中國城市資源環(huán)境基尼系數(shù)研究

徐道煒,劉金福，洪 偉

（1.福建農(nóng)林大學(xué) 林學(xué)院；2福建省高校生態(tài)與資源統(tǒng)計重點實驗室，福州350002）

0 引言

經(jīng)濟、能源、環(huán)境三者相互聯(lián)系相互制約，經(jīng)濟發(fā)展需要能源提供動力支持，能源消耗造成環(huán)境污染，環(huán)境污染制約經(jīng)濟的發(fā)展，造成經(jīng)濟增長的不可持續(xù)性。目前，國內(nèi)已對污染物排放實施總量控制，研究污染物總量分配的公平性受到廣泛關(guān)注[1-3]。范金等[4]以污染比重為橫坐標(biāo)，居民收入比重為縱坐標(biāo)建立了環(huán)境洛倫茲曲線，構(gòu)建了環(huán)境基尼系數(shù)。王金南等[5]以“排放相同比例污染物需要貢獻相同比例GDP”為假設(shè)條件，將基尼系數(shù)引入到資源消耗和污染排放與經(jīng)濟貢獻公平性中，構(gòu)建基于GDP的資源環(huán)境基尼系數(shù)，提出以綠色貢獻系數(shù)作為判斷不公平因子的依據(jù)。張音波[6]等參考王金南構(gòu)建的資源環(huán)境基尼系數(shù)，建立廣東省資源環(huán)境基尼系數(shù)評價方法，結(jié)果表明：不公平因子主要集中在經(jīng)濟欠發(fā)達(dá)地區(qū)，這些地區(qū)需要轉(zhuǎn)變發(fā)展模式，實現(xiàn)經(jīng)濟與資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。鐘曉青等[7]指出，這種“越富裕越有排污權(quán)消耗權(quán)”理論與生態(tài)容量理論相背離，排放一定比例污染物需要相應(yīng)比例生態(tài)容量來消化其有害影響，構(gòu)建了基于生態(tài)容量的資源環(huán)境基尼系數(shù)，提出以綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)作為判斷不公平因子依據(jù),結(jié)果表明：經(jīng)濟發(fā)達(dá)城市是主要不公平因子，需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展模式，注重經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

依據(jù)基于GDP的資源環(huán)境基尼系數(shù)，高GDP地區(qū)擁有更多“排污權(quán)”或“能源消耗權(quán)”的所謂“公平”，實際是對欠發(fā)達(dá)地區(qū)的不公平，不符合經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展要求，但在衡量區(qū)域污染程度與經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系方面具有一定參考和指導(dǎo)意義[7]。完全根據(jù)生態(tài)容量評估也有些片面，造成限制經(jīng)濟發(fā)展，不利于社會生產(chǎn)效率與經(jīng)濟效益提高。本文以中國31個省、自治區(qū)、直轄市（不包括臺港澳）作為評價對象，選取2009年各地區(qū)工業(yè)廢水、廢氣、固體廢物產(chǎn)生和能源消耗為評價對象，分別構(gòu)建基于工業(yè)GDP和生態(tài)容量的資源環(huán)境基尼系數(shù)評價方法，并將兩種方法有機結(jié)合綜合考察，從“公平和效率”兩方面衡量區(qū)域環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系，對資源消耗和污染物排放更加公平、合理的評價，為全國污染物總量分配提供依據(jù)，為衡量各省經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 計算方法

1.1 基尼系數(shù)

基尼系數(shù)是在洛倫茨曲線基礎(chǔ)上提出，也稱洛倫茨系數(shù)。洛倫茨曲線是將所有對象的收入排列編制組距變量數(shù)列，計算各收入組數(shù)量占所有對象比重以及每個收入組收入總額占所有收入總額的比重；分別計算兩個比重的向上累積比重；以調(diào)查對象數(shù)量向上累積比重為橫坐標(biāo)，收入向上累積比重為縱坐標(biāo)作洛倫茨曲線。設(shè)洛倫茨曲線和收入分配絕對公平曲線間面積為A，洛倫茨曲線下方面積為B，以A/(A+B)表示收入的不公平程度，該數(shù)值稱為基尼系數(shù)。

基尼系數(shù)在0～1取值。基尼系數(shù)越大，收入分配越不公平，反之收入分配越平均。一般的，若基尼系數(shù)小于0.2，表明收入分配絕對平均；0.2～0.3表示相對平均；0.3～0.4表示較為合理，0.4～0.5表示差距偏大，0.5以上為高度不平均。通常把0.4作為收入分配貧富差距“警戒線”。

1.2 基于工業(yè)GDP的資源環(huán)境基尼系數(shù)

工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢物、廢水、廢氣等工業(yè)垃圾是造成環(huán)境污染的最主要來源，假設(shè)排放一定比例工業(yè)污染物（或消耗一定比例資源）需要貢獻相同比例工業(yè)GDP，構(gòu)建基于工業(yè)GDP的資源環(huán)境基尼系數(shù)。

基于工業(yè)GDP的資源環(huán)境基尼系數(shù)反映各個地區(qū)工業(yè)效益及資源利用率水平差異。如果某個區(qū)域工業(yè)GDP貢獻率低于其工業(yè)污染物排放量或資源消耗占全部總量比例，則屬于相對低水平工業(yè)效益及資源利用率，降低了全國的平均水平，否則是對平均水平的貢獻，本文用工業(yè)貢獻系數(shù)（Industry Contribution Coefficient,ICC）作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。

工業(yè)貢獻系數(shù)（ICC）＝污染排放量比率（能源消耗比率）/工業(yè)GDP貢獻率。即：

式中：Pi、Gi分別表示各地區(qū)污染物排放量（能源消耗量）與地區(qū)工業(yè)GDP；P、G分別表示全國污染物排放總量（能源消耗總量）與全國工業(yè)GDP。

若ICC＜1，則某地區(qū)污染物排放率或能源消耗率小于工業(yè)GDP貢獻率，表明該地區(qū)工業(yè)經(jīng)濟效益及資源利用率水平相對較高，體現(xiàn)較高生產(chǎn)力；若GBC＞1，表明某地區(qū)污染物排放率或能源消耗率大于工業(yè)GDP貢獻率，體現(xiàn)較為落后的高污染、高耗能生產(chǎn)力。

1.3 基于生態(tài)容量的資源環(huán)境基尼系數(shù)

生態(tài)容量是指環(huán)境或生態(tài)系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)不受難以恢復(fù)的破壞或損害，所能消化的最大污染物負(fù)荷量。本文用耕地、森林、濕地以及農(nóng)用地面積近似生態(tài)容量，構(gòu)建基于生態(tài)容量的資源環(huán)境基尼系數(shù)。

基于生態(tài)容量的資源環(huán)境基尼系數(shù)反映了資源消耗和污染排放分配內(nèi)部公平性。如果某個區(qū)域生態(tài)容量占有率低于其資源消耗或污染物排放量占全部總量比例，則屬于消耗其他區(qū)域分配公平性，否則是對其他區(qū)域公平性貢獻。用綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)（Green Burden Coefficient,GBC）[7]作為評價依據(jù)。

綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)（GBC）＝污染排放量比率（能源消耗比率）/生態(tài)容量占有率。即：

式中：Pi、Gi分別表示各地區(qū)污染物排放量（能源消耗量）與地區(qū)生態(tài)容量；P、G分別表示全國污染物排放總量（能源消耗總量）與全國生態(tài)容量。

若GBC＜1，表明某地區(qū)污染物排放率小于生態(tài)容量占有率，發(fā)展相對較公平，體現(xiàn)“協(xié)調(diào)發(fā)展模式”；若GBC＞1，表明某地區(qū)污染物排放率大于生態(tài)容量占有率，區(qū)域生態(tài)容量負(fù)擔(dān)消化污染物量大，面臨較大環(huán)境壓力，經(jīng)濟處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

1.4 資源環(huán)境基尼系數(shù)計算方法

依據(jù)基尼系數(shù)內(nèi)涵，按照全國各省、自治區(qū)、直轄市（不包括臺港澳）污染物排放量（或能源消耗）占全國比重與該地區(qū)工業(yè)GDP或生態(tài)容量占全國比重的比值進行排序，以污染物排放量（或能源消耗）累計比率為縱坐標(biāo)，以工業(yè)GDP或生態(tài)容量累計

比率作為橫坐標(biāo)，作資源環(huán)境洛倫茨曲線，計算資源環(huán)境基尼系數(shù)。資源環(huán)境基尼系數(shù)計算采用估算面積的定積分方法[8]：

式中：G為基尼系數(shù)，G(x)為洛倫茨曲線。G(x)可用曲線擬合法近似求得。

2 結(jié)果與討論

2.1 基于工業(yè)GDP的資源環(huán)境基尼系數(shù)與工業(yè)貢獻系數(shù)分析

作中國2009年工業(yè)廢氣排放、工業(yè)固廢產(chǎn)生、工業(yè)廢水排放和能源消耗洛倫茨曲線，見圖1。運用定積分方法得到四項基于工業(yè)GDP的資源環(huán)境基尼系數(shù)評價指標(biāo)分別為0.2826、0.4246、0.2316、0.4319。計算得到各地區(qū)污染物工業(yè)貢獻系數(shù)，見表1。

圖1 污染物排放（能源消耗）洛倫茨曲線

2009年全國工業(yè)廢氣和廢水排放資源環(huán)境基尼系數(shù)分別為0.2826和0.2316，處于比較平均水平。由表1可得廢氣和廢水的工業(yè)貢獻系數(shù)平均值分別為1.2921和1.1577，處于略大于1的水平，表明各地區(qū)單位工業(yè)GDP所排放的工業(yè)廢氣和廢水大致相當(dāng)。工業(yè)固廢產(chǎn)生和能源消耗資源環(huán)境基尼系數(shù)分別為0.4246和0.4319，處于大于0.4的差距偏大狀態(tài)，其工業(yè)貢獻系數(shù)平均值分別為1.3638和1.9246，表明各地區(qū)單位工業(yè)GDP所排放的工業(yè)固廢差異較大，能源利用率差異懸殊。

表1 各地區(qū)4項指標(biāo)工業(yè)貢獻系數(shù)

由表1知，各地區(qū)四項指標(biāo)的平均工業(yè)貢獻系數(shù)相差不大，可分三類。其中，寧夏、西藏為一類，寧夏四項指標(biāo)的工業(yè)貢獻系數(shù)均大于2，平均值為3.24，表明該地區(qū)污染物排放率及能源消耗率大于其工業(yè)GDP貢獻率，體現(xiàn)較為落后的高污染、高耗能生產(chǎn)力。西藏平均工業(yè)貢獻系數(shù)為3.1，能源工業(yè)貢獻系數(shù)達(dá)10.07，表明西藏的能源利用率非常低。其次貴州、山西、云南、青海、新疆、甘肅、內(nèi)蒙古、廣西、河北、陜西、海南、江西、安徽、遼寧、黑龍江、重慶、福建、四川、吉林為一類，這19個地區(qū)平均工業(yè)貢獻系數(shù)均在1～3之間，表明這些地區(qū)單位工業(yè)GDP產(chǎn)生污染物量較大，是造成全國平均工業(yè)經(jīng)濟效益較低的主要因子。以上21個地區(qū)應(yīng)該積極引進先進生產(chǎn)力，提高能源利用效率，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長模式，減少污染物的排放，減少環(huán)境壓力。湖南、湖北、河南、天津、山東、浙江、江蘇、上海、北京、廣東歸為一類，這10個地區(qū)平均工業(yè)貢獻系數(shù)都小于1，表明污染物排放比率或能源消耗率小于工業(yè)GDP占有率，這些地區(qū)單位工業(yè)GDP所產(chǎn)生的污染物或消耗的能源比其他地區(qū)相對較低，是先進生產(chǎn)力的代表。

2.2 基于生態(tài)容量的資源環(huán)境基尼系數(shù)與綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)分析

作中國2009年工業(yè)廢氣排放、工業(yè)固廢產(chǎn)生、工業(yè)廢水排放和能源消耗洛倫茨曲線，見圖2。運用定積分方法得到四項基于生態(tài)容量的資源環(huán)境基尼系數(shù)評價指標(biāo)分別為0.4983、0.4523、0.5687、0.3585。計算得到各地區(qū)污染物綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)，見表2。

圖2 污染物排放（能源消耗）洛倫茨曲線

2009年全國工業(yè)廢氣排放和工業(yè)固廢產(chǎn)生資源環(huán)境基尼系數(shù)分別為0.4983和0.4523，均顯著高于0.4的“警戒線”，表明各地區(qū)工業(yè)廢氣排放和工業(yè)固廢產(chǎn)生不公平，不同地區(qū)環(huán)境壓力差異很大；能源消耗的資源環(huán)境基尼系數(shù)為0.3585，處于比較合理的區(qū)間，區(qū)域分配比較平均；工業(yè)廢水排放資源環(huán)境基尼系數(shù)為0.5687，處于大于0.4的懸殊狀態(tài)，表明各地區(qū)工業(yè)廢水排放差異巨大，表現(xiàn)出極大區(qū)域分配不公平性。

由表2知，各地區(qū)綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)差異較大，可分為4類。其中上海、天津為一類，這兩個地區(qū)平均綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)較高，分別為11.56、9.96，兩個地區(qū)工業(yè)廢氣、工業(yè)廢水、能源消耗的綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)都很高，尤其是天津的能源消耗綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)高達(dá)23.10，表明兩個地區(qū)的生態(tài)容量負(fù)擔(dān)污染物量大，環(huán)境面臨巨大壓力。其次北京、江蘇、山西、河北、山東、遼寧、寧夏、浙江為一類，這8個地區(qū)的平均綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)在2到4之間，環(huán)境壓力小于上海、天津這兩個城市，但是生態(tài)容量壓力還是不容小覷，這10個地區(qū)是引起不公平的主要因子。河南、重慶、廣東、福建、安徽、湖北這6個地區(qū)的平均綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)在1～2之間，說明這些地區(qū)污染物排放（或能源消耗）略大于生態(tài)容量占有率，環(huán)境壓力相對較小，也是引起不公平的因子。以上16個地區(qū)應(yīng)該大力擴大生態(tài)容量的規(guī)模，提高資源利用效率，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長模式，減少環(huán)境壓力。陜西、廣西、江西、湖南、貴州、四川、吉林、內(nèi)蒙古、甘肅、新疆、云南、海南、黑龍江、青海、西藏為一類，這15個地區(qū)的平均綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)都小于1，說明這些地區(qū)污染物排放（或能源消耗）小于生態(tài)容量占有率，是公平性重要貢獻因子。

表2 各地區(qū)4項指標(biāo)綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)

2.3 綜合分析

從基于工業(yè)GDP的工業(yè)貢獻系數(shù)來看，不公平因子主要集中于中西部經(jīng)濟落后地區(qū)，這些地區(qū)需轉(zhuǎn)變“高投入、高能耗、高污染、低效益”的不可持續(xù)發(fā)展模式，提高資源利用率，減少污染排放。從基于生態(tài)容量綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)來看，不公平因子主要集中經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)，而中西部地區(qū)整體上仍然是“生態(tài)容量大于污染排放量”。看似對立的兩個結(jié)論其實并不矛盾，分別是基于經(jīng)濟和環(huán)境兩個角度進行考察。將兩個方面割裂開來分析都是片面的，應(yīng)該從區(qū)域環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟發(fā)展的“公平和效率”的全新視角進行分析，才能得出準(zhǔn)確的結(jié)論。

本文以基于生態(tài)容量的平均綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)為橫坐標(biāo)，以基于工業(yè)GDP的平均工業(yè)貢獻系數(shù)為縱坐標(biāo)，以平均綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)為1的直線和平均工業(yè)貢獻系數(shù)為1的直線將坐標(biāo)軸分成四個象限，把31個地區(qū)分為四類，見表3。由表1的平均工業(yè)貢獻系數(shù)和表2平均綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)得到不同地區(qū)分類情況，見圖3.

表3 綜合考察平均工業(yè)貢獻系數(shù)和平均綠色負(fù)擔(dān)系數(shù)劃分不同地區(qū)

圖3 中國31個地區(qū)分類情況

由圖3可知，絕大部分地區(qū)都集中在第I、II、IV象限。其中山西、河北、遼寧、寧夏、重慶、福建、安徽這7個地區(qū)處于第I象限，這些地區(qū)生態(tài)容量相對較小，經(jīng)濟效益和能源利用率相對較低，生態(tài)容量負(fù)擔(dān)消化的污染物量大，是主要的不公平因子，處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。陜西、廣西、江西、貴州、四川、吉林、內(nèi)蒙古、甘肅、新疆、云南、海南、黑龍江、青海、西藏這14個地區(qū)處于第II象限，這些地區(qū)整體上工業(yè)比較落后，污染物排放相對較多，但生態(tài)容量較高，污染物排放（或能源消耗）小于生態(tài)容量占有率，生態(tài)環(huán)境壓力較小。這些地區(qū)應(yīng)該在保持生態(tài)容量的基礎(chǔ)上，努力引進先進生產(chǎn)力，提高資源利用率，減少污染物排放，使經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境能夠協(xié)調(diào)發(fā)展。湖南處于第III象限，整體表現(xiàn)為“協(xié)調(diào)發(fā)展模式”，但其平均工業(yè)貢獻系數(shù)為0.92，表明其工業(yè)經(jīng)濟效益只是稍高于全國的平均水平，究其原因主要是廢水排放率較高，應(yīng)進一步提高生產(chǎn)力，減少廢水等污染物排放。上海、天津、北京、江蘇、山東、浙江、河南、廣東、湖北這9個地區(qū)處于第IV象限，這些地區(qū)是中國先進生產(chǎn)力的代表，經(jīng)濟效益和能源利用率相對較高，產(chǎn)生單位經(jīng)濟效益所排放的污染物較少，但污染物總量較大，而且這些地區(qū)生態(tài)容量較小，面臨較大環(huán)境壓力。

3 結(jié)論

2009年基于GDP的全國工業(yè)廢氣和廢水排放資源環(huán)境基尼系數(shù)分別為0.2826和0.2316，處于比較平均區(qū)間，各地區(qū)產(chǎn)生單位工業(yè)GDP所排放的工業(yè)廢氣和工業(yè)廢水大致相當(dāng)；工業(yè)固廢產(chǎn)生和能源消耗資源環(huán)境基尼系數(shù)分別為0.4246和0.4319，處于大于0.4差距偏大狀態(tài)，各地區(qū)產(chǎn)生單位工業(yè)GDP所排放的工業(yè)固廢差異較大，能源利用率處于差異懸殊狀態(tài)。

2009年基于生態(tài)容量的全國工業(yè)廢氣、固廢和廢水排放資源環(huán)境基尼系數(shù)分別為0.4983、0.4523、0.5687，均顯著高于0.4的“警戒線”，表明各地區(qū)工業(yè)廢氣、廢水排放和工業(yè)固廢產(chǎn)生很不公平，不同地區(qū)環(huán)境壓力差異巨大；能源消耗的資源環(huán)境基尼系數(shù)為0.3585，處于比較合理的區(qū)間，區(qū)域分配比較平均。

山西、河北、遼寧、寧夏、重慶、福建、安徽這7個地區(qū)和上海、天津、北京、江蘇、山東、浙江、河南、廣東、湖北這9個地區(qū)生態(tài)容量都較小，是引起污染物排放不公平的因子，但產(chǎn)生原因不同。山西、河北、遼寧、寧夏、重慶、福建、安徽這7個地區(qū)主要是由于生產(chǎn)力落后導(dǎo)致資源利用率較低，產(chǎn)生污染物量大，處于不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，應(yīng)積極引進先進生產(chǎn)力，節(jié)能減排潛力巨大。上海、天津、北京、江蘇、山東、浙江、河南、廣東、湖北這9個地區(qū)工業(yè)發(fā)達(dá)，生產(chǎn)力先進，龐大的工業(yè)產(chǎn)生大量污染物，節(jié)能減排壓力巨大，必須進行產(chǎn)業(yè)調(diào)整，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長模式，才能緩解環(huán)境面臨的巨大壓力。

陜西、廣西、江西、貴州、四川、吉林、內(nèi)蒙古、甘肅、新疆、云南、海南、黑龍江、青海、西藏這14個地區(qū)是公平性重要貢獻因子，主要是依賴其巨大的生態(tài)容量，但整體工業(yè)比較落后，容易造成局部地區(qū)嚴(yán)重污染，應(yīng)積極引進先進生產(chǎn)力，節(jié)能減排潛力巨大。

基于工業(yè)GDP和生態(tài)容量的資源環(huán)境基尼系數(shù)評價方法從經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境兩個方面為污染物總量控制分配的公平性提供科學(xué)依據(jù)，能夠正確地反映資源消耗和污染物排放與經(jīng)濟、環(huán)境之間的關(guān)系，為經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供生態(tài)經(jīng)濟學(xué)的理論支持。

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