低碳视角下江苏省港航与生态环境发展的关系

范玉红，杨燕

(南通航运职业技术学院管理信息系，江苏南通 226010)

0 引言

根据国际能源机构报告［1］:国际海运每年排放CO28亿t，2004年占世界总排放量的3%.根据清洁运输公会［2］统计:以吨公里计算，最近3年世界海运量平均每年递增5%，国际海运所排放的CO2总量已超过许多签署《京都议定书》国家每年温室气体的排放量.可见，港航的快速发展对生态环境造成的影响较大.江苏省是航运大省，港航单位与生态环境彼此作用，港航发展不可避免地对生态环境产生直接或间接的负面作用;同时，生态环境也会反作用于港航的各种活动，对港航的规划、建设和运营产生深远影响.“十二五”时期，国家给江苏省下达的减排任务是:化学需氧量、氨氮、二氧化硫和氮氧化物排放总量分别比2010年削减11.9%，12.9%，14.8%和17.5%(与“十一五”时期相比，减排指标增加，减排范围拓宽).所以，在运输消耗不断增加、资源相对短缺、生态环境遭受破坏的矛盾和问题越来越突出的形势下，研究江苏省港航与生态环境发展之间的关系非常必要.

目前，国内学者在经济与生态环境方面的研究较多:如李芳林等［3］、刘辉等［4］分别对江苏、山东等省区的经济与环境协调关系进行评价;胡巍等［5］、崔锋［6］构建区域经济与生态环境指标体系;林琳［7］分析经济与生态环境协调发展的模式;李洪英等［8］对区域经济和生态环境进行定量分析.所采用的分析方法有回归分析法、相关分析法、主成分分析法、层次分析法等，但是针对江苏省港航与生态环境之间的关系从低碳角度研究则较少.本文从江苏省港航和生态环境发展的现状出发，构建两个系统的指标体系，采用主成分分析法、相关分析法以及协调发展模型定量分析江苏省港航与生态环境发展的关系，实施江苏省港航的低碳发展，最终实现江苏省港航与生态环境的协调发展.

1 江苏省港航和生态环境的发展概况

1.1 江苏省港航的低碳发展概况

江苏省港航主要由江苏省的港口和航运企业组成.江苏省境内拥有约1 162.8 km的长江岸线、1 011.04 km的海岸线和718 km的京杭运河.近些年江苏省港航取得较大发展:港口货物吞吐量及运输周转量的增长速度较快(见图1)，2010年港口通过能力、万吨级以上泊位数、港口货物吞吐量和亿吨大港数等4项指标创全国第一，在“十二五”时期“两型”港口建设将成为省港口企业的工作重心;在航道建设方面，航道投资继2005年突破10亿元、2006年突破20亿元之后，2007年达31亿元，2008年完成32.39亿元，2009年达33亿元，力图构建一个全国领先的航道信息网络，为港航发展营造良好的环境;在船型标准化方面，启动长江干线船型标准化工作，年度拆解老旧船舶达500艘;在低碳技术方面，全省11个主要港口中6个吞吐量超亿吨大港已完成54台港口起吊机械“油改电”工程，建成全球首套高压变频数字化码头岸电系统.

图1 2000—2010年江苏省货物吞吐量和运输周转量

1.2 江苏省生态环境发展概况

作为水运行业的重要组成部分，港航是耗能大户之一.伴随着江苏省港航的发展，环境问题日益突出，环境纠纷也时有发生.根据交通节能信息简报获知:江苏省通过低碳交通运输专项行动，港口企业单位作业能耗平均降低6%，最高达13%;通过实施船型标准化工程，航道和船闸通过量增长76.95%，闸室利用率提高50%，船舶航行速度平均提高62.5%，每年节约燃油1.7万 t，减少油污排放量300多吨，船舶水体、噪声污染、水上交通事故明显下降.但根据《江苏交通运输“十二五”规划》，到2015年江苏省营运船舶单位运输周转量能耗较2005年要下降15%，港口生产单位吞吐量综合能耗要下降8%，减排任务较重.目前，江苏省港口的货种主要包括煤炭、硫磺、矿石、饲料、粮食、盐、纸浆等散货，在整个货物吞吐量中占70%以上，这些货物在装卸过程中会产生粉尘、CO2等大量污染物.同时，江苏省沿江大型企业生产所需约80%的铁矿石、72%的原油、83%的电煤都是依靠江苏省航运来保障的，一些新型专用船舶如化学品船、液化气船、汽车滚装船、散装水泥船已经开始使用，一旦发生事故就会对环境造成较大影响，2011年上半年江苏省沿江发生的船舶污染事故就有6起.

2 江苏省港航的发展与生态环境发展关系分析

2.1 港航和生态环境指标体系的构建

考虑到江苏省数据的可获得性，从发展水平、结构优化和发展潜力的角度构建反映港航发展程度的指标体系，并从环境污染、能源消耗和事故灾害的角度构建反映生态环境的指标体系［9］，具体见表1.

之所以选取上述指标体系，是因为其对生态环境的影响尤为重要.港航经济指标主要考虑的是货物吞吐量和周转量及其相关比重，相关因素影响发展潜力包括码头、船舶相关量.生态环境指标的选取均是考虑有可能造成环境污染的.

表1 江苏省港航和生态环境指标体系

2.2 江苏省港航与生态环境关系的主成分分析

从交通运输部、国家统计局、江苏省统计局等网站上收集数据，经过整理、统计得到2001—2009年的江苏省港航与生态环境的样本数据，并对这些数据进行实证分析.计算步骤如下:

(1)构建指标体系.设原始数据矩阵为X=(Xij)n×p，其中，n为评价对象个数，p为集约利用指标个数，Xij为第i个评价对象第j项指标的数值.

(2)对原始数据的标准化处理.对不同计量单位的指标数据进行同度量处理.该研究采用标准差标准化方法处理，求取标准化后的数据矩阵

式中:i=1，2，…，n;j=1，2，…，p;样本均值=;样本标准差

(3)建立相关系数矩阵R.采用标准化以后的数据矩阵Yij，求取相关系数矩阵R=(rij)p×p，

(4)求相关系数矩阵的特征值，确定主成分个数即新指标个数m.计算相关矩阵R的特征值和方差贡献率，并使特征值按大小顺序排列，即λ1＞λ2＞…＞λp≥0.本文分析根据累积方差贡献率大于95%的原则，确定江苏省港航系统和生态环境系统各有4个公共因子，这些因子能反映出港航系统和生态环境系统绝大部分的信息［10］，结果见表2.

表2 江苏省港航和生态环境主要因子特征值及累积贡献率

根据各个子系统提炼的主成分，得出两个子系统各年的综合发展指数(见表3和图2).综合发展指数反映该年度在整个评价体系中的相对水平，而不是绝对水平，系统发展水平越高的年度其评价指数越大.利用主成分分析法求得的指数有正值，也有负值.综合发展指数为零表示该年度的发展水平处于其评价范围内的平均水平;大于零表示该年度的发展水平高于评价范围内的平均水平;小于零表明该年度的发展水平低于评价范围内的平均水平.［11］

表3 综合发展指数

图2 江苏省港航和生态环境综合评价值趋势

江苏省港航系统的得分值与生态环境系统的得分值在数值上对等，即港航得分的1分与生态环境得分的1分是等值的.因此，港航发展指数大于生态环境发展指数时，表明江苏省港航系统发展快于生态环境系统的改善;当两者相等时，表明港航系统与生态环境系统同步发展;当港航发展指数小于生态环境发展指数时，则表明港航系统的发展滞后于生态环境系统的发展水平.

从表3和图2可以看出江苏省港航和生态环境的综合发展状况及变化趋势:2000—2009年江苏省港航发展水平总体呈上升趋势，综合评价值由－1.821 56上升为2.285 55;生态环境的变化趋势与港航的发展趋势正好相反，2000—2009年，生态环境综合评价值基本呈下降趋势.2005年江苏省港航综合水平达到零值以上，首次超出平均值.江苏省港航快速发展说明江苏省的工业和外贸发展的步伐加快，给生态环境带来不利影响，同时江苏省港航自身大力发展之后，港口、航运等企业对生态环境的影响也加大，导致2004年之后江苏省生态环境恶化较快.因此，近些年随着港航的快速发展，生态环境状况的改善已相对滞后，不能满足当前港航发展的需要.

2.3 江苏省港航与生态环境的相关性分析

相关性分析研究现象之间是否存在某种依存关系，并对具体有依存关系的现象探讨其相关方向以及相关程度.本文运用统计软件SPSS对江苏省港航综合发展指数与生态环境综合发展指数的相关度进行分析，结果见表4.

表4 江苏省港航与生态环境综合发展指数相关度

从表4可以看出，江苏省港航与生态环境的相关因数为－0.957，即两者之间显著相关，说明江苏省港航经济的发展与生态环境的发展是相互影响、相互促进、相互制约的，生态环境的改善有利于港航的发展，反之生态环境发展的滞后最终会影响和制约江苏省港航的发展.虽然目前江苏省港航的发展非常迅速，但是今后如果不能有效改善生态环境的发展，会导致江苏省港航的发展速度变缓.

2.4 江苏省港航与生态环境发展的协同性分析

协同论亦称“协同学”或“协和学”，其创立者是德国斯图加特大学教授、著名物理学家哈肯.协调是两种或两种以上子系统间配合得当、和谐一致、良性循环的关系，以达到减少系统运行的负效应、提高系统整体输出功能和协同效应的目的.在经济发展过程中，只有正确处理经济发展与生态环境的关系，弱化、消除经济发展与生态环境间的消极关系，充分利用和发展其积极关系，使经济发展与生态环境组成的系统都处于协调状态，整个系统就能处于协调状态，二者间才能实现良性循环.［12］

设正数x1，x2，…，xm为描述江苏省港航的m个指标;正数y1，y2，…，yn为描述生态环境特征的n个指标;函数f(x)和f(y)分别为江苏省综合港航经济评价函数和综合生态环境评价函数.江苏省港航和生态环境的协调度 C 的计算公式［13－14］为

式中:K为调节因数(K≥2)，文中取K=2.C值越大，说明两个系统间协调发展的程度越高(见表5)，反之则两个系统间协调发展的程度越低.

表5 协调等级分类

为更准确地表现江苏省港航与生态环境之间的关系，引入协调发展度D，计算公式为

式中:T为港航与生态环境综合协调发展指数，T=αf(x)+βf(y)，其中α和β为待定权数，鉴于港航经济发展与生态环境同等重要，这里取α=β=0.5.

文中所求得的港航与生态环境综合发展指数视为f(x)和f(y)的结果，经过计算得到图3及表6.

图3 协调发展度趋势

图3和表6显示江苏省港航与生态环境协调发展状况及协调发展度的变化趋势，江苏省港航的发展优于生态环境的发展:2000—2009年，江苏省港航与生态环境的协调发展度不断变化，基本呈倒“U”型曲线;2000—2004年协调发展度呈上升趋势，2004年协调发展度达到10年中的最优;2005年之后基本呈下降趋势.这几年随着江苏省港航的发展，生态环境的发展不容乐观，有待进一步改善.生态环境的改善在江苏省港航高速发展的情况下，应引起有关部门的关注，政府对生态环境保护的要求应更加明确，要提倡江苏省港航的低碳发展.

表6 2000—2009年江苏省港航与生态环境协调发展度及协调发展指数

3 江苏省港航低碳发展对策

江苏省港航与生态环境发展之间存在较强的相关关系，港航经济的发展如果不注重发展方式将会导致生态环境的恶化，在未来的发展中应该重视两者之间的协调发展.

3.1 树立低碳意识，营造低碳环境

港航可持续发展就是要实现经济与环境的协调，低碳经济时代的到来要求人们强化经济发展的低碳意识，充分认识低碳港航的作用，实现江苏省港航的低碳转型.“十二五”期间，江苏省一是要加快老旧和单壳液货危险品船退出市场，推进长江干线船型标准化，保障运输安全，引导船舶向大型化、专业化、清洁化方向发展;二是要尽快出台详细的港航相关法律法规;三是要推进支持长江航运综合信息服务系统建设，推进船舶免停靠报港信息服务系统应用等，实现各利益主体之间业务、信息的畅通，提升江苏省港航信息化水平，为江苏省低碳港航发展营造良好的环境.

3.2 加大低碳投入，创新合作模式

“十二五”期间，江苏省港航的财政重点放在高等级航道网建设、船舶运力结构调整、水运节能减排、交通科研资金投入机制和水运支持保障系统建设等5大领域;重点支持“靠港船舶使用岸电技术应用”“清洁能源、可再生能源技术在港口的应用”“轮胎式集装箱门式起重机‘油改电’”等项目，大力推进节能减排.同时，江苏省的港航企业要寻求新的发展模式，如进行横向与纵向的整合、服务创新、挖掘物流第三利润源，实现物流链的双赢和多赢等.

3.3 转变发展模式，优化资源配置

江苏省港航企业要加强自身组织管理，争取以最少的资源配置产生最大的生产能力和效益，努力向规模化、集约化方向发展，积极发展大宗散货专业化运输、多式联运等现代化运输组织方式，提高船舶锚泊、靠泊效率和装卸效率，全面提升船舶营运组织效率，加强货物集散地规划及建设，船舶所有人联合起来形成高效的物流系统.充分运用信息化、网络化技术，合理组织货源，保持货流平衡，提高舱容利用率;优化船舶运力结构，加快发展与航道能力相匹配的标准化船舶，淘汰高能耗、污染大的落后船型，发展专业化运输船队，提高船舶平均载质量，发展规模化运输，降低燃料消耗.

3.4 制定战略规划，建立评价体系

江苏省首先可以根据港航企业的实际发展情况、国家的环境法规，确定其港航企业的低碳发展目标;其次对不同的港航企业进行实地调研，了解各企业的管理结构、生产规模、装卸工艺、生产排污、治污现状后制定各企业的具体目标;最后提出发展低碳港航的具体任务和措施.同时，构建低碳港航评价体系，实现对港口和航运经济的运行、环境保护等状况进行专业评估，检测港航是否按已定战略政策发展.通过综合评估，还可以评判江苏省港航企业在发展中存在的主要问题，从而提出相应的解决对策.

3.5 增强技术创新，使用低碳技术

江苏省内有较多的造船企业，在建造新船舶时:(1)可以通过优化船体设计，降低船舶功率;(2)提高船用燃油质量和研发新型替代燃料，减少船舶废气的排放.同时尽量使用船舶岸电技术，即通过岸上市政电网供电取代船舶辅机发电，这样能够有效减少船舶靠港期间温室气体和污染物的排放量.今后要分步淘汰技术落后、污染严重、效能低下的老旧设备，逐步引进符合国际标准的、技术先进的、经济安全的、节能环保的港口机械;要鼓励企业自主创新，进行低碳经济研究，鼓励员工在实践中发挥自身的聪明才智，改进一些老旧机械，使这些机械焕发新的活力.

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