發(fā)布時間：2021-09-16所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：長江經濟帶的水生態(tài)環(huán)境問題受到越來越多人的關注，灰水足跡作為反映污染強度的指標受到廣泛的認可，為推動長江經濟帶實現(xiàn)高質量發(fā)展，對長江經濟帶的灰水足跡進行測算顯得十分必要。文章基于2002年、2007年和2012年長江經濟帶各省份的投入產出表，編
摘要：長江經濟帶的水生態(tài)環(huán)境問題受到越來越多人的關注，灰水足跡作為反映污染強度的指標受到廣泛的認可，為推動長江經濟帶實現(xiàn)高質量發(fā)展，對長江經濟帶的灰水足跡進行測算顯得十分必要。文章基于2002年、2007年和2012年長江經濟帶各省份的投入產出表，編制了長江經濟帶的灰水足跡投入產出表，并建立只考慮進口的行業(yè)灰水足跡模型測算得到長江經濟帶各行業(yè)的灰水排放系數(shù)和灰水足跡。結果表明：1)長江經濟帶16個行業(yè)的直接、間接和完全灰水排放系數(shù)均呈現(xiàn)下降趨勢;2)16個行業(yè)中12個行業(yè)的完全灰水足跡下降，4個行業(yè)的完全灰水足跡上升;3)4個完全灰水足跡上升的行業(yè)分別為食品制造及煙草加工業(yè)、木材加工及家具制造業(yè)、石化工業(yè)和建筑業(yè)，導致4個行業(yè)的完全灰水足跡上升的主要原因在于其行業(yè)規(guī)模的擴大，其中，建筑業(yè)規(guī)模擴大的環(huán)節(jié)在直接方面，其余三個行業(yè)擴大的環(huán)節(jié)在間接方面。
關鍵詞：投入產出表;長江經濟帶;灰水排放系數(shù);行業(yè)灰水足跡
0引言
長江經濟帶作為我國經濟地理的南北之中，具有重要的戰(zhàn)略地位。然而隨著經濟的快速發(fā)展，人口數(shù)量的不斷增加，大量的工業(yè)廢水和生活污水的不斷排放，以及農藥化肥在農業(yè)規(guī)模化經營中的大量使用，使得長江經濟帶的水資源污染問題變得更加突出。灰水足跡能夠很好地反映水污染問題，因此，研究長江經濟帶的灰水足跡問題，有利于更好地調控和優(yōu)化水資源利用，緩解水資源污染問題，推動長江經濟帶實現(xiàn)高質量發(fā)展。
灰水足跡的概念最初是由學者Hoekstra等(2008)提出的，在《水足跡評價手冊》中將其定義為，以自然本底濃度和現(xiàn)有的水質標準為基準，將一定的污染物負荷吸收同化所需的淡水體積(Hoekstra等，2012)。目前對灰水足跡的研究都要以灰水足跡的測算為基礎，測算的領域主要集中在農業(yè)及農產品(王旭等，2015;劉聰，2017)、工業(yè)(李嘯虎等，2015)、區(qū)域(侯林秀等，2020;秦麗杰等，2012)和流域(高偉等，2020;劉紅光等，2019;Vanham等，2014)四個方向，其中大部分為農產品的灰水足跡研究。可以看出，目前的研究大多是從微觀的單個產品或者宏觀的產業(yè)角度對灰水足跡進行測算，而缺乏中觀的行業(yè)角度的研究，而且研究的區(qū)域多是省級尺度(孫才志等，2016;孫才志等，2016;孫克等，2016)，極少數(shù)從流域的角度出發(fā)。同時，這些研究的側重點大多在灰水足跡的總量方面，沒有考察過灰水足跡的排放強度。張凡凡等(2019)研究發(fā)現(xiàn)我國水足跡強度存在顯著的空間集聚效應，但仍是從省級角度出發(fā)思考的。對于長江經濟帶這樣一個橫跨11省市的大型流域來說，僅僅測算單個省份或者單個產品的灰水足跡或灰水足跡強度遠遠不能反映長江經濟帶的水污染問題，因此有必要從長江經濟帶整體的角度來測算灰水足跡。
關于灰水足跡的測算方法，由于投入產出法可以描述經濟內部產品和服務的流轉情況，因此在水足跡測算過程得到了非常廣泛的應用。吳兆丹等(2017)利用多區(qū)域投入產出法對江蘇省與我國其他省區(qū)水足跡進行了比較分析，并對其差異的成因進行了研究。孫才志等(2020)利用投入產出表研究了全國省區(qū)和行業(yè)的灰水足跡，并對行業(yè)間的灰水足跡轉移進行了說明。投入產出法由Leontief提出(1936)，后來許健等(2002)中國學者又引入了直接用水系數(shù)和完全用水系數(shù)的理論和計算方法，用以反映水污染的排放強度，同時也為后續(xù)水足跡的測算奠定了基礎。
基于上述，本文編制了長江經濟帶的灰水足跡投入產出表，在此基礎上，構建了基于行業(yè)的灰水足跡核算模型。分別從長江經濟帶灰水排放的質量和數(shù)量角度出發(fā)，測算得到長江經濟帶每個行業(yè)的完全和直接灰水排放系數(shù)用以反映灰水的排放強度，進一步測算得到每個行業(yè)的完全和直接灰水足跡用以反映灰水的總量，通過對比灰水排放強度和總量之間的變化關系，探究灰水變化的趨勢和原因。
1模型構建與數(shù)據(jù)
11模型構建
111投入產出模型
通過編制研究區(qū)域的投入產出表，并在此基礎上建立相應模型，可以對區(qū)域內的經濟活動進行深入分析。目前，2017年各省份的投入產出表尚未發(fā)布，因此，本文選取2002年、2007年及2012年長江經濟帶11個省市的投入產出表作為基礎，先將投入產出表通過一定處理轉化為可用的行業(yè)分類形式，再結合各省市行業(yè)層級的灰水足跡，共同編制出長江經濟帶價值-實物混合型的灰水足跡投入產出表。
1)合并行業(yè)。投入產出表中一般包含42個行業(yè)，由于無法獲得每個行業(yè)詳細的廢水排放數(shù)據(jù)，因此不能實現(xiàn)對單個行業(yè)的計算分析。本文按照各行業(yè)的屬性及《2002、2007年中國投入產出表》中行業(yè)的劃分標準，將2002年、2007年和2012年長江經濟帶各省市的投入產出表中的行業(yè)合并為16個行業(yè)①。以2012年上海市的投入產出表為例，將原投入產出表中的42個行業(yè)合并為三大產業(yè)16行業(yè)。
2)計算行業(yè)層級的灰水足跡。通過計算可得長江經濟帶各省市農業(yè)灰水足跡、工業(yè)灰水足跡和生活灰水足跡。本文采取韓琴等(2016)的灰水足跡計算方法，對長江經濟帶11個省份2002年、2007年和2012年的灰水足跡進行測算。但是由于數(shù)據(jù)的可獲得性，《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》中沒有各地區(qū)分行業(yè)的廢水及污染物的排放量，不能直接進行分行業(yè)的灰水足跡測算。因此要根據(jù)2002年、2007年、2012年《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》中全國各行業(yè)的廢水排放數(shù)據(jù)，同比例的推算出長江經濟帶各省市各部門的灰水足跡。
3)數(shù)據(jù)合并。按照行業(yè)合并的要求，將投入產出表中的橫向數(shù)據(jù)對應地加總合并;按照行業(yè)合并的要求，將投入產出表中的縱向數(shù)據(jù)對應地加總合并。根據(jù)流量表和系數(shù)表合并數(shù)據(jù)的基本步驟，將不同省市的不同行業(yè)數(shù)據(jù)進行相應的合并。以合并的投入產出表作為研究基礎，將第二步測出的長江經濟帶的灰水足跡相關數(shù)據(jù)作為投入指標，進而編制長江經濟帶16個行業(yè)的價值-實物混合型灰水足跡投入產出表。
112灰水排放系數(shù)
編制完成價值-實物混合型的灰水足跡投入產出表后，可進一步計算直接灰水排放系數(shù)、完全灰水排放系數(shù)和間接灰水排放系數(shù)這三大重要系數(shù)。利用投入產出法核算行業(yè)灰水足跡的基礎就是灰水排放系數(shù)。本文所涉及到的灰水排放系數(shù)的計算參照許健提出的用水系數(shù)計算方法(許健等，2002;許健等，2003)。
12數(shù)據(jù)來源
構建長江經濟帶灰水足跡投入產出表時，第二步所用到的數(shù)據(jù)主要以《水足跡評價手冊》為基礎，參照現(xiàn)有文獻中的方法，以農業(yè)、工業(yè)和生活作為灰水足跡計算的主要數(shù)據(jù)來源。其中，農業(yè)部門氮肥淋失率采用7%的全國平均氮肥淋失率(朱兆良，2000)，氮肥施用量是參照《新中國五十年農業(yè)統(tǒng)計資料》和《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》來選用的，畜禽飼養(yǎng)數(shù)量是根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒》和《中國農村統(tǒng)計年鑒》所普查到的數(shù)據(jù)來采用的，飼養(yǎng)周期、日排泄量、單位排泄物中COD和總氮的含量、單位排泄物中污染物進入水體的流失率來源于《全國規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染情況調查技術報告》中的數(shù)據(jù);工業(yè)、生活排放污水量以及污染物的排放量參照的是《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》。本文將受納水體的自然本底濃度假設為0(Hoekstra等，2012)，污染物濃度達標排放標準按照《污染物綜合排放標準》(GB8978-1996)中的一級排放標準進行參照，其中COD和氮的達標排放濃度分別為60mg/L和15mg/L。
2實證分析
21行業(yè)灰水排放系數(shù)分析
行業(yè)灰水排放系數(shù)是核算行業(yè)灰水足跡的基礎，同時通過灰水排放系數(shù)也可以直觀地反映出各行業(yè)的灰水足跡效率。根據(jù)公式可求得長江經濟帶11個省市各行業(yè)的灰水排放系數(shù)。
211行業(yè)完全灰水排放系數(shù)分析
完全的灰水排放系數(shù)是直接和間接灰水排放系數(shù)之和，反映的是總體的灰水足跡的強度。對行業(yè)完全灰水排放系數(shù)進行分析，有利于把握行業(yè)發(fā)展質量的變化。2002—2012年長江經濟帶行業(yè)完全灰水排放系數(shù)測算結果如下表1所示。
整體來看，2002—2012年，所有行業(yè)的完全灰水排放系數(shù)都下降了，平均降幅比率達到了86%。從行業(yè)的角度來看，農業(yè)的完全灰水排放系數(shù)是下降的最多的，電力及蒸汽熱水、煤氣、自來水的生產和供應業(yè)下降的總值排在第二位，食品制造及煙草加工業(yè)排在第三位。農業(yè)的完全灰水排放系數(shù)大幅下降主要得益于政府在長江經濟帶對農業(yè)水污染的治理取得了顯著的效果;電力及蒸汽熱水、煤氣、自來水的生產和供應業(yè)以及食品制造及煙草加工業(yè)的完全灰水排放系數(shù)的下降的原因可能在于技術的進步和落后產能的淘汰。其余行業(yè)完全灰水排放系數(shù)總值的變化量大致集中在100到400m3/萬元之間，總體來說也取得了較大的進步。
從2012年的完全灰水排放系數(shù)來看，農業(yè)的完全灰水排放系數(shù)依然高達42437m3/萬元，遠遠超過其他行業(yè)，這說明依然需要加強對農業(yè)的灰水排放治理。除此之外，食品制造及煙草加工業(yè)、紡織服裝業(yè)、木材加工及家具制造業(yè)這三個行業(yè)的灰水排放系數(shù)依然較高，接近100m3/萬元，也需要加強對這三個行業(yè)的治理。其余行業(yè)的完全灰水排放系數(shù)已經處于一個較低的水平，都處于50m3/萬元以下的水平，這說明這些行業(yè)的灰水排放強度已經處于一個可以接受的水平，未來在保持該水平的基礎上慢慢降低即可。
212行業(yè)直接灰水排放系數(shù)分析
行業(yè)直接灰水排放系數(shù)是行業(yè)灰水足跡強度的直觀反映。行業(yè)的完全灰水排放系數(shù)是行業(yè)的直接和間接灰水排放系數(shù)之和，因此直接灰水排放系數(shù)的變化會引起完全灰水排放系數(shù)的變化。長江經濟帶各行業(yè)的直接灰水排放系數(shù)測算結果如下表2所示。
整體來看，2002—2012年，所有行業(yè)的直接灰水排放系數(shù)都是下降的，平均降幅比率達到了875%。從行業(yè)的角度來看，農業(yè)和電力及蒸汽熱水、煤氣、自來水的生產和供應業(yè)這兩個行業(yè)的直接灰水排放系數(shù)下降幅度巨大，降幅分別為82556m3/萬元和420m3/萬元。這兩個行業(yè)的直接灰水排放系數(shù)降幅分別占其完全行業(yè)灰水足跡降幅的812%和804%，表明這兩個行業(yè)完全灰水排放系數(shù)的降幅主要來自于其行業(yè)自身，即這兩個行業(yè)在降低本行業(yè)完全灰水排放系數(shù)時主要通過促進本行業(yè)內部的技術進步以及落后產能淘汰來實現(xiàn)，而非在行業(yè)之外的其他環(huán)節(jié)實現(xiàn)。此外，服務業(yè)直接灰水排放系數(shù)的降幅達到了10541m3/萬元，占其完全灰水排放系數(shù)降幅的536%，占比超過一半，這表明服務業(yè)也是主要通過直接降低本行業(yè)的灰水排放強度來實現(xiàn)完全灰水排放系數(shù)的降低。其余行業(yè)直接灰水排放系數(shù)降幅占完全灰水排放系數(shù)降幅的比率都在50%以下，表明直接灰水方法系數(shù)下降不是導致其完全灰水系數(shù)下降的主要原因。
從2012年的直接灰水排放系數(shù)來看，農業(yè)的直接灰水排放系數(shù)高達35684m3/萬元，遠遠高于其他行業(yè)。農業(yè)的直接灰水排放系數(shù)降幅巨大，但是由于其行業(yè)自身基數(shù)較大的原因，導致其直接灰水排放系數(shù)依舊處于一個較高的水平，未來還存在較大的改進空間。此外，采選業(yè)、紡織服裝業(yè)、電力及蒸汽熱水、煤氣、自來水的生產和供應業(yè)、建筑業(yè)和服務業(yè)的直接灰水排放系數(shù)也較高，但都處于30m3/萬元以下，存在一定的改進空間。其余行業(yè)的直接灰水排放系數(shù)都處于10m3/萬元以下，且基本都處于極低的水平，未來改進的空間相對有限。
213行業(yè)間接灰水排放系數(shù)分析
行業(yè)間接灰水排放系數(shù)反映的是該行業(yè)在其他行業(yè)間接產生灰水足跡的強度，一個行業(yè)的間接灰水排放系數(shù)越大，說明該行業(yè)間接在其他行業(yè)產生的灰水足跡越多。2002—2012年長江經濟帶行業(yè)間接灰水排放系數(shù)測算結果如下表3所示。
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整體看來，如圖1所示，2002—2012年，長江經濟帶16個行業(yè)的間接灰水排放系數(shù)均處于下降趨勢。相比于2002年，2007年長江經濟帶所有行業(yè)的間接灰水排放系數(shù)都下降了一半以上;相比于2007年，2012年有12個行業(yè)的間接灰水排放系數(shù)又下降了一半以上。由此可以看出，長江經濟帶16個行業(yè)的間接灰水排放系數(shù)都呈現(xiàn)出快速下降的趨勢。
從行業(yè)的角度來看，如表3所示，2002—2012年，相較于直接灰水排放系數(shù)的變化量，長江經濟帶16個行業(yè)的間接灰水排放系數(shù)均呈現(xiàn)出較大的變化量，除了機械工業(yè)、交通運輸設備制造業(yè)和服務業(yè)這三個行業(yè)，其余13個行業(yè)的間接灰水排放系數(shù)降幅均在100m3/萬元以上，這說明大多數(shù)行業(yè)都實現(xiàn)了在間接灰水排放強度絕對量的大幅降低。與行業(yè)直接灰水排放系數(shù)相對，農業(yè)、電力及蒸汽熱水、煤氣、自來水的生產和供應業(yè)以及服務業(yè)著三個行業(yè)的間接灰水排放系數(shù)降幅占完全灰水排放系數(shù)降幅的比率分別為188%、196%和464%，占比均在50%以下。其余13個行業(yè)的間接灰水排放系數(shù)降幅占完全灰水排放系數(shù)降幅的比率均處于50%以上，且大多數(shù)行業(yè)處于80%以上，這表明大多數(shù)行業(yè)是通過降低間接灰水排放系數(shù)來實現(xiàn)完全灰水排放系數(shù)的下降的。
從2012年的間接灰水排放系數(shù)來看，所有行業(yè)的間接灰水排放系數(shù)都在10m3/萬元以上，存在一定的改進空間，特別是農業(yè)、食品制造及煙草加工業(yè)、紡織服裝業(yè)和木材加工及家具制造業(yè)，還保持在60m3/萬元以上，存在較大的改進空間。與2012年的直接灰水排放系數(shù)對比來看，除了農業(yè)、電力及蒸汽熱水、煤氣、自來水的生產和供應業(yè)、建筑業(yè)和服務業(yè)著四個行業(yè)，其余12個行業(yè)的間接灰水排放系數(shù)值均高于直接灰水排放系數(shù)值，這表明大多數(shù)行業(yè)未來降低灰水排放的重點應該在間接方面，而不是直接方面。
22長江經濟帶行業(yè)灰水足跡分析
在編制的長江經濟帶灰水足跡投入產出表的基礎上，利用行業(yè)灰水足跡核算模型，可以計算出2002-2012年長江經濟帶16個行業(yè)的行業(yè)灰水足跡。
221行業(yè)完全和直接灰水足跡分析
行業(yè)的灰水排放系數(shù)衡量的是行業(yè)灰水排放的強度，行業(yè)的灰水足跡反映的是行業(yè)灰水排放的總量，行業(yè)灰水足跡由行業(yè)灰水排放系數(shù)和該行業(yè)的最終使用(萬元)計算而得，因此行業(yè)灰水足跡的大小受這兩個因素的影響。行業(yè)的完全和直接灰水足跡測算結果如下表4所示。
從整體角度來看，2002———2012年，16個行業(yè)的完全和直接灰水足跡總量均大幅下降，降幅分別達到了114%和109%。分析各行業(yè)的完全灰水足跡，有12個行業(yè)的完全灰水足跡呈現(xiàn)出下降趨勢，下降總量達到了271330萬m3。但是也有四個行業(yè)的完全灰水足跡是增加的，分別是：食品制造及煙草加工業(yè)、木材加工及家具制造業(yè)石化工業(yè)和建筑業(yè)。與完全灰水排放系數(shù)對比，這四個行業(yè)的完全灰水排放系數(shù)是下降的，這說明這四個行業(yè)的最終使用(萬元)是上升的，反映出這四個行業(yè)的整體規(guī)模擴張引起的灰水排放增長大于由于技術進步導致的灰水排放減少。分析各行業(yè)的直接灰水足跡，2002—2012年，采選業(yè)和建筑業(yè)的直接灰水足跡是上升的，特別是建筑業(yè)，上升值為21135萬m3，其余14個行業(yè)則是下降的。對比建筑業(yè)的直接灰水排放系數(shù)來看，該行業(yè)的直接灰水排放系數(shù)是下降的，這說明建筑業(yè)自身的直接規(guī)模增長帶來的灰水排放增加大于自身直接技術進步所引起的灰水排放的下降。
222行業(yè)間接灰水足跡分析
行業(yè)的間接灰水足跡表示該行業(yè)在生產過程產生的中間灰水足跡，是行業(yè)的完全灰水足跡與直接灰水足跡之差，2002—2012年長江經濟帶16個行業(yè)的間接灰水足跡如表5所示。
從總量上看，行業(yè)的間接灰水足跡是呈波動下降的，先下降后小幅度上升。從各行業(yè)角度看，食品制造及煙草加工業(yè)、木材加工及家具制造業(yè)和石化工業(yè)的間接灰水足跡是增加的，其余的行業(yè)都呈現(xiàn)出下降的趨勢。分析食品制造及煙草加工業(yè)可以發(fā)現(xiàn)，在其生產過程中的原材料主要是農業(yè)等高水污染產品，這些產品隱含了大量的灰水足跡，因此食品制造及煙草加工業(yè)的間接灰水足跡高。木材加工及家具制造業(yè)和石化工業(yè)也有類似的特性。
從變化量的角度來看，2002—2012年，上文中提到完全灰水足跡上升的行業(yè)有四個：食品制造及煙草加工業(yè)、木材加工及家具制造業(yè)、石化工業(yè)和建筑業(yè)。除了建筑業(yè)之外，其他三個行業(yè)的間接灰水足跡都是提升的，而直接灰水足跡是下降的，這說明這三個行業(yè)的完全灰水足跡提升的主要原因在間接環(huán)節(jié)，同時，對比間接灰水排放系數(shù)來看，這三個行業(yè)的間接灰水排放系數(shù)都是下降的，這說明間接環(huán)節(jié)的規(guī)模擴張是起主要作用的，需要控制間接環(huán)節(jié)的規(guī)模。而建筑業(yè)在直接環(huán)節(jié)的灰水足跡上升遠超間接環(huán)節(jié)的灰水足跡下降，且其直接灰水排放系數(shù)是下降的，所以對于建筑行業(yè)而言，需要控制其自身規(guī)模的擴張。——論文作者：宋敏，施凱杰，馬艷霞，李昂
SCISSCIAHCI
