城鎮(zhèn)化對居民能源消費(fèi)影響的投入產(chǎn)出分析

劉洪濤+杜娟

摘 要： 在我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程快速推進(jìn)的同時(shí)，城鎮(zhèn)鄉(xiāng)居民能源消費(fèi)發(fā)生了巨大變化。為研究我國城鎮(zhèn)化對居民能源消費(fèi)的影響，以1980-2012年期間城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民直接能源消費(fèi)的變化態(tài)勢，采用能源投入產(chǎn)出模型計(jì)算城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民間接能源消費(fèi)的變化，并進(jìn)一步構(gòu)建指數(shù)分解分析模型和投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)分解分析模型，定量分析我國城鎮(zhèn)化對居民直接和間接能源消費(fèi)因素的作用。研究結(jié)果表明，城鎮(zhèn)化推動了我國居民直接能源消費(fèi)的持續(xù)增長，城鎮(zhèn)居民間接能源消費(fèi)比農(nóng)村居民間接能源消費(fèi)增長得更快。

關(guān)鍵詞： 城鎮(zhèn)化； 居民能源消費(fèi)； 能源投入產(chǎn)出模型； 指數(shù)分解分析模型

中圖分類號： F291 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A DOI：10.13411/j.cnki.sxsx.2015.04.005

一、引言

2014年發(fā)布的《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014-2020年）》提出，我國城鎮(zhèn)人口將由2014年的7.3億增加到2020年的9億。在未來15年，我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人口、城鎮(zhèn)化率和居民收入的變化等，都將導(dǎo)致能源消費(fèi)的巨大變化。因此，為保障新型城鎮(zhèn)化的順利實(shí)施，亟須對城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民能源消費(fèi)的影響因素進(jìn)行系統(tǒng)研究。國外有關(guān)能源消費(fèi)影響因素的研究，集中于分析經(jīng)濟(jì)增長，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，技術(shù)水平，國際貿(mào)易以及居民消費(fèi)等因素的作用，[1-5] 國內(nèi)也有許多文獻(xiàn)研究了我國能源消費(fèi)的驅(qū)動因素，[6-9] 如Fei 等的結(jié)果表明人均GDP和能源消費(fèi)之間有長期的正向協(xié)整關(guān)系。[10] 作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必需，推進(jìn)城鎮(zhèn)化是我國的重要政策，[11] 但作為發(fā)展中國家，我國城鎮(zhèn)化將導(dǎo)致更多的能源消費(fèi)，[12-13] 城鎮(zhèn)化將促進(jìn)能源消費(fèi)和CO2排放的增長，[14] 我國的能源需求在快速城鎮(zhèn)化階段有剛性增長特征。[15] 然而，Wang發(fā)現(xiàn)由于存在與城鎮(zhèn)化相關(guān)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和技術(shù)進(jìn)步優(yōu)勢，城鎮(zhèn)化減緩了居民人均能源消費(fèi)。[16] 綜述以上研究可以發(fā)現(xiàn)，在不同階段，城鎮(zhèn)化對能源消費(fèi)的影響也會有所不同。因此，需要對城鎮(zhèn)化通過居民消費(fèi)帶來的能源消費(fèi)影響，進(jìn)行系統(tǒng)深入的定量分析，這也正是筆者的主要研究內(nèi)容。

二、模型與數(shù)據(jù)來源

（一）城鎮(zhèn)化對居民直接能源消費(fèi)的影響

居民能源消費(fèi)可以分為直接能源消費(fèi)和間接能源消費(fèi)兩部分。直接能源消費(fèi)是指居民對能源商品的直接購買和消費(fèi)，間接能源消費(fèi)是指為生產(chǎn)和提供居民生活所需的非能源商品與服務(wù)而消耗的能源。城鎮(zhèn)化對能源消費(fèi)的直接影響是指城鎮(zhèn)化進(jìn)程導(dǎo)致的居民直接能源消費(fèi)的變化，包括能源消費(fèi)總量變化和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化。從居民直接能源消費(fèi)的影響因素分析，城鎮(zhèn)和農(nóng)村人口總量，城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民人均能源消費(fèi)量以及居民能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)共同決定了居民直接能源消費(fèi)量，如公式（1）所示。

Ed=Edr+Edu=∑2iEdi=∑2i（PiEpi）

=∑2i（pEpi）=∑2i（PSpiEpi） （1）

式中，Ed是居民總直接能源消費(fèi)，Edr指農(nóng)村居民直接能源消費(fèi)，Edu指城鎮(zhèn)居民直接能源消費(fèi)，i指農(nóng)村和城鎮(zhèn)居民，Pi指農(nóng)村/城鎮(zhèn)人口，Epi指農(nóng)村/城鎮(zhèn)人均直接能源消費(fèi)，P指總?cè)丝跀?shù)，Spi指農(nóng)村/城鎮(zhèn)居民人口比例。

根據(jù)公式（1），農(nóng)村/城鎮(zhèn)居民人均直接能源消費(fèi)量能夠進(jìn)一步表示為：

Epi=∑kepik=Epi*

=∑kEpi Seik=Epi ∑kSeik （2）

其中，k是指農(nóng)村和城鎮(zhèn)直接能源消費(fèi)的類型，Seik是指農(nóng)村和城鎮(zhèn)居民直接能源消費(fèi)的結(jié)構(gòu)。

因此，公式（1）可以表示為：

Ed=∑2i（PSpiEpi）=∑2i∑k（PSpiEpiSeik） （3）

用t和0分別表示計(jì)算期和基期。據(jù)指數(shù)分解分析模型[28-29]可得到公式（4）：

△Edt，0=Edt-Ed0 （4）

用指數(shù)分解分析模型分解的關(guān)于總?cè)丝?，城?zhèn)化率，人均直接能源消費(fèi)量以及居民直接能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)等因素對居民直接能源消費(fèi)的影響如下：

人口的影響=∑2i∑k（△PSpi0Epi0Seik，0）+∑2i∑k△P（△SpiEpi0Seik，0+△Epi Spi0Seik，0+Spi0Epi0△Seik）+∑2i∑k△P（△Spi△Epi Seik，0+△SpiEpi0△Seik+Spi0△Epi△Seik）+∑2i∑k（△P△Spi△Epi Seik）

城鎮(zhèn)化影響=∑2i∑k（P0△Spi Epi0Seik，0）+∑2i∑k△Spi（△PEpi0Seik，0+P0△Epi Seik，0+P0Epi0△Seik）+∑2i∑k△SPi（△P△Epi Seik，0+△PEpi0△Seik+P0△Epi△Seik）+∑2i∑k（△P△Epi△Spi△Seik）

人均直接能源消費(fèi)的影響=∑2i∑k（P0Spi0△Epi0Seik，0）

+∑2i∑k△Epi（△PSpi0Seik，0+P0△SpiSeik，0+P0Spi0△Seik）+∑2i∑k△EPi（△P△SpiSeik，0+△PSpi0△Seik+P0△Spi△Seik）+∑2i∑k（△P△Epi△Spi△Seik）

居民直接能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的影響=∑2i∑k（P0SpiEpi0△Seik）+∑2i∑k△Seik（△PSpi0Epi0+P0△SpiEpi0+P0Spi0△Epi）+∑2i∑k△Seik（△P△SpiEpi0+△PSpi0△Epi+P0△Spi△Epi）+∑2i∑k（△P△Epi△Spi△Seik）

（二）城鎮(zhèn)化對居民間接能源消費(fèi)的影響

筆者采用能源投入產(chǎn)出模型來計(jì)算居民間接能源消費(fèi)。在里昂惕夫（Leontief）構(gòu)建的投入產(chǎn)出基礎(chǔ)模型中，[17] 一個(gè)經(jīng)濟(jì)體的總產(chǎn)出等于中間消費(fèi)和最終消費(fèi)之和，如公式（5）所示：

X=AX+Y （5）

其中，X是總產(chǎn)出向量，A是能夠描述經(jīng)濟(jì)中所有行業(yè)之間關(guān)系的直接消費(fèi)系數(shù)矩陣，Y是最終需求向量。最終需求包括國內(nèi)消費(fèi)（政府和居民消費(fèi)），投資以及國際貿(mào)易。根據(jù)能源投入產(chǎn)出模型[11]，蘊(yùn)含在城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民消費(fèi)的非能源產(chǎn)品中的能源，可以采用城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民消費(fèi)的各非能源部門產(chǎn)品量和能源強(qiáng)度來計(jì)算，如公式（6）所示：

Em=Emr+Emu=∑2iEmi=∑2i（EtYhi）=∑2i（e（I-A）-1Yhi）=∑2i（e B Yhi） （6）

其中，Em是蘊(yùn)含在居民消費(fèi)的非能源產(chǎn)品中的能源消費(fèi)，Emr是農(nóng)村居民消費(fèi)的非能源產(chǎn)品中的能源，Emu是城鎮(zhèn)居民消費(fèi)的非能源產(chǎn)品中的能源，Et是總能源強(qiáng)度向量，e是直接能源強(qiáng)度向量，Yhi是農(nóng)村/城鎮(zhèn)居民消費(fèi)的非直接能源產(chǎn)品的向量，A是消費(fèi)系數(shù)矩陣，B=（I-A）-1是Leontief逆矩陣，也稱完全需要系數(shù)矩陣。

居民消費(fèi)的產(chǎn)品和服務(wù)能夠用Yhi=TyhiSyhi來表示，其中Tyhi是農(nóng)村/城鎮(zhèn)總的消費(fèi)支出，是一個(gè)數(shù)值。Syhi是農(nóng)村/城鎮(zhèn)居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)。因此，公式（6）可以表示為公式（7）。

Em=∑2i（e B Yhi）=∑2i（e B TYhi SYhi） （7）

采用投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)分解分析模型，可以將居民間接能源消費(fèi)的變動分解成為直接能源強(qiáng)度，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（里昂惕夫效應(yīng)），居民消費(fèi)支出以及居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)等因素的作用結(jié)果，分解分析結(jié)果如下：

直接能源強(qiáng)度的影響=∑2i△eB0Tyhi0Syhi0+∑2i△e（△BTyhi0Syhi0+B0△Tyhi Syhi0+B0Tyhi0△Syhi）+∑2i△e（△B△Tyhi Syhi0+△B Tyhi0△Syhi+B0Tyhi△Syhi）+∑2i△e△B△Tyhi Syhi

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響=∑2i e0△BTyhi0Syhi0+∑2i△B（△eTyhi0Syhi+e0△Tyhi Syhi0+e0Tyhi0△Syhi）+∑2i△B（△e△Tyhi Syhi+△e Tyhi0△Syhi+e0Tyhi0△Syhi）+∑2i△e△B△Tyhi△Syhi

居民消費(fèi)支出的影響=∑2i e0B0△TyhiSyhi0+∑2i△Tyhi（△eB0Syhi0+e0△BSyhi0+e0B0△Syhi）+∑2i△Tyhi （△e△BSyhi+△eB0△Syhi+e0△B△Syhi）+∑2i△e△B△Tyhi△Syhi

居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)的影響=∑2i e0B0△Tyhi0△Syhi+∑2i△Syhi（△eB0Tyhi0+e0△BTyhi0+e0C△Tyhi）+∑2i△Syhi （△e△BTyhi0+△eB0△Tyhi+e0△B△Tyhi）+∑2i△e△B△Tyhi△Syhi

（三）數(shù)據(jù)來源

居民直接能源消費(fèi)數(shù)據(jù)來自《我國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》[18] 中的能源平衡表，投入產(chǎn)出表來自《我國統(tǒng)計(jì)年鑒》。[19] 筆者采用我國國家統(tǒng)計(jì)局編制的1990年、 1992年、1995年、1997年、2000年、2002年、2005年、 2007年 和 2010年，包含62個(gè)部門的投入產(chǎn)出表來計(jì)算居民間接能源消費(fèi)，按2005年不變價(jià)格計(jì)算。為了與能源平衡表保持一致，把投入產(chǎn)出表的部門分類設(shè)定為42個(gè)部門。在這42個(gè)部門中，有34個(gè)非能源部門，4個(gè)一次能源部門和4個(gè)二次能源部門。一次能源部門包括原油、煤炭、水電以及天然氣。二次能源部門包括焦炭、石油產(chǎn)品、燃煤電力和供熱。通過將能源部門的產(chǎn)出用價(jià)值量和實(shí)物量同時(shí)表示，就可以構(gòu)建能源投入產(chǎn)出模型，即用直接能源消費(fèi)（實(shí)物）與總投入（價(jià)值）的比率來計(jì)算每個(gè)部門的直接能源強(qiáng)度，并用投入產(chǎn)出表的Leontief逆矩陣和直接能源強(qiáng)度向量來計(jì)算總能源強(qiáng)度。

三、我國城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民能源消費(fèi)

1980-2012年期間我國居民消費(fèi)支出和居民直接能源消費(fèi)發(fā)生了巨大的變化。這一期間，我國城鎮(zhèn)人口由1.899億增長到7.2億，GDP年均增長率為9.1%，我國居民直接能源消費(fèi)總量由8450萬噸標(biāo)準(zhǔn)油增長到30670萬噸標(biāo)準(zhǔn)油。同時(shí)，我國居民消費(fèi)支出總量由1475億美元增長到16892億美元（2005年不變價(jià)），我國居民間接能源消費(fèi)也隨之增加。

（一）我國城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民直接能源消費(fèi)

由圖1、圖2可以看出：城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民的能源消費(fèi)數(shù)量和結(jié)構(gòu)上有較大差別。1980-2000年期間，我國城鎮(zhèn)居民直接能源消費(fèi)由4870萬噸標(biāo)準(zhǔn)油增長到7380萬噸標(biāo)準(zhǔn)油，年均增長2%。而同期農(nóng)村居民直接能源消費(fèi)量僅由3670萬噸標(biāo)準(zhǔn)油到4690萬噸標(biāo)準(zhǔn)油。2000-2012年期間，城鎮(zhèn)居民直接能源消費(fèi)年均增長率為7.3%，到2012年已增至1.852億噸標(biāo)準(zhǔn)油。同期農(nóng)村居民直接能源消費(fèi)由4740萬噸標(biāo)準(zhǔn)油增長為1.215億噸標(biāo)準(zhǔn)油。研究期間，城鎮(zhèn)居民的直接能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生了十分顯著的變化，煤炭消費(fèi)量顯著下降，其占能源消費(fèi)總量的比重由91.4%降為24.3%。雖然農(nóng)村煤炭消費(fèi)量的下降幅度比城鎮(zhèn)小，2012年煤炭仍占農(nóng)村居民直接能源消費(fèi)的50%以上。城鎮(zhèn)的電力、熱力、天然氣、成品油的消費(fèi)量逐年上升。這表明在社會進(jìn)步的大背景下人們生活水平的提高。而農(nóng)村的成品油增長的幅度也比城鎮(zhèn)小，但電力比城鎮(zhèn)增長快。由以上分析可知，城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民直接能源消費(fèi)量的差距在日益縮小，1980年農(nóng)村居民人均直接能源消費(fèi)僅是城鎮(zhèn)的18.1%，而2012年達(dá)到了72.7%。在此期間，城鎮(zhèn)居民人均直接能源消費(fèi)起伏不定，說明城鎮(zhèn)化對城鎮(zhèn)居民人均直接能源消費(fèi)的影響有限。但2012年直接能源消費(fèi)是1980年的4倍，反映出農(nóng)村居民生活水平得到了明顯提高。但是煤炭產(chǎn)品在農(nóng)村居民直接能源消費(fèi)中的比例仍占到50%，農(nóng)村的基礎(chǔ)設(shè)施仍比城鎮(zhèn)落后。

（二）我國城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民間接能源消費(fèi)

由圖3可以看出：居民間接能源消費(fèi)總量增長穩(wěn)定，由1987年的3.028億噸標(biāo)準(zhǔn)油增長到2002年的4.357億噸標(biāo)準(zhǔn)油，到2010年更是高達(dá)7.699億噸標(biāo)準(zhǔn)油，是1987年的2.5倍。其中，受消費(fèi)支出影響，2002-2010年期間居民間接能源消費(fèi)增長相對較快。1987年我國農(nóng)村居民間接能源消費(fèi)占居民間接能源消費(fèi)總量的54.2%。2010年我國農(nóng)村居民間接能源消費(fèi)僅占總居民間接能源消費(fèi)的22.1%。從2002到2010年，雖然農(nóng)村人口持續(xù)減少，但農(nóng)村居民人均間接能源消費(fèi)增加，從而使農(nóng)村間接能源消費(fèi)也穩(wěn)定增長。

我國城鎮(zhèn)比農(nóng)村居民間接能源消費(fèi)增速快。1987年我國的城鎮(zhèn)化率是25.3%。盡管此時(shí)城鎮(zhèn)居民的消費(fèi)支出遠(yuǎn)高于農(nóng)村，但由于城鎮(zhèn)人口少，城鎮(zhèn)比農(nóng)村居民的間接能源消費(fèi)要小。城鎮(zhèn)居民間接能源消費(fèi)是1.39億噸標(biāo)準(zhǔn)油，而農(nóng)村是1.638億噸標(biāo)準(zhǔn)油。1990年開始城鎮(zhèn)居民間接能源消費(fèi)超過農(nóng)村，這年我國城鎮(zhèn)化率為26.4%。由于城鎮(zhèn)比農(nóng)村居民的消費(fèi)支出高，所以城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民間接能源消費(fèi)的差距也在擴(kuò)大。2000年我國城鎮(zhèn)居民間接能源消費(fèi)是農(nóng)村居民的2倍多，在2010年更是達(dá)到了3.5倍。

四、 分解結(jié)果

結(jié)果表明在我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程中居民直接和間接能源消費(fèi)得到快速增長，而且在城鎮(zhèn)化的不同階段都有顯著變化。筆者分別用指數(shù)分解分析模型和投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)分解分析模型來分析城鎮(zhèn)化對居民直接和間接能源消費(fèi)和消費(fèi)因素的影響。

（一）居民直接能源消費(fèi)的分解結(jié)果

我國人口、城鎮(zhèn)化率、城鎮(zhèn)/農(nóng)村居民人均直接能源消費(fèi)以及城鎮(zhèn)/農(nóng)村居民直接能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)都有顯著的變化，從而導(dǎo)致了居民直接能源消費(fèi)的變化，分解結(jié)果如圖4所示。在研究期間，我國總?cè)丝谠鲩L了31.2%，這促進(jìn)了居民直接能源消費(fèi)持續(xù)增長。而1996年至2012年期間城鎮(zhèn)化率比人口對居民直接能源消費(fèi)的促進(jìn)作用更大。居民人均直接能源消費(fèi)對居民直接能源消費(fèi)的影響可以分為兩個(gè)階段。1980-2000年期間，居民人均直接能源消費(fèi)對居民直接能源消費(fèi)的影響呈波動狀態(tài)。而到2001年以后，由于農(nóng)村人均居民直接能源消費(fèi)的增長導(dǎo)致居民人均直接能源消費(fèi)的持續(xù)增長，從而促進(jìn)了居民直接能源消費(fèi)量的增加。由于人們生活水平和能源消費(fèi)效率的提高，居民直接能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化抑制了居民直接能源消費(fèi)的增長。

（二）居民間接能源消費(fèi)的分解結(jié)果

城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民間接能源消費(fèi)的差距在擴(kuò)大。因?yàn)槌擎?zhèn)化改變了生活方式，城鎮(zhèn)居民比農(nóng)村居民消費(fèi)更多的洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)、汽車以及其他耐用品。因此，城鎮(zhèn)化促進(jìn)了居民總間接能源消費(fèi)的增長。用投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)分解分析模型得到的分解結(jié)果如圖5所示。除了2002-2005年，其余時(shí)期直接能源強(qiáng)度都抑制了居民間接能源消費(fèi)的增長。而部門間的作用在2000-2005年促進(jìn)了居民間接能源消費(fèi)的增長，在其余時(shí)期則起到了抑制作用。反映出我國能源利用效率提高和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級。居民消費(fèi)支出刺激了居民間接能源消費(fèi)的增長，居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)也促進(jìn)了居民間接能源消費(fèi)的增長。

五、結(jié)論和政策建議

隨著城鎮(zhèn)化的日益推進(jìn)，我國已經(jīng)成為世界上第一大能源消費(fèi)國。分析城鎮(zhèn)化對能源消費(fèi)的影響顯得尤為重要。筆者首先分析了1980-2012年城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民直接能源消費(fèi)的歷史及其結(jié)構(gòu)的變化。然后用投入產(chǎn)出模型計(jì)算并比較了城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民間接能源消費(fèi)量，最后通過指數(shù)分解模型和投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)分解模型分析了直接能源消費(fèi)和間接能源消費(fèi)的影響因素。結(jié)果顯示城鎮(zhèn)化促進(jìn)了我國居民直接能源消費(fèi)持續(xù)增長，城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民直接能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)也有顯著的改變。由于城鎮(zhèn)化進(jìn)程，我國城鎮(zhèn)居民間接能源消費(fèi)比農(nóng)村居民增長得更快。分析結(jié)果對我國推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化提供了一些政策建議。

在推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化過程中，必須綜合考慮能源節(jié)約和城鎮(zhèn)發(fā)展。新型城鎮(zhèn)化必須兼顧能源效率，生態(tài)平衡和社會公平。首先，可以通過鼓勵居民削減對非必需品的開支，提高技術(shù)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級來減少居民間接能源消費(fèi)。其次，因?yàn)槌擎?zhèn)化促進(jìn)了居民直接能源消費(fèi)的增加，所以在我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程中應(yīng)推進(jìn)綠色建筑和低能耗的基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，建立低碳城鎮(zhèn)。政府應(yīng)該提供更多的優(yōu)惠政策來促進(jìn)可再生能源的研究與發(fā)展。再次，地方政府應(yīng)該更加關(guān)注基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和城鎮(zhèn)擴(kuò)張的決定。為了追求GDP的增長，地方政府都把注意力放在生產(chǎn)設(shè)施而不是公共服務(wù)設(shè)施上，這導(dǎo)致了在很多城鎮(zhèn)公共服務(wù)設(shè)施的短缺。而且，由于沒有特定的計(jì)劃，許多基礎(chǔ)設(shè)施工程以及城鎮(zhèn)的盲目擴(kuò)張都導(dǎo)致了巨大的能源浪費(fèi)。因此，中央政府應(yīng)該在制定城鎮(zhèn)發(fā)展計(jì)劃時(shí)執(zhí)行能源使用標(biāo)準(zhǔn)。

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[責(zé)任編輯、校對：楊栓保]