新疆二氧化硫排放環(huán)境學(xué)習(xí)曲線及減排潛力研究

張 倩 朱建雯 黃韶華

（1. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052；2. 新疆維吾爾自治區(qū)環(huán)境保護(hù)廳，烏魯木齊 830063）

新疆二氧化硫排放環(huán)境學(xué)習(xí)曲線及減排潛力研究

張 倩 朱建雯 黃韶華

（1. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052；2. 新疆維吾爾自治區(qū)環(huán)境保護(hù)廳，烏魯木齊 830063）

基于2005-2010年SO2排放量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)，對該時(shí)段的SO2排放環(huán)境負(fù)荷變化進(jìn)行分析并以此數(shù)據(jù)構(gòu)建了新疆三大地區(qū)萬元產(chǎn)值SO2排放量隨人均GDP變化的環(huán)境學(xué)習(xí)曲線；以所建立的環(huán)境學(xué)習(xí)曲線為依據(jù)，分析2005-2010年萬元產(chǎn)值SO2的減排潛力，并對新疆“十二五”期間不同地區(qū)萬元SO2的節(jié)能減排潛力進(jìn)行了預(yù)測。結(jié)果表明：經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高的地區(qū)，萬元產(chǎn)值SO2排放環(huán)境負(fù)荷越小，減排潛力越?。唤?jīng)濟(jì)發(fā)展水平越低的地區(qū)，萬元產(chǎn)值SO2排放環(huán)境負(fù)荷越大，減排潛力也越大。研究結(jié)果將為“十二五”自治區(qū)SO2排放總量控制及減排指標(biāo)提供科學(xué)依據(jù)。

SO2排放；環(huán)境學(xué)習(xí)曲線；減排潛力

新疆能源開發(fā)和工業(yè)崛起較晚，經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對落后，產(chǎn)業(yè)對能源資源的依賴性強(qiáng)，生產(chǎn)過程中環(huán)境減排技術(shù)落后，工業(yè)發(fā)展早期單位產(chǎn)值環(huán)境負(fù)荷較大，隨著近年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)改造，以及對環(huán)境保護(hù)的重視及減排技術(shù)進(jìn)步，單位產(chǎn)值環(huán)境負(fù)荷有明顯下降趨勢；“十二五”時(shí)期，是新疆跨越式發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，是經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、城市化水平、居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化的階段，同時(shí)也是加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)、改善環(huán)境狀況的關(guān)鍵時(shí)期，有效遏制環(huán)境污染，加強(qiáng)節(jié)能減排工作，降低單位產(chǎn)值環(huán)境負(fù)荷，是新疆環(huán)境保護(hù)的重要任務(wù)；本文以“十一五”期間的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)以及環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建新疆維吾爾自治區(qū)及南北東疆的環(huán)境學(xué)習(xí)曲線，并分析預(yù)測新疆維吾爾自治區(qū)及南北東疆三大地區(qū)萬元產(chǎn)值SO2減排潛力，以期為“十二五”自治區(qū)SO2排放總量控制及減排指標(biāo)提供科學(xué)依據(jù)。

1 環(huán)境學(xué)習(xí)曲線概念

環(huán)境學(xué)習(xí)曲線是企業(yè) （或行業(yè)） 在生產(chǎn)過程中，隨著生產(chǎn)量增加或生產(chǎn)過程的重復(fù)進(jìn)行，導(dǎo)致單位產(chǎn)品 （或產(chǎn)值） 資源消耗（或廢物排放） 量呈規(guī)律性變化。環(huán)境學(xué)習(xí)曲線反映隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)進(jìn)步，企業(yè) （行業(yè)）生產(chǎn)過程中對資源的消耗和環(huán)境的影響之間的關(guān)系，分析單位產(chǎn)品（ 或產(chǎn)值） 資源消耗或污染物排放隨產(chǎn)量增加而呈規(guī)律性變化。

環(huán)境學(xué)習(xí)是一種廣義的學(xué)習(xí)，表征著隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人類在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面取得的進(jìn)步，是對構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)具有積極意義的環(huán)境經(jīng)濟(jì)理論。環(huán)境學(xué)習(xí)曲線通常簡化為萬元GDP能源資源消耗和污染物排放隨人均GDP增長呈現(xiàn)的規(guī)律性變化 。

2 “十一五”萬元產(chǎn)值SO2排放環(huán)境負(fù)荷的變化

新疆維吾爾自治區(qū)幅員遼闊，以天山山脈為界，天山以北為北疆，氣候相對涼爽，天山以南為南疆，天山以東為東疆，氣候干燥炎熱。新疆南北東疆資源分布情況導(dǎo)致區(qū)域發(fā)展極其不平衡，不僅表現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上，在單位產(chǎn)值SO2環(huán)境負(fù)荷上的差異也十分明顯。

由圖1可以看出，新疆自治區(qū)的萬元產(chǎn)值SO2排放量整體偏高，“十一五”期間全區(qū)三個(gè)地區(qū)萬元產(chǎn)值SO2排放量不斷下降。南疆與北疆地區(qū)的萬元產(chǎn)值SO2排放量逐年下降較為緩慢，東疆地區(qū)萬元產(chǎn)值SO2排放量下降幅度較明顯。

“十一五”期間全區(qū)萬元產(chǎn)值SO2排放量下降46%，其中東疆地區(qū)萬元產(chǎn)值SO2排放量下降52.89%，南疆地區(qū)下降48%，北疆地區(qū)下降41.94%。自治區(qū)萬元產(chǎn)值SO2排放量變化范圍為19.9-10.8kg/萬元，北疆地區(qū)的萬元產(chǎn)值SO2排放量變化與自治區(qū)的變化一致，萬元產(chǎn)值SO2排放量略低于全區(qū)，萬元產(chǎn)值SO2排放量變化范圍19.4-11.3kg/萬元。東疆地區(qū)的萬元產(chǎn)值SO2排放量2005年、2010年變化較大，排放量值是全區(qū)及北疆地區(qū)的2倍，變化范圍為49.6-23.34kg/萬元。南疆地區(qū)萬元產(chǎn)值SO2排放量最低，變化范圍為13.3-6.9kg/萬元。

北疆地區(qū)不僅區(qū)域范圍廣，而且經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，是全疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要部分，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)較為優(yōu)化，單位產(chǎn)值環(huán)境負(fù)荷較??；東疆只包含吐魯番地區(qū)、哈密地區(qū)兩個(gè)地區(qū)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相對北疆比較單一，節(jié)能減排技術(shù)也相對落后，因此單位產(chǎn)值環(huán)境負(fù)荷較大；南疆包括巴州地區(qū)、阿克蘇地區(qū)以及喀什、和田、克州三大貧困地區(qū)，經(jīng)濟(jì)相對不發(fā)達(dá)，三大貧困地區(qū)要依靠農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人均GDP也在全區(qū)基本水平之下，單位產(chǎn)值環(huán)境負(fù)荷較小。

3 SO2排放環(huán)境學(xué)習(xí)曲線

本節(jié)以人均GDP和萬元GDP SO2排放量兩項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)做散點(diǎn)圖，建立了萬元產(chǎn)值SO2排放量與人均GDP的環(huán)境學(xué)習(xí)曲線圖（圖2），并擬合出SO2排放環(huán)境學(xué)習(xí)曲線模擬方程式和相關(guān)系數(shù)。

圖2 “十一五”期間全區(qū)及三地區(qū)萬元產(chǎn)值SO2排放量與人均GDP的關(guān)系圖Fig.2 Relation of SO2 emissions per 104 RMB Yuan and per capita GDP in the whole region and the three region during the 11th five-year plan period

表1 萬元產(chǎn)值SO2排放和人均GDP的模擬結(jié)果Table 1 Simulated results of SO2 emissions per 104 RMB Yuan and per capita GDP

由圖2可見，2005-2010年期間，全區(qū)及三大地區(qū)萬元產(chǎn)值SO2排放量隨每年人均GDP的增加越來越小，萬元產(chǎn)值SO2排放量隨人均GDP呈冪指數(shù)衰減，曲線的前半部分下降趨勢較為明顯，在人均GDP發(fā)展的某一點(diǎn)時(shí)，曲線下降趨勢則趨于緩慢。雖然有個(gè)別反彈的情況，但是整體為下降趨勢。

新疆自治區(qū)萬元產(chǎn)值SO2排放量與人均產(chǎn)值模擬曲線為y=0.0264x-0.9474，相關(guān)系數(shù)R2=0.9911，呈顯著相關(guān)關(guān)系。自治區(qū)萬元產(chǎn)值SO2排放隨人均GDP的增長而下降，從2005年的19.93kg下降到2010年的10.82kg，年下降率為11.25%。

4 單位產(chǎn)值SO2減排潛力分析及預(yù)測.

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中減少SO2排放，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，構(gòu)建資源節(jié)約和環(huán)境友好型社會(huì)的基本要求。本文以環(huán)境學(xué)習(xí)曲線為理論依據(jù)，分析經(jīng)濟(jì)增長過程中萬元產(chǎn)值SO2的減排量，即在人均GDP每增加0.1萬元時(shí)，萬元產(chǎn)值SO2現(xiàn)實(shí)的減排值。其計(jì)算步驟如下：（1）以自治區(qū)及三地區(qū)SO2排放的環(huán)境學(xué)習(xí)曲線為基礎(chǔ)，對模擬方程求一階導(dǎo)數(shù)dY/d X；（2）以假定人均GDP增長0.1萬元為ΔX的共同取值，計(jì)算隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展SO2的減排量。

本文對2005-2015年期間人均GDP每增加0.1萬元，新疆萬元產(chǎn)值SO2減排潛力進(jìn)行分析及預(yù)測，其結(jié)果見表2、表3。

由表2、表3可知，新疆萬元產(chǎn)值SO2減排潛力逐年下降。

表2 新疆全區(qū)及三地區(qū)不同年段萬元產(chǎn)值SO2減排潛力（kg/萬元）Table 2 Potential of SO2 emission-reducing per 104 RMB Yuan in the whole region and the three region during 2005-2010 (unit: ka/ten thousand vuan)

表3 新疆全區(qū)及三地區(qū)“十二五”不同年段萬元產(chǎn)值SO2減排潛力預(yù)測（kg/萬元）Table 3 Potential of SO2 emission-reducing per 104 RMB Yuan in the whole region and the three region during the 12th five-year plan period (unit: ka/ten thousand vuan)

由表2可知，全區(qū)及三個(gè)地區(qū)萬元產(chǎn)值SO2減排潛力隨著人均GDP每增加0.1萬元，三個(gè)地區(qū)萬元產(chǎn)值SO2減排潛力呈逐年下降趨勢。“十一五”期間，SO2減排潛力最高的是環(huán)境負(fù)荷最大的東疆地區(qū)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展萬元產(chǎn)值SO2減排潛力呈明顯下降趨勢，具有較大的減排空間；南疆地區(qū)最初減排潛力大于北疆地區(qū)，減排空間隨著人均GDP的增加逐漸小于經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的北疆地區(qū)。

經(jīng)以上分析可以看出，北疆起步較早，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)較為優(yōu)化，減排技術(shù)進(jìn)步，因此萬元產(chǎn)值SO2排放量較小，減排潛力也較??；東疆地區(qū)起步較晚，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低，產(chǎn)業(yè)的能源依賴性強(qiáng)，節(jié)能減排技術(shù)落后，萬元產(chǎn)值SO2排放量較大，減排潛力也較大。南疆地區(qū)，仍然處于起步階段，萬元產(chǎn)值SO2排放量初始環(huán)境負(fù)荷值大大低于北疆、東疆地區(qū)，減排潛力相對較小。因此，由以上分析來看，新疆減排的重點(diǎn)在于吐魯番和哈密這樣的工業(yè)化程度較高的地區(qū)，應(yīng)該加大減排力度，爭取將產(chǎn)業(yè)利益和環(huán)境利益都最大化。

5 結(jié)論與討論

（1）新疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)資源依賴性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)起步較晚，部分地區(qū)工業(yè)化程度高，工藝生產(chǎn)設(shè)備、節(jié)能減排技術(shù)落后，單位產(chǎn)值環(huán)境負(fù)荷較大；通過自治區(qū)及三個(gè)地區(qū)“十一五”期間單位環(huán)境負(fù)荷變化，可以發(fā)現(xiàn)，隨著自治區(qū)環(huán)境保護(hù)工作的加強(qiáng)、企業(yè)節(jié)能減排技術(shù)的進(jìn)步及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，萬元產(chǎn)值SO2排放量隨人均GDP的增長而呈冪指數(shù)衰減，模擬曲線的相關(guān)系數(shù)大部分較高且整體呈規(guī)律性下降趨勢，即為SO2排放“環(huán)境學(xué)習(xí)曲線，該曲線上不同點(diǎn)的取值反映了不同發(fā)展水平的環(huán)境負(fù)荷，而在某經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)反映了SO2的減排潛力。 “十一五”期間，由于自治區(qū)政府的高度重視，萬元產(chǎn)值SO2排放已經(jīng)明顯下降，但由于初始值較高，萬元產(chǎn)值SO2排放強(qiáng)度完全得到控制還需要時(shí)間。

（2）依據(jù)自治區(qū)及三個(gè)地區(qū)SO2減排的環(huán)境學(xué)習(xí)曲線，可以發(fā)現(xiàn)萬元產(chǎn)值 SO2排放量和減排潛力均呈下降趨勢，以現(xiàn)階段SO2減排潛力空間分布來看，空間分布格局與經(jīng)濟(jì)發(fā)展地帶具有某種相關(guān)性。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)越優(yōu)化，減排技術(shù)使用越廣泛，萬元產(chǎn)值SO2環(huán)境負(fù)荷越小，減排潛力也越小；經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越低，產(chǎn)業(yè)的能源依賴性強(qiáng)，減排技術(shù)使用不足，萬元產(chǎn)值SO2環(huán)境負(fù)荷越大，減排潛力也越大。

［1］ 傅立新，郝吉明，周學(xué)龍等．中國東部地區(qū)能耗和SO2排放趨勢預(yù)測研究［J］．中國環(huán)境科學(xué)，1997, 17(4): 349–352.

［2］ 新疆環(huán)境保護(hù)廳及各地州環(huán)境保護(hù)局．2005～2010年環(huán)境狀況公報(bào)［z］．新疆環(huán)境保護(hù)廳及各地州環(huán)境保護(hù)局，2005～2010.

［3］ 中國國家統(tǒng)計(jì)局．新疆統(tǒng)計(jì)年鑒［M］．新疆：中國統(tǒng)計(jì)出版社，2006～2011.

［4］ 韓亞芬．中國電力工業(yè)的環(huán)境學(xué)習(xí)曲線與節(jié)能減排潛力分析［J］．華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2008, (2): 2–3.

［5］ 韓亞芬，孫根年，李琦．環(huán)境學(xué)習(xí)曲線建立的理論與實(shí)踐意義［J］．河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)，2011, 27(2): 51–56.

［6］ 趙憲偉．河北省COD排放環(huán)境學(xué)習(xí)曲線及減排潛力研究［J］．中國農(nóng)村水利水電，2009, (3): 76–79.

［7］ 韓亞芬，孫根年．中國省際SO2排放的環(huán)境學(xué)習(xí)曲線及減排潛力［J］．環(huán)境科學(xué)，2008, 21(3): 201–206.

Environment Learning Curve and Emission Reducing Potential of SO2Emission in XinJiang

ZHANG Qian ZHU Jianwen HUANG Shaohua
(1. Xinjiang Agricultural University industry and Environmental Science Institute, Urumqi 830052;2. Xinjiang Uygur Autonomous Region Environmental Protection Offi ce, Urumqi 830063)

Based on SO2emissions data during 2005-2010, the change of envirornment burden in this phase were analyzed, envirornnent learning curve of SO2emission per ten thousand Yuan production value and GDP per capita were built in 3 states,and the change of SO2emission following envirornment producuting consciousness enhancing and reducing emission technology advancing were discovered .According to the envirornment learning curve of SO2emission, emission reducing potential of SO2from 2005 to 2010 in the phase were analyzed, energy-saving potentials of per 104￥energy consumption during the 12th fi ve-year plan period have been analyzed and calculated. The results show that in some provinces where the level of economic development is higher, environment burthen of SO2emission is lower and emission reducing potential of SO2is smaller; Conversely, in other provinces where the level of economic is lower, environment burthen of SO2emission is higher and emission reducing potential of SO2is bigger. The research results will provide a scientifi c basis of the SO2total emission control and emission reduction targets for XinJiang Province.

SO2emissions; environmental learning curve; reduction potential

X511

A

1673-288X（2012）03-0082-04

張倩, 在讀研究生, 研究方向: 環(huán)境影響評價(jià); 朱建雯, 副教授, 研究方向: 生態(tài)與環(huán)境質(zhì)量評價(jià)