中国工业大气污染的Laspeyres结构分解分析，本文主要内容关键词为：大气污染论文,中国论文,分解论文,结构论文,工业论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中国分类号：F223文献标识码：A 文章编号：1000-176X（2009）03-0028-07
一、引言
经济增长与环境压力之间的关系是复杂的。在环境污染问题的研究中，最常使用的方法包括因素分解法、描述性统计以及回归分析。描述性统计主要是通过对行业产出及环境污染数据进行分析，总结经济发展与环境污染的变化趋势，得出污染物排放变化影响因素的定性结论。该方法方便直观、易于理解，但分析相对简单，而且不能得出定量的结论。回归分析是分析环境质量变化的另一重要工具，该方法通过建立污染物排放量与其影响因素之间的回归方程，利用数据回归得出相应的结论。回归分析不仅可以得出定量的结论，而且能将更多的因素纳入到统一的框架中。但是，回归分析往往只能得出各种因素对污染物排放的影响程度，而对污染物排放变化影响的说服力较弱，同时还存在数据处理、影响变量的甄别与提炼、回归方程选择等方面的问题。相比较而言，因素分解法更为直观和简捷，该方法直接将污染物排放变化量分解，能够对影响污染物排放变化的因素进行定量分析，而且该方法数据处理也更为容易。
自20世纪70年代以来，基于投入产出（I－O）方法的结构分解分析（SDA）技术大量用于环境问题（尤其是CO[,2]排放影响因素）分析。SDA方法是把一个综合变量的变动分解为几个影响因素，分析各个影响因素对此综合变量变动的影响程度。同一变量的SDA形式有多种，就SDA的方法设计和改进方面，Shapely（1953）、Sun（1998）、Ang和Choi（1997）、Ang（1998）、Ang和Liu（2001）等学者做出了重要的贡献。近年来，西班牙的两位学者Jordi Roea和Mònica Serrano（2006）[1]利用SDA方法分析了西班牙1995-2000年9种（主要是N[,2]O、CH[,4]和NH[,3]）大气污染物排放变动的影响因素。结果表明：一方面，由于最终需求结构的变化，尤其是食品需求的相对递减，收入增长伴随着污染物排放强度的降低；另一方面，对于污染物
来说，技术进步的影响足以充分抵消本国经济增长的影响，使污染物的排放大幅度减少。西班牙两位学者的经验分析充分说明了经济增长和污染排放之间存在一种必然的联系。目前在国外，因素分解法已成为分析污染物排放变化的常用工具。但迄今为止，利用结构分解分析法（SDA）研究我国环境与经济增长关系的文献还较为少见。
本文将基于投入产出分析原理，利用相关统计数据，构建污染物排放变动的一种SDA形式——Laspeyres分解模型，利用该模型对我国1997-2002年① 期间的工业大气污染物排放变动进行结构分解，剖析影响我国工业大气污染物排放变动的技术、经济因素，研究经济增长对工业大气污染物排放变动的影响程度。本文力图为我国环境问题的研究提供一种方法框架，以便从宏观上把握我国环境变化的影响因素和制定相关环境政策提供科学依据。
二、Laspeyres投入产出结构分解模型的构建及应用
（一）NAMEA体系下的投入产出分析
NAMEA（National Accounting Matrix including Environmental Accounts）是一个包括环境账户的国民经济核算矩阵，在这个框架中，环境情况与经济活动一起体现在国民经济核算矩阵中。而NAMEA核算中最有成效的分析都是基于投入产出分析，投入产出分析不仅为经济结构和经济活动之间的关系问题提供理论框架，而且解释生产和消费对自然环境的影响。早在20世纪70年代，列昂惕夫和其他学者就扩展了投入产出模型来研究经济与环境的联系，尤其是经济增长所带来的工业大气污染问题（Leontief and Ford，1972）。
对于n个部门的标准的投入产出模型可以表达为：
将式（1）带入式（2），整理得出工业大气污染物排放量函数：
式（6）中，
表示最终需求结构、最终需求量不变的条件下，技术进步变动导致的污染物排放总量变动；
表示技术不变、最终需求总量不变，最终需求结构变动所导致的污染物排放总量变动；
表示技术不变、最终需求结构不变，最终需求总量变动所导致的污染物排放总量变动。
式（6）的分解方法被称为Laspeyres分解方法，分解结果被称为Laspeyres分解模型。
（三）工业部门分类及价格调整
NAMEA体系的经济和环境数据均来自不同统计口径的产业部门，且经济数据受价格的影响较大，所以需要重新进行工业部门分类和价格的调整。
1.工业部门分类处理
本文以、烟尘和粉尘作为实证研究对象，利用投入产出表数据和经常性统计数据对影响这三种大气污染物排放变动的各种因素进行测算。由于1997年投入产出表、2002年投入产出表、1997年大气污染物排放年鉴统计表、2002年的大气污染物排放年鉴统计表对应工业部门分类的统计口径不同，为研究问题的需要，在此将四种统计口径的工业分类经拆分与合并，最终分为采掘业等13个行业（如表1所示）。需要说明的是，其他工业行业包括木材加工及家具制造业、其他制造业、机械设备修理业和废品废料业。
2.价格调整
为消除价格的影响，以1997年工业价格指数为可比价格，将2002年各个工业部门的最终需求及总产出进行调整，所以，表1中2002年最终需求及总产出数据都是按照1997年工业品出厂价格指数调整之后得到的。
（四）工业大气污染排放变动的影响因素分析
由式（6）的分解结果可以得出，我国工业大气污染物排放变动的影响因素有产业结构调整效应、经济增长效应和技术进步效应，这三种效应是影响我国工业大气污染物排放变动的直接因素。将表1中经计算所得的13个工业部门三种影响因素相关数据带入式（6），可以测算出技术进步效应、最终需求结构变动效应和最终需求总量变动效应分别为：
技术进步效应导致2002年比1997年三种废气排放的减少，而最终需求结构变动效应、最终需求总量变动效应都导致三种废气排放的增加。在三种效应的综合影响下，多排放2 229 485.83吨，烟尘多排放1 026 471.81吨，粉尘减少1 021 173.14吨。但这种结构分解分析方法所得分解结果与三种废气的官方统计数据相差太大。原因在于方程（6）所示的Laspeyres分解方法并未给出完全的分解。当不同因素变化幅度较大时，“残差”或更恰当地说三种影响因素“交互作用”的影响可能非常高。这就需要研究应用其他分解方法来尽量减少或消除这种“交互作用”的影响。
三、“精确”的Laspeyres分解模型及实证分析
为减少或消除上述交叉项的影响，可选择的方法之一是计算Laspeyres方法（初始值）和Paasche方法（简称P氏方法，详见Wier and Hasler，1999）（终值）的平均值，用这种方法计算，交叉效应仍然存在，但也许很小。另一种可选择的方法是Dietzenbacher和Los（1998）的观点：当考虑三种影响因素时，可能会有六种不同的精确分解形式，所有可能的形式都是等价的，也就是说没有一种形式在理论上优于其他形式；不同的形式结果可能相差很大，所以，最好的选择是计算所有六种精确分解形式的平均影响，这种平均精确地给出了如同Sun建议的相同结果（Hoekstra，2005）。第三种方法就是在Laspeyres方法计算基础上，按照联合创造、公平分配的原则在不同影响因素之间分配这种交互影响。Sun（1998）、Ang和Zhang（2000）称这种选择为“精确”的Laspeyres分解方法。本文采用这种“精确”的结构分解方法将式（6）重新表达为：
进而，由技术进步效应、最终需求结构变动效应和最终需求总量变动效应的分解结果可以测算得出三种废气排放变动中三种效应的贡献率，如表2所示。
由式（7）测算结果及表2中数据可见，技术进步效应减少了三种污染物的排放（这与包括库兹涅茨假说在内的几乎所有理论分析结论相同），最终需求结构效应增加了和烟尘的排放，但减少了粉尘的排放，最终需求总量效应同时增加了三种大气污染物的排放。
从数值大小上比较三种效应发现，技术进步效应的影响较其他两种效应都大，同时减少了三种废弃物的排放，其中二氧化硫排放减少40.4％，烟尘排放减少41.39％，粉尘排放减少53.45％；最终需求总量效应对三种气体排放都产生了较大的正向影响，导致二氧化硫排放增加33.02％，烟尘排放增加33.33％，粉尘排放增加31.82％；而最终需求结构效应则对三种气体排放变动的影响都较小。
就三种效应对三种气体排放的贡献来看，尽管技术效应对二氧化硫和烟尘排放减少的贡献足够大，但最终需求结构效应和最终需求总量效应的正向影响超过了技术效应的负向影响，导致二氧化硫和烟尘的排放都是增加的；对于粉尘来说，技术进步效应和最终需求结构效应之和超过了最终需求总量效应的影响，导致烟尘排放总量有所下降。三种效应的共同作用最终导致2002年比1997年二氧化硫排放增加4.71％，烟尘排放增加1.69％，粉尘排放减少23.86％。
四、结论与政策建议
（一）相关结论
由上述实证分析结果不难得出以下结论：技术进步效应可以缓解环境污染的压力，最终需求结构变动效应对环境的影响比较复杂，最终需求总量效应加剧了环境的恶化。所以，减少大气污染物排放的最佳选择是加快科技创新，使技术进步效应足够大，大到能够抵消最终需求结构效应和最终需求总量效应的影响。
需要说明的是，上述“精确”的Laspeyres分解模型虽然极大地减少了三种废气排放变动的统计值和测算值之间的误差，但误差依然存在。本文仅是借助于这种方法来分析导致污染物排放变动的技术和经济因素以及这些因素对污染物排放变动影响大小的相对程度，以便为提出更具有针对性的、减少污染物排放的策略服务。其他更精确的、更适合于中国环境问题的模型有待于进一步研究探讨。
（二）加快技术创新、提倡节能减排的政策措施
能源燃烧后产生的烟尘和有害气体，是造成大气污染的主要原因之一。2007年6月国务院下发的《节能减排综合性工作方案》要求采取一系列措施促进节能减排，其中最重要的一项就是依靠科技进步，加快技术开发和推广。由此可见技术创新在污染减排中的重要作用。关于技术创新主体，英国经济学家弗里曼（Chris Freeman）通过对日本案例的研究，认为在现代生活中，虽然企业是创新的主体，但由于创新所需要的要素日益增多，所需要的条件日益复杂，所以相当部分的创新仅仅依靠企业自身根本无法完成，还涉及政府部门、科研机构和中介组织等，乃至有助于创新的政策体系、制度框架和决策机制。在此，充分结合我国国情和社会经济发展特征，在大力实施科技振兴环保战略、加快建设环境科技创新工程方面，从政府、科技部门、企业和消费者角度重点提出如下政策建议，从而为污染减排提供全面和长期的科技支撑。
1.政府在节能减排、技术创新投入方面必须发挥主导作用
企业作为“理性经济人”，其所从事的技术创新必须能够给企业带来经济收益，即在客观上要求该类技术的应用和商业化具有排他性、竞争性的特征。否则，对于具有非排他性或非竞争性的技术创新来说，创新的主体不是企业，而是政府。正是从外部效应角度考虑，污染减排的社会效益高于经济效益，甚至会降低企业的经济效益，没有政府运用行政、法律和经济手段的强力推进，难于取得实质性的进展。因此，政府可更多使用以价格和税收为核心内容的经济手段，激励社会全体成员自觉减排；同时，也要注重运用法律手段规范各类主体行为[2]。此外，持续的科技支撑需要稳定的财政支持渠道和长效运行机制。在促进污染减排的科技创新投入方面，政府可以重点抓好以下几点：建立减排科技投入的稳定增长机制，实施财税优惠政策，支持国家实验室和国家重点实验室建设，推动产学研有机结合，保障重大科技专项顺利实施；促进区域科技创新体系建设，积极开展减排投资试点，完善减排投资引导基金政策，拓展中小企业发展专项资金支持范围；采取以奖代补等方式和强制政府采购政策，支持重点减排工程、中西部地区污水管网、污染减排监管体系等建设，加快建立促进减排新机制；而对于经济欠发达但在减排科技投入方面作出突出贡献的地区，中央财政可以给予适当的补助和奖励。
2.科研部门应组织开展减排关键技术的研发、产业化示范和推广
一是科研部门应加快开展典型行业污染控制技术研发，加强环境保护高科技领域创新团队和研发基地建设，推进建立以企业为主体、产学研相结合的污染减排技术创新与成果转化体系，攻克一批污染减排关键和共性技术。包括研究焦化废水处理和无害化利用集成技术，以及焦化废水回用技术；针对钢铁企业烧结机二氧化硫排放控制的技术难点，研究开发脱硫效率高、硫资源能够得到充分回收利用的烧结机脱硫技术和副产品回收技术；研究循环流化床锅炉二氧化硫及NOx污染治理关键技术，优化技术参数，研究循环流化床综合脱硫、脱硝工艺方案等。二是针对火电、有色、钢铁等污染减排重点行业，科研部门要做好行业工艺、技术和污染治理技术的调查和评估工作，筛选其中对减排贡献大、技术比较成熟、经济可行的技术，进行典型示范，并在示范的基础上进行推广[3]。三是抓住当前知识经济方兴未艾和我国加入WTO的大好时机，加快产业结构调整，促进绿色产业发展。比如，通过技术创新生态化，积极推行生态农业、有机农业等可持续农业生产模式，使农业经济与农业生态环境体系和谐、稳定、健康发展；开发与推广清洁技术、无废少废工艺、污染预防技术等绿色技术，大力改造那些高度消耗能源、对环境造成严重压力的传统产业，利用国际发达国家的资金和先进技术，发展“环保＋效率”的新型工业经济；大力支持发展高科技、无污染的新兴产业，重点发展物质消耗低、附加值高的电子信息、生物工程、新材料等高新技术产业；加大环境保护投入，进行环保工程建设，扩大环境产品贸易，开展绿色技术的开发和产业化，提高21世纪的“朝阳产业”——环保产业的竞争力。对于新建和引进的开发项目，要严格环境要求标准，防止已淘汰的生产工艺、技术设备，甚至是危险废物向我国转移。
3.二氧化硫排放重点行业应积极设计减排方案
近些年来，虽然有些大气污染物的排放量已逐步得到控制，但由此带来的环境问题还是相当严重的，尤其是二氧化硫污染更是有增无减。由于烟尘和粉尘排放的控制技术较为成熟，控制目标较易实现，且资金投入相对较低，因此二氧化硫的减排问题是尤其值得关注的问题。
一些二氧化硫排放重点部门的过去和目前都为我国国民经济作出了巨大贡献，因此大幅度减少其产出规模不是最优选择，要做的是加快技术创新，减少单位产出二氧化硫的排放量。以电力煤气及水生产供应业为例（此行业二氧化硫排放量占13个行业二氧化硫排放总量的55％），短期来看，基于目前的经济形势，电力需求比较旺盛，所以直接减少发电量不现实。短期对产量的控制不可行的情况下，由于该部门的特殊性，需要考虑发电、供热等的效率。我国目前的发电效率大概是35％左右，大部分的能源都浪费在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上，技术革新可以减少部分二氧化硫排放。另外，除硫技术进步也是解决途径。长期来看，集中科技力量研究如何利用太阳能、风能、潮汐能和地热等可循环能源，加快绿色能源创新与替代，可以有效减少二氧化硫排放。除电力煤气及水生产供应业外，非金属矿物制品业、金属冶炼及压延加工业、化学工业也都是二氧化硫排放大户，也应重点采取相应的技术措施减少单位产出二氧化硫的排放量。
4.创新消费理念，倡导绿色消费
英国著名经济学家马歇尔曾指出：“一切需要的最终调节者是消费者的需要”。人类新的消费欲望诱导人们开发新产品，开辟社会生产新领域，因而消费引导技术创新的发展方向[4]。绿色消费作为一种健康、文明、科学的消费创新理念，是人类在取得巨大物质财富的同时，面临环境污染、生存危机时所做出的理性选择。绿色消费就是指消费者在决定是否购买某种商品或接受某种服务时，不仅要考虑商品的使用价值和消费需求的满足，而且要考虑环保效应。绿色消费是学习后消费创新的典型。因此，我们必须做到充分利用各种新闻媒体，以群众喜闻乐见的宣传形式，大张旗鼓地宣传绿色消费的意义，激发消费者的绿色消费意识，提高对再生产品的认可度，介绍绿色商品的识别和购买常识，培养绿色消费习惯，使消费者能正确处理好消费效益与绿色消费之间的辩证关系，做到宁愿多花一点钱也选择绿色产品或接受绿色服务，即无公害、无污染、安全健康的产品和服务；运用经济调节手段，调整社会收入分配结构，建立、健全社会福利保障制度，发展绿色消费信贷，或者政府投入一定财力，奖励一定的绿色消费个人、社区和组织，引导人们购买消费绿色产品，或者改革财税政策，对绿色产品实施财政补贴，对绿色产品生产企业实行减免税支持，以增加绿色产品价格竞争优势，培育绿色消费热点。用消费者手中的货币选票淘汰那些不符合环保要求的产品，增加绿色产品的市场份额，引导生产者和创新者走技术生态化之路。
收稿日期：2008-12-28
注释：
① 投入产出基准表每隔5年，即逢2、逢7年份编制一次，2002年投入产出表是现在可获取的最新数据。
② 在所有测算结果中，正向数量影响增加污染物的排放，负向数量影响减少污染物的排放。