孟偉慶,莫訓(xùn)強(qiáng),李洪遠(yuǎn),胡蓓蓓,賀夢(mèng)璇

1 天津師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,天津 300387 2 南開(kāi)大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,天津 300350

可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)是可持續(xù)發(fā)展研究長(zhǎng)期關(guān)注的熱點(diǎn),國(guó)內(nèi)外的許多研究組織和學(xué)者都進(jìn)行了研究,并且發(fā)展出了很多的評(píng)價(jià)方法。這些評(píng)價(jià)方法大體上可以分為指標(biāo)類(lèi)和模型類(lèi)。指標(biāo)類(lèi)方法中,例如聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展委員會(huì)提出的評(píng)價(jià)體系由134個(gè)指標(biāo)組成,涉及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、社會(huì)指標(biāo)、環(huán)境指標(biāo)和系統(tǒng)指標(biāo)；世界銀行的可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系則包含了自然資本、社會(huì)資產(chǎn)、人力資源和社會(huì)資源等四個(gè)方面的要素。在研究的空間尺度上,主要針對(duì)我國(guó)31個(gè)省市尤其是某個(gè)地區(qū)、某個(gè)城市開(kāi)展研究[1- 5]。在評(píng)價(jià)方法的采用上,比較多的采用了指標(biāo)體系評(píng)價(jià)法,其中在指標(biāo)的權(quán)重確定中,則采用了層次分析法、主成分分析法、模糊評(píng)價(jià)法[6]、聚類(lèi)分析法[2]等。另外,生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)和生態(tài)熱力學(xué)方面的生態(tài)足跡法[7]和能值分析法相關(guān)方法等也在近年來(lái)得到很多的應(yīng)用[5,8- 9]。還有就是采用模型方法或單一指數(shù)法的,如DPSIR模型[3]、熵值法[10]以及綠色GDP核算[11]等。

自然生態(tài)系統(tǒng)是地球上一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ),可持續(xù)發(fā)展概念提出以來(lái),生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù)的重要性已經(jīng)被廣泛認(rèn)可[12- 14]。根據(jù)熱力學(xué)第二定律,所有的生產(chǎn)過(guò)程都是能量的耗散過(guò)程,都是一個(gè)熵增過(guò)程[15],工業(yè)化和城市化意味著社會(huì)的熵轉(zhuǎn)移。對(duì)于一個(gè)地區(qū)或國(guó)家來(lái)說(shuō),提倡“生態(tài)”和“綠色發(fā)展”等理念,實(shí)際上就是減少本地區(qū)的熵增,減少本區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中能源和資源的消耗,降低能量的耗散,提高利用效率。目前的研究中,主要關(guān)注了自然資源和能源成本的貨幣化量化,忽視了人力資源成本和環(huán)境支持成本[16]。本文在已有研究的基礎(chǔ)上,嘗試將自然資源、人力資源和環(huán)境成本都考慮進(jìn)來(lái),采用生態(tài)熱力學(xué)中的耗模型對(duì)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展水平進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。

可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)方法主要包括指標(biāo)類(lèi)和模型類(lèi)方法,其中指標(biāo)類(lèi)方法存在主觀性較強(qiáng)以及指標(biāo)間相互干擾、指標(biāo)量綱不一致等問(wèn)題,而模型類(lèi)方法的優(yōu)勢(shì)在于能夠比較好的反映整體性,但又存在如無(wú)法把涉及的因素較為全面進(jìn)行考慮等問(wèn)題。擴(kuò)展耗模型方法與指標(biāo)評(píng)價(jià)方法相比,克服了指標(biāo)間的共線性、量綱不統(tǒng)一、權(quán)重確定主觀性較強(qiáng)等缺點(diǎn),作為一種模型方法,擴(kuò)展耗模型把自然資源、環(huán)境成本和人力成本等包括進(jìn)來(lái),實(shí)現(xiàn)了能量、經(jīng)濟(jì)貨幣和社會(huì)因素等不同因素量綱的整合。由于指標(biāo)的統(tǒng)一,就能夠用于評(píng)價(jià)結(jié)果的橫向和縱向比較。因此,該方法有很好的應(yīng)用前景和優(yōu)勢(shì)。目前耗評(píng)價(jià)多用于工業(yè)生產(chǎn)中,國(guó)外一些學(xué)者對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和區(qū)域?qū)用娴脑u(píng)價(jià)進(jìn)行了探討[19- 20,22],并不斷對(duì)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行完善,國(guó)內(nèi)采用本方法框架對(duì)區(qū)域?qū)用孢M(jìn)行可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)的研究還很少。

1 評(píng)價(jià)方法

1.1 貨幣與值的換算關(guān)系

在經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域中,衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的產(chǎn)出通常采用貨幣的方式或者物質(zhì)量的方式,而能量是自然界的貨幣,如果把二者建立聯(lián)系就能夠?qū)崿F(xiàn)能量(焦耳)與貨幣(元)的換算。例如,來(lái)源于自然資源(石油、天然氣、風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電等)的電能作為商品賣(mài)給消費(fèi)者,就是把自然資源的經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行衡量(盡管沒(méi)有完全體現(xiàn)自然資源的價(jià)值)[23]。一個(gè)貨幣單位的值當(dāng)量可以采用下面的公式計(jì)算：

(1)

EExm=EMR×Money

(2)

式中,EExm為體現(xiàn)在貨幣中的值當(dāng)量,EMR 為值貨幣比,Money為貨幣。

?DiMaggio，P．J．，Powell，W．W．，The new institutionalism in organizational analysis，Chicago:University of Chicago Press，1991．

1.2 自然資源投入的值當(dāng)量

EExNR=Max{Qrr,i×Trrr,i}+∑{Qnr,j×Trnr,j}

(3)

式中, EExNR為單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入系統(tǒng)的總值當(dāng)量,Qrr,i為第i種進(jìn)入整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的可再生資源數(shù)量。同樣,Qnr,j為第j種不可再生資源的數(shù)量。Trrr和Trnr分別是可再生資源和不可再生資源的能值轉(zhuǎn)換率。

(4)

式中,Tr表示生產(chǎn)單位產(chǎn)品(Qp)需要的太陽(yáng)值當(dāng)量(Ex)。能值轉(zhuǎn)換率Tr的單位可以是sej/j,sej/t,sej/kWh或sej/m3等。通過(guò)轉(zhuǎn)換率,可以將不同形式的能量轉(zhuǎn)換為同一能值單位,本文中的各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)換率通過(guò)文獻(xiàn)收集獲取[17, 25-29]。

1.3 人力資源投入的值當(dāng)量

在維持整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中,人是其中重要的因素也是不可缺少的因素。人類(lèi)在其中同時(shí)扮演著生產(chǎn)者和消費(fèi)者的角色,一方面,通過(guò)人類(lèi)的勞動(dòng)投入完成各種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)過(guò)程,另一方面作為消費(fèi)者使用各種資源。從投入的角度,勞動(dòng)力直接或間接地都參與了生產(chǎn)過(guò)程和社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)(可以通過(guò)維持勞動(dòng)力的相關(guān)資源、能源和服務(wù)進(jìn)行衡量)。由于人力資源投入因素的復(fù)雜性(如腦力投入、技術(shù)熟練等),準(zhǔn)確采用單一量綱進(jìn)行衡量是很困難的。因此,為了計(jì)算的可行性,采用簡(jiǎn)化方式,假設(shè)人力資源的投入是能夠通過(guò)工資收入來(lái)衡量,那么一個(gè)地區(qū)的人力資源總投入就可以采用該地區(qū)就業(yè)人員的工資總額衡量。實(shí)際計(jì)算中可以采用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中的就業(yè)人員工資總額計(jì)算或者各行業(yè)的平均工資水平乘以就業(yè)人數(shù)。

同時(shí)結(jié)合前述公式(1),某一生產(chǎn)過(guò)程或者系統(tǒng)的人力資源投入的值當(dāng)量可以通過(guò)值貨幣比換算：

EExHR=EMR×Income

(5)

式中,EExNR為人力資源的值當(dāng)量,EMR 為值貨幣比,Income為工資收入。

1.4 環(huán)境投入的值當(dāng)量

社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中,在利用資源的同時(shí),也會(huì)把各種污染物排放到環(huán)境當(dāng)中,給環(huán)境帶來(lái)負(fù)面影響,要治理環(huán)境污染修復(fù)環(huán)境質(zhì)量,可以看成是環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的貢獻(xiàn)。環(huán)境成本的值當(dāng)量可以通過(guò)治理環(huán)境污染成本進(jìn)行衡量,這就要求對(duì)環(huán)境質(zhì)量的損失進(jìn)行合理的評(píng)估。環(huán)境影響的值當(dāng)量已經(jīng)有一些學(xué)者進(jìn)行了研究,但還存在一些問(wèn)題,例如Brown等僅僅考慮了空氣污染修復(fù)的值當(dāng)量[22],Ukidwe等主要關(guān)注了環(huán)境污染對(duì)人體健康的損害[24]。當(dāng)然,由于生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性,不可能將人類(lèi)利用資源對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的所有負(fù)面影響都計(jì)算進(jìn)來(lái)。為了計(jì)算的可行性,本研究中環(huán)境投入的值當(dāng)量計(jì)算包括了污染物排放(空氣污染物、水污染物和固體廢物)、人類(lèi)健康損失和生物多樣性損失。

當(dāng)污染物排入環(huán)境后,環(huán)境要消解這些污染物就需要占用環(huán)境資源(空氣和水污染物)或土地資源(固體廢物)。為了避免重復(fù)計(jì)算,環(huán)境資源占用的值當(dāng)量計(jì)算采用非加和匯總,計(jì)算方法如下：

EExERO=Max(EExenv,air,i)+Max(EExenv,water,i)+Max(EExenv,solid,i)

(6)

式中,EExERO為環(huán)境資源占用的值當(dāng)量,EExenv,air和 EExenv,water分別為消解空氣污染和水污染物所需環(huán)境資源的值當(dāng)量,同樣地,EExenv,solid為固體廢物環(huán)境資源占用的值當(dāng)量。

生態(tài)系統(tǒng)提供多種服務(wù)將污染物排放量稀釋或降低到可接受的水平。該過(guò)程是包括物理、化學(xué)和生物等在內(nèi)的綜合過(guò)程。例如,稀釋氨氮的耗取決于排放濃度、可接受的稀釋濃度和水體的轉(zhuǎn)換率。具體的計(jì)算過(guò)程為,首先,需要得到稀釋污染物所需要空氣或者水的用量：

(7)

式中,Mair/water稀釋污染物需要的空氣數(shù)量或者用水量,d是空氣密度(1.23×10-9Mt/m3) 或水的密度(1.00×10-6Mt/m3),W是假定的污染物年排放量(Mt),c是污染物的允許排放濃度或者背景值(表1)。

表1 空氣和水污染物的環(huán)境可接受濃度

當(dāng)稀釋污染物需要的空氣數(shù)量或者用水量得到后,空氣污染物和水污染物環(huán)境資源占用值當(dāng)量可以采用下式計(jì)算：

(8)

EExenv,water=Nchem×Trchem,water=(Mwater×G)×Trchem,water

(9)

式中,EExenv,air為消解空氣污染物需要占用的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)應(yīng)的當(dāng)量,Nkinetic為通過(guò)風(fēng)稀釋空氣需要的動(dòng)能,Trair假定為單位風(fēng)能對(duì)應(yīng)的太陽(yáng)當(dāng)量,Mair為稀釋污染物需要的空氣數(shù)量,v為平均風(fēng)速,Trwind為單位風(fēng)能的太陽(yáng)當(dāng)量1.50×103sej/J[22],EExenv,water為消解水體污染物需要占用的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)應(yīng)的當(dāng)量,Nchem為水的化學(xué)可用能 (等同于驅(qū)動(dòng)化學(xué)轉(zhuǎn)化的能力),Trchem,water為全球河流流動(dòng)水體化學(xué)潛能的轉(zhuǎn)換率 2.78×104sej/J[18],Mwater為污水排放量,G是相對(duì)于參考海水的單位質(zhì)量水的吉布斯自由能 (4.94 J/g)。

EExenv,solid=Aland×Trland=(Msolid×Rsolid)×Trland

(10)

式中,EExenv,solid為固體廢物需要占用的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)應(yīng)的當(dāng)量,Aland固體廢物的土地占用面積,Trland為單位土地占用對(duì)應(yīng)的年太陽(yáng)當(dāng)量,本文中,采用1.05×1015sej/ha[18],Msolid為固體廢物排放量,Rsolid固體廢物的土地占用率,即每噸固體廢物的土地占用面積。研究表明,大約2.85×104t的工業(yè)固體廢物占用1 ha土地,因此本文中Rsolid采用3.51×10-4ha/t[0]。

污染物排放對(duì)人類(lèi)健康造成的影響可以看作是環(huán)境資源的間接投入。本研究中借鑒殘疾調(diào)整生命年指標(biāo) (DALY) 指標(biāo)用來(lái)衡量污染物排放對(duì)人類(lèi)福利健康的影響[31]。當(dāng)然,影響的大小與污染物特征、對(duì)人體的暴露以及對(duì)人體解剖學(xué)效應(yīng)等有關(guān)。污染物對(duì)人類(lèi)健康影響的值當(dāng)量可以采用下式計(jì)算：

EExHH=TDALY×∑{Mi×DALYi}

(11)

公式中,EExHH為人類(lèi)健康影響的值當(dāng)量,TDALY為維持單位人類(lèi)生命年所需的太陽(yáng)當(dāng)量, 是經(jīng)濟(jì)體年消耗的總太陽(yáng)當(dāng)量與人口的比值；Mi(kg) 為第i污染物質(zhì)量；DALY (a/kg)為單位i污染物潛在造成的人類(lèi)殘疾調(diào)整生命年,單位為年[32]。

污染物排放不僅僅對(duì)環(huán)境質(zhì)量有負(fù)面影響,同時(shí)對(duì)生物多樣性也會(huì)產(chǎn)生有害影響。更嚴(yán)重的是,生物多樣性損害會(huì)導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的退化。由于遺傳多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性難以衡量,為了計(jì)算的簡(jiǎn)單,采用物種數(shù)量代表生物多樣性,計(jì)算公式如下：

EExBioL=Ebio×∑{Mi×SLi}

(12)

式中,EExbioL為生物多樣性損失的值當(dāng)量,Ebio為維持物種生存所需的年太陽(yáng)當(dāng)量, 是全球年消耗總太陽(yáng)當(dāng)量與物種總量的比值,Mi為第i污染物質(zhì)量(kg),SLi為單位i污染物潛在造成的物種損失量,單位為物種數(shù) a kg-1[33]。

1.5 總的擴(kuò)展耗賬戶(hù)構(gòu)建

EExtotal=EExNR+EExHR+EExENV

(13)

EExtotal為進(jìn)入一個(gè)系統(tǒng)的總耗,EExNR為自然資源利用過(guò)程中的耗總和,代表了自然資源的可持續(xù)水平,EExHR為人類(lèi)資源投入的值當(dāng)量,也代表了社會(huì)經(jīng)濟(jì)層面的可持續(xù)性,EExENV為環(huán)境資源投入的值當(dāng)量,代表環(huán)境可持續(xù)性。

利用上述構(gòu)建的方法,以我國(guó)行政邊界及各省區(qū)行政邊界為研究范圍,在不考慮進(jìn)出口的情況下評(píng)價(jià)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展水平的空間差異和時(shí)間序列變化。由于篇幅原因,這里分成兩個(gè)部分進(jìn)行結(jié)果分析,一是從整體上計(jì)算我國(guó)2006—2015年期間可持續(xù)發(fā)展水平的變化情況,二是以2015年為例,分析我國(guó)各省之間可持續(xù)發(fā)展水平的空間差異。

2 結(jié)果分析

2.1 我國(guó)2006—2015年可持續(xù)發(fā)展水平變化

從計(jì)算的結(jié)果來(lái)看(表2—4),我國(guó)2006—2015年間,維持社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耗整體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì),但與我國(guó)GDP的增長(zhǎng)相比,GDP增長(zhǎng)速度快于耗,GDP耗比呈現(xiàn)明顯的上升(圖1),這反映了我國(guó)單位耗的GDP產(chǎn)出在增加,說(shuō)明我國(guó)的自然資源利用效率在提高。但從人均耗來(lái)看,我國(guó)整體上的人均耗值在緩慢上升,2015年的人均耗值比2006年增加了26.2%,該數(shù)據(jù)從另外一個(gè)角度說(shuō)明了我國(guó)居民的生活水平在上升。

表2 我國(guó)2015年社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)展耗賬戶(hù)

Table 2 Extended exergy account of society-economy-nature compound ecosystem of China in 2015

表2 我國(guó)2015年社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)展耗賬戶(hù)

項(xiàng)目Item原始數(shù)據(jù)Data單位Unit能值轉(zhuǎn)換率Transformity/(sej/unit)轉(zhuǎn)換率參考來(lái)源References source累積耗Cumulative exergy consumption/ (sej/a)可更新資源投入1 太陽(yáng)能5.10×1022J1.00[17]5.10×1022Renewable resources2 風(fēng)能4.84×1021J1.50×103[22]7.26×10243 雨水勢(shì)能6.13×1019J1.75×104[17]1.07×10244 雨水化學(xué)能3.09×1019J3.05×104[17]9.42×10235 地球旋轉(zhuǎn)能1.40×1019J5.76×104[17]8.05×1023可更新資源耗非加和匯總Nonadditive counting of renewable resources7.26×1024不可更新資源投入6 煤8.01×1019J3.98×104[34]3.19×1024Nonrenewable resources7 石油2.30×1019J9.08×104[35]2.09×10248 天然氣7.20×1018J9.85×104[35]7.09×10239 電能2.09×1019J1.60×105[34]3.34×102410 復(fù)合肥2.18×1013g2.80×109[35]6.09×102211 磷肥8.43×1012g3.90×109[35]3.29×102212 鉀肥6.42×1012g1.10×109[35]7.07×102113 氮肥2.36×1013g3.80×109[35]8.97×102214 農(nóng)藥1.78×1012g1.60×1012[35]2.85×102415 農(nóng)膜2.60×1012g3.80×108[35]9.89×1020不可更新資源耗加和匯總Additive counting of nonrenewable resources1.24×1025人力資源投入Human labor resources16 勞動(dòng)力1.12×1013元2.86×1011根據(jù)當(dāng)年數(shù)據(jù)核算3.21×1024環(huán)境成本投入Environment cost17 環(huán)境資源占用耗7.47×1021 空氣污染耗5.36×1021 水污染耗2.10×1021 固體廢物占用耗4.23×101818 人體健康耗1.94×102319 生物多樣性耗6.33×1021環(huán)境成本投入加和匯總Additive counting of environment cost2.08×1023總擴(kuò)展耗賬戶(hù)Total exergy2.31×1025

表3 我國(guó)2015年社會(huì)經(jīng)濟(jì)自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境耗賬戶(hù)

Table 3 Extended environment exergy account of China in 2015

表3 我國(guó)2015年社會(huì)經(jīng)濟(jì)自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境耗賬戶(hù)

項(xiàng)目Item原始數(shù)據(jù)Data/g可接受濃度Acceptable concentration/(mg/m3)環(huán)境資源占用耗Exergy of environment resources occupation/sej殘疾調(diào)整生命年Disability adjusted life years/ (a/kg)健康影響耗Exergy of human health effect/(sej)物種損失量Species loss/(物種數(shù) a kg-1)生物多樣性損失耗Exergy of biodiversity loss/(sej)空氣污染物煙塵1.28×10138.00×10-29.22×10203.75×10-41.25×1023n.a.n.a.Air pollutantsSO21.86×10132.00×10-25.36×10215.20×10-52.64×10225.80×10-94.07×1021NOx1.85×10135.00×10-22.13×10215.72×10-54.27×10223.25×10-92.27×1021求和Sum1.94×10236.33×1021消解空氣污染物需要占用的耗Exergy needed to dissipate the air pollutants5.36×1021水污染物Water pollutantsNH4-H2.30×10121.50×1022.10×1021n.a.n.a.n.a.COD2.22×10131.50×1042.04×1020n.a.n.a.n.a.消解水污染物需要占用的耗Exergy needed to dissipate the water pollutants2.10×1021固體廢物Solid wastes 1.15×1014 4.23×1018 環(huán)境資源占用耗 Exergy of environment resources occupation 7.47×1021 總環(huán)境耗Total environment exergy2.08×1023

n.a. 表示缺乏數(shù)據(jù)

從我國(guó)的整體情況來(lái)看,可更新資源在有限的時(shí)間尺度和確定的空間邊界尺度內(nèi),基本上沒(méi)有較大變化(表4),不可更新資源的使用量在持續(xù)增加。2006—2015年間,我國(guó)GDP的增長(zhǎng)速率高于整體系統(tǒng)的耗增長(zhǎng)速度(圖1),從圖2可以看出,單位耗的GDP產(chǎn)出在提高,說(shuō)明我國(guó)整體上的可持續(xù)發(fā)展水平在逐步提高,也能反映出我國(guó)生產(chǎn)率水平的提高和資源利用效率的提高。從要素投入看,自然資源投入仍然占主要,但比例在逐漸降低。環(huán)境成本投入比例呈逐步降低趨勢(shì),說(shuō)明環(huán)境保護(hù)取得了成效。另外在2010年后,人力資源投入比例增加很快,反映了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中勞動(dòng)力成本上升明顯(圖3)。原因是居民的工資收入在增加,反映在整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)就是人力資源成本的增加,說(shuō)明人們的健康水平、福利水平在提高。從可持續(xù)發(fā)展角度來(lái)看,可以預(yù)見(jiàn),由于我國(guó)人口紅利的逐漸減少,今后人力資源成本還將繼續(xù)上升。因此,需要更加注重科技的發(fā)展和技術(shù)水平的提高,用更少的人力資源產(chǎn)出更多的價(jià)值。

圖1 2006—2015年GDP與耗的增長(zhǎng)趨勢(shì)Fig.1 Trend of GDP and exergy increase of China

圖2 單位耗的GDP產(chǎn)出變化趨勢(shì)Fig.2 Trend of GDP exergy ratio of China

圖3 2006—2015年耗的組成比例Fig.3 Proportion of exergy account of China

2.2 我國(guó)2015年各省區(qū)的可持續(xù)發(fā)展水平空間差異

為了觀察我國(guó)不同地區(qū)可持續(xù)發(fā)展水平的差異,采用同樣的方法對(duì)我國(guó)31個(gè)省區(qū)2015年的擴(kuò)展耗賬戶(hù)進(jìn)行了核算(表5),通過(guò)匯總可以發(fā)現(xiàn),我國(guó)不同地區(qū)間的耗差異很大,其中總耗最多的是新疆,海南最少,新疆是海南的15.79倍。從不可更新資源的投入看,投入最高的分別是山東、江蘇、廣東、河南、河北,投入最少的依次是西藏、青海、海南和北京。當(dāng)然,由于各個(gè)地區(qū)的面積等自然條件差距很大,總耗不能反映生產(chǎn)效率和可持續(xù)發(fā)展水平。因此本研究中,分析了人均耗、單位GDP耗、耗組成差異等指標(biāo),可以更加客觀的對(duì)計(jì)算結(jié)果從多個(gè)角度進(jìn)行觀察。

根據(jù)可持續(xù)發(fā)展的定義,其核心詞是發(fā)展,兼顧了公平與效率兩個(gè)方面,因此很難用單一指標(biāo)進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展水平的衡量。例如,發(fā)達(dá)國(guó)家利用資源的效率高,單位耗能夠產(chǎn)出更多的GDP,但從公平角度來(lái)看,其人均耗很高,消耗的過(guò)多的資源?；诖?本文對(duì)我國(guó)各省區(qū)2015年的可持續(xù)發(fā)展水平從單位GDP耗和人均耗兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行比較,同時(shí)與國(guó)家統(tǒng)計(jì)局、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、環(huán)境保護(hù)部和中央組織部四個(gè)部門(mén)共同發(fā)布的2016年我國(guó)各省區(qū)綠色發(fā)展指數(shù)進(jìn)行對(duì)比。綠色發(fā)展指數(shù)采用綜合指數(shù)法進(jìn)行測(cè)算,共包括資源利用、環(huán)境治理、環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)保護(hù)、增長(zhǎng)質(zhì)量、綠色生活、公眾滿(mǎn)意程度等7個(gè)方面的56項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)[36]。

表5 我國(guó)31個(gè)省市2015年社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)展耗賬戶(hù)*

Table 5 Extended exergy account of China′s provinces in 2015

表5 我國(guó)31個(gè)省市2015年社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)展耗賬戶(hù)*

省份Provinces可更新資源耗Exergy of renewable resources/(sej/a)不可更新資源耗Exergy of renewable resources/(sej/a)人力資源投入耗Exergy of human resources/(sej/a)環(huán)境成本投入耗Exergy of environment cost/(sej/a)總擴(kuò)展耗賬戶(hù)Total exergy account/(sej/a)新疆1.25×10244.30×10233.77×10238.88×10212.07×1024內(nèi)蒙古8.89×10236.46×10231.48×10231.37×10221.70×1024山東1.19×10231.06×10241.32×10231.71×10221.33×1024西藏9.19×10231.76×10222.95×10233.13×10201.23×1024廣東1.34×10237.42×10231.55×10237.30×10211.04×1024河南1.27×10237.00×10231.12×10231.36×10229.52×1023河北1.39×10236.91×10239.16×10222.09×10229.43×1023江蘇5.40×10208.08×10231.18×10231.07×10229.37×1023四川3.65×10233.88×10231.16×10236.80×10218.77×1023山西1.18×10236.09×10231.30×10231.90×10228.76×1023黑龍江3.42×10233.60×10231.01×10238.80×10218.12×1023甘肅3.43×10232.79×10231.27×10234.95×10217.53×1023青海5.44×10237.53×10229.85×10222.98×10217.21×1023湖北1.38×10234.52×10237.64×10226.77×10216.73×1023浙江7.69×10224.89×10239.37×10227.84×10216.67×1023云南2.94×10232.76×10239.00×10225.31×10216.66×1023安徽1.05×10234.78×10237.47×10228.18×10216.65×1023湖南1.60×10234.26×10236.10×10226.92×10216.54×1023陜西2.08×10233.43×10238.72×10228.88×10216.47×1023遼寧1.11×10234.37×10236.33×10221.37×10226.25×1023廣西1.78×10232.78×10235.74×10225.26×10215.19×1023江西1.26×10233.13×10236.37×10226.98×10215.10×1023吉林1.41×10232.66×10234.98×10226.33×10214.64×1023福建9.34×10223.06×10235.78×10224.98×10214.62×1023貴州1.33×10232.47×10236.53×10225.48×10214.51×1023寧夏4.97×10221.67×10233.34×10223.84×10212.54×1023上海4.52×10211.72×10234.96×10222.27×10212.28×1023重慶6.18×10211.86×10233.05×10223.82×10212.26×1023北京1.21×10221.28×10235.25×10229.68×10201.93×1023天津9.04×10211.32×10232.02×10221.96×10211.63×1023海南2.64×10211.10×10231.75×10224.99×10201.31×1023

圖4 我國(guó)31個(gè)省份2015年耗的組成比例Fig.4 Proportion of exergy account of China′s provinces in 2015

表6 我國(guó)31個(gè)省市2015年耗效率

Table 6 Extended exergy efficiency of China′s provinces in 2015

表6 我國(guó)31個(gè)省市2015年耗效率

省份Provinces耗/GDPExergy/GDP(本研究計(jì)算)排序Sequence耗/人口Exergy/population (本研究計(jì)算)排序Sequence綠色發(fā)展指數(shù)Green development index(國(guó)家統(tǒng)計(jì)局等)排序Sequence北京119.0118.99283.711上海110.09210.52781.834天津101.62312.701676.5428江蘇74.87423.912580.419廣東70.09567.602879.5713重慶69.48614.262081.675浙江64.30716.842282.613福建56.26821.302483.582山東47.5399.45379.1118遼寧45.871011.741376.5827湖南44.201112.041580.488湖北43.891210.83980.717河南38.861312.031478.122四川34.261411.171079.414安徽33.071513.461879.0219江西32.801610.04679.2815廣西32.401711.501279.5812河北31.62189.64578.9620吉林30.33199.58479.611海南28.292011.271180.856陜西27.862114.372177.9423貴州23.30227.50179.1517云南20.462310.69880.2810黑龍江18.582412.771778.221山西14.572514.041976.7826寧夏11.4526387.47317629內(nèi)蒙古10.622717.062377.924甘肅9.022828.972679.2216新疆4.5129122.633075.231青海3.353040.382776.925西藏0.833194.762975.3630

3 討論

通過(guò)前述對(duì)可持續(xù)發(fā)展概念的分析,可持續(xù)發(fā)展的核心是發(fā)展,同時(shí)要追求效率與公平的統(tǒng)一。需要從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類(lèi)生活和自然生態(tài)系統(tǒng)等不同角度進(jìn)行多維度衡量,要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效發(fā)展、人類(lèi)生活水平的不斷提高以及自然生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)的維持。目前關(guān)于可持續(xù)發(fā)展的理念已經(jīng)基本取得共識(shí),核心的難點(diǎn)是如何能夠科學(xué)的進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展的評(píng)價(jià)。本文在總結(jié)已有研究的基礎(chǔ)上,對(duì)能值評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了擴(kuò)展,建立了基于值理論的擴(kuò)展耗計(jì)算方法框架,該方法囊括了維持復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的自然資源消耗、人力資源投入和環(huán)境污染損害成本投入等三種主要影響因素,完善了可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)以及綠色GDP核算中資源和環(huán)境的價(jià)值體現(xiàn),可以從整體角度對(duì)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展水平進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。將方法應(yīng)用于我國(guó),從計(jì)算結(jié)果來(lái)看,能夠較好的反映我國(guó)近十年來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)和環(huán)境保護(hù)力度,同時(shí)從各省區(qū)的差異看,也能反映不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和資源利用效率,以及人力成本在維持社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中的價(jià)值體現(xiàn)。

在可持續(xù)發(fā)展水平評(píng)價(jià)中,能值方法應(yīng)用方面的研究較為豐富,本文構(gòu)建的方法與能值方法相比較,改進(jìn)的方面包括：(1)在能值方法中,是將可再生資源的分項(xiàng)和不可再生資源的分項(xiàng)采用直接加和的方式進(jìn)行計(jì)算,這樣會(huì)造成可再生資源的重復(fù)計(jì)算。因此在耗方法中,將不可再生采用加和匯總,而可再生資源采用非加和匯總,這樣就避免了重復(fù)計(jì)算；(2)已有的能值方法計(jì)算中在勞動(dòng)力投入方面大多數(shù)只從貨幣流輸入角度計(jì)算勞動(dòng)力的輸入,對(duì)本地人力資源的投入,尤其是服務(wù)部分的計(jì)算缺乏。(3)在大部分的能值研究中,主要采用成本法,然后乘以能值貨幣比率來(lái)計(jì)算生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的污染物的環(huán)境影響,并沒(méi)有考慮排放對(duì)生態(tài)系統(tǒng)完整性的影響,這也是能值方法作為環(huán)境核算方法被質(zhì)疑的主要方面,本文構(gòu)建的耗方法主要是對(duì)環(huán)境影響部分進(jìn)行擴(kuò)展,也是本文的主要?jiǎng)?chuàng)新之處。當(dāng)然,由于環(huán)境影響的復(fù)雜性,還需要不斷的完善。

4 結(jié)論

通過(guò)構(gòu)建包括資源、能源、經(jīng)濟(jì)、人力資源、環(huán)境成本等要素的擴(kuò)展耗模型,是對(duì)已有能值方法的擴(kuò)展和完善,對(duì)維持區(qū)域復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的全成本投入有了更為全面的考慮,該方法框架可以為區(qū)域綠色GDP核算、可持續(xù)發(fā)展水平評(píng)價(jià)、碳排放核算等相關(guān)研究提供思路,并能夠進(jìn)行橫向和縱向的對(duì)比。從對(duì)我國(guó)的整體可持續(xù)發(fā)展水平計(jì)算的結(jié)果來(lái)看,2006—2015年間我國(guó)耗整體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì),GDP增長(zhǎng)速度快于耗,自然資源利用效率在提高。但我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中,不可更新資源占到自然資源耗的63.02%,所占比例仍然很高。在環(huán)境影響方面,環(huán)境成本要占到我國(guó)GDP的20%以上,我國(guó)的環(huán)境保護(hù)還有很多的歷史欠賬和緊迫工作需要做。在2010年后,人力資源投入比例增加很快,反映了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中勞動(dòng)力成本上升明顯。我國(guó)不同地區(qū)間的耗差異很大,其中總耗最多的是新疆,海南最少。自然資源耗絕對(duì)量和比例都較大的省區(qū),大多數(shù)屬于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)省份,表明經(jīng)濟(jì)水平的提高有助于資源利用效率的提高。將本文計(jì)算的結(jié)果與2016年我國(guó)各省區(qū)綠色發(fā)展指數(shù)進(jìn)行對(duì)比,兩種方法的評(píng)價(jià)結(jié)果排序有較好的一致性。這也間接表明了本研究的方法具有進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展水平評(píng)價(jià)的可行性。