（环境工程专业论文）四川省工业系统生态效率及环境压力研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 可持续发展是指经济、社会、资源、环境协调发展，是科学发展观的基本要 求，仅仅关注环境保护或是经济发展都是片面的，因此本文建立生态效率及环境 压力两大衡量经济与环境相关关系的指标体系，以此分析四川省工业系统可持续 发展状况。 本论文以四川省工业系统为研究对象，采用物质流方法，利用2 0 0 7 、2 0 0 9 年全国污染物普查数据对四川省工业系统输入端的主要资源、综合能源、水资源 及输出端的污染物排放指标进行了核算。建立了包含主要资源效率、综合能源效 率、水资源效率及环境效率四大部分的生态效率指标体系及包含能源消费压力、 资源消费压力、水资源消费压力及污染物排放压力四大部分的环境压力指标体 系。利用核算所得数据，计算四川省工业系统生态效率大小，环境压力的大小以 及经济发展与环境压力耦合关系。研究得出四川省环境效率两年间提升幅度最 大，而能源、资源、和用水效率也存在不同程度的提升，生态效率发展状况良好； 水资源消费和污染物排放环境压力相对较小，经济发展与水资源消费及废物排放 环境压力的协调发展状况良好，而能源消费环境压力较大，同时经济发展与能源 消费环境压力的协调发展状况也不容乐观，资源消费环境压力则呈现出两极分化 现象。全省各效率指标与压力指标呈现明显的地域差异，各市州具体的生态效率 与环境压力及经济发展与环境压力关系呈现出较大的差异，而各行业也因其各自 的性质不同而表现出不同。 关键词物质流；生态效率：环境压力；四川省 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tr e f e r st oc o o r d i n a t e dd e v e l o p m e n to fe c o n o m i c ，s o c i a l ， r e s o u r c e sa n de n v i r o n m e n t i t st h eb a s i cr e q u i r e m e n to ft h eo u t l o o ko fs c i e n t i f i c d e v e l o p m e n t i t so n e - s i d e dt om a k ef o c u so n l y o ne n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o no r e c o n o m i c d e v e l o p m e n t t h i s a r t i c l ee s t a b l i s h e dt w oi n d e xs y s t e m sn a m e d e c o e f f i c i e n c ya n dp r e s s u r eo nt h ee n v i r o n m e n t , w h i c hm e a s u r i n gr e l a t i o n s h i p b e t w e e ne c o n o m ya n de n v i r o n m e n t b yt h ei n d e xs y s t e m s ，w ec a na n a l y z et h e s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fi n d u s t r i a ls y s t e mi ns i c h u a n t h i sa r t i c l es e l e c t si n d u s t r i a ls y s t e mi ns i c h u a na so b j e c to fs t u d y ，a c c o u n t st h e m a i nr e s o u r c e ， i n t e g r a t e de n e r g ya n dw a t e rr e s o u r c e so fi n p u ta n dd i s c h a r g eo f p o l l u t a n t so fo u t p u tb ym a t e r i a lf l o wa p p r o a c h 、析t l lt h en a t i o n a lp o l l u t a n tc e n s u sd a t a i n2 0 0 7a n d2 0 0 9 t h i sa r t i c l ee s t a b l i s h e de c o - e f f i c i e n c yi n d e xs y s t e m sw h i c h c o n t a i nm a j o rr e s o u r c ee f f i c i e n c y ，c o m p r e h e n s i v ee n e r g ye f f i c i e n c y ，w a t e re f f i c i e n c y ， e n v i r o n m e n t a le f f i c i e n c y ，a n de s t a b l i s h e dp r e s s u r eo nt h ee n v i r o n m e n ti n d e xs y s t e m s w h i c hc o n t a i ne n e r g yc o n s u m p t i o np r e s s u r e ，r e s o u r c ec o n s u m p t i o np r e s s u r e ，w a t e r c o n s u m p t i o np r e s s u r e ，p o l l u t a n t d i s c h a r g ep r e s s u r e c a l c u l a t et h es i z eo f e c o - e f f i c i e n c y ，p r e s s u r eo nt h ee n v i r o n m e n ta n dc o u p l i n gr e l a t i o n s h i p b e t w e e n e c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n dp r e s s u r eo nt h ee n v i r o n m e n to fi n d u s t r i a ls y s t e mi n s i c h u a n s t u d yo b t a i n e dt h a tp r o m o t i o no f e n v i r o n m e n t a le f f i c i e n c yi sf a rm o r et h a n o t h e re f f i c i e n c yi n d i c a t o r s ，b u te n e r g ye f f i c i e n c y ，r e s o u r c ee f f i c i e n c ya n dw a t e r e f f i c i e n c ya l s oh a v es o m ep r o m o t i o n e c o e f f i c i e n c yh a sag o o dd e v e l o p m e n t w a t e r c o n s u m p t i o np r e s s u r ea n dp o l l u t a n td i s c h a r g ep r e s s u r ei ss m a l l e ra n dh a v eag o o d r e l a t i o n s h i p 、衍也e c o n o m i c d e v e l o p m e n t e n e r g yc o n s u m p t i o np r e s s u r e i s c o m p a r a t i v e l yl a r g ea n dh a sb a dc o l l a b o r a t i v e 、 ，i t he c o n o m i cd e v e l o p m e n t r e s o u r c e c o n s u m p t i o np r e s s u r ei ss h o w i n gt h ep h e n o m e n o no fp o l a r i z a t i o n e c o - e f f i c i e n c ya n d p r e s s u r eo nt h ee n v i r o n m e n th a v eo b v i o u sg e o g r a p h i c a ld i f f e r e n c e s e c o e f f i c i e n c y ， p r e s s u r eo nt h ee n v i r o n m e n ta n dc o u p l i n gr e l a t i o n s h i pb e t w e e ne c o n o m i c d e v e l o p m e n ta n dp r e s s u r eo nt h ee n v i r o n m e n ti nd i f f e r e n tc i t yi sq u i t ed i f f e r e n t d i f f e r e n ti n d u s t r i e sh a v ed i f f e r e n tp e r f o r m a n c eb e c a u s eo ft h e i rd i f f e r e n tc h a r a c t e r k e yw o r d s ：m a t e r i a lf l o w ；e c o - e f f i c i e n c y ；p r e s s u r e o nt h ee n v i r o n m e n t ；s i c h u a np r o v i n c e 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第一章绪论 1 1 论文选题的意义 “十一五 期间，四川国民经济持续快速发展，而工业在国民经济快速增 长中继续扮演重要角色，但这种快速持续增长已经导致了一系列的严重的环境问 题。随着工业化、城市化、现代化的迅速推进，矿业、原材料工业与国内生产总 值增长率几乎呈同步上升的态势。工业发展和矿产资源开发在为经济发展作出贡 献的同时，也导致了严重的环境污染和生态破坏。如何使区域环境和工业发展得 以协调发展，并在工业发展和环境保护间实现良性互动是实现四川省经济、社会、 环境可持续发展的关键。因此，研究四川省工业总产值的增长与资源消耗及污染 物排放之间的关系，找出四川省工业系统发展与环境最不和谐的地区及行业，找 出其中存在的问题及其解决的办法对四川工业系统更和谐的发展显得十分重要。 而循环经济所倡导的3 r 新型发展模式与先进的环境保护理念正是实现四j i i 省可 持续发展的正确选择。循环经济不仅仅关注价值流动或是物质流动，而是关注二 者之间的互动关系，建立价值流与物质流两个核心的评价模式【l 】。因此，本文选 取循环经济系统中的物质流方法研究四川省工业系统生态效率及环境压力状况， 分析四川省工业系统工业总产值的增长与物质消耗及污染物排放之间的关系，找 出四川省工业系统发展与环境最不和谐的地区及行业，为促进四川省走可持续发 展道路作出贡献。 1 2 国内外研究现状 本课题采用物质流的方法来进行数据的汇总整理，并运用物质流指标进行数 据的分析。物质流方法分为两种，一种称为材料流分析，主要研究某种特定的物 质流，如铁、铜、锌等对国民经济有着重要意义的物质流，另一种称为整体物质 流分析，主要研究国家经济系统物质输入与输出。物质流分析方法研究经济生产 活动中的新陈代谢，思想来源于新陈代谢的研究，最开始应用于城市新陈代谢及 流域和城市地区的污染途径分析。在此后的几十年中，物质流分析在许多领域中 成为一个广泛应用的工具，包括过程控制、废弃物和流域治理、农业营养物管理、 水质管理、资源保护和开发、产品设计、生命周期分析等。现阶段多数物质流分 析的基础是欧盟统计局公布的物质流分析指标指导性原则文件，并在此基础上发 展。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 a 、国外研究现状 自2 0 世纪3 0 年代以来，l e o n t i f e 、a b e l 、r u a y r e s 、d u c h i n 、s c h m i d t b l e e k 等人在物质流概念的提出、丰富和完善方面做了很有有益的工作，他们推动了物 质流分析方法在国民经济系统资源和物质流动状况的研究中的应用，使得物质流 分析方法在全世界广泛应用有了必要的基础条件【2 训。 自德国物质流账户体系和欧盟指导性文件标准建立之后，发达国家均在此基 础上进行了国家层面的物质流研究，最先开始使用此方法的是奥地利、日本、美 国和德国： 此外，欧盟环境署于2 0 0 1 年对欧盟1 5 个成员国进行了物质流分析，这样是迄 今为止物质流唯一一次被应用于国际区域经济系统。 另外，研究者还运用物质流分析方法对其他领域进行了研究：k o r h o n e n 通过 分析芬兰的地区森林产业的物质能量流动，利用自然循环模型构建该地区的产业 生态系统f 1 0 1 ；2 0 0 3 年，b r i n g e z u 等运用经济系统物质流分析方法及其相应的指标 体系监测、评估经济系统代谢过程，即经济系统内部以及与环境和其他系统之间 物质的流动研究【】；陶在朴完成了1 9 9 7 年奥地利家庭的物质流核算，得出了奥地 利家庭物质投入与产出表【1 2 】；2 0 0 5 年，w e i s z 和f r i d o l 惦越一国经济系统，对欧 盟1 5 国的资源利用状况进行了物质流分析比较【1 3 】；i g a r a s h i ，y u m a 等对日本在将 来封闭式情况下不锈钢生产过程中排放的潜在减量进行评估【1 4 1 。 b 、国内研究现状 国内关于物质流的研究从2 0 0 0 年才开始，研究成果相对较少。但随着国民经 济的发展和对资源环境认识的深入，循环经济和可持续发展在我国的研究快速升 温，而作为其研究手段之一的物质流分析逐渐成为一个热门研究领域。物质流研 究范围逐步从宏观层面向微观层面深入一从国家层面到区域层面和企业层面：研 究内容从整体的经济系统物质流分析到产业部门物质流分析和特定物质的物质 流( 元素流) 分析，逐步从单纯的经济系统物质流分析向交叉系统物质流分析发 展。 在我国，陈效俅，乔立佳2 0 0 0 年首次利用物质流的理论和方法，初步分析了 1 9 8 9 1 9 9 6 年中国经济环境系统的物质特征【1 5 】。此后于2 0 0 1 年和2 0 0 3 年又相继对 1 9 9 0 1 9 9 6 年间输入我国经济系统的物质流、1 9 8 5 1 9 9 7 年间我国经济系统的物质 输入与输出进行了研究，开创了困内物质流研究的先河【1 “1 7 1 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 2 0 0 8 年，杨建锋对2 0 0 0 - 2 0 0 5 年我国地质环境与社会经济的物质流进行了核 算与分析【1 8 】。段宁等分析和识别了1 9 9 0 - 2 0 0 3 年我国物质流趋势及成因【1 9 1 。2 0 0 6 年，张思锋和雷娟对陕西省1 9 9 0 0 3 年间的物质输入与输出量进行了物质流分 析【2 0 】；徐明等对辽宁省1 9 9 0 - 2 0 0 3 年的物质代谢情况进行了核算与分析【2 l 】；2 0 0 7 年，黄晓芬和诸大建分析了1 9 9 0 - 2 0 0 3 年期间上海市经济系统的物质总需求和资 源生产率等主要指标捌；沈怀军对安徽省1 9 9 0 2 0 0 5 年的经济系统进行了物质流 分析】；李晓君研究了山东省2 0 0 0 - 2 0 0 6 年的循环经济的发展【刎；2 0 0 8 年，张音 波等对广东省经济系统在1 9 9 0 2 0 0 5 年间的物质输入与输出进行系统地分析，探 讨了广东省经济发展与环境压力的关系【2 5 1 ： 由此可知，国外对物质流的分析方法的使用虽然较早，但多数研究是从宏观 角度出发，且多将整个系统作为研究对象；国内研究起步晚，虽然研究从宏观层 面开始向微观层面深入，且从整体到特定部分进行研究，但研究成果较少，且研 究注意力仍是大多关注物质输入与输出的物质量。针对以上情况，在参考借鉴现 有研究成果的基础上，结合四川省循环经济发展水平的具体情况，本论文利用物 质流对四川省工业系统主要物质输入与输出进行核算，并利用物质流分析指标对 四川省工业系统生态效率与环境压力进行计算分析，结合经济与物质综合的度量 四川省循环经济发展水平，为四川省走经济、资源、环境可持续发展道路作出贡 献。 1 3 课题研究的目标、内容及方法 1 3 1 课题研究的目标 通过物质流的方法对2 0 0 7 、2 0 0 9 年两年四川省工业主要资源、能源投入和产 品、废弃物量的核算，根据本文的研究实际，选取物质流分析指标，即生态效率 及环境压力来分析四川省各市州及各行业循环经济发展状况，阐明工业经济发展 对自然资源和生态环境的影响以及自然资源和生态环境对工业经济的反馈影响， 反映出实现四j l i 省工业可持续发展的环境承载能力，并由此提出合理有效的调控 措施及相关政策建议，为提高四川省工业发展的自然资源利用效率和降低资源消 耗强度作出贡献。 1 3 2 课题研究的内容 本文的研究共分为五个部分，具体安排如下： 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 童量量| 量量罾舅量量置量| 量量量量皇量曩奠罾量鲁皇u l 鼍皇置量曹皇鲁量皇量量量量量量量量| 皇量曼皇量曼量曩 第一部分：绪论。包括论文选题的意义，国内外研究现状，研究方法及路径。 第二部分：研究对象与方法概述。包括四川省自然、社会经济环境概况，循 环经济主要方法及其优缺点概述及最终选择物质流方法的依据。 第三部分：四川省工业系统生态效率分析。计算分析2 0 0 7 年、2 0 0 9 年四川省 各市州及各行业生态效率的大小，并进行对比分析。 第四部分：四川省工业系统环境压力分析。计算分析2 0 0 7 年、2 0 0 9 年四川省 各市州及各行业环境压力指标的大小，并进行对比分析。 第五部分：结论与展望。 1 3 3 论文研究的方法 课题采用定性分析与定量计算评价相结合的研究方法，包括资料收集理论分 析与数值计算等，具体如下： 1 ) 定性分析方法 a 搜集国内外相关方面的文献资料； b 阐明各个概念及指标的具体含义。 2 ) 定量分析方法 a 通过物质流的方法核算出各指标所需要的数据； b 利用生态效率及环境压力指标的计算方法计算出各指标的大小，并利用计算 结果绘制出各地区各行业趋势图，分析各地区各行业之间生态效率及环境压力的 大小关系。 1 3 4 论文研究的技术路线 论文研究的技术路线如图1 1 所示： 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 绪论 研究对象概述+ t 研究方法概述 上 生态效率研究 环境压力研宄 结论 图1 1 技术路线 手 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 第二章研究对象与方法概述 2 1 四川省自然环境概况 2 1 1 自然地理 四川位于东经9 7 0 2 1 一1 0 8 0 3 1 和北纬2 6 0 0 3 3 4 0 1 9 之间，南北长9 2 1 k m ， 东西宽1 0 7 5 k m 。全省地域面积达到4 8 5 万k m 2 ，位居全国第5 。有2 1 个市州， 其中包括1 8 个地级市，3 个民族自治州；有7 个省与其接壤，北边与陕西、甘 肃、青海相连接，东边与重庆相邻，南边与贵州和云南相接壤，西边与西藏相衔 接。四川地势高差悬殊很大，从整体上来看，呈西高东低走势，地貌复杂多样， 主要为平原、山地、丘陵和高原，中部为盆地。 2 1 2 气象 四川气候属于亚热带温和、湿润季风气候，东南太平洋、西南印度洋和青藏 高原三大季风在此交汇。受地理纬度和地貌的影响，东部和西部有明显的差异， 平武一都江堰、泸定、盐源一线是四川的重要气候分界线，分界线以西、东北和 东南分别为高原温带一寒带气候区、亚热带气候区及半湿润气候区。全省多年平 均降水9 0 0 1 2 0 0 m m ，年平均气温1 4 c 一1 9 ( 2 ，但时空分布十分不均匀。全年 日照时数约为1 0 0 0 h 一1 6 0 0 h 。 全省各市、州的自然地理概况见表2 1 。 表2 1 四川省各市、州的自然概况 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 2 1 3 资源禀赋 ( 1 ) 水资源 四川省水资源储量位居全国前列，十分丰富。但是由于季节和地域上分布的 不均匀，造成了季节性与区域性缺水。水资源以河川径流最为丰富，但径流量的 季节分布不均，大多集中在6 1 0 月，洪旱灾害时有发生；河道迂回曲折利于灌 溉；天然水质良好。全省主要河流特征见表2 2 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 表2 2 四川省主要河流特征 ( 2 ) 土地资源 四川省总面积位于全国前列，但由于人数众多，可利用土地比例较低，导致 人均土地面积低于全国平均水平，人多地少的矛盾十分突出。地貌类型复杂，以 多山和高原为特色，有山地、丘陵、平原和高原4 种地貌类型，分别占全省幅员 的7 7 1 、1 2 9 、5 3 、4 7 。土地利用以林牧业为主，林牧地集中分布于盆 周山地和西部高山高原，耕地则集中分布于东部盆地和低山丘陵区，园地集中分 布于盆地丘陵和西南山地，交通用地和居民点及工矿用地集中分布在经济较发达 的平原区和丘陵区。四j i i 省2 0 0 8 年土地利用现状如表2 3 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 表2 3i 匹1 1 1 1 省土地利用现状汇总( 2 0 0 8 年) ( 3 ) 生物资源 四川省生物资源丰富，动植物种类繁多，动物种类达到全国总数4 5 以上， 高等植物达到全国总数的1 3 ，居全国第二，仅次于云南。也有许多珍稀古老的 动植物种类，是全国乃至世界珍贵的生物基因库之一。 ( 4 ) 矿产资源 四川成矿种类齐全，且分布较为集中，具有明显的地域性。然而己探明储量 的矿产中贫矿多、富矿少，共生、伴生矿多，因此具有重要的综合利用价值。资 源总量虽然丰富，但由于四川省人口众多，人均占有量低于全国水平：资源种类 齐全，但多数矿种储量不足。 ( 5 ) 能源资源 四川省能源资源丰富，以煤炭、天然气及石油、水能为主，所占比例分别为 2 3 5 、1 5 、7 5 。石油资源储量很小，天然气资源丰富，是国内主要的含油 气盆地之一；四川生物能源、太阳能、风能、地热资源也较为丰富，有待开发利 用。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 2 1 4 生态环境 四川省由于气象条件和地质条件的复杂，自然灾害频繁，种类多地域广。现 有森林资源分布与结构不合理，新造人工林质量不高，功能不强，森林生态系统 出现退化，因而境内水土流失严重，土壤侵蚀量大。四川自然保护区面积占到全 省国土面积的1 8 ，管护能力有待加强，生物栖息地保护和生态恢复的任务艰巨。 2 2 四川省社会经济发展概况 四川是中国西部地区的资源、人口、科技、文化、经济大省，是西部最大的 商品市场、生产要素市场和西南地区重要的物资集散地。在国家实施西部大开发 战略中，四川具有非常重要的战略地位。“十一五”计划实施以来，四川深入贯彻 落实科学发展观，积极应对汶川特大地震灾害和国际金融危机影响，紧紧围绕“两 个加快”，强化投资拉动、产业支撑，全省经济发展保持了平稳较快增长，发展 质量不断提高。全省2 0 0 5 2 0 0 9 年国民经济发展概况见表2 - 4 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第”页 表2 4 四川省国民经济发展概况 指标2 0 0 52 0 0 62 0 0 72 0 0 82 0 0 9 2 3 评价方法指标体系概述 2 3 1 主要评价方法概述 人类社会经济发展需要从自然界获取自然资源，工业经济系统需要先从自然 环境中提取自然资源，然后经过工业生产系统加工转换成可供人类使用的商品。 但是自然资源是有限的，人类的经济发展要兼顾环境保护和经济可持续发展，必 须在环境保护和经济发展之间对有限的自然资源作出最优化配置，协调经济发展 与环境保护之间的关系，以达到可持续发展的目的。 为了更好的贯彻实施可持续发展，需要从经济发展环境响应经济发展的角 度来考虑人类社会发展过程中经济和环境的关系，因此，开展环境经济研究工作， 并建立起一套标准化的衡量与评估人类资源使用效率的方法与指标体系是十分 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 必要的。对于可持续发展水平的测度途径主要分为物质流核算体系、综合核算体 系及能量核算体系，分别以物质流、货币及能量作为测度单位。对于环境经济形 势的研究而言，目前主流的有能值分析、生态足迹法及物质流分析方法，这些方 法都是可持续发展水平测度方法的延伸。 ( 1 ) 能值分析 是以h t o d u m 为首在传统能量分析的基础上创立的生态经济系统研 究新理论和方法。这种方法采用一致的能值标准为量纲，把系统中不同种类、不 可比较的各种形式的能量转化为统一的单位太阳能焦耳( s e d 来评价其在系 统中的作用和地位，通过能量流、物质流、货币流的综合分析，得出反映系统结 构、功能和效率的一系列的能值分析指标，从而定量分析系统的功能特征和生 态、经济效益 2 62 7 1 。 在国家层面，隋春花等以印度丝绸加工业环境经济系统能值图解三流向简 图和拉丁美洲褐虾水产养殖业环境一经济系统的三流向简图为实例，简要介绍了 能值分析研究方法【2 8 】：李双成等对中国经济发展的持续水平进行了分析f 2 9 】：范 小杉等1 3 0 】对中国资源利用现状和演变态势作了研究。 在区域层面，许多学者在对不同省份做了能值分析以后提出了针对不同区域 的具体问题提出了发展建议。严茂超和h t o d u m 对西藏生态经济系统的可持续 发展做了能值分析，他们发现西藏的能值货币比率较高，开发程度较低，高品质 能值的电能占总能值的比例很小，但西藏人均享有的能值量很高【3 。 ( 2 ) 生态足迹 生态足迹分析方法是一种衡量人类和自然资源之间功能互动的方法，1 9 9 2 年生态学家w i l l i 锄r e e s 等最先提出， 19 9 6 年w a c k e m a g e l 对其进行了完善f 3 2 3 3 1 。它主要是来计算在一定的人口和经济规模条件下维持资源消费和废弃物消纳 所必需的生物生产面积，并以此作为判断一个国家或区域的生产消费活动是否适 应于生态系统承载范围的依据。生态足迹的计算以两个事实作为基础的，一是人 类能够确定自身消费的绝大多数资源及其所产生的废弃物的数量，二是这些资源 和废弃物能够转换成响应的生物生产面积。 国内学者应用生态足迹方法进行了全国和区域的生态承载力研究，主要从生 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 态赤字入手来探讨如何改变现有的可持续发展能力下降、经济增长对资源环境形 成持续胁迫的局面。徐中民等在1 9 9 5 年对张掖地区的生态足迹进行了计算，他 们得到1 9 9 5 年张掖地区的人均生态足迹需求为1 6 8 5 h m 2 ，而实际可供给面积仅 为1 3 3 9 h m 2 ，因此，人均生态足迹赤字为0 3 4 6 h m 2 【3 4 1 。李金平等对澳门特别行 政区进行了生态足迹的分析，结果表明2 0 0 1 年澳门的人均生态足迹为2 9 9 3h m 2 ， 而实际生态承载力仅为0 0 11h m z 人，人均生态赤字为2 9 8 2h m 2 ，澳门生态足迹 是其生态承载力的2 7 2 倍【3 5 1 。靳之更等【3 6 】以北京、哈尔冰、沈阳为例，对生态 足迹和可持续性发展分析进行了初步探讨。结果表明，北京市生态赤字由2 0 0 3 年的0 4 1 0 1 l h a 增加到2 0 0 5 年的o 5 2 7 3 9 l l a ，又由2 0 0 5 年降低到2 0 0 7 年的 0 2 7 6 5 h a 。梅艳等【3 7 】综合应用生态足迹、协整理论、误差修正模型，研究了江苏 省生态足迹与经济增长间的关系。 ( 3 ) 物质流方法 物质流分析的基本观点是，人类活动所产生的环境影响在很大程度上取决于 两个方面，一是进入经济系统的自然资源和物质的数量与质量，产生对环境的扰 动，造成环境的退化。二是从经济系统排入环境的资源和废弃物的数量与质量， 造成环境的污染【3 8 】。物质流运用系统思想对整个经济系统使用的自然资源的输入 和输出进行评估的分析，其核心观点是人类活动对环境产生的影响大小主要取决 于输入端的资源数量和输出端的废弃物排放量p 9 j 。 2 0 0 4 年，p a w 和h e l m u t 将物质流定义为：“物质流分析是指在一定时空范 围内关于特定系统的物质流动和储存的系统性分析活评价【删。 因此物质流描述 的是人类从自然界获取资源，进行生产和消费的经济活动，并产生废弃物质以及 废弃物质的再使用和资源化再生利用的过程中物质的实物流向和流量【4 。 经济系统物质流分析揭示了经济系统物质结构的组成和变化情况，有助于分 析经济系统与自然环境之间的关系，最终为提高经济系统的资源生产效率和降低 资源消耗强度，为实现去物质化和社会、经济、环境的可持续发展奠定理论基础 f 4 2 】。此外，如果将物质流指标与一些现有的社会经济统计指标( 人口、g d p 、失 业率等) 进行对照分析，可以衍生一些经济、环境效应的综合指标。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 2 3 2 各方法综合评价 由此可知，以上几种循环经济发展水平的度量方法在国内外较为流行，研究 也比较成熟，但各方法也存在着不少的问题： 能值分析：由于经济系统普遍存在异质性，因此能值分析法对于许多资源或 产品使用单一的转换率是不准确的【4 3 1 ；同焓值的分析一样，能值分析是在一维条 件下进行的，它不能确切的反映出能源的有效性以及其在环境经济中的有用性， 因此在处理经济动态变化时显得束手无策；它不能反映出经济发展所使用的环境 物质的成本，并且由于能值分析需要经过一系列在数量上有很大差别的数据的运 算才能实现，所以其最终结果存在不确定性m 】。 生态足迹：生态足迹模型的假设存在缺陷，主要存在以下几个问题：( 1 ) 土 地“空间互斥性”假设完全忽略各类土地功能的多样性和一定程度的功能替代 性，导致生态承载力计算偏低的系统误差：( 2 ) 基于全球平均产量为l 基础上计 算出的生物资源消费生态足迹完全忽略了生物生产过程中人类对环境的巨大破 坏和掠夺，具有生态偏向性，抹杀了科技进步对承载力的贡献度，使得生态承载 力计算偏低的系统误差：( 3 ) 掩盖了某种消费品的世界平均产量下降导致的全球 生态足迹供给的实际下降，并造成类似“货币幻觉 的“生态足迹幻觉 。 物质流分析法采用物理量作为单位，以物质的质量为衡量标准来测量经济系 统中的物质的消耗、废弃物的排放情况，将不同物质的质量进行累计相加，从而 避免了传统货币化指标因主观价格差异所造成的结果偏差。由于除能源消耗外， 资源消耗和废物排放均以质量为单位，核算简单方便，并避免了转换造成的误差， 而能源消耗采用能源单位，各能源的初始单位转换为能源单位有较为科学的转换 率。 当然，目前物质流分析也存在一定的缺陷，如国外多数研究是从宏观角度出 发，且多将整个系统作为研究对象；国内研究起步晚，虽然研究从宏观层面开始 向微观层面深入，且从整体到特定部分进行研究，但研究成果较少，且研究注意 力仍是大多关注物质输入与输出的物质量，现行的物质流分析多数只考虑物质的 质量，弱化了物质流指标与物质流动带来的环境影响与经济发展之间的关系。针 对以上情况，在参考借鉴现有研究成果的基础上，结合四川i 省循环经济发展水平 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 的具体情况，本论文利用物质流对四川省工业系统主要物质输入与输出进行核 算，并且将输入与输出部分进行分类核算，利用物质流分析指标对四川省工业系 统生态效率与环境压力进行计算分析，结合经济与物质综合的度量四川省循环经 济发展水平，为四川省走可持续发展道路作出贡献，这正是本论文的研究意义所 在。 2 3 3 指标体系及核算方法介绍 本论文选取四川省工业系统作为研究对象，选取物质流指标体系生态效率及 环境压力对四川省工业系统循环经济发展状况进行分析评价。 ( 1 ) 生态效率 生态效率是指生态资源满足人类需要的效率，它是产出与投入的比值。“产 出 是指企业、行业或经济体提供的产品或服务的价值；投入是指企业、行业或 经济体资源和能源利用及它们所造成的环境压力。生态效率的核心思想是“以少 产多 ，也就是在创造最大价值的同时最大限度的减少资源的利用和废弃物的排 放【4 5 】。生态效率的度量对于衡量经济增长和环境压力的脱钩具有十分重要的意 义。 生态效率通常可以用下列的比例关系式来表达： 生态效率= 产品或服务价值生态或环境影响 式中，分子可表示为价值绩效如g d p 等，分母可表示为环境绩效如资源消 耗、能源消耗及污染排放等。由于本论文研究的四川省工业系统的生态效率，因 此分子对应的选取了工业总产值，分母分为综合能源消费量、资源消费量、环境 污染物排放量、水消耗量四大块。 ( 2 ) 环境压力 环境恶化实质上是指环境状态的改变降低了其为人类服务的功能，对人类的 生存、生活条件和健康带来不利影响。因此，环境压力应该定义为“人类活动引 起的能够造成环境服务功能退化的对环境状态之扰动力”。人类活动对环境的种 种扰动数不胜数，扰动程度以及每种扰动对环境造成的损害和损害程度等，都是 很难表述和度量的( 大多数甚至是未知的) 。因此，目前还没有条件基于各种扰动 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 6 页 对环境的具体损害寻求度量环境压力总量的这种宏观指标。然而，环境问题的根 源是社会代谢的规模，代谢规模越大对环境的扰动范围和程度就越大，造成的环 境损害总量也就越大。社会代谢规模一般以社会经济系统的物质吞吐量 ( m a t e r i a lt h r o u g h p u t ) 为度量指标【矧。所以在宏观层面上，环境压力指标可以 基于物质流指标进行构建。这样的指标虽然不能表征具体的环境损害，但确实可 以从宏观上度量环境所遭受的扰动的大小：基于这样的指标，既可以研究和监测 环境压力随时间的变化，也可以对不同区域的环境压力作比较分析，同时，这样的 指标符合“从源头治理 的新环境思维，为解决生态环境问题指明了最根本的途 径实现物质减量。因此本文选取物质流输入、输出端几大环境压力指标进行 核算，并与国土面积、经济指标等相结合构建了工业发展对资源的依赖度、环境 压强、环境纳污饱和度、弹性系数等四大衡量环境压力的指标，其计算方法见表 2 5 ： 表2 5 环境压力指标及计算方法表 指标计算方法 工业发展对资源的依赖度资源依赖型产出总产出 环境纳污饱和度( 大气、水体) 污染物年排放量+ 污染物环境容量 环境压强环境载荷载荷面积 弹性系数资源消耗或污染排放增长速度经济增长速度 表格中工业发展对资源的依赖度即计算资源资源型企业产出占总的工业企 业的产出的比例；环境纳污饱和度是指污染物的排放量占污染物环境容量的比 例：环境压强是指单位区域面积上所承受的环境载荷，环境载荷分为综合能源消 费量、资源消费量、环境污染物排放量、水消耗量四大块；弹性系数是反映某特 征指标的增长速度与国民经济增长速度之间比例关系的指标。分为综合能源消费 量、资源消费量、环境污染物排放量、水消耗量四大块，如综合能源消费量弹性 系数就是反应综合能源消费增长速度与国民经济增长速度之间比例关系的指标。 由于本论文的研究对象是四川省工业系统，因此经济增长速度采用工业总产值增 长速度。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 7 页 ( 3 ) 数据核算 本论文涉及的数据核算主要包括综合能源消费量、主要资源消费量、水资源 消耗量、环境污染物排放量四大块，其具体情况见表2 6 ： 表2 6 四川省工业系统输入输出端主要物质核算表 a 、综合能源消耗 工业系统对原煤、洗精煤、石油、焦炭、天然气、电力、热力等能源的消耗 量最终被折算为标准煤的消耗量，这主要是因为我国工业系统以煤炭为主的能源 消费和供应结构短期内不会改变【4 7 1 。 b 、水的消耗 由于水在工业发展中占有重要的地位及其在工业系统消耗端占据很大比例， 所以被单独列出来，并且核算用水总量、地下水用量、重复用水量三个指标。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 8 页 c 、主要资源的消耗 社会经济发展、基础设施建设等活动长期依赖于对化石燃料、建筑矿物等矿 产资源的消耗，工业系统的发展更是如此，因此本论文拟将主要资源选取为对工 业经济活动影响较大的矿产资源，主要分为工业矿物和建筑材料两类，工业矿物 包括金属矿物类( 铁矿、钒钛矿、铅锌矿、镍矿、铝矿、其他) 、非金属矿物类 ( 磷矿、石灰岩、长石、页岩、花岗岩、其他) ，建筑材料包括河沙、沙( 砂) 、 沙( 砂) 石、粘土、其他。 d 、工业系统排放 排放到环境中的物质主要计以“三废”的量：主要水体污染物计以化学需氧量 ( c o d ) 、氨氮( n h 3 n ) 的产生排放量；主要大气污染物以二氧化硫( s 0 2 ) 、 烟尘和工业粉尘的产生排放量来代表；固体废弃物被分成一般工业固废和危险废 物两类。 工业系统综合能源消耗用“吨标准煤”为单位，主要资源、水消耗和排放物质 的计量单位为质量单位吨。用于核算的数据均来自污染源普查2 0 0 7 以及污染源 普查更新( 2 0 0 9 ) 。本论文所指工业系统是从事国民经济行业分类 ( g b 小7 5 4 2 0 0 2 ) 中采矿业，制造业，电力、燃气及水的生产和供应业3 个门 类3 9 个行业的产业生产活动的工业企业。由于四川省农业服务( 0 5 ) 和文教体 育用品制造( 2 4 ) 两个行业的企业个数少、工业总产值低以及在物质消耗、排放 端占比例很小，所以在进行核算时略去不计。在上述规定的基础上，对全省工业 系统进行分地区和分行业核算。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 9 页 第三章四川省工业系统生态效率分析 本章结合四川省工业系统发展的特点和环境状况，采用综合能源效率、主要 资源效率、环境效率和用水效率四个指标来衡量四川省工业系统的生态效率水 平。其中，综合能源效率是指当年输入到工业系统的单位能源( 折合成标准煤) 所能产生的工业总产值或者产品、服务价值：主要资源效率是指当年输入工业系 统的单位主要不可再生资源所能产生的工业总产值或者产品、服务价值；环境效 率是指当年工业系统输出到环境中的单位污染物或者废弃物所能产生的工业总 产值或者产品、服务价值；考虑到水在工业系统中所占的重要地位以及较大的消 耗量，将用水效率作为一个单独的指标进行考查，它被分解为两个分指标，指当 年工业系统内单位用水量所能产生的工业总产值或者产品、服务价值以及重复用 水量占工业系统总用水量的比率。 3 1 工业系统综合能源利用效率 工业系统能源利用效率的公式表示如下：工业综合能源利用效率= 工业生产 总值工业能源消费量( 吨标准煤) ，这里的工业能源消费量为终端能源消费量。 3 1 1 分地区工业能源利用效率 如图3 1 所示，2 0 0 7 年，成都、资阳两地的工业能源利用效率最高，均超过3 万元吨标煤：工业能源利用效率在2 3 万元吨标煤之间的有德阳、遂宁、南充、 宜宾四个地区；余下地区的工业能源利用效率均不超过2 万元吨标煤，其中广安 的最低，仅为0 3 2 万元吨标煤。 2 0 0 9 年，全省工业能源利用效率由2 0 0 7 年的1 6 4 万元吨标煤提高到了2 0 4 万 元吨标煤，提高了2 3 8 9 ，2 1 个市州中有7 个市州工业能源利用效率得到提高， 其中自贡和成都提高的最大，分别比2 0 0 7 年提高了3 6 7 2 2 和7 1 4 7 。但全省工 业能源利用效率状况也不容乐观，有1 4 个市州的工业能源利用效率反而匕t 2 0 0 7 年下降，其中达州、眉山、遂宁和资阳下降幅度最大，分别下降4 5 3 9 、4 1 2 1 、 3 4 8 9 和3 4 8 2 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 0 页 ；主i 。l：i-|i耻；“。jii刖，_l弘。l丘ll。-：i。i：| 1 1 12 3 0 7 年u2 0 0 9 年 图3 1 各地区工业能源利用效率情况 3 1 2 分行业工业能源利用效率 如图3 2 所示，2 0 0 7 年全省工业行业中，烟草制品业、仪器仪表制造业、通 信设备制造业、f p 届t j 业和交通运输设备制造业工业能源利用效率最高，分别为 3 1 5 6 力吨吨标煤、2 3 1 6 力元吨标煤、2 0 8 l 万元屯标煤、1 9 4 6 力元屯标煤和 1 9 0 4 万元吨标煤。工业能源利用效率最低的五个行业为非金属矿物制品业，电 力和热力生产供应业，石油加工、炼焦及核燃料加工业，造纸业和化学原料及化 学制品制造业，分别为0 4 4 万元吨标煤、0 8 6 万元吨标煤、0 8 8 万元屯标煤、o 9 4 力元吨标煤和1 0 0 万元吨标煤。 2 0 0 9 年，全省工业能源利用效率由1 8 3 万元吨标煤提高到了2 5 0 万元吨标 煤