基于擴展耗模型的可持續(xù)發(fā)展水平區(qū)域空間差異——以中國31個省市為數(shù)據(jù)源

孟偉慶,莫訓(xùn)強,李洪遠(yuǎn),胡蓓蓓,賀夢璇

1 天津師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,天津 300387 2 南開大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,天津 300350

可持續(xù)發(fā)展評價是可持續(xù)發(fā)展研究長期關(guān)注的熱點,國內(nèi)外的許多研究組織和學(xué)者都進(jìn)行了研究,并且發(fā)展出了很多的評價方法。這些評價方法大體上可以分為指標(biāo)類和模型類。指標(biāo)類方法中,例如聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展委員會提出的評價體系由134個指標(biāo)組成,涉及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、社會指標(biāo)、環(huán)境指標(biāo)和系統(tǒng)指標(biāo)；世界銀行的可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系則包含了自然資本、社會資產(chǎn)、人力資源和社會資源等四個方面的要素。在研究的空間尺度上,主要針對我國31個省市尤其是某個地區(qū)、某個城市開展研究[1- 5]。在評價方法的采用上,比較多的采用了指標(biāo)體系評價法,其中在指標(biāo)的權(quán)重確定中,則采用了層次分析法、主成分分析法、模糊評價法[6]、聚類分析法[2]等。另外,生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)和生態(tài)熱力學(xué)方面的生態(tài)足跡法[7]和能值分析法相關(guān)方法等也在近年來得到很多的應(yīng)用[5,8- 9]。還有就是采用模型方法或單一指數(shù)法的,如DPSIR模型[3]、熵值法[10]以及綠色GDP核算[11]等。

自然生態(tài)系統(tǒng)是地球上一切生命活動的基礎(chǔ),可持續(xù)發(fā)展概念提出以來,生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù)的重要性已經(jīng)被廣泛認(rèn)可[12- 14]。根據(jù)熱力學(xué)第二定律,所有的生產(chǎn)過程都是能量的耗散過程,都是一個熵增過程[15],工業(yè)化和城市化意味著社會的熵轉(zhuǎn)移。對于一個地區(qū)或國家來說,提倡“生態(tài)”和“綠色發(fā)展”等理念,實際上就是減少本地區(qū)的熵增,減少本區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中能源和資源的消耗,降低能量的耗散,提高利用效率。目前的研究中,主要關(guān)注了自然資源和能源成本的貨幣化量化,忽視了人力資源成本和環(huán)境支持成本[16]。本文在已有研究的基礎(chǔ)上,嘗試將自然資源、人力資源和環(huán)境成本都考慮進(jìn)來,采用生態(tài)熱力學(xué)中的耗模型對區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展水平進(jìn)行定量評價。

可持續(xù)發(fā)展評價方法主要包括指標(biāo)類和模型類方法,其中指標(biāo)類方法存在主觀性較強以及指標(biāo)間相互干擾、指標(biāo)量綱不一致等問題,而模型類方法的優(yōu)勢在于能夠比較好的反映整體性,但又存在如無法把涉及的因素較為全面進(jìn)行考慮等問題。擴展耗模型方法與指標(biāo)評價方法相比,克服了指標(biāo)間的共線性、量綱不統(tǒng)一、權(quán)重確定主觀性較強等缺點,作為一種模型方法,擴展耗模型把自然資源、環(huán)境成本和人力成本等包括進(jìn)來,實現(xiàn)了能量、經(jīng)濟(jì)貨幣和社會因素等不同因素量綱的整合。由于指標(biāo)的統(tǒng)一,就能夠用于評價結(jié)果的橫向和縱向比較。因此,該方法有很好的應(yīng)用前景和優(yōu)勢。目前耗評價多用于工業(yè)生產(chǎn)中,國外一些學(xué)者對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和區(qū)域?qū)用娴脑u價進(jìn)行了探討[19- 20,22],并不斷對評價方法進(jìn)行完善,國內(nèi)采用本方法框架對區(qū)域?qū)用孢M(jìn)行可持續(xù)發(fā)展評價的研究還很少。

1 評價方法

1.1 貨幣與值的換算關(guān)系

在經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域中,衡量一個國家或地區(qū)的產(chǎn)出通常采用貨幣的方式或者物質(zhì)量的方式,而能量是自然界的貨幣,如果把二者建立聯(lián)系就能夠?qū)崿F(xiàn)能量(焦耳)與貨幣(元)的換算。例如,來源于自然資源(石油、天然氣、風(fēng)電和太陽能發(fā)電等)的電能作為商品賣給消費者,就是把自然資源的經(jīng)濟(jì)價值進(jìn)行衡量(盡管沒有完全體現(xiàn)自然資源的價值)[23]。一個貨幣單位的值當(dāng)量可以采用下面的公式計算：

(1)

EExm=EMR×Money

(2)

式中,EExm為體現(xiàn)在貨幣中的值當(dāng)量,EMR 為值貨幣比,Money為貨幣。

?DiMaggio，P．J．，Powell，W．W．，The new institutionalism in organizational analysis，Chicago:University of Chicago Press，1991．

1.2 自然資源投入的值當(dāng)量

EExNR=Max{Qrr,i×Trrr,i}+∑{Qnr,j×Trnr,j}

(3)

式中, EExNR為單位時間內(nèi)進(jìn)入系統(tǒng)的總值當(dāng)量,Qrr,i為第i種進(jìn)入整個社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的可再生資源數(shù)量。同樣,Qnr,j為第j種不可再生資源的數(shù)量。Trrr和Trnr分別是可再生資源和不可再生資源的能值轉(zhuǎn)換率。

(4)

式中,Tr表示生產(chǎn)單位產(chǎn)品(Qp)需要的太陽值當(dāng)量(Ex)。能值轉(zhuǎn)換率Tr的單位可以是sej/j,sej/t,sej/kWh或sej/m3等。通過轉(zhuǎn)換率,可以將不同形式的能量轉(zhuǎn)換為同一能值單位,本文中的各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)換率通過文獻(xiàn)收集獲取[17, 25-29]。

1.3 人力資源投入的值當(dāng)量

在維持整個社會經(jīng)濟(jì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的過程中,人是其中重要的因素也是不可缺少的因素。人類在其中同時扮演著生產(chǎn)者和消費者的角色,一方面,通過人類的勞動投入完成各種經(jīng)濟(jì)活動過程,另一方面作為消費者使用各種資源。從投入的角度,勞動力直接或間接地都參與了生產(chǎn)過程和社會經(jīng)濟(jì)活動(可以通過維持勞動力的相關(guān)資源、能源和服務(wù)進(jìn)行衡量)。由于人力資源投入因素的復(fù)雜性(如腦力投入、技術(shù)熟練等),準(zhǔn)確采用單一量綱進(jìn)行衡量是很困難的。因此,為了計算的可行性,采用簡化方式,假設(shè)人力資源的投入是能夠通過工資收入來衡量,那么一個地區(qū)的人力資源總投入就可以采用該地區(qū)就業(yè)人員的工資總額衡量。實際計算中可以采用統(tǒng)計數(shù)據(jù)中的就業(yè)人員工資總額計算或者各行業(yè)的平均工資水平乘以就業(yè)人數(shù)。

同時結(jié)合前述公式(1),某一生產(chǎn)過程或者系統(tǒng)的人力資源投入的值當(dāng)量可以通過值貨幣比換算：

EExHR=EMR×Income

(5)

式中,EExNR為人力資源的值當(dāng)量,EMR 為值貨幣比,Income為工資收入。

1.4 環(huán)境投入的值當(dāng)量

社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的過程中,在利用資源的同時,也會把各種污染物排放到環(huán)境當(dāng)中,給環(huán)境帶來負(fù)面影響,要治理環(huán)境污染修復(fù)環(huán)境質(zhì)量,可以看成是環(huán)境對經(jīng)濟(jì)活動的貢獻(xiàn)。環(huán)境成本的值當(dāng)量可以通過治理環(huán)境污染成本進(jìn)行衡量,這就要求對環(huán)境質(zhì)量的損失進(jìn)行合理的評估。環(huán)境影響的值當(dāng)量已經(jīng)有一些學(xué)者進(jìn)行了研究,但還存在一些問題,例如Brown等僅僅考慮了空氣污染修復(fù)的值當(dāng)量[22],Ukidwe等主要關(guān)注了環(huán)境污染對人體健康的損害[24]。當(dāng)然,由于生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性,不可能將人類利用資源對環(huán)境產(chǎn)生的所有負(fù)面影響都計算進(jìn)來。為了計算的可行性,本研究中環(huán)境投入的值當(dāng)量計算包括了污染物排放(空氣污染物、水污染物和固體廢物)、人類健康損失和生物多樣性損失。

當(dāng)污染物排入環(huán)境后,環(huán)境要消解這些污染物就需要占用環(huán)境資源(空氣和水污染物)或土地資源(固體廢物)。為了避免重復(fù)計算,環(huán)境資源占用的值當(dāng)量計算采用非加和匯總,計算方法如下：

EExERO=Max(EExenv,air,i)+Max(EExenv,water,i)+Max(EExenv,solid,i)

(6)

式中,EExERO為環(huán)境資源占用的值當(dāng)量,EExenv,air和 EExenv,water分別為消解空氣污染和水污染物所需環(huán)境資源的值當(dāng)量,同樣地,EExenv,solid為固體廢物環(huán)境資源占用的值當(dāng)量。

生態(tài)系統(tǒng)提供多種服務(wù)將污染物排放量稀釋或降低到可接受的水平。該過程是包括物理、化學(xué)和生物等在內(nèi)的綜合過程。例如,稀釋氨氮的耗取決于排放濃度、可接受的稀釋濃度和水體的轉(zhuǎn)換率。具體的計算過程為,首先,需要得到稀釋污染物所需要空氣或者水的用量：

(7)

式中,Mair/water稀釋污染物需要的空氣數(shù)量或者用水量,d是空氣密度(1.23×10-9Mt/m3) 或水的密度(1.00×10-6Mt/m3),W是假定的污染物年排放量(Mt),c是污染物的允許排放濃度或者背景值(表1)。

表1 空氣和水污染物的環(huán)境可接受濃度

當(dāng)稀釋污染物需要的空氣數(shù)量或者用水量得到后,空氣污染物和水污染物環(huán)境資源占用值當(dāng)量可以采用下式計算：

(8)

EExenv,water=Nchem×Trchem,water=(Mwater×G)×Trchem,water

(9)

式中,EExenv,air為消解空氣污染物需要占用的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對應(yīng)的當(dāng)量,Nkinetic為通過風(fēng)稀釋空氣需要的動能,Trair假定為單位風(fēng)能對應(yīng)的太陽當(dāng)量,Mair為稀釋污染物需要的空氣數(shù)量,v為平均風(fēng)速,Trwind為單位風(fēng)能的太陽當(dāng)量1.50×103sej/J[22],EExenv,water為消解水體污染物需要占用的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對應(yīng)的當(dāng)量,Nchem為水的化學(xué)可用能 (等同于驅(qū)動化學(xué)轉(zhuǎn)化的能力),Trchem,water為全球河流流動水體化學(xué)潛能的轉(zhuǎn)換率 2.78×104sej/J[18],Mwater為污水排放量,G是相對于參考海水的單位質(zhì)量水的吉布斯自由能 (4.94 J/g)。

EExenv,solid=Aland×Trland=(Msolid×Rsolid)×Trland

(10)

式中,EExenv,solid為固體廢物需要占用的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對應(yīng)的當(dāng)量,Aland固體廢物的土地占用面積,Trland為單位土地占用對應(yīng)的年太陽當(dāng)量,本文中,采用1.05×1015sej/ha[18],Msolid為固體廢物排放量,Rsolid固體廢物的土地占用率,即每噸固體廢物的土地占用面積。研究表明,大約2.85×104t的工業(yè)固體廢物占用1 ha土地,因此本文中Rsolid采用3.51×10-4ha/t[0]。

污染物排放對人類健康造成的影響可以看作是環(huán)境資源的間接投入。本研究中借鑒殘疾調(diào)整生命年指標(biāo) (DALY) 指標(biāo)用來衡量污染物排放對人類福利健康的影響[31]。當(dāng)然,影響的大小與污染物特征、對人體的暴露以及對人體解剖學(xué)效應(yīng)等有關(guān)。污染物對人類健康影響的值當(dāng)量可以采用下式計算：

EExHH=TDALY×∑{Mi×DALYi}

(11)

公式中,EExHH為人類健康影響的值當(dāng)量,TDALY為維持單位人類生命年所需的太陽當(dāng)量, 是經(jīng)濟(jì)體年消耗的總太陽當(dāng)量與人口的比值；Mi(kg) 為第i污染物質(zhì)量；DALY (a/kg)為單位i污染物潛在造成的人類殘疾調(diào)整生命年,單位為年[32]。

污染物排放不僅僅對環(huán)境質(zhì)量有負(fù)面影響,同時對生物多樣性也會產(chǎn)生有害影響。更嚴(yán)重的是,生物多樣性損害會導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的退化。由于遺傳多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性難以衡量,為了計算的簡單,采用物種數(shù)量代表生物多樣性,計算公式如下：

EExBioL=Ebio×∑{Mi×SLi}

(12)

式中,EExbioL為生物多樣性損失的值當(dāng)量,Ebio為維持物種生存所需的年太陽當(dāng)量, 是全球年消耗總太陽當(dāng)量與物種總量的比值,Mi為第i污染物質(zhì)量(kg),SLi為單位i污染物潛在造成的物種損失量,單位為物種數(shù) a kg-1[33]。

1.5 總的擴展耗賬戶構(gòu)建

EExtotal=EExNR+EExHR+EExENV

(13)

EExtotal為進(jìn)入一個系統(tǒng)的總耗,EExNR為自然資源利用過程中的耗總和,代表了自然資源的可持續(xù)水平,EExHR為人類資源投入的值當(dāng)量,也代表了社會經(jīng)濟(jì)層面的可持續(xù)性,EExENV為環(huán)境資源投入的值當(dāng)量,代表環(huán)境可持續(xù)性。

利用上述構(gòu)建的方法,以我國行政邊界及各省區(qū)行政邊界為研究范圍,在不考慮進(jìn)出口的情況下評價我國可持續(xù)發(fā)展水平的空間差異和時間序列變化。由于篇幅原因,這里分成兩個部分進(jìn)行結(jié)果分析,一是從整體上計算我國2006—2015年期間可持續(xù)發(fā)展水平的變化情況,二是以2015年為例,分析我國各省之間可持續(xù)發(fā)展水平的空間差異。

2 結(jié)果分析

2.1 我國2006—2015年可持續(xù)發(fā)展水平變化

從計算的結(jié)果來看(表2—4),我國2006—2015年間,維持社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耗整體上呈現(xiàn)上升趨勢,但與我國GDP的增長相比,GDP增長速度快于耗,GDP耗比呈現(xiàn)明顯的上升(圖1),這反映了我國單位耗的GDP產(chǎn)出在增加,說明我國的自然資源利用效率在提高。但從人均耗來看,我國整體上的人均耗值在緩慢上升,2015年的人均耗值比2006年增加了26.2%,該數(shù)據(jù)從另外一個角度說明了我國居民的生活水平在上升。

表2 我國2015年社會-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)擴展耗賬戶

Table 2 Extended exergy account of society-economy-nature compound ecosystem of China in 2015

表2 我國2015年社會-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)擴展耗賬戶

項目Item原始數(shù)據(jù)Data單位Unit能值轉(zhuǎn)換率Transformity/(sej/unit)轉(zhuǎn)換率參考來源References source累積耗Cumulative exergy consumption/ (sej/a)可更新資源投入1 太陽能5.10×1022J1.00[17]5.10×1022Renewable resources2 風(fēng)能4.84×1021J1.50×103[22]7.26×10243 雨水勢能6.13×1019J1.75×104[17]1.07×10244 雨水化學(xué)能3.09×1019J3.05×104[17]9.42×10235 地球旋轉(zhuǎn)能1.40×1019J5.76×104[17]8.05×1023可更新資源耗非加和匯總Nonadditive counting of renewable resources7.26×1024不可更新資源投入6 煤8.01×1019J3.98×104[34]3.19×1024Nonrenewable resources7 石油2.30×1019J9.08×104[35]2.09×10248 天然氣7.20×1018J9.85×104[35]7.09×10239 電能2.09×1019J1.60×105[34]3.34×102410 復(fù)合肥2.18×1013g2.80×109[35]6.09×102211 磷肥8.43×1012g3.90×109[35]3.29×102212 鉀肥6.42×1012g1.10×109[35]7.07×102113 氮肥2.36×1013g3.80×109[35]8.97×102214 農(nóng)藥1.78×1012g1.60×1012[35]2.85×102415 農(nóng)膜2.60×1012g3.80×108[35]9.89×1020不可更新資源耗加和匯總Additive counting of nonrenewable resources1.24×1025人力資源投入Human labor resources16 勞動力1.12×1013元2.86×1011根據(jù)當(dāng)年數(shù)據(jù)核算3.21×1024環(huán)境成本投入Environment cost17 環(huán)境資源占用耗7.47×1021 空氣污染耗5.36×1021 水污染耗2.10×1021 固體廢物占用耗4.23×101818 人體健康耗1.94×102319 生物多樣性耗6.33×1021環(huán)境成本投入加和匯總Additive counting of environment cost2.08×1023總擴展耗賬戶Total exergy2.31×1025

表3 我國2015年社會經(jīng)濟(jì)自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境耗賬戶

Table 3 Extended environment exergy account of China in 2015

表3 我國2015年社會經(jīng)濟(jì)自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境耗賬戶

項目Item原始數(shù)據(jù)Data/g可接受濃度Acceptable concentration/(mg/m3)環(huán)境資源占用耗Exergy of environment resources occupation/sej殘疾調(diào)整生命年Disability adjusted life years/ (a/kg)健康影響耗Exergy of human health effect/(sej)物種損失量Species loss/(物種數(shù) a kg-1)生物多樣性損失耗Exergy of biodiversity loss/(sej)空氣污染物煙塵1.28×10138.00×10-29.22×10203.75×10-41.25×1023n.a.n.a.Air pollutantsSO21.86×10132.00×10-25.36×10215.20×10-52.64×10225.80×10-94.07×1021NOx1.85×10135.00×10-22.13×10215.72×10-54.27×10223.25×10-92.27×1021求和Sum1.94×10236.33×1021消解空氣污染物需要占用的耗Exergy needed to dissipate the air pollutants5.36×1021水污染物Water pollutantsNH4-H2.30×10121.50×1022.10×1021n.a.n.a.n.a.COD2.22×10131.50×1042.04×1020n.a.n.a.n.a.消解水污染物需要占用的耗Exergy needed to dissipate the water pollutants2.10×1021固體廢物Solid wastes 1.15×1014 4.23×1018 環(huán)境資源占用耗 Exergy of environment resources occupation 7.47×1021 總環(huán)境耗Total environment exergy2.08×1023

n.a. 表示缺乏數(shù)據(jù)

從我國的整體情況來看,可更新資源在有限的時間尺度和確定的空間邊界尺度內(nèi),基本上沒有較大變化(表4),不可更新資源的使用量在持續(xù)增加。2006—2015年間,我國GDP的增長速率高于整體系統(tǒng)的耗增長速度(圖1),從圖2可以看出,單位耗的GDP產(chǎn)出在提高,說明我國整體上的可持續(xù)發(fā)展水平在逐步提高,也能反映出我國生產(chǎn)率水平的提高和資源利用效率的提高。從要素投入看,自然資源投入仍然占主要,但比例在逐漸降低。環(huán)境成本投入比例呈逐步降低趨勢,說明環(huán)境保護(hù)取得了成效。另外在2010年后,人力資源投入比例增加很快,反映了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中勞動力成本上升明顯(圖3)。原因是居民的工資收入在增加,反映在整個經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)就是人力資源成本的增加,說明人們的健康水平、福利水平在提高。從可持續(xù)發(fā)展角度來看,可以預(yù)見,由于我國人口紅利的逐漸減少,今后人力資源成本還將繼續(xù)上升。因此,需要更加注重科技的發(fā)展和技術(shù)水平的提高,用更少的人力資源產(chǎn)出更多的價值。

圖1 2006—2015年GDP與耗的增長趨勢Fig.1 Trend of GDP and exergy increase of China

圖2 單位耗的GDP產(chǎn)出變化趨勢Fig.2 Trend of GDP exergy ratio of China

圖3 2006—2015年耗的組成比例Fig.3 Proportion of exergy account of China

2.2 我國2015年各省區(qū)的可持續(xù)發(fā)展水平空間差異

為了觀察我國不同地區(qū)可持續(xù)發(fā)展水平的差異,采用同樣的方法對我國31個省區(qū)2015年的擴展耗賬戶進(jìn)行了核算(表5),通過匯總可以發(fā)現(xiàn),我國不同地區(qū)間的耗差異很大,其中總耗最多的是新疆,海南最少,新疆是海南的15.79倍。從不可更新資源的投入看,投入最高的分別是山東、江蘇、廣東、河南、河北,投入最少的依次是西藏、青海、海南和北京。當(dāng)然,由于各個地區(qū)的面積等自然條件差距很大,總耗不能反映生產(chǎn)效率和可持續(xù)發(fā)展水平。因此本研究中,分析了人均耗、單位GDP耗、耗組成差異等指標(biāo),可以更加客觀的對計算結(jié)果從多個角度進(jìn)行觀察。

根據(jù)可持續(xù)發(fā)展的定義,其核心詞是發(fā)展,兼顧了公平與效率兩個方面,因此很難用單一指標(biāo)進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展水平的衡量。例如,發(fā)達(dá)國家利用資源的效率高,單位耗能夠產(chǎn)出更多的GDP,但從公平角度來看,其人均耗很高,消耗的過多的資源?；诖?本文對我國各省區(qū)2015年的可持續(xù)發(fā)展水平從單位GDP耗和人均耗兩個指標(biāo)進(jìn)行比較,同時與國家統(tǒng)計局、國家發(fā)展和改革委員會、環(huán)境保護(hù)部和中央組織部四個部門共同發(fā)布的2016年我國各省區(qū)綠色發(fā)展指數(shù)進(jìn)行對比。綠色發(fā)展指數(shù)采用綜合指數(shù)法進(jìn)行測算,共包括資源利用、環(huán)境治理、環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)保護(hù)、增長質(zhì)量、綠色生活、公眾滿意程度等7個方面的56項評價指標(biāo)[36]。

表5 我國31個省市2015年社會-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)擴展耗賬戶*

Table 5 Extended exergy account of China′s provinces in 2015

表5 我國31個省市2015年社會-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)擴展耗賬戶*

省份Provinces可更新資源耗Exergy of renewable resources/(sej/a)不可更新資源耗Exergy of renewable resources/(sej/a)人力資源投入耗Exergy of human resources/(sej/a)環(huán)境成本投入耗Exergy of environment cost/(sej/a)總擴展耗賬戶Total exergy account/(sej/a)新疆1.25×10244.30×10233.77×10238.88×10212.07×1024內(nèi)蒙古8.89×10236.46×10231.48×10231.37×10221.70×1024山東1.19×10231.06×10241.32×10231.71×10221.33×1024西藏9.19×10231.76×10222.95×10233.13×10201.23×1024廣東1.34×10237.42×10231.55×10237.30×10211.04×1024河南1.27×10237.00×10231.12×10231.36×10229.52×1023河北1.39×10236.91×10239.16×10222.09×10229.43×1023江蘇5.40×10208.08×10231.18×10231.07×10229.37×1023四川3.65×10233.88×10231.16×10236.80×10218.77×1023山西1.18×10236.09×10231.30×10231.90×10228.76×1023黑龍江3.42×10233.60×10231.01×10238.80×10218.12×1023甘肅3.43×10232.79×10231.27×10234.95×10217.53×1023青海5.44×10237.53×10229.85×10222.98×10217.21×1023湖北1.38×10234.52×10237.64×10226.77×10216.73×1023浙江7.69×10224.89×10239.37×10227.84×10216.67×1023云南2.94×10232.76×10239.00×10225.31×10216.66×1023安徽1.05×10234.78×10237.47×10228.18×10216.65×1023湖南1.60×10234.26×10236.10×10226.92×10216.54×1023陜西2.08×10233.43×10238.72×10228.88×10216.47×1023遼寧1.11×10234.37×10236.33×10221.37×10226.25×1023廣西1.78×10232.78×10235.74×10225.26×10215.19×1023江西1.26×10233.13×10236.37×10226.98×10215.10×1023吉林1.41×10232.66×10234.98×10226.33×10214.64×1023福建9.34×10223.06×10235.78×10224.98×10214.62×1023貴州1.33×10232.47×10236.53×10225.48×10214.51×1023寧夏4.97×10221.67×10233.34×10223.84×10212.54×1023上海4.52×10211.72×10234.96×10222.27×10212.28×1023重慶6.18×10211.86×10233.05×10223.82×10212.26×1023北京1.21×10221.28×10235.25×10229.68×10201.93×1023天津9.04×10211.32×10232.02×10221.96×10211.63×1023海南2.64×10211.10×10231.75×10224.99×10201.31×1023

圖4 我國31個省份2015年耗的組成比例Fig.4 Proportion of exergy account of China′s provinces in 2015

表6 我國31個省市2015年耗效率

Table 6 Extended exergy efficiency of China′s provinces in 2015

表6 我國31個省市2015年耗效率

省份Provinces耗/GDPExergy/GDP(本研究計算)排序Sequence耗/人口Exergy/population (本研究計算)排序Sequence綠色發(fā)展指數(shù)Green development index(國家統(tǒng)計局等)排序Sequence北京119.0118.99283.711上海110.09210.52781.834天津101.62312.701676.5428江蘇74.87423.912580.419廣東70.09567.602879.5713重慶69.48614.262081.675浙江64.30716.842282.613福建56.26821.302483.582山東47.5399.45379.1118遼寧45.871011.741376.5827湖南44.201112.041580.488湖北43.891210.83980.717河南38.861312.031478.122四川34.261411.171079.414安徽33.071513.461879.0219江西32.801610.04679.2815廣西32.401711.501279.5812河北31.62189.64578.9620吉林30.33199.58479.611海南28.292011.271180.856陜西27.862114.372177.9423貴州23.30227.50179.1517云南20.462310.69880.2810黑龍江18.582412.771778.221山西14.572514.041976.7826寧夏11.4526387.47317629內(nèi)蒙古10.622717.062377.924甘肅9.022828.972679.2216新疆4.5129122.633075.231青海3.353040.382776.925西藏0.833194.762975.3630

3 討論

通過前述對可持續(xù)發(fā)展概念的分析,可持續(xù)發(fā)展的核心是發(fā)展,同時要追求效率與公平的統(tǒng)一。需要從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類生活和自然生態(tài)系統(tǒng)等不同角度進(jìn)行多維度衡量,要實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效發(fā)展、人類生活水平的不斷提高以及自然生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)的維持。目前關(guān)于可持續(xù)發(fā)展的理念已經(jīng)基本取得共識,核心的難點是如何能夠科學(xué)的進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展的評價。本文在總結(jié)已有研究的基礎(chǔ)上,對能值評價方法進(jìn)行了擴展,建立了基于值理論的擴展耗計算方法框架,該方法囊括了維持復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中的自然資源消耗、人力資源投入和環(huán)境污染損害成本投入等三種主要影響因素,完善了可持續(xù)發(fā)展評價以及綠色GDP核算中資源和環(huán)境的價值體現(xiàn),可以從整體角度對區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展水平進(jìn)行定量評價。將方法應(yīng)用于我國,從計算結(jié)果來看,能夠較好的反映我國近十年來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢和環(huán)境保護(hù)力度,同時從各省區(qū)的差異看,也能反映不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和資源利用效率,以及人力成本在維持社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)中的價值體現(xiàn)。

在可持續(xù)發(fā)展水平評價中,能值方法應(yīng)用方面的研究較為豐富,本文構(gòu)建的方法與能值方法相比較,改進(jìn)的方面包括：(1)在能值方法中,是將可再生資源的分項和不可再生資源的分項采用直接加和的方式進(jìn)行計算,這樣會造成可再生資源的重復(fù)計算。因此在耗方法中,將不可再生采用加和匯總,而可再生資源采用非加和匯總,這樣就避免了重復(fù)計算；(2)已有的能值方法計算中在勞動力投入方面大多數(shù)只從貨幣流輸入角度計算勞動力的輸入,對本地人力資源的投入,尤其是服務(wù)部分的計算缺乏。(3)在大部分的能值研究中,主要采用成本法,然后乘以能值貨幣比率來計算生產(chǎn)過程產(chǎn)生的污染物的環(huán)境影響,并沒有考慮排放對生態(tài)系統(tǒng)完整性的影響,這也是能值方法作為環(huán)境核算方法被質(zhì)疑的主要方面,本文構(gòu)建的耗方法主要是對環(huán)境影響部分進(jìn)行擴展,也是本文的主要創(chuàng)新之處。當(dāng)然,由于環(huán)境影響的復(fù)雜性,還需要不斷的完善。

4 結(jié)論

通過構(gòu)建包括資源、能源、經(jīng)濟(jì)、人力資源、環(huán)境成本等要素的擴展耗模型,是對已有能值方法的擴展和完善,對維持區(qū)域復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的全成本投入有了更為全面的考慮,該方法框架可以為區(qū)域綠色GDP核算、可持續(xù)發(fā)展水平評價、碳排放核算等相關(guān)研究提供思路,并能夠進(jìn)行橫向和縱向的對比。從對我國的整體可持續(xù)發(fā)展水平計算的結(jié)果來看,2006—2015年間我國耗整體上呈現(xiàn)上升趨勢,GDP增長速度快于耗,自然資源利用效率在提高。但我國的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中,不可更新資源占到自然資源耗的63.02%,所占比例仍然很高。在環(huán)境影響方面,環(huán)境成本要占到我國GDP的20%以上,我國的環(huán)境保護(hù)還有很多的歷史欠賬和緊迫工作需要做。在2010年后,人力資源投入比例增加很快,反映了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中勞動力成本上升明顯。我國不同地區(qū)間的耗差異很大,其中總耗最多的是新疆,海南最少。自然資源耗絕對量和比例都較大的省區(qū),大多數(shù)屬于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)省份,表明經(jīng)濟(jì)水平的提高有助于資源利用效率的提高。將本文計算的結(jié)果與2016年我國各省區(qū)綠色發(fā)展指數(shù)進(jìn)行對比,兩種方法的評價結(jié)果排序有較好的一致性。這也間接表明了本研究的方法具有進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展水平評價的可行性。