基于mfa的辽宁省环境经济系统分析-刘心.pdf
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1、第25卷第5期2016年10月运 筹 与 管 理0PERATl0NS RESEARCH AND MANAGEMENT SCIENCEV0125,No5Oct2016基于MFA的辽宁省环境经济系统分析刘心1, 李云龙2, 杨晨3(1东北财经大学数学学院,辽宁大连116025;2东北财经大学经济学院,辽宁大连116025;3华为技术有限公司,广东深圳518129)摘要:采用物质流(MFA)分析方法、依照质量守恒定律,探寻19902011年辽宁省物质流输入输出结构和趋势。发现辽宁省区域开采(DME)和直接物质投入(DMI)在19902000年间增速并不明显,2000年以后增幅明显提高。区域物质投入(
2、TMI)和物质总需求(TMR)曲线呈现“N”型增长。考察物质消耗强度(MCI)和环境效率(EEE),分析显示辽宁省经济产出需要的相对物质质量投入整体上呈减少趋势,环境修复成绩显著,说明政府环境维护工作已起效,但整体来说粗放型经济发展模式仍然存在。关键词:物质流、环境效率、消耗强度、经济系统中图分类号:F205 文章标识码:A文章编号:10073221(2016)05-022209 doi:1012005orms20160185Evaluation on Economic System of Liaoning Province Basedon the Material Flow Analysis
3、LIU Xinl,LI Yunlon92,YANG Chen3(1School of Mathematics,Dong Bei University of Finance and Economics,Dalian 1 1 6025,China;2School ofEconomics,Dong Bei University of Finance and Economics,Dalian 1 1 6025,China;3Huawei Technology Co,Ltd,Shenzhen 518129,China)Abstract:This paper applies material flow a
4、nalysis(MFA)method and complies with the law of conservation ofmass,to explore the material flow of inputoutput structure and the relationship between regional economic andecological environment in Liaoning Province during 1 990 to 20 1 1The results show that the growth of direct mate-rial economic
5、and direct material input in Liaoning Province between 1 990 and 2000 is not obvious,but it has asignificant increase with steep slope upward after 2000The curve of total material input(TMI)and total materialrequirement(TMR)shows“N”-type growthIn examining the material consumption intensity(MCI)and
6、environ-ment ecoefficiency(EEE),we find economic output of relative material weight in need decreases year by year,and environment improvement is significant,which means the government did a good job,but overall the mode ofextensive economic development still existsKey words:MFA;ecoefficiency;consum
7、ption intensity;economic system0 引言伴随现代社会化科技经济不断进步,稀缺资源和生态问题也频繁出现,环境与可持续发展成为当今社会普遍关注的重大问题。目前,任何国家想要在综合国力上占据优势,都需要在生存与发展上做出协调与整合。只有在经济增长、生态环境保护和资源有效利用间取得平衡,未来持久发展才有保障。评估经济能力时,也由单纯注重量的增长,发展到更关注于增长的方式和质量,因而有效评估区域经济的当前状况显得十分重要。辽宁素有老工业基地之称,属于资源依赖型重工业区域,一直以来,基本遵循传统工业化模式运作,在促进经济增长的同时,不可避免地带来资源过度消耗和环境失衡。随着技
8、术的更新换代,传统收稿日期:2014-09-22基金项目:国家自然科学基金资助项目(71571035);辽宁省社科规划基金资助项目(L13DJY065)作者简介:刘心(1961),女,辽宁阜新人,教授,博士,研究方向:经济优化。万方数据第5期 刘心,等:基于MFA的辽宁省环境经济系统分析 223经济体系已经不适应现代化的社会需求与发展。因此,选用科学方法对其环境资源利用度和经济优化结构等方面进行评估,推陈出新、积极探索,无疑对老工业基地的体系改革和缓解资源生态压力起着重大作用。本文利用物质流(MFA)方法对其近几年经济数据进行物质化处理,以质量守恒定理为原则进行物料平衡,探讨辽宁省区域经济与生
9、态环境之间的相关关系,分析该省可持续发展的经济运行方向,同时也为国内类似资源依赖型区域的经济评估问题提供参考意见。1 文献综述20世纪30年代,美国著名经济学家Leontief提出了输入输出平衡表,分析国民经济生产消费过程中的物质消耗特征。12。到上世纪六七十年代,该方法基本成型,1969年,Ayres发表了首个基于工业代谢角度的物质流分析。但其真正受到关注和发展是在20世纪90年代,一些发达国家开始应用MFA方法提出国家级整体报告,分析研究各自经济系统的自然资源和物质流动M。德国Wuppertal气候、环境与能源研究所(Wuppeaal Institute)还提出了物质流账户体系以及生态包袱
10、等重要概念,揭开了MFA世界范围应用的序幕1。1996年,欧盟委员会成立了“一致性行动”的“协调账户平台”,该平台的成立被认为是物质流分析国际合作的里程碑。1997年开始,世界上MFA研究的第二大机构世界资源研究所(World Resource Institute,WRI)着手对美国、日本、奥地利、德国和荷兰这五个国家的经济系统物质流动状况进行全面分析,并于当年完成了“工业经济的物质基础(TheMaterial Basis of Industrial Economies)”的物质流输入研究报告6“。2001年欧盟统计局(EUROSTAT)公布了一套较系统的MFA分析指导性原则文件哺。,随着这份
11、经济系统物质流分析研究手册的出版,多数国家迅速投入了对MFA的深入研究。截至目前,多数国家已经完成了基于国家尺度上的经济系统MFA分析。9“。此外,区域经济系统及产业部门的物质流分析也得到了稳步进行,在提高资源利用效率方面贡献了不少对策措施和有效建议。相对于国外研究的蓬勃发展,我国的物质流研究起步较晚,目前仅在国家和区域层面上有一些初步的研究成果。国家层面上来说,物质流分析于2000年才由陈效逑等引入我国,初步分析了19891996年我国经济系统的物质需求总量,并将这一结果与同期美国、日本等发达国家进行了对比1“。2004年,李刚依照Wemick和Aushel的国家MFA分析框架,对我国199
12、52002年经济系统进行了物质输入和输出等相关指标分析,发现我国的物质输入输出总量巨大,物质生产力低下,环境库兹涅茨曲线呈倒u型,技术水平是影响我国物质需求总量变化的关键因素,能源出口中煤炭存在的巨大隐藏流是导致生态贸易赤字的主要原因。区域物质流分析可被视为国家物质流分析的延伸和发展,也是物质流未来分析的研究方向之一。在区域层面上,我国徐一剑、张天柱等以贵阳市为例对其经济增长方式进行了初步分析,研究表明,贵阳市现有经济表现出强烈的“高资源投入,高污染排放”的线性经济特征1。2009年,仇方道、李博等人应用MFA和DEA模型,以14个典型矿业城市为案例,对19952006年东北地区矿业城市的可持
13、续发展能力进行了探讨,研究发现纯技术效率是实现矿业城市可持续发展能力提高的主要因素,而规模无效是造成矿业城市DEA无效的主要原因。1。2辽宁省物质流分析框架人类与环境之间的关系一直是相互依存,相辅相成的。环境为经济系统提供原材料和能量。原材料通过生产过程转化为消费品,而能量则为生产过程提供动力。最终,这些原材料和能量再以废物的形式回到环境中。活动中所产生的环境影响在很大程度上取决于进入经济系统的自然资源数量与质量以及从经济系统排人环境的物质和废弃物的数量与质量。前者对环境的扰动引起环境的退化,后者则引起环境的污染。根据质量守恒定律:一定时期内某经济系统的物质输入量应该等于物质输出量和存储量之和
14、。作为经济活动的载体,实体物质的运动对自然环境影响巨大。社会大背景下,经济系统在开展活动的同时不断与周边自然资源系统发生物质和能量交换。由自然提供输入物质进入该系统,经过加工、使用、贸易、回收、排放等过程,一部分成为系统内万方数据224 运 筹 与 管 理 2016年第25卷的净存量,其余部分返回自然环境,整个过程中的输入量恒等于输出量和净存量之和,即:Total inputs;Total outputs+Net accumulation在MFA方法中,经济发展同自然环境的供应力及污染容量相挂钩,环境破坏程度的实质就源于经济和环境两个体系之间的物质流动是否合理。物质流分析为这种以环境可持续为前
15、提的经济发展提供了一种简洁而新颖的研究手段。本文以欧盟框架为基础,结合辽宁实际情况具体分析。分别对社会经济系统的输入输出物质质量进行核算,定量衡量代谢规模。整体判断区域经济发展对生态环境造成的扰动与破坏,深入分析辽宁省经济发展的可持续性。参照国际通用的Eurostat物质流账户体系,结合我国学者黄和平、毕军等2007年引的研究成果做了进一步完善,主要体现在对指标分类体系进行了扩充及优化,得出更加系统的区域MFA分析账户及计算公式如表1所示。其次,对各类物质的划分及其数据核算提出了更加详细的处理方法(对非生物质做了进一步划分、废水废气的计算方法等)。另外,在原有分析模型(物质输人与输出量分析、物
16、质输入与输出的强度与效率分析)的基础上做了必要的完善且提出了新的模型。表1物质流分析指标体系及计算公式指标分类 计算公式简称 指标名称DMI直接物质投入(direct 区域物质开采+进口(domes物质输 material input) tic material extraction+input)入指标(materi TMI区域物质投人(total 直接物质投入+区域隐藏流alinputmaterial input) (DMI+domestic hidden flow)indices)物质总需求量(total 区域物质投入+进口隐藏流TMRmaterial requirement) (TMI+
17、import hidden flow)区域生产过程排放 废物排放+产品浪费和损失DPO (domestic processing (emission to the environment+output) ,waste and loss of products)物质输 区域内总输出(total 区域内生产过程排放+未使出指标 TD0 用开采(区域隐藏流)(DPO(materialdomestic output)+domestic hidden flow)ORtput直接物资输出(di- 区域生产过程排放+区域出indiees) DMOrect material output) 口(DPO+dom
18、estic export)区域物资输出(total 直接物资输出+国际出口TM0material output) (DMO+export)区域物质消耗量 直接物质投入一出口(DMI-ex-物质消 DMC (domestic material耗指标 consumption) port)(materialconsumpti n 物质总消耗量(total 物质总需求量一出口及隐藏流indicesl TMC (TMR-export and its hiddenmaterial consumption)flow)物质库存净增量 区域物资消耗量一区域生产平衡指 NAS (net addition of m
19、a-过程排放(DMCDPO)标(hal- terial stock)dices) 物质贸易平衡(ma-MTB 进口一出口(import-export)terial trade balance)物质消耗强度(ma- 物质总消耗量人口基数或物MCI terial consumption 质总消耗量GDP(TMCtotal强度和 intensity) populationor TMCGDP)效率指 物质生产力(materi GDP区域物质消耗量(GDP标(in- MP al productivity) DMC)and em 废弃物产生率(cast- 废弃物产生量GDP(castoffCPRoff p
20、roduce rate) produceGDP)indiees)环境效率(environ- GDP废弃物产生量(GDPEEEment ecoefficiency) castoff produce)经济增长速度-物质消耗或污DF分离指数(decou- 染排放增长速度(increase综合指 piing factor) speed of GDP-increase speed of数(Corn DMC or DPO)prehensive 物质消耗或污染排放增长速indices) 弹性系数(elastic 度经济增长速度(increaseECcoefficient) speed of DMC or D
21、POin-crease speed of GDP)3数据来源与处理数据的获得主要依据19902012年间辽宁统计年鉴;一些矿产和金属资源的开采参考于中国矿业年鉴;废水废气等环境垃圾的排放量数据参考于中国环境年鉴;林业砍伐、森林工业产品产量参考于中国农业年鉴;工业产品产量参考于中国工业经济统计年鉴、中国能源统计年鉴;进出口核算参考于中国海关统计年鉴、中国港口年鉴。数据搜集主要来源于中国知网,还有一部分源于中经网统计数据库。MFA核算中账户所有项目均以质量为基本计量单位,且涉及的物质种类数量庞大,使得具体工作开展较为困难。为使研究可行性和科学性兼备,本研究力求确保每份数据的完整和准确,避免重复和遗
22、漏。其中有多个物质流分析指标的计算公式涉及GDP,为了使这些指标具有可比性,GDP数据已进行可比价处理,方法为用价格指数(CPI)进行缩减。本文内所有数据统计均采用excel软件,作图依据origin 80完成。此外,对于涉及到的各类物质按以下介绍处理:生物质。生物质由农产品、农副产品、草料、林业渔业生物以及其他生物产量构成。其中木材以及锯材换算系数借取台湾经验,对于针叶林来说,取1立方米为1吨,对于其他木材,取12立方米为1吨计算0|,渔业产量由天然水产品产量和人工养殖中海洋捕捞量计算。人工饲养的以农产万方数据第5期 刘心,等:基于MFA的辽宁省环境经济系统分析 225品为饲料的畜产品和水产
23、品不属于初级原料,不计入在内。饲草消耗量依据牲畜年末头数进行推断,国际规定每头牛每天消耗12kg悼“,其他牲畜的饲草消耗量依据消耗比例系数进行统计饲料用量的计算,其中羊、牛、马、驴、骡、猪的饲草消耗比例为1:5:6:3:6:2。化石燃料和矿物物质。化石燃料包括原煤、原油及天然气。矿物质中,平板玻璃重量按每箱50kg换算。水泥虽可列为初级矿产品,但仍需按锻造分类转换为石灰石、粘土和石膏进行原材料统计。水泥锻造共有两种,立窑和干法,立窑法中石灰石、粘土、石膏之比为100003:0156:00529;干法中三者之比为114:00192:0072旧。本文依据网易财经报道,将2008年作为分界点,该年之
24、前用立窑法进行计算,该年之后用干法系数计算。建筑材料。建筑材料换算为非金属矿,需要通过建筑面积来计算砂石、砖、瓦的重量。由于建筑的时间性和复杂性,本文主要考虑了砖混结构、框架结构和剪力墙结构三种建房结构。真实建筑中需要大量的水输入,本文分析代谢研究因而只计算了一部分的消耗。三者的输入材料情况如表2所示旧“。另外,由于砖混为老式结构,在计算中将2000年之间的物质质量转换以砖混形式单独统计,而将2000之后的建筑以三种形式综合考虑进行核算。每年的道路建设和排水管道维护也需要砂石的输入。其中道路建设的砂石消耗量为1578tm3,排水管网的砂石消耗量为17tm。进出口核算。本文将辽宁省的进出El合计
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