中国生态经济系统资源利用状况及演变趋势

范小杉　高吉喜

摘要 利用能值分析法,对1985年、1995年、2005年中国生态经济系统的资源利用情况做了计算和分析,研究数据显示:2005年中国消耗利用可再生资源产品能值货币价值约7 920亿$,年消耗利用不可再生资源产品约10 300亿$,年进口资源产品能值总量大约是年出口资源产品能值总量的2倍;而1985-2005年20年间中国生态经济系统资源利用总量不断增大,年递增幅度达到了10.87%, 2005年能值利用总量大约是1985年的3倍,以致以能值折算的资源自给率由1985年的91.5%降低到2005年的81.5%;同时中国已由20世纪80年代资源和原材料输出、工业成品输入为主转变为资源输入、工业成品输出为主的国际贸易格局,但由此引发的环境污染和生态破坏问题也日趋严峻。总体而言,目前的经济社会发展模式还是建立在资源低效开发利用基础上的,中国经济社会可持续发展任重道远。

关键词 中国; 生态经济系统; 能值; 资源

中图分类号 F062.1 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2009)05-0037-08

自然资源和生态环境是经济社会发展不可缺少的物质基础,而衡量一个国家的经济状况和经济能力,通常以国民生产总值GNP为标准,自然资源和生态环境对经济社会的贡献价值却并不包括在内。H.T.Odum等人创建的能值分析法,通过尽可能全面的整合研究经济社会和资源环境系统,计算分析生态-经济系统各项数据,以评估国家生态经济社会系统发展规模、发展水平、发展态势及其与资源环境的适宜性、协调性,为区域和国家经济社会发展提供科学依据。改革开放近30年来,中国经济社会发展取得了举世瞩目的成就,但日益严峻的资源枯竭、生态退化和环境污染问题,已对经济社会进一步发展构成障碍。本文采用能值分析的原理和方法,对中国自然-经济-社会复合系统展开分析,以研究其资源环境-经济社会系统发展现状,并对1985-2005年20年间中国经济系统资源环境利用的动态演变趋势展开分析。

1 能值分析理论与方法概述

生态经济系统能值分析法是美国生态学家H.T.Odum等人于20世纪80年代创建的,以动态、开放、整合的视角评估区域经济社会与资源环境可持续发展水平和潜力,是目前生态环保学界公认的最有发展前景的生态经济系统评价体系。该方法把生态环境系统与人类经济社会系统有机联系和统一起来,将生态经济系统内流动和储存的各种不同类别的能量和物质转换为同一标准的能值,定量分析研究资源环境对人类经济活动的真实价值,以及经济社会与资源环境的互动演变关系。其研究成果对于调整生态环境与经济发展关系、资源环境的科学评估与合理利用、国家经济方针政策的制定、国际经济关系的协调、人与自然的和谐共处,以及具体生产活动过程等,都具有科学的指导意义[1]。

1.1 能值与能值转化率

由于现实生态经济系统中物质类型复杂多样,因此,不同类别、不同形式的物资与生态环境、经济发展的关系往往难以找到同一种标准进行度量和比较,因此,H.T.Odum提出了能值(emergy)的概念,并说明:能值即“包被能”(embodied energy),产品形成所需直接或间接投入应用的一种有效能的总量;由于自然界中几乎所有物质的能量都来自于太阳能,某一物质的能值就是该产品形成所需的太阳能焦尔总量。太阳能值(solar emergy)单位为太阳能焦耳(Solar enjoule,缩写为sej)[1,2]。通过把生态经济系统中的各种不同种类、不可比较的物资转化成同一标准——太阳能值,对经济社会发展对资源环境的消耗、利用状况展开分析,以探索自然资源、生态环境和人类经济活动的相互关系和演变规律。能值转化率(emergy transformity)是将现实世界中各种纷繁复杂的物资转换为能值的媒介。在生态系统和人类经济社会系统中,低质量的物质能量总是通过相互作用和做功,转换成高质量、高等级物资所含能量。在能量转化链中,随着能量流动和转化,其数量逐步减少,能值逐渐增高[3]。因此,不同物质组成的物资所含的能值量并不相同。处于能量转化链高端的物资有更高的能值转化率。因此,能值转化率也是衡量能量等级的尺度[4～6]。[KG)]能值-货币价值(emdollar value,Em$)是指某种能值对经济的贡献折算成货币,即能值相当的货币价值。其折算方法是将当年国家GNP与其所利用消耗的所有能值的比值,得到能值-货币比率,即单位能值对GNP的贡献率。不同类别能值的流量与能值-货币比率的乘积,也就是该类能值在当年对国家GNP的贡献价值。由于每年国家能值消耗总量与GNP都不同,因此,每年的能值货币-比率都不一样,相同的能值量对GDP年贡献值也不相同。H.T.Odum曾用“宏观经济价值”(macroeconomic value)来表达能值相当的经济价值,以表示资源能值对经济的价值[1,7],我国很多学者也沿用这样的说法。

1.2 能值指标体系

能值分析指标体系(见表1)是生态经济系统综合分析社会经济发展决策的重要指标体系,在反映自然资源利用情况、环境与经济关系、人地关系的同时,综合反映自然-社会-经济复合系统的结构、功能和效率。可在绘制区域能值图、编制和计算区域能值分析表的基础上,计算、分析和利用能值指标体系,分析、评估区域生态环境和经济社会发展的协调程度。

2 基于能值的中国自然-社会-经济复合系统运营现状分析

能值分析能较全面的反映区域自然-社会-经济复合系统的结构、功能、效率和运营机制。本文利用目前为止最新出版的2006年中国统计年鉴公布的数据,按照能值分析的理论和方法,将2005年中国自然、社会、经济数[CM)]据转化为能值分析数据,研究当前中国生态经济系统运营状况,力求客观真实的反映其经济社会发展现状及其与自然资源、生态环境的关系。

2.2 能值计算分析表

依据H.T.Odum的能值分析法,利用2006年中国社会经济统计年鉴及2006年环境统计年鉴中2005的自然、经济、社会和环境数据,编制、计算与能值分析指标表,并作进一步分析。

2.2.1 可更新资源输入与可更新资源产品产出能值表

表2是根据2006年统计年鉴计算得出的2005年中国生态经济系统可再生资源输入与可再生资产产品能值分析表。外部输入的可更新资源能值量由地理位置、地域面积、气候、地形条件所决定,由于在大范围内气象气候条件的相对稳定性,一般而言,其能值量年变化极小,因此属于相对稳定值。而内部可再生资源产品与消耗能值量则与农林牧渔业的生产力水平及国民饮食、生活消费水平密切相关。

表1中各项能值数据说明,种植业、畜牧业以及渔业的生产和消费构成我国可再生资源利用和消费核心组成要素总能值为9.69×1024sej,能值货币价值为6 480亿$,其中畜禽产品、水产品、种植业(包括林业)产品能值产出和消费比重依次为59%、22%、19%,林产品消费所占比率相对较小,这说明多年来我国以林业建设与保护为核心的生态环保已得到社会共识,对森林资源的开发、利用和依赖性减弱。因此,当前我国农业产业结构已经基本实现了以“畜禽、水产养殖”为主,以粮食生产为核心的种植业居于次要地位,同时城乡居民食品消费中,肉、蛋、奶消费占主要地位,显示人们生活水平有了极大的提高。但畜禽养殖引起的环境污染问题却日益严重,据初步统计,目前我国每年禽畜养殖场排放的粪便及污水总量超过17亿 t,再加上集约化生产的冲洗水,实际排放的污水总量还远远超过这个数字。城郊集约化大型鸡场、猪场畜禽粪尿污染已成为城郊环境质量恶化的重要原因[16]。

2.2.2 内部不可再生资源产品产出与消耗能值分析表

内部不可再生资源产品的产出与消耗能值分析表,建立在以区域内部不可再生自然资源开发利用和经济社会生产投入的基础之上,据此可以分析我国矿产、能源、土地开发利用情况和经济投入-产出水平。

表3数据显示,2005年中国内部不可再生资源能值消耗总量为1.63×1025sej,能值货币价值为10 300亿$,远远超过对内部可再生资源的消耗量。不可再生资源的消费中,化石能源、金属、水泥、土地损失所占比例最大,这是全国范围内高速城市化引起的城镇扩张、交通设施建设的必然结果。而能源消费中,煤炭所占比例为70%,符合我国当前以煤炭为主的能源消费结构。

当年过热的经济形势导致中国目前化石燃料、矿物、金属、水泥等能值消耗量巨大。权威部门的统计数据表明,2006年,按现行汇率初步测算,中国GDP总量占世界的比重约5.5%,但能源、钢材、水泥消耗量却居世界第一位。能源消耗总量折合24.6亿t标准煤,占世界的15%左右;其中煤炭消耗占全世界消耗总量的36.93%,比美国、前苏联、欧盟(25国)三者煤炭消耗的总量还多,钢材消费量为3.88亿t,水泥消耗为12.4亿t,占世界比值依次为30%、54%。资源巨量消耗的结果不仅仅是资源枯竭和生态破坏,环境污染形势也日益严峻。目前中国CO2排放量超过欧盟25国总和,仅次于美国,居世界第二位。

同时,中国还是世界最大的化肥、农药生产、进口和使用国,化肥、农药以及耕地有机质损失在总不可再生资源投入中虽然所占比例不大,但是总量却足以引起我国大面积耕地土地酸化、板结和土壤肥力降低以及土地污染,并导致一系列生态退化问题。中国年化肥使用量达6 294万t(2005年我国化肥工业生产数据与进口数据之和),耕地每公顷化肥施用量高达610 kg/hm²,差不多是发达国家化肥平均使用量225 kg/hm²上限的3倍;每年农药使用量近120万t,但其中绝大部分农药残留在土壤、水体、作物和大气中,农业生产中不合理使用化肥、农药已对农业生态环境造成巨大危害[8,9]。

因此,目前中国经济的高速发展是建立在资源消耗、态破坏和环境污染的基础之上的,改变当前的经济增长方式,改进生产工艺和生产技术,提高资源利用效率、提高劳动者的科学文化素质和技能,已经迫在眉睫。

2.2.3 外部进口资源与产品能值计算分析表

为了说明中国经济社会发展、资源环境演变与世界的关系,利用2006年中国统计年鉴中的2005年海关统计的进出口资源与产品相关数据进行能值计算分析。表4、表5分别为中国进口、出口资源产品能值计算数据。

表4数据显示,中国2005年进口能值资源总量为6.54×1024sej,能值货币价值为4 370亿元。进口资源以能源、农产品和工业产品为主,其中,能源进口所占能值比重接近75%,其中石油能值占绝对核心地位。可见,随着我国国民经济的发展,能源需求和消费量剧增,能源对外依赖性加大,自给能力减弱。在进口农产品中,主要以种植业产品为主,其中油料和粮食能值进口量最大。工业产品中,金属(包括钢材)、化学产品能值进口量较大,而其它产品进口量相对较小。另外,在吸引外资、发展对外旅游业等方面,也取得较好业绩。从总体进口物资类型来看,我国进口主要集中在资源和原材料上,工业成品进口量不大,显示我国工业制造能力、制造水平以及工业化水平显著提高,已经实现了由资源、原材料出口、工业产品进口国向工业制造大国的转变。结合表3数据,可见工业化使中国能源、资源的消耗量十分巨大,在大力开采本国矿产、能源等不可再生资源的同时,还必须大量进口国外资源满足经济社会发展的需要,资源对外依赖程度加大,同时工业“三废”排放引起的环境污染形势必然更加严峻。

2.2.4 出口资源与产品能值分析计算表

表5中出口资源与产品能值分析数据,以《2006年中国统计年鉴》中公布的2005年我国外贸出口物资类型及数量进行,用以分析我国出口贸易情况及其与生态环境的关系。

表5数据显示,2005年中国出口物资能值总量为3.38×1024sej,能值货币价值为213亿$。相当于进口资源产品能值总量的1/2。因此,在资源产品进出口方面,中国目前已是能值资源净进口国,显示经济社会发展对资源的需求量加剧。出口资源产品类型众多,主要以农产品、工业制成品以及能源为主。能源出口中,石油及成品油、煤炭和焦碳出口量大;农产品出口中,棉花、谷物、肉类、水产品、植物油、蔬菜比例较高,另外中国机械工业制品、服饰(包括纺织品、服装、皮革以及皮革制品)等工业成品出口量大,对外投资和对外劳动服务发展形势良好。结合改革开放近30年来我国出口物资发展情况,这些数据充分说明我国出口物资已经实现由资源和原材料出口向工业制成品出口的转变,并在国际经济贸易中实现了由消极被动接受市场变化向积极主动参与全球经济中寻求市场、发展自我的重要变革。

但成品石油、焦碳炼制、皮革制造、机械制造等工业以及畜禽、水产养殖等严重污染大气环境、水环境和土地环境,目前在中国已经造成十分严重而且难以恢复的环境后果。中国在融入世界市场、成为世界“工厂”,为世界大量输出工业产品的同时,把“三废”留在国内,经济发展是以本国自然资源和生态环境为代价的。

2.3 基于能值的中国生态经济系统发展现状总体分析

为了从总体上分析中国生态经济系统发展运营态势,将各项能值项目汇总后再进行总体分析。

改革开放以来,我国每年出口物资与日俱增,很多生态环境学家担心大量物资出口以及工业化进程加快,会导致我国生态环境的退化和环境污染的加剧。表6的数据显示,2005年我国出口能值大大低于进口能值,大约只相当于进口能值的1/2,这说明在当前的国际经济贸易中,中国经济社会发展对外的依存度在加大,本国自然资源和生态环境也不足以满足当前经济社会发展的需要。

内部不可再生资源消耗量总量在总能值消耗中占的比重达47.5%,说明我国当前的经济社会发展模式对不可再生资源如能源、矿藏、土地等消耗量极大,而这些不可再生资源的损耗,将降低我国经济社会自我发展的潜力,从而加大对国际市场的依赖性。总体情况而言,中国在国际市场中是大批工业产品的制造者和输出者,输出工业产品的同时工业三废留在国

内,因此,当前我国经济社会发展是建立在资源低效率利用和生态破坏、环境污染的基础上的,距离可持续经济模式还有相当大的差距。

3 1985-2005年中国生态经济系统能值动态变化分析

为了说明改革开放以来中国生态经济系统运营态势的动态变化情况,我们利用1986年、1996年统计年鉴中1985年、1995年、2005年经济系统的运营数据,整理分析并编制能值分析表,此基础上计算各年各项能值生产消费情况,汇总统计见表7。表7中的年均增长幅度是以1985年和2005年的数据计算的算术平均数计算得出。

3.1 1985-2005年中国生态经济系统各项能值利用动态变化趋势分析

表7显示,在1995年以前(包括1995年),我国经济出口能值量都大于进口能值量,在1985年时出口能值量差不多是进口能值量的2倍,而当时的出口主要以自然资源和原材料为主。大约在1996-1997年进出口能值大体持平。此后进口能值量快速增加,在2005年进口能值已相当于出口能值的2倍,出现了与1985年相反的能值进出口贸易形势。可再生资源的产出也呈现良好增长态势,这和我国农业科学技术进步及农牧业产业结构适时转变密切相关。内部不可再生资源产品的生产和消费变化相对较为缓慢,但年均增长幅度也达到5.45%。总体情况看,长期以来,我国内部不可再生资源的生产和消费量最大,其次是内部可再生资源的消耗,同时都呈现较高幅度的增长态势。图3更加直观显示了同样的信息。

3.2 1985-2005年能值指标体系比较分析

为了深入分析说明改革开放以来中国经济社会发展与环境的关系,我们分别计算了1985年、1995年、2005年能值指标体系见表8。

表8中的能值来源指标各项数据显示,我国经济社会发展对进口能值的需求量在1995年以后迅速增长,说明我国经济社会发展资源压力加大,对外依存度增高。社会经济亚系统能值指标显示我国人均能值消费量也呈增加态势,1995年人均能值消费量差不多是1985年的2倍,这说明我国城乡居民生活水平有了显著提高,对物质财富的消费需求量加大。而国家内部资源的人口承载量的增加,则与科学技术进步使资源利用效率增大相关,但目前我国资源承载人口的能力仅为当前全国人口数量的一半,因此,我国人口依然使资源环境面临严峻压力。货币-能值比率呈下降趋势,显示我国经济发展水平的提高,同时也从侧面反映了1995年以来我国通货膨胀状况。能值交换率数据显示了我国对外经济贸易日益繁荣的发展形势,也说明了我国经济社会发展与全球经济社会发展密切相关。能值投资率是衡量自然生态环境对经济活动的容受力,表中显示变化不大,这与工农业发展和科技进步导致自然环境承载力增强有关,同样的原因也显示我国可再生资源的人口承载力增加。

4 结 语

本文利用能值分析法,在收集整理相关统计数据的基础上,对2005年中国生态经济系统的能值生产和消费情况做了运算和分析,以说明我国自然-经济-社会复合系统的运营机制和生态环境效应现状,并在对比分析1985年、1995年、2005年能值指标体系的前提下,说明我国生态经济系统演变的动态趋势。结果表明:改革开放以来,我国经济社会发展已取得长足发展,对外贸易结构和规模产生了巨大变化,已经由20世纪80年代以资源和原材料输出为主、工业成品输入为主转变为资源输入、工业成品输出为主,在国际贸易中处于相对有利的地位;同时我国居民的人均生活消费水平明显提高,生活消费结构改善,科学技术的进步使工农业生产力水平大大提高,生态环境承载力显著增强。但同时,资源自给能力减弱,对外依赖性加大,人口资源需求量大,目前的经济社会发展模式还是建立在资源低效开发利用的基础上的,环境污染、生态破坏的形势也日益严峻,距离可持续经济社会发展模式还有相当大的差距。

(编辑:田 红)

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