（采矿工程专业论文）金属生产的物质投入研究.pdf

东 北大学 硕士学位论文 摘要 金属生产的物质投入研究 摘要 随着社会不断向前演替发展，人类对自 然资源的开发利用不断强化。工业革 命的成功导致人类开发自 然的能力得到空前地提高，同时也造成了经济的高速发 展。然而，高速的经济发展造成了环境恶化、资源耗竭等一系列问题。人类无节 制地使用环境和资源的行为遭到了环境的报复，进而开始研究可持续发展问题。 资源短缺已经成为制约经济可持续发展的重要因素，各个行业为了维持生存和提 高竞争力，都需要最大限度地利用资源，同时，减少或消除生产对环境的冲击。 每单位服务 ( 或产品)的物质投入的提出正是为了有效地测量、监测并报告关于 行业生产活动、产品及服务等方面的数据，它同 样也可以 应用于区域以 及全球经 济领域层次。 铁、铜和铝等金属的生产一方面为我国工业提供重要的原料，另一方面也对 生态环境带来冲击。每单位服务 ( 或产品)的物质投入从输入端全面地揭示物品 生产过程对自 然资源的消耗和对生态环境的冲击，是从源头解决生态环境问题必 须度量、监测和控制的重要指标之一。由于大多数工业产品的主要物质组成是金 属和非金属矿物，因此，研究金属生产的物质投入具有重要意义。本文以中国铁 矿石、粗铜和原铝生产为研究对象，对其物质投入进行了 计算分析。结果表明， 2 0 0 0 年平均一吨铁成品矿、 粗铜和原铝的非生物性物质投入分别为4 . 1 9 t , 4 7 6 . 3 6 t 和 1 0 3 . 9 7 t ，水的投入分别为4 . 8 2 t , 2 0 4 . 9 4 t 和 1 2 1 8 . 7 7 t 。全国铁矿石和粗铜的 物质投入在整体上有较明显的下降趋势，但原铝的这一指标则无规律可循。这三 种产品在其生命周期的不同阶段，其物质投入有很大差别。 将m i p s 方法应用金属生产对行业改进生产及有效使用资源都有重要意义。 本 文计算的铁、铜和铝的物质投入系数对我国分析计算以其为原料的产品的物质投 入，以及对其他国家计算其进口的中国铁、铜和铝产品所对应的非直接流具有实 用价值。 关键词:m i p s ;生态包袱;铁矿石;粗铜:原铝 东北大学 硕士学 位论文 ab s t r ac t s t u 勿o n ma t e r i a l i n p u t o f me t a l p r o d u c t i o n ab s t r a c t a s t h e s o c i e ty i s d e v e l o p i n g f o r w a r d c o n s t a n t l y , t h e m a n k i n d is s t r e n g t h e n i n g e x p l o it a t i o n a n d u t i l i z a t i o n o f t h e n a t u r a l r e s o u r c e s c o n s t a n t ly . s u c c e s s o f i n d u s t r i a l r e v o l u t i o n c a u s e d t h e h u m a n b e i n g s a b i l i ty o f e x p l o it a g i n g n a t u r a l r e s o u r c e s g e t u n p r e c e d e n t e d l y i m p r o v e d , a n d c a u s e d t h e h i g h - s p e e d e c o n o m y d e v e l o p m e n t a t t h e s a m e t i m e . h o w e v e r , h i g h - s p e e d e c o n o m y d e v e l o p m e n t r e s u lt s i n a s e r i e s o f e n v i r o n m e n t a l q u e s t i o n s , s u c h as t h e w o r s e n n in g e n v i r o n m e n t a n d e x h a u s t e d r e s o u r c e s , e t c . ma n k i n d s b e h a v i o r s o f i m m o d e r a t e l y u s e t h e e n v i r o n m e n t a n d r e s o u r c e s s u ff e r e d f r o m t h e r e t a l i a t i o n o f e n v i r o n m e n t , a n d t h e n b e g i n t o s t u d y t h e s u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t p r o b l e m . r e s o u r c e s h o r t a g e h a s a l r e a d y b e c o m e t h e i m p o r t a n t f a c t o r o f r e s t r i c t i n g e c o n o m i c s u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t , b a s e d o n t h e o r i e n t a t i o n t o a c h i e v e s u s t a i n a b i l i ty , c o m p a n i e s a r e r e q u i r e d t o m a k e d e c i s i o n s a n d c a r r y o u t p r o g r a m s a n d p r o j e c t s i n a m a n n e r t h a t m a i n t a i n s o r e n h a n c e s f i n a n c i a l v i a b i l i t y w h i l e m a x i m i z i n g b e n e f i t s t o t h e n a t u r a l e n v i r o n m e n t , a n d r e d u c e d o r e l i m i n a t e d t h e e n v i r o n m e n t a l i m p a c t s o f t h e i r o p e r a t i o n s . i n o r d e r t o i m p l e m e n t i n g a n d m a i n t a i n i n g a c r a d l e - t o - g r a v e s y s t e m f o r e n v i r o n m e n t a l m a n a g e m e n t a n d m e a s u r i n g a n d m o n it o r i n g t h e i r p r o d u c t l i f e c y c l e , ma t e r i a l i n p u t p e r s e r v i c e ( o r p r o d u c t ) u n i t w a s a d v a n c e d . m i p s c a n b e a p p l i e d o n s e v e r a l l e v e l s e .g . f o r p r o d u c t s a n d s e r v i c e s , e n t e r p r i s e s , h o u s e h o l d s , r e g i o n s a n d n a t i o n a l e c o n o m i e s . p r o d u c t i o n o f i r o n o r e , a l u m i n u m a n d c o p p e r p r o v i d e s r a w m a t e r i a l s f o r t h e n a t i o n s i n d u s t r i e s , a n d a t t h e s a m e t im e c r e a t e s v a r i o u s e n v i r o n m e n t a l i m p a c t s . m a t e r ia l i n p u t p e r s e r v i c e ( o r p r o d u c t ) u n i t i s a c o m p r e h e n s i v e i n d i c a t o r t h a t c a n b e u s e d t o q u a n t i f y s u c h i m p a c t s a n d i s o n e o f t h e i m p o r ta n t i n d i c a t o r s t h a t w e s h o u l d m e a s u r e a n d c o n t r o l i n o r d e r t o s o l v e e c o l o g i c a l a n d e n v i r o n m e n t a l p r o b l e m s a t t h e s o u r c e . mo s t i n d u s t r i a l p r o d u c t s c o n t a i n m e t a l a n d n o n m e t a l m in e r a l s . t h e r e f o r e , i n v e s t i g a t i n g m a t e r i a l i n p u t s o f m e t a l s i s o f g r e a t s i g n i f i c a n c e . i n t h i s s t u d y , m a t e r i a l i n p u t s o f i r o n o r e , c r u d e c o p p e r a n d c r u d e a l u m i n u m o f c h i n a w e r e c a l c u l a t e d a n d a n a l y z e d . t h e r e s u l t s s h o w t h a t , o n t h e a v e r a g e , a t o n o f f i n i s h e d i r o n o r e , c r u d e c o p p e r a n d c r u d e a l u m i n u m i n 2 0 0 0 h a v e a n a b i o t i c m a t e r i a l i n p u t o f 4 . 1 9 t , 4 7 6 . 3 6 t a n d 1 0 3 .9 7 1 a n d a w a t e r i n p u t o f 4 . 8 2 1 , 2 0 4 . 9 4 1 a n d 1 2 1 8 .7 7 t r e s p e c t i v e l y . wh i l e t h e o v e r a l l m a t e r i a l i n p u t o f i r o n o r e a n d c r u d e c o p p e r d i s p l a y e d a d e c r e a s i n g t r e n d , t h a t o f c r u d e a l u m i n u m p r e s e n t e d r u l e l e s s o v e r t h e s t u d y p e r i o d . t h e m a t e r i a l i n p u t s o f t h r e e p r o d u c t s h a v e p r o d i g i o u s s d i ff e r e n t d u r i n g t h e i r d i ff e r e n t l i f e c y c l e s t h e a p p l i c a t i o n o f m i p s i n t h e i n d u s t r y o f m e t a l h a s g r e a t s i g n i fi c a n c e i n i i i 东 北大学 硕士学 位论文a b s t r a c t i m p r o v i n g p r o d u c t i o n a n d r e s o u r c e u s e e ff i c i e n c y . t h e r e s u l t s h a v e a p r a c t i c a l v a l u e f o r f u r t h e r c a l c u l a t i o n o n t h e e c o l o g i c a l r u c k s a c k s o f i r o n a n d s t e e l a n d s t e e l - b a s e d p r o d u c t s p r o d u c e d i n c h i n a . k e y wo r d s : mi p s ; e c o l o g i c a l r u c k s a c k ; i r o n o r e ; c r u d e c o p p e r ; c r u d e a l u m i n u m i v 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取 得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或 撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 学 位 论 文 作 者 签 名 :了 一 日期 : 2 .0 d , il 沙 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学 位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北大学可以将学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 ( 如作者和导师同意网上交流， 请在下方签名; 否则视为不同意。 ) 学位论文作者签名: 签字日 期: 2 17 4. , 7 . 丁 一 7,7 导师签名 签字日期 1 1 , 夕 手， 夕 东北大学硕士学位论文第一章 绪论 第一章 绪论 1 . 1 m i p s 方法的研究背景 人类社会不断向 前演替发展， 对自 然资源的开发利用不断强化。 i 8 世纪以来， 工业革命空前地提高了社会生产力，人类通过科技革命成为自 然界的主宰，在征 服自 然界的战役中取得了 阶段性胜利。 到了2 0 世纪中叶，人类发明的新技术层出 不穷，人类用以征服自 然和改造自 然的能力几乎呈几何级数增长.但是，从长远 来看，人类在这初期曾取得了预期胜利的战役中，并不是一个完全的胜利者。正 如恩格斯所言， “ 每一次胜利， 在第一步都取得了我们期待的结果， 但是在第二步 和 第 三步 却 有了 完 全 不同 的 影响， 常 把 第 一 个结 果 又 取 消了 。 ” 0 在 工业革 命以 来 的“ 高生产、高消费、高污染”的传统发展模式指导下的发展实践，造成了对自 然界的侵蚀和破坏， 日 积月累， 终于造成了2 0 世纪全球性的环境问题和生态破坏。 地球上每年有6 0 0 万公顷土地沦为不毛之地， 海平面正以 每年3 .9 毫米的速度升高， 到2 1 世纪中叶将吞噬目 前海岸线的7 0 %， 每6 小时有一个物种灭绝2 1 。正是往日 人类对自 然界的过度索取，才造成了 今天人类自 身生存和维系的艰难。人类开始 对自己的行为和发展方式进行反思。 1 9 7 2年未来学派的先驱一- 罗马俱乐部提出了 关于世界趋势研究的 报告 增 长的极限 。该报告认为: 如果目 前人口 和资本的快速增长模式继续下去，世界就 会面临一场 “ 灾难性的 崩溃” ，第一次指出了经济增长的极限，给人们敲响了一记 警 钟 31 1 9 7 8 年， 国 际 环境和 发展 委员会 ( w c e d ) 首次 在文 件中正 式使 用了 可 持续发展 概念。 1 9 8 7 年， 娜威前首相布伦特兰夫人在联合国世界环境与展委员会的报告 我 们共同的未来发表之后，可持续发展才对世界发展政策及思想界产生重大影响。 1 9 9 2 年6 月 在里 约 热内 卢 举 行的“ 联 合国 环 境与 发 展 大 会， ( u n c e d ) 是人 类 有史 以 来最大的一次国际会议， 大会取得的最有意义的 成果是两个纲领性文件: 地球 宪章 和 2 1 世纪议程 ， 标志着可持续发展从理论探讨走向实际行动。 布伦特兰 夫人报告对可持续发展的定义是: “ 可持续发展是既 满足当 代人的需要， 又不对后 代满足其需要的能力构成危害的发展” 。 这一表述实际 上已 成为一种国际通行的 对 可持续发展概念的解释，既实现经济发展的目 标，又实现人类赖以生存的、自 然 资源与环境的和谐，使子孙后代安居乐业得以 永续发展。 在此基础上， 地球宪章将这一概念阐述为: “ 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力。 为权利必须实现。 ” 它强调了四个原则: 第一， 公平性原则。 这里指的公平性包括代际公平、 代内 公平、资源利用和发展机会的 东北大学硕士学位论文第一章 绪论 第一章 绪论 1 . 1 m i p s 方法的研究背景 人类社会不断向 前演替发展， 对自 然资源的开发利用不断强化。 i 8 世纪以来， 工业革命空前地提高了社会生产力，人类通过科技革命成为自 然界的主宰，在征 服自 然界的战役中取得了 阶段性胜利。 到了2 0 世纪中叶，人类发明的新技术层出 不穷，人类用以征服自 然和改造自 然的能力几乎呈几何级数增长.但是，从长远 来看，人类在这初期曾取得了预期胜利的战役中，并不是一个完全的胜利者。正 如恩格斯所言， “ 每一次胜利， 在第一步都取得了我们期待的结果， 但是在第二步 和 第 三步 却 有了 完 全 不同 的 影响， 常 把 第 一 个结 果 又 取 消了 。 ” 0 在 工业革 命以 来 的“ 高生产、高消费、高污染”的传统发展模式指导下的发展实践，造成了对自 然界的侵蚀和破坏， 日 积月累， 终于造成了2 0 世纪全球性的环境问题和生态破坏。 地球上每年有6 0 0 万公顷土地沦为不毛之地， 海平面正以 每年3 .9 毫米的速度升高， 到2 1 世纪中叶将吞噬目 前海岸线的7 0 %， 每6 小时有一个物种灭绝2 1 。正是往日 人类对自 然界的过度索取，才造成了 今天人类自 身生存和维系的艰难。人类开始 对自己的行为和发展方式进行反思。 1 9 7 2年未来学派的先驱一- 罗马俱乐部提出了 关于世界趋势研究的 报告 增 长的极限 。该报告认为: 如果目 前人口 和资本的快速增长模式继续下去，世界就 会面临一场 “ 灾难性的 崩溃” ，第一次指出了经济增长的极限，给人们敲响了一记 警 钟 31 1 9 7 8 年， 国 际 环境和 发展 委员会 ( w c e d ) 首次 在文 件中正 式使 用了 可 持续发展 概念。 1 9 8 7 年， 娜威前首相布伦特兰夫人在联合国世界环境与展委员会的报告 我 们共同的未来发表之后，可持续发展才对世界发展政策及思想界产生重大影响。 1 9 9 2 年6 月 在里 约 热内 卢 举 行的“ 联 合国 环 境与 发 展 大 会， ( u n c e d ) 是人 类 有史 以 来最大的一次国际会议， 大会取得的最有意义的 成果是两个纲领性文件: 地球 宪章 和 2 1 世纪议程 ， 标志着可持续发展从理论探讨走向实际行动。 布伦特兰 夫人报告对可持续发展的定义是: “ 可持续发展是既 满足当 代人的需要， 又不对后 代满足其需要的能力构成危害的发展” 。 这一表述实际 上已 成为一种国际通行的 对 可持续发展概念的解释，既实现经济发展的目 标，又实现人类赖以生存的、自 然 资源与环境的和谐，使子孙后代安居乐业得以 永续发展。 在此基础上， 地球宪章将这一概念阐述为: “ 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力。 为权利必须实现。 ” 它强调了四个原则: 第一， 公平性原则。 这里指的公平性包括代际公平、 代内 公平、资源利用和发展机会的 东 北大学 硕士学位论文第一章 绪论 公平等方面。实现 “ 代际公平”的核心问题是如何使自 然资源的拥有量相对稳定 在某一水平上: “ 代内公平” 指当 代人享有平等的发展机会，人类在享有地球资源 的 权利上是人人平等的。第二，协调性原则。要求人们根据生态系统持续性的条 件和限制因子调整自己的生活方式和对资源的要求， 经济和社会的发展不能超越资 源和环境的承载能力。第三，质量原则。可持续发展更强调经济发展的质，要以 尽可能低的资源代价去达到提高人民生活质量的目 的， 还要提高经济运行的效率。 第四，发展原则。发展是可持续发展的核心，必须通过发展来提高当代人福利水 平，必须具有长远发展眼光。 可持续发展理论涉及范围广泛，包含自 然资源、生态和经济以及社会学等领 域的问 题。随 着工业化程度的 不断提高以 及人类对自 然资源开发利用不断强化， 资源和生态环境问 题必然是二十一世纪可持续发展的 核心问 题。同时，许多经济 学家认识到传统经济学理论的缺陷及其指导下的实践才产生环境污染与破坏。这 种理论缺陷主要有: 一是不考虑外部不经济性， 导 致破坏了自 然环境， 增加了公共 费 用的开支;二是衡量经济增长的经济学标准一一 -g d p不能真实地反映真实经济 福利。 例如， 1 9 9 5 年美国佛罗里达一场咫风使美国当年g d p 额外增加 1 5 0 亿美元， 大 约 使 美 国1 9 9 5 年g d p 增 长 率 增 加0 .0 5 个 百 分 点 14 1 。 天 灾 像 魔 术 般的 使g d p 增 长与g d p的原 始设计有 关， g d p由民 间消费、 投资、 政 府支出 和净出口 ( 出口 与 进口 差) 四大部分 组成， 不仅天灾可以 导致政府支出项目 的 扩张， 人祸也 有此种效 应。诸如贪污腐化可以使政府支出增加，仿冒 伪劣产品充斥市场，逼迫居民重新 购买，结果也使民间消费 增加， 导致g d p 额外增加。因此， 新的测量可持续发展 的指标应运而生。 1 .2 相关理论和 指标的 简介 为服务于可持续发展的科学决策， 将可持续发展的理念变成现实可操作的管理 模式， 人类必须知道自己目 前所处的状态以 及实现可持续发展还有多远的路要走， 这就要求定量测度发展的可持续性的状态。因此，定量测度发展的可持续状态的 可持续发展评估研究就成为可持续发展研究的重要内容之一。 一些国际组织及有 关研究人员从2 0 世纪8 0 年代开始就努力探寻能定量衡量一个国家或地区发展的可 持续性指标。随着可持续发展评估指标体系设计和应用研究的不断深入，可持续 发展定量评估的各种指标体系不断提出， 有涵盖可持续发展所涉及的社会、经济、 环境和制度等的系统性指标体系，如: “ 驱动力一状态一响应” ( d s r ) 指标体 系、 “ 可持续性的晴雨表”评估指标体系;有主要侧重于一个方面可持续发展评 估的指标，如社会发展类指标、经济发展类指标、生态环境类指标等。 可持续发展指标体系的框架是指指标体系组织的概念模式， 它有助于选择和管 东 北大学 硕士学位论文第一章 绪论 公平等方面。实现 “ 代际公平”的核心问题是如何使自 然资源的拥有量相对稳定 在某一水平上: “ 代内公平” 指当 代人享有平等的发展机会，人类在享有地球资源 的 权利上是人人平等的。第二，协调性原则。要求人们根据生态系统持续性的条 件和限制因子调整自己的生活方式和对资源的要求， 经济和社会的发展不能超越资 源和环境的承载能力。第三，质量原则。可持续发展更强调经济发展的质，要以 尽可能低的资源代价去达到提高人民生活质量的目 的， 还要提高经济运行的效率。 第四，发展原则。发展是可持续发展的核心，必须通过发展来提高当代人福利水 平，必须具有长远发展眼光。 可持续发展理论涉及范围广泛，包含自 然资源、生态和经济以及社会学等领 域的问 题。随 着工业化程度的 不断提高以 及人类对自 然资源开发利用不断强化， 资源和生态环境问 题必然是二十一世纪可持续发展的 核心问 题。同时，许多经济 学家认识到传统经济学理论的缺陷及其指导下的实践才产生环境污染与破坏。这 种理论缺陷主要有: 一是不考虑外部不经济性， 导 致破坏了自 然环境， 增加了公共 费 用的开支;二是衡量经济增长的经济学标准一一 -g d p不能真实地反映真实经济 福利。 例如， 1 9 9 5 年美国佛罗里达一场咫风使美国当年g d p 额外增加 1 5 0 亿美元， 大 约 使 美 国1 9 9 5 年g d p 增 长 率 增 加0 .0 5 个 百 分 点 14 1 。 天 灾 像 魔 术 般的 使g d p 增 长与g d p的原 始设计有 关， g d p由民 间消费、 投资、 政 府支出 和净出口 ( 出口 与 进口 差) 四大部分 组成， 不仅天灾可以 导致政府支出项目 的 扩张， 人祸也 有此种效 应。诸如贪污腐化可以使政府支出增加，仿冒 伪劣产品充斥市场，逼迫居民重新 购买，结果也使民间消费 增加， 导致g d p 额外增加。因此， 新的测量可持续发展 的指标应运而生。 1 .2 相关理论和 指标的 简介 为服务于可持续发展的科学决策， 将可持续发展的理念变成现实可操作的管理 模式， 人类必须知道自己目 前所处的状态以 及实现可持续发展还有多远的路要走， 这就要求定量测度发展的可持续性的状态。因此，定量测度发展的可持续状态的 可持续发展评估研究就成为可持续发展研究的重要内容之一。 一些国际组织及有 关研究人员从2 0 世纪8 0 年代开始就努力探寻能定量衡量一个国家或地区发展的可 持续性指标。随着可持续发展评估指标体系设计和应用研究的不断深入，可持续 发展定量评估的各种指标体系不断提出， 有涵盖可持续发展所涉及的社会、经济、 环境和制度等的系统性指标体系，如: “ 驱动力一状态一响应” ( d s r ) 指标体 系、 “ 可持续性的晴雨表”评估指标体系;有主要侧重于一个方面可持续发展评 估的指标，如社会发展类指标、经济发展类指标、生态环境类指标等。 可持续发展指标体系的框架是指指标体系组织的概念模式， 它有助于选择和管 东 北大学 硕士学位论文 理 指 标 所 需 要 测 量 的 问 a , 提 侠3 - # 面而丽覆 z 石戴h俪 第一章 绪论 。不同的指标体 系框架之间的区别在于它们鉴别可以测量的问 题和选择并组织要测量的问题的方 法和途径。以及它们证明这种鉴别和选择程序的概念的不同。目 前，可持续发展 指 标 体系 的 框架 模式 可以 归 纳为 5 种， 即 压力 一响 应 模式 s t r e s s - r e s p o n s e m o d e l ) . 基于经济的模式 ( e c o n o m i c s - b as e d m o d e l ) 、社会 一经济一环境三分量模式或主题 模式 ( t h r e e - c o m p o n e n t o r th e m e m o d e l ) 、人类一生态系统福利模式 ( lin k e d h u m a n - e c o s y s t e m w e ll - b e in g m o d e l ) 、 多 种资 本 模式( m u lt ip l e c a p it a l m o d e l ) 等 15 1 . 国际上有代表性的 可持续发展系统性的指标体系有: 联合国 可持续发展委员会 ( u n c s d) 建立的“ 驱动力一状态一响应” ( d s r ) 指标体系， 依据 ( 2 1 世纪议 程 分经济、环境、社会和制度四大 类， 共包括1 4 0多 个指标， 它表明了系统的自 然属性， 是目 前较有影响且得到较广泛应用的可持续发展评价工具; 经济合作与发 展组织 ( o e c d )的可持续发展指标体系; 瑞士洛桑国际管理开发学院 (o m d )的 国际竞争力指标体系;世界保护同盟 ( i u c n)的 “ 可持续性的晴雨表” 评估指标 体系; 联合国 统计局 ( u n s d ) 的可持续发展指标体系。 国际上有代表性的可持续发展指标有:联合国开发计划署 ( u n d p ) 在 人类 发展报告1 9 9 0 )中提出的人文发展指数 ( h d i ) ; 世界银行 “ 国家财富” 和“ 真实 储 蓄” 指 标: d a ly等 ( 1 9 8 9 ) 提出 的 可 持 续 经济 福 利 指 标( i s e w) ; c o b b等 ( 1 9 9 5 ) 提出 的“ 真实发 展指标” ( g p i ) ; 加拿大雷斯 ( w i l l i a m e . r e e s ) 所编 制的“ 生 态足迹” ( e c o - f o o t p r i n t ); 以 社会代谢理论为基础的 物质流核算与 分析( m f a , m a t e r i a l f l o w a c c o u n t i n g a n d a n a l y s i s ) 简称mi p s )等。 和每单 位服务的 物质消 耗 ( m a t e ri a l i n p u t p e r s e r v i c e u n i t 综上所述，自 从可持续发展概念被确认以后， 很多研究机构为寻求它的测度 指标做出了不懈的努力， 践起到了重要的推动作用 提出了一些指标体系和指标，对可持续发展的研究和实 ， 其中一些指标己 经被广泛的应用到经济、社会和坏境 的研究和政策制定中，为实现可持续发展作出了贡献。 1 .3 m i p s 方法的 提出 及研究 现状 在上述可持续发展的背景下，各个行业、企业为了 保持生存或提高竞争力， 都应该做出 决定并且制订计划以 最大限 度地利用资源， 有效地使用员工， 形成良 好的企业文化。同时，为了减少或消除行业生产对环境的冲击，需要应用有效的 环 境管 理 系统( e n v ir o n m e n t a l m a n a g e m e n t s y s t e m s 简 称 e m s ) 来 测 量、 监 9 11 并 报 告关于行业生产活动、产品及服务等方面的数据，这样的管理方式确实能对经济 和环境有利。 在1 9 9 6 年秋天，国际质量认证体系出 版了 i s 0 1 4 0 0 1 标准，宣布其对e m s 的需 东 北大学 硕士学位论文 理 指 标 所 需 要 测 量 的 问 a , 提 侠3 - # 面而丽覆 z 石戴h俪 第一章 绪论 。不同的指标体 系框架之间的区别在于它们鉴别可以测量的问 题和选择并组织要测量的问题的方 法和途径。以及它们证明这种鉴别和选择程序的概念的不同。目 前，可持续发展 指 标 体系 的 框架 模式 可以 归 纳为 5 种， 即 压力 一响 应 模式 s t r e s s - r e s p o n s e m o d e l ) . 基于经济的模式 ( e c o n o m i c s - b as e d m o d e l ) 、社会 一经济一环境三分量模式或主题 模式 ( t h r e e - c o m p o n e n t o r th e m e m o d e l ) 、人类一生态系统福利模式 ( lin k e d h u m a n - e c o s y s t e m w e ll - b e in g m o d e l ) 、 多 种资 本 模式( m u lt ip l e c a p it a l m o d e l ) 等 15 1 . 国际上有代表性的 可持续发展系统性的指标体系有: 联合国 可持续发展委员会 ( u n c s d) 建立的“ 驱动力一状态一响应” ( d s r ) 指标体系， 依据 ( 2 1 世纪议 程 分经济、环境、社会和制度四大 类， 共包括1 4 0多 个指标， 它表明了系统的自 然属性， 是目 前较有影响且得到较广泛应用的可持续发展评价工具; 经济合作与发 展组织 ( o e c d )的可持续发展指标体系; 瑞士洛桑国际管理开发学院 (o m d )的 国际竞争力指标体系;世界保护同盟 ( i u c n)的 “ 可持续性的晴雨表” 评估指标 体系; 联合国 统计局 ( u n s d ) 的可持续发展指标体系。 国际上有代表性的可持续发展指标有:联合国开发计划署 ( u n d p ) 在 人类 发展报告1 9 9 0 )中提出的人文发展指数 ( h d i ) ; 世界银行 “ 国家财富” 和“ 真实 储 蓄” 指 标: d a ly等 ( 1 9 8 9 ) 提出 的 可 持 续 经济 福 利 指 标( i s e w) ; c o b b等 ( 1 9 9 5 ) 提出 的“ 真实发 展指标” ( g p i ) ; 加拿大雷斯 ( w i l l i a m e . r e e s ) 所编 制的“ 生 态足迹” ( e c o - f o o t p r i n t ); 以 社会代谢理论为基础的 物质流核算与 分析( m f a , m a t e r i a l f l o w a c c o u n t i n g a n d a n a l y s i s ) 简称mi p s )等。 和每单 位服务的 物质消 耗 ( m a t e ri a l i n p u t p e r s e r v i c e u n i t 综上所述，自 从可持续发展概念被确认以后， 很多研究机构为寻求它的测度 指标做出了不懈的努力， 践起到了重要的推动作用 提出了一些指标体系和指标，对可持续发展的研究和实 ， 其中一些指标己 经被广泛的应用到经济、社会和坏境 的研究和政策制定中，为实现可持续发展作出了贡献。 1 .3 m i p s 方法的 提出 及研究 现状 在上述可持续发展的背景下，各个行业、企业为了 保持生存或提高竞争力， 都应该做出 决定并且制订计划以 最大限 度地利用资源， 有效地使用员工， 形成良 好的企业文化。同时，为了减少或消除行业生产对环境的冲击，需要应用有效的 环 境管 理 系统( e n v ir o n m e n t a l m a n a g e m e n t s y s t e m s 简 称 e m s ) 来 测 量、 监 9 11 并 报 告关于行业生产活动、产品及服务等方面的数据，这样的管理方式确实能对经济 和环境有利。 在1 9 9 6 年秋天，国际质量认证体系出 版了 i s 0 1 4 0 0 1 标准，宣布其对e m s 的需 东北大学硕士学位论文第一章 绪论 要，此标准为执行 “ 从摇篮到坟墓”的环境管理系统在国际上获得承认和接受提 供了一个框架。 然而. 这个标准并不包含环境性能管理要求的必要条件， 而且e ms 标准其本身并不充分。因 为“ 你不能管理自 己 不能 测量的东西 ” 6 。因 此， 为了 提高环境成绩， 各行业需要测量并监测他们的产品。这样的环境性能监测报告系 统的 全 球 框 架已 经出 现。 其中 一 个就 是 m i p s ( m a t e ri a l i n p u t p e r s e r v ic e u n it ， 单 位 服务的物质投入)方法。 m i p s 方法是由f r i e d r i c h s c h m id t - b le c k 教授于1 9 9 3 年提出的。mi p s 方法测 量 “ 从摇篮到坟墓” 行业活动的 环境绩效。 每个服务单位在产品的整个生命周期 ( 制造、 运输、包装、使用、再使用、回收利用、回收原料制造新的产品、作为 废物最后的处置) 计算。 因此m i p s 是为最终产品而不是为进入最终产品制造过程 的原材料、 辅助材料而设计。 整个物质和能量的投入是以 千克或吨为单位。 f r ie d r i c h s c h m i d t - b l e c k认为，生 态环境的 重负是由 人类社会生活的误区造成的，即片面地 追求物质财富，而没有认清我们所享受的服务的物质消耗己经到了何等不堪重负 的 地步闭 。 我们从环境中 索取兆吨级的 物质， 通过某个工程、 某种产品、 某项服务 的活动，再以废弃物的形式排放回去，这是一种不同于传统污染物质 汞、铅、 氮氧化物等有毒物质) 造成的 环境破坏。 m i p s 即是提出 一种衡量生态效应大小的 尺度，使我们有可能 建立减物质化目 标，推行环境友好的生活方式， 从而改善我 们的生态环境条件。 大多数人认为一种产品对材料、 能量和土地的需求量， 与环境的容纳能力有很 大的关系。需要环境提供的越多，从生态学的观点看， 这种产品就越糟糕。 例如， 如果我们有两部车，制造它们需要完全相同数量的环境物质，需要消耗相同数量 的石油和燃料，但其中一辆可以 行驶的距离是另一辆的两倍。显然，两部车中能 提供较多服务的车更具“ 生态性” 。 我们关心的是在特定的 物质生活标准下的生态压力。 商品提供“ 服务” 的量反 映了我们能描述的物质生活的标准。商品能够提供给人们一定的服务功能，不同 的商品所提供的服务或执行的功能常常可以比较。这样的商品或设备可以定义为 “ 功用相当的”或至少是 “ 功能相似的” 。原则上可以把功能相当而物质消耗减少 的商品 ( 减物质化商品)引入市场，从而在维持原有的物质生活标准的基础上降 低环境负荷。m i p s方法也是一种新的可用于测量任何产品的环境压力强度的尺 度，要求计算每单位服务和功能的物质消耗。 m i p s 方法提出至今已 经得到了 广泛的应用，例如应用于产品或服务、家庭、 区 域和国 家经济等。 应用m i p s 方法可以 测量单位产品或服务的物质消耗; 可以计 算产品的生态包袱; 可以 测量资源生产力。 m i p s 在物质消耗中 加入了 “ 生命周期” ， 是一种新的生态尺度，可真实地反映了生态压力和可持续发展的关系。 东 北大学 硕士学 位论文第一章 绪论 人类在他们的经济活动中， 移动物质并进行加工直到得到想要的产品。这些 活动造成的物质流动直接与能量传送结合， 包括开 挖土壤、建筑材料、 挖掘沙子、 开采矿石、取水 ( 发电、灌溉、工业和饮用水) ，还有工业、农业和林业生产及所 产生的固体、液体和气体废物的处理。 人类已 经对地表面貌和生态框架的改变起 到越来越重要的作用。为了我们生存的环境的生态平衡，我们应该给这个星球的 环境本身一个控制自己生态框架的机会。 减少由环境系统进入经济系统的巨大的物质流动是减少造成生态环境冲击的 有效手段。生态包袱形象地表达出 人类为获得有用物质而造成的附加生态压力一 一每一件消费品实质上都背着一个消费者直接感觉不到的沉重包袱。生态包袱从 输入端全面地揭示物品生产过程对自 然资源的消耗和对生态环境的冲击，是从源 头解决生态环境问题必须度量、 监测和控制的重要指标之一。 应用mi p s 方法计算 产品的生态包袱，如汽车，冰箱，各种化学产品，矿物产品等。目 前，国际上己 有 很多国 家在计 算其 产品的 生态 包袱， 德国w u p p e r ta l 研究 所更是计算了1 9 %年 大部分产品的生态包袱，为其物质流计算服务。 mi p s在物质消耗中加入了“ 生命周期户 。其研究的对象是生产出来的最终产 品的物质投入，而不是原始材料与辅助材料的物质投入.这种测量手段适合于非 耐用品，并且原则上可延伸适用于复杂的设备与设施。意大利移动电话服务网络 的m i p s 研究正 是这 种方 法的 典型 例子 $ 1 一个国家的经济发展需要物质投入，投入的物质量越大，对自 然资源的消耗 越多，排放的废弃物也越多，因此造成的环境压力也就越大。降低环境压力实现 可持续发展的根本途径在于减少经济系统运行所需的物质量，以逐渐达到经济发 展同 物 质使 用量的 脱钩 ( d e - l in k i n g ) , 德国w u p p e r t a l 研究 所提出 的四 倍 数及 1 0 倍数口号正是号召全世界实现物质减量， 提高资源生产力。 在mi p s 的帮 助下， 能 计算资 源的使用所发挥的效用。因 此， n i p s 是 传统经济法则中的一个标杆。 mi p s 概念具有使经济的减物质化变为一个 但并非唯一一个)易于理解和能 够掌握的新生态政治学象征的优势o mi p s 方法的主要技术目 标将涉及如何提高经 济的资源生产率。此外，这种方法可以 容易、更明显地反映处理物质和能量问题 的环境立法的内 在一致性。 国内的学者也逐渐认识到mi p s 方法的重要性。 清华大学的吴晓东和翁端己经 翻译出版了f r ie d r i c h s c h m i d t - b l e c k 教授编著的人类需要多大的世界( mi p s 生 态经济的有限尺度)一书。北京大学的陈效述老师以及东北大学的刘敬智博士在 进行中国的 物质流计算分 析时都引 用了 大量的 物 质投入系 数9 , 1 0 。 有关国内 应用 东 北