污染物排放量增長與經(jīng)濟(jì)增長脫鉤狀態(tài)評價研究

郭承龍，張智光

(1.南京林業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，南京210037;2.南京航空航天大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，南京210016)

0 引言

傳統(tǒng)工業(yè)文明引發(fā)諸多后遺癥:環(huán)境惡化、氣候變暖、資源過度消耗等。工業(yè)是制造環(huán)境污染和威脅生態(tài)安全的重要因素，自然界中約80%的污染物來自工業(yè)企業(yè)［1］。人類逐漸認(rèn)識到人與自然和諧相處的重要性，提出具體的思想和實(shí)踐，包括循環(huán)經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展、低碳經(jīng)濟(jì)和綠色共生以及生態(tài)文明建設(shè)等，成為全社會發(fā)展的主旋律。污染物排放量增長與經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤本質(zhì)是通過生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的和諧發(fā)展確保生態(tài)安全，即在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時實(shí)現(xiàn)物質(zhì)消耗減量化、廢物排放減量化和去污染化，從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明。

目前對生態(tài)與經(jīng)濟(jì)脫鉤的研究主要從2個角度展開:1)經(jīng)濟(jì)增長所產(chǎn)生的環(huán)境污染原因分析和解決對策等定性研究［2-8］;2)對污染物排放與GDP等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行定量分析，主要采用環(huán)境庫茲涅茲曲線和脫鉤理論進(jìn)行實(shí)證分析，而基于環(huán)境庫茲涅茲曲線理論的實(shí)證分析較多［9-12］。在研究方法上，經(jīng)典環(huán)境庫茲涅茲方法僅能夠識別經(jīng)濟(jì)增長速度與環(huán)境污染速度之間的關(guān)系，難以有效識別環(huán)境與經(jīng)濟(jì)矛盾所處的具體階段。而脫鉤理論則能夠在眾多復(fù)雜的關(guān)系現(xiàn)象中識別環(huán)境矛盾的主要方面［13］，從而提供生態(tài)與經(jīng)濟(jì)脫鉤的實(shí)時動態(tài)指標(biāo)。國外脫鉤理論應(yīng)用較為成熟，國內(nèi)脫鉤理論已經(jīng)普遍用于耕地、能源和環(huán)境領(lǐng)域以及特定區(qū)域研究［14-17］，尤以能源領(lǐng)域?yàn)槎?。在現(xiàn)有的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)脫鉤研究中，生態(tài)與經(jīng)濟(jì)脫鉤定量化研究偏少，缺乏生態(tài)與經(jīng)濟(jì)共生狀態(tài)的研究;經(jīng)濟(jì)增長與生態(tài)指標(biāo)選取不匹配;經(jīng)濟(jì)指標(biāo)經(jīng)常采用GDP與工業(yè)污染物排放進(jìn)行定量分析，忽略了生活污染物的影響;生活污染物與第三產(chǎn)業(yè)脫鉤分析錯配了生活污染物排放與來源的關(guān)系。本研究對當(dāng)前我國污染物排放增量與經(jīng)濟(jì)增長脫鉤狀態(tài)重新量化、分類與排序，在一定程度上反映了生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的共生狀態(tài)。

1 脫鉤狀態(tài)分類與排序

“共生”(symbiosis)不僅普遍存在于生物界，也是普遍的社會經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象。經(jīng)濟(jì)增長同時不斷影響著自然生態(tài)，兩者之間形成典型的共生關(guān)系［18］。但是粗放式經(jīng)濟(jì)增長方式缺乏自我調(diào)節(jié)，難與自然生態(tài)形成“綠色共生”，導(dǎo)致了自然災(zāi)害頻發(fā)、生態(tài)惡化等后果。因此，經(jīng)濟(jì)增長與污染物排放量增長的脫鉤是必然選擇，也是實(shí)現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)共生的必然選擇。世界銀行的脫鉤(delinking)概念是指經(jīng)濟(jì)活動的環(huán)境沖擊逐步減少的過程［19］，內(nèi)涵包括去物質(zhì)化和去污染化(dematerialization and depollution)2個方面。目前較為廣泛引用的是經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)提出的脫鉤(decoupling)概念，即經(jīng)濟(jì)增長時物質(zhì)消耗和環(huán)境污染并不同步增長，而是略低甚至開始呈下降趨勢。OECD在《Indicators to Measure Decoupling of Environmental Pressure from Economic Growth》一文中指出環(huán)境與經(jīng)濟(jì)脫鉤的現(xiàn)象普遍存在于OECD國家中，并且環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步脫鉤是有可能的，即打破生態(tài)壓力與經(jīng)濟(jì)績效之間的聯(lián)系［20］，實(shí)現(xiàn)少于以往的物質(zhì)消耗產(chǎn)生較多的經(jīng)濟(jì)財富。Tapio脫鉤模型是目前研究經(jīng)濟(jì)與環(huán)境脫鉤關(guān)系的最主要研究方法，克服了OECD脫鉤模型在基期選擇上的困境，采用彈性概念動態(tài)地反映變量間脫鉤關(guān)系:

式中:e為彈性系數(shù)(coefficient of elasticity);D為污染物排放量，△D/D為污染物排放量變化率;G為經(jīng)濟(jì)增長指標(biāo)，△G/G為經(jīng)濟(jì)增長指標(biāo)變化率。

脫鉤有強(qiáng)弱之分。隨著時間的推移總物質(zhì)消耗逐步減少稱為強(qiáng)脫鉤，而物質(zhì)使用密度 (物質(zhì)投入/GDP)的減小大于經(jīng)濟(jì)增長速度時則稱為弱脫鉤。J.Vehmas等在其研究報告中劃分為強(qiáng)脫鉤、弱脫鉤、強(qiáng)復(fù)鉤、弱復(fù)鉤和擴(kuò)張性復(fù)鉤，并考慮到經(jīng)濟(jì)衰退的情形，提出了衰退性脫鉤的概念［21］。P.Tapio認(rèn)為由于在實(shí)際中尚未出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源消耗或環(huán)境污染從絕對脫鉤到復(fù)鉤(再次耦合)的N型發(fā)展曲線，因此使用負(fù)脫鉤的概念以防止誤導(dǎo)認(rèn)識［22］。P.Tapio在脫鉤彈性概念基礎(chǔ)上，將CO2與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系分為連結(jié)、脫鉤和負(fù)脫鉤3種狀態(tài)，進(jìn)一步將脫鉤細(xì)分為弱脫鉤、強(qiáng)脫鉤、強(qiáng)負(fù)脫鉤、擴(kuò)張負(fù)脫鉤、衰退脫鉤、衰退連結(jié)、弱負(fù)脫鉤與增長連結(jié)等8項(xiàng)指標(biāo)，推動了脫鉤指標(biāo)構(gòu)建的科學(xué)性與完整性，推動了脫鉤理論的發(fā)展。本研究根據(jù)污染物排放量變化率與經(jīng)濟(jì)增長率以及兩者的脫鉤彈性，重新界定脫鉤狀態(tài)分類及含義。強(qiáng)負(fù)脫鉤(H)是經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)衰退污染出現(xiàn)增長的狀態(tài)。盡管脫鉤彈性為負(fù)值，但是它是最差狀態(tài)。e的絕對值越小越好，意味著污染程度越輕。增長強(qiáng)連結(jié)(F)是經(jīng)濟(jì)緩慢增長而污染排放大幅增長的狀態(tài)。此時e＞1.2，處于差狀態(tài)。依次類推，強(qiáng)正脫鉤(A)是經(jīng)濟(jì)增長而污染排放下降的狀態(tài)。此時e＜0，它是最理想的脫鉤狀態(tài)，也是典型的生態(tài)經(jīng)濟(jì)共生表現(xiàn)。強(qiáng)負(fù)脫鉤→增長強(qiáng)連結(jié)→增長連結(jié)→增長弱脫鉤→強(qiáng)正脫鉤依次朝著生態(tài)經(jīng)濟(jì)共生發(fā)展，是一條脫鉤優(yōu)化途徑。另外一條脫鉤優(yōu)化途徑是強(qiáng)負(fù)脫鉤→衰退弱脫鉤→衰退連結(jié)→衰退強(qiáng)連結(jié)→強(qiáng)正脫鉤(圖1)。

圖1 污染物排放量增長與經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤狀態(tài)Fig.1 Decoupling between incremental quantity of pollutant emission and economic growth

為了說明脫鉤狀態(tài)變化，根據(jù)脫鉤彈性系數(shù)值，進(jìn)一步將各個脫鉤狀態(tài)等分成若干區(qū)間，并賦值排序得到脫鉤狀態(tài)分類、排序和判定條件以及具體的脫鉤狀態(tài)含義(表1)。在強(qiáng)負(fù)脫鉤狀態(tài)中，e=(-∞，-0.6)∪［-0.6，-0.4)∪［-0.4，-0.2)∪［-0.2，0)，各區(qū)間分別賦予1，2，3，4。依次類推，強(qiáng)正脫鉤狀態(tài)中，分別賦值為25，26，27，28。賦值越大代表污染物排放和經(jīng)濟(jì)增長脫鉤越理想，也間接反映生態(tài)與經(jīng)濟(jì)共生狀態(tài)越好。

2 脫鉤狀態(tài)評價

考慮到廢水、化學(xué)需氧量(chemical oxygen demand:COD)、氨氮(ammonia nitrogen:AN)、二氧化硫(sulfur dioxide:SO2)和煙塵對自然生態(tài)的負(fù)面影響顯著，同時也考慮到數(shù)據(jù)可得性，選擇上述污染物作為研究對象，同時將工業(yè)領(lǐng)域和生活領(lǐng)域的污染物排放量合并，最終作為式(1)中的污染物排放指標(biāo);經(jīng)濟(jì)增長使用扣除價格因素后的GDP來衡量。根據(jù)量表(表1)中的賦值約定，分別得到污染物排放脫鉤彈性(表2)和污染物總量排放脫鉤狀態(tài)圖(圖2)。

1)廢水脫鉤狀態(tài)。全國廢水排放量賦值曲線呈下降趨勢，由1998年的強(qiáng)正脫鉤轉(zhuǎn)入增長弱脫鉤狀態(tài)，意味著隨著經(jīng)濟(jì)總量增長，污染物排放量緩慢增長。

2)COD脫鉤狀態(tài)。全國廢水中COD排放量賦值曲線總體維持在強(qiáng)正脫鉤區(qū)間，中間有4個年份處于增長弱脫鉤狀態(tài)，占總體的31%，表明經(jīng)濟(jì)增長的同時污染先呈負(fù)增長然后出現(xiàn)低正增長后轉(zhuǎn)為負(fù)增長。

3)AN脫鉤狀態(tài)。AN排放統(tǒng)計始于2002年，2002—2004年，全國廢水中AN處于增長弱脫鉤狀態(tài);2005年AN排放降為增長連結(jié)狀態(tài);2006年起，AN排放轉(zhuǎn)入強(qiáng)正脫鉤。

4)SO2脫鉤狀態(tài)。1998—2010年，前期SO2排放脫鉤具有一定的動蕩性，后期趨于穩(wěn)定。1998—2010年，SO2先后經(jīng)歷強(qiáng)正脫鉤、增長連結(jié)、增長強(qiáng)連結(jié)、增長弱脫鉤和強(qiáng)正脫鉤，且自2007年以來均處于強(qiáng)正脫鉤。

5)煙塵脫鉤狀態(tài)。1998—2010年，煙塵脫鉤總體處于增長弱脫鉤的較理想狀態(tài)。但是從2001年起，脫鉤狀態(tài)持續(xù)弱化，到2005年達(dá)到增長弱脫鉤底端，爾后迅速好轉(zhuǎn)，回歸強(qiáng)正脫鉤狀態(tài)。

由此可以看出，1998—2010年，污染物與經(jīng)濟(jì)脫鉤狀態(tài)總體上處于增長弱脫鉤和強(qiáng)正脫鉤狀態(tài)。在此期間，部分污染物脫鉤狀態(tài)出現(xiàn)相同的變化趨勢。2000年，COD、SO2和煙塵的脫鉤狀態(tài)出現(xiàn)明顯下滑;2003年，SO2脫鉤狀態(tài)出現(xiàn)明顯下滑;2005年，COD、AN、SO2和煙塵的脫鉤狀態(tài)均出現(xiàn)明顯的相同的惡化情形。

3 脫鉤的結(jié)構(gòu)性分析

為了進(jìn)一步分析污染物脫鉤狀態(tài)結(jié)構(gòu)成因，對工業(yè)領(lǐng)域和生活領(lǐng)域的污染物排放脫鉤狀態(tài)進(jìn)行分析。工業(yè)污染物指標(biāo)仍然選擇工業(yè)廢水、工業(yè)COD、工業(yè)AN、工業(yè)SO2和工業(yè)煙塵。經(jīng)濟(jì)增長指標(biāo)使用工業(yè)增加值而不使用文獻(xiàn)中使用較多的GDP，避免因經(jīng)濟(jì)增長被放大而導(dǎo)致工業(yè)污染物脫鉤狀態(tài)信息失真。生活污染物是指城鎮(zhèn)居民每年排放的生活污染物。城鎮(zhèn)居民排放的生活污染物主要來自消費(fèi)行為。故而以消費(fèi)者支出作為脫鉤彈性中的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，污染物仍然選擇上述類型。經(jīng)計算得到污染物排放脫鉤狀態(tài)(圖3)。

表1 污染物排放量增長與經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤量表Tab.1 Decoupling scale between incremental quantity of pollutant emission and economic growth

表2 污染物排放脫鉤彈性系數(shù)Tab.2 Decoupling coefficient of elasticity of pollutant emission

1)工業(yè)廢水和生活廢水脫鉤分析。工業(yè)廢水脫鉤狀態(tài)總體上優(yōu)于廢水總量脫鉤狀態(tài)，也優(yōu)于生活廢水脫鉤狀態(tài)。由于生活污水排放在廢水排放量中日趨占主導(dǎo)地位，所占比例由1998年的49.28%增加到2010年的61.56%。生活廢水排放量高于同期工業(yè)廢水的增長，影響廢水總量的增長態(tài)勢，結(jié)果造成廢水脫鉤較長時期處于增長弱脫鉤狀態(tài)。因此，生活污水排放需要引起足夠重視，這也反映居民在用水理念和用水方式上尚未充分認(rèn)識到對生態(tài)環(huán)境的影響。

2)工業(yè)COD和生活COD脫鉤分析。除2005年外，工業(yè)COD脫鉤狀態(tài)優(yōu)于生活COD和COD總量的脫鉤狀態(tài)。1998—2010年，除2000年和2005年以外，工業(yè)COD排放均成負(fù)增長，且工業(yè)COD排放比重逐步下降。1999年起，廢水中COD來源發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變，兩者比重分別為50.2%和49.8%，至2010年，來自生活廢水的COD已達(dá)到64.88%。除2005年和2010年以外，生活廢水COD排放增長率總體上高出同期工業(yè)廢水COD排放的增長率，生活廢水COD排放直接影響COD的脫鉤狀態(tài)，即生活COD排放是引起COD脫鉤狀態(tài)下滑到增長弱脫鉤的主要原因，這也反映出居民消費(fèi)方式和消費(fèi)活動對生態(tài)的破壞性。

3)工業(yè)AN和生活A(yù)N脫鉤分析。AN排放構(gòu)成中生活廢水是AN排放主要來源，生活A(yù)N排放量比重由2001年的67.2%增長到2010年的77.32%，生活A(yù)N基本影響著AN的脫鉤狀態(tài)。但是工業(yè)AN排放量大幅度反彈，直接導(dǎo)致當(dāng)年的AN脫鉤狀態(tài)。2005年，工業(yè)AN排放增長率達(dá)到24.41%，較2004年增加了19.95%，直接導(dǎo)致當(dāng)年AN脫鉤狀態(tài)降為增長強(qiáng)連結(jié)。2006年起，工業(yè)AN排放和生活A(yù)N排放出現(xiàn)連續(xù)雙降直至負(fù)增長，使得AN排放狀態(tài)到達(dá)最理想的強(qiáng)正脫鉤狀態(tài)。因此，生活A(yù)N決定AN總量的脫鉤狀態(tài)，局部年份工業(yè)AN大幅反彈，影響AN總量脫鉤狀態(tài)。

4)工業(yè)SO2和生活SO2脫鉤分析。1998—2010年期間，SO2脫鉤狀態(tài)出現(xiàn)3次惡化情形，退變到增長連結(jié)和增長強(qiáng)連結(jié)狀態(tài)。脫鉤退化原因是受工業(yè)SO2排放影響。工業(yè)SO2是SO2排放主體，其所占比重逐步提高，至2010年達(dá)到85.32%，較 1998年的份額增加9.08%，且工業(yè)SO2增長率高于生活SO2。而同期生活SO2排放處于較理想的增長弱脫鉤和強(qiáng)正脫鉤狀態(tài)。因此，工業(yè)SO2排放直接決定著SO2總量脫鉤狀態(tài)。

5)工業(yè)煙塵和生活煙塵脫鉤分析。工業(yè)煙塵脫鉤狀態(tài)與煙塵總量脫鉤狀態(tài)基本一致，同期生活煙塵脫鉤狀態(tài)弱于工業(yè)煙塵脫鉤狀態(tài)。2005年生活煙塵脫鉤狀態(tài)一度衰退到增長連結(jié)狀態(tài)。在煙塵排放構(gòu)成中，雖然以工業(yè)煙塵為主體，排放份額占2/3以上，但是工業(yè)煙塵減排較為穩(wěn)定。盡管生活煙塵排放比重較小，但是生活煙塵給煙塵脫鉤帶來較大的擾動性影響。2005年生活煙塵出現(xiàn)高達(dá)12.04%的增長率，直接導(dǎo)致拉動當(dāng)年煙塵脫鉤狀態(tài)下滑。2000—2001年和2008—2009年，工業(yè)煙塵處于減排趨勢，呈強(qiáng)正脫鉤狀態(tài)。而生活煙塵排放出現(xiàn)正增長，退化到增長弱連結(jié)狀態(tài)，直接影響到煙塵的脫鉤狀態(tài)。因此，煙塵脫鉤中，生活煙塵造成的擾動性影響不容忽視。

4 結(jié)論

利用重新劃分的脫鉤量表中的脫鉤指數(shù)核算了我國1998—2010年間的廢水、COD、AN、SO2和煙塵與GDP的脫鉤，對工業(yè)領(lǐng)域的廢水、COD、AN、SO2和煙塵與工業(yè)增加值以及生活領(lǐng)域的廢水、COD、AN、SO2和煙塵與消費(fèi)支出進(jìn)行了核算。

1)1998—2010年，廢水、COD、AN、SO2和煙塵總體上處于增長弱脫鉤和強(qiáng)正脫鉤狀態(tài)，表明隨著我國經(jīng)濟(jì)增長污染物排放呈現(xiàn)減量化趨勢。在此期間，部分污染物脫鉤也出現(xiàn)短暫的同步惡化情形。

2)工業(yè)污染物排放與工業(yè)發(fā)展的脫鉤狀態(tài)優(yōu)于生活領(lǐng)域污染物排放脫鉤狀態(tài)。其中，工業(yè)廢水、工業(yè)COD、工業(yè)AN、工業(yè)SO2和工業(yè)煙塵與工業(yè)增加值脫鉤狀態(tài)明顯優(yōu)于生活領(lǐng)域污染物的脫鉤狀態(tài)。

3)生活領(lǐng)域污染物減排力度顯著影響著我國污染物與經(jīng)濟(jì)脫鉤狀態(tài)，反映出我國生活領(lǐng)域的污染物排放問題日趨嚴(yán)重。我國生活領(lǐng)域污染物排放量逐步放大，對我國生態(tài)環(huán)境影響程度日益明顯，需要引起足夠的重視，提前做好應(yīng)對措施。

在后續(xù)研究中，需要進(jìn)一步對污染物減排與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的脫鉤狀態(tài)進(jìn)行定量和因果分析，同時對各種污染物與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出進(jìn)行結(jié)構(gòu)性定量分析，研究污染物對經(jīng)濟(jì)增長產(chǎn)生的顯著性負(fù)面影響，進(jìn)而開展污染物減排的收斂性條件分析。

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