（环境工程专业论文）环境经济系统物质分析模型与可持续条件的理论研究.pdf

环境经济系统物质流分析模型与可持续条件的理论研究 j i f l l l l li ii i fiiii ii i i i i i i i iifj y 181912 2 的物质利用率入手，以减少稀缺性资源的消耗速率和降低废弃物排放速率，来改变目前 环境经济系统物质流的不可持续趋势；过分依赖于经济系统尾端的残余物处理达到改善 特定区域范围某一环境要素的局部环境质量的做法，只会加剧或导致总物质流的不可持 续趋势或状态，必须将环境战略重点从尾端的残余物处理前移至生产过程本身和消费过 程本身的源头预防；实现环境经济系统可持续的物质流动，既取决于生产过程也取决于 消费过程，二者缺一不可；影响生产过程原始残余物的产生率的因素包括能源与原材料、 产品、技术水平等八个方面的微观因素，而在宏观层面上，政府、企业和个人通过互动 现实对微观因素的调控；满足主体的需要既是消费的目的也是生产的动力，因此在消费 过程实现可持续消费，对于可持续生产及社会的可持续发展都具有主要的意义和巨大的 影响；影响消费过程相关物质流的因素最终可归结为人口总量和个人物质需求水平两方 面，涉及出生率、文化水平、经济条件等诸多因素，一个或若干个参数发生变化，都会 在短期长期内对消费过程的相关物质流以至整个经济系统中的总物质流产生有利不利 的影响。 关键词：环境经济系统物质流分析循环经济理论模型可持续条件 北京：i ：商大学硕士学位论文 a b s t r a c t m a t e r i a l se x c h a n g ea n df l o wb e t w e e nt h ee n v i r o n m e n ta n de c o n o m i cs y s t e mi st h eb a s i co f e x i s t e n c ea n dd e v e l o p m e n to fh u m a ns o c i e t y s om a t e r i a lf l o wa n a l y s i s ( m f a ) i st h e p o p u l a rt h e o r ya n dm e t h o df o ru n d e r s t a n d i n go rr e s e a r c h i n gas e r i a lo fe n v i r o n m e n t a li s s u e s ， e s p e c i a l l yf o rs t u d y i n gs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t i ne c o n o m y - w i d e w i t ht h ev i e w p o i n t so fm a t e r i a lf l o wa n a l y s i s ( m f a ) a n dt h et h e o r yo fc i r c u l a re c o n o m y , a t h e o r e t i cm o d e lo fm f ai ne n v i r o n m e n t a la n de c o n o m i cs y s t e mw a se s t a b l i s h e di nt h i s p a p e r u n d e rt h ef r a m e w o r ko fat h e o r e t i cm o d e l ，l i m i t so fe n v i r o n m e n t a lb o u n d a r yt h a t r e f e r st os u s t a i n a b l ec a p a c i t i e so fl a c k i n gn a t u r a ! r e s o u r c e sf r o me n v i r o n m e n t a ls y s t e mi n t o e c o n o m i cs y s t e ma n dw a s t e sf r o me c o n o m i cs y s t e mi n t oe n v i r o n m e n t a ls y s t e mw a sf i r s t d i s c u s s e d r e l a t i o n s h i p so ft h em a t e r i a ls t r e a m s i ne c o n o m i cs y s t e ma r ed e m o n s t r a t e di nt h e t h e o r e t i cm o d e l a c c o r d i n gt om a s sb a l a n c et h e o r y , a l lm a t e r i a ls t r e a m si nt h et h e o r e t i cm o d e l a r ec l a s s i f i e da n dd e n o m i n a t e d ，a n dl i s t e d i nm a s sb a l a n c ee q u a t i o n sf o ra l lm a t e r i a ls t r e a m s a tp r e s e n t ，t o t a lm a t e r i a ls t r e a mo fe n v i r o n m e n t a la n de c o n o m i cs y s t e mh a sa l r e a d yo v e r r u n t h el i m i t so fe n v i r o n m e n t a lb o u n d a r y , a n de x i s tt h et e n d e n c yo fn o n s u s t a i n a b l e t or e s t o r e t h es t a t eo fs u s t a i n a b l e ，t h ek e yf a c t o r sa f f e c t i n gm a t e r i a ls t r e a m st h a tr e l a t e dt ot h e p r o d u c t i o np r o c e s sa n dc o n s u m p t i o np r o c e s ss h o u l db ed e t e c t e da n dc o n t r o l l e d s o m ec o n c l u s i o n sa r ed r a w na sf o l l o w s t ok e e ps u s t a i n a b l em a t e r i a lf l o wi ne n v i r o n m e n t a l a n de c o n o m i cs y s t e m ，b o u n d a r yl i m i t so fm a t e r i a lf l o wb e t w e e ne n v i r o n m e n t a la n de c o n o m i c s y s t e mm u s tb em e t m a s sf l o wr a t e so fl a c k i n gn a t u r a lr e s o u r c e sf r o me n v i r o n m e n t a ls y s t e m i n t oe c o n o m i cs y s t e ms h o u l dl e s st h a nc a p a c i t yl i m i to fr e l e v a n tn a t u r a lr e s o u r c e st h a tc o u l d b ep r o v i d e db ye n v i r o n m e n t a ls y s t e m m e a n w h i l e ，m a s sf l o wr a t eo ft o t a lw a s t e sl o a d s e m i t t e df r o me c o n o m i cs y s t e mi n t oe n v i r o n m e n t a ls y s t e ms h o u l dl e s st h a nc a p a c i t yl i m i to f r e l e v a n tp o l l u t a n t sf o r m i n gi na l lr e c e i v i n ge n v i r o n m e n t s t ot u r nb a c kp r e s e n ts t a t eo f n o n s u s t a i n a b i l i t yo fm a t e r i a l f l o wb e t w e e ne n v i r o n m e n t a ls y s t e ma n de c o n o m i cs y s t e m ， u t i l i z a t i o ne f f i c i e n c yo fa l lm a t e r i a ls t r e a m si ne c o n o m i cs y s t e ms h o u l db ei m p r o v e dh i g h l y , o n l yb yw h i c hc o n s u m p t i o nr a t eo fl a c k i n gn a t u r er e s o u r c e sf r o me n v i r o n m e n t a ls y s t e ma n d e m i s s i o nr a t eo ft o t a lw a s t el o a d sf r o me c o n o m i cs y s t e mw o u l db ed e c r e a s e d o v e ra d o p t i o n o ft r e a t m e n ti ne n do fp i p ei ne c o n o m i cs y s t e mi no r d e rt oa m e l i o r a t el o c a lq u a l i t yo fa 1 1 1 环境经济系统物质流分析模型与可持续条件的理论研究 r e c e i v i n ge n v i r o n m e n tw i t h i ns o m es p e c i f i cr e g i o n sw i l la c c e l e r a t ec o n s u m p t i o nr a t e o f l a c k i n gn a t u r a lr e s o u r c e sa n de m i s s i o nr a t eo ft o t a lw a s t el o a d s ，w h i c hw i l l l e a dw o r s e n o n s u s t a i n a b i l i t y o fm a t e r i a lf l o wi ne c o n o m i c s y s t e m t h e r e f o r e ，t h e f o c u so f e n v i r o n m e n t a ls t r a t e g ys h o u l db ea d v a n c e di n t op r o d u c t i o np r o c e s s e sa n dc o n s u m p t i o n p r o c e s s e sf r o mt r e a t m e n ti n e n do fp i p e w h e t h e rm a t e r i a lf l o wb e t w e e ne n v i r o n m e n t a l s y s t e ma n de c o n o m i cs y s t e mi ss u s t a i n a b l eo rn o tw a s r e l i e do nb o t hp r o d u c t i o np r o c e s s e s a n dc o n s u m p t i o np r o c e s s e si ne c o n o m i cs y s t e m e i g h to fm i c r o f a c t o r sa f f e c t e di n p u ts t r e a m o fm a t e r i a l sa n d o u t p u ts t r e a mo fr e s i d u u mi np r o d u c t i o np r o c e s s ，a n dg o v e m m e n t ，e n t e r p r i s e a n dc o n s u m e ra sm a c r o - f a c t o r sa f f e c t e do rr e g u l a t e dt h em i c r o - f a c t o r s i s s u e so fp o p u l a t i o n a n dl e v e l so fi n d i v i d u a lc o n s u m p t i o nd e c i d e dt h es t a t eo fm a t e r i a ls t r e a m st h a tb e l o n gt o s u s t a i n a b l eo rn o n s u s t a i n a b l e k e yw o r d s ：e n v i r o n m e n t a la n de c o n o m i cs y s t e m ，m a t e r i a lf l o wa n a l y s i s ， c i r c u l a re c o n o m y , t h e o r e t i cm o d e l ，s u s t a i n a b l em a t e r i a lf l o wc h a r a c t e r i s t i c s 1 v 北京工商大学硕士学位论文 日旱 口封弋 中文摘要i a b s t r a c t i i i 目勇之v 1 序言1 1 1 选题背景1 1 2 物质流分析方法的概述2 1 - 3 物质流分析应用方法的研究进展和存在问题3 1 3 1 方法的起源3 1 3 2 国内外的研究进展3 1 3 3 存在的问题5 1 4 物质流分析基础理论的研究现状6 1 5 课题的研究思路和主要内容9 1 5 1 研究思路9 1 5 2 主要内容与结构9 2 环境一经济系统物质流分析1 1 2 1 环境经济系统物质交换关系模型的建立1 1 2 2 系统边界条件的确定1 1 2 3 对经济系统的进一步解构与分析1 4 2 4 环境经济系统物质流分析理论模型的建立1 6 2 5 环境经济系统物质流质量平衡关系及其变动原则1 9 2 5 1 各段物质流平衡关系的建立1 9 2 5 2 各段物质流变动原则的探讨2 0 2 5 3 各段物质流的变动原则与组合2 4 2 6 一些主要物质流速率的再分析2 7 2 6 1s p 、p c 、p d 之间关系的进一步分析2 7 2 6 2s p 、s c 的关系2 8 v 环境经济系统物质流分析模型与可持续条件的理论研究 2 7 本章结果与结论3 1 3 影响环境经济系统物质流动可持续性的因素分析3 4 3 1 生产过程的分析3 4 3 1 1 分析思路的形成3 4 3 1 2 影响原始残余物产生率的微观因素分析3 6 3 1 3 函数关系式害的建立3 8 3 1 4 进一步宏观层面的分析3 9 3 2 消费过程的分析4 1 3 2 1 分析思路的形成一4 1 3 2 2 总物质需求量与总物质消费量4 3 3 2 3 系统内人口的规模4 5 3 2 4 系统中的个人消费量与个人需求量4 8 3 2 5 函数关系式i c 的建立5 2 3 3 本章结果与结论5 6 4 结论与建议6 0 4 1 主要结论6 0 4 2 主要贡献6 1 4 3 遗留问题6 2 4 4 结束语6 3 参考文献：6 5 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果6 7 致谢6 8 v i 北京工商大学硕士学位论文 1 序言 1 1 选题背景 人类社会的发展改变了自然也改变了人类自身。人和自然的关系永远是一对矛盾的 统一体，人类利用自然赋予的资源加速了文明的进程，但是这种发展也付出了高昂的代 价。自然平衡的破坏严重制约了这种“发展”，甚至影响到了人类自身的生存。大规模 的工业化是经济发展和社会进步的重要标志，同时也是破坏自然、摧毁自然的主要力量， 在利益最大化的驱动下，资源的过渡消耗、环境状况的恶化以及生态平衡的破坏出现在 全球的各个角落。人类的发展走到了十字路口，人们需要重新审视自己已走过的、曾引 以为豪的“文明”历程。 从1 9 7 2 年联合国斯德哥尔摩人类环境会议( u n i t e dn a t i o n ss t o c k h o l mc o n f e r e n c eo n t h eh u m a ne n v i r o n m e n t ) 第一次将环境和发展列入了国际政治议程开始，可持续发展的 思想在关于经济增长的辩论中逐渐萌发和形成。 1 9 8 0 年，联合国向全世界发出呼吁：“必须研究自然的、社会的、生态的、经济的 以及自然资源利用过程中的基本关系，确保全球持续发展”。 1 9 8 3 年，联合国成立了环境与发展委员会( w e c d ) ，联合国要求该组织以持续发 展为基本纲领，制订“全球的变革日程”。 1 9 8 7 年，世界环境与发展委员会把历经4 年研究和论证的报告我们共同的未来， 提交给联合国大会，报告中正式提出了可持续发展的模式。该报告对可持续发展的定义 是：“既满足当代人需求又不危及后代人满足其需求能力的发展”。这其中表达了两个基 本观点：一是人类要发展，尤其是穷人要发展；二是发展有限度，不能危及后代人的发 展。报告还指出：当代存在的发展危机、能源危机、环境危机都不是孤立发生的，而是 传统发展战略造成的。要解决人类面临的各种危机，只有改变传统的发展方式，实施可 持续发展战略。 1 9 9 2 年联合国环发大会的里约宣言，把可持续发展进一步阐述为“人类应享有 与自然和谐的方式过健康而富有成果的生活的权利”，“为了公平地满足今世后代在环境 与发展方面的需要，求取发展的权利必须实现”，“环境保护工作应是发展进程的一个整 体组成部分，不能脱离这一进程来考虑”，并把可持续发展战略列为全球发展战略，制 定了具有划时代意义的行动计划一2 1 世纪议程，使这一战略思想被世界各国所接受。 环境经济系统物质流分析模型与可持续条件的理论研究 基于我国的基本国情( 人口众多，人均资源拥有量少，生态环境整体上比较脆弱) 和现阶段的经济发展状况( 经济正处于大众消费时代，对物质产品消费的需求将会高速 增长) ，党的十六大报告中明确指出，“全面建设小康社会的目标是：可持续发展能力不 断增强，生态环境得到改善，资源利用率显著提高，促进人与自然的和谐，推动整个社 会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路”1 1 】。党的十六届三中全会提出 了以人为本、树立全面协调可持续的科学发展观，统筹人与自然和谐发展，走符合中国 国情、可持续发展的现代化道路，是实现全面建设小康社会宏伟目标的必然选择。这些 都充分显示了我国坚定不移地实施可持续发展战略的决心和信心。 1 2 物质流分析方法的概述 可持续发展的概念涵盖了生态环境、经济、社会等多个层面。但不能否认，环境经 济系统的物质交换、物质流动作为人类社会存在和发展的基础，其自身的可持续性是可 持续发展的最基本条件，否则，可持续发展将无从谈起。 虽然物质的投入与产出关系一直是经济生产部门所关注的重点，但长时期以来，有 关这些物质流动的“源”与“汇”对自然环境有何影响，以及这些影响如何量化的问题， 却并未受到人们足够的重视。直到2 0 世纪8 0 年代后，人们开始认识到经济活动中的物 质流动，不仅对经济系统本身有较大的影响，而且与自然环境也存在复杂的相互作用。 随着可持续发展研究的不断深入，在经济系统与自然环境相互作用的研究中，物质流分 析的理论得到了发展与完善，物质流分析的方法也得到了充分的认可和广泛的应用。 物质流分析的核心思想认为：人类的经济活动对自然环境造成的影响主要取决于进 入经济系统的自然资源的物质输入量和返回受纳环境的废弃物的排放量；前者引发自然 资源的耗竭，后者则导致环境质量的恶化。物质流分析的理论基础是物质平衡原理，即 流经经济系统的物质实体在质量上一定满足“输入= 累积+ 输出”。物质流分析通过研 究上述三者之间的关系，揭示物质在经济系统中的流动情况和利用效率，为深入理解生 态破坏、资源短缺及环境污染问题的本质提供理论及方法支持。 物质流分析的方法是以质量单位取代货币单位，追踪物质从自然界开采进入人类经 济体系中，并经过经济活动在各种人类社会阶段中移动，最后返回到自然环境中的情形。 一方面可以表达及追踪那些无货币价值但对自然环境影响较大的物质移动，另一方而也 可以表达其它区域以及本区域内自然资源对本区域经济发展的实际支持情形，在衡量经 济发展与资源使用效率时提供相关的数据支持。m a t e r i a lf l o w a n a l y s i s ( m f a ) 主要用 北京工商大学硕士学位论文 于研究国家或区域内经济系统的物质流入与流出。s u b s t a n c ef l o wa n a l y s i s ( s f a ) 主要 用于研究对国民经济有着重要意义的特定物质流( 如铁、铜、锌等) 、对环境有较大危 害的有毒有害物质流( 如砷、汞等) 或钢铁、化工、林业等产业部门内的物质流。 1 3 物质流分析应用方法的研究进展和存在问题 1 3 1 方法的起源 物质流分析的方法在一定程度上借鉴了投入产出分析。投入产出分析( i n p u t o u t p u t a n a l y s i s ，i o a ) ，也称为部门联系平衡法，是由美国经济学家列昂惕夫于1 9 3 6 年提出 的。i o a 是反映经济系统各部分( 如各部门、行业、产品) 之间的投入与产出的数量依 存关系，用于经济分析、政策模拟、计划制定和经济控制等的数量分析方法f 2 j 。 1 9 7 0 年，最早一部运用物质流动分析的方法讨论环境与经济关系的专著经济学 与环境一物质平衡方法( e c o n o m i c sa n dt h ee n v i r o n m e n t am a t e r i a l sb a 肠n c e a p p r o a c h ) 由美国未来资源研究所( r e s o u r c e sf o rt h ef u t u r e ，u s a ) 出版。该书由a l l e nvk n e e s e 、 r o b e r tu a y r e s 和r a l p hc d a r g e 撰写，其研究基础是基于国家尺度，对1 9 6 3 1 9 6 5 年间美国的基本物质材料使用量和最终废弃物排放量进行了统计和分析，并得出结论： 稀缺的“公共财产”资源的市场过程将不可避免的导致违背“帕累托最优”的外部( 第 三方) 效果【3 】。为了严格的证明这一结论，作者们借用了经济学中“一般均衡”的概念 和物理学中最基本的“质量平衡”原理，并建立了物质流动模型。虽然该著作是以福利 经济学为立论基础，但k n e e s e 等人首次明确了经济系统与自然环境之间、经济系统内 各部门之间的物质流动关系，开创了物质流分析的先河，为深入理解环境污染问题的本 质提供了强有力的手段。 1 3 2 国内外的研究进展 1 3 2 1 国外的研究情况 目前国际上通行的物质流分析方法是以欧盟统计局( e u r o s t a t ，2 0 0 1 ) 发布的物 质流分析方法框架【4 】为基础( 见图1 - 1 ) ，表述国家区域范围内( m f a ) 或特定产业部 门内( s f a ) 的资源投入、废弃物产生和循环再利用的情况，为制订相应的经济发展目 标和计划提供依据。 环境经济系统物质流分析模型与可持续条件的理论研究 i n p u te c o n o m yo u t p u t m a t e r i a ia c c u m u l a t i o n f n e ta d d i t i o nt os t o c k ) m a t er i a lt hr o u g h p u t l p e ry e a n t on a t u r e ： 。e m i s s i o n st oa r w a s t ei a n d f i l l e d e m i s s l o n s ov i ，矗t e r d i s s i p a t i v ef l o w s ：一 1 _ 。_ _ - - - _ _ _ _ o _ o o “o o _ - o o u n u s e dd o m e a t i c e x t r a c t i o n 图1 - 1 物质流分析方法框架( e u r o s t a t , 2 0 0 1 ) 资料来源：参考文献【4 】 奥地利、日本、德国和美国【5 9 】等是较早使用物质流分析方法对本国经济系统的物 质流动状况进行全面分析的国家，并取得了一些相当有说服力的数据( 当然这在很大程 度上取决于基础统计数据的完整性和真实性) 。以上世纪9 0 年代末的研究结果为例：上 述发达国家的人均年度物质需求介于4 5 8 4 吨之间，其中日本的数值最小为4 5 2 吨， 美国最大为8 4 吨；在物质生产力方面，平均每创造1 0 0 美元的g d p 所消耗的自然界物 质为3 0 0 k g ；每年的物质输出量大约占物质输入量的1 2 至3 4 。 除上述各国外，目前已经对区域内经济系统进行了完整的物质流分析( 包括m f a 和s f a ) 的国家和地区【1 0 。6 】有丹麦、芬兰、瑞典、英国、瑞士和澳大利亚等。此外， 得益于欧盟委员会的资助和欧洲一些科研机构的努力，巴西、委内瑞拉、玻利维亚和哥 伦比亚等南美洲国家的物质流分析结果已经面世，泰国、老挝、越南和菲律宾等东南亚 国家的物质流分析正在进行中。 1 3 2 2 国内的研究情况 我国近年来在运用物质流分析方法研究环境一经济系统的物质流动状况方面也进 行了一些有益的尝试。 陈效逮等【1 7 】利用物质流的理论和方法分析了1 9 8 9 1 9 9 6 年间我国经济系统的物质 需求总量、物质消耗强度和物质生产力。研究结果表明：1 9 9 4 年我国的人均年度物质 需求为3 0 1 吨，是同年美国的3 5 8 ，但物质需求总量达到3 6 0 亿吨是同年美国( 2 1 9 4 k骱帆洲!；|燃燕 北京工商大学硕士学位论文 亿吨) 的1 6 倍；在物质生产力方面，1 9 9 4 年每创造1 0 0 美元的g d p 所消耗的自然界 物质为5 7 1 7 k g ，是同年美国的1 7 5 倍。 李刚等【1 8 】用物质流分析方法描述了我国经济系统的资源消耗特征和变化趋势。研究 结果表明：中国人均物质消耗量不高( 与日本和英国相当) ，但物质需求总量己显著超 过美国，并且具有快速上升的趋势；中国环境库兹涅茨曲线的倒“u ”型特征显著；出 口物质的巨大隐藏流导致当前的对外贸易处于不利地位。 张思锋等【1 9 】基于m f a 的方法，在分析了陕西省1 9 9 6 - - - - 2 0 0 3 年生产、消费领域的 物质输入与输出量的相关数据基础上指出，目前陕西省经济增长方式表现出典型的粗放 性特征，弱可持续性发展趋势明显。进一步提出了今后五十年( 至2 0 5 3 年) 陕西省物 质减量化的目标和方案，以期从根本上改变现行经济增长方式和物质生产力持续下降的 趋势。 徐- - n 等【2 0 】以“欧盟导则”确立的框架为基础，描述了贵阳市2 0 0 0 年的物质流动 状况，分析了该市1 9 7 8 - - - 2 0 0 2 年资源输入及1 9 9 6 - - 2 0 0 2 年污染排放的变化情况。分析 结果表明，贵阳市现有的经济发展表现出强烈的“高资源投入，高污染排放”特征，数 量扩张粗放型线性经济模式趋向依然十分明显。转变传统增长方式，积极推动循环经济 是实现贵阳市可持续发展的根本途径。 黄和平等【2 1 】运用m f a 方法，根据2 0 0 2 2 0 0 4 年的统计数据，对江苏省常州市武 进区生态经济系统中物质输入与输出进行了系统的分析，结果表明该地区资源利用效率 正稳步提高，区域经济增长和环境压力也在逐步脱钩，体现了武进区近年来循环经济发 展模式的优势，并对该区域环境经济的进一步协调发展进行了展望。 徐明等【2 2 】以s f a 方法为基础，对中国1 9 9 0 到2 0 0 0 年期间的化石燃料消耗情况进 行了分析，研究结果表明：2 0 1 0 - - 2 0 5 0 年期间，为了实现化石燃料利用的可持续发展， 中国对化石燃料的利用效率应该至少达到1 9 9 0 年德国和1 9 9 4 年日本的水平。 1 3 3 存在的问题 尽管目前经济系统物质流分析方法在实证研究中得到了广泛的应用，但不能否认， 物质流分析的方法仍然存在着一些不足之处，这主要表现在以下几个方面： ( 1 ) 物质流分析的应用方法只是着眼于经济系统和环境系统的界面，即局限于针 对经济系统的输入一输出端的物质流数据进行统计与实证分析，并没有深入经济系统内 部，对不同经济活动中的相关物质流动情况进行分析。至使目前对物质流分析的应用忽 5 环境经济系统物质流分析模型与可持续条件的理论研究 视了针对经济系统内部物质流动规律的深入剖析。 ( 2 ) 由于上述( 1 ) 的原因，物质流分析的应用方法在计算物质输入量( d m i ) 和 物质输出量( d m o ) 时，并没有将区域内环境一经济系统的界面约束条件( 稀缺资源 的最大可供给量、环境的最大可承载限值) 作为绝对的限定标准。因而有可能使研究结 果缺乏足够的说服力。 ( 3 ) 由于上述( 1 ) 的原因，物质由环境系统进入经济系统后，经济系统内部的哪 些部门、哪些成员对物质的流动方向、流动情况产生影响、如何影响、为何影响等一系 列问题并不能通过现有的物质流分析方法得以清晰的展现。而这些问题恰恰是影响环境 经济系统物质流可持续性的重要因素。 ( 4 ) 由于物质流分析的方法在于强调物质的质量关系，因而有可能弱化了物质的 属性对环境系统的影响。这就容易导致一些大的物质流主宰了以质量为基础的物质流指 标，流冲淡其它小的物质流对指标的贡献。而实际上，物质流的大小与其带来的环境影 响之间的关系并不总是成正比的，一些小的物质流，可能会对环境产生很大的负面影响 ( 比如砷、汞等重金属物质成分的流动) 。 ( 5 ) 通过物质流分析方法所获得的结果，依赖于所需的基础数据的完整性与真实 性。但在某些情况下，数据的取得具有相当大的难度，这就直接影响了其研究结果的准 确性和合理性。 1 4 物质流分析基础理论的研究现状 物质流分析从其提出至今已近4 0 年，特别是随着可持续发展、循环经济等理论研 究的深入与拓展，其实践方法得到了长足的发展。当前，物质流分析方法最突出的作用 在于能够为可持续发展、循环经济等指标体系提供简洁的示踪指标，并且其数据便于国 家之间、区域之间进行横向或纵向的比较。但是另一方面，与实践方法的广泛应用形成 鲜明对比的是，物质流分析的基础理论研究进展难以令人满意，这也是造成目前物质流 分析应用方法存在些许不足的部分原因。 在物质流分析的理论研究成果中，“物质流动关系简图”1 3 j 和“经济与生态关系简 图” 2 3 , 2 4 】等所展示的两个基本关系模型具有里程碑式的意义。 在“物质流动关系简图”中( 如图1 2 所示) ，克尼斯等人将一个现代经济系统分 成物质加工，能量转换、残余物处理和最终消费四个部门。在这四个部门之间，以及由 这四个部门组成的经济系统于自然环境之间都存在着物质流动关系。 6 北京工商大学硕士学位论文 7 1 一妪 器翼睡 吾弈崔甚1骞强睾噼r二 - ， 一 j 尉文*巡，剥野，璎粼器v r 尉文s 一咯巡爨搿毒谁 一【 s慷巡如霹*，圹裂嘲涩 和咚暴巡，螺鲻， 求辎s 暴暴忙导鼬 疃扑薯 一，寨葵蒜嫂一 噗娟瑙f：一 恤登上 限冥s 一 捌h景l一 咯器h甚窨水衽七b醛翊h景+ 酶罂罴署 ，s g一藿议帮媳。嚣米龚蕊匝湮垛米需斌苍霉n上囤 乳引s 一 ! 柔荽螺倒，s螺裂略暮哩妲曙扭 案纛，釜鼙，宴烈 鹰铎，誊，上会 ，二f瓣，寒*，武器一 弈冬藩馊 噗删印忙票哩如醚v 咯喜球隧哩爨罨 呕一皋暴限1 咯钆妥，咯喜曩熏咯=l| 基暴忙，曙善一篓，器铝v 咚s邑章如装颦垦，l；删 h 最蟋s 一 ，矿州 一_ _ 川一一 咯址 一 ，嚷扑甚暴 尽冥娶臣器做巡 程旺忙 扩，刻婆一 一一 蝼e运，曩嶂 一 一 悼颦量辩 甚辑蛹温 繁，旷夺 拦 | = f 忙 程e越搽忌晕暴，爿怪一 疆爿一一 申醛 甚蛑删湿 一 旷水，婆 婆鬟s b 咚s 旺世如果 集蚓一一 ，1审案 一 一 一 妥，扩强 簧 蓬甚噼 疆巡淞啦登靼固 器巡螺杂釜 s 甚噼酶 谣s 噼r 矧爆懋世交 誉翠辑r，誉晕醇 环境经济系统物质流分析模型与可持续条件的理论研究 在“经济与生态关系简图”中( 如图1 3 所示) ，戴利等人强调了经济是环境的子 系统，同时突出了包含经济的环境边界。由于生态系统的规模保持不变，因此随着经济 增长，经济系统在一段时间后相对于生态系统就必然要变大。当从“空的世界”转变为 “满的世界”时，也就是一个经济系统从输入输出没有限制的世界走向输入输出受到生 态及资源日益退化和环境污染物排放容量限制的有限世界，标志着经济发展的限制因素 已经由人造资本变成了剩余的自然资本。 。一一、 、。i 一、 s 一7 生态系统 、 s 一二-生态系统 、 r 一一一1 i 蛩例 再循环 ， 再循环 li ，二二二二二t j - ，一一、 l t 一经济刈。l+ _ 一经济一_ 人造资本i：经济经济 。 e _ 一 十e j i _ e i 一一一一ej 、! 自然资本 h一一一h 、一一 一一，。 空的世界满的世界 s = 太阳能h = 热m = 物质e = 能量 图1 3 经济与生态关系简图 资料来源：参考文献 2 3 1 英国环境经济学家大卫皮尔斯和图奈( p e a r c ed w & t u r n e rr k ) 对物质流分析 的理论研究也有突出贡献【2 5 1 ，其研究结果在一定意义上整合了克尼斯等的物质流动模型 和戴利等的经济与生态关系模型，并由此提出了“循环经济”一词( c i r c u l a re c o n o m y ) 。 皮尔斯等利用物质循环和物质代谢的原理，依据可持续发展原则建立资源管理规 则，试图建立物质流动模型。皮尔斯等认为：残余物既可以是循环的一对资源的可获得 性产生积极的影响，也可能直接对自然同化能力产生压力。在后一种情形中，超过自然 同化能力的废物排放量对直接的效用或资源的可获得性均产生负面影响。根据广义的包 括同化能力在内的资源概念，皮尔斯等提出自然资源管理的两个规则：一是可再生资源 的开采速率不大于其可再生速率；二是排放到环境中的废物量要小于或等于环境的同化 能力。针对资源存量的特点，他们还提出：可耗竭资源减少应当由可再生资源的增加来 补偿( 可持续性) ；达到一定的生活标准就要减少可耗竭资源或可再生资源存量( 提高 效率) 。 8 北京工商大学硕士学位论文 1 5 课题的研究思路和主要内容 1 5 1 研究思路 物质流分析的方法作为一种研究导致环境一经济问题( 第二环境问题) 物质根源( 由 于人类经济活动所导致的不合理的物质流动) 的有效工具，为可持续发展的研究提供了 有力的支持。但是鉴于其理论研究相对滞后于分析方法的广泛应用，尤其是缺乏对经济 系统内部物质流动规律的深入剖析，限制了其作用的进一步发挥。 根据目前的文献资料情况显示，特别是在国内，缺乏对物质流分析基础理论方面的 研究，而对经济系统内部物质流动规律的深入解析更是鲜有报道。虽然近期也有关于以 物质流分析方法为基础建立相关指标体系研究进展的报道【2 6 , 2 7 】，但其思路基本上仍脱胎 于欧盟的物质流分析方法框架，缺乏进一步的突破与创新。 基于以上的认识，形成了论文的基本研究思路： 建立完整的环境经济系统物质流分析理论模型，特别明确经济系统内部各段物 质流的流动顺序和流动规律； 描述经济系统内各段物质流在满足可持续物质流动的界面约束条件下，所必须 遵循的基本原则； 解析影响重要物质流可持续性的若干关键因素，包括微观层面和宏观层面； 尝试描述符合可持续发展理念，有利于物质可持续性流动的和谐社会所应关注 的若干方面。 1 5 2 主要内容与结构 论文的第一部分主要介绍了目前物质流分析( m f a ) 应用方法及基础理论的研究现 状和存在的不足，并对本课题的研究思路和内容进行了概述。 论文的第二部分主要借助物质流分析( m f a ) 的观点和方法，结合皮尔斯等人提出 的循环经济理论，建立了环境经济系统物质流分析理论模型，试图对经济系统内部物质 流动所遵循的般规律以及满足可持续物质流动约束条件进行解析表达。通过对模型中 各段物质流之间的质量平衡关系和效率关系的分析，对可持续物质流动的界面约束条件 和经济系统内各亚系统所必须遵循的可持续物质流动的若干基本规律进行了一些探讨。 论文的第三部分主要围绕第一部分讨论获得的部分结果和结论，分别对经济系统中 9 环境经济系统物质流分析模型与可持续条件的理论研究 的生产过程和消费过程相关的各段物质流进行了着重分析，从微观层面或宏观层面对影 响各段物质流质量速率效率的社会因素、经济因素和政治因素等进行识别和剖析，并 定性的建立影响生产过程和消费过程原始残余物形成率的函数关系表达式。 论文的第四部分主要是对前两部分基础性结论的概括与总结，并在此基础上尝试性 的描述了一个满足界面约束条件且有利于环境经济系统物质流动可持续性的和谐社会 所应关注的若干方面。此外还对众多遗留问题进行了展望。 本文属于一篇理论探索性论文，其中的一些观点和结论也是在借鉴了现有多学科交 叉( 环境学、经济学、