基于物質(zhì)流分析的區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)態(tài)研究——以山東省為例

耿殿明，劉佳翔

（山東工商學(xué)院 工商管理學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264005）

一、引 言

我國人口眾多，區(qū)域間人口分布更是嚴(yán)重不均。東南沿海省份經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)，人口密度也相對較大，這就造成了區(qū)域間的資源相對不足。發(fā)達(dá)地區(qū)的資源壓力大，資源稟賦較差，生態(tài)環(huán)境承載能力也較弱。經(jīng)濟(jì)的迅速增長帶來的需求增加與能源、礦產(chǎn)資源、水資源和土地資源不足之間的矛盾越來越尖銳，資源短缺已經(jīng)成為制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“瓶頸”，資源環(huán)境約束也日趨嚴(yán)峻。由此，我國政府在提出全面協(xié)調(diào)可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀的戰(zhàn)略下，進(jìn)一步提出了建設(shè)生態(tài)文明，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，其本質(zhì)是改造或調(diào)控現(xiàn)有的線性物質(zhì)流動(dòng)模式，提高資源和能源的循環(huán)利用效率，形成高效率的物質(zhì)循環(huán)發(fā)展模式。為了更好地促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，需要對區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行必要的評價(jià)和分析。

物質(zhì)流分析（Material Flow Analysis，MFA），是指在一定時(shí)空范圍內(nèi)關(guān)于特定系統(tǒng)的物質(zhì)流動(dòng)與儲(chǔ)存的系統(tǒng)性分析與評價(jià)。它將物質(zhì)流動(dòng)的源、路徑、中間過程及最終去向聯(lián)系在一起。物質(zhì)流分析從實(shí)物的質(zhì)量出發(fā)，通過追蹤人類對自然資源和物質(zhì)的開發(fā)、利用及遺棄過程，研究可持續(xù)發(fā)展問題，即通過對自然資源和物質(zhì)開采、生產(chǎn)、轉(zhuǎn)移、分配、消耗、循環(huán)、廢棄等過程的分析，揭示物質(zhì)在特定區(qū)域內(nèi)的流動(dòng)特征和轉(zhuǎn)化效率，找出環(huán)境壓力的直接來源，提出減少環(huán)境壓力的解決方案，為區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的評價(jià)和分析提供了一種新穎而簡潔的思維方式與研究手段[1-2]。

二、區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟(jì)物質(zhì)流分析框架

物質(zhì)流分析的基本觀點(diǎn)是：人類活動(dòng)對環(huán)境的影響很大程度上取決于進(jìn)入經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)數(shù)量與質(zhì)量，以及在物質(zhì)開發(fā)利用過程中所產(chǎn)生并最終排入環(huán)境的廢棄物質(zhì)的數(shù)量和質(zhì)量。前者對環(huán)境產(chǎn)生擾動(dòng)，并可能引起資源的耗竭和生態(tài)環(huán)境的退化；后者則容易造成環(huán)境的污染和破壞。

按照物質(zhì)流分析的基本觀點(diǎn)，構(gòu)建區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟(jì)物質(zhì)流分析框架時(shí)應(yīng)突出體現(xiàn)以下幾方面：（1）區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對自身資源及外部資源的依賴程度。區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)需求量包括區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入和區(qū)域外物質(zhì)調(diào)入兩部分，以區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入為主的生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)穩(wěn)定性更強(qiáng)；（2）區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)的廢棄物循環(huán)。提高區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)廢棄物回收綜合利用率是提高區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展能力的重要途徑；（3）區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)物質(zhì)輸出端的污染物排放。污染物排放直接導(dǎo)致了區(qū)域生態(tài)環(huán)境的惡化。為此，區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟(jì)物質(zhì)流分析總體框架如圖1所示。

圖1 區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟(jì)物質(zhì)流分析總體框架

本研究參照國際通用劃分方法及相關(guān)研究成果[3-5]，將進(jìn)入經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)分別從輸入端和輸出端均劃分為4類，其中輸入端物質(zhì)包括區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入、區(qū)域外調(diào)入、水和空氣；輸出端物質(zhì)包括區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸出、區(qū)域內(nèi)物質(zhì)調(diào)出、廢水和空氣，詳細(xì)分類見表1。

三、輸入與輸出分析

本研究中的原始數(shù)據(jù)取自相關(guān)統(tǒng)計(jì)年鑒、統(tǒng)計(jì)公報(bào)及相關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)公布的研究報(bào)告。對少量缺失數(shù)據(jù)，采用數(shù)學(xué)差插值法予以填補(bǔ)。對于分析所需的其它數(shù)據(jù)，本文依據(jù)“歐盟方法指南”與國內(nèi)外相關(guān)研究成果[3-9]，通過換算和整理得出。

1996—2010年山東省生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)物質(zhì)輸入與輸出的相關(guān)數(shù)據(jù)列于表2和表3。從表中數(shù)據(jù)可以看出，水的輸入和輸出分別占據(jù)了物質(zhì)輸入與輸出的絕大部分，比區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入與區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸出大了兩個(gè)數(shù)量級?？紤]到水對其它物質(zhì)輸入與輸出分析的影響，將其剝離出做了單獨(dú)分析。下文分析中區(qū)域內(nèi)直接物質(zhì)輸入是由區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入量、氧氣輸入量、二氧化碳吸收量和區(qū)域外物質(zhì)調(diào)入組成；區(qū)域內(nèi)直接物質(zhì)輸出是由區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸出量、二氧化碳排放量、光合作用氧氣排放量和區(qū)域內(nèi)物質(zhì)調(diào)出組成。

表1 區(qū)域“環(huán)境—經(jīng)濟(jì)”系統(tǒng)物質(zhì)流分析詳解

表2 山東省生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)物質(zhì)輸入數(shù)值

表3 山東省生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)物質(zhì)輸出數(shù)值 單位：萬噸

續(xù)表3

（一）區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入與輸出分析

由圖2可以看出，在不考慮水的情況下，1996—2010年間，山東省生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的直接物質(zhì)輸入與輸出的歷年變化呈現(xiàn)出幾個(gè)明顯的發(fā)展階段。1996—1999年間為平穩(wěn)增長階段，區(qū)域內(nèi)直接物質(zhì)輸入與輸出有升有降，但波動(dòng)幅度較小。結(jié)合這一期間的GDP變化可以看出，整個(gè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)各方面均表現(xiàn)為平穩(wěn)增長；2000—2005年間為快速增長階段，區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入由2000年的39539.29萬噸增長至2005年的48296.18萬噸，平均年遞增率為4.08%，區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸出由2000年的26422.2萬噸增長至2005年的30092.1萬噸，平均年遞增率為2.64%，與此同時(shí)，山東省的GDP增長突飛猛進(jìn)，從2000年的8337.47億元增加到2005年的18366.87億元，翻了一番，平均年遞增率達(dá)到了17.11%，大大高于區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入與物質(zhì)輸出的年遞增率；2006—2010年間為良性發(fā)展階段，由于國家大力提倡發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，山東省十一五規(guī)劃把發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)列為基本方略。這一期間的直接物質(zhì)輸入依然保持增長，但增長較為緩慢，平均年遞增率僅為0.74%。由于增強(qiáng)了對資源的充分利用、循環(huán)利用和回收利用，同時(shí)又注重了對環(huán)境的保護(hù)，該期間的直接物質(zhì)輸出總體上不增反降，而這期間的GDP依然保持著飛速增長，平均年增長率高達(dá)15.83%。

圖2 區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入與輸出

圖3 區(qū)域內(nèi)水的輸入與輸出

（二）區(qū)域內(nèi)水的輸入與輸出分析

由圖3中看出，1996—2010年間山東省年供水總量明顯分為兩個(gè)階段：1996—2002年間，供水總量一直維持在250億噸左右；2003—2010年間，2003年供水總量由2002年的252.39億噸銳減到219.34億噸，之后的年供水總量一直維持在220億噸左右。

在水的輸出端，圖3顯示，1996—2010年間，山東省無論是工業(yè)廢水排放量還是生活廢水排放量總體都表現(xiàn)為上升趨勢。工業(yè)廢水排放量由1996年的9.9億噸升至2010年的18.84億噸，增長了90.3%。由于個(gè)別年份工業(yè)產(chǎn)值存在一定波動(dòng)，相應(yīng)的工業(yè)廢水排放量也會(huì)隨之浮動(dòng)，例如1999年和2002年的工業(yè)廢水排放量都相比前一年有所下降。生活廢水排放量由1996年的11.48億噸上升到2010年的22.3億噸，增長了94.25%，呈逐年遞增趨勢。工業(yè)廢水和生活廢水的排放量隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增加以及生活水平的提高也有相應(yīng)的增加，但增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于經(jīng)濟(jì)的增長速度，與此同時(shí)供水總量卻在減少，這表明系統(tǒng)內(nèi)加大了對水的回收利用、循環(huán)利用，提高了水的利用效率，也反映出山東省近些年在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)方面所取得的成效。

（三）物質(zhì)輸入與輸出強(qiáng)度和效率分析

用人均區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入和人均區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸出表示物質(zhì)強(qiáng)度，前者表示區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)人們在生產(chǎn)、生活中對物質(zhì)的人均需求量，反映了人類對資源環(huán)境的依賴程度。數(shù)值越大，對環(huán)境的依賴程度越高，相應(yīng)就會(huì)對環(huán)境過度開發(fā)，造成生態(tài)破壞；數(shù)值越小，對環(huán)境的友好程度越高。后者表示區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)人們在生產(chǎn)、生活中對環(huán)境形成的物質(zhì)排放量的人均值，反應(yīng)了人類對環(huán)境造成的壓力。數(shù)值越大，給環(huán)境造成的壓力越大，超過環(huán)境的自凈能力后就會(huì)對環(huán)境造成難以修復(fù)的破壞；數(shù)值越小，越利于人類的可持續(xù)發(fā)展。

由圖4可以看出，人均區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入和輸出變化趨勢基本吻合，人均區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入的變化要更加明顯一些，也可分為三個(gè)階段：1996—1999年間，人均區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入與輸出均保持比較穩(wěn)定的狀態(tài)。2000—2005年間，為人均區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入與輸出快速增長階段，這五年處于山東省實(shí)施十五規(guī)劃階段，由于注重轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)，同時(shí)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)適度超前，十五期間山東省經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展中幾乎沒有“瓶徑”因素制約。經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展直接帶動(dòng)了人均物質(zhì)輸入與輸出的快速增長，但由于注重經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)變，人均區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸出的增長幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于輸入的增長幅度，這又增加了整個(gè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的存量，進(jìn)一步促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的良性發(fā)展。2006—2010年間，為集約型增長階段，由于山東省將大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)編入十一五規(guī)劃，積極推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)循環(huán)式組合、企業(yè)循環(huán)式生產(chǎn)、資源循環(huán)式利用，構(gòu)建社會(huì)各行業(yè)、產(chǎn)業(yè)間的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，形成企業(yè)、行業(yè)、社會(huì)三個(gè)層面的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系。此階段內(nèi)保持了在人均區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入保持平穩(wěn)增長的同時(shí)，人均區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸出緩慢減少的狀態(tài)，整個(gè)“環(huán)境-經(jīng)濟(jì)”系統(tǒng)的凈存量依然保持快速增長，基本實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)增長方式的實(shí)質(zhì)性轉(zhuǎn)變。

物質(zhì)效率是評價(jià)區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要指標(biāo)，它反映投入經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的單位物質(zhì)所能產(chǎn)生的產(chǎn)品或服務(wù)價(jià)值。本文選取單位區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入或輸出所產(chǎn)生的GDP，作為區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入效率和區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸出效率的兩個(gè)物質(zhì)效率指標(biāo)。

由圖5看出，山東省的物質(zhì)效率呈逐年遞增的趨勢。總體分為兩個(gè)階段：1996—2002年間，為緩慢增長階段，區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入效率與輸出效率分別由1996年的1432元/噸和2166元/噸升至2002年的2321元/噸和3562元/噸，7年中分別增長了62.08%和64.45%，年均遞增幅度分別為8.38%和8.64%。2003—2010年間，為快速增長階段，區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入與輸出效率分別由2003年的2568元/噸和4013元/噸上升到2010年的7775元/噸和13381元/噸，7年中分別增長了202.76%和233.44%，年均遞增幅度分別為17.15%和18.77%。

圖4 人均區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入與輸出變化趨勢

圖5 區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入與輸出效率

四、結(jié) 論

本文通過物質(zhì)流分析方法，以山東省為例，在區(qū)域尺度上分析了生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)流通量及動(dòng)態(tài)特征，揭示了物質(zhì)流動(dòng)態(tài)變化和區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耦合現(xiàn)象和規(guī)律，分析得知：

（1）在不考慮水的情況下，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，山東省對物質(zhì)總的需求量也在不斷增加，物質(zhì)需求量的增加相應(yīng)也帶來了物質(zhì)輸出的增長，但三者的增速不同，物質(zhì)輸出的增長速度最慢，其次是物質(zhì)輸入，增長最快的是GDP。尤其是自2005年以來，區(qū)域內(nèi)直接物質(zhì)輸入平均年遞增率僅為0.98%，區(qū)域內(nèi)直接物質(zhì)輸出更是出現(xiàn)了一定的減少，而這一期間山東省的GDP依然保持著飛速的增長，年均增長率高達(dá)16.5%。這說明山東省正在努力由以往的粗放型經(jīng)濟(jì)增長方式向集約型經(jīng)濟(jì)增長方式轉(zhuǎn)變，對此山東省大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，加強(qiáng)了對產(chǎn)業(yè)政策、準(zhǔn)入制度和發(fā)展戰(zhàn)略的研究和制定。通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，即通過提高國民經(jīng)濟(jì)中物耗能耗低的產(chǎn)業(yè)的比例，降低國民經(jīng)濟(jì)中物耗能耗高的產(chǎn)業(yè)的比例來達(dá)到不斷降低單位GDP物耗的目的，同時(shí)，又注重環(huán)境保護(hù)，加大了對環(huán)境污染的防范與治理力度。

（2）1996—2010年間，山東省的供水總量總體變化趨勢相對比較特別，可以明顯的分為兩個(gè)階段：1996～2002年，供水總量維持在250億噸左右；2003～2010年，供水總量維持在220億噸左右。在水的輸出端，工業(yè)廢水排放量和生活廢水排放量總體都呈上升趨勢，生活廢水排放量要高于工業(yè)廢水排放量。尤其是近幾年來，工業(yè)廢水排放量的增速有所放緩而生活廢水的排放量卻有所增加。因此，控制生活污水的排放量是減少廢水排放總量的關(guān)鍵。同時(shí)，還應(yīng)大力提倡節(jié)約用水。

（3）在物質(zhì)輸入與輸出的強(qiáng)度和效率方面，人均區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入和人均區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸出都經(jīng)歷了三個(gè)階段：人均區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入從1996年的4.7噸緩慢下降到2000年的4.39噸，又快速上升到2003的5.15噸，之后又平緩上升到2010年的5.29噸；人均區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸出從1996年的3.11噸降低到2000年的2.94噸，又快速上升到2003年的3.3噸，之后平穩(wěn)降低至2010年的3.08噸。1996—2010年期間，從區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入與輸出強(qiáng)度可以看出，區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸出的上升幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入，尤其是從2003年以后，區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入與輸出出現(xiàn)了負(fù)相關(guān)現(xiàn)象。區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸出與輸入效率在15年里一直不斷提高，同樣也是在2003年以后，區(qū)域內(nèi)物質(zhì)輸入與輸出的效率更是有了快速的提高。這說明山東省近年來，在資源開采環(huán)節(jié)，努力提高了資源綜合開發(fā)和回收利用率；在資源消耗環(huán)節(jié)，大力提高了資源利用效率；在廢棄物產(chǎn)生環(huán)節(jié)，大力提高了廢棄物的再利用程度和資源化率。在整個(gè)物質(zhì)輸入與輸出方面，很好的體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的3R原則。

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