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關鍵詞:水環(huán)境,治理,創(chuàng)新,管理
Abstract: water is the foundation of human survival and the quality of the water environment depends on the quality of human life. Throughout the city of water environment situation and the government in the water environment management of the measures, the government is all-out efforts, but the effect is very ideal. As the water environment quality requirements increasingly improve, the government in exploring the innovation of water environment management way needs more outstanding. With the development of society and economy, people on the water environment protection awareness and demand become increasingly intense, water of the importance of environmental protection also has been increasing. Combining with the current water environment of the city and characteristics, research and discusses the innovation of the water environment of wujiang city, the government and the enterprise management from the environmental protection investment diversification, the government and public environment of management and supervision of diversification, the enterprise and the enterprise establishing the green industry chain, the enterprise and the public green consumption market established dynamic mechanism and so on four aspects construction environment innovation management mode wujiang.
Keywords: water environment, management, innovation, management
中圖分類號:F205 文獻標識碼:A 文章編號
1課題背景
水是基礎性的自然資源、戰(zhàn)略性的經(jīng)濟資源和公共性的社會資源,在國計民生和社會經(jīng)濟發(fā)展中占有越來越重要的地位。人類的發(fā)展與水密不可分,人類自誕生伊始就依水而生。經(jīng)濟社會發(fā)展和客觀自然條件,決定了水資源在我國可持續(xù)發(fā)展中的極端重要性。隨著城市的發(fā)展,河流作為重要的資源和環(huán)境載體,決定著城市的生存,制約著城市的發(fā)展。但隨著現(xiàn)代城市的快速發(fā)展,工業(yè)化、城市化程度的不斷提高,大量工業(yè)廢水、生活污水排入河道,人類生產(chǎn)活動的不良行為和自然影響導致了水環(huán)境不斷惡化,水體污染嚴重。許多河流受到人類的嚴重破壞產(chǎn)生了一系列的水環(huán)境問題,人類與水環(huán)境之間的矛盾也愈演愈烈。人類因河流而生、因河流而繁、也因河流而亡的事例在人類歷史上時有發(fā)生。如何協(xié)調好城市對河流資源的利用以及對河流保護之間的關系,改善城市水環(huán)境質量,使城市與河流能夠和諧共生,這是城市發(fā)展中需要認真研究的一個重要課題。要有效的改善城市河流水環(huán)境質量,實現(xiàn)城市一河流和諧發(fā)展,則需要用創(chuàng)新的思維構建可用于指導實踐治理與可持續(xù)管理的水環(huán)境治理方法。
2水環(huán)境創(chuàng)新管理綜述
環(huán)境問題是指存人類活動或自然因素的干擾下引起環(huán)境質量下降或環(huán)境系統(tǒng)的結構損壞,從而對人類及其它生物的生存與發(fā)展造成影響和破壞的問題。環(huán)境問題是經(jīng)濟行為的負外部性引起的。所謂行為的負外部性,是指人們的行為對他人或社會不利的影響。在經(jīng)濟行為中,它既包括生產(chǎn)的負外部性,也包括消費的負外部性。例如,工礦企業(yè)的排放廢水、廢氣、廢渣等行為,居民在使用助力車或汽車的過程中排出的尾氣,都對他人和周圍的環(huán)境均有負面影響。環(huán)境問題按照產(chǎn)生的原因分為原生環(huán)境問題和次生環(huán)境問題兩類。其中,由于自然原因引起的環(huán)境問題稱為原生環(huán)境問題,如火山噴發(fā)造成的大氣污染;由人類活動引起的環(huán)境問題稱為次生環(huán)境問題。水環(huán)境問題屬于環(huán)境問題中的一種。
水環(huán)境管理屬于政府社會管理中的重要組成部分。嚴強教授在《社會管理創(chuàng)新》講座中談到社會管理所討論的社會“不是與自然界相對應的廣義的、包含政治、經(jīng)濟、文化在內的社會,不是傳統(tǒng)意義上的社會管理,更不是計劃經(jīng)濟時代的社會管理,也不是治安意義上的社會管理” 而是“人類生活的一個特殊的、然而是基礎性的領域”,社會管理是針對特殊社會領域的、具有現(xiàn)代特征的、具有中國國情和特定發(fā)展階段特點的新型社會管理。
當今社會的產(chǎn)生的環(huán)境污染問題是畸形經(jīng)濟增長的消極結果,是過分注重以GDP增長速度為價值取向的地方政府官員考核機制產(chǎn)生畸形政績的沖動。30多年來對“以經(jīng)濟建設為中心”基本國策的片面理解帶來了許多不良后果:一個是其他領域的弱化,比如環(huán)境污染日益嚴重;另一個是經(jīng)濟建設的不良后果還要由其他領域,特別是社會領域來承受,水流域的污染也逐漸出現(xiàn)在大眾眼前,日益影響著人們的正常生活。社會管理是人類生活存在和發(fā)展必不可少的一項管理活動,如何創(chuàng)新的管理一個有13億人口、經(jīng)濟社會快速發(fā)展的國家,是一項嚴峻的任務,必須清醒的認識到目前我國仍處于并將長期處于社會主義初級階段的基本國情沒有變,人民日益增長的物質文化需要同落后的社會生產(chǎn)之間的矛盾這一社會主要矛盾沒有變,發(fā)展中不平衡、不協(xié)調、不可持續(xù)問題依然突出,解決各種社會問題的物質基礎還比較薄弱,社會管理任務更為艱巨繁重。
政府在環(huán)境管理呻的主導作用不容置疑,但是過于強調政府的作用,過于依賴行政強制管理手段,也需要龐大的政府行政力量,行政成本巨大,利益“尋租”頻發(fā),環(huán)境管理效能低,無法適應新時期社會、經(jīng)濟發(fā)展對環(huán)境管理的要求。作為世界上最大的發(fā)展中國家,過去多年來,中國試圖在保持經(jīng)濟快速增長的同時,減緩發(fā)展對環(huán)境和生態(tài)所帶來的不利影響。但由于中國人口眾多,發(fā)展壓力巨大,在如何協(xié)調發(fā)展與環(huán)境的關系特別是在如何推動并實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方面,中國都面臨著巨大的挑戰(zhàn)。目前,中國己初步形成了環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的法律體系,先后頒布了二十多部環(huán)境與資源法律,100多件法規(guī)和規(guī)章,并在2002年可持續(xù)發(fā)展世界首腦會議之前公布了《中國可持續(xù)發(fā)展國家報告》:2003年7月,為積極響應約翰內斯堡世界首腦會泌的有關決議,中國政府又制定了《中國21世紀初可持續(xù)發(fā)展行動綱要》。目前,我國的環(huán)境管理以政府為主導,過多強化使用強制性環(huán)境管理手段,缺乏有序和健全的經(jīng)濟、引導、參與、激勵和教育等管理手段。由于政府行政主導型的環(huán)境管理體系需要相對龐大,職業(yè)素質較高的行政管理隊伍,管理手段和程序相對比較復雜,在中國這樣一個發(fā)展中國家,很多地區(qū)尚不具備有效實施法律所要求的行政管理能力。比如近幾年,在淮河、太湖等流域采取“會戰(zhàn)式”的污染控制行動,主要也是動用行政系統(tǒng)的力量,盡管取得了不少進展,但是其結果往往事倍功半。
社會創(chuàng)新管理將是今后國家管理的長期任務。我國政府對環(huán)境管理也提高了相當重要的地位,特別是大部制改革后環(huán)境保護部的成立為環(huán)境創(chuàng)新管理提出了更高的要求。在以科學發(fā)展觀、和諧社會、可持續(xù)發(fā)展為目標的令天,環(huán)境管理也需要進行變革,需要從環(huán)境管制向環(huán)境治理進行轉變,以適應新形勢的需要。“環(huán)境管制”強調政府對社會的單向統(tǒng)治,基于政府與社會之間的服從與被服從,管理與被管理關系:“環(huán)境治理”強調政府與社會的雙向運動,基于政府與社會之間的協(xié)商、互動與臺作。我們需要重新審視傳統(tǒng)環(huán)境管理運行模式;政府、企業(yè)和公眾等在環(huán)境管理中的應該形成什么樣的關系;政府在環(huán)境管理中是不是存在“越位”、“缺位”,管了許多不該管、和管不好的事情;經(jīng)濟與環(huán)境是備被對立了起來,企業(yè)在環(huán)境管理中被動參與;公眾的作用是否得到應有的重視,游離在環(huán)境管理的主體之外,缺乏參與環(huán)境管理的有效途徑等問題。對于我市,環(huán)境容量飽和,污染問題屢有存在,特別是我市水網(wǎng)發(fā)達,對我市的水環(huán)境創(chuàng)新管理提出了更高的要求。
3吳江水環(huán)境的特點及現(xiàn)狀
吳江市北臨蘇州,南接浙江,東靠上海,西連太湖。全市地勢平坦,河網(wǎng)稠密,水資源豐富,土地肥沃,是個典型的江南水鄉(xiāng)。歷來因水而興、因水而富、因水而美、因水而靈。作為全國經(jīng)濟最發(fā)達、發(fā)展最快的縣市之一,在經(jīng)濟快速發(fā)展的時期.經(jīng)濟的快速增長給生態(tài)環(huán)境帶來了巨人的壓力,環(huán)境問題是中國未來發(fā)展所面臨諸多問題中最具挑戰(zhàn)性的悶題之一。現(xiàn)代化、工業(yè)化、城市化的進程越來越快,與經(jīng)濟社會快速發(fā)展的要求相比,水資源利用保護存在明顯的不協(xié)調、不適應,水環(huán)境惡化、環(huán)境總量飽和已經(jīng)成為吳江市經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的嚴重制約因素。但是目前的環(huán)境管理模式存在許多不足,不能有效地調動各種社會力量來共同治理環(huán)境,如何改進環(huán)境管理模式,提高環(huán)境管理水平,已經(jīng)成為急待解決的問題。通過創(chuàng)新管理,改善水環(huán)境行之有效的措施,對于優(yōu)化全市人居和投資環(huán)境,實現(xiàn)水生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟協(xié)調平衡發(fā)展具有重要意義。
4水環(huán)境的創(chuàng)新管理
吳江正處于一個發(fā)展轉型的階段,經(jīng)濟發(fā)展正在從粗放型向集約型轉變,政府管理也正在從計劃管理體制向市場治理體制轉變。環(huán)境管理作為政府管理的一項重要內容,在以科學的發(fā)展觀為指導思想的新的發(fā)展時期,環(huán)境管理也面臨轉型。但是通過對國內外有關環(huán)境管理的文獻查閱,目前環(huán)境管理大部分集中于環(huán)境管理手段的研究,如:排污收費、排污許可制度、總量控制制度等等。從政府、企業(yè)、公眾多元視角來研究環(huán)境管理模式還不多。本文正是基于這樣的理論和現(xiàn)實背景,重新審視現(xiàn)行的環(huán)境管理模式,以環(huán)境管理主體研究為切入點,應用科學發(fā)展觀和新公共管理學的相關理論,提出了一種新的水環(huán)境管理模式,其創(chuàng)新點有兩個方面:一是針對環(huán)境問題的多樣性和復雜性,應該從傳統(tǒng)的政府唯一主體,向政府――企業(yè)基于參與式治理理論,提出環(huán)境管理公眾多元主體進行變革:二是針對傳統(tǒng)命令控制型環(huán)境管理的高成本、高對抗、低效率,從政府企業(yè)――公眾多元視角,提出基于合作、共贏、高效的創(chuàng)新環(huán)境管理模式。主要體現(xiàn)在以下四個方面:
4.1 以綠色科技創(chuàng)新推動我市水環(huán)境治理的深入發(fā)展
確立企業(yè)在綠色科技創(chuàng)新活動中的主體地位企業(yè)是技術自主創(chuàng)新的主體,只有通過不斷進行綠色科技創(chuàng)新的企業(yè)才能適應循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的要求,才能從根本上治理好水環(huán)境,才是最具生命力的。要從戰(zhàn)略上確立企業(yè)綠色科技創(chuàng)新的主體地位,使企業(yè)真正成為綠色科技研發(fā)投入的主體、綠色科技創(chuàng)新活動的主體和創(chuàng)新成果應用的主體,從而全面提升企業(yè)的綠色科技創(chuàng)新能力。要逐步使科技體制由政府主導型轉變?yōu)槠髽I(yè)主導治理水環(huán)境;政府要通過引導性和鼓勵性的財政、稅收和信貸政策,激勵企業(yè)加大科研投入,開展綠色科技創(chuàng)新;建立以企業(yè)為主體,科研院所和高校優(yōu)勢互補、風險共擔、利益共享、共同發(fā)展的產(chǎn)學研合作機制,共同治理水污染。
4.2 充分發(fā)揮市場機制在水環(huán)境治理創(chuàng)新活動中配置資源的作用
在目前我國科技資源有限的的條件下開展綠色科技創(chuàng)新治理水環(huán)境活動,必須充分發(fā)揮市場機制在綠色科技創(chuàng)新活動中配置資源的作用。一是始終要堅持發(fā)揮市場機制的首要作用。通過要素市場改革,使綠色高新技術企業(yè)得以按照市場規(guī)律便捷地配置創(chuàng)新資源;通過投融資制度改革,形成相對完善的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)資金鏈。要始終堅持以市場需求為導向。堅持以市場需求為導向,以應用型綠色科技創(chuàng)新為突破口,集中優(yōu)勢資源組織創(chuàng)新活動,在創(chuàng)新綠色產(chǎn)品做到一定市場規(guī)模后,再向上下游延伸,形成綠色科技創(chuàng)新與企業(yè)發(fā)展的良性循環(huán)。另外產(chǎn)學研結合始終圍繞市場開展。以前很多研究課題是封閉循環(huán),現(xiàn)在必須面向市場開放循環(huán)。必須拓展產(chǎn)學研合作空間,可由政府和多家大學合作建立產(chǎn)學研合作基地,從而集綠色科技創(chuàng)新、成果轉化、公共技術服務及人才培養(yǎng)等功能于一體,把綠色科技成果轉化作為綠色科技創(chuàng)新提速的“助推器”。
4.3 發(fā)揮政府在自主創(chuàng)新治理水環(huán)境中的引導作用
政府要提供市場潛力支持,促進有關色科技創(chuàng)新治污的法規(guī)的制定和完善,以保護和規(guī)范企業(yè)的創(chuàng)新行為;制定一系列鼓勵和支持科技創(chuàng)新治污的具體政策措施,如加大財政綠色科技投入、實施促進創(chuàng)新治污的稅收和金融政策、實行政府采購等;保護科技知識產(chǎn)權,促進科技創(chuàng)新治污要素的流動,調節(jié)各科技創(chuàng)新治污主體之間的關系;加強科技創(chuàng)新基礎設施建設。
4.4 創(chuàng)新環(huán)境管理的模式
首先環(huán)境管理由被動式向主動式轉變。以往的環(huán)境管理工作主要由環(huán)保局一個部門來進行,其他部門消極配合。要通過環(huán)境管理體系的建立和運行,明確了職責,使得環(huán)境管理由被動式變?yōu)橹鲃邮剑梢酝摹耙冶Wo環(huán)境”,變?yōu)椤拔乙Wo環(huán)境”,真正實現(xiàn)了“環(huán)保部門統(tǒng)一監(jiān)督,各部門各司其職、分工合作”。其次要從末端治理向全過程控制轉變。末端治理不僅消耗大量的人力、財力、物力,而且效果并不理想。現(xiàn)在對污染物進行全過程控制,對污染物的產(chǎn)生、轉移、排放都進行控制。如:危險廢物的管理.從原材料的進口,工藝設計,危險廢物的轉移,到最后的無害化處理都加強控制和管理。第三,是由污染源治理向污染預防、生態(tài)保護轉變。在開發(fā)初期就對區(qū)域的污水處理廠等基礎設施進行了規(guī)劃,區(qū)域實現(xiàn)污水集中處理,在區(qū)域的適當?shù)胤浇⒘艘慌r(nóng)業(yè)生態(tài)基地,恢復植被、保護生態(tài)。第四是由階段性的推進向持續(xù)性的改進轉變。環(huán)境保護工作沒有最好,只有更好,持續(xù)改進的思想要深入水環(huán)境管理,每年對重要環(huán)境因素(環(huán)境問題)進行評價和更新,每年制定新的水環(huán)境目標和指標,持續(xù)改善環(huán)境質量,真正體現(xiàn)社會、經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
5 總結
本文選擇了新的切入點,從公共管理的視角,探討研究城市水環(huán)境治理運用公共政策分析,強調創(chuàng)新管理,對吳江“十二五”期間水環(huán)境綜合治理提出了更高的要求和措施。相信在政府和廣大市民的努力下,吳江的水將更藍,生活將更加富足。
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關鍵詞: U-PVC管道;施工技術
Abstract: the author according to his many years' work experience to U-PVC pipeline construction and the problems in the course of processing measures, construction technology and method of simple to summarize and discuss.
Keywords: U-PVC pipe; Construction technology
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
1管材選擇
近十多年來,國家提出全面使用以塑料管為主體的不生銹、無腐蝕、無滲漏、無結垢的優(yōu)質綠色管材,從根本上解決自來水管道系統(tǒng)中的二次污染問題。突出的衛(wèi)生性能使得新型塑料類和塑料復合類建筑給水管材,如聚乙烯管(PE)、聚丙烯管(PP)、聚丁烯管(PB)、鋁塑復合管(PAP)和U-PVC管等近幾年在我國迅猛發(fā)展,尤其是U-PVC管具有重量輕,不生銹,不結垢,內壁光滑,水力條件優(yōu)越,不會產(chǎn)生管道二次污染,而且價格相對便宜,是其得到廣泛使用又一原因。
2水環(huán)境治理措施
根據(jù)水環(huán)境的現(xiàn)狀和成因應該采取如下治理措施:
2.1建立水資源管理組織,制定管理規(guī)劃,加強對水資源安全的統(tǒng)一管理。
2.2加強對水環(huán)境的監(jiān)測,控制污水排放,有效監(jiān)測地下水和河水水質成分的變化,以便達到有效控制。對于各大企業(yè)的排污,嚴格遵循國家的降耗減排精神,通過污水凈化處理等措施從源頭上減少污水的排放量。
2.3加強對水環(huán)境保護意識的宣傳教育,提高廣大社會對保護水源質量安全重要性的全民意識和思想高度,增強保護水資源的責任感。
2.4對遺棄的廢井應進行封閉處理,處理應按照標準逐層封閉水層,避免多水層的互竄交叉污染
2.5建立責任人負責制,推廣新科技的使用,淘汰有污染性的舊設備、禁止亂開亂采。
2.6在有條件的地方,設立小塘壩、集澇池,汲儲地表水來逐步的改變地下水及河水的水質。使地表水能逐漸向地下和下游滲透,置換和導出滲入地下的污染物。經(jīng)過人工治理,在漫長的過程中一定能夠達到治理的效果。
從地下水和河水的污染中,我們應該清醒的認識到保護水源的重要性。人為的水源污染造成了飲水安全的破壞,并導致了社會對于水源凈化處理的經(jīng)濟負擔。引申到西峰油田面積大、地域廣,在發(fā)展隴東石油基地的同時,應該對鉆探技術進行嚴格控制,規(guī)范打井、儲油等技術工作,不亂排亂放。措施齊全、責任到位,既要發(fā)展好油田的開發(fā)建設,又要對水環(huán)境和周圍生態(tài)環(huán)境的保護,才是保證社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展不可忽視的重要舉措,是關系到子孫后代為民造福的大事。PVC管相比對其它塑料管材技術成熟,管材、管件規(guī)格齊全,便于維修等,并有成功使用的實踐,考慮到目前生產(chǎn)U-PVC管廠家眾多,管件通用性不好。通渭縣農(nóng)村安全飲水工程屬于村鎮(zhèn)供水,在比較各種管材的優(yōu)缺點后,統(tǒng)一采用U-PVC管。
3 U-PVC管施工方法
U-PVC管作為地埋給水管材,在全國應用已好有幾年,相比而言,我縣使用較早,結合這幾年的使用情況,現(xiàn)就實際應用中的一些體會綜述如下:
3.1施工前的技術準備①施工前應熟悉、掌握施工圖紙;準備好相應的施工機具。②按照標準對管材、管件進行驗收。管道、管件應根據(jù)施工要求選用配套的等徑、異徑和三通等管件。
3.2溝槽開挖及回填地處農(nóng)村,供水距離長,人口居住分散,根據(jù)以上特點,按照設計供水管網(wǎng)均沿各河(溝)分水嶺和公路布設,根據(jù)地勢對村社用戶分水。由于地形復雜,管溝的開挖也相對復雜,供水點分散,支管通過的村鎮(zhèn),可就近直接設置分水口向村社供水,在支管距村莊較遠的地段,依地形和村莊分布情況,設分支管供水,入戶管網(wǎng)在支管和分支管上直接分水,供水入戶。小管徑的U-PVC管重量輕,安裝方便,使用人工較少,對施工機具要求不高。施工時,溝槽開挖寬度按照管徑大小,對小管徑的管溝槽開挖寬度為0.60~0.70m,不影響管道安裝,但回填質量很難保證,其土壤壓實度無法保證。特別是跨公路工程時,為了減少破壞公路的灰土層,溝槽挖得較窄,回填時很難達到設計要求,溝槽挖得寬了,又增加工程量和費用,安全飲水建設費用低,因而跨路管道時常出現(xiàn)問題,且回填部分亦會影響道路工程質量。其他管段如果管溝底部平直且土壤中基本沒有大石塊或底部土層沒有擾動,就無需平整,管道直接鋪設;如果是巖石地區(qū),管溝開挖后采用直徑小于20mm級配的混合沙土墊平,墊層厚度為150mm,夯實的密實度應大于90%。應盡可能避免管道表面劃傷。
3.3管道安裝U-PVC管較金屬管材比重要小。安裝時需機械少,安裝基本采用人工手工安裝,成本較低,其連接方式采用膠圈接口,大大提高了安裝效率,管徑愈大,優(yōu)越性愈明顯。唯一不足是管道端口無頂進深度標志線,不便于安裝時掌握頂進深度,特別是夜間安裝時其影響更大。另外,管道安裝時經(jīng)常需切割管子。切口端面必須做成坡口,特別在翻越其它地下設施時,因U-PVC彎頭多為雙承口,如果坡口不到位,很難安裝,也易頂壞膠圈或使膠圈錯位。
3.4管道試壓管道試壓時,規(guī)范中規(guī)定水壓試驗的靜水壓力不得小于設計內水壓力,且不得小于0.80Mpa。施工中沿用金屬管材試驗標準,試驗壓力為1Mpa,穩(wěn)壓0.50h,U-PVC管軸向線膨脹系數(shù)比金屬管材大,試壓時接口一般會脫出2~5mm,因此試壓后回填土方必須達到要求的壓實度,管道支墩達到設計強度,后背安全穩(wěn)固,同時,打壓時觀察各接口,保證試壓順利進行,保證工程質量。
3.5管道支墩作為給水管材,U-PVC管應用已有好長時間,但有關標準不很齊全,如管道支墩做法,金屬管材支墩已有相對完整的標準圖集,施工人員對金屬管材做法已熟悉,實踐中,施工人員往往按金屬管材支墩做法砌筑U-PVC管材支墩,而U-PVC管與金屬管材質特點有很大不同,應區(qū)別分析,規(guī)范中明確規(guī)定“U-PVC管道不得采用360°”滿包混凝土進行地基處理或增強管道承載能力。避免因管道伸縮局部應力集中而損壞管道,影響管道安全運行,因此,施工過程中結合規(guī)范及地區(qū)土質特點,對支墩砌筑進行了設計改進,制定出施工標準,規(guī)范施工,保證工程質量。
3.6用戶管安裝用戶管安裝時,因U-PVC材質的水表井無相應的安裝標準,安裝時大多參照執(zhí)行現(xiàn)有金屬管材的國家標準圖集。因U-PVC與金屬管材材質之不同,容易出以下問題:①水表井內管件較多,特別是旁通表中,施工中管徑DN>100mm時管件連接一般為膠圈連接和法蘭連接兩種。采用膠圈接口時,因水表及管件與墻壁有一定距離,通水試驗時,時有將管件打脫現(xiàn)象,而用法蘭連接未出現(xiàn)這類現(xiàn)象,結合施工實踐,用法蘭連接較膠圈連接安全。②U-PVC管件價格較之其他金屬管件高,以主管管徑DN200mm,旁通管管徑DN100mm的水表安裝為例,U-PVC管件造價高出球墨管材管件2倍多,為降低造價,戶內采用金屬管件。③按標準圖集安裝時,水表和管件多處于懸空狀態(tài),實際運行時,設支墩,應結合U-PVC材質特點,作出相應的設計修改,在水表并由三通、彎頭處砌筑支墩或采取加固措施是保證管道安全運行的有效措施。結合施工實踐中的體會,根據(jù)國家標準、規(guī)范,結合特點的設計規(guī)程,施工標準,驗收標準。做好U-PVC管施工的培訓工作,更好的推廣U-PVC管。
4結束語
關鍵詞:山東半島藍色經(jīng)濟區(qū);系統(tǒng)動力學;決策變量;情景方案
DOI:10.13956/j.ss.1001-8409.2017.02.22
中圖分類號:F205;F127 文獻標識碼:A 文章編號:1001-8409(2017)02-0103-06
Study on Simulation and Development Countermeasures of
Economyenvironment Composite System in
Shandong Peninsula Blue Economic Zone
DONG Huizhong,WANG Ge
(School of Business, Shandong University of Technology, Zibo 255012)
Abstract:This paper constructed a system dynamics model of composite system of environment and economic development taking Shandong Peninsula Blue Economic Zone as an example. It used the VENSIM software to do quantitative study and dynamic simulation on the future development situation of the region. By adjusting the composite decision variables of the system, it set up 4 different kinds of development scenarios and predicted the development status of Shandong Peninsula Blue Economic Zone in different scenarios, then get the optimal solution of Shandong peninsula blue economic zone on complex system of economy and environment coordinated development to provide decision support for the planning, management and development of Shandong Peninsula blue Economic Zone.
Key words:Shandong Peninsula Blue Economic Zone; system dynamics; decision variables; scenarios
區(qū)域協(xié)調發(fā)展涉及到社會、經(jīng)濟、資源、環(huán)境等諸多因素[1],是多個子系統(tǒng)耦合演化的結果。許多地區(qū)在發(fā)展過程中僅僅關注經(jīng)濟發(fā)展速度,而忽視當?shù)刭Y源與環(huán)境承載力,造成資源的嚴重短缺和生態(tài)環(huán)境的普遍惡化,區(qū)域發(fā)展處于失衡狀態(tài),難以持續(xù)發(fā)展。當前,人們已普遍意識到以犧牲資源環(huán)境為代價的發(fā)展不可持續(xù),努力探求社會經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展的途徑已成為各國政府高度關注的焦點和眾多學者研究的熱點。作為一個復雜巨系統(tǒng),區(qū)域經(jīng)濟―環(huán)境復合系統(tǒng)具有多變量、非線性、動態(tài)性和多重反饋的特性,系統(tǒng)動力學是研究復雜巨系統(tǒng)的科學方法,能夠對不同情景方案下的區(qū)域發(fā)展態(tài)勢進行有效研究,并對未來發(fā)展趨勢進行科學預測。該方法在國外廣泛應用于經(jīng)濟社會與生態(tài)環(huán)境研究領域[3-5],代表文獻有《增長的限制》和《趨向全球平衡》(以WORD Ⅲ模型為基礎)[2]。上世紀80年代初,系統(tǒng)動力學方法被引入我國后普遍應用于國民經(jīng)濟、區(qū)域合作、可持續(xù)發(fā)展、技術創(chuàng)新等領域[6-11]。本文采用系統(tǒng)動力學仿真技術對山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)環(huán)境經(jīng)濟復合系統(tǒng)進行仿真模擬,并對系統(tǒng)狀態(tài)進行評估,定量研究半島經(jīng)濟區(qū)經(jīng)濟―環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調發(fā)展狀態(tài),對各種情景的作用和效果進行比較和分析,從而作出合理選擇,為山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)發(fā)展規(guī)劃的制定提供科學依據(jù)。
1系統(tǒng)動力學模型構建
11研究區(qū)域邊界確定
山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)陸域面積64萬平方千米,范圍包括青島、東營、煙臺、濰坊、威海、日照6市及濱州的無棣、沾化2個沿海縣所屬陸域,海域面積1595萬平方千米,包括山東全部海域。為研究方便,本文構建的模型及相關數(shù)據(jù)分析界定在青島、東營、煙臺、濰坊、威海、日照及濱州市全部區(qū)域。
12區(qū)域復合系統(tǒng)的結構分析及子系統(tǒng)劃分
根據(jù)經(jīng)濟環(huán)境協(xié)調發(fā)展理論[12],將山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)經(jīng)濟環(huán)境復合系統(tǒng)劃分為經(jīng)濟、人口、資源、環(huán)境四個子系統(tǒng),各子系統(tǒng)內部要素相互作用,相互關聯(lián),形成一個動態(tài)復雜系統(tǒng),以系統(tǒng)各變量之間的相互關系為基本框架,建立山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)復合系統(tǒng)模型,通過調整決策變量,對預設發(fā)展模式進行仿真模擬,進而找到山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)發(fā)展的最佳模式。
(1)經(jīng)濟子系統(tǒng)
經(jīng)濟子系統(tǒng)把能夠反映經(jīng)濟發(fā)展水平的第一產(chǎn)業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值作為流位變量(水平變量);把第一產(chǎn)業(yè)GDP增加值、第三產(chǎn)業(yè)GDP增加值、建筑業(yè)GDP增加值和工業(yè)GDP增加值作為流率變量(速率變量);把區(qū)域GDP、第一產(chǎn)業(yè)GDP增長率、第三產(chǎn)業(yè)GDP增長率、建筑業(yè)GDP增長率和工業(yè)GDP增長率等作為輔助變量。通過人均GDP、產(chǎn)業(yè)用水、工業(yè)COD排放量和工業(yè)氨氮排放量等o助變量分別與人口、資源、環(huán)境子系統(tǒng)建立關聯(lián)。“三產(chǎn)”比例是反映山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)區(qū)域經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結構合理性的指標,因此以第一產(chǎn)業(yè)GDP增長率、工業(yè)GDP增長率和第三產(chǎn)業(yè)GDP增長率作為經(jīng)濟子系統(tǒng)的決策變量。通過以上指標建立經(jīng)濟子系統(tǒng)模型。包括14個方程和4個表函數(shù),其中,主要方程有:
第一產(chǎn)業(yè)GDP=INTEG(第一產(chǎn)業(yè)GDP增加值,70731,單位:億元)
建筑業(yè)GDP=INTEG(建筑業(yè)GDP增加值,38204,,單位:億元)
工業(yè)GDP=INTEG(工業(yè)GDP增加值,317624,單位:億元)
第三產(chǎn)業(yè)GDP=INTEG(第三產(chǎn)業(yè)GDP增加值,21111,單位:億元)
區(qū)域GDP=第一產(chǎn)業(yè)GDP+第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)GDP+建筑業(yè)GDP+工業(yè)GDP(單位:億元)
工業(yè)GDP增長率=工業(yè)GDP增長率 LOOKUP(Time)
建筑業(yè)GDP增長率=建筑業(yè)GDP增長率 LOOKUP(Time)
第一產(chǎn)業(yè)GDP增長率=第一產(chǎn)業(yè)GDP增長率 LOOKUP(Time)
第三產(chǎn)業(yè)GDP增長率=第三產(chǎn)業(yè)GDP增長率 LOOKUP(Time)
(2)資源子系統(tǒng)
土地、水、能源及其他礦產(chǎn)等自然資源是人類社會發(fā)展的重要物質基礎,自然資源的合理開發(fā)和利用對于區(qū)域協(xié)調發(fā)展具有重要意義。在資源子系統(tǒng)中,把可用水資源量和耕地面積作為水平變量;國家基建占地、退耕還林還草占地、鄉(xiāng)村集體占地以及水資源可供量和工業(yè)用水量、農(nóng)業(yè)用水量、生活用水量、水資源循環(huán)利用率,再用水回用率等作為輔助變量。通過生活用水量以及人均耕地面積與人口子系統(tǒng)建立關聯(lián),以生活污水處理回用量作為資源子系統(tǒng)和環(huán)境子系統(tǒng)溝通的橋梁。通過引入耕地壓力指數(shù)模型[13]來考察山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)耕地壓力情況。耕地壓力指數(shù)――最小人均耕地面積與實際人均耕地面積之比,其算法如下:
K=SminS(1)
式中K為耕地壓力指數(shù),Smin為最小人均耕地面積,即一定區(qū)域范圍內保障食物需求的最小人均耕地面積,S為人均實際耕地面積。計算耕地壓力指數(shù)時,在給出人均實際耕地面積的情況下,最小人均耕地面積是影響耕地壓力指數(shù)的關鍵變量,其算法如下:
Smin=Gr×βP×Q×k(2)
式中,Smin為山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)最小人均耕地面積,Gr為山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)區(qū)域人均糧食需求量,β為山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)區(qū)域糧食自給率,P為山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)區(qū)域糧食單產(chǎn),Q為山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)區(qū)域糧食播種面積占總播種面積的比重,k為山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)區(qū)域復種指數(shù)。
當K>1時,表明耕地壓力明顯,容易出現(xiàn)糧食危機,需要采取緊急必要措施降低耕地壓力指數(shù);當K
水資源量=INTEG(生產(chǎn)量-消耗量,1101,單位:億立方米)
生活用水量=農(nóng)村生活用水量+城鎮(zhèn)生活用水量(單位:億立方米)
工業(yè)用水量=工業(yè)GDP×工業(yè)億元產(chǎn)值用水量(單位:億立方米)
再用水回用量=生活污水處理量×再用水回用率(單位:億立方米)
工業(yè)億元產(chǎn)值用水量=工業(yè)億元產(chǎn)值用水量 LOOKUP(Time)
城鎮(zhèn)人均生活用水量=城鎮(zhèn)人均生活用水量 LOOKUP(Time)
耕地面積=耕地增加量-耕地減少量(單位:公頃)
耕地壓力指數(shù)=最小人均耕地面積/實際人均耕地面積
(3)人口子系統(tǒng)
人口子系統(tǒng)建模過程中選取總人口作為流位變量(水
平變量);以年自然增長人口和年凈遷入人口為流率變量(速率變量);把農(nóng)村人口、城鎮(zhèn)人口、自然增長率、人口凈遷入率作為輔助變量。人口子系統(tǒng)共有方程9個,3個表函數(shù),主要方程有:
總人口=INTEG(年自然增長人口+年凈遷入人口,528628,單位:萬人)
城鎮(zhèn)人口=總人口×城市化水平(單位:萬人)
農(nóng)村人口=總人口-城鎮(zhèn)人口(單位:萬人)
自然增長率=自然增長率 LOOKUP(Time)
人口凈遷入率=人口凈遷入率 LOOKUP(Time)
城鎮(zhèn)化水平=城鎮(zhèn)化水平 LOOKUP(Time)
(4)環(huán)境子系統(tǒng)
環(huán)境子系統(tǒng)建模過程中,選取COD存量和氨氮存量作為流位變量(水平變量);以COD產(chǎn)生量、COD削減量,氨氮增加量、氨氮削減量為流率變量(速率變量);以工業(yè)COD產(chǎn)生量、生活COD產(chǎn)生量、工業(yè)廢水COD削減量、工業(yè)氨氮產(chǎn)生量、工業(yè)廢水氨氮削減量、生活COD削減量、生活氨氮產(chǎn)生量、生活氨氮削減量、工業(yè)廢水處理量、工業(yè)廢水排放量、工業(yè)廢水治理費用、工業(yè)億元產(chǎn)值廢水量等為輔助變量。選取COD和氨氮存量作為水環(huán)境污染程度的指示指標。環(huán)境子系統(tǒng)共有方程22個,表函數(shù)11個,主要方程有:
COD存量=INTEG(COD產(chǎn)生量-COD削減量,539793,單位:噸)
氨氮存量=INTEG(氨氮產(chǎn)生量-氨氮削減量,53538,單位:噸)
工業(yè)廢水產(chǎn)生量=工業(yè)GDP×工業(yè)億元產(chǎn)值廢水量(單位:噸)
生活污水產(chǎn)生量=城鎮(zhèn)人口×城鎮(zhèn)居民人均生活污水產(chǎn)污系數(shù)(單位:萬噸)
工業(yè)廢水治理費用占工業(yè)GDP比重=工業(yè)廢水治理費用占工業(yè)GDP比重 LOOKUP(Time)
城鎮(zhèn)居民人均生活污水產(chǎn)污系數(shù)=城鎮(zhèn)居民人均生活污水產(chǎn)污系數(shù) LOOKUP(Time)
13濟―環(huán)境復合系統(tǒng)模型構建
通過對山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)經(jīng)濟、社會、資源、環(huán)境子系統(tǒng)的結構分析,選取能夠合理描述各子系統(tǒng)的變量,建立復合系統(tǒng)動力學模型(如圖1所示)。
14模型有效性檢驗
系統(tǒng)動力學通過Vensim軟件建立系統(tǒng)動力學模型,對復合系統(tǒng)發(fā)展態(tài)勢進行預測,其中模型的有效性檢驗是模型預測的關鍵環(huán)節(jié)。本模型模擬運行時間為2013~2020年,以2013年為基準年,仿真步長為1年,模型有效性檢驗采用的歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)主要來源于《山東省統(tǒng)計年鑒》以及各市統(tǒng)計年鑒。以2003~2012年歷史數(shù)據(jù)為檢驗依據(jù),其中某些指標如年凈遷入率、自然增長率、城鎮(zhèn)居民人均COD產(chǎn)污系數(shù)等是根據(jù)2003~2012年所收集數(shù)據(jù)計算得出,某些指標隨著時間的推移而變化,這些指標采用表函數(shù)的形式給出,而變量間關系不明確的指標也是采用表函數(shù)形式給出。本文采用相對誤差法對半島藍色經(jīng)濟區(qū)復合系統(tǒng)模型模擬的結果進行檢驗,以總人口和COD存量兩個水平變量為主要例證,檢驗結果如表1,通過表1可以看出,2003~2012年總人口和COD存量的仿真值和歷史值的相對誤差介于-1%~51295%之間,擬合精確度較高,相對誤差檢驗結果比較理想。
2山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)模型預測與分析
21情景設定
在對2003~2012年數(shù)據(jù)有效性檢驗的基礎上,本文設定不同的決策變量來調控2013~2020年山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的模式。選取第一產(chǎn)業(yè)GDP增長率、工業(yè)GDP增長率、第三產(chǎn)業(yè)GDP增長率作為調整經(jīng)濟結構的決策變量,將工業(yè)廢水治理費用占工業(yè)GDP的比重、再用水回用率以及農(nóng)業(yè)億元產(chǎn)值用水量作為調控環(huán)境和資源的決策變量。由于實際人均耕地面積與人口基數(shù)有很大關系,在耕地面積逐年減少、人口不斷增加的情況下,實際人均耕地面積呈現(xiàn)逐年減少的狀況,因而最小人均耕地面積成為影響耕地壓力指數(shù)的關鍵變量;在糧食自給率為1,糧食單產(chǎn)保持2012年的水平上,復種指數(shù)成為影響最小人均耕地面積的關鍵變量。根據(jù)山東省三次產(chǎn)業(yè)比重調整戰(zhàn)略,提高第三產(chǎn)業(yè)比重,降低第一、二產(chǎn)業(yè)比重的方向,設定出四種發(fā)展模式情景:
情景Ⅰ:設定第一產(chǎn)業(yè)GDP增長率降低25個百分點,從2013年的11%下降到2020年的85%;工業(yè)GDP增長率增加17個百分點,從2013年53%增加到2020年的7%;第三產(chǎn)業(yè)GDP增長率小幅度穩(wěn)步提高,增加29個百分點,從2013年的127%增加到2020年的156%;工業(yè)廢水治理費用占工業(yè)GDP的比重和復種指數(shù)以及農(nóng)業(yè)億元產(chǎn)值用水量維持在2012年的水平,再用水回用率從2013年到2020年提高6個百分點。
情景Ⅱ:設定第一產(chǎn)業(yè)GDP增長率2016年降低到情景Ⅰ2020年85%的水平,到2020年降低到62%;工業(yè)GDP增長率略微降低,2013年到2020年降低08個百分點;第三產(chǎn)業(yè)GDP增速與情景Ⅰ相比較明顯,2016年達到情景Ⅰ2020年156%的水平,到2020年第三產(chǎn)業(yè)GDP增長率達到175%;工業(yè)廢水治理費用占工業(yè)GDP的比重、再用水回用率、復種指數(shù)均穩(wěn)步提升;農(nóng)業(yè)億元產(chǎn)值用水量略微降低。
情景Ⅲ:設定第一產(chǎn)業(yè)GDP增長率降低幅度與情景Ⅰ相似;工業(yè)GDP增長率明顯降低,2016年降低到情景Ⅱ2020年45%的水平,到2020年工業(yè)GDP增長率降低到40%;第三產(chǎn)業(yè)GDP增速明顯提高,2016年達到164%,2020年達到185%;再用水回用率以及復種指數(shù)在情景Ⅱ的基礎上繼續(xù)提高,工業(yè)廢水治理費用占工業(yè)GDP的比重略微提升,與情景Ⅱ相似,農(nóng)業(yè)億元產(chǎn)值用水量在情景Ⅱ的基礎上繼續(xù)降低。
情景Ⅳ:第一產(chǎn)業(yè)GDP增長率、工業(yè)GDP增長率顯著降低,降幅較情景Ⅱ相比較大。其中,第一產(chǎn)業(yè)GDP增長率到2020年降低到43%,工業(yè)GDP增長率降低到35%;第三產(chǎn)業(yè)GDP增長率顯著提高,到2020年第三產(chǎn)業(yè)GDP增長率達到268%,工業(yè)廢水治理費用占工業(yè)GDP比重顯著增加,再用水回用率、復種指數(shù)顯著提高,與情景Ⅲ相比提升幅度較大,農(nóng)業(yè)億元產(chǎn)值用水量明顯減少。
22模擬結果分析
情景模擬結果分析目的在于找出適合山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)的較為理想的發(fā)展模式,因而指標變量的選取至關重要,它能夠反映區(qū)域復合系統(tǒng)的基本情況。圖2至圖5為模型運行得出的指標變量變化趨勢圖,表3為模型運行得出的各項指標模擬值。
從仿真模擬出的結果可以看出:
情景Ⅰ發(fā)展模式是逐步降低第一產(chǎn)業(yè)GDP增長率,略微增加工業(yè)GDP增長率,同時第三產(chǎn)業(yè)GDP增長率穩(wěn)步提高;工業(yè)廢水治理費用占工業(yè)GDP比重、復種指數(shù)、農(nóng)業(yè)億元產(chǎn)值用水量維持在2012年的水平。從模擬結果可以看出,區(qū)域GDP增速從2016年開始增幅略高于目前發(fā)展模式;COD存量與目前發(fā)展模式相比無明顯差異;可用水資源量下滑趨勢明顯降低,低于目前發(fā)展模式下的水資源量,供水形勢嚴峻,2016年供水缺口為1375億立方米,2020年供水缺口達到2891億立方米;耕地壓力指數(shù)與現(xiàn)狀相比,無明顯變化,耕地壓力形勢嚴峻,容易產(chǎn)生糧食危機。
情景Ⅱ發(fā)展模式是在穩(wěn)步降低第一、二產(chǎn)業(yè)GDP增長率的前提下,在情景Ⅰ的基礎上提高第三產(chǎn)業(yè)GDP增長率的速度;同時工業(yè)廢水治理費用占工業(yè)GDP比重、復種指數(shù)穩(wěn)步提高,再用水回用率從2013年的40%提高到2016年的45%、再到2020年的48%,農(nóng)業(yè)億元產(chǎn)值用水量減少緩慢。從模擬結果可以看出,區(qū)域GDP與情景Ⅰ相比,無明顯差別,但增速略高于情景Ⅰ;COD存量增長趨勢趨于平緩,明顯低于情景Ⅰ,到2020年COD存量為54741萬噸,明顯低于情景ⅠCOD存量2020年87036萬噸的水平;可用水資源量減少趨勢明顯低于情景Ⅰ,但供水缺口仍然存在,2016年供水缺口為105億立方米,2020年供水缺口為2211億立方米,耕地壓力指數(shù)呈現(xiàn)降低趨勢但依然高于1,耕地壓力依然明顯。
情景Ⅲ發(fā)展模式是第一、二產(chǎn)業(yè)GDP增長率降幅與情景Ⅰ相似,但低于情景Ⅱ,第三產(chǎn)業(yè)GDP增長率較情景Ⅱ相比增幅較大,2016年第三產(chǎn)業(yè)GDP增長率為164%,2020年為185%;同時工業(yè)廢水治理費用比重提高,與情景Ⅱ相比,無明顯差別,再用水回用率2016年提高到48%,2020年_到50%,農(nóng)業(yè)億元產(chǎn)值用水量降低幅度高于情景Ⅱ。從模擬結果可以看出,區(qū)域GDP增速略高于情景Ⅰ和情景Ⅱ;COD存量增速明顯低于情景Ⅰ和現(xiàn)狀發(fā)展模式,但高于情景Ⅱ,可用水資源量降幅低于情景Ⅱ,耕地壓力指數(shù)明顯低于情景Ⅱ, 2020年耕地壓力指數(shù)為126,耕地壓力依然存在。
情景Ⅳ發(fā)展模式是明顯降低第一、二產(chǎn)業(yè)增長率,同時大幅提高第三產(chǎn)業(yè)GDP增長率,到2016年,第三產(chǎn)業(yè)GDP增長率為185%,2020年達到268%;工業(yè)廢水治理費用比重明顯加大,再用水回用率、復種指數(shù)明顯提高,農(nóng)業(yè)億元產(chǎn)值用水量明顯降低。從模擬結果可以看出,區(qū)域GDP增長幅度明顯高于情景Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,區(qū)域GDP規(guī)模2016年為417429億元,2020年達到942623億元,人均GDP明顯提高;COD存量大幅度降低,從2016年開始COD存量開始降低,到2020年,COD和氨氮治理明顯,水環(huán)境明顯改善, 2016年供水缺口為695億立方米,2020年供水缺口為1176億立方米,間接提高了水資源可用量;耕地壓力指數(shù)2020年為098,低于1,耕地壓力明顯改善。
3結論與建議
根據(jù)以上分析可以得出在情景Ⅰ中雖注重產(chǎn)業(yè)結構調整,但產(chǎn)業(yè)結構調整比例不明顯,COD和氨氮環(huán)境壓力形勢較現(xiàn)狀發(fā)展更加嚴峻,耕地壓力指數(shù)較大,耕地壓力明顯;情景Ⅱ調整了經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結構,第一產(chǎn)業(yè)增速降低,第二產(chǎn)業(yè)增速小幅增高,第三產(chǎn)業(yè)增速較情景Ⅰ穩(wěn)步提高,同時提高環(huán)境治理費用,提高再用水回用率,環(huán)境壓力明顯減小,但可用水資源量的緊張程度依然明顯,供水缺口比情景Ⅰ有所減少,耕地壓力指數(shù)與情景Ⅰ相比雖有所下降,但依然高于1,耕地壓力明顯;情景Ⅲ第一、二產(chǎn)業(yè)增速逐步降低,第三產(chǎn)業(yè)增速有較大提高,環(huán)境治理費用比重、再用水回用率、復種指數(shù)提高,農(nóng)業(yè)億元產(chǎn)值用水有較明顯的減少,環(huán)境壓力比情景Ⅰ明顯縮小,與情景Ⅱ相比有小幅增加,供水缺口低于情景Ⅰ、Ⅱ,水資源緊張程度依然存在;情景Ⅳ是著重加大產(chǎn)業(yè)結構調整,明顯降低第一、二產(chǎn)業(yè)增長速度,大幅提高第三產(chǎn)業(yè)增長速度,環(huán)境治理投資比重增大,再用水回用率明顯提高,農(nóng)業(yè)億元產(chǎn)值用水量明@較少,到2020年,區(qū)域經(jīng)濟產(chǎn)值達到942623億元;COD存量2016年為471253萬噸,到2020年COD存量基本消除,COD和氨氮治理明顯,水環(huán)境壓力明顯改善;供水缺口2016年為695億立方米,2020年為1176億立方米,有效緩解了水資源緊張程度。通過以上結論,推薦情景Ⅳ為山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)發(fā)展方向的最優(yōu)情景。
通過上述四種情景發(fā)展模式的仿真模擬結果,提出如下建議:(1)結合山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)6市差異,進一步推動產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級,降低第一、二產(chǎn)業(yè)的比重,大力提高第三產(chǎn)業(yè)比重,推動宏觀產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化,形成合理的產(chǎn)業(yè)結構發(fā)展模式,以進一步提高經(jīng)濟發(fā)展的質量和效益;(2)以“保持經(jīng)濟平穩(wěn)增長、水資源消耗低增長”為發(fā)展模式,推進節(jié)水減排計劃,合理分配水資源用水量在各產(chǎn)業(yè)結構中的比例;(3)出臺相關的政策和提高排污標準,制定相應的評價體系,通過增加工業(yè)廢水治理費用,大力發(fā)展廢水再回用水的循環(huán)利用率,從而達到減少水環(huán)境污染、增加水資源量的雙重效果。
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通過東江湖庫區(qū)當前以水為核心的資源環(huán)境的健康狀況調查,構建水環(huán)境承載力評價體系,運用主客觀賦權法,測度了2001—2011年東江湖庫區(qū)水環(huán)境的承載力,結果表明東江湖庫區(qū)水環(huán)境承載力呈現(xiàn)整體穩(wěn)定伴有小幅度下滑的趨勢,資源環(huán)境與人類經(jīng)濟社會的發(fā)展可能存在不協(xié)調的狀況。在此基礎上,對東江湖庫區(qū)資源環(huán)境系統(tǒng)與社會經(jīng)濟系統(tǒng)的綜合評價指數(shù)及其兩者之間的協(xié)調發(fā)展度進行了測量,結果發(fā)現(xiàn),東江湖庫區(qū)2001—2011年期間大多數(shù)年份資源環(huán)境與社會經(jīng)濟的關系為中度協(xié)調,部分年份出現(xiàn)了初級協(xié)調、勉強協(xié)調的情況;庫區(qū)的資源環(huán)境與社會經(jīng)濟之間協(xié)調程度不高。最后,提出了推動東江湖庫區(qū)資源環(huán)境與社會經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展的對策建議。
關鍵詞:
水環(huán)境承載力;協(xié)調發(fā)展;東江湖庫區(qū)
東江湖庫區(qū)位于湖南省南部郴州資興市境內,是國家“六五”重點能源工程——“東江水電站”的蓄水水庫,擁有81.1億m3優(yōu)質水源,是湖南省唯一、全國少有的大型優(yōu)質水源,是“長株潭”兩型社會綜合改革試驗區(qū)的戰(zhàn)略發(fā)展資源。東江湖大量的優(yōu)質水源,更是承載這一帶生態(tài)環(huán)境的基礎。東江湖庫區(qū)的保護,不僅指保護水資源,更是意味著對庫區(qū)內整體生態(tài)環(huán)境的保護。我國政府十分重視東江湖庫區(qū)的保護工作:2002年3月,《湖南省東江湖水環(huán)境保護條例》的正式施行,讓東江湖成為全國第一個受專門立法保護的人工湖泊。10年后,東江湖被納入全國第二批湖泊生態(tài)環(huán)境保護試點范圍。2013年,東江湖入選國家重點支持湖泊。東江湖庫區(qū)不僅要受保護,也要發(fā)展。長期以來,為了支持東江湖庫區(qū)的保護工作,庫區(qū)居民做出了巨大的犧牲,庫區(qū)內往往是“有田不能耕”、“有水不能漁”、“有林不能用”、“有礦不能挖”。大量退耕還湖、網(wǎng)箱上岸、后靠的移民,由于沒有了經(jīng)濟來源而生活困難,而政府對其的補貼不能完全及時到位,庫區(qū)居民保護東江湖的積極性受到打擊,東江湖庫區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展也受到了限制。要處理東江湖庫區(qū)資源環(huán)境的保護與社會經(jīng)濟發(fā)展的關系,使當?shù)厣鐣?jīng)濟與資源環(huán)境實現(xiàn)協(xié)調發(fā)展,在當前背景下,探索東江湖庫區(qū)水環(huán)境承載力的狀況很有必要。
1文獻綜述
關于水環(huán)境承載力的研究,主要集中在我國,國外相關研究較少,一般是在可持續(xù)發(fā)展相關文獻中簡要地提及,并未對水環(huán)境承載力進行系統(tǒng)的專門的研究。在我國,郭懷成、彭靜、曾維華對水環(huán)境承載力的定義進行了細致的研究[1-3]。學者們普遍認為水環(huán)境承載力是指某一區(qū)域某一時期內,特定社會生產(chǎn)條件及經(jīng)濟發(fā)展水平下,以水為核心的資源環(huán)境有機整體在自身結構、功能不受破壞的前提下所能提供的承載人類社會活動的能力。它不僅僅是指水資源本身的承載能力,還包括以水為核心的、相互聯(lián)系的生態(tài)系統(tǒng)的承載能力。由于水環(huán)境承載力研究涉及的范圍廣、內容較為復雜,近年來,國內學者對水環(huán)境承載力在傳統(tǒng)的評價方法基礎上進行了綜合與創(chuàng)新,并提出了大量的量化水環(huán)境承載力的研究方法,包括運用模糊綜合評價法、多目標決策法、系統(tǒng)動力學仿真模型法以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型法等等。不同的學者在研究不同對象時會針對性地采用不同的量化方法,也由此選擇有針對性的指標[4-9]。1966年,經(jīng)濟學家肯尼斯•鮑爾丁首次提出生態(tài)經(jīng)濟學的概念,用系統(tǒng)分析的方法論證了經(jīng)濟與環(huán)境的相互關系[10]。1973年,Mishen提出Satiation論點,認為經(jīng)濟的發(fā)展會受到資源環(huán)境的約束[11],之后我國的袁旭梅、白華、劉耀彬等對社會—經(jīng)濟—生態(tài)復合系統(tǒng)協(xié)調開展了研究[12-14]。以上研究在水環(huán)境承載力的量化、指標選取上缺乏統(tǒng)一的方法與標準,大多選取相對量的指標、契合研究對象的針對性的指標,缺乏定性與定量結合的評價標準,即水環(huán)境承載力能力高低劃分的研究還有待發(fā)展。水環(huán)境承載力的評價可以反映區(qū)域社會經(jīng)濟與資源環(huán)境的契合程度,對于促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。
2東江湖庫區(qū)水環(huán)境承載力綜合評價
2.1東江湖庫區(qū)的基本情況及環(huán)境承載力評價指標體系的建立東江湖庫區(qū)地處113°08′E~113°44′E,25°34′N~26°18′N之間,總面積4719km2,庫區(qū)包括資興、汝城、桂東、宜章四個縣市,52個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。水域面積160km2,總庫容91.48億m3,是湘江上游具有戰(zhàn)略性意義的人工湖泊,在發(fā)電、防洪、旅游、生產(chǎn)生活用水等方面發(fā)揮著重要作用;主要入湖河流包括浙水、滁水、資興江、漚江和淇江等,其中二級支流浙水、漚江的上游分別處于汝城和桂東縣境內。水環(huán)境承載力評價是聯(lián)動資源、環(huán)境、經(jīng)濟、社會動態(tài)變化的綜合性評價。在綜合考慮東江湖庫區(qū)的現(xiàn)實情況后,水環(huán)境承載力評價模型應包括水環(huán)境承載力水平(A);資源子系統(tǒng)(B1)、環(huán)境子系統(tǒng)(B2)、經(jīng)濟子系統(tǒng)(B3)、社會子系統(tǒng)(B4),以及具體的評估指標體系。
2.2東江湖庫區(qū)水環(huán)境承載力數(shù)據(jù)來源及水平測算綜合考慮數(shù)據(jù)的代表性、可獲得性以及后續(xù)對策建議的可操作性,本文選取2001—2011年資興、汝城、宜章、桂東四地的數(shù)據(jù)進行綜合計算,得出東江湖庫區(qū)2001—2011年的水環(huán)境承載力水平。所有數(shù)據(jù)均來源于2002—2012年《郴州統(tǒng)計年鑒》。在灰色物元分析的基礎上,綜合運用熵值法和層次分析法對水環(huán)境承載力各評價系統(tǒng)進行主客觀賦權,以有效避免由人工直接賦權而導致的評價指標體系和評價結果的主觀性;同時計算得出的各評價子系統(tǒng)和評價指標的權重,在科學賦權方法的使用下,更能反映出東江湖庫區(qū)的水環(huán)境承載力的實際情況。首先構建判斷矩陣,將資源、環(huán)境、經(jīng)濟、社會各子系統(tǒng)對水環(huán)境承載力的重要程度進行兩兩比較,然后聽取專家意見,認為資源與環(huán)境子系統(tǒng)比經(jīng)濟和社會子系統(tǒng)更重要,重要程度之比為2。建立判斷矩陣后,計算得到各個子系統(tǒng)在水環(huán)境承載力評價體系中的權重。經(jīng)計算,得出各指標在各子系統(tǒng)中的權重以及在總系統(tǒng)中的權重,據(jù)此構建水環(huán)境承載力綜合評價指標體系,結果見表2。
測算結果中占權重較大的指標,既有來自資源環(huán)境層面的,也有來自經(jīng)濟社會層面的,表3水環(huán)境承載力的測算結果較為理想,能夠真實地反映出東江湖庫區(qū)的情況。現(xiàn)對權重較大的各指標進行分類分析:①涉及到區(qū)域人口數(shù)量以及城鎮(zhèn)化發(fā)展水平的指標:人均水資源量(0.0873)、人口密度(0.0592)、人均水田耕地面積(0.0469)、人均水庫養(yǎng)殖面積(0.0446)、城市化率(0.0403)等,這些指標的權重系數(shù)較大,揭示了庫區(qū)人口的增長,給當?shù)丨h(huán)境、資源帶來了一定的壓力,易導致資源分配不均甚至稀缺的問題,對東江湖庫區(qū)水環(huán)境承載力水平影響較大;②與人類經(jīng)濟社會活動及水資源開發(fā)程度有關的指標:鄉(xiāng)辦水電站發(fā)電量(0.0842)、工業(yè)廢水中COD排放量(0.0821)、單位農(nóng)作物播種面積農(nóng)藥使用量(0.0745)、工業(yè)廢水達標率(0.0557)等指標的權重相對較大,也揭示了不論是人類對水資源的開發(fā)還是農(nóng)業(yè)、工業(yè)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展活動,都會對東江湖庫區(qū)資源環(huán)境,尤其是水資源造成顯著的影響,特別是農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖、工業(yè)發(fā)展中廢水的排放,會直接影響水體,進而影響水中有關生物及水體周圍的自然環(huán)境;③與社會經(jīng)濟發(fā)展水平的指標:第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重(0.0483)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重(0.0415)等指標權重較大,反映出東江湖庫區(qū)采用何種發(fā)展模式,與庫區(qū)資源環(huán)境保護水平息息相關。若是采用粗放型的經(jīng)濟發(fā)展模式,極易降低庫區(qū)水環(huán)境的承載能力;反之,如果改革轉型,走綠色發(fā)展的道路,既保護了東江湖庫區(qū)資源環(huán)境,也能提高其水環(huán)境承載力水平,由此更好地促進社會經(jīng)濟的發(fā)展。由此結果可以得出以下結論:東江湖庫區(qū)水環(huán)境承載力水平的高低,不僅取決于當?shù)刈匀毁Y源環(huán)境條件,更多的是與庫區(qū)周邊的人類經(jīng)濟社會活動有關。通過測算,得出東江湖庫區(qū)2001—2011年的水環(huán)境承載力水平見表3。
由表3可知,東江湖庫區(qū)資源子系統(tǒng)、環(huán)境子系統(tǒng)與水環(huán)境承載力的變動趨勢基本一致,說明區(qū)域水資源的豐沛程度、區(qū)域水環(huán)境的好壞與水環(huán)境承載力密切相關。而經(jīng)濟子系統(tǒng)總體呈現(xiàn)波動上揚的態(tài)勢,社會子系統(tǒng)則因人口密度增大,城鎮(zhèn)化的不斷提高而呈現(xiàn)緩慢下滑的趨勢。東江湖庫區(qū)水環(huán)境承載力水平在2001—2011年期間,整體波動幅度不大,大致保持在(0.5,0.7)的區(qū)間范圍內,說明這些年間,政府采取的針對東江湖庫區(qū)的保護工作還是取得了一定的成效。但是,結合11年間各個子系統(tǒng)水平的大致走勢以及2011年的數(shù)據(jù)進行分析,不難看出,盡管環(huán)境子系統(tǒng)在2008—2010年間有小幅度的改善、社會子系統(tǒng)在2010—2011年間有所上升、經(jīng)濟子系統(tǒng)總體呈波動上揚態(tài)勢,但總體來說,其余子系統(tǒng)及水環(huán)境承載力整體均呈現(xiàn)下滑的趨勢,可以看出東江湖庫區(qū)局部水質惡化、水環(huán)境污染加重的情況仍然存在。為了更加直觀明了地反映東江湖庫區(qū)歷年來水環(huán)境承載力水平變化情況,不考慮四個子系統(tǒng)的變化走勢,繪制圖1。由圖1看出,2001—2011年間東江湖庫區(qū)水環(huán)境承載力波動幅度不大,但整體呈現(xiàn)下降的趨勢,其中,最大值為0.7103,最小值為0.4924。關聯(lián)度介于0和1之間的,越接近1,承載力水平越高。參照這個標準,會發(fā)現(xiàn)東江湖庫區(qū)水環(huán)境承載力水平并不是很高,僅處于中等水平。水環(huán)境承載力是一個反映資源—環(huán)境—社會—經(jīng)濟的復合生態(tài)系統(tǒng)的指標,水環(huán)境承載力水平不高的實證結果,意味著東江湖庫區(qū)近年來資源環(huán)境與人類經(jīng)濟社會的發(fā)展可能存在不協(xié)調的狀況。故本文將在原有水環(huán)境承載力評價體系的基礎上,進一步細分為資源環(huán)境與經(jīng)濟社會兩大模塊,對兩者的協(xié)調度進行深入分析。
3東江湖庫區(qū)資源環(huán)境與社會經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展的實證分析
3.1資源環(huán)境系統(tǒng)與社會經(jīng)濟系統(tǒng)發(fā)展水平的計算
3.1.1無量綱化處理。為保證計算結果的科學性、客觀性及準確性,對各指標的原始數(shù)據(jù)進行無量綱化的處理,即標準化處理,使各指標數(shù)據(jù)最終值落在[0,1]區(qū)間內,且使其離散程度標準差最小。
3.1.2確定權重。按照層次分析法的思路確定指標權重。在聽取了相關領域專家意見后,根據(jù)知識與經(jīng)驗對每一項指標的重要性進行打分,確定各個指標間的相對重要程度,并結合使用熵值法,計算各指標權重,最終將這兩者進行綜合運算,得出各指標的最終權重值,見表4、表5。
3.2結果分析①從總體上說,2001—2011年期間,東江湖庫區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展水平呈穩(wěn)步上升趨勢,其中2008、2009和2011年增長速度分別為17.04%、7.81%、10.31%,資源環(huán)境水平則呈現(xiàn)為整體逐步下滑的趨勢,最高值為2002年0.7526,最低值則出現(xiàn)在2011年,僅為0.2241。②由圖2可以看出,2001—2008年期間,東江湖庫區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展水平均低于資源環(huán)境水平,兩個系統(tǒng)之間的差距隨著時間的推移在逐漸減小;在2009年,社會經(jīng)濟發(fā)展水平略高于資源環(huán)境水平,達到兩者差距最小;2011年,社會經(jīng)濟發(fā)展水平超過資源環(huán)境水平0.2個單位。
4結論與建議
實證過程中發(fā)現(xiàn)2001—2011年東江湖水環(huán)境承載力水平整體波動不大但存在個別年份水環(huán)境承載力有所下降的情況,表明東江湖庫區(qū)保護工作仍任重道遠;經(jīng)主客觀賦權這一科學方法計算得出的水環(huán)境承載力評價體系中,可以看出東江湖庫區(qū)本身的氣候氣象,當?shù)毓I(yè)、農(nóng)業(yè)的發(fā)展水平,對東江湖庫區(qū)水環(huán)境承載力水平的影響較大;經(jīng)過協(xié)調發(fā)展度的測算,可看出近十年來,東江湖庫區(qū)資源環(huán)境與社會經(jīng)濟發(fā)展并未達到足夠協(xié)調的程度,其中大部分年份都是社會經(jīng)濟發(fā)展滯后于資源環(huán)境的保護,表明當?shù)卣疄榱吮Wo東江湖而犧牲了應有的發(fā)展,損害了庫區(qū)居民的利益。為了東江湖庫區(qū)的長遠健康發(fā)展,改善庫區(qū)協(xié)調發(fā)展水平,從加速經(jīng)濟發(fā)展、重視生態(tài)補償及生態(tài)保護、各縣市加強協(xié)作等方面,提出以下建議:第一,推進東江湖庫區(qū)資源配置市場化,打造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。東江湖庫區(qū)擁有81.1億m3的優(yōu)質水源,在不破壞東江湖庫區(qū)生態(tài)環(huán)境的前提下,將可以利用的資源整合起來,逐步合理地放寬東江湖庫區(qū)資源配置途徑,與其他地區(qū)形成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,將東江湖庫區(qū)的“輸血”功能最終轉換為“造血”功能,推進當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展水平。第二,推進東江湖庫區(qū)生態(tài)補償機制的法制化水平,積極修訂與完善生態(tài)補償機制與辦法。東江湖庫區(qū)居民為保護當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境致使自身發(fā)展的利益受到損害,但因東江湖優(yōu)質水源而受益的中下游城市卻沒有做出任何補償。因此需盡早出臺及完善針對東江湖庫區(qū)的科學合理的環(huán)境保護法、生態(tài)環(huán)境保護法、生態(tài)補償法及生態(tài)補償條例,給東江湖庫區(qū)生態(tài)補償機制的落實奠定法律基礎。第三,加強東江湖庫區(qū)生態(tài)環(huán)境治理。為加強林業(yè)生態(tài)保護,東江湖庫區(qū)中大部分的林木資源已被劃分為生態(tài)公益林,禁止庫區(qū)居民隨意砍伐,國家對公益林的補貼價格是10元/畝•年,這個價格遠遠低于市場價格。為此,需要進一步提高生態(tài)公益林的補償標準。此外還需加大對東江湖庫區(qū)內污染源的整治力度,建立污水處理的基礎設施,建立垃圾回收及分類處理制度。第四,庫區(qū)內各縣市間加強溝通協(xié)作。東江湖庫區(qū)包括資興市、宜章縣、汝城縣和桂東縣,各個縣市之間由于自身地理位置、人文環(huán)境的不同,如今發(fā)展勢頭各不相同,能夠利用的資源也是各有差異。其中,資興市是發(fā)展較為迅速的,是東江湖庫區(qū)保護的主要牽頭縣市;汝城縣和桂東縣均為國家級貧困縣,可用資源有限,本地發(fā)展實力有限。在東江湖庫區(qū)協(xié)調發(fā)展的過程中,四個縣市之間需要加強生態(tài)環(huán)境保護和社會經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調,積極打造東江湖庫區(qū)整體發(fā)展的規(guī)劃,全面推進各縣市的協(xié)調發(fā)展。
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【關鍵詞】水資源;現(xiàn)狀;煤炭對地下水污染;防治
中圖分類號:TV213 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
煤炭中含有大量的元素,其在開采和加工過程中,會對地下水造成不同程度的污染。面對當前水資源匱乏的現(xiàn)狀,如何加強煤礦開采和加工過程中對地下水的污染防治,是擺在我們面前的一個重點問題,也是難點問題。
二、當前我國地下水污染現(xiàn)狀
地下水占中國水資源總量的1/3,也是居民生活用水的重要來源。2011 年,全國共200 個城市開展了地下水質監(jiān)測,其中“較差”、“極差”水質監(jiān)測點比例為55%;與2010 年相比,15.2%的監(jiān)測點水質變差。全國90%的地下水遭受不同程度污染,60%污染嚴重。地下水污染與地表水污染有明顯的不同:一是地下水的污染源不易確定;二是在排除地下水污染源之后,進入其含水層的污染物仍將長期產(chǎn)生不良影響。
三、地下水中的污染源
我國地下水開采以每年25 億立方米的速度遞增,由于地下水占到水資源總量的1/3,全國近70%的人口飲用地下水,因此地下水是重要的飲用水源。但地下水正在面臨污染加劇,我國大約有90% 的地下水正在遭受著不同程度的污染。進入地下水的污染物有人為因素,也有自然過程。我們常說的地下水污染是人為因素造成地下水水質惡化的現(xiàn)象。
質種類繁多,一般根據(jù)物質成分及其對人體的影響劃分為地下水細菌污染與地下水化學污染兩大類,也有人把地下水的熱污染單獨劃分一類,而成為三種類型劃分。細菌污染與熱污染的時間與范圍均有限;而化學污染則常具有區(qū)域性分布特點,時間上長期穩(wěn)定,難以消除。地下水污染源具體包括:
1、自然源:無機物、痕量金屬、放射性元素、有機物、微生物。
2、農(nóng)林業(yè)污染源:化肥、農(nóng)藥、禽畜糞便、灌溉回歸水、秸桿殘余、造林與砍伐。
3、城市污染源:生活固體廢物處置、生活廢水排放、廢水集中排放、廢物堆場、其他城市污染源。
4、工礦業(yè)污染源:尾礦、采礦排水、采礦廢水、工業(yè)固液廢物、廢水回注井、傾泄與滴漏。
5、管理失誤造成的污染源:地下水源地選址失誤、咸水入侵、海水入侵、成井失誤、廢棄鉆孔、無序土地開發(fā)和灌溉。
四、造成地下水污染主要的因素
根據(jù)分析,管網(wǎng)建設滯后、污水直接排放、固體廢棄物滲濾液、開采活動、土壤污染物淋溶、地表水污染等因素是造成地下水污染的最主要原因。
1、管網(wǎng)建設滯后:城市快速擴張,管網(wǎng)維護保養(yǎng)不及時,污水外滲進入地下水體。
2、污水直接排放:部分工業(yè)企業(yè)通過滲井、滲坑和裂隙排放、傾倒工業(yè)廢水,造成地下水污染。
3、固廢滲濾液:城市生活垃圾處理能力尚存較大缺口,垃圾滲濾液對地下水形成巨大威脅;監(jiān)管不嚴,2008 年新的滲濾液標準尚未全面實行,國內大量垃圾填埋場需改造;全國超過2 億噸工業(yè)廢棄物待處置,滲漏污染地下水。
4、開采活動:石油化工行業(yè)勘探、開采及生產(chǎn)等活動顯著影響地下水水質。
5、土壤污染物淋溶:國內土壤污染問題相當嚴重,其中一些污染物易于淋溶,對相關區(qū)域地下水環(huán)境安全構成威脅
6、地表水污染:在地表水污染較嚴重地區(qū),因地表水與地下水相互連通,地下水污染十分嚴重。
五、采煤與煤加工對地下水的污染
1、采煤
煤的采掘生產(chǎn)活動需排放各類廢棄物,如礦坑水、廢石和尾礦等。這些廢棄物的不合理排放和堆存,對礦區(qū)及其周圍地下水環(huán)境構成了以下危害:
一是礦坑充水。礦坑充水使處于封閉狀態(tài)的煤系地下含水層與空氣接觸, 由于煤層中含有大量的黃鐵礦及其他金屬硫化物, 礦坑充水可在較短時間內使地下水形成酸水。
二是廢石、尾礦。廢石經(jīng)過雨水的沖泡之后所形成滲濾液會對礦區(qū)地下水帶來危害,具體情況根據(jù)廢石所含微量元素的不同影響程度也不相同。
煤矸石和粉煤灰滲濾污染地下水。在煤礦區(qū),煤矸石分布廣泛,粉煤灰在灰場區(qū)內排放堆存,在雨水和灑水作用下,煤矸石和粉煤灰中有毒有害元素可滲濾進入土壤,并向淺層地下水遷移,污染淺層地下水。
2、煤燃燒
煤在燃燒時會釋放出重金屬。在高溫燃燒時難以氣化的重金屬元素在燃燒過程中被飛灰和底渣所吸附, 存留灰和底渣中,再經(jīng)沖灰渣水排至貯灰場。灰渣中的部分可溶的微量重金屬元素會因雨水沖洗、滲透等原因滲入地下水中,對地下水體造成污染。
3、 煤氣化
煤的地下氣化。是通過直接對地下蘊藏的煤炭進行可控制性的燃燒產(chǎn)生煤氣后,輸出地面的一種能源采集方式。煤的地下氣化對地下水產(chǎn)生的有機污染物是酚類化合物且主要是石炭酸。在煤的地下氣化帶附近:一是煤層高溫分解的有機污染物向周圍巖層的擴散和滲透; 二是有機污染物通過地下水的滲透向含水層四周遷移;③逸出的氣體如氨氣、硫化物在溶解后會改變地下水的pH、Eh 值, 進而影響地下水的BOD 和COD。
六、煤炭開發(fā)對地下水污染的防治措施
1、充分利用矸石山
要消除矸石山災害, 最好的辦法是使其變廢為寶進行綜合利用。煤矸石的利用途徑,分為以下三類:一是煤矸石的熱能利用。利用煤矸石中含有一定數(shù)量煤炭的性質進行回收;二是煤矸石的建材利用,煤矸石作為建筑材料,是當前煤矸石綜合利用的主要途徑,技術相對比較成熟;三是煤矸石的其它方面利用。
2、地下含水層保護措施
消除地下水污染源和切除污染物滲入地下含水層的途徑。如禁止用滲坑、滲井方式排放廢水;嚴格控制污水灌溉水質;采礦過程中注意矸石及尾礦堆放點的選擇;酸性礦井水、高礦化度礦井水經(jīng)處理后方可外排;建立地下水動態(tài)監(jiān)測網(wǎng),及時發(fā)現(xiàn)水量、水質變化,找出影響因素。
3、煤燃燒前凈化技術
一是清潔的加工技術。指在減少污染和提高利用效率的煤炭洗選加工、燃燒轉化、煙氣凈化和污染控制等一系列新技術的總稱,是使煤炭釋放的污染控制在最低水平,達到煤炭的高效清潔利用的技術。
二是洗選煤技術。煤炭洗選是潔凈煤的源頭技術,煤炭通過先進的物理選煤技術可降低原煤灰分50%——80%,脫除黃鐵礦硫60%——80%。洗選煤是降低燃煤煙塵和SO2,直接有效的潔凈技術。采用先進的洗選技術可使煤中重金屬元素含量明顯降低。
三是型煤技術。是利用一定比例的粘結劑或固硫劑將一種或數(shù)種煤粉, 在一定壓力下加工成具有一定形狀和一定理化性能的煤加工技術。使用型煤的環(huán)境效益和節(jié)能效果非常明顯。
4、煤燃燒后凈化技術
采用高效除塵器脫除亞微米顆粒, 使重金屬與煤灰塵一同減少; 如濕式煙氣脫硫技術能有效地控制易揮發(fā)重金屬元素;煙道后處理系統(tǒng),采取能同時凈化多種污染物的多段凈化裝置。
5、 礦區(qū)廢水的控制技術
在礦區(qū)采取各種措施,嚴格控制廢水的排放量,減少廢水對地下水的污染。包括:
(1)改革生產(chǎn)工藝,盡量減少廢水排放量。如選礦廠可采用無毒藥劑代替有毒藥劑,選擇污染程度小的選礦工藝,減少選礦廢水中的污染物質。
(2)循環(huán)用水,一水多用。開展水采礦井煤泥水處理技術的研究, 使水采煤泥和洗煤廠洗煤煤泥經(jīng)浮選后全部廠內回收。
七、結束語
世界能源的緊張,需要加大對我國煤炭資源的開采和利用。水資源的匱乏,需要加強對水資源的保護。這兩個方面是同等重要,不能只抓一面而放棄另外一面。因此,在煤炭開發(fā)利用的過程中,就要在各環(huán)節(jié)加強對地下水的保護。
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關鍵詞 類紫根鳳眼蓮;微生物菌劑;氨氮;總磷;去除率;比較
中圖分類號 X52 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2015)17-0232-02
Comparison of Ability of Eichhornia crassipes Synergetic with Microorganism in Removing Nitrogen and Phosphorus
from Eutrophic Water
WANG Fei 1 WU Jin-nan 1 YIN Fan 2 FAN Yi-min 3 WANG Li-xin 1 *
(1 College of Biology and Food Engineering,Changshu Institute of Technology,Changshu Jiangsu 215500; 2 College of Chemical and Material Engineering,Changshu Institute of Technology; 3 Zhongjing Village Committee of Yushan Town in Changshu City)
Abstract Taking similar purple root Eichhornia crassipes dealt by plant hormone and common Eichhornia crassipes as subject,liquid mixing agent was added to compare the ability of Eichhornia crassipes,the purple root Eichhornia crassipes and mixed agent Eichhornia crassipes and their different combination removing the ammonia nitrogen and total phosphorus.The results showed that the similar purple root Eichhornia crassipes cultured with mixed agent had the best removal effect after 45 days′ treatment.Its ammonia nitrogen removal rate reached 55% and total phosphorus removal rate could reach 85%.The removal effect with a little better was the purple root Eichhornia crassipes.The combination of common Eichhornia crassipes with mixed agent had better removal effect on removing the ammonia nitrogen.However,the worst removal effect was the group of culturing mixed agent only.Its total phosphorus removal rate reached 34% and ammonia nitrogen removal rate reached 27%.
Key words similar purple root Eichhornia crassipes;microbiological mixed agent;ammonia nitrogen;total phosphorus;removal rate;comparison
鳳眼蓮(Eichhornia crassipes Mart.)俗稱水葫蘆,雨久花科鳳眼蓮屬,多年生漂浮性草本植物。水葫蘆生長繁殖快、耐污能力強,且能夠快速、高效地從水體中吸收氮磷營養(yǎng)鹽,同時水葫蘆根系能夠分泌大量的化感物質及具有抑制藻類生長等能力[1],是最合適的快速移除水體中氮磷的水生生物[2]。但在實際應用中,由于水葫蘆超強繁殖能力往往會帶來很多負面作用。因此,對水葫蘆的誘導變異成為一項研究熱點。受云南那中元團隊對水葫蘆的誘導變異形成“巨紫根鳳眼蓮”啟發(fā)[3],將前期研究利用萘乙酸誘導形成了根系長度可達25 cm以上的鳳眼蓮命名為“類紫根鳳眼蓮”[4]。
水生植物對環(huán)境的修復是環(huán)境、植物、根際微生物等多方面共同作用的結果。植物根部及相應水環(huán)境中具有大量的多種微生物,這些微生物與植物間的相互作用非常復雜,在某些情況下,植物與微生物是互惠互利的[5],而這種互惠關系是植物能夠對環(huán)境中的污染物進行降解的主要原因[6]。本研究旨在通過試驗比較類紫根鳳眼蓮與普通鳳眼蓮對富營養(yǎng)化水體中氮磷的吸收能力。同時,嘗試在水環(huán)境治理中引入液體微生物混合菌劑,通過水生植物與微生物的協(xié)同作用以增強凈化水質的效果。一旦此法可行,有望探索出一種價格低廉有效的組合生態(tài)修復技術。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
1.1.1 鳳眼蓮來源。一種為江蘇省常熟郊區(qū)自然河道采集的普通鳳眼蓮;另一種為在普通鳳眼蓮基礎上經(jīng)誘導培育的類紫根鳳眼蓮。篩選性狀相似、生長一致的鳳眼蓮植株,分組培育,備用。
1.1.2 水樣選擇。水樣取自常熟市區(qū)城市河道的富營養(yǎng)化水體,該河道旁集中分布有飯店、小型生產(chǎn)廠房等,水樣具輕微黑臭,其初始氨氮含量為4.2 mg/L,總磷含量達到1.7 mg/L。
1.2 試驗方法
1.2.1 液體菌劑的制備。在無菌條件下取1 g自主研發(fā)的高效微生物菌劑,加入到裝有100 mL無菌水的錐形瓶中,置于30 ℃、180 r/min的搖床上振蕩活化24 h。培養(yǎng)基制備:按照培養(yǎng)配方稱取牛肉膏10 g、蛋白胨10 g、酵母粉5 g、檸檬酸氫二銨2 g、無水乙酸鈉5 g、磷酸氫二鉀2 g、MgSO4?7H2O 0.58 g、MnSO4?4H2O 0.25 g、葡萄糖20 g,加水攪拌均勻后定容至1 000 mL,制備好的培養(yǎng)基分裝至三角瓶,并置于高溫滅菌鍋中,在121 ℃的條件下滅菌20 min。
取活化好的菌劑接種到培養(yǎng)基中,接種量為10%,并置于25 ℃、240 r/min的搖床上培養(yǎng)24 h至OD600達到0.4,將制備好的液體菌劑吸取2 mL的量投入含有4 L生活污水的培養(yǎng)桶內。
1.2.2 處理方法。選用塑料桶(上部內徑20 cm,下部內徑15 cm,桶高20 cm)作為試驗容器,桶外裹以黑紙以模擬根系黑暗環(huán)境。每桶中加入剛采集的生活污水4 L。將前期挑選出來的普通鳳眼蓮及類紫根鳳眼蓮各分成2組(A、B組),每組3桶,每桶3株(合計18株),在其中一組中加入活化的液體混合菌劑。3桶只加入液體混合菌劑和3桶空白對照組(CK),共計18桶。
培養(yǎng)條件:所有分組保持培養(yǎng)條件一致,均是放在光照充足、通風狀況良好的自然條件下進行培養(yǎng),每7 d加1次生活污水,加水量1 L,每15 d測1次水樣中氨氮與總磷的含量。
1.3 數(shù)據(jù)處理
利用Excel軟件進行數(shù)據(jù)處理,用Origin軟件作圖并進行顯著性差異分析。
2 結果與分析
2.1 不同處理對水樣中氨氮含量的影響
由圖1可以看出,水樣最初的氨氮含量均為4.2 mg/L,空白組在整個試驗過程中氨氮濃度基本沒有發(fā)生變化。而其他處理組經(jīng)過15 d的培養(yǎng)各桶的氨氮含量都在減少,其中去除效果最明顯的是類紫根鳳眼蓮及液體混合菌劑的組合。培養(yǎng)至30 d氨氮的去除效果有了比較顯著的差異,普通鳳眼蓮、液體菌劑單獨使用時效果不及類紫根鳳眼蓮、普通鳳眼蓮與菌劑混合,類紫根鳳眼蓮與菌劑混合的效果強。培養(yǎng)至45 d的結果更加明顯,其中氨氮去除率最強的是類紫根鳳眼蓮與液體菌劑聯(lián)合作用組,與空白對照組相比差異極顯著。效果其次的是普通鳳眼蓮與菌液組合。菌液單獨處理效果最差。
2.2 不同處理對水樣中總磷含量的影響
由圖2可以看出,隨著培養(yǎng)時間的延長,水樣中的總磷含量都在不斷減少,只有空白的污水中總磷的含量基本保持不變。其中,類紫根鳳眼蓮與液體菌劑共同作用的水樣總磷濃度下降最為明顯,其次是類紫根鳳眼蓮單獨作用,與普通鳳眼蓮加菌劑的效果較為接近;但就單一處理來說,鳳眼蓮對降低總磷濃度的能力比液體混合菌劑單一處理作用效果明顯。經(jīng)過45 d處理,類紫根鳳眼蓮和液體菌劑組合使水樣中總磷含量從最初的1.7 mg/L降至0.25 mg/L,差異極顯著。與氨氮有所不同的是,在降低總磷濃度的效果中,類紫根鳳眼蓮單獨使用比普通鳳眼蓮與菌劑組合的效果強。
2.3 不同處理對水樣中氨氮的去除效率
由圖3可以看出,氨氮的去除效率各處理組有很大的區(qū)別,其中類紫根鳳眼蓮與菌劑組合去除效率最高,為55%;單獨使用菌液的去除效率最低,為27%。其次,還可以看出普通鳳眼蓮去除氨氮的效果明顯比菌果好,而類紫根鳳眼蓮的去除效果明顯比普通鳳眼蓮的效果好。普通鳳眼蓮與菌劑混合的去除效果介于類紫根鳳眼蓮與普通鳳眼蓮之間。
2.4 不同處理對水樣中總磷的去除效率
由圖4可以看出,單獨使用鳳眼蓮去除總磷的效果比單一菌液好,類紫根鳳眼蓮去除效果也比普通鳳眼蓮好,普通鳳眼蓮與菌液組合使用效果與類紫根鳳眼蓮與菌液組合后的效果相類似。組類紫根鳳眼蓮與菌劑混合后經(jīng)過45 d的培養(yǎng)對于總磷的去除效率能力最強,達到85%。與氨氮去除率相比,該組合在總磷的去除能力上尤為突出。
3 結論與討論
從試驗結果中可以看出,鳳眼蓮對富營養(yǎng)化水體的凈化效果與鳳眼蓮的品種直接相關,類紫根鳳眼蓮與普通鳳眼蓮兩者之間不僅從外觀形態(tài)上有著非常明顯的不同,進而在本試驗結果上表現(xiàn)出明顯的區(qū)別。表現(xiàn)為在氨氮與總磷的去除效果上類紫根鳳眼蓮都比普通鳳眼蓮強,此結果與唐靜杰等[7]、徐在寬等[8]利用改良鳳眼蓮品種得到凈水效果類似。其原因為植物對于氮磷的需求主要由根系從周圍環(huán)境吸收,由于類紫根鳳眼蓮具有非常強大的根系,其相應的吸收能力也會有所增強。
本試驗所采用的微生物菌液是在自主研發(fā)的高效微生物菌劑的基礎上克服固體菌劑相對活性較弱、效率較低的缺點,改用生產(chǎn)周期短、活性高的液體菌劑加以應用。該菌液為含有乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌等多種微生物的混合菌液。但從單一使用試驗結果來看其效果并不突出,其主要原因是微生物對污水的凈化主要作用于有機物,而對氨氮、總磷的直接作用較小。但在與鳳眼蓮組合使用之后,無論是類紫根鳳眼蓮還是普通鳳眼蓮其凈化效果都得到了加強。這是因為微生物一方面可以吸收利用氨氮及有機磷,同時還可以促進水葫蘆根系的生長及吸收,二者對污水起到協(xié)同凈化的作用[9]。富營養(yǎng)化水樣經(jīng)過類紫根鳳眼蓮與液體混合菌劑組合處理,由一開始氨氮4.2 mg/L、總磷1.7 mg/L的濃度下降為氨氮1.89 mg/L、總磷0.24 mg/L,氨氮去除效率達到了55%,總磷去除效率達到了85%,顯示最好的凈化效果。此結果與其他水生植物的凈水效果相比毫不遜色[10-12]。而且此效果是在短期處理中得到的,相信隨著處理時間的延長,凈水效果還會進一步凸顯。值得注意的是在實際應用當中還需考慮快速增長的鳳眼蓮后期的處理問題。鳳眼蓮的后期處理不僅只集中于打撈和收集,其資源化利用極其廣泛,目前鳳眼蓮已被應用于制作飼料,制備肥料;同時還被應用于制作清潔燃料能源等[13]。故利用合適的水生生物如類紫根鳳眼蓮與微生物技術相結合作為一種價格低廉有效的組合生態(tài)修復技術是切實可行的。
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關鍵詞:資源環(huán)境;經(jīng)濟增長;創(chuàng)新驅動;環(huán)境效率;環(huán)境全要素
中圖分類號:F061.3;F062.1;F74 文獻標識碼:A
文章編號:1002-2104(2015)12-0025-10
改革開放以來,我國經(jīng)濟發(fā)展取得了舉世矚目的成就,以年均9.5%的GDP增長率創(chuàng)造了“中國式奇跡”。但我國在取得經(jīng)濟增長的同時,也面臨環(huán)境污染、資源消耗等困境。據(jù)估計,中國環(huán)境污染成本已占GDP的8%以上,發(fā)達地區(qū)環(huán)境成本更高達GDP的 10%。再如,世界經(jīng)濟論壇(WEF)的《2014年世界環(huán)境績效指數(shù)報告》和《2014 年全球能源架構績效指數(shù)報告》顯示,中國環(huán)境績效在178個國家中排名118位,能源績效排名從2013年的74位跌落到85位。由此可知,我國經(jīng)濟快速增長引致的“高能耗、高排放、高污染”問題已日益嚴重。由于資源和環(huán)境不僅是經(jīng)濟發(fā)展的內生變量, 而且是經(jīng)濟發(fā)展規(guī)模和速度的剛性約束。由此,嚴峻的資源環(huán)境形勢已對我國經(jīng)濟增長形成硬約束。從2011年開始,我國經(jīng)濟增速持續(xù)下滑,進入到次高增長階段的“新常態(tài)”[1]。面對粗放型發(fā)展模式引發(fā)的資源和環(huán)境雙重壓力,我國提出“和諧社會”、“科學發(fā)展觀”和“中國夢”等治國方略,并且著力推行資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的生產(chǎn)和消費方式,旨在實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
為轉型經(jīng)濟發(fā)展模式,實現(xiàn)向低碳經(jīng)濟的轉型,我國“十二五 ”規(guī)劃綱要提出,在2010-2015年資源節(jié)約和環(huán)境保護方面,要實現(xiàn)單位GDP的能耗降低16%,單位GDP的CO2排放降低17%、COD(化學需氧量)和SO2分別減少8%。鑒于我國區(qū)域空間發(fā)展不均衡,區(qū)域要素稟賦結構迥異,區(qū)域產(chǎn)業(yè)結構差異也較大,由此我國各區(qū)域的環(huán)境效率和環(huán)境全要素也具有異質性。因此,如期實現(xiàn)上述目標,依賴于將上述指標科學地分解給各區(qū)域,更需要各區(qū)域認真貫徹落實。鑒于,環(huán)境效率和環(huán)境全要素的研究,有助于了解各區(qū)域環(huán)境效率之間的絕對差異,而且有助于分析各區(qū)域環(huán)境無效率來源的相對差異,從而有助于提高區(qū)域環(huán)境效率政策制定的針對性。與此同時,由于技術創(chuàng)新可通過改變能源、資本、勞動力等投入要素的邊際生產(chǎn)率來改變其使用量和比例,進而有助于降低能源消耗和碳排放,提高能源效率。特別是當技術進步偏向于在增長中更少使用能源時,技術進步就既能實現(xiàn)減排,又能促進經(jīng)濟增長[2]。因此,本文基于研發(fā)驅動理論,構建了包含研發(fā)投入的SBM模型,測算了我國東、中、西三大區(qū)域的環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率,探尋了三大區(qū)域環(huán)境全要素生產(chǎn)率的影響因素,并結合區(qū)域差異性提出了相應的政策建議,旨在改善我國的生態(tài)環(huán)境,加速我國的綠色創(chuàng)新發(fā)展。
1文獻綜述
環(huán)境效率指單位環(huán)境負荷下某一地區(qū)或企業(yè)產(chǎn)生的經(jīng)濟價值大小(WBCSD,世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會),是將環(huán)境作為一種資源投入,力求環(huán)境資源的最小使用和最大產(chǎn)出[3]。基于此,張子龍[4]等學者構建了工業(yè)環(huán)境效率評價模型,并對我國以及東、中、西部地區(qū)環(huán)境效率的空間差異及其收斂性進行了研究。然而現(xiàn)有學者測算的環(huán)境效率僅反映了經(jīng)濟發(fā)展所付出的環(huán)境代價,并沒有考慮資源代價。而經(jīng)濟增長過程中,除了消耗環(huán)境資源外,還會消耗勞動、資本和能源等生產(chǎn)性資源。鑒于此,部分學者構建了綜合的環(huán)境績效指標,將生產(chǎn)資源、環(huán)境污染以及經(jīng)濟增長納入同一個測度體系評價經(jīng)濟增長績效。例如,F(xiàn)are and Lovell[5]和 Fare and Pasurka[6]采用徑向的雙曲線型模型測算了環(huán)境效率指標。近年來,我國也有學者運用SBM模型測算各省份的環(huán)境效率以及環(huán)境全要素生產(chǎn)率[7-8],認為能源使用和污染排放是我國環(huán)境無效率的主要原因。但現(xiàn)有研究對環(huán)境全要素生產(chǎn)率來源存在分歧,劉瑞翔等[9]認為我國環(huán)境全要素生產(chǎn)率的提高主要來源于技術進步,而匡遠鳳等[8]則認為生產(chǎn)效率改善才是我國環(huán)境全要素生產(chǎn)率提高的主要原因。
本文認為造成分歧的可能原因是這些研究將資本、勞動、能源生產(chǎn)要素納入環(huán)境績效的考察體系,但并未考慮研發(fā)等創(chuàng)新要素對我國經(jīng)濟增長的貢獻,導致測算結果不一。Romer[10]、Grossman & Helpman[11]、Aghion & Howitt[12]等學者指出,R&D對技術進步具有顯著推動作用,能夠促進科研成果的轉化,加快新產(chǎn)品、新方法的實現(xiàn),從而促進經(jīng)濟增長。一些學者通過省際面板數(shù)據(jù)的研究發(fā)現(xiàn),R&D投入對全要素增長率有顯著促進作用[13];也有學者利用產(chǎn)業(yè)和行業(yè)數(shù)據(jù),論證了研發(fā)能夠增強技術創(chuàng)新能力和促進生產(chǎn)率的增長[14-15]。與此同時,前人研究亦未從區(qū)域角度分析我國環(huán)境全要素。而我國區(qū)域發(fā)展不平衡,東中西部地區(qū)經(jīng)濟結構以及技術實力不同,因此有必要從區(qū)域角度分析我國環(huán)境效率以及環(huán)境全要素生產(chǎn)率。
鑒于此,本文根據(jù)R&D驅動理論,結合我國資源環(huán)境實情,構建了包含研發(fā)投入的SBM模型,測算了我國東、中、西三大區(qū)域的環(huán)境效率;進而結合Luenberger指標測算了我國區(qū)域的環(huán)境全要素,分析了我國區(qū)域環(huán)境全要素的演變規(guī)律和區(qū)域差異。在此基礎上,運用Tobit模型對我國東、中、西三大區(qū)域全要素增長率的影響因素進行了實證分析,并提出了我國建設資源環(huán)境友好型國家的政策建議。
2統(tǒng)計分析
2.1我國區(qū)域環(huán)境污染的統(tǒng)計分析
近幾年我國區(qū)域經(jīng)濟取得了長足發(fā)展,但區(qū)域經(jīng)濟增長質量并未改善。廢水、廢氣和固體廢棄物三類污染物排放量巨大,使我國環(huán)境污染形勢日益嚴峻。①廢水排放量巨大導致水環(huán)境污染嚴重。2013年,東部地區(qū)廢水排放為366萬t,中部地區(qū)為190萬t,西部地區(qū)為100萬t。廢水排放使全國地表水受到大面積污染,IV類和劣V類水體比例占到38.9%,并產(chǎn)生水體富營養(yǎng)化、有機物污染等環(huán)境問題。②二氧化硫、粉塵以及氮氧化物等大氣污染嚴重。二氧化硫主要來源于煤和石油,而煤是我國的主導能源,占能源消費的60%以上。例如,2004到2013年間,東、中、西部地區(qū)二氧化硫平均排放量都超過了600萬t。再如,我國粉塵污染也不容樂觀, 2013年,東、中、西部均達到了400萬t,粉塵排放總量為1 278萬t。③固體廢棄物污染存在“排放量大、利用率低”雙重難題。2013年全國一般工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量為32.8億t,綜合利用量為20.6億t。工業(yè)固體廢棄物的綜合利用率為62%,存在38%的利用空間。上述數(shù)據(jù)表明,我國粗放型經(jīng)濟增長模式破壞了生態(tài)環(huán)境。近幾年各地區(qū)出現(xiàn)的霧霾、PM2.5等一系列環(huán)境問題表明,以犧牲環(huán)境為代價的經(jīng)濟增長方式是不可持續(xù)的。
2.2我國區(qū)域能源消耗的統(tǒng)計分析
粗放型經(jīng)濟增長模式雖促使我國成為全球GDP第二大國,但也存在能源消耗大和利用率低等問題,由此我國面臨嚴峻的能源約束形勢:①高耗能式經(jīng)濟增長,能源消耗總量不斷增加。2010年,我國已成為世界第一大能源消耗國,能源消費總量為32.49億t標準煤,占全球總量的20.3%。這主要是由于2000年以來,投資的高速增長拉動了鋼鐵、水泥、電解鋁、石化等高耗能產(chǎn)業(yè)的迅速擴張,從而使我國能源消耗呈增長態(tài)勢。②能源利用效率低,能源消耗強度大。能源消耗強度(tce/萬元)是反映能源利用率的直接指標。2011年,我國東、中、西部地區(qū)的能源消耗強度分別為0.72∶0.95∶1.17,全國的能源消耗強度為0.86。而日本、英國、法國等發(fā)達國家能源消耗強度小于0.3。由此可見,我國能源利用水平偏低,與世界先進水平還有較大差距。③能源消費不合理,以煤炭消費為主導。煤炭是我國主導能源,2013年煤炭消費量為247 500萬t(標準煤),占能源消費總量的66%。與此同時,我國能源消費結構呈現(xiàn)區(qū)域差異性。例如,2012年僅東部地區(qū)的煤炭消費比重小于50%,而中、西部地區(qū)都接近于60%。由此可知,我國經(jīng)濟增長過程中存在能源消耗總量增加,能源利用效率低,以及能源結構不合理等問題。
2.3我國區(qū)域創(chuàng)新要素的統(tǒng)計分析
隨著創(chuàng)新型國家戰(zhàn)略的提出,我國研發(fā)投入逐年遞增,但區(qū)域間研發(fā)活動不平衡,并且存在創(chuàng)新動力不足,創(chuàng)新效率偏低等問題。①我國R&D規(guī)模和強度逐年遞增,見圖1所示。2001年至2013年間,我國R&D經(jīng)費從1 043.6億元攀升到11 846.6億元,增長了近11倍。與此同時,我國研發(fā)強度也從2001年的0.95%增長到2013年的2.08%,達到了創(chuàng)新型國家標準。②區(qū)域間研發(fā)活動不平衡(見圖2所示)。東部地區(qū)在研發(fā)活動規(guī)模和強度方面,都顯著高于中西部地區(qū)。例如,2013年,東、中、西部地區(qū)的研發(fā)經(jīng)費支出比例為5.89∶1.44∶1;東部地區(qū)的研發(fā)強度為23%,而中、西部地區(qū)分別是1.3%和 1.1%。③創(chuàng)新動力不足,創(chuàng)新效率偏低。由于創(chuàng)新資源的錯配、創(chuàng)新動力的不足,以及創(chuàng)新機制的不完善,我國創(chuàng)新效率偏低。例如:2005到2009年間,我國有效PCT僅占世界的2.5%,而美國、日本占20%以上。再如:我國高科技產(chǎn)品出口總量占世界第一,但其中自主品牌產(chǎn)品不到10%,而外資產(chǎn)品高達80%。
由上統(tǒng)計分析可知,盡管我國經(jīng)濟增長取得了顯著成效,但我國污染排放、能源消耗問題日益嚴重。為提高經(jīng)濟增長質量,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,我國應強化創(chuàng)新要素的驅動作用,即通過技術變革降低資源環(huán)境的消耗,促進經(jīng)濟的高效增長[16]。鑒于我國創(chuàng)新效率偏低,自主創(chuàng)新能力薄弱。因此,各區(qū)域在加強研發(fā)投入的同時,更要提高研發(fā)效率,提升技術轉化能力,以增強區(qū)域經(jīng)濟的科技競爭力。
3我國區(qū)域環(huán)境效率與環(huán)境全要素分析
3.1研究方法與數(shù)據(jù)收集
3.1.1包含研發(fā)的SBM模型
自Tone[17-18]和Fukuyama & Weber[19]構建出基于松弛變量的SBM模型之后,該模型就普遍被應用于效率測度問題,其中一種是用于環(huán)境效率和環(huán)境全要素的測度。眾多學者通過環(huán)境效率的測算分析了環(huán)境污染給生產(chǎn)效率帶來的損失,或通過環(huán)境全要素的測算分析了污染排放是否給環(huán)境全要素帶來損害。在上述研究中,眾多研究將資本、勞動和能源等傳統(tǒng)要素作為投入,但并未涉及R&D等創(chuàng)新要素的投入。由于SBM模型具有從多投入和多產(chǎn)出進行效率分析的優(yōu)點,因此本文將創(chuàng)新要素和傳統(tǒng)要素作為投入變量共同納入測度模型中,并將GDP作為期望產(chǎn)出變量,污染排放作為非期望產(chǎn)出變量,測算環(huán)境效率和環(huán)境全要素的增長率。根據(jù)加入R&D變量的SBM模型,每一個決策單元(DMU)面臨Z種投入要素,其中M種傳統(tǒng)要素投入
3.1.2數(shù)據(jù)來源
本文采取國家統(tǒng)計局的東、中、西三大區(qū)域劃分標準:東部地區(qū)包括北京、天津、河北、遼寧、上海、江蘇、浙江、福建、山東、廣東、海南,中部地區(qū)包括山西、吉林、黑龍江、安徽、江西、河南、湖北、湖南,西部包括內蒙古、廣西、重慶、四川、貴州、云南、陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆;由于數(shù)據(jù)缺失較多,故不在研究范圍。在此基礎上獲取2000-2012年間我國省際面板數(shù)據(jù),構造了包含傳統(tǒng)要素和創(chuàng)新要素的SBM模型。其中,傳統(tǒng)要素包含資本、勞動以及能源,創(chuàng)新要素包括R&D經(jīng)費與R&D人員,期望產(chǎn)出為GDP,非期望產(chǎn)出為污染排放。
變量收集處理情況具體如下:①資本(K),參照以往研究,以固定資本存量代替。從《中國統(tǒng)計年鑒》獲取每年固定資產(chǎn)投資數(shù)據(jù),采取永續(xù)盤存法計算,公式為:Kt=(1-δ)kt-1+It-1,同時借鑒張軍等學者[20]的思路,假設各個省份資本折舊率均為0.096。②勞動(L),根據(jù)統(tǒng)計局網(wǎng)站數(shù)據(jù),以每年就業(yè)人員總數(shù)代替。③能源投入(E),我國能源消費品主要有煤炭、石油、天然氣,但煤炭在我國處于主導消費結構,并且是非期望產(chǎn)出二氧化硫的主要來源,因此本文選擇煤炭消費量作為能源投入的變量。④研發(fā)投入,我國的創(chuàng)新要素投入主要體現(xiàn)在研發(fā)經(jīng)費和研發(fā)人員的投入。因此,本文以R&D經(jīng)費支出(簡稱RDK)和研發(fā)人員(簡稱RDL)全時當量作為研發(fā)投入的變量。⑤期望產(chǎn)出,選取各省份的GDP作為期望產(chǎn)出。⑥非期望產(chǎn)出,由于SO2和COD是我國節(jié)能減排的重點目標,同時是環(huán)境管制的主要監(jiān)控對象。因此,本文將SO2和COD作為非期望產(chǎn)出的變量。
數(shù)據(jù)來源情況如下:資本、勞動和GDP的數(shù)據(jù)來自于《中國統(tǒng)計年鑒》(2000-2012),能源投入的數(shù)據(jù)來自《中國能源統(tǒng)計年鑒》(2000-2012),研發(fā)投入的數(shù)據(jù)來自《中國科技統(tǒng)計年鑒》(2000-2012),污染排放的數(shù)據(jù)來自《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》(2000-2012)和各省歷年的環(huán)境統(tǒng)計公報。
3.2環(huán)境效率地區(qū)差異分析
3.2.1全國的環(huán)境效率分析
測算結果顯示,環(huán)境污染和要素投入的無效率是我國環(huán)境無效率的主要來源,這也驗證了我國現(xiàn)階段仍然是“高投入、高排放”的粗放型經(jīng)濟增長模式。由表1可看出,2000-2012年間我國環(huán)境效率為0.234 2,說明我國經(jīng)濟增長過程中損失了23.42%的資源投入。其中,污染排放是我國環(huán)境無效率的主要來源,從測算結果看出,SO2與COD排放的無效率水平達到了0.139 0。嚴重的污染排放,不但造成環(huán)境破壞,也導致環(huán)境效率的降低,這與我國以犧牲環(huán)境為代價的經(jīng)濟增長模式密切相關。與此同時,投入的無效率是我國環(huán)境無效率的第二大來源,全國可以減少9.20%的要素投入。在要素投入中,雖然創(chuàng)新要素的無效率水平為1.83%,低于傳統(tǒng)要素的無效率水平7.37%。但在加入創(chuàng)新要素后,本文測得的環(huán)境無效率水平有所偏高,說明創(chuàng)新要素利用不足導致我國環(huán)境效率水平的下降。
3.2.2區(qū)域傳統(tǒng)要素和創(chuàng)新要素無效率來源分析
(1)傳統(tǒng)要素無效率來源分析。東部地區(qū)主要來源于資本,中部地區(qū)主要來源于勞動力,西部地區(qū)主要來源于能源。東部地區(qū)傳統(tǒng)要素中資本無效率水平最高,這與東部地區(qū)投資驅動經(jīng)濟增長模式有關。投資需求是拉動中國經(jīng)濟增長的主要因素[21],國家在改革開放以來,就制定了有利于東部的投資鼓勵政策,推動了資金要素向東部的集聚,為東部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展提供了優(yōu)越的政策環(huán)境,但也帶來投資過高等問題。2000年到2013年間,東部人均固定資產(chǎn)投資平均增長率為19.1%,人均固定資產(chǎn)增長了9.53倍。而過度投資導致居民消費不足和資本深化,并引致資本邊際生產(chǎn)率的降低[22],不利于經(jīng)濟增長。中部地區(qū)勞動力投入的無效率水平最高,其原因在于高素質勞動力的流失。通常,高技能或高學歷人才的流動性較強[23]。受東部地區(qū)高勞動報酬的吸引,中部地區(qū)高素質勞動力往往會向東部轉移和集聚,由此造成中部匱乏高素質勞動力。相對而言,西部地區(qū)的能源無效率水平最高,這是因為西部地區(qū)煤炭、石油等資源稟賦相對豐富。鑒于地理位置劣勢和資源稟賦優(yōu)勢,為促進地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展,當?shù)卣畠A向于引進一些高耗能項目,以致能源利用效率不足,不利于經(jīng)濟發(fā)展。例如近幾年來,西部地區(qū)高耗能產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值增長了近6倍,全要素出現(xiàn)負增長[24]。
(2)創(chuàng)新要素無效率來源分析。東部地區(qū)相對于中、西部地區(qū)具有顯著優(yōu)勢,而中、西部地區(qū)差異不大。東部地區(qū)創(chuàng)新要素利用效率較高,其原因是,相對于中西部,東部地區(qū)是我國生物醫(yī)藥、信息技術等高技術產(chǎn)業(yè)的前沿陣地,擁有雄厚的技術實力,以及眾多科研院所,這為東部地區(qū)創(chuàng)新發(fā)展提供了優(yōu)越的平臺。其次,東部地區(qū)創(chuàng)新要素的投入力度比中、西部地區(qū)更大。例如,2013年東部地區(qū)的研發(fā)經(jīng)費是中部地區(qū)的4倍,是西部的7.41倍;研發(fā)人員是中部的4倍,是西部的7.25倍。創(chuàng)新要素的投入不僅能激發(fā)創(chuàng)新主體的研發(fā)動力,而且能幫助創(chuàng)新主體吸引和集聚外部創(chuàng)新要素,從而帶動經(jīng)濟發(fā)展,即形成“研發(fā)促進經(jīng)濟,經(jīng)濟帶動研發(fā)”的良性循環(huán),從而促進研發(fā)效率的提高。而中、西部不僅研發(fā)經(jīng)費投入相對不足,而且人力資本匱乏。如,2013年,東部地區(qū)每十萬人口高等學校平均在校生人數(shù)達3 000人,而中部只有2 500人,西部僅有2 000人左右。其次,西部地區(qū)教育水平落后,東部地區(qū)普通高校達1 084所,而西部僅有610所。鑒于此,技術水平的落后,產(chǎn)業(yè)基礎的薄弱,創(chuàng)新人才的匱乏,制約了中、西部經(jīng)濟的增長。
3.2.3區(qū)域傳統(tǒng)要素與創(chuàng)新要素無效率水平時間演變分析
(1)傳統(tǒng)要素無效率水平時間演變分析。東、中、西部地區(qū)對傳統(tǒng)要素的利用效率并不穩(wěn)定,依次經(jīng)歷了發(fā)展期、粗放期和效率改善期(如圖3所示)。 2000-2002年是傳統(tǒng)要素投入效率的穩(wěn)定時期,在該時期,除了2000年西部地區(qū)的無效率值偏高,其它年份東、中、西部地區(qū)都比較穩(wěn)定。這主要得益于90年代中后期的國有企業(yè)改革,并且政府關閉了10多萬家高耗能、高污染的小企業(yè),使一些能源依賴型和排放密集型小企業(yè)的無序生產(chǎn)得到了遏止[25]。但自2002年以后,三大區(qū)域傳統(tǒng)要素投入的無效率水平迅速攀升。2004與2005年是我國經(jīng)濟發(fā)展最黑暗的時期,資源浪費現(xiàn)象嚴重,經(jīng)濟效率跌至低谷。在該時期,汽車工業(yè)迅速發(fā)展,并且采掘、石油、化工、鋼鐵等重工業(yè)也迅猛發(fā)展,由此我國經(jīng)濟增長質量面臨重大威脅。但緊隨其后,我國又迎來效率改善期。2006-2008年我國傳統(tǒng)要素無效率水平逐步下降,2008年是我國資源利用效率最高的年份。2008年以后,雖然我國傳統(tǒng)要素的無效率水平小幅攀升,但總體趨好。這與十一五期間政府提出的節(jié)能減排政策密不可分。
(2)創(chuàng)新要素無效率水平時間演變分析。三大區(qū)域創(chuàng)新要素無效率水平的變化趨勢比較平緩,呈遞減趨勢,說明我國區(qū)域的創(chuàng)新效率在逐漸提高(如圖4所示)。近些年來,我國為加強自主創(chuàng)新能力,提出建設創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略規(guī)劃,并不斷地加強研發(fā)投入,提高了區(qū)域創(chuàng)新效率。從圖8可以看出,我國東部地區(qū)創(chuàng)新要素的無效率水平呈現(xiàn)穩(wěn)步下降趨勢,創(chuàng)新效率在不斷提高。這是因為,一方面,東部地區(qū)是我國高新技術前沿陣地,代表著我國技術前沿。一些企業(yè)通過技術模仿和再創(chuàng)新活動,實現(xiàn)了技術進步。另一方面,東部地區(qū)市場化程度高,F(xiàn)DI的引入和激烈的競爭壓力迫使企業(yè)加強研發(fā)和創(chuàng)新,從而提高了研發(fā)效率。通過對中、西部地區(qū)無效率水平變化趨勢分析可知,盡管中、西部在2005年之前,創(chuàng)新要素投入效率改善不明顯;但2005年以后,創(chuàng)新要素投入的無效率水平也呈現(xiàn)不斷下降趨勢。另外,從時間趨勢圖可以看出,在分析期間,中、西部地區(qū)的創(chuàng)新效率逐漸向東部收斂。這可能是由于,中、西部地區(qū)雖然自主創(chuàng)新能力落后于東部,技術基礎也較薄弱,但可以借助東部地區(qū)的產(chǎn)業(yè)轉移和技術外溢實現(xiàn)對東部的追趕。
3.3環(huán)境全要素地區(qū)差異分析
根據(jù)Luenberger生產(chǎn)率指標,環(huán)境全要素生產(chǎn)率可表示為:
在此基礎上,本文借助環(huán)境全要素生產(chǎn)率及其分解,分析區(qū)域經(jīng)濟增長的驅動力及其來源。表2給出了東、中、西三大區(qū)域2000-2012年的環(huán)境全要素平均增長率及其分解結果,具體分析如下:
(1)環(huán)境全要素增長率分析。2000-2012年間,我國環(huán)境全要素平均增長率呈現(xiàn)純技術(LPTP)與純效率(LPEC)共同推進的“雙驅動”增長模式。其中技術進步對環(huán)境全要素增長的貢獻為1.09%,純效率的貢獻為022%,說明我國經(jīng)濟增長動力主要源自技術邊界的向外移動,同時效率改善對我國經(jīng)濟增長也有所貢獻。根據(jù)區(qū)域的環(huán)境全要素增長率可知,中部地區(qū)環(huán)境全要素平均增長率最高,西部次之,東部最低。雖然中、西部地區(qū)技術實力落后于東部地區(qū),但隨著中部崛起戰(zhàn)略和西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施,中、西地區(qū)經(jīng)濟在快速增長,技術創(chuàng)新能力也在不斷提高,與東部地區(qū)的差距在不斷縮小。因此,中、西部地區(qū)的環(huán)境全要素增長率超過了東部地區(qū)。
(2)環(huán)境全要素增長率分解結果分析。東部地區(qū)環(huán)境全要素增長主要依賴技術進步,中、西部地區(qū)主要依賴于效率改善。東部地區(qū)技術進步和效率變化的平均增長率均為正,但技術進步大于效率改善,說明東部地區(qū)的經(jīng)濟增長充分發(fā)揮了技術進步的比較優(yōu)勢,但效率改善對經(jīng)濟增長的促進作用不明顯。東部地區(qū)擁有雄厚的技術實力,自主創(chuàng)新能力強,并且對外開放水平高,從而促進了東部地區(qū)的技術進步和經(jīng)濟增長,故而東部地區(qū)技術進步對環(huán)境全要素增長的貢獻比較大。而中、西部地區(qū)情況相反,效率改善對環(huán)境全要素增長的貢獻最大,技術進步的貢獻不明顯。中西部地區(qū)效率改善的貢獻均在3%以上,技術進步對經(jīng)濟增長的促進作用均小于0.01。這是由于中、西部地區(qū)資金、技術都比較缺乏,難以憑借技術進步來推動經(jīng)濟增長,但能通過生產(chǎn)方式的轉變改善效率,從而促進環(huán)境全要素的增長。例如,2005年以來中、西部地區(qū)的單位GDP能耗得到明顯改善,2013年分別下降到0.97與1.38,下降幅度超過了0.5。這說明中、西部地區(qū)已經(jīng)朝著集約的生產(chǎn)方式轉變,而且效果明顯。另外,中、西部地區(qū)也在加強環(huán)境治理,不但保護了環(huán)境,節(jié)約了資源,而且提高了生產(chǎn)效率。例如,2013年中、西部地區(qū)的環(huán)境治理投資總額都達到了200億元以上。
4我國區(qū)域環(huán)境全要素的影響因素分析
4.1變量選取與模型設定
鑒于經(jīng)濟發(fā)展水平、結構因素、研發(fā)投入、對外開放水平是影響環(huán)境全要素生產(chǎn)率的主要因素,因此本文從這幾個方面進行計量分析。其中,①經(jīng)濟發(fā)展水平,經(jīng)濟發(fā)展水平用人均GDP的對數(shù)、人均GDP對數(shù)的平方表示,目的是考察環(huán)境全要素生產(chǎn)率和GDP的二次型關系。②結構因素,包括產(chǎn)業(yè)結構和能源結構。產(chǎn)業(yè)結構(CYJG)的差異會影響生產(chǎn)效率,本文用第二產(chǎn)業(yè)增加值占總產(chǎn)值的比重表示;能源結構(NYJG)用煤炭消費量占能源消費總量的比重表示。③研發(fā)投入,包括研發(fā)投入強度、研發(fā)投入結構以及研發(fā)投入來源。研發(fā)投入強度(RDQD),采用國家統(tǒng)計局的標準,用研發(fā)支出占GDP的比值表示;研發(fā)結構(RDJG),研發(fā)活動包括基礎研究、應用研究和試驗發(fā)展,借鑒Hans et al[26],將應用研究和實驗發(fā)展合并為應用研究,并用基礎研究占應用研究的比重表示研發(fā)結構;研發(fā)來源(RDLY),用政府投資和企業(yè)投資的比值表示;④對外開放水平,F(xiàn)DI會對東道國的經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生促進作用,因此用FDI表示對外開放水平。
4.2結果分析
運用Tobit模型進行回歸分析,結果見表3所示。
(1)經(jīng)濟發(fā)展水平和FDI。經(jīng)濟發(fā)展水平與東、中、西部地區(qū)的環(huán)境全要素生產(chǎn)率呈“U”型關系。這是由于地區(qū)經(jīng)濟在發(fā)展初期會以犧牲資源環(huán)境為代價來實現(xiàn)增長,此時環(huán)境全要素較低;隨著經(jīng)濟發(fā)展,社會會逐漸意識到環(huán)境保護的重要性,從而會加強創(chuàng)新驅動的作用,因此環(huán)境全要素生產(chǎn)率將逐漸提高。FDI對三大地區(qū)環(huán)境全要素生產(chǎn)率均有正向影響,但東部顯著,中西部地區(qū)不顯著。其原因在于,東部地區(qū)科技水平較高,在經(jīng)濟開放過程中能吸引高科技水平的外資進入,從而謀取技術轉移和擴散效應,帶動東部地區(qū)的技術進步和經(jīng)濟增長,因而對東部地區(qū)環(huán)境全要素生產(chǎn)率具有正效應。而中、西部地區(qū)基礎設施落后于東部地區(qū),故而只能吸引高污染、高耗能的FDI,從而對區(qū)域環(huán)境產(chǎn)生了負效應。因此,中、西部地區(qū)FDI對環(huán)境全要素的正向作用不顯著。
(2)產(chǎn)業(yè)結構以及能源結構。產(chǎn)業(yè)結構和能源結構主要通過資源環(huán)境影響環(huán)境全要素生產(chǎn)率,且均有負效應。產(chǎn)業(yè)結構對東、中、西部地區(qū)環(huán)境全要素的影響系數(shù)均為負值,說明第二產(chǎn)業(yè)的比重越大,越不利于區(qū)域環(huán)境全要素生產(chǎn)率的提高。另外,測算結果顯示,產(chǎn)業(yè)結構對中、西部的負向作用大于東部。這是由于中、西部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展仍以第二產(chǎn)業(yè)為主。例如,2013年中西部地區(qū)第二產(chǎn)業(yè)增加值占GDP的比重分別達到了51.2%和49.5%(東部地區(qū)第二產(chǎn)業(yè)增加值占總產(chǎn)值的比重只有473%)。并且中西部的產(chǎn)業(yè)結構以高耗能、高污染的化學、冶金、建材等產(chǎn)業(yè)為主,從而阻礙了全要素生產(chǎn)率的提高。能源結構的影響系數(shù)也顯著為負,說明煤炭消費量占能源消費總量的比例越高,會制約區(qū)域環(huán)境全要素生產(chǎn)率的提升。這是由于一方面,煤炭作為我國最主要的能源投入形式,占總能源投入的70%左右,是造成大氣污染的主要來源。另一方面,我國的燃煤技術不成熟,導致煤炭的利用效率低下。比較發(fā)現(xiàn),能源結構比對西部地區(qū)的制約作用尤其突出,原因在于西部地區(qū)的經(jīng)濟增長建立在高耗能和高污染之上。從2000年到2012年,西部地區(qū)的煤炭消費量從30 958萬t(標準煤)增長到129 958萬t(標準煤),增長了近4.19倍。在2012年,西部地區(qū)煤炭消費總量是中部地區(qū)的近1.21倍,達到了東部地區(qū)的近1.99倍。因此,改善能源結構,提高能源利用效率已成為西部地區(qū)的當務之急。
(3)創(chuàng)新要素投入。研發(fā)強度對東、中、西部地區(qū)貢獻均為正值,研發(fā)來源以及研發(fā)結構對環(huán)境全要素生產(chǎn)率的影響存在區(qū)域差異性。①從研發(fā)強度看,研發(fā)強度對三大區(qū)域的貢獻作用均為正。這說明研發(fā)強度的增加能夠為區(qū)域研發(fā)活動提供有力的資金支持,提高區(qū)域創(chuàng)新能力,推動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。②從研發(fā)來源看,政府投資占企業(yè)投資的比值越大,越不利于東部地區(qū)環(huán)境全要素生產(chǎn)率的提高,而越利于西部地區(qū)環(huán)境全要素生產(chǎn)率的提高。這可能是由于,東部地區(qū)的市場經(jīng)濟較為成熟,故而東部地區(qū)政府的R&D投資對企業(yè)投資具有擠出效應;另外政府的研發(fā)補貼會引致企業(yè)的尋租行為,從而會誘使企業(yè)減少R&D投資,導致資源的錯配。而西部地區(qū)經(jīng)濟水平落后,創(chuàng)新人才不足,基礎設施落后,因而企業(yè)不愿在西部進行研發(fā)投資。故而西部地區(qū)亟需政府的支持引導,以推動創(chuàng)新要素向企業(yè)的集聚,并提高企業(yè)投資的積極性,從而改分別代表10%、5%、1%的顯著水平。資料來源:作者計算整理。
善西部地區(qū)的科技水平,推動西部地區(qū)經(jīng)濟的增長。③從研發(fā)結構看,基礎研究占應用研究的比重越大,對各區(qū)域全要素增長率均具有一定促進作用,但具有差異性,即對東部的促進作用最大,中部次之,西部最小。這是由于基礎研究難度大,周期長,而中、西部地區(qū)技術水平薄弱,自主研發(fā)能力有限,因此不應側重于基礎研究,而應強化應用研究。與中、西部地區(qū)不同,東部地區(qū)科技水平高,自主研發(fā)能力強,故而應推動基礎研究的開展,以搶占新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機遇。
5結論及政策建議
5.1研究結論
通過構建包含研發(fā)投入的SBM模型,本文對我國三大區(qū)域2000-2012年間環(huán)境效率、環(huán)境全要素生產(chǎn)率進行了測度分析,研究發(fā)現(xiàn):東部地區(qū)技術進步對環(huán)境全要素貢獻最大,但東部地區(qū)在經(jīng)濟發(fā)展過程中存在過高投資等問題,導致資本的利用效率偏低;中西部地區(qū)效率改善對環(huán)境全要素增長率貢獻最大,但由于中部地區(qū)優(yōu)秀勞動力以及高素質人才的外流,以致勞動生產(chǎn)率的降低;西部地區(qū)雖然資源稟賦豐富,卻由于能源資源的不合理利用,陷入了“資源詛咒陷阱”。另外,三大地區(qū)由于技術水平、經(jīng)濟基礎不同,對創(chuàng)新要素的利用效率存在差異。其中,東部地區(qū)利用效率最高,中部次之,西部最低。與此同時,隨著中、西部地區(qū)研發(fā)投入的增強,創(chuàng)新要素利用效率在逐漸改善,但各地區(qū)創(chuàng)新要素對環(huán)境全要素生產(chǎn)率的影響具有差異。其中,東部地區(qū)企業(yè)研發(fā)投入的積極性較高,基礎研究對環(huán)境全要素生產(chǎn)率的貢獻較大;而中西部地區(qū)亟需政府的研發(fā)引導,并應強化應用研究以促進環(huán)境全要素生產(chǎn)率的增長。
5.2政策建議
由上分析可知,我國三大區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展過程中都存在環(huán)境污染和資源浪費等問題。究其原因,這與我國唯GDP的考核機制有關,以致各區(qū)域在追求經(jīng)濟增長忽視了經(jīng)濟增長的“質”。新常態(tài)下,要突破資源有限和環(huán)境污染的約束,首先要完善中央政府對地方政府的考核機制,構建以綠色 GDP 為核心的國民經(jīng)濟核算體系,建立節(jié)能減排的獎懲機制,以引導各區(qū)域走可持續(xù)發(fā)展的綠色創(chuàng)新道路。其次,優(yōu)化能源消費結構,積極發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè),提高水電、核電、風電等能源的比例;推動能源價格的市場化改革,構建合理的能源價格體系,從而促進能源的生產(chǎn)與流通,抑制能源的過度消費。再次,鼓勵節(jié)能環(huán)保等新興技術的研發(fā),推廣先進的節(jié)能技術,有序淘汰落后的生產(chǎn)技術與技術標準;完善能源資源稅收與節(jié)能企業(yè)稅收優(yōu)惠政策,引導企業(yè)的技術改造升級。此外,應加快環(huán)境保護稅立法進程,通過排污費返還、稅收減免、印發(fā)環(huán)保企業(yè)專用標簽等方式誘導企業(yè)實施節(jié)能減排的技術變革。與此同時,鑒于東、中、西三區(qū)域在要素稟賦、產(chǎn)業(yè)基礎等方面存在差異性,因此三大區(qū)域需要因地制宜地制定相應政策措施,具體如下:
(1)東部地區(qū)應加強環(huán)境治理,積極引進和研發(fā)新興技術。東部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達,技術實力雄厚,是我國新興產(chǎn)業(yè)的前沿陣地。鑒于此,東部地區(qū)應強化區(qū)域環(huán)境治理,并應著力引進和研發(fā)新興技術,具體如下:
①以結構調整為重點,大力發(fā)展能源消耗低,產(chǎn)品附加值高的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系,并積極發(fā)展高新技術產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè),尤其是高端生產(chǎn)業(yè)服務業(yè),以驅動產(chǎn)業(yè)體系的轉型升級;
②實施更嚴格的環(huán)境監(jiān)管,以促進企業(yè)的技術升級,并通過倒逼機制淘汰“高耗能、高污染”企業(yè);③通過財政撥款、簡化行政審批、技術創(chuàng)新補貼獎勵等方式加大對節(jié)能減排技術的研發(fā)支持力度,鼓勵低碳技術的研發(fā),并建立和完善節(jié)能減排技術的產(chǎn)業(yè)化示范體系;④利用區(qū)位優(yōu)勢和技術累積優(yōu)勢,積極引進學習國外先進的綠色技術,并完善技術市場環(huán)境,促進技術成果的市場化;⑤通過產(chǎn)業(yè)轉移和技術人才派遣等方式促進先進技術向中西部的擴散轉移,扶持中西部地區(qū)提高能源經(jīng)濟效率。
(2)中部地區(qū)亟需優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構,吸引科技人才回流。中部地區(qū)以高耗能、高污染的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)為主,且匱乏技術資源。鑒于此,中部地區(qū)應加強產(chǎn)業(yè)的轉型升級,同時還應防止人力資本的流失,具體如下:
①加強工業(yè)的節(jié)能降耗,強化傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術改造和產(chǎn)品升級,以提高傳統(tǒng)要素的創(chuàng)新效率;
②制定清潔生產(chǎn)標準規(guī)制,借助碳排放交易、環(huán)境稅等方式倒逼企業(yè)進行綠色生產(chǎn)轉型,從而提高能源的使用效率,并將末端治理逐步過渡到清潔生產(chǎn);③強化能源基地和能源項目的建設管理,禁止一些不符合國家標準的高耗能項目建設,防范生態(tài)環(huán)境的惡化;④積極承接東部地區(qū)的技術和產(chǎn)業(yè)轉移,以借助新興技術改造低端制造業(yè),但要提高準入門檻,強化節(jié)能、環(huán)保、安全等指標約束,限制高耗能、高污染企業(yè)的流入;⑤制定適宜的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)政策,吸引優(yōu)秀技術人才的“回流”,為優(yōu)秀人才的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)營造有力的政策環(huán)境;⑥強化政府的服務引導職能,推進官產(chǎn)學研的合作創(chuàng)新,鼓勵開放式創(chuàng)新,并推進應用研究,以提高企業(yè)的創(chuàng)新動力和能力。
(3)西部地區(qū)應提高能源利用效率,培養(yǎng)高技能人才。西部地區(qū)具有能源稟賦優(yōu)勢,但能源利用效率較低。因此,西部地區(qū)首先要防范能源的過度浪費,其次要重視新興技術的引進和高技能勞動者的培育,具體如下:
①減少污染排放和能源消耗,推行清潔生產(chǎn)技術,以提高資源要素的使用效率;
②加強環(huán)境治理,減少污染排放和能源消耗,并防范資源的過度和低效開采;③減少政府對能源市場的干預,使能源市場形成以供需和價格為信號的競爭機制,從而提高能源要素的配置效率;④通過能源項目與東、中部地區(qū)開展技術經(jīng)濟合作, 以引進先進技術和管理經(jīng)驗, 從而促進區(qū)域的技術進步;⑤強化人才戰(zhàn)略的實施,培養(yǎng)和引進高技能人才,以提高引進技術的消化吸收能力,以將能源稟賦優(yōu)勢轉化為能源效率優(yōu)勢;⑥擴大對外交流,營造良好的投資環(huán)境,借助開放式創(chuàng)新助推經(jīng)濟發(fā)展。
本文構建了包含研發(fā)投入的SBM模型,測算了我國及三大區(qū)域的環(huán)境效率與環(huán)境全要素;但由于統(tǒng)計數(shù)據(jù)的限制,本文的非期望產(chǎn)出僅考慮了SO2和COD。另外,后續(xù)研究可以針對東、中、西部地區(qū)的環(huán)境效率和環(huán)境全要素實情,深入研討相應的政策措施。
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