新疆紡織工業(yè)水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤關(guān)系

鞏小曼,柳疆梅,衣芳萱,劉 瑞,趙 慧

(1.新疆大學(xué) 新疆特色紡織品與清潔染整技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 新疆 烏魯木齊 830046; 2.新疆科技學(xué)院 化工與紡織工程學(xué)院, 新疆 庫爾勒 841000; 3.昌吉回族自治州纖維檢驗(yàn)所, 新疆 昌吉 831100)

紡織行業(yè)作為我國傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè),是一個(gè)高耗水高污染的產(chǎn)業(yè)[1-2]。2015年我國紡織工業(yè)廢水排放量為18.4億t,在調(diào)查的行業(yè)中排在第3位,廢水中化學(xué)需氧量(COD)和氨氮排放量均排在第4位[3]。2014年,新疆加快落實(shí)紡織服裝產(chǎn)業(yè)促進(jìn)百萬人就業(yè)政策,在該政策支持下,2014—2017年,新疆紡織行業(yè)固定資產(chǎn)投資1 362億元,企業(yè)數(shù)由680家突增到2 703家,累計(jì)新增就業(yè)35.23萬人; 2016年1—11月,新疆紡織品出口495.0億元,同比增加50.1%[4-5],一系列優(yōu)惠政策加快了新疆紡織服裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度。同時(shí),在“一帶一路”倡議發(fā)展機(jī)遇的推動(dòng)下,新疆作為絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶核心區(qū),獨(dú)一無二的地理優(yōu)勢(shì)更加明顯[6]。

新疆紡織工業(yè)在快速發(fā)展的同時(shí)也給新疆地區(qū)帶來了環(huán)境污染問題,2017年新疆紡織工業(yè)廢水排放量達(dá)到3 323萬t,占全疆工業(yè)廢水排放總量的20.8%,廢水中COD和氨氮排放量分別占到全疆工業(yè)廢水COD和氨氮排放總量的23.7%和11.5%[7]。由于新疆是典型的干旱區(qū),水資源短缺與水環(huán)境污染問題已經(jīng)嚴(yán)重限制了新疆的發(fā)展。因此,客觀把握新疆紡織工業(yè)水足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)該區(qū)域水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展十分重要。

2002年,Hoekstra等[8]提出了一種水資源環(huán)境負(fù)荷評(píng)價(jià)的重要工具——水足跡,水足跡分為藍(lán)水、灰水和綠水足跡,紡織工業(yè)不考慮綠水足跡。藍(lán)水足跡是從水資源消耗角度分析水的用量,灰水足跡是從水環(huán)境污染角度分析耗水量,將藍(lán)水足跡和灰水足跡結(jié)合,即從水資源環(huán)境角度對(duì)水資源進(jìn)行評(píng)價(jià)。在紡織領(lǐng)域,孫麗蓉等[9]核算了羊絨針織品的水足跡。高妍等[10]基于水足跡理論,分析了2007—2017年我國紡織工業(yè)水資源利用與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系。王來力[11]通過資源脫鉤指數(shù)分析了2001—2010年我國紡織行業(yè)藍(lán)水足跡、灰水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的脫鉤情況。邵珍珍[12]運(yùn)用EKC曲線和脫鉤模型分析了2001—2012年中國紡織工業(yè)藍(lán)水足跡、灰水足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤關(guān)系。上述研究有助于理清產(chǎn)業(yè)水足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的演變關(guān)系,但現(xiàn)有的研究成果多是基于藍(lán)水足跡或灰水足跡單一視角對(duì)產(chǎn)業(yè)水足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行脫鉤研究,而未綜合考慮水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤關(guān)系,此外,目前的研究大多是在國家層面上對(duì)紡織工業(yè)的水足跡進(jìn)行分析,針對(duì)地方紡織行業(yè)的研究還相對(duì)較少。

本文以新疆紡織工業(yè)為研究對(duì)象,核算新疆紡織工業(yè)1997—2017年的藍(lán)水足跡和灰水足跡,并分析水足跡與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤關(guān)系,以期為新疆紡織工業(yè)實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展提供理論依據(jù),同時(shí)為新疆紡織工業(yè)發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)提供思路。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

1.1.1 工業(yè)藍(lán)水足跡

工業(yè)藍(lán)水足跡指在工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中對(duì)河流湖泊水和地下水的使用量,藍(lán)水為工業(yè)部門耗水的全部來源。工業(yè)藍(lán)水足跡近似等于工業(yè)廢水排放量[13],其計(jì)算方法見式(1)。

WFi-blue=Vemiss

(1)

式中:WFi-blue為工業(yè)藍(lán)水足跡,m3;Vemiss為紡織工業(yè)廢水排放量,m3。

1.1.2 工業(yè)灰水足跡

工業(yè)灰水足跡是衡量水體污染程度的指標(biāo),是指以我國發(fā)布的工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)和水體自然本底質(zhì)量濃度為基準(zhǔn),將廢水中的污染物稀釋到自然本底質(zhì)量濃度所需的淡水的體積[12]。本文以廢水中產(chǎn)生的COD、氨氮稀釋到自然本底質(zhì)量濃度所需的最大淡水的體積為工業(yè)灰水足跡,見式(2)。

(2)

式中:WFi-grey為工業(yè)灰水足跡,m3;Lk為工業(yè)污染物k排放量,mg;Cmax(k)為現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)污染物k的最大可接受質(zhì)量濃度,mg/L;Cnat(k)為接受水體中污染物k的自然本底質(zhì)量濃度,mg/L。

1.1.3 Tapio脫鉤指標(biāo)

脫鉤(Decoupling)定義為在指定的某個(gè)時(shí)間段內(nèi)環(huán)境壓力的增長(zhǎng)率與經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)增長(zhǎng)率之間耦合聯(lián)系斷裂的程度,用資源使用量或污染物排放量表示環(huán)境壓力,GDP表示經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。Tapio脫鉤彈性指數(shù)因克服了數(shù)據(jù)量綱變化的影響,在實(shí)際的分析和應(yīng)用中更廣泛[14]。因此,本文基于Tapio脫鉤狀態(tài)分析模型,構(gòu)建新疆紡織工業(yè)WFi-blue、WFi-grey與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的脫鉤彈性指數(shù),計(jì)算方法如式(3)(4)。

(3)

(4)

式中:e(BWF,G)、e(GWF,G)分別為新疆紡織工業(yè)WFi-blue、WFi-grey與新疆紡織工業(yè)總產(chǎn)值的脫鉤彈性指數(shù);%ΔBWF和%ΔGWF為新疆紡織工業(yè)WFi-blue、WFi-grey的變化率;%ΔGDP為新疆紡織工業(yè)GDP的變化率;BWFt、BWFt-1分別為第t和t-1年的工業(yè)藍(lán)水足跡;GWFt、GWFt-1分別為第t和t-1年的工業(yè)灰水足跡;GDPt、GDPt-1分別為第t和t-1年的新疆紡織工業(yè)GDP。

Tapio對(duì)8種脫鉤關(guān)系類型的劃分[15]見表1。

表1 Tapio對(duì)8種脫鉤關(guān)系類型的劃分Tab.1 Classification of 8 kinds of decoupling relationship by Tapio

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文新疆紡織工業(yè)廢水量、廢水污染物排放量、新疆紡織工業(yè)GDP的數(shù)據(jù)來自《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》,工業(yè)品出廠價(jià)格指數(shù)來自《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)用新疆紡織工業(yè)GDP表示,并選取1997年為基期進(jìn)行不變價(jià)格計(jì)算,從而剔除價(jià)格變動(dòng)因素。Cmax以我國GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值》中Ⅲ類水體限值為標(biāo)準(zhǔn);參考文獻(xiàn)[16],Cnat=0 mg/L。

2 結(jié)果與分析

2.1 紡織工業(yè)水足跡核算

2.1.1 藍(lán)水足跡核算

參照GB/T 4754—2017《國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類》,紡織工業(yè)包括紡織業(yè)、服裝業(yè)和化纖業(yè),但由于《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》中缺少服裝業(yè)的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),因此,本文中的工業(yè)藍(lán)水足跡和灰水足跡只討論紡織業(yè)和化纖業(yè)。

圖1是1997—2017年新疆紡織工業(yè)的藍(lán)水足跡,由于年鑒中缺少2004—2005年的核算數(shù)據(jù),故圖1中不包括2004年和2005年的藍(lán)水足跡。由圖1示出,紡織工業(yè)藍(lán)水足跡1997—2003年呈下降趨勢(shì),在2003年達(dá)到了最小,由1997年的20.33×106t降低到2003年的11.10×106t,增長(zhǎng)率為-45.39%; 2006—2013年呈上升趨勢(shì),在2013年達(dá)到了最大,由2006年的23.36×106t增長(zhǎng)到2013年的75.18×106t,增長(zhǎng)率為221.85%; 2013—2017年呈下降趨勢(shì),由2013年的75.18×106t降低到2017年的33.23×106t,增長(zhǎng)率為-55.80%。2014年新疆實(shí)施紡織服裝產(chǎn)業(yè)促進(jìn)百萬人就業(yè)政策,引進(jìn)的紡織企業(yè)帶來了先進(jìn)設(shè)備,淘汰了落后設(shè)備,使得2013—2017年紡織工業(yè)的藍(lán)水足跡出現(xiàn)下降趨勢(shì)。

圖1 1997—2017年新疆紡織工業(yè)藍(lán)水足跡Fig.1 Blue water footprint of the textile and apparel industry in Xinjiang from 1997 to 2017

在化纖業(yè)、紡織業(yè)2個(gè)子行業(yè)中,藍(lán)水足跡整體相對(duì)最大的是化纖業(yè),其為紡織業(yè)的3.13倍。其中,1997—2003年紡織業(yè)的藍(lán)水足跡高于化纖業(yè),約為化纖業(yè)的6.31倍,2006—2017年化纖業(yè)的藍(lán)水足跡高于紡織業(yè),約為紡織業(yè)的7.27倍。由圖1也可以看出,1997—2003年紡織工業(yè)藍(lán)水足跡主要是紡織業(yè)的貢獻(xiàn),2006—2017年紡織工業(yè)藍(lán)水足跡主要是化纖業(yè)的貢獻(xiàn)。1997—2017年紡織業(yè)的藍(lán)水足跡在整個(gè)工業(yè)中整體占比呈現(xiàn)下降趨勢(shì),在1998年占比最大約為97%,在2016年占比最小約為4%。1997—2017年化纖業(yè)的藍(lán)水足跡在整個(gè)工業(yè)中占比呈現(xiàn)上升趨勢(shì),在1998年占比最小約為3%,在2016年占比最大約為96%。

新疆紡織工業(yè)藍(lán)水足跡的增加很大程度上是由于產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大引起的,以1997年為基期,1997—2013年,新疆紡織工業(yè)GDP增加了2.92倍。產(chǎn)業(yè)規(guī)模的快速擴(kuò)大必將消耗更多的水資源,從而導(dǎo)致工業(yè)藍(lán)水足跡不斷增加。在2個(gè)子行業(yè)中,由于2006年我國化纖業(yè)從調(diào)整期中恢復(fù),經(jīng)濟(jì)效益飛速回升,新疆化纖業(yè)從2006年也得到了快速發(fā)展,使得化纖業(yè)的藍(lán)水足跡超過紡織業(yè),呈現(xiàn)大幅度增加。

2.1.2 灰水足跡核算

由于《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》中缺少1997—2005年新疆紡織工業(yè)灰水足跡的核算數(shù)據(jù),故圖2是2006—2017年新疆紡織工業(yè)的灰水足跡。紡織工業(yè)灰水足跡在2006—2013年呈現(xiàn)快速上升趨勢(shì),從2006年的13.45×108t增加到2013年的58.89×108t,在2013年達(dá)到了最大,增長(zhǎng)率為338.03%;2013—2017年呈下降趨勢(shì),增長(zhǎng)率為-96.47%,此階段灰水足跡下降的原因同藍(lán)水足跡下降的原因相同。

圖2 2006—2017年新疆紡織工業(yè)灰水足跡Fig.2 Grey water footprint of the textile and apparel industry in Xinjiang from 2006 to 2017

在2個(gè)子行業(yè)中,灰水足跡最大的仍是化纖業(yè),且為紡織業(yè)的22.25倍。由圖2可以看出,化纖業(yè)灰水足跡的走勢(shì)總體上與紡織工業(yè)一致,占比較大,在2008年占比最大為98%,在2017年占比最小為90%;相對(duì)于化纖業(yè),紡織業(yè)灰水足跡呈現(xiàn)波浪變化趨勢(shì),占比較小,在2%～10%波動(dòng)。

行業(yè)灰水足跡增加的原因同藍(lán)水足跡一樣,產(chǎn)業(yè)規(guī)模的迅速擴(kuò)大不僅消耗了大量的水資源,同時(shí)也產(chǎn)生了大量的水體污染物,從而導(dǎo)致工業(yè)灰水足跡也不斷增加。

2.2 紡織工業(yè)水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)脫鉤關(guān)系

2.2.1 藍(lán)水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)脫鉤關(guān)系

根據(jù)Tapio脫鉤彈性公式(3)得到1998—2017年新疆紡織工業(yè)藍(lán)水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤關(guān)系(見表2),以2003年和2014年為時(shí)間節(jié)點(diǎn)將脫鉤狀態(tài)分成3個(gè)階段。

表2 1998—2017年新疆紡織工業(yè)藍(lán)水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤關(guān)系Tab.2 Decoupling relationship between blue water footprint and economic growth of the textile and apparel industry in Xinjiang from 1998 to 2017

新疆紡織工業(yè)藍(lán)水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤狀態(tài)第1階段(1998—2003年)為衰退性脫鉤,此階段藍(lán)水足跡增長(zhǎng)率為-8.93%,新疆紡織工業(yè)GDP增長(zhǎng)率為-2.60%,藍(lán)水足跡和新疆紡織工業(yè)GDP均出現(xiàn)不同程度的降低,但藍(lán)水足跡變化速度大于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)變化速度,這一時(shí)期的新疆紡織行業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)衰退趨勢(shì)。第2階段(2007—2013年)為擴(kuò)張性負(fù)脫鉤,此階段藍(lán)水足跡增長(zhǎng)率為21.14%,新疆紡織工業(yè)GDP增長(zhǎng)率為17.26%,雖然藍(lán)水足跡和新疆紡織工業(yè)GDP均出現(xiàn)不同程度的正增長(zhǎng),但藍(lán)水足跡變化速度仍大于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)變化速度,由此可知節(jié)水減排政策還未見效。第3階段(2014—2017年)為強(qiáng)脫鉤,此階段藍(lán)水足跡增長(zhǎng)率為-14.60%,新疆紡織工業(yè)GDP增長(zhǎng)率為24.95%,藍(lán)水足跡出現(xiàn)下降,而新疆紡織工業(yè)GDP出現(xiàn)增長(zhǎng),這是最理想的脫鉤狀態(tài)。一方面由于2014年新疆實(shí)施的紡織服裝產(chǎn)業(yè)促進(jìn)百萬人就業(yè)政策,國內(nèi)知名紡織企業(yè)在新疆進(jìn)行投資,行業(yè)在技術(shù)水平方面得到了提升,在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面得到了優(yōu)化;另一方面是節(jié)水減排政策調(diào)控的結(jié)果在此階段集中體現(xiàn)。總體來看,紡織工業(yè)藍(lán)水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤狀態(tài)為弱脫鉤,藍(lán)水足跡增長(zhǎng)率為2.12%,新疆紡織工業(yè)GDP增長(zhǎng)率為12.06%,藍(lán)水足跡變化速度小于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)變化速度。新疆紡織工業(yè)在不同政策的扶持下,藍(lán)水足跡和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間出現(xiàn)不同的脫鉤狀態(tài),但仍未達(dá)到穩(wěn)定、理想的脫鉤狀態(tài)。

2.2.2 灰水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)脫鉤關(guān)系

根據(jù)Tapio脫鉤彈性公式(4)得到2007—2017年新疆紡織工業(yè)灰水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤關(guān)系見表3,以2014年為時(shí)間節(jié)點(diǎn)將脫鉤狀態(tài)分成2個(gè)階段。

表3 2007—2017年新疆紡織工業(yè)灰水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤關(guān)系Tab.3 Decoupling relationship between grey water footprint and economic growth of the textile and apparel industry in Xinjiang from 2007 to 2017

灰水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤狀態(tài)第1階段(2007—2013年)為擴(kuò)張性負(fù)脫鉤,此階段灰水足跡增長(zhǎng)率為24.24%,新疆紡織工業(yè)GDP增長(zhǎng)率為17.26%,灰水足跡和新疆紡織工業(yè)GDP均出現(xiàn)不同程度的增長(zhǎng),但灰水足跡增長(zhǎng)速度大于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度。第2階段(2014—2017年)為強(qiáng)脫鉤,此階段灰水足跡增長(zhǎng)率為-26.58%,新疆紡織工業(yè)GDP增長(zhǎng)率為24.95%,灰水足跡出現(xiàn)下降,而新疆紡織工業(yè)GDP出現(xiàn)增長(zhǎng),該階段是最理想的脫鉤狀態(tài)?？傮w上,工業(yè)灰水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤狀態(tài)為弱脫鉤,灰水足跡增長(zhǎng)率為5.76%,新疆紡織工業(yè)GDP增長(zhǎng)率為20.06%,灰水足跡變化速度小于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度,灰水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間也未達(dá)到理想的脫鉤狀態(tài)。

2.2.3 水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)脫鉤關(guān)系

只有當(dāng)紡織工業(yè)藍(lán)水足跡和灰水足跡同時(shí)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)達(dá)到脫鉤時(shí),才能真正實(shí)現(xiàn)紡織工業(yè)水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的脫鉤。參考楊振華等[17]和楊夢(mèng)杰[18]的研究,以“短板效應(yīng)”為原則,選取工業(yè)藍(lán)水足跡、灰水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間脫鉤程度較弱的指標(biāo)作為水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤結(jié)果,2007—2017年新疆紡織工業(yè)水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤關(guān)系見表4。

表4 2007—2017年新疆紡織工業(yè)水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤關(guān)系Tab.4 Decoupling relationship between water footprint and economic growth of the textile and apparel industry in Xinjiang from 2007 to 2017

紡織工業(yè)水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤狀態(tài)第1階段(2007—2013年)藍(lán)水足跡和灰水足跡同時(shí)增加,但灰水足跡的變化速度大于藍(lán)水足跡的變化速度,故該階段為水質(zhì)型擴(kuò)張性負(fù)脫鉤。第2階段(2014—2017年)藍(lán)水足跡和灰水足跡同時(shí)降低,同樣是灰水足跡的變化速度大于藍(lán)水足跡的變化速度,故該階段為水量型強(qiáng)脫鉤。綜合來看,藍(lán)水足跡和灰水足跡同時(shí)增加,但藍(lán)水足跡的變化速度大于灰水足跡的變化速度,故總體上為水量型弱脫鉤。水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的脫鉤狀態(tài)從水資源環(huán)境的綜合視角進(jìn)行脫鉤分析,故脫鉤評(píng)價(jià)結(jié)果更加準(zhǔn)確和全面。從總體上的脫鉤狀態(tài)也得到了新疆紡織工業(yè)仍面臨著嚴(yán)峻的水資源消耗問題,這對(duì)新疆今后的發(fā)展非常不利。

3 結(jié) 論

基于新疆紡織工業(yè)水資源消耗和水環(huán)境污染等數(shù)據(jù),核算了1997—2017年的新疆紡織工業(yè)藍(lán)水足跡和灰水足跡,并分析了水足跡與新疆紡織工業(yè)GDP之間的脫鉤關(guān)系,得出結(jié)論如下。

①1997—2017年新疆紡織工業(yè)藍(lán)水足跡整體呈現(xiàn)先下降后上升再下降的趨勢(shì),在2個(gè)子行業(yè)中,化纖業(yè)的藍(lán)水足跡是紡織業(yè)的3.13倍; 2006—2017年新疆紡織工業(yè)灰水足跡整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),在2個(gè)子行業(yè)中,化纖業(yè)的灰水足跡是紡織業(yè)的22.25倍。

②新疆紡織工業(yè)藍(lán)水足跡、灰水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的脫鉤狀態(tài)從前期的未脫鉤向后期的脫鉤狀態(tài)轉(zhuǎn)變,可見政策的實(shí)施有利于新疆紡織工業(yè)走可持續(xù)發(fā)展道路。

③新疆紡織工業(yè)水足跡與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)總體上為水量型弱脫鉤,新疆紡織工業(yè)仍面臨著嚴(yán)峻的水資源消耗問題。