基于IO模型的2008年冰雪灾害对湖南省经济影响的定量评估

李春华, 张德琼，方益杭，尹 文

(1.北京师范大学 地表过程与资源生态国家重点实验室，北京100875；2.中南林业科技大学 理学院,湖南长沙 4100043；3.北京师范大学 民政部-教育部减灾与应急管理研究院，北京100875；4.长沙市林业局，湖南 长沙 410205)

基于IO模型的2008年冰雪灾害对湖南省经济影响的定量评估

李春华1,2,3,4, 张德琼4，方益杭2，尹 文2

(1.北京师范大学 地表过程与资源生态国家重点实验室，北京100875；2.中南林业科技大学 理学院,湖南长沙 4100043；3.北京师范大学 民政部-教育部减灾与应急管理研究院，北京100875；4.长沙市林业局，湖南 长沙 410205)

自然灾害造成的经济损失包括直接经济损失和间接经济损失,而间接经济损失是刻画自然灾害强度、衡量经济系统脆弱性的重要指标，加强间接经济损失评估具有十分重要的意义。以2008年湖南省冰雪灾害为例，应用投入产出模型对灾害过程中电力供应故障对湖南省造成的经济影响进行评估，结果显示：2008年雪灾中的电力供应故障造成湖南省产业部门总产品的间接经济损失接近27.5亿元、总的增加值损失为7.99亿元。通过投入产出模型分析部门总产出的间接经济和增加值损失，有助于制定减灾政策和为社会的可持续发展决策服务。

投入产出模型；部门总产出损失；增加值损失；电力供应故障

湖南省是自然灾害频繁的省份，每年的自然灾害不仅造成了大量人员伤亡，还造成了重要的基础设施损坏，严重制约了经济社会的可持续发展。自然灾害的经济损失包括直接经济损失和间接经济损失。间接经济损失是衡量现代国民经济系统脆弱性的重要指标，是灾害评估的重要参考依据，加强间接经济损失评估具有十分重要的意义。随着经济的发展和社会分工的进一步细化，整个国民经济体系的各个产业部门相互依赖程度越来越高，经济系统的脆弱性也越来越大。这样，自然灾害在某些产业部门造成的直接经济损失可能会进一步在整个国民经济系统内传播，并呈波及放大效应，影响各个产业部门的正常运行。2008年湖南省的冰雪灾害造成的电力供应故障引发的波及效应非常的明显。

国内学者对间接经济损失评估进行了一系列研究。胡爱军、李宁等对利用IIM模型方法研究极端天气事件导致基础设施破坏间接经济损失进行了评估[1]；路琮、魏一鸣等建立灾害对国民经济影响的定量分析模型及其应用[2]；顾振华等基于投入产出模型进行灾害产业关联性损失计量[3]；向蓉美、孙惠娜等对重大自然灾害统计及间接经济损失评估方进行了理论和实证研究[4]。

国外学者则运用了多种模型进行全面定量计算间接经济损失，这些模型主要包括生产函数模型、一般均衡模型、社会核算矩阵模型、经验系数法、投入产出模型等[5-9]。总的来说，投入产出模型相对于其它模型的优点是数据量最小、形式最为简单，因此容易计算自然灾害对经济系统造成的连锁反应和波及反应，且间接经济损失到各产业部门，便于进行产业部门间和区域间的对比分析。

自然灾害会影响国民经济系统正常运行，因此对自然灾害引起的经济损失进行正确合理的评估具有重要意义。本文以2008年湖南省冰雪灾害为例，运用投入产出模型，研究冰雪灾害造成的电力供应故障对其他产业部门的部门关联反应，定量分析各产业部门总产出的间接经济损失和增加值损失。

1 自然灾害造成的经济损失的评估模型

1.1 基于投入产出模型的自然灾害造成的经济损失的内涵

自然灾害引起的经济损失包括直接经济损失和间接经济损失。如何利用基于投入产出模型研究自然灾害引起的经济损失，首先要理解直接经济损和间接经济损失的概念。目前国内外的学者对直接经济损失定义比较一致，直接经济损失是指灾害直接造成的物质形态的破坏，如粮食产量的下降，房屋建筑、公共设施及设备的破坏等，通常以财产的重置成本计算[10]。一般认为，间接经济损失是由直接经济损失引起的波及影响。黄渝祥等将间接经济损失分为停产损失、中间投入积压经济损失、投资溢价损失，把间接经济损失定义为自然灾害造成总的经济损失中直接经济损失以外的经济损失[11]，是自然灾害引起的间接的对国民经济系统的影响，是一种深层次的经济损失。这种对间接经济损失的理解是狭义的。徐嵩龄从广义的角度认为间接经济分为三大类：(1)资源关联型损失；(2)社会经济关联型损失；(3)灾害关联型损失[12]。高庆华也从广义的角度认为间接经济损失是直接经济损失的延续，属于动态的、长期的、常常是非实物性破坏，因此将间接经济损失的测定时间仅限在自然灾害活动期间[13]。而国外的学者如Boisvert认为，间接经济损失是指由于直接经济损失引起需求减少或者供给瓶颈，从而在整个国民经济系统中引起传导效应或者乘数效应导致的损失[14]。Brookshire等认为，间接经济损失定义是超出直接经济损失影响之外延伸的损失，如商品存货损失、停产损失等[15]。Burrus等把间接经济损失定义为由于中断导致经济产量下降或者商业遭到破坏产生的损失[16]。综上所述，考虑到湖南省的投入产出表是逢二、七年份进行投入编制，数据有限，因此本文主要从狭义上对间接经济损失进行分析和实证研究，并着重分析单一部门损失的对其它部门的波及影响。

目前有三种处理方法对直接经济损失和间接经济损失在投入产出表中表达：一是将直接经济损失和间接经济损失都视为部门总产出的损失，二是将它们都看作最终产品的损失，三是将直接经济损失看作最终产品的损失，而将间接经济损失看作部门总产出的损失[2]。考虑到直接经济损失和间接经济损失在投入产出的合理表达是合理评价自然灾害损失的基础，并综合前人的研究，本文采用第三种处理方法进行研究。

1.2 投入产出模型的建立

投入产出分析法是瓦西里·列昂惕夫于1933提出的，由于投入产出法将深刻而又复杂的经济内涵与简洁易懂的数学表达式很好地结合在一起，所以被广泛地用于描述和解释经济、社会、环境的问题，是一种经济影响分析、经济系统建模与预测的强有力的工具。表1是一张简化的投入产出表的基本结构，直观地反映各个产业部门消耗和产出关系。

表1 投入产出结构Table 1 Input-output structure

定义直接消耗系数aij=xij/Xj(i,j=1,2,…,n)，根据横向平衡关系，有

其中A是直接消耗系数矩阵,元素为aij，X=（X1，X2， …，Xn）T，N=（N1，N2， …，Nn）T。简化公式为：

假设将各产业部门的直接经济损失看成最终产品的损失 ΔN=（ΔN1，ΔN2，…，ΔNn），则自然灾害引起的总产品损失为：

间接经济损失为中间投入的减少ΔX-ΔN。

为了更好地分析各个产业部门的间接经济损失和增加值损失，本文采用完全消耗系数进行分析。完全消耗系数是生产单位最终产品(使用)所需直接消耗某种产品的数量和全部间接消耗这种产品的数量之和，完全消耗系数一般用bij表示。完全消耗系数与直耗消耗系数的数量关系是B=（I-A）-1I。那么整个国民经济系统的动态变动为：

方程简单表示为

因此，

在得到了产业部门总产出损失ΔX的基础上，我们就能进一步计算部门增加值的损失。根据纵向平衡关系,可以得到：

因此,产业部门总产品的损失所引起的产业部门增加值的减少为：

部门增加值包括劳动报酬、社会纯收入和折旧3部分，增加值的减少意味着这些产业部门创造的社会净财富的减少。

2 结果分析

2.1 数据来源及处理

本研究基础数据采用2007年湖南省42部门投入产出表，电力负荷数据来源于国家电力监管委员会应急管理办公室公开发布的冰雪灾害应急信息快报（见图1）。电力部门损失主要是输电线路、铁塔、电杆等输电设施遭到破坏，使电网结构受到严重破坏，直接经济损失达到32.9亿元。电网破坏直接导致供电能力大幅度下降，全省大幅限电，严重时湖南电网负荷由冰灾前正常负荷1220万千瓦下降到不足300万千瓦，不到正常负荷的30%，图1是2008年1月8日至5月8日每日供电情况。1月电力供应能力平均下降38%。

图1 2008年1月8日至3月1日湖南电网供电能力日变化Fig. 1 Daily variation of Hunan Power Grid’s power supply on January 8 to March 2008

2.2 部门总产品损失

根据上述公式（4）～(7)，可以得出表3.1可以估算出电力供应故障带来的各部门总产出间接经济损失。从表2得出：

（1）间接经济损失排在前10位的产业部门分别是：农林牧渔业、化学工业、食品制造及烟草加工业、食品制造及烟草加工业、石油加工炼焦及核燃料加工业石油和天然气开采业、批发和零售业、金属冶炼及压延加工业、交通运输及仓储业、煤炭开采和洗选业、通用专用设备制造业。对农林牧渔业影响最大，占除电力部门外总的间接经济损失的22.8%，而对研究与试验发展业影响最小，仅占其它产业部门总损失的0.056%，基本上可以忽略不计。

表2 电力供应故障导致湖南产业部门总产出间接经济损失Table 2 Total output indirect economic losses of Hunan industrial sectors suffered from power supply failure

（2）电力供应故障的42天，造成湖南国民经济的间接损失达27.5亿多元。相当于占到电力部门直接损失的83.6%，可以发现间接损失是巨大的，对其他产业部门影响也是巨大的。

2.3 部门增加值损失

根据上述公式(10)可以得到电力供应故障导致湖南部门增加是损失（见表3）。从表3中可以发现：

（1）2008年雪灾引起的电力供应故障所造成的增加值的损失合计为7.994 4亿元，其中对农林牧渔业影响最大损失为3.558亿元，而对建筑业影响是最小的损失为-1.157亿元。

（2）电力供应故障引起的建筑业、金属冶炼及压延加工业、住宿和餐饮业、卫生社会保障和社会福利业等23部门的增加值增加是出人意料的，但是考虑到在2008年雪灾造成的食物匮乏、取暖不便对住宿和餐饮业等产业部门增加了这些部门的需求，需求加大使这些部门因灾获益，对其他产业部门也应该有相类似的解释。因此，计算的结果也与实际情况相符合的。

表3 电力供应故障导致湖南产业部门增加值损失Table 3 Added value loss of Hunan industry department suffered from power supply failure

3 讨论和结论

3.1 投入产出模型的优势

（1）投入产出模型能够定量计算自然灾害对国民经济系统所造成的连锁反应和波及反应，便于进行各产业部门间和区域间的进行分析对比。运用投入产出模型分析自然灾害的影响，提供了一种全面深入地了解自然灾害造成的损失的新思路。

（2）投入产出模型对数据的要求不高，少量的数据就行，不必再浪费大量的社会人力物力进行数据调查编制；还可以根据获得数据情况而选择多部门还是少部门的投入产出表，方便应用；能够快速估算自然灾害所造成的经济损失，为灾后恢复重建提供重要的参考依据，及时使国民经济系统正常运行。

3.2 投入产出模型的局限性

(1)投入产出模型必须保证是线性模型，并且具有诸多假设前提：直接消耗系数稳定性假定、相加性假定、同质性假定、比例性假定，特别要求受灾前后的国民经济体系运行模式保持不变，但是这和现实不符；因为其只能进行短期的研究分析，所以不能反映自然灾害的动态波及效应特征。

(2)不能对投入产出模型的可靠程度进行统计检验，也没有办法评价其精确程度；而计量经济模型能够提供拟合程度等相对精准的统计指标，进而对投入产出模型的优劣程度进行评价。另一方面投入产出模型对国民经济系统弹性考虑不够多(刚性反应)，往往高估造成的自然灾害经济损失。由于需要的数据比较少，很难将政府支出、进出口、生产、消费等问题全部考虑之内，因此未能够深入的测度自然灾害所带来的波及效应。

3.3 结论

本文应用投入产出模型不但有效地估算灾害对各个产业部门总产出间接损失以及总的增加值损失，而且快速预测灾害对各个产业部门的增加值的影响，从而可以充分地了解那些部门运行不正常，对那些国民经济系统部门正常运行影响最大，同时还可以进一步分析得到，在该基础部门的不正常运行对其他产业部门影响程度的依次排序情况以及最后总的间接经济损失大小和总的增加值损失大小，提供了一种有效的定量分析方法。在未来研究中，随着数据和方法的进一步完善，研究结果将更加符合灾害发生对社会经济系统造成的实际影响，这将有助于更加深刻了解自然灾害对国民经济系统各部门的影响并制定相应的政策，为灾后恢复重建和社会经济系统的正常运行决策服务。

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Quantitative assessment of impact of 2008 snow and ice disaster in Hunan on its economy by IO model

LI Chun-hua1,2,3,4, ZHANG De-qiong4, FANG Yi-hang2, YIN Wen2
(1. State Key Lab. of Earth Surface Processes and Resources Ecology, Beijing Normal University, Beijing 100875, China; 2. School of Sciences, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China ; 3. Academy of Disaster Reduction and Emergency Management aff i liated to Ministry of Civil Affairs & Ministry of Education, Beijing Normal University, Beijing 100875,China; 4. Forestry Bureau of Changsha City, Changsha 410001, Hunan, China)

The economic loss caused by natural disasters includes the direct economic loss and indirect economic loss. Indirect economic loss is an important indicator to measure the vulnerability of economy system and the strength of natural disasters. The evaluation of the impact of electricity supply in the disaster process, in 2008, Hunan province on Hunan’s economy was conducted by input-output model.The results show that the electricity supply fault caused a serious impact on the overall production of Hunan provincial economic sectors,resulting in total indirect economic losses of nearly 2.75 billion Yuan and total added value losses of 799 million Yuan. To use the inputoutput model in analyzing the indirect economic and value-added loss will contribute to policy formulation, decision-making services for disaster reduction and social sustainable development.

input-output model; indirect economic loss; added value loss; electricity supply fault

S711

A

1673-923X(2012)12-0012-05

2012-06-13

湖南省情与决策咨询研究课题（2012ZZ13）：湖南省重大气象灾害综合风险防范研究；科技部国际科技合作项目资助（S2012GR0231）

李春华( 1970-) ，男，湖北人，博士，副教授，主要从事自然灾害风险评估与管理研究．E-mail: lichunhuahubu@126.com

[本文编校：罗 列]