陳東景 ，鄭 偉，郭惠麗，付元賓

(1.青島大學國際商學院，青島 266071;2.國家海洋局第一海洋研究所，青島 266061;3.國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心，大連 116023)

物質(zhì)流分析方法(MFA)是一種定量評價生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)的重要方法［1］。它遵循質(zhì)量守恒定律，以重量為單位，由投入到產(chǎn)出追蹤物質(zhì)使用情形，通過分析物質(zhì)在生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)中的流動特征，對物質(zhì)的流動方向及流量進行調(diào)控，減少資源消耗和廢物排放，實現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。自從物質(zhì)流分析方法被介紹到國內(nèi)以來，學者們主要在區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)、特定產(chǎn)業(yè)部門和特定產(chǎn)品生命周期評價等領(lǐng)域開展了廣泛而深入的研究并取得了重要研究成果。例如，陳效逑等對我國1985—1997年的物質(zhì)輸入與輸出進行了初步研究［2］;黃和平等對江蘇省常州市武進區(qū)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)中物質(zhì)輸入與輸出進行了系統(tǒng)分析［3］;徐明和張?zhí)熘鶎?990—2000年我國的化石燃料的輸入與輸出狀況進行了分析［4］;陳偉強等對我國鋁的全生命周期進出口規(guī)模及結(jié)構(gòu)進行了詳細研究［5］。雖然我國有關(guān)物質(zhì)流分析的各層面的研究文獻較多［6］，但是運用物質(zhì)流分析方法對生態(tài)海島建設(shè)進行研究的成果還鮮有報道。

海島是一個與大陸有著緊密聯(lián)系的生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)，它的科學開發(fā)和保護對實現(xiàn)海洋經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有極其重要的作用［7］。以進入21世紀逐漸開展的生態(tài)示范區(qū)、生態(tài)縣、生態(tài)市和生態(tài)省建設(shè)為背景，以保護脆弱的海島生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)海島社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展為目的的生態(tài)海島建設(shè)在我國沿海地區(qū)陸續(xù)展開。為了加強對海島的科學保護和合理開發(fā)利用，我國在2010年頒布并施行了《中華人民共和國海島保護法》，我國首部《全國海島保護規(guī)劃》也于2012年4月正式發(fā)布實施，這將極大地推動我國生態(tài)海島的建設(shè)進程。海島生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)與外界有著大量的物質(zhì)輸入與輸出關(guān)系，并且其內(nèi)部也存在著活躍的物質(zhì)輸入、儲存和輸出活動。因此，應用物質(zhì)流分析方法對海島生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的物質(zhì)輸入與輸出狀況進行分析，并計算生態(tài)效率的變化，有助于分析海島經(jīng)濟活動對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響，客觀了解生態(tài)海島建設(shè)的成效。本文以我國海島縣——長海縣為例開展研究，分析該海島縣在建設(shè)生態(tài)海島過程中的物質(zhì)輸入與輸出特征及其生態(tài)效率變化，為提高海島生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力提供科學信息和決策參考。

1 研究區(qū)概況

長?？h位于黃海深處，下轄島礁眾多，是我國唯一的海島邊境縣。該縣立足于本地實際情況，以捕撈、養(yǎng)殖、水產(chǎn)品加工、旅游、港貿(mào)作為五大支柱產(chǎn)業(yè)，實施“漁業(yè)立縣、工業(yè)強縣、旅游興縣”三大戰(zhàn)略，以實現(xiàn)“惠民、富民、興海島”為發(fā)展目標。相比大部分海島地區(qū)，長海縣經(jīng)濟比較發(fā)達，2000—2004年連續(xù)5a進入全國綜合實力百強縣之列。但是，由于嚴重受到島上陸地空間資源狹小、淡水資源匱乏、生態(tài)系統(tǒng)脆弱等因素的制約，再加上人們對海島的不合理開發(fā)，長?？h承受的生態(tài)壓力日漸增大，長?？h經(jīng)濟發(fā)展勢頭出現(xiàn)下滑趨勢，并在2006年退出全國綜合實力百強縣之列。

長?？h經(jīng)濟始終是第一產(chǎn)業(yè)占主導地位，其中又以漁業(yè)為主，歷年漁業(yè)產(chǎn)值均占到長?？h經(jīng)濟總產(chǎn)值的60%以上。由于島上諸多因素限制，第二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對緩慢，在島內(nèi)經(jīng)濟總產(chǎn)值中所占比重較小。2009年，長?？h三次產(chǎn)業(yè)構(gòu)成比例為68.1∶12.3∶19.6［8］。

在認識到海島生態(tài)系統(tǒng)脆弱，海域增養(yǎng)殖壓力逐漸超過生態(tài)環(huán)境的承載能力，海島生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)面臨前所未有的生態(tài)環(huán)境壓力之后，長?？h2002年就制定了生態(tài)島建設(shè)總體規(guī)劃致力于生態(tài)海島建設(shè)。經(jīng)過數(shù)年的建設(shè)，2007年初長?？h被原國家環(huán)?？偩挚己嗣麨椤皣壹壣鷳B(tài)示范區(qū)”，2008年初編制的《長海生態(tài)縣建設(shè)規(guī)劃》通過原國家環(huán)?？偩謱＜医M評審。依據(jù)生態(tài)足跡理論研究的結(jié)果顯示，雖然在2003—2008年間長?？h基本處于生態(tài)承載力大于生態(tài)足跡而呈現(xiàn)生態(tài)盈余的狀態(tài)，但是生態(tài)盈余由0.63 hm2/人均下降到0.193 hm2/人均的事實表明，長?？h在建設(shè)生態(tài)海島的進程中面臨比較嚴峻的潛在生態(tài)壓力［9］。

2 計算方法與數(shù)據(jù)收集及其處理

2.1 計算方法

2.1.1 基本指標

直接物質(zhì)輸入(DMI)，指直接進入該區(qū)域生產(chǎn)過程所直接消耗的本地物料和由區(qū)域外輸入的物料，可分為化石類能源(煤炭、柴油、汽油、天然氣等)、礦物原料(礦石、沙等)、生物質(zhì)(如木材、谷物等)和氣體物質(zhì)(化石燃料燃燒、工業(yè)過程以及生物呼吸作用消耗的O2、植物光合作用消耗的CO2等)。

物質(zhì)總需求(TMR)，即輸入到該區(qū)域的物質(zhì)總量，是直接物質(zhì)輸入和隱藏流的總和。隱藏流是指沒有進入市場和生產(chǎn)過程的固體物料，屬于非直接物質(zhì)投入，例如土壤開挖，生物質(zhì)的采取等。雖然隱藏流并不直接服務于生產(chǎn)和消費，但是對自然環(huán)境卻產(chǎn)生了生態(tài)壓力，所以又稱為生態(tài)包袱［6］。

區(qū)域內(nèi)直接物質(zhì)輸出(DMO)，指直接排放到生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)，一般可分為固體廢棄物、廢水和廢氣三大類。

直接物質(zhì)輸出(TMO)，指區(qū)域內(nèi)直接物質(zhì)輸出量再加上物質(zhì)的出口數(shù)量。

2.1.2 生態(tài)效率指標

計算生態(tài)效率的一般公式為:生態(tài)效率=產(chǎn)品與服務的價值/環(huán)境影響，即單位環(huán)境影響的產(chǎn)出價值［10-11］。為了便于運用IPAT模型進行分析，本文采用該公式的倒數(shù)來表示生態(tài)效率。主要采用以下3個指標來衡量長?？h生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的生態(tài)效率:物質(zhì)消耗強度，用DMI/GDP表示;廢物排放強度，用DMO/GDP表示;環(huán)境負荷強度，用(TMR+TMO)/GDP表示。這3個指標的值越大，生態(tài)效率越低;反之，則生態(tài)效率就越高。

2.1.3 拓展研究指標

生態(tài)壓力彈性系數(shù)，用直接物質(zhì)輸入量、區(qū)域內(nèi)直接物質(zhì)輸出量和環(huán)境負荷量的變化率與地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)增長率的百分比表示，分別被稱為物質(zhì)消耗彈性系數(shù)、廢物排放彈性系數(shù)和環(huán)境負荷彈性系數(shù)。當這三類彈性系數(shù)處于(0，1)之間時，表明經(jīng)濟增長的速度大于環(huán)境壓力的增加速度，單位經(jīng)濟增長的資源與環(huán)境代價不斷降低，生態(tài)效率不斷提高;當彈性系數(shù)等于1時，生態(tài)效率保持原來的水平;當彈性系數(shù)大于1時，生態(tài)效率不斷下降。

生態(tài)壓力降低的技術(shù)進步貢獻率，用技術(shù)進步引致的物質(zhì)消耗量、廢物排放量和環(huán)境負荷量的降低量與GDP增長量引致的物質(zhì)消耗量、廢物排放量和環(huán)境負荷量的增長量的百分比表示。這里分別用物質(zhì)消耗強度、廢物排放強度和環(huán)境負荷強度代表技術(shù)進步狀況。當貢獻率數(shù)值處于(0，1)之間時，表明技術(shù)進步引起的生態(tài)壓力的下降量不足以抵消經(jīng)濟增長所引起的生態(tài)壓力的增加量，從而引起生態(tài)壓力的不斷增加;當貢獻率數(shù)值等于1時，表明技術(shù)進步引起的生態(tài)壓力的下降量剛好抵消經(jīng)濟增長所引起的生態(tài)壓力的增加量，生態(tài)壓力維持不變;當貢獻率數(shù)值大于1時，則意味隨著GDP的不斷增長，生態(tài)壓力卻不斷下降。

從以上設(shè)定的指標來看，生態(tài)效率不斷提高，生態(tài)壓力彈性系數(shù)不斷下降，生態(tài)壓力降低的技術(shù)進步貢獻率不斷提高，是進行生態(tài)海島建設(shè)的內(nèi)在要求。

2.2 數(shù)據(jù)收集及其處理

2.2.1 數(shù)據(jù)來源

原始數(shù)據(jù)主要來源于《長?？h統(tǒng)計年鑒》(2003—2009)和《長海縣史志資料》(2003—2009)以及實地考察收集到的當?shù)叵嚓P(guān)政府部門提供的漁業(yè)、工業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計年報等資料?？紤]到經(jīng)濟數(shù)據(jù)的可比性，以2005年為基期，對歷年的GDP進行了不變價格調(diào)整。

2.2.2 輸入數(shù)據(jù)收集與處理

固體物質(zhì)包括生物物質(zhì)和非生物物質(zhì)兩大類。生物物質(zhì)輸入量可以從農(nóng)作物、林牧作物以及水產(chǎn)品等的產(chǎn)量考慮，數(shù)據(jù)獲取相對容易。為避免重復，以農(nóng)作物或其他作物為食的畜牧類產(chǎn)品不再被統(tǒng)計在內(nèi)。長?？h礦產(chǎn)資源稀少，島內(nèi)非生物類化石燃料和礦物質(zhì)基本上靠從島外進口供給。

計算進入系統(tǒng)中的氣體數(shù)量時，只考慮O2和CO2的輸入量，前者核算了化石燃料燃燒和生物呼吸作用過程中的耗氧量，后者主要核算植物光合作用中CO2的消耗量?；剂先紵难趿扛鶕?jù)其質(zhì)量，通過化學反應與O2的需要比例計算;生物呼吸耗氧量分別從人和家畜、家禽的呼吸耗氧量估算，其他野生動物的呼吸耗氧量忽略不計。人類呼吸耗氧量通過食物消耗量間接估算，家禽和家畜的耗氧量根據(jù)每種動物的年呼吸耗氧量與該類動物的數(shù)量乘積得到［2］。

由于我國沒有對物質(zhì)隱藏流的實測數(shù)據(jù)，只能對其進行估算。在計算長海縣礦產(chǎn)資源和建筑材料的隱藏流時，采用了臺灣學者林錫雄提出的國內(nèi)自產(chǎn)隱藏流的估計方法［12］。

由于長?？h缺少對地表水和地下水利用的統(tǒng)計，在計算水的輸入量時用縣自來水供應總量代替。

2.2.3 輸出數(shù)據(jù)收集與處理

固體廢棄物主要包括生活垃圾、工業(yè)固體廢棄物以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中流失的化肥等。之所以將流失的化肥作為固體廢棄物，是因為化肥施入農(nóng)田后，容易轉(zhuǎn)化為污染物流入到生態(tài)系統(tǒng)中［2］。

輸出端廢氣主要包括化石燃料燃燒以及生物呼吸作用產(chǎn)生的CO2，綠色植物光合作用產(chǎn)生的O2以及工業(yè)廢氣?；剂先紵a(chǎn)生的CO2數(shù)量的計算方法與其耗氧量的計算方法相同;人類呼吸排放的CO2數(shù)量，用攝入食物總量乘以0.338來計算;動物呼吸作用排放的CO2量，根據(jù)與耗氧量之間的比例來計算;工業(yè)廢氣主要計算SO2、工業(yè)煙塵等的排放量［2］。

污水排放量可以從長?？h的歷年統(tǒng)計年鑒中直接獲得，主要由生活廢水和工業(yè)廢水兩部分組成。

3 計算結(jié)果與分析

3.1 輸入與輸出的總量分析

3.1.1 輸入層面

2003—2009年間，長海縣生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的DMI持續(xù)上升，從2003年的1.12×106t增加到2009年的1.85 ×106t，以平均每年 8.8% 的速度增長(圖1);TMR更是以年均9.71%的速度增長，這表明長海縣在生產(chǎn)和生活過程中對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力不斷增加。從TMR和DMI的差值，即隱藏流不斷增加的趨勢來看，伴隨長海縣經(jīng)濟發(fā)展而產(chǎn)生的生態(tài)包袱也在不斷增加。這些隱藏流主要是伴隨著從島外輸入長?？h的能源和非能源礦物質(zhì)產(chǎn)生的，這反映了長?？h的經(jīng)濟發(fā)展與外界聯(lián)系非常緊密，并且可能對外界生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生比較大的影響。

圖1 長?？h物質(zhì)輸入(2003—2009)Fig.1 Material input of Changhai County from 2003 to 2009

2003—2009年間，水的輸入數(shù)量最多，占 DMI的年均比例為37.08%;固體物質(zhì)的輸入數(shù)量次之，占DMI的年均比例為34.67%;氣體物質(zhì)的輸入數(shù)量最少，占DMI的年均比例為28.25%;氣體物質(zhì)、固體物質(zhì)和水的輸入數(shù)量皆不斷增加，但增加數(shù)量有所差別:氣體物質(zhì)輸入數(shù)量年均增加1.76×104t，固體物質(zhì)輸入數(shù)量年均增加4.98×104t，水的輸入數(shù)量年均增加5.5×104t(圖2)。氣體物質(zhì)輸入量增加的主要原因是長?？h能源消耗數(shù)量增加較多，導致燃燒過程中對O2的消耗量增加較多;固體物質(zhì)輸入量增長數(shù)量大，是因為社會經(jīng)濟的快速發(fā)展導致長?？h對能源、建筑材料等需求數(shù)量顯著增加，并且這些物質(zhì)主要是從島外進口;隨著長海縣社會經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的不斷提高，自來水總供給量以年均約13%的速率增長，在直接物質(zhì)輸入總量中的比例不斷上升，2003年所占比例為33.18%，2009年上升到37.84%。

圖2 2003—2009年長?？hDMI構(gòu)成Fig.2 The components of DMI of Changhai County from 2003 to 2009

長?？h的物質(zhì)進口數(shù)量不斷增加，由2003年的13.49 ×104t增加到2009 年的22.44 ×104t，年均增幅8.85%(圖3)。糧食、蔬菜、化石能源、建筑材料等物質(zhì)的進口在長?？h社會經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位，歷年進口數(shù)量占固體物質(zhì)輸入數(shù)量的比例皆在30%以上，2003年該比例高達35.33%，2009年下降到32.96%;物質(zhì)進口量占MDI的比重不斷上升，由2003年的 12.09%上升到 2009年的 20.12%(圖4)。長?？h之所以有如此大比重的物質(zhì)進口，是因為海島經(jīng)濟結(jié)構(gòu)簡單以及海島自身資源供給不足等，超出島內(nèi)物質(zhì)供給量的生產(chǎn)和生活需求部分的物質(zhì)只能靠從島外進口。

3.1.2 輸出層面

圖3 長?？h的物質(zhì)進口與出口(2003—2009)Fig.3 Material import and export of Changhai County from 2003 to 2009

圖4 長海縣物質(zhì)進口量所占比例Fig.4 The proportion of material import of solid material input and DMI

從長?？h物質(zhì)輸出量的整體變化趨勢上看，DMO以平均每年12.6%的速度增長(圖5)，這遠超DMI的年均增加速度。DMO占當年DMI的比重年均約為62.64%，平均每年增加量約11.43 ×104t，略小于物質(zhì)輸入量的年均增加量(12.24×104t)。這反映了輸入經(jīng)濟系統(tǒng)中的自然物質(zhì)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)實物資本的數(shù)量相對降低，有效轉(zhuǎn)化效率較為低下。TMO的變化趨勢與區(qū)域內(nèi)直接物質(zhì)輸出量的變化趨勢相似，年均增加量為11.46×104t，年均增長速度為12.53%。TMO的增加幅度較小的一個重要原因是長?？h出口的物質(zhì)以海洋水產(chǎn)品為主，并且其出口總量較小，占進口物質(zhì)總量的年均比例僅為5.3%。

廢氣和廢水排放是DMO的兩個主要組成部分(圖6)。廢氣排放量最大，并且在研究期增加最為明顯，占DMO的比例也最高，年均比例為54.77%，2009年更是高達61.03%。廢氣主要來源于化石燃料燃燒排放的CO2量、動物和人呼吸作用產(chǎn)生的CO2量以及工業(yè)生產(chǎn)和生活中排放的SO2量，其中化石燃料燃燒排放的CO2量所占比例很高，占到廢物排放量的一半以上。固體廢棄物輸出量最少并且在七年間基本保持穩(wěn)定，其輸出量占DMO的比例年均僅為2.69%，在其組成中生活垃圾和工業(yè)垃圾輸出量相當，農(nóng)業(yè)廢物(化肥的施用量)輸出量相對較少。居民生活廢水和工業(yè)廢水排放是長?？hDMO的第二大來源，占DMO的年均比例為42.64%，居民生活廢水是主要的廢水來源，占到每年廢水排放量的80%以上，這符合該海島縣工業(yè)經(jīng)濟居于次要地位的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特征。

圖5 長海縣物質(zhì)輸出(2003—2009)Fig.5 Material output of Changhai from 2003 to 2009

3.2 生態(tài)效率分析

圖6 2003—2009年長?？hDMO構(gòu)成Fig.6 The components of DMO of Changhai County from 2003 to 2009

長?？h的物質(zhì)消耗強度由2003年的7.06 t/萬元下降到2009年的5.24 t/萬元，年均下降幅度高達4.85%;廢物排放強度由2003年的4.19 t/萬元下降到2009年的3.82 t/萬元，年均下降幅度為1.53%;環(huán)境負荷強度由2003年的14.60 t/萬元下降到2009年的11.93 t/萬元，年均下降幅度為3.31%(圖7)。這反映了長?？h在經(jīng)濟發(fā)展過程中，雖然物質(zhì)消耗總量、廢物排放總量和環(huán)境負荷總量均不斷增加，但是生態(tài)效率不斷提高，生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的經(jīng)濟發(fā)展能力不斷增強。從圖7中不難發(fā)現(xiàn)，長?？h的生態(tài)效率變化具有比較明顯的階段性特征:2003—2007年間長?？h的物質(zhì)消耗強度、廢物排放強度以及環(huán)境負荷強度均呈現(xiàn)比較明顯的下降趨勢，但是2008年和2009年廢物排放強度以及環(huán)境負荷強度有所增加，物質(zhì)消耗強度在2008年下降到最低點后2009年也出現(xiàn)了反彈現(xiàn)象。這說明，如果不能夠采取科學有效的可持續(xù)發(fā)展策略，長?？h的生態(tài)效率持續(xù)提高將會面臨比較大的反彈壓力。

圖7 長?？h生態(tài)效率變化(2005年價格)Fig.7 The change of ecological efficiency of Changhai County(2005 price)

以GDP衡量經(jīng)濟發(fā)展水平，以物質(zhì)消耗強度代表技術(shù)進步狀況，設(shè)GDP年均增長率為g，物質(zhì)消耗強度年均下降率為t，根據(jù)IPAT模型可推出［13-14］:當t=g/(1+g)時，物質(zhì)消耗總量將保持不變;當t＞g/(1+g)時，物質(zhì)消耗總量將不斷下降，經(jīng)濟活動對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力不斷減小;反之，當t＜g/(1+g)時，物質(zhì)消耗總量將不斷增加，經(jīng)濟活動對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力將不斷增加［13-14］。2003—2009年間，長?？h的GDP年均增長率g為14.34%，由于g/(1+g)≈0.13遠大于物質(zhì)消耗強度下降的速度4.85%，因此物質(zhì)消耗總量在7年間呈現(xiàn)不斷增加的趨勢。根據(jù)該原理，比較廢物排放強度、環(huán)境負荷強度下降速度與GDP增長速度，可以得出相似的結(jié)論;不過，因為廢物排放強度年均下降速度最小，物質(zhì)消耗強度年均下降速度最大，所以直接物質(zhì)輸入總量(DMI)增加的相對幅度最小(年均增長率為8.8%)，廢物排放總量(DMO)增加的相對幅度最大(年均增長率為12.6%)。

上述結(jié)果也表明，雖然長?？h經(jīng)濟發(fā)展中單位GDP物質(zhì)消耗數(shù)量、單位GDP廢物排放數(shù)量和單位GDP環(huán)境負荷數(shù)量不斷降低，但是由于其下降速度趕不上GDP的增長速度，使技術(shù)進步帶來的資源消耗、廢物排放或環(huán)境負荷減少量不足以彌補經(jīng)濟增長帶來的資源消耗、廢物排放或環(huán)境負荷的增加量，必然會導致物質(zhì)消耗總量、廢物排放總量或環(huán)境負荷總量不斷增加的結(jié)果。也就是說，生態(tài)效率提高的減量效果全部或部分被經(jīng)濟規(guī)模的快速增加所抵消。

3.3 生態(tài)壓力彈性系數(shù)與生態(tài)壓力降低的技術(shù)進步貢獻率

結(jié)合IPAT模型，將物質(zhì)消耗、廢物排放和環(huán)境負荷的變化量當作經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)進步的因變量，則計算物質(zhì)消耗或環(huán)境負荷的經(jīng)濟增長彈性系數(shù)可以大致估算生態(tài)效率提高對經(jīng)濟發(fā)展的貢獻率(表1)。2003—2009年間，物質(zhì)消耗彈性系數(shù)、廢物排放彈性系數(shù)和環(huán)境負荷彈性系數(shù)都呈現(xiàn)比較大的波動特點，其中廢物排放彈性系數(shù)的波動幅度最大;從平均值來看，七年間，長?？hGDP年均增長1%，需要的物質(zhì)消耗量年均增加0.61%，廢物排放量增加0.87%，環(huán)境負荷總量增加0.74%。特別值注意的是，2007年三類彈性系數(shù)非常低，其中廢物排放彈性系數(shù)甚至為負數(shù)，這與長?？h在2007年成功申報“國家級生態(tài)示范區(qū)”前后，積極推進垃圾和污水處理系統(tǒng)建設(shè)，大力宣傳資源節(jié)約型社會和環(huán)境友好型社會建設(shè)等密切相關(guān);不過，2008年和2009年三類彈性系數(shù)強力反彈的事實至少說明，在建設(shè)生態(tài)海島的過程中要建立環(huán)境保護的長效機制，保證各項政策與措施的持續(xù)和連貫執(zhí)行，才能使生態(tài)海島建設(shè)取得的成績得到鞏固并不斷向前推進。

表1 生態(tài)效率提高對物質(zhì)消耗、廢物排放和環(huán)境負荷變化的實際貢獻Table 1 The actual contribution of Ecological efficiency improvement to the change of material consumption，waste emission and environmental pressure

與三類彈性系數(shù)的變化特點相似，代表技術(shù)進步的物質(zhì)消耗強度、廢物排放強度和環(huán)境負荷強度變化分別對資源消耗總量、廢物排放總量和環(huán)境負荷總量變化的貢獻度也呈現(xiàn)比較大的波動，只不過它們的變化趨勢與對應的三類彈性系數(shù)的變化趨勢相反;從7a平均值來看，物質(zhì)消耗強度的貢獻率為38.65%，即物質(zhì)消耗強度下降帶來的資源消耗減少量只占到GDP增量所帶來的資源消耗增加量的38.65%，這使得該時期內(nèi)資源消耗量出現(xiàn)了比較明顯的增長;廢物排放強度的貢獻率最低，僅為12.16%，這也說明了技術(shù)進步在廢物排放減量化中所起的作用最小，從而導致廢物排放總量較大幅度的相對增加;環(huán)境負荷強度的年均貢獻率為26.35%，也就是說技術(shù)進步在環(huán)境負荷減量化中所起的相對作用居于中間水平。要說明的是，三者的貢獻率為負數(shù)時，表明物質(zhì)消耗強度(廢物排放強度或環(huán)境負荷強度)增加使物質(zhì)消耗(廢物排放或環(huán)境負荷)總量增加，絕對值代表其引起的總量增加部分占GDP增長引致的物質(zhì)消耗(廢物排放或環(huán)境負荷)總量增加部分的比例。例如，2009年物質(zhì)消耗強度的貢獻率為－27.43%，表明物質(zhì)消耗強度與2008年的相比增大了，并導致物質(zhì)消耗總量的增加量占GDP增加引致的物質(zhì)消耗增加量的27.43%，從而使物質(zhì)消耗總量增加的速度超過GDP增加的速度。顯而易見，2007年和2008年的廢物排放強度顯著增加導致其對廢物排放總量減量化的負貢獻率很大(2008年高達－150.26%)，進而造成2003至2009年間廢物排放強度對廢物排放總量減量化的平均貢獻率較低的嚴重后果(表1)。這也進一步說明，如果要保持長?？h經(jīng)濟規(guī)模持續(xù)快速增長的勢頭，改善經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量，同時又要減輕對生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的生態(tài)壓力，不斷促進科技進步，努力降低物質(zhì)消耗強度、廢物排放強度和環(huán)境負荷強度，提高生態(tài)效率具有非常重要的意義。

4 結(jié)語

在生態(tài)海島建設(shè)進程中，長?？h的直接物質(zhì)輸入總量、物質(zhì)需求總量、直接物質(zhì)輸出量和環(huán)境負荷量總體上不斷上升，這說明長海縣在經(jīng)濟發(fā)展水平持續(xù)提高的過程中，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的壓力也在不斷增大。海島生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)是一個輸入型開放系統(tǒng)。長?？h的物質(zhì)進口數(shù)量不斷增加，物質(zhì)進口量占直接物質(zhì)輸入量的比重也在不斷上升，這反映出長?？h經(jīng)濟活動對生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)產(chǎn)生的影響有相當部分發(fā)生在海島以外地區(qū)。

2003年至2009年的直接物質(zhì)消耗強度、廢物排放強度和環(huán)境負荷強度總體下降的事實表明，長海縣在生態(tài)海島建設(shè)進程中通過技術(shù)進步提高生態(tài)效率的效果比較明顯。但是，由于技術(shù)進步帶來的三者下降速度顯著落后于當?shù)氐慕?jīng)濟增長速度，從而導致物質(zhì)消耗總量、廢物排放總量和環(huán)境負荷總量仍然呈現(xiàn)不斷增加的發(fā)展態(tài)勢。因此，在保持經(jīng)濟發(fā)展水平持續(xù)提高的前提下，為了不斷降低物質(zhì)輸入和廢物輸出的增加幅度直至出現(xiàn)零增長，促使長?？h生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)向強可持續(xù)發(fā)展的方向轉(zhuǎn)變，有效促進技術(shù)進步是一個關(guān)鍵途徑。

2008年至2009年的生態(tài)壓力彈性系數(shù)強力反彈和生態(tài)壓力降低的技術(shù)進步貢獻率顯著下降的現(xiàn)象表明，建立一種有效促進技術(shù)進步進而穩(wěn)定提高生態(tài)效率的創(chuàng)新型管理機制并落到實處在生態(tài)海島建設(shè)進程中具有特別重要的作用。

海島被海洋包圍的特點造成難以界定一個比較封閉的區(qū)域而未能將海洋藻類等海洋生物的需氧量、CO2的排放量計算在內(nèi)，根據(jù)通常做法用自來水的供應量代替水的輸入量，以及由于缺少建筑、能源、工業(yè)礦產(chǎn)品等開挖時隱藏流的統(tǒng)計而借鑒其它研究成果估算隱藏流等客觀事實，不可避免地會造成長?？h物質(zhì)流分析結(jié)果存在一定誤差。因此，這3個問題是后續(xù)研究中的重要任務，其圓滿解決有助于運用物質(zhì)流分析方法更客觀而深入地分析海島生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的物質(zhì)輸入和輸出特征，為生態(tài)海島建設(shè)提供科學合理的對策建議，更好地推動生態(tài)海島建設(shè)，實現(xiàn)海島生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

［1］Tao Z P. Eco-rucksack and Eco-footprint: Sustainable Development from the View of the Weight and Area.Beijing:Economic Science Press，2003:199-205.

［2］Chen X Q，Zhao T T，Guo Y Q，Song SY.Material input and output analysis of Chinese economic system.Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis，2003，39(4):538-547.

［3］Huang H P，Bi J，Li X M，Zhang B，Yang J.Material flow analysis(MFA)of an eco-economic system:a case Study of Wujin District，Changzhou.Acta Ecologica Sinica，2006，26(8):2578-2586.

［4］Xu M，Zhang TZ.Material flow analysisof fossil fuel usage in the Chinese economy.Journal of Tsinghua University:Science and Technology，2004，44(9):1166-1170.

［5］Chen W Q，Shi L，Chang X Y，Qian Y.Substance flow analysis of aluminium in China for 1991—2007(Ⅰ):trade of aluminium from a perspective of life cycle and its policy implications.Resources Science，2009，31(11):1887-1897.

［6］Huang H P，Bi J，Zhang B，Li X M，Yang J，Shi L.A critical review of material flow analysis(MFA).Acta Ecologica Sinica，2007，27(1):368-379.

［7］Wu S Y，Liu B Y.Basic Management Information System of Chinese Marine Islands:Marine Islands System，Remote Sensing Information and Service Platform.Beijing:China Ocean Press，2008:33-34.

［8］Bureau of Statistics of Changhai County.Changhai Yearbook-2009.2010:2.

［9］Guo H L，Chen D J.Analysis of Changhai County's sustainable development based on ecological footprint.Ocean Development and Management，2010，27(Suppl.):34-38.

［10］Verfaillie H A，Bidwell R.Measuring eco-efficiency:a guide to reporting company performance［2012-05-15］.http://oldwww.wbcsd.org/web/publications/measuring_eco_efficiency.pdf.

［11］Lü B，Yang J X.Review of methodology and application of ecoefficiency.Acta Ecologica Sinica，2006，26(11):3898-3906.

［12］Lin S S.Preliminary Study on Material-Flow System and Its Establishment in Taiwan［D］.Taiwan:Chung Yuan Christian University，2002:39-44.

［13］Ehrlich P R，Holdren JP.Impact of population growth.Science，1971，171(3977):1212-1217.

［14］York R，Eugene A R，Dietz T.STIRPAT，IPAT and ImPACT:analytic tools for unpacking the driving forces of environmental impacts.Ecological Economics，2003，46(3):351-365.

參考文獻:

［1］陶在樸.生態(tài)包袱與生態(tài)足跡:可持續(xù)發(fā)展的重量及面積觀念.北京:經(jīng)濟科學出版社，2003:199-205.

［2］陳效逑，趙婷婷，郭玉泉，宋升佑.中國經(jīng)濟系統(tǒng)的物質(zhì)輸入與輸出分析.北京大學學報:自然科學版，2003，39(4):538-547.

［3］黃和平，畢軍，李祥妹，張炳，楊潔.區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的物質(zhì)輸入與輸出分析:以常州市武進區(qū)為例.生態(tài)學報，2006，26(8):2578-2586.

［4］徐明，張?zhí)熘?中國經(jīng)濟系統(tǒng)中化石燃料的物質(zhì)流分析.清華大學學報:自然科學版，2004，44(9):1166-1170.

［5］陳偉強，石磊，常皛宇，錢易.1991年—2007年中國鋁物質(zhì)流分析(Ⅰ):全生命周期進出口核算及其政策啟示.資源科學，2009，31(11):1887-1897.

［6］黃和平，畢軍，張炳，李祥妹，楊潔，石磊.物質(zhì)流分析研究述評.生態(tài)學報，2007，27(1):368-379.

［7］吳桑云，劉寶銀.中國海島管理信息系統(tǒng)基礎(chǔ):海島體系、遙感信息、服務平臺.北京:海洋出版社，2008:33-34.

［8］長?？h統(tǒng)計局編.長?？h統(tǒng)計年鑒-2009.2010:2.

［9］郭惠麗，陳東景.基于生態(tài)足跡方法的長海縣可持續(xù)發(fā)展評價研究.海洋開發(fā)與管理，2010，27(增刊):34-38.

［11］呂彬，楊建新.生態(tài)效率方法研究進展與應用.生態(tài)學報，2006，26(11):3898-3906.

［12］林錫雄.臺灣物質(zhì)流之建置與應用研究初探［D］.臺灣:中原大學，2002:39-44.