中国经济增长的物质消耗，本文主要内容关键词为：消耗论文,中国经济增长论文,物质论文，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。
一、引言
早在20世纪70年代，全球环境问题（全球气候变暖、水体污染、大气污染等）引发了人们对当时发达国家的经济增长模式和消费模式的担忧和思考。虽然30多年过去了，但是人们尚未找出能够有效解决人与自然环境相互冲突的有效方法，因此经济发展的可持续性问题依然是无法回避的全球性问题。为了能够更好地度量区域发展的可持续性状态，根据物质平衡原理，人们寄希望于社会经济活动对生态环境的扰动尽可能的小。为此，2003年，联合国推出了《综合环境经济核算体系》（Integrated Environmental and Economic Accounting,SEEA）[1]，试图将资源消耗和环境污染的代价计入经济活动之中，从而更加客观和准确地评价人类活动对生态环境产生的影响。在SEEA体系中建立了物质流核算账户（Material Flow Accounts），其分析方法也被称为物质流分析（Material Flow Analysis），目的是用于指导各国研究和分析经济发展的物质消耗量是否满足“非物质中心化”（Dematerialization）的基本标准。通常认为MFA的最初思想源于里昂惕夫（1936）[2]，因为他在研究美国1919—1929年的投入产出关系时，在一般均衡理论的基础上，分析了经济系统中的物质流平衡关系。Fischer-Kowalski认为MFA实际上是“社会代谢论”（Society Metabolism）在环境经济系统中的具体应用，强调社会物质消耗与生态环境之间不断进行的能量、物质和信息的交换过程[3]。1992年，Steurer对奥地利和日本环境署（EAJ）对日本的研究，开启了MFA在国家范围内的应用[4－5]。德国Wuppertal研究所（1991）对鲁尔工业区进行了物质平衡核算，计算出直接物质输入（Direct Material Inputs,DMI）和物质需求总量（Total Material Requirement,TMR）等相关指标[6]。Wernick和Ausubel（1995）提出一套相当完整的美国国家物质流核算体系[7]。世界资源研究所（WRI,World Resource Institute）（2000）对5个国家（美国、日本、奥地利、德国、荷兰）经济系统的物质流状况进行了全面的分析[8]。2001年，欧盟统计局（EUROSTAT）出版了第一部国家级物质流分析研究方法的指导手册[9]。上述研究为MFA在区域可持续发展中的应用奠定了基础。鉴于中国的经济发展令世人瞩目，同时对生态环境系统也产生巨大的扰动，并困扰着经济发展战略的有效选择，因此全面衡量中国经济发展的物质消耗量和产出量变得更加迫切。以下本文将采用MFA方法，分析1990—2008年中国环境经济系统的物质输入和输出指标，以反映中国经济发展的可持续性状态。
二、核算体系和方法
（一）核算账户
表1为中国环境经济系统物质流分析的基本物质成分。既包含输入项，也包含产出项，共九大类。其中耗散性物质是指在经济活动中挥发、流失和磨损的物质。从输出过程看，这类物质的输出量无法直接统计，但是可以明确知道它的输入量。化肥和农药就是典型的耗散性物质，除部分转化为农作物外，大部分最终挥发和流失。
（二）数据来源和处理
本文的数据量庞大和繁杂，具体数据来源见表2：
我们对表2的数据进行了一些处理：
1.物质流核算是以重量为单位，所有的单位均转化为万吨；
2.生物物质全部转化为干重，以使得其具有可比性；为了避免重复计算，所有的水产品只计算天然生产，不计算人工养殖；
3.物质流核算不考虑水循环和和大气循环①，因此工业、农业和家庭生活的用水量将不计算在内。这一标准已经在WRI的规则中被确定下来，并在美国的案例研究中得到应用。
4.基本建设中的房屋建设以当年的竣工面积为准；
5.工业矿产中缺少硅酸盐的数据，以玻璃产品代替；缺少石灰石的数据，以水泥的数据代替；用水土流失表示全部的不可用物质。虽然有些物质也属于不可用物质，如：秸秆，鉴于难以统计将被忽略。水土流失包括两个方面：第一，自然状态下的水土流失；第二，由人类经济活动引起的生态环境退化所导致的水土流失。陈效逑等（2000）采用了全国遥感普查的数据，包含了上述两个方面[10]。我们知道前者非人类经济活动因素，也未进入环境经济系统，与区域经济发展的可持续性没有关系，将其作为不可用物质是不恰当的。本文的水土流失数据由中国11个主要流域的侵蚀总量表示②，这些地区均是人类活动密集的地区，更能反映人类经济活动引起的生态环境退化所导致的水土流失状况。目前仅有2003年以来的数据，1990—2002年的数据采用历年侵蚀重量的平均值表示。
6.除特别说明外，本文所引用的美国数据均来自www.wri.org。
（三）指标说明
直接物质输入（Direct Material Inputs,DMI）是指所有进入经济系统的固态、液态和气态的物质。
物质需求总量（Total Material Requirement,TMR）是衡量经济系统年度资源消耗总量指标。
国内物质输出量（Domestic Processed Output,DPO）是国内社会经济活动最终排放到自然环境中的物质。
物质输出总量（Total Material Output,TMO）是衡量经济系统年度废物产生量对生态系统的压力指标。
物质贸易平衡（Physical Trade Balance,PTB）是反映一个国家经济发展利用国外资源状况以及国外经济发展利用本国资源状况，是衡量经济系统物质贸易盈余或赤字的指数，相当于对外贸易的生态环境指标。
物质消耗强度（Intensity of Material Consumption,IMC）是衡量经济系统年度人均资源消耗量指标。
物质生产力（Material Productivity,MP）表示单位物质消耗所创造的经济价值，是衡量经济系统年度资源利用效率的指标。
物质提取密度（Density of Material Consumption,DMC）是衡量经济系统年度单位国土面积物质的提取量指标。主要反映一个国家或地区单位国土面积所承受的物质提取压力。众所周知，国土有多种类型，不同类型国土在环境承载力上是有差异的。本文根据表4将其转化为统一的当量单位。
三、指标分析
（一）输入和输出指标分析
表5为中国环境经济系统物质流核算主要指标的计算结果。图1为投入指标和产出指标的趋势图。不难看出三个基本特点：第一，从总体趋势上看，无论是输入指标还是输出指标，均是成上升态势的；第二，从2001年以来，输入指标较输出指标存在较大的波动性；第三，在TMR和DMI之间存在一个较大的差值，而这个差值的构成是隐藏流和不可用物质。
中国的DMI从1990年的70.98亿吨上升到2008年的292.63亿吨，增长了3.12倍，平均每年增幅18.4％。美国的DMI，1990年为54.83亿吨，2000年为68.55亿吨，上涨了25.0％，平均每年增幅为2.8％。中国的TMR从1990年的196.01亿吨上升到2008年的660.76亿吨，增长了2.37倍，平均每年增幅13.9％。美国的DMI，1990年为54.83亿吨，2000年为68.55亿吨，上涨了25.0％，平均每年增幅为2.8％。中国的TMR从1990年的196.01亿吨上升到2008年的660.76亿吨，增长了2.37倍，平均每年增幅13.9％。美国的TMR，1990年为224.80亿吨，2000年为237.36亿吨，上涨了5.6％，平均每年增幅为0.6％。中国经济发展对物质的需求还在急剧的上升，而美国则进入了相对平稳的时期，比较而言，中国更多地依靠物质消耗的增长来促进经济的发展。2008年中国的GDP为4.40万亿美元，美国为14.26万亿美元，中国仅相当于美国的31％，但是中国的物质需求总量却远远超过美国。究其原因，可以归结为三个方面：第一，经济结构。从按支出法计算的GDP构成来看，2008年中国的固定资产投资占43.5％，主要为基本建设投资，而这些是需要大量的土方、石方、能源和钢材，也伴随着巨大的隐藏流和难以估计的生态包袱。而2008年美国的固定资产投资仅占GDP的19.3％，当然对土方和石方的需求也就会相对较少，隐藏流和生态包袱也会相对较小；第二，技术水平。DMI和TMR之间的差距是隐藏流和不可用物质，对于隐藏流而言，它受到隐藏流比率的影响，而隐藏流比率的大小与技术水平存在密切的关系。以煤炭的隐藏流比率为例，美国为6.88，而根据日本对进口中国煤炭的隐藏流比率的测算，结果为8.13③；第三，历史原因。水土流失是被计入到TMR中的，而它通常是我们过去经济发展模式的后续影响。过去对生态环境的破坏，导致了当前严重的水土流失，也就产生巨大的物质流。
从相对结构上看，1990年DMI占TMR的36.2％，2008年DMI占TMR的42.3％。也就是说，在此期间直接进入经济系统的有用物质所占比例总体上是上升的。当然，我们希望DMI/TMR越大越好，它在某种程度上反映了经济活动对生态环境的利用效率。但是该指标与物质消费结构有关，如果一个国家消费了更多的高隐藏流比率的物质，那么，DMI/TMR的值就必然会小，反之会大。美国是世界上最大的能源消费国，而能源的隐藏流比率是比较大的，结果DMI/TMR相对较小。1990年美国的DMI/TMR为33.7％，2000年为39.3％，比中国略低。可以认为，美国以高能源消费促进经济增长的模式是不具有可持续性的。根据物质平衡原理，投入决定产出，因此我们不对产出指标进行过多的比较分析，其变化规律的投入指标十分接近。
（二）物质平衡分析
物质平衡包括两个部分：一个是环境经济系统的物质投入和产出平衡；另一个是国家范围的物质进口和出口平衡。图2显示，物质存量的净增量（NSA）有三个特点：第一，NSA为正值，说明环境经济系统的物质输入量大于输出量，不断地有物质在系统中沉淀下来；第二，NSA总体上有上升的趋势；第三，1999年以来，NSA具有较大的波动性，通过分析结构，发现它与基本建设的开工量存在密切关系，也就是说基本建设的周期性将会直接影响。NSA的变化。
从物质的进出口平衡来看，1990—1997年期间，物质贸易平衡（PTB）时为正，时为负，在一定的范围内波动，基本上达到平衡。1998年以来，PTB始终保持进口大于出口，并有逐年上升的态势，说明中国对国外物质的利用已经超过了国外对中国物质的利用，属于资源的净进口国。
图2 中国环境经济系统的物质平衡及其变化趋势
PTB仅是有用物质流的比较，不包括隐藏流。以下综合直接物质输入输出和附带的隐藏流进行分析，发现如下特点：
第一，无论是1990年，还是2008年，出口的物质中成品和半成品的比重都是最大的。1990年直接物质输出占82％，隐藏流占91％，2008年有所提高，直接物质出口和隐藏流均达到91％。
图3 1990年中国出口物质及其隐藏流构成
第二，在物质输出中，能源及其隐藏流所占比重有所下降。1990年能源的直接物质输出为10.5％，隐藏流为11.5。到2008年，能源的直接物质出口为3.4％，隐藏流为5.3％。
图4 2008年中国出口物质及其隐藏流构成
第三，在进口方面，1990年成品与半成品的直接物质进口为73％，隐藏流占79.4％。这一比例到2008年下降到直接物质出口为37.4％，隐藏流占52％。
第四，1990年能源的直接物质进口为13.2％，隐藏流占9.8％。到2008年这一比例显著上升，能源的直接物质进口为36.8％，隐藏流为26.1％。
图5 1990年中国进口物质及其隐藏流构成
图6 2008年中国进口物质及其隐藏流构成
综上所述，不难发现伴随中国经济的不断发展和对世界经济贸易参与度的增强，中国的物质进出口也在与日俱增。从结构上看，出口物质虽然仍以成品和半成品为主，但在进口方面，能源的进口所占比重越来越大，说明中国对国际能源的依赖度也越来越强。
（三）物质利用效率分析
物质生产力（MP）是指每一吨物质所创造的GDP数量。为了便于比较，按汇率将人民币折算成美元。中国的物质生产力1990年为14.01美元/吨，2008年为66.92美元/吨。2008年较1990年上升了378％，呈上升态势。然而，与发达国家相比，中国的物质生产力水平依然十分低下。以2000年为例，中国的物质生产力为46.95美元/吨，美国为380美元/吨，美国是中国的8.1倍。和欧洲的主要国家相比，德国为301美元/吨，法国为321美元/吨，英国为289美元/吨，都远远高于中国。与中国的物质生产力比较接近的国家有捷克、波兰、斯洛伐克和罗马尼亚。物质生产力不仅反映了一个国家特定时期的技术水平高低，而且还与经济结构有密切关系。中国目前基本建设所占比重大，物质生产力就很难短时间内大幅度提高。
其中以美元表示的MP是根据欧盟委员会与欧盟统计局联合发布的《数字中的欧洲——欧盟统计局2006—2007年鉴（Europa in Zahlen,Eurostat Jahrbuch 2006—2007）》所提供的2000年欧元与美元的平均汇率换算得到。
物质消耗强度（IMC）表示年度人均物质的消耗量。中国物质消耗强度呈上升趋势，1990年为17.14吨/人，2008年为49.76吨/人，上涨了190％，年均上涨11.2％。美国物质消耗强度则相对稳定，1990年为89.93吨/人，1995年为81.43吨/人，2000年为86.19吨/人。与世界其他国家相比，2000年中国的IMC为24.52吨/人，2000年的德国为72吨/人，1999年的芬兰和英国分别为98吨/人和41吨/人，1997年的欧盟15国平均为51吨/人[11]。中国的IMC较其他国家来得小。但是我们不能就此认为中国对自然资源已经实现了可持续的利用，而应看到在相当程度上这种差距是中国人民生活水平还比较低造成的。
物质提取密度（DMC）反映的为了维持人类的经济活动单位土地面积上需要提取的物质量。根据不同土地生态承载力的差异，将其转化为相同当量单位的土地面积。1990年中国的DMC为17.35t/
，2008年为58.47 t/，上升了237％，年均上涨了13.95％。美国的物质提取密度也相对稳定，1990年为16.76 t/，2000年为17.70 t/。比较而言，中国的生态系统较美国承受更大的环境压力和扰动。
四、环境库兹涅茨曲线分析
在MFA中，可以将DMI和TMR作为环境经济系统的压力指标进行考量，这将有利于我们研究区域环境库兹涅茨曲线（Environmental Kuznets Curve,EKC）假说。该假说认为，在经济发展的初期阶段，随着收入增加环境质量将不断恶化，当收入越过某一特定的“转折点”（Turning Point）后，环境质量将得到改善，即“污染—收入”之间存在一种“倒U”型的发展轨迹[12]。有趣的是，关于EKC的研究已经成为环境经济学领域最具有争议的一个学术问题，不但理论研究分为鲜明的两派，而且大量的实证研究竟也得出了完全不同的结论。在实证研究方面，一类的实证研究结论支持了EKC假说。另一类的实证研究结论认为不存在普遍意义上的EKC。本文并不打算对EKC进行过多的讨论，仅想将DMI和TMR作为环境压力指标，来考察中国在这一事件段内的经济发展与环境质量之间的关系。
（一）模型
三次方曲线模型是一种常见非线性回归分析模型，该模型应用于经济增长与环境压力关系的描述，是基于环境库兹涅茨曲线理论所提出的数理模型，即环境压力的产生与人均收入呈现出三次方关系。该数理方程如下：
（二）方法和步骤
本文使用的数据为时间序列，就必须考虑模型可能出现的“伪回归”问题。为此须对模型进行平稳性检验和协整关系检验。
1.平稳性检验
根据ADF（Augment Dickey-Fuller）检验，使用Eviews6.0软件得到如下结果（见表7）。
对变量的ADF检验经过了多次的调试，从检验结果可以看出，所有的变量均是一阶单整。这表明EKC模型是有可能在解释变量和被解释变量之间形成协整关系，从而避免“伪回归”问题。
2.协整关系检验
本文使用E－G两步估计法进行协整检验。第一步进行模型回归，第二步对模型回归的残差进行平稳性检验，如果残差是平稳的，则说明变量间存在协整关系，否则协整关系不成立，所以，E－G两步估计法下的协整检验实质上就是对残差的单整检验。
根据表7的计算结果，在对人均DMI和TMR的EKC模型残差的平稳性进行了检验。不但检验了三次方模型，还检验了二次方模型。DMI的检验结果是无论三次方模型还是二次方模型，均通过了α＝0.01的显著性水平。TMR的三次方和二次方模型均通过了α＝0.10的显著性水平，但是均无法通过α＝0.05的显著性水平。如果不要求太高的精度，可以认为它们两种形式的EKC曲线的协整关系都是成立的。
（三）模型估计结果
在对模型进行参数估计后，发现三次多项式模型的多项统计指标无法通过检验，系数的显著性不够。后改为二次多项式模型，得到了一个比较理想的估计结果。两个方程的
，也就意味着两个方程并没有表现出EKC的倒U型特征，而是一个显著的U型特征。这说明中国的环境压力在经过一段时间的下降后又进入了上升期，并不支持收入的提高将有利于改善环境质量的基本假设。
五、结论和讨论
通过建立对中国环境经济系统的物质流账户的统计和分析，我们发现：第一，DMI从1990年的70.98亿吨上升到2008年的292.63亿吨，增长了3.12倍；TMR从1990年的196.01亿吨上升到2008年的660.76亿吨，增长了2.37倍。说明中国经济发展对物质的需求还在急剧的上升。第二，从NSA看，中国环境经济系统的物质输入量大于输出量，不断地有物质在系统中沉淀下来；从PTB上看，1998年以来，PTB始终保持进口大于出口，并有逐年上升的态势。第三，中国的物质利用效率要低于发达国家，和美国相比，中国的生态环境系统承受了更大的压力。将DMI和TMR作为环境指标，发现中国并不存在环境库兹涅茨曲线的倒U型特征。
MFA在衡量区域可持续发展状态时也存在局限性。一般认为包含两个方面：第一，MFA核算账户的汇总指标的大小两个因素有密切关系，即账户项目中的物质流种类选择和系统边界的确定。对于前者而言，汇总指标往往受主要物质流大小的影响。以中国而言，DMI和TMR都受制于基本建设所开挖的土方量和石方量。对于后者，水资源和大气的利用是否在系统核算的边界范围之内一直是一个存在争议的问题，尤其是水资源，已经被认为是制约部分地区可持续发展的不可忽视的因素。第二，MFA是以总量为单位，并认为不同物质对环境的影响是等价。“所有进入MFA的物质都是价值中性的，他们对生态环境产生的影响是无差异的（Matthews et al.,2000）。”[13]Matthews也承认在环境经济系统存在一些由于总量不大而被忽略的物质对生态环境产生了巨大的影响。必须承认，大量研究表明，试图使用一种方法就能全面和彻底衡量复杂系统可持续性状态是不现实的，因此，本文仅是对区域可持续发展定量研究的增进和补充。
注释：
① 这样做会破坏物质平衡。因为，化石燃料和空气混合燃烧，在排放的废气中包含氧元素重量，物质的输出量将大于输入量。鉴于这部分物质比重较小，在计算时忽略不会对总物质平衡产生影响。
② 11个主要流域为：长江、黄河、海河、淮河、珠江、松花江、辽河、钱塘江、闽江、塔里木河、黑河。
③ 需要指出的是，能源和金属矿产的隐藏流比率不但受到开采技术的影响，而且还与矿产的品质有关。