[摘要]基于歐盟物質流分析(MFA)框架，對青島市1999—2005年的物質流進行動態(tài)分析，結果表明：1 青島市2005年的總物質需求達到6.19億噸，其中隱藏流所占的比例很高，達到82％以上；物質輸入總量4.41億噸，物質輸出總量為3.65億噸，且增長趨勢明顯。時環(huán)境的擾動較大。2 物質漓耗強度由1999年的73.48噸/人上升到2005年的83.54噸/人。人均物質消耗數量較大反映出青島市經濟發(fā)展在一定程度上是以增加資源消耗為代價的；3 物質生產力由1999年的303.07元/噸增長到2005年607.09/噸，在國內屬于較高水平，但與發(fā)達國家相比差距還較大。

[關鍵詞]物質流；物質需求總量；隱藏流；物質消耗強度；物質生產力

[中國分類號]F124.5 [文獻標識碼]A [文章編號]1671-8372(2009)01-0070-05

人類活動所產生的環(huán)境影響在很大程度上取決于進入經濟系統的自然資源和物質的質量，以及從經濟系統排入環(huán)境的廢棄物質的質量。前者對環(huán)境產生擾動，引起環(huán)境退化；后者則引起環(huán)境的污染。物質流分析(Material Flow Analysis，MFA)是目前研究環(huán)境一經濟系統物質資源新陳代謝的一種常用方法，它以質量守恒定律為基本依據，從實物的質量出發(fā)，將通過經濟系統的物質分為輸入、貯存、輸出三大部分，通過研究三者的關系。揭示物質在特定區(qū)域內的流動特征和轉化效率，探究環(huán)境影響因素，為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供依據，為循環(huán)經濟評價奠定基礎。目前，世界上的物質流分析研究大多集中在國家層次和企業(yè)層次，而在區(qū)域例如城市這一層次進行MFA研究還比較少。原因是國家尺度與小區(qū)域尺度的統計數據之間存在差異，區(qū)域物質流分析所需要的數據，在國家尺度上幾乎都可以找到，但是小區(qū)域尺度的相關數據卻經常很難獲得，比如小區(qū)域的經濟生產活動可能由一些大的公司或企業(yè)壟斷，而這些公司和企業(yè)的生產或開采數據是商業(yè)秘密，不對外公開，區(qū)域物質流分析因統計資料的限制難度較大。開展區(qū)域層面的物質流研究對于正處于經濟快速發(fā)展時期的地區(qū)突破資源和環(huán)境這兩個“瓶頸”的制約具有十分重要的意義。本文運用物質流分析的理論和方法，對青島市環(huán)境一經濟系統的物質流動進行計算和分析，目的是為青島市制定循環(huán)經濟發(fā)展戰(zhàn)略提供科學依據。

一、分析方法

(一)物質流分析框架

在物質流分析理論中，將經濟系統看作一個整體，只考慮整體的輸入、輸出與消耗，而對于其經濟系統內部具體的物質分配情況則不予研究，整體之外是以地理區(qū)劃為邊界的環(huán)境系統，二者共同構成環(huán)境一經濟系統。

在物質輸入端，進入環(huán)境一經濟系統的自然物質分為直接物質輸入(Direct Material Input，DMI)和隱藏流兩部分。直接物質輸入是指直接進入經濟系統的自，然物質，包括區(qū)域內開采和進口的生物物質、非生物物質、水、空氣四大類；隱藏流是指人類為獲取直接物質輸入而必須動用的數量巨大的環(huán)境物質，也稱為生態(tài)包袱，這些物質是經濟系統的非直接投入，因此又稱為非直接流。直接物質輸入與生態(tài)包袱之和稱為物質需求總量。

輸入端隱藏流主要包括：1 開采化石能源、工業(yè)原材料時移動的表土量和引起的水土流失量；2 生物收獲的非使用部分、木材砍伐和農業(yè)收割的損失等。

在物質輸出端，主要包括區(qū)域內物質輸出總量和出口兩部分。區(qū)域內物質輸出總量包含了直接輸出經濟系統的固體廢棄物、廢水、廢氣及其他氣體和區(qū)域內隱藏流，其中區(qū)域內隱藏流主要是房屋建設、道路鋪設的建筑土方及河流疏浚的土石開挖量等。

(二)物質流分析指標

物質流分析主要包括物質輸入指標、物質輸出指標、物質消耗指標、物質平衡指標、強度和效率指標等。物質流主要分析指標及計算公式，見表1。

二、數據來源及處理方法

(一)數據來源

1 各類統計年鑒，如歷年青島市統計年鑒、山東省統計年鑒，及青島市工業(yè)、能源、交通統計資料。

2 青島市統計局、青島市環(huán)保局等官方網站上公布的相關數據。

3 學報、期刊中有關物質流分析的參數和數據。

4 走訪相關機構，如青島市檔案館、青島市圖書館及各高校圖書館。

5 向相關專家教授咨詢。

(二)數據篩選與處理

輸入端的固體物質分為非生物和生物物質兩部分。非生物物質由化石燃料、金屬、非金屬和工業(yè)礦物的年產量代表，其中化石燃料由原煤、原油和天然氣三部分組成，金屬、非金屬和工業(yè)礦物由金、銀、銅、鋁、鉛、鋅、鐵、原鹽、硫鐵礦和磷礦石等物質組成。

生物物質由農作物、經濟作物和林木的年產量和天然魚產量組成。為了避免重復計算，對那些以農產品為飼料的水產品和畜產品均不計人物質輸入中。

水的輸入量主要是指全年城市供水量，包括工業(yè)用水、城鎮(zhèn)生活用水和公共服務及其他用水。

輸入的氣體主要包括氧氣和二氧化碳兩部分，前者主要消耗于化石燃料燃燒、工業(yè)生產、生物呼吸及土壤呼吸等方面，后者主要消耗于植物的光合作用，這兩方面的數據由計算得出。進口物質資源數量只把以質量為單位的各種原材料物質納入統計范圍。

進口物質的隱藏流由于對出口區(qū)域產生環(huán)境壓力，應計入出口區(qū)域的物質需求總量之中。

輸出端固體廢棄物部分包括工業(yè)固體廢棄物、生活垃圾和農藥、化肥的流失量。將農藥、化肥作為輸出部分的組分是因為它很容易轉化成污染物隨水和空氣的運動而流失到環(huán)境中。

廢水排放總量包括生活污水和工業(yè)廢水兩部分。

廢氣和其他氣體主要由三部分組成，分別是工業(yè)廢氣。包括工業(yè)二氧化硫、工業(yè)煙塵和工業(yè)粉塵；二氧化碳，主要由化石燃料燃燒及生物呼吸、土壤呼吸作用產生；氧氣，來自于植物光合作用。二氧化硫、工業(yè)煙塵和工業(yè)粉塵的數據取自當地統計數據，二氧化碳和氧氣數據通過計算得來。出口物質資源數量將以質量為單位的各種原材料物質納入統計范圍。

通常統計部門發(fā)布的數據以質量單位來統計’但有一些物質(如天然氣、木材等)卻以體積計算，因此需要將其轉換為質量。

在區(qū)域物質流分析中，通常物質的重量是以干物質凈重來計算，不計算物質中所含的水分。

房屋建設挖方量采用當年的竣工面積進行測算。

三、結果與分析

(一)不包括水的物質需求總量與隱藏流

物質需求總量是衡量一個區(qū)域經濟系統動用整個自然界物質總量的指標。由于青島市供水量占物質輸入總量的73％以上，且每年的用水量比較平均，故沒有將水資源計算在物質需求總量中。從圖1可以看出，青島市的物質需求總量總體呈上升趨勢，2005年的物質需求總量最大，達到61892萬噸，是1999年的1.2倍，平均年遞增1706萬噸。

從物質需求總量的構成來看，隱藏流所占的比例很高，達到82％以上。青島市一次能源全部從外地輸入，是能源輸入型城市，化石燃料的開采和利用產生了巨大的隱藏流，對原料出口區(qū)域的生態(tài)環(huán)境和資源造成了巨大的破壞和消耗，但對青島市的直接擾動相對較小。而本地金屬和工業(yè)礦物的采掘，以及建筑所需的非金屬礦物對黏土、砂和各種石料的消耗產生了大量的隱藏流，對青島市的環(huán)境擾動較大。

(二)物質輸入與輸出分析

1 物質輸入總量與物質輸出總量

輸入方面最重要的指標是物質輸入總量。人類對自然環(huán)境的最根本影響是通過自然物質的輸入產生的，因此，用物質輸入總量來度量一個區(qū)域資源利用效率與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性比用物質需求總量表示要更準確些。由圖2可知，青島市的物質輸入總量持續(xù)快速增長，即由1999年的32102.4萬噸增加到2005年的44130萬噸，增長量為12027.6萬噸，物質輸入總量的快速增長，說明青島市經濟的快速發(fā)展很大程度上依靠的是物質的投入、自然資源的消耗。

輸出指標中物質輸出總量是最重要的指標，其主要由固、氣、水等廢棄物和區(qū)域內隱藏流組成，它們是人類對其自身環(huán)境直接輸出的環(huán)境壓力，也是環(huán)境污染的直接來源。從圖2中可以看出，物質輸出總量由1999年的29467萬噸增加到2005年的36526.4萬噸，增長量為7059.4萬噸，并且2001年到2003年物質輸出總量有所下降，這主要是青島市在廢水處理與再利用方面采取了相關的措施，例如通過廢水集中處理、中水回用等技術措施減少了廢水的排放量。2003年到2005年的物質輸出總量又較快增長，分析其主要原因可能是物質輸入總量的快速增長帶動了輸出量的增加，因為在技術經濟水平一定的條件下，當物質輸入總量增大，即經濟規(guī)模擴大時，物質輸出總量必然呈增大的趨勢。從不包括水的物質輸出構成來看，1999年氣體物質輸出量占95.77％，固體物質輸出占4.23％；2005年氣體物質輸出量占94.36％，固體物質輸出占5.64％。青島市不包括水的物質輸出特征說明這一地區(qū)對環(huán)境造成污染的物質以氣體為主，其中尤以化石燃料燃燒和工業(yè)過程廢氣排放量的增加明顯。

2 用(供)水量與廢水排放量分析

從圖3可以看出，2005年青島市總供水量比1999年增加了41.8％。在用水構成中，城鎮(zhèn)生活用水占37.69％，工業(yè)用水占32.52％，公共服務及其他占29.79％。同時，2005年總廢水排放量為25444.28萬噸，比1999年的19448萬噸增加30.83％，從總的趨勢來看，城市總供水量的增長速度快于城市廢水排放量的增長速度。在總廢水排放量中，工業(yè)廢水排放量由1999年的8685萬噸增加到2005年的8956.28萬噸，增長率為3.12％；生活廢水由1999年的10763萬噸增加到16488萬噸，增長率為53.19％，說明青島市廢水排放總量的增加主要是由于生活廢水排放量的增加所導致的。青島市在廢水治理中對工業(yè)廢水的處理與回用投入的人力、物力和財力比較大，但對生活污水的處理重視不夠，今后應加大生活污水的治理，以確保廢水排放總量持續(xù)下降。

3 非生物固體物質輸入與工業(yè)廢氣、固廢排放量的關系

青島市2005年的GDP為2695.82億元，比1999年增加了164.56％，其中工業(yè)生產總值占46.86％，這說明工業(yè)對青島市經濟的發(fā)展貢獻率很大。工業(yè)的發(fā)展依賴于非生物固體物質的輸入，而非生物固體物質的消耗必然使得工業(yè)廢氣和工業(yè)固廢的排放量增加。從圖4中可以看出，從1999年到2005年青島市非生物固體物質輸入呈快速增長的趨勢，2005年為2705.77萬噸，是1999年的1.9倍。同期工業(yè)廢氣(主要包括化石燃料燃燒排放的二氧化碳和工業(yè)生產中排放的二氧化硫、煙塵和粉塵等)、工業(yè)固廢的排放量均呈緩慢增長的態(tài)勢。其中，工業(yè)廢氣2005年排放量為1320.18萬噸，是1999年的1.73倍；工業(yè)固體廢棄物2005年排放量為500萬噸，比1999年增加55.28％。青島市工業(yè)廢氣和工業(yè)固廢排放量增幅低于非生物固體物質輸入的增長率，說明城市循環(huán)經濟的發(fā)展已經達到了一定的水平，環(huán)污染已經得到了，—定的遏制。

(三)物質消耗強度

物質消耗強度是指人均總物質消耗，總物質消耗是用來衡量區(qū)域內生產和消費活動所需的總物質量。一般來說，物質消耗強度的數值越大，離環(huán)境一經濟系統可持續(xù)發(fā)展的目標也越遠；數值越小，則越趨近于可持續(xù)發(fā)展的目標。

青島市的物質消耗強度由1999年的73.48噸從上升到2005年的83.54噸/人，2005年是1999年的1.14倍，增長速度較緩慢。2004年青島市物質消耗強度是77.62噸，人，低于天津市90.07噸從的物質消耗強度。從圖5可以看出，青島市經濟發(fā)展是以增加資源消耗和環(huán)境破壞為代價的，并且隨著人口的增長，資源消耗和環(huán)境破壞還有增長的趨勢。

(四)物質生產力

物質生產力是衡量經濟系統資源利用效率的指標，是指每噸物質輸入總量所創(chuàng)造的GDP。物質生產力的數值越大，經濟系統越趨近于可持續(xù)發(fā)展的目標；數值越小，則越背離可持續(xù)發(fā)展的目標。

青島市的物質生產力從1999年以來，總體上呈現快速增長的趨勢，1999年其物質生產力為303.07元/噸，2005年為607.09元，噸，年均增長50.67元/噸。但與發(fā)達地區(qū)和發(fā)達國家相比，青島市的物質生產力差距還較大。2000年青島市的物質生產力為341.18元/噸，而同年上海市的物質生產力為552.55元，噸，日本的物質生產力為28萬日元，噸，折算成人民幣為20000元/噸，是青島市的58.62倍。

四、結論

本文以“歐盟導則”為基礎，利用物質流分析的理論和方法，分析了青島市環(huán)境一經濟系統1999-2005年的物質流動態(tài)及物質消耗強度和物質生產力特征，結果表明：

第一，青島市不包括水的總物質需求呈上升趨勢，隱藏流在物質需求總量中所占的比例很高，達到82％以上。本地金屬和工業(yè)礦物的采掘，以及建筑所需的非金屬礦物對黏土、砂和各種石料的消耗產生了大量的隱藏流，對青島市的環(huán)境擾動較大。

第二，青島市的物質輸入總量呈快速增長的態(tài)勢，平均每年遞增2004.6萬噸。物質輸出總量也呈增長的趨勢，年均增長量為1176.57萬噸，反映出青島市經濟發(fā)展是以增加資源消耗和環(huán)境破壞為代價的。

第三，青島市物質消耗強度呈逐年增長的趨勢，物質生產力的水平明顯低于發(fā)達國家，說明青島市資源開發(fā)比較粗放，且利用率低下，揭示了青島市高速經濟發(fā)展的高額生態(tài)環(huán)境代價特征。

青島市已將發(fā)展循環(huán)經濟、建設生態(tài)城市作為城市發(fā)展的目標。要想實現這一宏偉目標必須要制定科學的規(guī)劃，建立有利于循環(huán)經濟發(fā)展的環(huán)境經濟政策，實行源頭控制，應用各種資源減量化技術，注重輸入端物質的減量化，提高生產過程資源的再利用和再循環(huán)，通過轉變經濟增長方式，最終實現經濟與環(huán)境的協調發(fā)展。

[責任編輯 王艷芳]