新疆紡織工業水足跡與經濟增長的脫鉤關系

鞏小曼,柳疆梅,衣芳萱,劉 瑞,趙 慧

(1.新疆大學 新疆特色紡織品與清潔染整技術重點實驗室, 新疆 烏魯木齊 830046; 2.新疆科技學院 化工與紡織工程學院, 新疆 庫爾勒 841000; 3.昌吉回族自治州纖維檢驗所, 新疆 昌吉 831100)

紡織行業作為我國傳統支柱產業,是一個高耗水高污染的產業[1-2]。2015年我國紡織工業廢水排放量為18.4億t,在調查的行業中排在第3位,廢水中化學需氧量(COD)和氨氮排放量均排在第4位[3]。2014年,新疆加快落實紡織服裝產業促進百萬人就業政策,在該政策支持下,2014—2017年,新疆紡織行業固定資產投資1 362億元,企業數由680家突增到2 703家,累計新增就業35.23萬人; 2016年1—11月,新疆紡織品出口495.0億元,同比增加50.1%[4-5],一系列優惠政策加快了新疆紡織服裝產業的發展速度。同時,在“一帶一路”倡議發展機遇的推動下,新疆作為絲綢之路經濟帶核心區,獨一無二的地理優勢更加明顯[6]。

新疆紡織工業在快速發展的同時也給新疆地區帶來了環境污染問題,2017年新疆紡織工業廢水排放量達到3 323萬t,占全疆工業廢水排放總量的20.8%,廢水中COD和氨氮排放量分別占到全疆工業廢水COD和氨氮排放總量的23.7%和11.5%[7]。由于新疆是典型的干旱區,水資源短缺與水環境污染問題已經嚴重限制了新疆的發展。因此,客觀把握新疆紡織工業水足跡與經濟發展的關系,實現該區域水資源與社會經濟協調發展十分重要。

2002年,Hoekstra等[8]提出了一種水資源環境負荷評價的重要工具——水足跡,水足跡分為藍水、灰水和綠水足跡,紡織工業不考慮綠水足跡。藍水足跡是從水資源消耗角度分析水的用量,灰水足跡是從水環境污染角度分析耗水量,將藍水足跡和灰水足跡結合,即從水資源環境角度對水資源進行評價。在紡織領域,孫麗蓉等[9]核算了羊絨針織品的水足跡。高妍等[10]基于水足跡理論,分析了2007—2017年我國紡織工業水資源利用與經濟增長的關系。王來力[11]通過資源脫鉤指數分析了2001—2010年我國紡織行業藍水足跡、灰水足跡與經濟增長之間的脫鉤情況。邵珍珍[12]運用EKC曲線和脫鉤模型分析了2001—2012年中國紡織工業藍水足跡、灰水足跡與經濟發展的脫鉤關系。上述研究有助于理清產業水足跡與經濟發展之間的演變關系,但現有的研究成果多是基于藍水足跡或灰水足跡單一視角對產業水足跡與經濟發展進行脫鉤研究,而未綜合考慮水足跡與經濟增長的脫鉤關系,此外,目前的研究大多是在國家層面上對紡織工業的水足跡進行分析,針對地方紡織行業的研究還相對較少。

本文以新疆紡織工業為研究對象,核算新疆紡織工業1997—2017年的藍水足跡和灰水足跡,并分析水足跡與經濟發展的脫鉤關系,以期為新疆紡織工業實現環境污染與經濟協調發展提供理論依據,同時為新疆紡織工業發展綠色經濟和循環經濟提供思路。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

1.1.1 工業藍水足跡

工業藍水足跡指在工業生產活動中對河流湖泊水和地下水的使用量,藍水為工業部門耗水的全部來源。工業藍水足跡近似等于工業廢水排放量[13],其計算方法見式(1)。

WFi-blue=Vemiss

(1)

式中:WFi-blue為工業藍水足跡,m3;Vemiss為紡織工業廢水排放量,m3。

1.1.2 工業灰水足跡

工業灰水足跡是衡量水體污染程度的指標,是指以我國發布的工業廢水排放標準和水體自然本底質量濃度為基準,將廢水中的污染物稀釋到自然本底質量濃度所需的淡水的體積[12]。本文以廢水中產生的COD、氨氮稀釋到自然本底質量濃度所需的最大淡水的體積為工業灰水足跡,見式(2)。

(2)

式中:WFi-grey為工業灰水足跡,m3;Lk為工業污染物k排放量,mg;Cmax(k)為現行標準下對污染物k的最大可接受質量濃度,mg/L;Cnat(k)為接受水體中污染物k的自然本底質量濃度,mg/L。

1.1.3 Tapio脫鉤指標

脫鉤(Decoupling)定義為在指定的某個時間段內環境壓力的增長率與經濟驅動增長率之間耦合聯系斷裂的程度,用資源使用量或污染物排放量表示環境壓力,GDP表示經濟增長。Tapio脫鉤彈性指數因克服了數據量綱變化的影響,在實際的分析和應用中更廣泛[14]。因此,本文基于Tapio脫鉤狀態分析模型,構建新疆紡織工業WFi-blue、WFi-grey與經濟增長之間的脫鉤彈性指數,計算方法如式(3)(4)。

(3)

(4)

式中:e(BWF,G)、e(GWF,G)分別為新疆紡織工業WFi-blue、WFi-grey與新疆紡織工業總產值的脫鉤彈性指數;%ΔBWF和%ΔGWF為新疆紡織工業WFi-blue、WFi-grey的變化率;%ΔGDP為新疆紡織工業GDP的變化率;BWFt、BWFt-1分別為第t和t-1年的工業藍水足跡;GWFt、GWFt-1分別為第t和t-1年的工業灰水足跡;GDPt、GDPt-1分別為第t和t-1年的新疆紡織工業GDP。

Tapio對8種脫鉤關系類型的劃分[15]見表1。

表1 Tapio對8種脫鉤關系類型的劃分Tab.1 Classification of 8 kinds of decoupling relationship by Tapio

1.2 數據來源

本文新疆紡織工業廢水量、廢水污染物排放量、新疆紡織工業GDP的數據來自《新疆統計年鑒》,工業品出廠價格指數來自《中國統計年鑒》,經濟增長用新疆紡織工業GDP表示,并選取1997年為基期進行不變價格計算,從而剔除價格變動因素。Cmax以我國GB 3838—2002《地表水環境質量標準基本項目標準限值》中Ⅲ類水體限值為標準;參考文獻[16],Cnat=0 mg/L。

2 結果與分析

2.1 紡織工業水足跡核算

2.1.1 藍水足跡核算

參照GB/T 4754—2017《國民經濟行業分類》,紡織工業包括紡織業、服裝業和化纖業,但由于《新疆統計年鑒》中缺少服裝業的相關統計數據,因此,本文中的工業藍水足跡和灰水足跡只討論紡織業和化纖業。

圖1是1997—2017年新疆紡織工業的藍水足跡,由于年鑒中缺少2004—2005年的核算數據,故圖1中不包括2004年和2005年的藍水足跡。由圖1示出,紡織工業藍水足跡1997—2003年呈下降趨勢,在2003年達到了最小,由1997年的20.33×106t降低到2003年的11.10×106t,增長率為-45.39%; 2006—2013年呈上升趨勢,在2013年達到了最大,由2006年的23.36×106t增長到2013年的75.18×106t,增長率為221.85%; 2013—2017年呈下降趨勢,由2013年的75.18×106t降低到2017年的33.23×106t,增長率為-55.80%。2014年新疆實施紡織服裝產業促進百萬人就業政策,引進的紡織企業帶來了先進設備,淘汰了落后設備,使得2013—2017年紡織工業的藍水足跡出現下降趨勢。

圖1 1997—2017年新疆紡織工業藍水足跡Fig.1 Blue water footprint of the textile and apparel industry in Xinjiang from 1997 to 2017

在化纖業、紡織業2個子行業中,藍水足跡整體相對最大的是化纖業,其為紡織業的3.13倍。其中,1997—2003年紡織業的藍水足跡高于化纖業,約為化纖業的6.31倍,2006—2017年化纖業的藍水足跡高于紡織業,約為紡織業的7.27倍。由圖1也可以看出,1997—2003年紡織工業藍水足跡主要是紡織業的貢獻,2006—2017年紡織工業藍水足跡主要是化纖業的貢獻。1997—2017年紡織業的藍水足跡在整個工業中整體占比呈現下降趨勢,在1998年占比最大約為97%,在2016年占比最小約為4%。1997—2017年化纖業的藍水足跡在整個工業中占比呈現上升趨勢,在1998年占比最小約為3%,在2016年占比最大約為96%。

新疆紡織工業藍水足跡的增加很大程度上是由于產業規模擴大引起的,以1997年為基期,1997—2013年,新疆紡織工業GDP增加了2.92倍。產業規模的快速擴大必將消耗更多的水資源,從而導致工業藍水足跡不斷增加。在2個子行業中,由于2006年我國化纖業從調整期中恢復,經濟效益飛速回升,新疆化纖業從2006年也得到了快速發展,使得化纖業的藍水足跡超過紡織業,呈現大幅度增加。

2.1.2 灰水足跡核算

由于《新疆統計年鑒》中缺少1997—2005年新疆紡織工業灰水足跡的核算數據,故圖2是2006—2017年新疆紡織工業的灰水足跡。紡織工業灰水足跡在2006—2013年呈現快速上升趨勢,從2006年的13.45×108t增加到2013年的58.89×108t,在2013年達到了最大,增長率為338.03%;2013—2017年呈下降趨勢,增長率為-96.47%,此階段灰水足跡下降的原因同藍水足跡下降的原因相同。

圖2 2006—2017年新疆紡織工業灰水足跡Fig.2 Grey water footprint of the textile and apparel industry in Xinjiang from 2006 to 2017

在2個子行業中,灰水足跡最大的仍是化纖業,且為紡織業的22.25倍。由圖2可以看出,化纖業灰水足跡的走勢總體上與紡織工業一致,占比較大,在2008年占比最大為98%,在2017年占比最小為90%;相對于化纖業,紡織業灰水足跡呈現波浪變化趨勢,占比較小,在2%～10%波動。

行業灰水足跡增加的原因同藍水足跡一樣,產業規模的迅速擴大不僅消耗了大量的水資源,同時也產生了大量的水體污染物,從而導致工業灰水足跡也不斷增加。

2.2 紡織工業水足跡與經濟增長脫鉤關系

2.2.1 藍水足跡與經濟增長脫鉤關系

根據Tapio脫鉤彈性公式(3)得到1998—2017年新疆紡織工業藍水足跡與經濟增長的脫鉤關系(見表2),以2003年和2014年為時間節點將脫鉤狀態分成3個階段。

表2 1998—2017年新疆紡織工業藍水足跡與經濟增長的脫鉤關系Tab.2 Decoupling relationship between blue water footprint and economic growth of the textile and apparel industry in Xinjiang from 1998 to 2017

新疆紡織工業藍水足跡與經濟增長的脫鉤狀態第1階段(1998—2003年)為衰退性脫鉤,此階段藍水足跡增長率為-8.93%,新疆紡織工業GDP增長率為-2.60%,藍水足跡和新疆紡織工業GDP均出現不同程度的降低,但藍水足跡變化速度大于經濟增長變化速度,這一時期的新疆紡織行業的發展出現衰退趨勢。第2階段(2007—2013年)為擴張性負脫鉤,此階段藍水足跡增長率為21.14%,新疆紡織工業GDP增長率為17.26%,雖然藍水足跡和新疆紡織工業GDP均出現不同程度的正增長,但藍水足跡變化速度仍大于經濟增長變化速度,由此可知節水減排政策還未見效。第3階段(2014—2017年)為強脫鉤,此階段藍水足跡增長率為-14.60%,新疆紡織工業GDP增長率為24.95%,藍水足跡出現下降,而新疆紡織工業GDP出現增長,這是最理想的脫鉤狀態。一方面由于2014年新疆實施的紡織服裝產業促進百萬人就業政策,國內知名紡織企業在新疆進行投資,行業在技術水平方面得到了提升,在產業結構方面得到了優化;另一方面是節水減排政策調控的結果在此階段集中體現。總體來看,紡織工業藍水足跡與經濟增長的脫鉤狀態為弱脫鉤,藍水足跡增長率為2.12%,新疆紡織工業GDP增長率為12.06%,藍水足跡變化速度小于經濟增長變化速度。新疆紡織工業在不同政策的扶持下,藍水足跡和經濟發展之間出現不同的脫鉤狀態,但仍未達到穩定、理想的脫鉤狀態。

2.2.2 灰水足跡與經濟增長脫鉤關系

根據Tapio脫鉤彈性公式(4)得到2007—2017年新疆紡織工業灰水足跡與經濟增長的脫鉤關系見表3,以2014年為時間節點將脫鉤狀態分成2個階段。

表3 2007—2017年新疆紡織工業灰水足跡與經濟增長的脫鉤關系Tab.3 Decoupling relationship between grey water footprint and economic growth of the textile and apparel industry in Xinjiang from 2007 to 2017

灰水足跡與經濟增長的脫鉤狀態第1階段(2007—2013年)為擴張性負脫鉤,此階段灰水足跡增長率為24.24%,新疆紡織工業GDP增長率為17.26%,灰水足跡和新疆紡織工業GDP均出現不同程度的增長,但灰水足跡增長速度大于經濟增長速度。第2階段(2014—2017年)為強脫鉤,此階段灰水足跡增長率為-26.58%,新疆紡織工業GDP增長率為24.95%,灰水足跡出現下降,而新疆紡織工業GDP出現增長,該階段是最理想的脫鉤狀態。總體上,工業灰水足跡與經濟增長的脫鉤狀態為弱脫鉤,灰水足跡增長率為5.76%,新疆紡織工業GDP增長率為20.06%,灰水足跡變化速度小于經濟增長速度,灰水足跡與經濟增長之間也未達到理想的脫鉤狀態。

2.2.3 水足跡與經濟增長脫鉤關系

只有當紡織工業藍水足跡和灰水足跡同時與經濟增長達到脫鉤時,才能真正實現紡織工業水足跡與經濟增長之間的脫鉤。參考楊振華等[17]和楊夢杰[18]的研究,以“短板效應”為原則,選取工業藍水足跡、灰水足跡與經濟增長之間脫鉤程度較弱的指標作為水足跡與經濟增長的脫鉤結果,2007—2017年新疆紡織工業水足跡與經濟增長的脫鉤關系見表4。

表4 2007—2017年新疆紡織工業水足跡與經濟增長的脫鉤關系Tab.4 Decoupling relationship between water footprint and economic growth of the textile and apparel industry in Xinjiang from 2007 to 2017

紡織工業水足跡與經濟增長的脫鉤狀態第1階段(2007—2013年)藍水足跡和灰水足跡同時增加,但灰水足跡的變化速度大于藍水足跡的變化速度,故該階段為水質型擴張性負脫鉤。第2階段(2014—2017年)藍水足跡和灰水足跡同時降低,同樣是灰水足跡的變化速度大于藍水足跡的變化速度,故該階段為水量型強脫鉤。綜合來看,藍水足跡和灰水足跡同時增加,但藍水足跡的變化速度大于灰水足跡的變化速度,故總體上為水量型弱脫鉤。水足跡與經濟增長的脫鉤狀態從水資源環境的綜合視角進行脫鉤分析,故脫鉤評價結果更加準確和全面。從總體上的脫鉤狀態也得到了新疆紡織工業仍面臨著嚴峻的水資源消耗問題,這對新疆今后的發展非常不利。

3 結 論

基于新疆紡織工業水資源消耗和水環境污染等數據,核算了1997—2017年的新疆紡織工業藍水足跡和灰水足跡,并分析了水足跡與新疆紡織工業GDP之間的脫鉤關系,得出結論如下。

①1997—2017年新疆紡織工業藍水足跡整體呈現先下降后上升再下降的趨勢,在2個子行業中,化纖業的藍水足跡是紡織業的3.13倍; 2006—2017年新疆紡織工業灰水足跡整體呈現先上升后下降的趨勢,在2個子行業中,化纖業的灰水足跡是紡織業的22.25倍。

②新疆紡織工業藍水足跡、灰水足跡與經濟增長之間的脫鉤狀態從前期的未脫鉤向后期的脫鉤狀態轉變,可見政策的實施有利于新疆紡織工業走可持續發展道路。

③新疆紡織工業水足跡與經濟增長總體上為水量型弱脫鉤,新疆紡織工業仍面臨著嚴峻的水資源消耗問題。