低碳視角下江蘇省港航與生態環境發展的關系

范玉紅，楊燕

(南通航運職業技術學院管理信息系，江蘇南通 226010)

0 引言

根據國際能源機構報告［1］:國際海運每年排放CO28億t，2004年占世界總排放量的3%.根據清潔運輸公會［2］統計:以噸公里計算，最近3年世界海運量平均每年遞增5%，國際海運所排放的CO2總量已超過許多簽署《京都議定書》國家每年溫室氣體的排放量.可見，港航的快速發展對生態環境造成的影響較大.江蘇省是航運大省，港航單位與生態環境彼此作用，港航發展不可避免地對生態環境產生直接或間接的負面作用;同時，生態環境也會反作用于港航的各種活動，對港航的規劃、建設和運營產生深遠影響.“十二五”時期，國家給江蘇省下達的減排任務是:化學需氧量、氨氮、二氧化硫和氮氧化物排放總量分別比2010年削減11.9%，12.9%，14.8%和17.5%(與“十一五”時期相比，減排指標增加，減排范圍拓寬).所以，在運輸消耗不斷增加、資源相對短缺、生態環境遭受破壞的矛盾和問題越來越突出的形勢下，研究江蘇省港航與生態環境發展之間的關系非常必要.

目前，國內學者在經濟與生態環境方面的研究較多:如李芳林等［3］、劉輝等［4］分別對江蘇、山東等省區的經濟與環境協調關系進行評價;胡巍等［5］、崔鋒［6］構建區域經濟與生態環境指標體系;林琳［7］分析經濟與生態環境協調發展的模式;李洪英等［8］對區域經濟和生態環境進行定量分析.所采用的分析方法有回歸分析法、相關分析法、主成分分析法、層次分析法等，但是針對江蘇省港航與生態環境之間的關系從低碳角度研究則較少.本文從江蘇省港航和生態環境發展的現狀出發，構建兩個系統的指標體系，采用主成分分析法、相關分析法以及協調發展模型定量分析江蘇省港航與生態環境發展的關系，實施江蘇省港航的低碳發展，最終實現江蘇省港航與生態環境的協調發展.

1 江蘇省港航和生態環境的發展概況

1.1 江蘇省港航的低碳發展概況

江蘇省港航主要由江蘇省的港口和航運企業組成.江蘇省境內擁有約1 162.8 km的長江岸線、1 011.04 km的海岸線和718 km的京杭運河.近些年江蘇省港航取得較大發展:港口貨物吞吐量及運輸周轉量的增長速度較快(見圖1)，2010年港口通過能力、萬噸級以上泊位數、港口貨物吞吐量和億噸大港數等4項指標創全國第一，在“十二五”時期“兩型”港口建設將成為省港口企業的工作重心;在航道建設方面，航道投資繼2005年突破10億元、2006年突破20億元之后，2007年達31億元，2008年完成32.39億元，2009年達33億元，力圖構建一個全國領先的航道信息網絡，為港航發展營造良好的環境;在船型標準化方面，啟動長江干線船型標準化工作，年度拆解老舊船舶達500艘;在低碳技術方面，全省11個主要港口中6個吞吐量超億噸大港已完成54臺港口起吊機械“油改電”工程，建成全球首套高壓變頻數字化碼頭岸電系統.

圖1 2000—2010年江蘇省貨物吞吐量和運輸周轉量

1.2 江蘇省生態環境發展概況

作為水運行業的重要組成部分，港航是耗能大戶之一.伴隨著江蘇省港航的發展，環境問題日益突出，環境糾紛也時有發生.根據交通節能信息簡報獲知:江蘇省通過低碳交通運輸專項行動，港口企業單位作業能耗平均降低6%，最高達13%;通過實施船型標準化工程，航道和船閘通過量增長76.95%，閘室利用率提高50%，船舶航行速度平均提高62.5%，每年節約燃油1.7萬 t，減少油污排放量300多噸，船舶水體、噪聲污染、水上交通事故明顯下降.但根據《江蘇交通運輸“十二五”規劃》，到2015年江蘇省營運船舶單位運輸周轉量能耗較2005年要下降15%，港口生產單位吞吐量綜合能耗要下降8%，減排任務較重.目前，江蘇省港口的貨種主要包括煤炭、硫磺、礦石、飼料、糧食、鹽、紙漿等散貨，在整個貨物吞吐量中占70%以上，這些貨物在裝卸過程中會產生粉塵、CO2等大量污染物.同時，江蘇省沿江大型企業生產所需約80%的鐵礦石、72%的原油、83%的電煤都是依靠江蘇省航運來保障的，一些新型專用船舶如化學品船、液化氣船、汽車滾裝船、散裝水泥船已經開始使用，一旦發生事故就會對環境造成較大影響，2011年上半年江蘇省沿江發生的船舶污染事故就有6起.

2 江蘇省港航的發展與生態環境發展關系分析

2.1 港航和生態環境指標體系的構建

考慮到江蘇省數據的可獲得性，從發展水平、結構優化和發展潛力的角度構建反映港航發展程度的指標體系，并從環境污染、能源消耗和事故災害的角度構建反映生態環境的指標體系［9］，具體見表1.

之所以選取上述指標體系，是因為其對生態環境的影響尤為重要.港航經濟指標主要考慮的是貨物吞吐量和周轉量及其相關比重，相關因素影響發展潛力包括碼頭、船舶相關量.生態環境指標的選取均是考慮有可能造成環境污染的.

表1 江蘇省港航和生態環境指標體系

2.2 江蘇省港航與生態環境關系的主成分分析

從交通運輸部、國家統計局、江蘇省統計局等網站上收集數據，經過整理、統計得到2001—2009年的江蘇省港航與生態環境的樣本數據，并對這些數據進行實證分析.計算步驟如下:

(1)構建指標體系.設原始數據矩陣為X=(Xij)n×p，其中，n為評價對象個數，p為集約利用指標個數，Xij為第i個評價對象第j項指標的數值.

(2)對原始數據的標準化處理.對不同計量單位的指標數據進行同度量處理.該研究采用標準差標準化方法處理，求取標準化后的數據矩陣

式中:i=1，2，…，n;j=1，2，…，p;樣本均值=;樣本標準差

(3)建立相關系數矩陣R.采用標準化以后的數據矩陣Yij，求取相關系數矩陣R=(rij)p×p，

(4)求相關系數矩陣的特征值，確定主成分個數即新指標個數m.計算相關矩陣R的特征值和方差貢獻率，并使特征值按大小順序排列，即λ1＞λ2＞…＞λp≥0.本文分析根據累積方差貢獻率大于95%的原則，確定江蘇省港航系統和生態環境系統各有4個公共因子，這些因子能反映出港航系統和生態環境系統絕大部分的信息［10］，結果見表2.

表2 江蘇省港航和生態環境主要因子特征值及累積貢獻率

根據各個子系統提煉的主成分，得出兩個子系統各年的綜合發展指數(見表3和圖2).綜合發展指數反映該年度在整個評價體系中的相對水平，而不是絕對水平，系統發展水平越高的年度其評價指數越大.利用主成分分析法求得的指數有正值，也有負值.綜合發展指數為零表示該年度的發展水平處于其評價范圍內的平均水平;大于零表示該年度的發展水平高于評價范圍內的平均水平;小于零表明該年度的發展水平低于評價范圍內的平均水平.［11］

表3 綜合發展指數

圖2 江蘇省港航和生態環境綜合評價值趨勢

江蘇省港航系統的得分值與生態環境系統的得分值在數值上對等，即港航得分的1分與生態環境得分的1分是等值的.因此，港航發展指數大于生態環境發展指數時，表明江蘇省港航系統發展快于生態環境系統的改善;當兩者相等時，表明港航系統與生態環境系統同步發展;當港航發展指數小于生態環境發展指數時，則表明港航系統的發展滯后于生態環境系統的發展水平.

從表3和圖2可以看出江蘇省港航和生態環境的綜合發展狀況及變化趨勢:2000—2009年江蘇省港航發展水平總體呈上升趨勢，綜合評價值由－1.821 56上升為2.285 55;生態環境的變化趨勢與港航的發展趨勢正好相反，2000—2009年，生態環境綜合評價值基本呈下降趨勢.2005年江蘇省港航綜合水平達到零值以上，首次超出平均值.江蘇省港航快速發展說明江蘇省的工業和外貿發展的步伐加快，給生態環境帶來不利影響，同時江蘇省港航自身大力發展之后，港口、航運等企業對生態環境的影響也加大，導致2004年之后江蘇省生態環境惡化較快.因此，近些年隨著港航的快速發展，生態環境狀況的改善已相對滯后，不能滿足當前港航發展的需要.

2.3 江蘇省港航與生態環境的相關性分析

相關性分析研究現象之間是否存在某種依存關系，并對具體有依存關系的現象探討其相關方向以及相關程度.本文運用統計軟件SPSS對江蘇省港航綜合發展指數與生態環境綜合發展指數的相關度進行分析，結果見表4.

表4 江蘇省港航與生態環境綜合發展指數相關度

從表4可以看出，江蘇省港航與生態環境的相關因數為－0.957，即兩者之間顯著相關，說明江蘇省港航經濟的發展與生態環境的發展是相互影響、相互促進、相互制約的，生態環境的改善有利于港航的發展，反之生態環境發展的滯后最終會影響和制約江蘇省港航的發展.雖然目前江蘇省港航的發展非常迅速，但是今后如果不能有效改善生態環境的發展，會導致江蘇省港航的發展速度變緩.

2.4 江蘇省港航與生態環境發展的協同性分析

協同論亦稱“協同學”或“協和學”，其創立者是德國斯圖加特大學教授、著名物理學家哈肯.協調是兩種或兩種以上子系統間配合得當、和諧一致、良性循環的關系，以達到減少系統運行的負效應、提高系統整體輸出功能和協同效應的目的.在經濟發展過程中，只有正確處理經濟發展與生態環境的關系，弱化、消除經濟發展與生態環境間的消極關系，充分利用和發展其積極關系，使經濟發展與生態環境組成的系統都處于協調狀態，整個系統就能處于協調狀態，二者間才能實現良性循環.［12］

設正數x1，x2，…，xm為描述江蘇省港航的m個指標;正數y1，y2，…，yn為描述生態環境特征的n個指標;函數f(x)和f(y)分別為江蘇省綜合港航經濟評價函數和綜合生態環境評價函數.江蘇省港航和生態環境的協調度 C 的計算公式［13－14］為

式中:K為調節因數(K≥2)，文中取K=2.C值越大，說明兩個系統間協調發展的程度越高(見表5)，反之則兩個系統間協調發展的程度越低.

表5 協調等級分類

為更準確地表現江蘇省港航與生態環境之間的關系，引入協調發展度D，計算公式為

式中:T為港航與生態環境綜合協調發展指數，T=αf(x)+βf(y)，其中α和β為待定權數，鑒于港航經濟發展與生態環境同等重要，這里取α=β=0.5.

文中所求得的港航與生態環境綜合發展指數視為f(x)和f(y)的結果，經過計算得到圖3及表6.

圖3 協調發展度趨勢

圖3和表6顯示江蘇省港航與生態環境協調發展狀況及協調發展度的變化趨勢，江蘇省港航的發展優于生態環境的發展:2000—2009年，江蘇省港航與生態環境的協調發展度不斷變化，基本呈倒“U”型曲線;2000—2004年協調發展度呈上升趨勢，2004年協調發展度達到10年中的最優;2005年之后基本呈下降趨勢.這幾年隨著江蘇省港航的發展，生態環境的發展不容樂觀，有待進一步改善.生態環境的改善在江蘇省港航高速發展的情況下，應引起有關部門的關注，政府對生態環境保護的要求應更加明確，要提倡江蘇省港航的低碳發展.

表6 2000—2009年江蘇省港航與生態環境協調發展度及協調發展指數

3 江蘇省港航低碳發展對策

江蘇省港航與生態環境發展之間存在較強的相關關系，港航經濟的發展如果不注重發展方式將會導致生態環境的惡化，在未來的發展中應該重視兩者之間的協調發展.

3.1 樹立低碳意識，營造低碳環境

港航可持續發展就是要實現經濟與環境的協調，低碳經濟時代的到來要求人們強化經濟發展的低碳意識，充分認識低碳港航的作用，實現江蘇省港航的低碳轉型.“十二五”期間，江蘇省一是要加快老舊和單殼液貨危險品船退出市場，推進長江干線船型標準化，保障運輸安全，引導船舶向大型化、專業化、清潔化方向發展;二是要盡快出臺詳細的港航相關法律法規;三是要推進支持長江航運綜合信息服務系統建設，推進船舶免停靠報港信息服務系統應用等，實現各利益主體之間業務、信息的暢通，提升江蘇省港航信息化水平，為江蘇省低碳港航發展營造良好的環境.

3.2 加大低碳投入，創新合作模式

“十二五”期間，江蘇省港航的財政重點放在高等級航道網建設、船舶運力結構調整、水運節能減排、交通科研資金投入機制和水運支持保障系統建設等5大領域;重點支持“靠港船舶使用岸電技術應用”“清潔能源、可再生能源技術在港口的應用”“輪胎式集裝箱門式起重機‘油改電’”等項目，大力推進節能減排.同時，江蘇省的港航企業要尋求新的發展模式，如進行橫向與縱向的整合、服務創新、挖掘物流第三利潤源，實現物流鏈的雙贏和多贏等.

3.3 轉變發展模式，優化資源配置

江蘇省港航企業要加強自身組織管理，爭取以最少的資源配置產生最大的生產能力和效益，努力向規模化、集約化方向發展，積極發展大宗散貨專業化運輸、多式聯運等現代化運輸組織方式，提高船舶錨泊、靠泊效率和裝卸效率，全面提升船舶營運組織效率，加強貨物集散地規劃及建設，船舶所有人聯合起來形成高效的物流系統.充分運用信息化、網絡化技術，合理組織貨源，保持貨流平衡，提高艙容利用率;優化船舶運力結構，加快發展與航道能力相匹配的標準化船舶，淘汰高能耗、污染大的落后船型，發展專業化運輸船隊，提高船舶平均載質量，發展規模化運輸，降低燃料消耗.

3.4 制定戰略規劃，建立評價體系

江蘇省首先可以根據港航企業的實際發展情況、國家的環境法規，確定其港航企業的低碳發展目標;其次對不同的港航企業進行實地調研，了解各企業的管理結構、生產規模、裝卸工藝、生產排污、治污現狀后制定各企業的具體目標;最后提出發展低碳港航的具體任務和措施.同時，構建低碳港航評價體系，實現對港口和航運經濟的運行、環境保護等狀況進行專業評估，檢測港航是否按已定戰略政策發展.通過綜合評估，還可以評判江蘇省港航企業在發展中存在的主要問題，從而提出相應的解決對策.

3.5 增強技術創新，使用低碳技術

江蘇省內有較多的造船企業，在建造新船舶時:(1)可以通過優化船體設計，降低船舶功率;(2)提高船用燃油質量和研發新型替代燃料，減少船舶廢氣的排放.同時盡量使用船舶岸電技術，即通過岸上市政電網供電取代船舶輔機發電，這樣能夠有效減少船舶靠港期間溫室氣體和污染物的排放量.今后要分步淘汰技術落后、污染嚴重、效能低下的老舊設備，逐步引進符合國際標準的、技術先進的、經濟安全的、節能環保的港口機械;要鼓勵企業自主創新，進行低碳經濟研究，鼓勵員工在實踐中發揮自身的聰明才智，改進一些老舊機械，使這些機械煥發新的活力.

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