基于MFA的中國環境壓力測度及影響因素分析

平衛英

（1.江西財經大學 統計學院；2.江西省應用統計研究中心，南昌 330013)

0 引言

有關環境壓力的研究和測度，是實施可持續發展戰略、解決我國日益突出的資源環境問題的重要前提。近年來國內外的研究中提出了一些度量環境壓力的概念、指標和核算方法，如能值分析(EMA)、生命周期分析(LCA)、生態足跡(EF)分析等。這些指標和方法具有各自的視角和應用范疇，但尚未形成測度環境壓力通用的指標和統一規范的核算體系，尋求科學的測度指標和測度方法仍然是可持續發展研究中的難點。

本文基于物質流分析方法，應用物質流分析指標對環境壓力進行測度。認為一個國家的經濟活動對環境造成的總壓力可以用經濟系統從自然環境系統獲取和動用的所有物質量以及排向環境系統的廢物總量進行度量，即用經濟系統的物質吞吐量來表征。經濟系統的物質吞吐量越大，對自然環境的擾動范圍和程度就越大，造成的環境損失也就越大。文章測算了我國1995～2012年的環境壓力，并對環境壓力的影響因素進行了實證分析，以期對科學認識我國環境壓力的發展變化以及制定相應的環境政策等提供參考。

1 物質流分析（MFA）概述

物質流分析（MFA）是在社會代謝論的基礎上，定量描述經濟系統與自然環境之間的物質交換，度量輸入、輸出以及經濟系統內的物質存量，客觀反映經濟系統的代謝規模——物質吞吐量的一種分析方法。通過追蹤物質從自然界開采到進入人類經濟體系中，并經過經濟活動在各種人類社會階段中移動，最后回到自然環境中的整個過程，物質流分析既能反映經濟活動創造的物質財富，又能體現經濟活動對自然環境造成的壓力，有利于揭示經濟系統內物質的流動特征和轉化效率。物質流分析既考慮了經濟發展的環境成本，同時避免了許多非直接進入經濟體系卻對環境造成影響的物質因無貨幣價值而被人類所忽略的問題，能夠更加真實具體地展現經濟發展與自然環境的關系，因此物質流分析方法被認為是可持續發展定量研究可行和有效的手段。

物質流分析方法作為研究社會經濟系統中物質流動的方法，起源于歐洲，基本思想的發端可追溯到1968年Ayres和Kneese的文章，文章中第一次進行了基于經濟學觀點的國家尺度物質流分析的嘗試。經過多年的摸索，1990年奧地利、日本和德國分別提出了國家級的整體MFA報告，對各自國家經濟系統的自然資源和物質的流動狀況進行了分析，揭開了經濟系統物質流分析方法在世界范圍廣泛應用的序幕。1996年歐洲委員會成立“一致性行動”的“協調賬戶計劃”平臺，該平臺的成立可認為是經濟系統物質流分析國際合作的里程碑。2001年歐盟統計局運用物質流分析方法對歐盟15國的物質輸入進行了統計分析，這是物質流分析方法第一次也是迄今為止唯一一次應用于區域經濟系統，編輯并出版了第一部經濟系統物質流分析研究方法指導手冊，該手冊的出版對經濟系統物質流分析的研究起到了很重要的作用。2002年歐盟統計局也發布了其所有成員國以及歐盟地區的物質流輸入和消費統計結果。

總的來看，物質流分析方法已得到世界上許多國家的承認和重視，目前已經對本國經濟系統進行過完整的物質流分析的國家有美國、意大利、芬蘭、瑞典、英國、德國、日本、荷蘭、奧地利、丹麥等國家。這些國家利用物質流分析方法對經濟系統運行中的物質投入、輸出和存量進行定量分析，客觀地反映社會、經濟系統的代謝規?！镔|吞吐量，并結合物質流分析衍生指標測度經濟活動對生態環境造成的壓力，為相關政策的制定提供理論依據。

我國的物質流分析最早由北京大學的陳效逑等于2000年引入，已有的研究成果大都是根據歐盟的研究框架，以我國國家層面或省級層面的經濟系統為研究對象，對不同年份輸入和輸出經濟系統的物質流進行核算和分析。相關研究大多側重于實證分析，理論分析相對薄弱。整體來看，我國的物質流分析研究還處于起步階段，且越來越受到重視和應用。

2 基于物質流分析的中國環境壓力測算

2.1 物質流分析的基本思路

物質流分析遵循質量守恒定律即熱力學第一定律——任何物質無論其形態如何變化，其總質量守恒。根據質量守恒定律，一定時期內輸入一個系統的物質量等于同時期該系統的存儲量與輸出該系統的物質量之和。即：

物質的投入量=物質的產出量+物質存量的凈變化量

物質流分析的基本思想是以經濟系統為中心，把進入和排出經濟系統以及經濟系統內的物質存量進行分類，從而定量考察經濟系統的“物質吞吐規模”，一定程度上衡量經濟活動對自然環境的影響。核算的基本思路可見圖1所示。

圖1 物質流分析的基本思路

如圖1所示，進入經濟系統的物質中最主要的部分來自本國自然環境中開采出的各種原料，伴隨上述國內開采原料而產生的生態包袱不進入經濟系統，一經產生即輸出到自然環境中去。此外進入經濟系統的物質還包括從其他國家和地區進口的成品、半成品和原料，以及與生產這些物質有關的生態包袱。進入經濟系統的物質流一方面會成為該系統內部的物質凈存儲，如基礎設施和耐用產品等，另一方面在一定時段后，以廢棄物和排放物的形式通過系統邊界返回到自然環境中，此外還有一部分物質通過系統邊界出口到其他國家和地區。

2.2 物質流分析指標

從整體上看，物質流分析提供的分析指標主要有物質投入類指標和物質排放類指標，以下對每類指標的具體內容和表征含義做系統的介紹和分析。

(1)物質投入類指標

物質投入類指標主要包括直接物質投入、物質總投入、物質需求總量和國內物質需求總量四項指標。

直接物質投入是指直接進入一國經濟系統的生產、消費等領域的物質量，不考慮經濟系統的隱藏流投入，由國內開采量和進口兩項組成。

物質總投入是指直接和間接進入一國經濟系統的生產、消費等領域的物質總量，主要包括直接物質投入和國內未使用開采量（隱藏流，或稱生態包袱），用以反映一國經濟系統對本國自然資源以及對來自外國的進口直接物質的總量耗費情況。

物質需求總量由一國經濟系統的物質總投入和與進口有關的隱藏流兩部分構成，綜合反映一國經濟系統使用的來自本國及外國的直接物質投入和隱藏流投入總和，表征進入一國經濟系統的物質總量。

國內物質需求總量是在物質需求總量指標的基礎上扣除出口以及與出口有關的隱藏流后得到的指標。出口以及與出口有關的隱藏流可以看成是別國經濟系統對自然環境系統的影響，因此從最終使用的角度來看，國內物質需求總量指標反映最終應用在本國經濟系統中的直接物質和隱藏流總量，并可據此考察一國經濟系統的運行對自然環境系統產生的總影響。

(2)物質排放類指標

物質排放類指標主要包括國內直接物質排放、國內總排放、物質直接排放量，物質總排放量四項指標。

國內直接物質排放是指一國經濟系統在生產、消費等過程中直接排放和耗散在空氣、水和土地中的物質量。直接排放在空氣、水和土地中的物質量總體上可區分為回收利用和未回收利用兩類，耗散性物質（如化肥）有一部分自然循環到自然界中，這部分循環的物質量由于數量較少且很難估計很少納入分析之中。

國內總排放是國內直接物質排放和國內未使用開采量的總和，反映一國經濟系統因經濟活動而排放到環境中的物質總量（包括隱藏流）。

物質直接排放量是國內直接物質排放和出口的總和，反映經濟系統排放到自然界以及流向國外的直接物質總量。

物質總排放量是國內總排放和出口的總和，除國內直接物質排放外，還包括了本國經濟活動造成的未使用開采量和出口到別國的物質總量，從而可以用來考察一國經濟系統的物質輸出總量。

2.3 基于物質流分析的環境壓力測度

一個國家的經濟活動對環境造成的總壓力可以用經濟系統從自然環境系統獲取和動用的所有物質量以及排向環境系統的廢物總量進行度量，即用經濟系統的物質吞吐量來表征。經濟系統的物質吞吐量越大，對自然環境的擾動范圍和程度就越大，造成的環境損失也就越大。這里采用如下的環境總壓力計量公式：環境總壓力=物質總投入+物質總排放，對我國1995～2012年的環境總壓力進行度量，表1給出了相關實證測算結果。

表1 1995～2012年我國環境總壓力實證測算表 （單位：百萬噸）

如表1所示，我國環境總壓力在1995～2012年呈現不斷增長的基本態勢，年均增長率為4.97%，2002年后的增速較以往明顯加快，年均增長率達到6.35%，可見我國近年來的經濟雖然保持高速增長，但粗放型的增長模式還未從根本上轉變，資源消耗及環境污染不斷加重。要從根本上扭轉這一局面，要在科學發展觀的統領下，大力發展循環經濟，建設資源節約、環境友好型社會，實現經濟又好又快發展。

3 環境壓力的影響因素實證分析

3.1 環境壓力的影響因素分析

(1)經濟發展程度

依據環境庫茲涅茨曲線的相關理論，當一個國家的經濟發展水平較低時，耗費的資源總量有限，對環境的污染破壞程度也較小。但隨著經濟的發展，對資源的需求不斷增長，污染也日益嚴重。但經濟發展到一定程度后，環境污染的程度逐漸減緩，生態環境開始恢復，環境又向好的一面發展。因此，經濟發展程度是影響環境壓力的一個重要的因素。

(2)技術水平

技術進步對環境壓力的影響主要可以體現在兩個方面：一方面技術進步能夠從源頭上減少環境污染，提高環境質量，例如清潔生產技術的使用。還能通過使用先進的技術對已經產生的環境污染進行治理，達到減少環境破壞的目的。技術進步還有利于提高能源的利用效率，通過減少能源的使用從而降低單位GDP能耗。另一方面，技術進步導致能源消耗的降低，從而刺激對能源的需求，增加污染物的排放。例如Nick et al(2009)通過建立一般均衡模型對能源的反彈效應進行分析，發現生產部門能源效率的提高會產生“反彈效應”，能源效率的提高直接導致了能源使用量的提高。可見，技術進步對環境壓力的影響取決于節能效應和“反彈作用”的綜合。

(3)人口

人口的急劇增長，會給資源環境帶來巨大的壓力，這種壓力首先表現在人類對自然資源消耗量的急增，會加劇環境的惡化。其次，因為人口增加、人均耕地減少的情況下，為了增加糧食單位面積產量，人們廣泛施用化肥和農藥，化肥和農藥的大量施用會導致例如土壤板結、有機質減少及環境污染等嚴重后果。最后，隨著人口的增加，加上環保意識的缺乏，廢棄物的排放總量不斷增大，導致環境面臨巨大的壓力。我國是世界上人口最多的國家，人口與生態環境之間的矛盾更為突出。

(4)控制力度

環境污染控制的力度直接關系到環境壓力的大小。通過控制資源環境破壞型企業的發展，鼓勵經濟、環境和社會效益較好的企業發展，鼓勵清潔生產，形成良好的環境污染防治管理體制和運行機制，環境壓力會大大縮小。

(5)資源稟賦

一國或一地區的資源稟賦不同，其面臨的環境壓力也是有所不同的。但國際上，不乏資源稟賦條件不好，但經濟發展和環境保護取得雙贏的案例。相反，一些資源豐富的地區，若不注重保護資源環境，也會造成巨大的環境破壞。

(6)對外貿易

在對外貿易中，出口貿易產品背后是生產國國內能源資源的消耗和污染的排放，進口貿易產品則可以減少進口國國內的能源消耗和污染排放。在看到對外貿易的發展有效促進經濟繁榮的同時，也要關注對外貿易對一國能源環境的影響程度。

(7)產業結構

不同產業對環境壓力的影響程度有顯著的區別。一般來說，第二產業對環境污染的破壞強度要高于第一產業和第三產業。主要原因在于發展工業過程中要消耗大量的能源以及其他資源，消耗強度遠遠大于代表第一產業的農業以及代表第三產業的服務業，另外工業生產過程中必然會產生相當比例的廢氣、廢水、固體污染等廢棄物，對環境產生較大的污染。

3.2 實證研究

20世紀70年代，Ehrlich和Holdren通過研究人口、社會財富與環境負荷之間的關系，建立了“IPAT”方程，其表達式為：I=P×A×T。其中，I為環境壓力，可由資源、能源消耗及廢棄物排放量等表征，P為人口規模，A為人均富裕程度，T為技術進步，通常用單位產值的資源消耗量或環境污染排放量表達。IPAT模型是一個簡單實用的框架，但存在兩點缺陷。一方面，IPAT僅是一個數學方程，不能直接用于各種因素對環境影響的假設檢驗。另一方面，該方程僅假設環境影響對人口、收入和技術的彈性為1。為了克服IPAT方程的局限性，1994年，Dietz和Rosa將“IPAT”方程擴展為“STIRPAT”方程（可拓展的隨機性的環境影響評估)，方程式為：l=αPαAβTγε，其中:a,α、β、γ為變量參數，ε為誤差修正系數。

將上式兩邊取對數，變成以下方程式：lnI=lna+αlnP+βlnA+γlnT+lnε本文以“STIRPAT”方程為基礎，將環境壓力設定為被解釋變量，將經濟發展、技術水平、人口、環境污染控制力度、資源稟賦、對外貿易、產業結構設定為解釋變量，實證方程為：LNHJYL=W+aLnEX+bLnPOPU+cLnRD+dLnRGDP+eLnRP+fLnRW+gLnTHIRD+ε方程式中，W為常數項，EX為出口，POPU為人口，RD為R&D經費支出，RGDP為人均GDP，RP為環境污染治理投資，RW為人均水資源，THIRD為第三產業比重，ε為誤差修正項。

經過逐步篩選變量，取得的擬合效果最好的回歸方程如下：

模型的各項檢驗結果見表2所示。

表2 模型檢驗結果

從估計模型中可以看出，人口、人均GDP、第三產業所占比重及出口是影響環境壓力的主要因素，模型結果較符合我國的現實情況，人口、經濟增長和出口給環境帶來了明顯的正壓力，而產業結構的升級優化減輕了環境壓力。

R&D經費支出、環境污染治理投資和人均水資源這三個變量均未通過檢驗，分析原因，一方面可能由于目前的技術進步水平未能有效地促進環境的改善，環境保護措施力度也有待加強；另一方面也與模型選取的代表性變量有關，未能很好地代表所考察的影響因素。

4 結論和建議

通過對我國環境壓力以及影響因素的實證分析，文章得出的主要結論是：（1）我國環境壓力不斷增加，且年均增速未見放緩的態勢，粗放型的經濟增長模式還未從根本上轉變。（2）對于環境壓力的影響因素實證分析發現，對環境壓力影響最大的因素是經濟增長、人口和出口。（3）產業結構的升級明顯能夠降低環境壓力。（4）技術進步以及環境污染控制力度對環境壓力的降低影響作用不明顯。

根據以上結論，本文提出的如下主要建議：（1）在我國環境壓力日趨增大的緊迫形勢下，必須處理好經濟增長和環境保護之間的關系，要把轉變經濟增長方式、發展循環經濟，加快建設資源節約型和環境友好型社會作為當前的主要工作來抓。（2）要積極開展規劃環境影響評價，統籌考慮能源、資源、環境綜合承載力，合理確定人口和經濟發展規模，實現經濟、社會、環境可持續發展。（3）進一步優化產業結構，限制發展高污染、高能耗水耗產業，大力發展第三產業。（4）深化污染防治，強化源頭控制?！胺馈弊衷谙?，需以“防”為主，“防”和“治”要有機結合。既要采取各種措施緩解污染危害，更要采取一切手段杜絕環境污染。堅持源頭預防，在經濟社會發展政策、戰略和規劃的研究制定過程中全方位介入，充分考慮環境容量，減輕環境壓力。堅持全過程預防，在生產、分配、流通和消費全過程進行污染防治。

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