result showed that total amount of current material metabolism of China is large， with DMI approximately 12 billion tons and DMC over 10.7 billion tons in 2010. There is still a considerable gap between RP of China and that of the developed countries. GDP/DMI and GDP/DMC in 2010 are￥2260/t and ￥2512/t， respectively. CR has a significant growth，while both CRR （1） and CRR （2） are overall increasing， with CRR （1） from 16% in 2000 to 23% in 2010 and CRR （2） from 46.8% to 54.1%.

resource productivity；economy-wide material flow analysis；resource comprehensive reutilization

X32

A

1000-6923（2015）01-0304-08

李 楠（1983-），男，遼寧大連人，北京科技大學博士后，主要從事經濟系統(tǒng)物質流分析及資源產出率測算分析研究.發(fā)表論文10余篇.

2014-04-18

國家科技支撐項目（2012BAC03B01）

* 責任作者， 教授， zhangtz@tsinghua.edu.cn