中國經濟系統物質減量化與經濟增長的關聯分析＊

王亞菲 余

(中央財經大學統計學院,北京 100081)

中國經濟系統物質減量化與經濟增長的關聯分析＊

(中央財經大學統計學院,北京 100081)

資源緊缺已經成為制約中國經濟迅速發展的瓶頸,“物質減量化”是從根本解決這一問題的關鍵。本文以歐盟物質流核算指標為基礎,對中國1981-2008年的物質投入量與經濟增長水平的關聯程度進行了分析,并擬合了環境庫茲涅茨曲線。結果表明,在1981-2008年間,中國單位經濟增長所需的物質量在減少,實現了相對物質減量化,且減量化的速度于2005年后開始逐年加快。但中國的物質消耗總量仍在逐年增加,并沒有出現絕對物質減量的趨勢,中國經濟仍然承受著巨大的環境壓力。最后,本文根據測算結果提出了相關建議,認為應制定輸入方政策,直接預防污染的發生,給予人們自發提高物質利用效率的激勵;污染物排放標準的設定需著眼于整個經濟系統;中國應關注隱流對環境造成的巨大壓力;發展循環經濟核算賬戶、提高人們對物質減量化的認識、推動中國對經濟系統物質流核算及物質減量化的研究;物質流核算把經濟系統作為“黑箱”模型,在未來應結合其他方法對物質流出現變化的原因作進一步研究。

經濟系統物質流核算;物質減量化;關聯分析;環境庫茲涅茨曲線

“物質減量化(Dematerialization)”是建立于整個經濟系統的吞吐量上,指經濟產出所需的物質絕對減量與相對減量[1]。絕對減量是指經濟發展所需的物質總量下降;而相對減量則指雖然物質總量沒有下降,但是單位經濟產出所需的物質量減少了。無論是絕對還是相對減量,都表明資源利用與經濟發展呈負相關關系,符合可持續發展的要求。中國土地、煤炭、石油氣、礦物等資源的人均量遠少于世界平均水平,社會經濟發展與資源環境約束的矛盾越來越突出,“物質減量化”是化解這一矛盾的根本。2007年10月“資源節約”被正式確定為中國的基本國策。對整個經濟系統進行分析對認清中國資源利用現狀,調整可持續發展政策方向具有很強的現實意義。從已有研究成果看,越來越多的國外學者把物質流核算指標運用于“物質減量化”與經濟增長關系的研究。Adriaanse[2]比較了1975-1994年德國、荷蘭、日本和美國的物質利用情況,發現四國經濟發展過程中物質投入與G DP確實出現了負相關現象;Canas等[3]以DMI為指標,運用面板數據對16個工業國家1960-1998年環境與經濟的關系進行分析,發現環境與經濟關系的轉變符合倒“U”型假說;Bringezu[4]對歐盟主要國家及美國、日本和中國進行研究,發現多數國家的“物質減量化”是相對的而非絕對的;Vehmas等[5]以DMI、DMC為指標對歐盟15國1980-2000年情況進行分析,發現歐盟環境與經濟的總體趨勢也是相對負相關的關系,但各國間差異較大。國內學者利用物質流核算方法對中國物質流賬戶體系基本框架的研究,主要集中于物質流規模、結構及變化上[6-7],當與物質減量化結合時僅使用物質流核算指標進行描述統計分析[8-9],有關經濟增長的研究主要是物質生產力與G DP的倒“U”型[10]或線性[11]關系,利用物質流指標對“物質減量化”的研究還很少。目前,中國官方統計指標中唯一與“物質減量化”概念相似的是“單位G DP能耗”,這一指標度量單位經濟產出的能源消耗,可能會因為沒有度量全部資源的使用而使結果理想化。因此,本文使用包括全部物質投入的國家物質流指標,研究1981-2008年期間,將物質流指標與經濟增長指標聯合起來尋找資源投入與經濟增長的關系;在進行“物質減量化”研究時采用了關聯分析的方法,目的是考察處于轉軌時期的中國經濟是否真正處于“物質減量化”的進程。

1 研究方法與數據說明

1.1 基于EW-MFA的物質分類、數據來源及指標

“經濟系統的物質流分析(Economic-Wide Material Flow Analysis,EW-MFA)”是運用系統思想對經濟系統使用的全部自然資源的輸入輸出進行評估的方法[12-14]。EW-MFA基于以下兩條法則:一是物質守衡定律,物質的總量在形式轉換過程中不變;經濟系統一定時期內物質的輸入量應該等于輸出和儲存量之和。二是“弱可持續發展”范式的基本觀點,Hartewick法則指出“只要一種資源存量的減少能夠形成其他資源存量的增長,就不違背可持續發展的要求[13]”,即物質的數量可以同質相加而不必拘泥于其類型。

EW-MFA以重量為單位,很好地彌補了綠色G DP核算難以對資源消耗進行貨幣定價,從而忽略了許多非直接進入經濟體系卻對環境造成影響的物質的問題[10];EWMFA分析經濟系統全部物質的吞吐量,把經濟系統當作“黑箱”,也很好的解決了物質流核算另一分支元素流分析(Substance Flow Analysis,SFA)忽略了物質替代及物質的流動過程難以全程追蹤的問題[12];與其他同樣以重量評估經濟系統全物質輸入輸出的方法,如生命周期評估、能值分析方法、生態足跡等方法相比,EW-MFA具有統一的國際標準,統計結果更具有統一性與可比性。

目前國際上通用的EW-MFA賬戶以歐盟物質流核算框架為標準,根據來源把物質分為國內物質與國外物質,無論是國內還是國外物質都可分為直接物質與隱流物質。直接物質是指直接被經濟系統使用的物質,而隱流物質則指從自然取得但未被經濟系統使用,卻對環境造成負擔的物質(如采礦剝離量、建筑土方量等),也稱為生態包袱。本文采取標準的歐盟物質流核算框架EW-MFA,它對物質從輸入、消費、輸出三個方面衡量[12]。由于“物質減量化”只涉及輸入與消費環節,所以本文沒有對輸出方面進行研究。

決定一種物質是否包括在EW-MFA中主要依據兩條原則判斷:一是數據是否可得,二是是否與國民經濟核算體系及國際環境系統相符[12]。參照上述原則并結合中國的實際情況,本文確定物質的最終分類及數據來源如表1所示。

根據表1,本文計算的核心指標包括:從輸入方看,直接物質投入(Direct Material Input,DMI),衡量生產與消費活動直接動用自然界的物質量,DMI=國內物質+進口物質;物質投入總量(T otal Material Input,TMI),衡量經濟系統年度物質投入總量,TMI=DMI+國內隱流。通常衡量投入經濟系統的全物質還要加上進口的隱流,但是考慮到進口物質的隱流在國外發生,并不消耗國內物質,所以本文忽略了進口物質的隱流;同理本文沒有減去出口物質的隱流。從物質消耗看,直接物質消費(Direct Material Consumption,DMC),衡量經濟系統直接使用的物質總量,DMC=DMI-出口物質。物質消費總量(Total Material Consumption,TMC),衡量經濟系統與生產和消費有關的全部物質,TMC=DMC+國內隱流。以上指標皆反映了經濟系統對自然環境的壓力大小,所以統稱為環境壓力(Environmental Stress,ES)指標。環境壓力指標識別和描述了對環境狀況造成潛在改變和影響的社會環境活動,而非用來描述目前的環境狀況[6]。

表1 研究中使用的物質流分類及數據來源Tab.1 The material flow category and data resource in the study

在具體的指標計算與處理中,采取了以下幾種處理方式:一是剔除了部分數據。例如因為缺乏完整數據支持,非金屬礦物只對水泥進行統計,所以把出口非金屬礦物中非水泥的部分進行了剔除。二是對數據進行了估算。如根據密度與單位重量對一些物質的重量進行估算;因為各類船舶單位重量相差較大,船舶重量根據價格比例進行估計;根據畜產量估算畜產品的飼料量[15];根據時間趨勢對熱帶亞熱帶作物的產量、某些進出口產品數量進行了估計。三是對缺乏對應計算方法的數據進行處理。如原則上講,進出口物質應該把半制成品、制成品轉換為原材料當量,但是因缺乏處理系數與方法,所以直接用進出口產品的質量來代表原料當量[15]。

1.2 關聯分析方法

1.2.1 關聯程度分析方法

本文首先采用關聯程度分析方法考察環境壓力與經濟增長水平之間的關系,物質減量化實際上表示二者呈負相關關系。一般研究中把環境壓力與經濟增長的關聯程度分為強相關與弱相關,這與“物質減量化(增量化)”絕對與相對的程度是相對應的。表2在已有研究的基礎上加入了“膨脹正相關”和“緊縮負相關”兩種新關系,窮列了環境壓力變化與經濟增長變化的所有關系。

表2 環境壓力與經濟增長水平的關聯程度Tab.2 The linkage of environment stress and economic growth

由表2可知,物質減量化的情況是否出現主要取決于單位經濟產出的環境壓力。新加入的兩種關系中,在緊縮負相關的情況下,雖然單位經濟產出的環境壓力在下降,但經濟增長水平也在下降,這是多數研究忽略的一種關系;而在膨脹正相關的情況下,經濟增長水平與環境壓力及單位經濟產出的環境壓力都在不斷增大,因為實際中經濟增長大部分是由導致環境壓力增加的低效率技術帶來的。

從生產角度衡量,本文采用DMI、TMI與G DP作關聯程度分析;同理,從消費角度衡量,采用DMC、TMC與G NI作關聯程度分析。

通常文獻是以人均指標來衡量環境壓力與經濟增長水平,這種做法存在兩個問題可能會對結果造成差異:一是如果環境壓力的增長速度慢于人口的增長速度,即使人均環境壓力變小,總的環境壓力卻在增大;二是如果經濟增長的速度慢于人口的增長速度,即使經濟總量增長,人均經濟水平卻在下降。鑒于此,本文分別采用人均與總量指標分析,以進行比較。

1.2.2 環境庫茲涅茨曲線方法

環境庫茲涅茨曲線(Environmental Kuznets Curve,EKC)假說認為:開始一國資源利用與經濟增長是正相關的,但當收入達到一定水平,曲線開始下降,會出現物質減量化現象,曲線呈倒“U”型。EKC曲線是一條描述資源使用與經濟增長水平關系的曲線,以橫軸表示經濟增長水平,以縱軸表示資源利用量。與環境壓力和經濟增長的類型相對應,EKC曲線也有強弱之分。強EKC曲線以環境壓力為縱軸,而弱EKC曲線以單位經濟產出的環境壓力為縱軸[16],本文同時擬合這兩種曲線作比較。由于EKC曲線一般從宏觀生產的角度衡量環境壓力與經濟水平的關系,所以本文只采用對生產情況更具代表性的TMI進行擬合,使用的是TMI的絕對量而非人均量。

雖然EKC假說認為曲線呈倒“U”型,但是考慮到文獻中石油危機前環境與經濟的線性增長關系[5]及其他學者提出的“N”型曲線假設[3],本文分別采用一次、二次、三次曲線去擬合環境壓力與經濟增長水平的關系,對應的三種模型分別為:

如果環境壓力與經濟增長呈線性關系,則模型(1)擬合效果最好,表明環境壓力會隨著經濟增長不斷增大;如果環境壓力與經濟增長呈倒“U”型關系,則模型(2)擬合效果最好,且β1為正,β2為負,極值點將在(-β1/2β1)處出現,在極值點出現前環境壓力與經濟增長是正相關的,此后環境壓力與經濟增長將呈現負相關發展;如果環境壓力與經濟增長為“N”型關系,則模型(3)效果最好,表明環境壓力與經濟發展的關系先是正相關,繼而負相關,最后又變為正相關。

2 結果與討論

2.1 關聯程度分析的結果

表3為從生產角度對各個指標增長率(與上年相比)的計算結果。表3單元格中的數字表示,以該指標衡量該年份環境壓力與經濟增長的關系。其中斜體字代表強負相關關系,粗體字代表膨脹正相關關系,其他代表弱負相關關系。

由表3可知,從生產角度衡量,1981-2008年間環境壓力與經濟發展只有強負相關、弱負相關與膨脹正相關三種類型,且大體呈弱負相關關系。這一結果表明雖然中國經濟系統沒有出現絕對物質減量化的現象,但單位G DP所帶來的環境壓力一直在減少。

從總量考慮,DMI與經濟增長的關系除了1989、2003及2004年呈膨脹正相關外,其他年份皆呈負相關關系。在呈負相關關系的年份中,大部分年份為弱負相關,只有1998年為強負相關關系。以考慮隱流的TMI指標為例,1997年為強負相關關系,而2008年為膨脹正相關關系,除此以外其他年份的測量結果均與TMI測算的結果一致。可以看出,1997年直接投入物質量在增加,但因為采用了生態包袱較小的物質,加入了隱流后物質總量反而下降;而2008年則正好相反,因為使用了生態包袱較大的物質,加入了隱流以后無論是物質的投入總量還是單位經濟產出的物質投入量都是增加的。

從人均角度測算的結果比用總量測算的結果理想。如1996與2000年以DMI總量計算是弱負相關關系,但以人均DMI計算卻為強負相關關系;1991年以TMI總量測算為弱負相關,但以人均TMI測算卻為強負相關。

表4為從消費角度對各個指標增長率(與上年相比)的計算結果。表4單元格中的數字所代表的含義與表3一致。由表4可知,從消費角度衡量,1981-2008年間,中國環境壓力與經濟增長的關系同樣只有強負相關、弱負相關與膨脹正相關三種類型,且大體呈弱負相關關系。

Vehmas等[5]對歐盟15國進行測算后發現,消費角度的測算結果要明顯優于生產角度。但從表4中發現,從人均或總量考慮,DMC與經濟增長的關系在1989、2003、2004、2006及2008年呈膨脹正相關關系,而除2006年外,TMC在這些年份與經濟增長也呈膨脹正相關的關系,與從生產角度測量的結果相較更不理想,說明中國的情況與歐盟國家存在較大差異。加入了隱流后的測算結果有兩年與以DMC的測算結果相異:2000年以DMC測算為強負相關關系,但以TMC測算僅為弱負相關關系;2006年以DMC測算為膨脹正相關關系,以TMC測算則為弱負相關關系。造成2000年差異的原因是使用了生態包袱較大的物質,導致加入隱流后物質減量化的效果被弱化,而2006年則是因為使用生態包袱較小的物質,雖然物質的直接消費上升了,但加入了隱流后物質消費總量反而下降。

表3 從生產角度測量的環境壓力與經濟增長的關聯程度(單位:%)Tab.3 The linkage of environment stress and economic growth from production(Unit:%)

表4 從消費角度測量的環境壓力與經濟增長的關聯程度(單位:%)Tab.4 The linkage of environment stress and economic growth from consumption(Unit:%)

從人均角度測算的結果同樣比用總量測算結果理想,如1996年以DMC總量計算是弱負相關關系,但以人均DMC計算卻為強負相關關系;1991、1997及2000年以TMC總量測算為弱負相關,但以人均TMC測算卻為強負相關。

無論是從生產還是消費的角度出發,1981-2008年間中國環境壓力與經濟增長大體呈弱負相關關系,表明經濟增長伴隨著更高效率技術的使用,物質生產效率得到提高。而2003與2004兩年環境壓力與經濟增長的關系無論從生產或消費角度測算皆為膨脹正相關,表明這兩年的經濟增長是由增加低效率技術的使用帶來的,應引以為鑒。從各個指標的對比還可以看出,是否考慮未被經濟系統使用卻會對環境造成負擔的隱流會對結果造成影響。此外,人均指標測算的結果普遍比總量指標測算的結果更為理想,從一方面反映出中國物質總量增長很大程度是由于人口增長而非人均物質使用增加帶來的,另一方面也反映出以人均指標測算可能會忽視經濟系統總的環境壓力。

2.2 EKC曲線的結果

表5為根據模型(1)、(2)和(3)對強EKC曲線的擬合結果,其中TMI以十億噸為單位,G DP以萬億元為單位,并以1980年為基期的不變價格表示。從擬合結果來看,二次曲線模型能解釋TMI總量變化的96.1%,而三次曲線模型能解釋TMI總量變動的96.6%,解釋能力比二次曲線模型稍強,但三次曲線模型中二次項的系數需在0.10的顯著性水平下才顯著,而二次曲線模型的全部系數在0.05的顯著性水平下均顯著,結合建模的簡潔性原則,我們最終選擇模型(2)。通過計算可知擬合曲線在1981年后一直是遞增的,即根據中國1981-2008年的情況進行估算,在沒有其他因素影響的情況下,沒有證據表明中國能達到絕對物質減量化。

從圖1可以發現,盡管曲線的擬合程度很高,但對環境壓力與經濟增長關系的描述卻存在偏差。通過觀察圖1并結合關聯程度分析的結果可知,1992-1995年實際觀測值及其增速皆大于擬合的曲線,這主要是由于1992年中國市場經濟的興起造成的;而1998-2002年TMI相較于擬合曲線的明顯減少,可能是由于亞洲遭遇金融危機后中國物質進口乃至總的物質投入量減少造成的。根據圖1,在1998年以后環境壓力與G DP的關系大致為S型,但因為樣本數量太少,擬合G ompertz、Logistic等S型曲線并不顯著。

表5 強EKC的擬合結果Tab.5 The results by strong EKC

表6為弱EKC曲線的擬合結果,其中TMI/G DP以十億噸/萬億元為單位,G DP以萬億元為單位。從擬合結果來看,三次曲線模型能解釋TMI相對變化量的99.3%,明顯優于其他兩個模型,而且三次曲線模型的全部系數在0.05的顯著性水平下均顯著,所以我們最終選擇模型(3)。雖然選擇的是三次曲線模型,但這并不意味著相對物質投入總量與經濟增長的關系為“N”型曲線。通過計算可知,擬合曲線的一階導數恒小于0,曲線一直是遞減的,這一實證結果與中國增加環境投資、加強環境政策力度、經濟結構越來越向服務部門傾斜等現實相符,這都是造成EKC曲線斜率為負的原因[3]。

圖1 強EKC擬合效果圖Fig.1 The fitted figure of strong EKC

表6 弱EKC的擬合結果Tab.6 The results by weak EKC

根據圖2,通過求解曲線的二階導數還可知,當G DP大于4.3萬億元(以1980年價格表示)后,中國于2004-2005年間達到這一水平,單位經濟產生的物質投入隨著經濟增長加速減少,與2005-2007年的實際觀測值相符,但2008年實際的單位經濟物質投入反而增加了,還應進一步觀察與分析這到底是受隨機因素影響出現的情況,還是因其他外生變量的影響數據出現拐點。此外,曲線外推存在著物質投入為0的現象,但因為環境壓力指標本來就是用以描述環境的潛在變化,所以一般以環境壓力指標擬合的EKC曲線只用于研究現狀而并不據此進行預測。

圖2 弱EKC擬合效果圖Fig.2 The fitted figure of weak EKC

3 結論與建議

本文利用EW-MFA指標,計算了中國1981-2008年間的物質投入量與消費量,并運用關聯分析方法研究了中國物質減量化與經濟增長的關系。得出的主要結論為:如果以資源使用來衡量環境壓力,關聯程度分析的結果表明,中國1981-2008年物質減量化是相對的而非絕對的,環境壓力量隨著經濟的增長而不斷增加,但單位經濟產出所需的物質卻在減少;EKC曲線的擬合結果表明,單位經濟產出所需物質在2005年左右由減速減少轉為加速減少,根據1981-2008年的數據計算,并沒有證據表明中國會出現絕對物質減量化。

根據以上研究結果,本文提出以下建議:首先,目前中國一直“將污染減排作為解決環境問題的主攻方向”,這種“解毒”的方法在短期內能對遏制環境惡化起到明顯效果,但在長期中卻會因缺少刺激而失效[17]。由于經濟系統輸入量等于儲存量與輸出量之和,因此,建議制定輸入方面的政策,這樣就能直接預防污染的發生,并能給予人們自發提高物質利用效率的刺激。其次,解決問題時需著眼于整個經濟系統,中國目前污染物排放標準一般只對CO2與SO2的排放總量進行控制,其他污染物標準或按單個企業或按行業設定,或根本未設限制;這樣并不能保證整個經濟系統的污染物排放量不增加。再次,EW-MFA中提出的隱流概念也值得引起中國關注,清潔生產與可再生能源的使用值得提倡,但人們卻往往忽略了與此相關的隱藏物質的大小,如用作燃料電池催化劑的鉑族金屬就是生態包袱非常大的物質[17]。此外,發展循環經濟核算賬戶、提高人們對物質減量化的認識、推動中國對EW-MFA及物質減量化的研究也有很強的現實意義。

EW-MFA把經濟系統當成“黑箱”,從宏觀上分析了經濟系統的物質吞吐量,但是并不能由此發現物質流出現變化的原因,因此給出的政策建議也較為有限。為了對中國物質減量化的情況有更深入的認識,在未來需結合其他方法作進一步的研究。

(編輯:劉呈慶)

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AbstractChina’s economy encountered a bottleneck of resources whereas dematerialization can get to the root of the problem and solve it thoroughly.With the data from 1981 to 2008,this article applies the EW-MFA indicators recommended by ERUOSTAT with the economic indicators such as G DP to do the linking analysis and fit the Environmental Kuznets Curve.The results indicate relative dematerialization of China from 1981 to 2008,with the fact that the general tendencyof material use for per-unit economic growth is decreasing.What’s more,the speed of dematerialization has been accelerating after 2005.However,the scale of China’s total material use is expanding year by year and there is no evidence that the absolute dematerialization will appear,suggesting that the China’s economy is still subjected to tremendous environmental stress.Finally,some suggestions are provided on the basis of the results.The input-side policies should be developed to directly prevent pollution,and give people self-motivation to improve material utilization efficiency.The settings of pollutant emission standards must focus on the entire economic system.China should concern about the hidden flow which put the enormous pressure on the environment.Developing the recycling economy accounts and raising awareness of the dematerialization can promote the research of China’s material flow accounts and dematerialization.Taking the economic system as a“black box”model,EW-MFA should combine with other methods to investigate material flow changes for the further study.

Key wordsEW-MFA;dematerialization;linking-analysis;EKC

Linking Analysis on China’s Material Dematerialization and Economic Growth

WANG Ya-fei YU Yue
(School of Statistics,Central University of Finance and Economics,Beijing 100081,China)

F062.2

A

1002-2104(2010)07-0112-08

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.07.019

2010-01-17

王亞菲,博士,副教授,主要研究方向為環境管理與政策。

＊國家社會科學基金重大項目“國家統計數據質量管理研究”(No.09&ZD040);教育部哲學社會科學重大課題攻關項目“我國資源、環境、人口與經濟承載能力研究”(No.06JZD0020);全國統計科學研究計劃項目“中國經濟系統物質流核算與評估”(No.2008LZ033)和中央財經大學學科建設基金資助。