基于投入產(chǎn)出模型的湖北省貿(mào)易生態(tài)利益分析

■ 汪凌志 博士生（1、湖北理工學(xué)院經(jīng)濟與管理學(xué)院 湖北黃石435003 2、華中科技大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院 武漢 430074）

引言

由加拿大生態(tài)經(jīng)濟學(xué)家Rees（1992）提出，并由Wackernagel and Rees（1996）等進一步改進完善的生態(tài)足跡方法（ecological footprint EF），是學(xué)術(shù)界近20年以來定量評價可持續(xù)發(fā)展程度的重大進展。該方法將人類經(jīng)濟活動所占用的自然資源劃分為耕地、草地、林地、水域、建筑用地、化石能源用地六種用地類型，以土地面積為單位進行測度。其中前五類用地反映商品生產(chǎn)實際占用的地表面積，稱為生物資源足跡；化石能源用地反映吸收能源消費所產(chǎn)生廢棄物排放所占用面積，稱之為能源足跡。EF綜合考慮了人類經(jīng)濟活動的兩大類生態(tài)服務(wù)需求，具有概念新穎、形象直觀、可操作性強的諸多優(yōu)勢，自問世以來，迅速得到廣泛應(yīng)用。

目前EF的測算主要有兩種方法，一是Wackernagel and Rees（1996）提出的傳統(tǒng)計算模型，主要思路是通過引入產(chǎn)量因子和均衡因子，將商品量折算成單位面積具有同等生態(tài)生產(chǎn)力的土地面積，再加總求和，該模型計算簡單，易于接受，但只能測算最終商品的EF值，難以反映EF同經(jīng)濟部門的內(nèi)在聯(lián)系，而且在研究對象及產(chǎn)量因子選擇上缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；二是投入產(chǎn)出法，由Bicknell et al（1998）首次引入EF測算，該方法通過將各部門所直接占用的自然資源導(dǎo)入投入產(chǎn)出模型，利用投入產(chǎn)出表中所反映的部門之間的經(jīng)濟數(shù)量關(guān)系，測算最終需求的EF值。投入產(chǎn)出法不僅能夠反映經(jīng)濟系統(tǒng)中直接占用與間接占用的自然資源，并且能夠克服傳統(tǒng)計算模型忽略服務(wù)商品的局限，但同時也會受到投入產(chǎn)出表數(shù)據(jù)更新較慢的局限。

國內(nèi)現(xiàn)有采用投入產(chǎn)出法測算貿(mào)易EF的研究主要有：曹淑艷、謝高地（2007）引入土地利用差異轉(zhuǎn)換系數(shù)改進了投入產(chǎn)出模型，核算了中國1997年三大產(chǎn)業(yè)的貿(mào)易EF值；邱東、席瑋（2008）討論了投入產(chǎn)出生態(tài)占用模型與傳統(tǒng)生態(tài)占用模型的區(qū)別，并利用中國2002年的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)估算了進出口貿(mào)易在土地占用和能源占用中的影響；賴力、黃賢金等（2006）基于投入產(chǎn)出技術(shù)，對2002年江蘇省國內(nèi)外貿(mào)易EF進行了估算，結(jié)論顯示江蘇省貿(mào)易方式總體屬于生態(tài)逆差型。這些研究主要存在兩方面缺陷：一是大多從國家層面展開，基于省際層面的研究較少，而且主要集中于分析單一年份三大產(chǎn)業(yè)的貿(mào)易EF值，難以反映貿(mào)易EF的變化特征，研究相對粗略；二是主要停留在貿(mào)易EF的測算層面，而缺乏對其影響因素的深入分析?；诖?，本文采用投入產(chǎn)出法測算并分析了湖北省2002、2007年的分部門貿(mào)易EF值及其變化特征，并通過結(jié)構(gòu)分解法（SDA）量化分析該階段貿(mào)易EF主要影響因素的貢獻程度，以此揭示湖北省貿(mào)易生態(tài)利益，為構(gòu)建湖北省可持續(xù)貿(mào)易發(fā)展體系提供指導(dǎo)。

研究方法與數(shù)據(jù)

（一）測算貿(mào)易EF的投入產(chǎn)出模型

投入產(chǎn)出技術(shù)的核心公式可以寫為：

式（1）反映了最終需求與總產(chǎn)出之間的關(guān)系，其中X表示總產(chǎn)出列向量，F(xiàn)表示最終需求列向量，A表示直接消耗系數(shù)矩陣。

式（2）中，U表示EF凈輸出列向量，反映貿(mào)易生態(tài)利益，若U大于零，意味著輸出的生態(tài)資源大于輸入的生態(tài)資源，貿(mào)易不利于湖北省生態(tài)資源保護；若U小于零，意味著輸入的生態(tài)資源大于輸出的生態(tài)資源，貿(mào)易有利于湖北省生態(tài)資源保護；E、M、Q分別表示輸出、輸入及凈輸出列向量，T表示里昂惕夫逆矩陣，定義為投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)。需要強調(diào)的是，式（2）隱含一個重要假設(shè)，所有輸入品均按照湖北省的技術(shù)條件進行生產(chǎn)，即資源強度與直接消耗系數(shù)均相同，這種處理將輸入品所造成的生態(tài)資源流入理解為通過輸入所節(jié)約的生態(tài)資源，更加適合于評價貿(mào)易對單個地區(qū)的生態(tài)資源所產(chǎn)生的影響，具有一定的合理性。

（二）凈輸出EF的結(jié)構(gòu)分解

結(jié)構(gòu)分解技術(shù)的基本思想是通過將經(jīng)濟系統(tǒng)中某因變量的變動分解為與之相關(guān)的各獨立自變量變動的和，以測度其中某一自變量變動對因變量變動貢獻的大小，目前在投入產(chǎn)出分析領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛。根據(jù)上述模型，可以將凈輸出EF（Q）分解為資源強度（R）、投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)（T）及凈輸出規(guī)模（Q）三個獨立因素。

由于分解形式的不確定，在實際應(yīng)用中，結(jié)構(gòu)分解分析主要采用兩極分解法與加權(quán)平均法。兩級分解取首尾兩個因素開始分解所得到的影響結(jié)果的平均值作為各因素變化的影響結(jié)果，應(yīng)用于變量較多的情形。而加權(quán)平均法則是各個因素所決定的分解方程中每個因素的變動對因變量影響的平均值來衡量該因素變動的最終影響，在變量較少的情況下更為實用，且結(jié)果更加精確，因此本文采用加權(quán)平均法進行結(jié)構(gòu)分解，分解形式如下（李景華，2004）：

表1 2002-2007年湖北省各類用地凈輸出 單位：萬公頃

表2 2002-2007年湖北省分部門貿(mào)易EF凈輸出 單位：萬公頃

（三）數(shù)據(jù)來源與處理

湖北省2002、2007年投入產(chǎn)出表分別來自國家統(tǒng)計局公布的《2002年中國地區(qū)投入產(chǎn)出表》及《2007年中國地區(qū)投入產(chǎn)出表》，其中凈輸出＝省內(nèi)調(diào)出＋出口－省外調(diào)進－進口，即本文研究涵蓋了國內(nèi)貿(mào)易與國際貿(mào)易。土地利用數(shù)據(jù)來自各年份《中國統(tǒng)計年鑒》與《湖北省統(tǒng)計年鑒》，其中林地由園地與林業(yè)用地構(gòu)成，水域以水產(chǎn)養(yǎng)殖面積表示。將耕地、林地、草地、水域劃歸為農(nóng)林牧漁業(yè)，將建設(shè)用地分解為工礦用地、交通運輸用地、水利設(shè)施用地及其他服務(wù)業(yè)用地，以保證土地分類統(tǒng)計數(shù)據(jù)與生物資源足跡分類及投入產(chǎn)出表的部門劃分相匹配，根據(jù)上述處理，測算生物資源足跡采取5部門劃分。能源足跡以吸收能源消費所產(chǎn)生CO2占用的林地面積表示，能源消費數(shù)據(jù)來自各年份《中國能源統(tǒng)計年鑒》中的“湖北省能源平衡表”，取煤炭、石油、天然氣三種主要能源，將三類能源的實物消耗量分別乘以其平均低位發(fā)熱量（原煤：20908千焦/千克，石油：41816千焦/千克，天然氣：38931千焦/立方米）轉(zhuǎn)化為能源消耗釋放的熱量，進而通過Wackernagel et al（1999）提供的能地轉(zhuǎn)換系數(shù)（煤炭類55，石油類71，天然氣93，單位GJ/hm2）轉(zhuǎn)化為土地面積，根據(jù)能源平衡表提供的部門數(shù)據(jù)，測算能源足跡采取6部門劃分。所有數(shù)據(jù)在代入模型之前均通過各類用地的均衡因子（耕地2.17，林地1.36，草地0.48，水域0.36，建設(shè)用地2.17，化石能源用地1.36）統(tǒng)一為單位面積具有同等生產(chǎn)力的土地面積，以保證各類用地的可比性與可加性。

實證結(jié)果分析

（一）凈輸出EF分析

從各類用地凈輸出來看（見表1），2002-2007年，EF凈輸出總值從367.3萬公頃下降至41.55萬公頃，反映該階段湖北省總體處于生態(tài)資源流失狀態(tài)，但流失狀況已有較大改善。其中生物資源足跡與能源足跡凈輸出分別從243.47萬公頃、123.83萬公頃降至7.48萬公頃、34.07萬公頃。生物資源足跡中，除建設(shè)用地凈輸出有小幅增長外，其他四種用地均從凈輸出轉(zhuǎn)變?yōu)閮糨斎?，以耕地與林地的變化更為顯著，反映出湖北省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地以耕地與林地為主的結(jié)構(gòu)特征。生物資源足跡凈輸出的下降幅度明顯超過能源足跡，導(dǎo)致EF凈輸出結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，意味著湖北省生態(tài)資源流失特征正逐步從生物資源足跡拉動型轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉醋阚E拉動型，能源消費的迅猛增長對生態(tài)資源所造成的負(fù)面影響不斷加劇。

從分部門貿(mào)易EF來看（見表2），2002-2007年，在生物資源足跡中，農(nóng)林牧漁業(yè)從凈輸出轉(zhuǎn)變?yōu)閮糨斎?，?25.1萬公頃降至-15.9萬公頃，在絕對數(shù)量與下降幅度上都處于主導(dǎo)地位，反映農(nóng)林牧漁業(yè)貿(mào)易產(chǎn)生了生態(tài)資源凈流入，有利于湖北省生態(tài)環(huán)境的改善；電力、熱力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、交通運輸及郵政倉儲業(yè)、其他服務(wù)業(yè)的凈輸出均表現(xiàn)為小幅上升，加劇了生態(tài)資源流失，從整體來看，除農(nóng)林牧漁業(yè)外的其他部門由于所占用土地資源相對較少，對生態(tài)資源凈輸出的影響并不顯著。在能源足跡中，集中了主要高能耗部門的工礦業(yè)變化最為劇烈，自2002年的95.5萬公頃降至2007年的-62.9萬公頃，降幅達到1.7倍，對生態(tài)資源流失的抑制效應(yīng)最強；與之鮮明對比的是，交通運輸及郵政倉儲業(yè)中，能源足跡凈輸出則從8.9萬公頃大幅攀升至84.2萬公頃，增長近10倍，反映出此階段該部門貿(mào)易所產(chǎn)生的生態(tài)資源流失最為嚴(yán)重，同時批發(fā)零售及住宿餐飲業(yè)、其他服務(wù)業(yè)的能源足跡凈輸出也出現(xiàn)了小幅上升。從兩類用地EF凈輸出的比較來看，以農(nóng)林牧漁業(yè)和工礦業(yè)為主的貨物貿(mào)易改善了湖北省的生態(tài)環(huán)境，而服務(wù)貿(mào)易正成為造成生態(tài)資源凈流出的首要原因。

（二）凈輸出EF變化的結(jié)構(gòu)分解

生物資源足跡凈輸出與能源足跡凈輸出變化的結(jié)構(gòu)分解顯示（見表3、表4）：2002-2007年資源強度（包括土地與能源）導(dǎo)致兩類用地凈輸出分別減少59.20萬公頃和7.75萬公頃，貢獻率分別為25%和9%，土地強度相對于能源強度的抑制效應(yīng)更為顯著；投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)效應(yīng)對兩類用地凈輸出表現(xiàn)出相反的影響，分別為3.69萬公頃與-9.59萬公頃，其貢獻率分別為-2%與11%，相比較而言對后者的影響更為顯著，而且綜合來看仍然有利于生態(tài)環(huán)境的改善。這兩種因素累積減少EF凈輸出72.85萬公頃，反映了資源強度與投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)的變化對湖北省生態(tài)資源的改善產(chǎn)生了積極影響，意味著湖北省在改善資源利用效率與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方面取得了一定成效。凈輸出規(guī)模的變化分別導(dǎo)致兩類用地凈輸出減少180.47萬公頃、73.43萬公頃，貢獻率達到76%與81%，合計減少EF凈輸出253.9萬公頃，在數(shù)量上和影響程度上均遠(yuǎn)超過前兩種因素的影響，是影響生態(tài)資源流動的主要因素，對生態(tài)環(huán)境的改善起到了決定性作用。

分部門來看，2002-2007年，在生物資源足跡中，五大產(chǎn)業(yè)的土地強度效應(yīng)分別為-43.54萬、0.47萬、-11.39萬、-1.35萬、-3.39萬公頃，除工礦業(yè)外，其他部門土地強度的提升均減少了生態(tài)資源的凈輸出。從數(shù)量上看，農(nóng)林牧漁業(yè)最為顯著，從貢獻程度看，電力、熱力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)與其他服務(wù)業(yè)分別達到-237%和-672%，反映了這兩個部門的土地強度效應(yīng)在不斷強化；投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)在農(nóng)林牧漁業(yè)、交通運輸及倉儲郵政業(yè)、其他服務(wù)業(yè)中表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，但整體來看影響程度有限；凈輸出規(guī)模效應(yīng)在農(nóng)林牧漁業(yè)中達到-201.09萬公頃，減少了生態(tài)資源輸出，反映農(nóng)業(yè)貿(mào)易對生態(tài)資源流入的巨大拉動作用，而在電力、熱力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、交通運輸及倉儲郵政業(yè)、其他服務(wù)業(yè)中增加了生態(tài)資源輸出。在能源足跡中，能源強度正效應(yīng)體現(xiàn)在農(nóng)林牧漁業(yè)與交通運輸及倉儲郵政業(yè)中，分別減少生態(tài)資源凈輸出2.69萬公頃、10.05萬公頃；除農(nóng)林牧漁業(yè)外，投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)效應(yīng)在其他部門均為負(fù)值，有利于生態(tài)環(huán)境改善，其中在工礦業(yè)中達到-6.85萬公頃，表現(xiàn)更為顯著，這說明湖北省技術(shù)水平與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有低碳化的發(fā)展趨勢；凈輸出規(guī)模正效應(yīng)體現(xiàn)在農(nóng)林牧漁業(yè)、工礦業(yè)、建筑業(yè)和其他服務(wù)業(yè)中，其中在工礦業(yè)中達到-152.49萬公頃，遠(yuǎn)超過其他部門；負(fù)效應(yīng)則主要體現(xiàn)在交通運輸及倉儲郵政業(yè)，達到88.39萬公頃，貢獻率為117%。

表3 2002-2007年湖北省生物資源足跡凈輸出變化結(jié)構(gòu)分解

表4 2002-2007年湖北省能源足跡凈輸出變化結(jié)構(gòu)分解

結(jié)論及建議

本文基于湖北省2002、2007年投入產(chǎn)出表考察了湖北省貿(mào)易活動所導(dǎo)致的生態(tài)資源流動，得到以下結(jié)論：2002-2007年，湖北省貿(mào)易特征表現(xiàn)為生態(tài)逆差，但生態(tài)逆差的程度已有較大改善。通過結(jié)構(gòu)分解發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生這一現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因在于在該階段湖北省商品和服務(wù)的貿(mào)易凈輸出規(guī)模出現(xiàn)了明顯下降，同時資源強度與投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)對生態(tài)資源凈輸出也表現(xiàn)為抑制作用，但影響程度有限。基于此，本文提出如下建議：

第一，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展“綠色產(chǎn)業(yè)”。作為中部地區(qū)的老工業(yè)基地，湖北省擁有比較好的工業(yè)基礎(chǔ)，但如機械、冶金、化工、建材和輕紡工業(yè)等占據(jù)優(yōu)勢的出口行業(yè)基本都是高耗能產(chǎn)業(yè)，是湖北省環(huán)境污染主要來源，因此應(yīng)通過產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型帶動貿(mào)易結(jié)構(gòu)優(yōu)化，引導(dǎo)內(nèi)外資向高端制造業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)、新能源和節(jié)能環(huán)保等資源節(jié)約型與環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。加快推進武漢城市圈“兩型社會”建設(shè)，著力構(gòu)建鄂西生態(tài)文化旅游圈。與此同時，要充分利用現(xiàn)有資源優(yōu)勢，通過必要的政策扶持，大力發(fā)展“綠色產(chǎn)業(yè)”，促進具有特色的綠色技術(shù)項目產(chǎn)業(yè)化，擴大綠色農(nóng)產(chǎn)品的深加工與出口，有效緩解貿(mào)易增長與資源環(huán)境惡化之間的矛盾。

第二，改善資源利用效率，提升技術(shù)水平。湖北省農(nóng)產(chǎn)品資源豐富，但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)仍以種植業(yè)為主，農(nóng)業(yè)發(fā)展無論在土地資源集約化程度還是技術(shù)含量上，均停留在較低水平，土地利用與結(jié)構(gòu)不夠協(xié)調(diào)。而在傳統(tǒng)工業(yè)中，能源消費結(jié)構(gòu)不合理，能源利用效率低下也表現(xiàn)地較為突出。因此，發(fā)揮農(nóng)業(yè)科技優(yōu)勢，組織開發(fā)具有推廣意義的資源節(jié)約和替代技術(shù)，加速技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，提升農(nóng)業(yè)科技對農(nóng)業(yè)增長的支撐作用，同時要積極挖掘能耗水平高、污染嚴(yán)重的重點工業(yè)企業(yè)在新技術(shù)、新工藝、新裝備等方面的需求，努力尋求與省外發(fā)達地區(qū)與發(fā)達國家在相關(guān)領(lǐng)域的合作，通過引進國外先進的清潔技術(shù)和裝備，推進生產(chǎn)環(huán)節(jié)的資源節(jié)約，實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能改造，逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的高端化發(fā)展。

第三，加大生態(tài)資源保護，提升林業(yè)生態(tài)價值。生態(tài)資源保護不僅是實現(xiàn)湖北省“生態(tài)立省”戰(zhàn)略的重要舉措，也是實現(xiàn)地區(qū)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的必然要求。因此首先要通過加強生態(tài)保護立法，努力探索適合本省的生態(tài)補償機制，通過法律和制度安排實現(xiàn)生態(tài)功能在不同經(jīng)濟主體間的公平性，保障生態(tài)功能的投資者得到合理回報。其次要多渠道地爭取國家政策和資金扶持，擴大與國際社會及國內(nèi)其他省份在環(huán)境治理與生態(tài)資源保護等領(lǐng)域的交流合作，科學(xué)統(tǒng)籌，合理規(guī)劃，逐步構(gòu)建資源環(huán)境治理保護的多省聯(lián)動機制。最后要通過加大土地整治力度，健全耕地考核激勵機制，加強農(nóng)田保護基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，劃定自然生態(tài)保護區(qū)等多種手段強化土地利用管理，提升土地質(zhì)量，尤其要充分利用本省林業(yè)資源豐富的優(yōu)勢，進一步加大依法治林的工作力度，提升森林管理水平，重視森林固碳技術(shù)的研究，提升森林固碳能力。

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