郭鵬軍， 劉海龍， 李麗琴，張妍

山西師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院, 山西 臨汾 041000

自聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會之后，環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的研究已受到普遍重視，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)可持續(xù)已成為中國科學(xué)發(fā)展進(jìn)程中亟待解決的重大問題.黨的十八大報告把可持續(xù)發(fā)展提升到綠色發(fā)展高度，對生態(tài)文明建設(shè)從經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)變、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面提出戰(zhàn)略性部署.目前，我國高資耗、高能耗、高排放、高污染、低產(chǎn)出、低效益的發(fā)展現(xiàn)狀仍未得到根本性扭轉(zhuǎn)，經(jīng)濟(jì)增長的同時給資源環(huán)境帶來了巨大的破壞，經(jīng)濟(jì)發(fā)展對資源依賴性較強(qiáng)，資源環(huán)境成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素.針對目前的狀況，為轉(zhuǎn)變粗放型的經(jīng)濟(jì)增長方式，有必要使資源消耗、環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)增速實現(xiàn)背離，實現(xiàn)低碳發(fā)展，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長的同時降低資源消耗、減少污染物排放量成為構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的首要工作.因此，系統(tǒng)研究經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的脫鉤問題，突破資源約束，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，對進(jìn)一步落實科學(xué)發(fā)展觀極其重要.

從研究內(nèi)容來看，作為衡量經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境沖擊耦合破裂關(guān)系的“脫鉤理論”已被學(xué)術(shù)界普遍接受.國外對脫鉤理論的研究較早，如Ayres等基于脫鉤理論，定量分析能源消費交通量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系[1]；Tapio通過建立Tapio脫鉤指標(biāo)體系，分析1997年～2001年歐洲交通運(yùn)輸業(yè)面對經(jīng)濟(jì)驅(qū)動力表現(xiàn)出的動態(tài)脫鉤指數(shù)的情況[2]；Soytasa研究美國能源消耗、碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤關(guān)系[3].而國內(nèi)脫鉤理論的研究則較晚，王崇梅運(yùn)用脫鉤指數(shù)法，實證分析了中國近十年來經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消耗脫鉤關(guān)系[4]；苑清敏運(yùn)用無殘差完全分解模型，研究了天津市經(jīng)濟(jì)增長與工業(yè)污染之間的脫鉤程度[5]；蓋美應(yīng)用脫鉤理論對長三角十年的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫鉤程度進(jìn)行了分析[6]；張燕等運(yùn)用熵值法、空間自相關(guān)等方法，研究了中國31個省市區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境承載力的空間演變規(guī)律[7]；趙興國等運(yùn)用脫鉤法研究了云南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展和資源環(huán)境之間的脫鉤程度[8]；劉惠敏通過構(gòu)建脫鉤模型研究了中國東部地區(qū)近35年以來脫鉤指數(shù)變化情況[9].隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，脫鉤理論研究內(nèi)容主要集中在環(huán)境污染、能源消耗等單一因素與經(jīng)濟(jì)增長之間的脫鉤程度的研究，很少從綜合視角研究資源消耗、環(huán)境污染物排放量與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的脫鉤關(guān)系.2015年，河南省能源消耗總量22 889.85×104噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中煤炭、石油、天然氣消耗量占能源消耗總量的比重分別為78 %、12.6 %和4.5 %(全國同期為66.0 %、17.1 %和5.7 %)，這種高能耗、高污染的經(jīng)濟(jì)增長方式造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞.因此，本文以中部地區(qū)能源消耗大省河南省為例，選取資源環(huán)境等9項指標(biāo)，結(jié)合生態(tài)足跡與碳排放模型，全面核算人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響，建立區(qū)域綜合資源環(huán)境指標(biāo)體系，基于Tapio脫鉤理論對2000年～2015年河南省資源消耗、環(huán)境污染物排放量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤情況進(jìn)行研究，利用STIRPAT模型分析影響經(jīng)濟(jì)增長與資源環(huán)境脫鉤關(guān)系的主要因素，對研究區(qū)實現(xiàn)“生態(tài)—循環(huán)—低碳—綠色”的可持續(xù)發(fā)展道路具有重要的意義，同時也為制定節(jié)能減排政策提供科學(xué)依據(jù).

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

(1)脫鉤指數(shù)研究方法

本文運(yùn)用DSR(Drive-State-Response)即驅(qū)動力、狀態(tài)、響應(yīng)模型分析區(qū)域經(jīng)濟(jì)活動對生態(tài)環(huán)境和自然資源狀態(tài)的影響[10].該模型體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)活動與環(huán)境之間的相互作用關(guān)系，通過各種活動從自然環(huán)境中獲取其生存與發(fā)展所必需的資源，同時又向環(huán)境排放廢棄物，從而改變了自然資源儲量與環(huán)境質(zhì)量，而自然和環(huán)境狀態(tài)的變化又反過來影響人類的社會經(jīng)濟(jì)活動和福利，進(jìn)而社會通過環(huán)境政策、經(jīng)濟(jì)政策和部門政策，以及通過意識和行為的變化而對這些變化作出反應(yīng).通過構(gòu)建資源消耗、環(huán)境污染物排放量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤指標(biāo)體系(表1)，定量分析河南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展對資源消耗、環(huán)境質(zhì)量的影響.在模型中，驅(qū)動力指標(biāo)用來反映經(jīng)濟(jì)造成的負(fù)荷；狀態(tài)指標(biāo)表征經(jīng)濟(jì)活動中的資源環(huán)境壓力；響應(yīng)指標(biāo)表征人類面臨生態(tài)環(huán)境惡化、自然資源狀態(tài)較差時所采取的對策.構(gòu)建脫鉤模型如下：

(1)

式中，ε為脫鉤彈性，E為資源環(huán)境壓力指數(shù)；G為區(qū)域國內(nèi)生產(chǎn)總值；△E、△G分別為資源環(huán)境壓力指數(shù)和GDP的變化率.

表1 選取指標(biāo)體系Tab.1 Select the index system

依據(jù)彈性值的不同可將脫鉤類型分為八大類[11]，具體等級劃分見表2.

表2 脫鉤分類劃分標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 Classification criteria for decoupling model

(2)生態(tài)足跡模型

生態(tài)足跡是有效評價某一區(qū)域人類在利用自然資源過程中對生態(tài)系統(tǒng)造成影響的模型[12].本文綜合考慮消費數(shù)據(jù)的可獲得性，選取生物資源足跡中糧食、谷物、豆類、油料、棉花、煙葉、蔬菜、茶園、果園、水產(chǎn)品10項指標(biāo).計算能源足跡時根據(jù)世界單位面積化石能源土地的平均發(fā)電量將河南省能源消費量折算為各類化石能源土地，通過電力消耗換算獲得建筑足跡.計算公式為

(2)

式中，EF為生態(tài)足跡總量(hm2)；N為總?cè)丝跀?shù)；ef為人均生態(tài)足跡；rj為第j類生態(tài)生產(chǎn)性用地的均衡因子；Ci為單位內(nèi)第i項消費品的年人均消費量(kg)；Pi為對應(yīng)的生態(tài)生產(chǎn)性用地年生產(chǎn)第i項消費品的世界平均生產(chǎn)力(kg/hm2).

(3)碳排放模型

本文采用IPCC2006年提出的《國家溫室氣體排放清單指南》方法來計算碳排放量，公式為[13]

(3)

式中，CE為碳排放總量(萬噸)；x為能源種類；Cx為x種能源的消費總量(萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤)；Fx為x種能源的碳排放系數(shù)；Ox為x種能源的碳氧化率，各類能源的Fx和Ox見表3.

表3 能源的碳排放系數(shù)與碳氧化率Tab.3 Carbon emission coefficient and carbon oxidation rate of energy

(4)STIRPAT模型

STIRPAT由IPAT模型演變而來，是關(guān)于人口(P)、富裕(A)和技術(shù)(T)對環(huán)境影響的隨機(jī)回歸模型，克服了IPAT模型中影響因素同比例線性變化的局限性，人口效應(yīng)表示人口增長所產(chǎn)生的資源需求或污染物排放的變化量；富裕即規(guī)模效應(yīng)，表示經(jīng)濟(jì)發(fā)展所引起的資源需求或污染物排放的變化量；技術(shù)即強(qiáng)度效應(yīng)，表示資源利用率、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展所帶來的資源需求或污染物排放的變化量.其表達(dá)式為[14]

(4)

式中a為常數(shù)項，b、c、d為各變量的估計指數(shù)，模型的比例假設(shè)為a=b=c=d=1，為了將所有變量進(jìn)行估計和檢驗，將模型兩邊取對數(shù)得到

lnIit=a+b(lnPit)+c(lnAit)+d(lnTit)+eit

(5)

式中，I為能源消耗量；A為人均GDP；P為人口規(guī)模，用常住人口表示；T為技術(shù)，用單位GDP的環(huán)境負(fù)荷表示；i表示4種因素在不同觀測期的變化；t表示時間；e為誤差項.

1.2 數(shù)據(jù)來源

以河南省為研究對象，數(shù)據(jù)源自《河南省統(tǒng)計年鑒》(2001～2016)、《中國統(tǒng)計年鑒》(2001～2016)，部分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)合《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》(2001～2016)進(jìn)行補(bǔ)充.數(shù)據(jù)處理主要包括：河南省2000年～2015年的GDP數(shù)據(jù)均換算為2000年不變價格；統(tǒng)計年鑒中缺失數(shù)據(jù)采用均值法進(jìn)行補(bǔ)充，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性.

2 結(jié)果及分析

2.1 總量趨勢分析

從圖1可知，河南省作為我國中部經(jīng)濟(jì)大省，GDP總量已從2000年的5 126×108元躍升至2015年的37 010×108元，呈快速增長趨勢，增幅達(dá)673.3 %.GDP增長率高，年均增長11.12 %，波動幅度較大，增長率最低年份2015年為8.3 %，最高年份2007年為14.4 %.2008年～2015年由于經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)變，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，以及世界經(jīng)濟(jì)整體放緩，使得GDP增長率總體上呈下降趨勢.

圖1 2000年～2015年河南省GDP變化趨勢
Fig.1 Trend of GDP over 2000～2015 in Henan province

為分析河南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的脫鉤關(guān)系，研究以2000年為基期，通過資源環(huán)境指標(biāo)數(shù)據(jù)的無量綱化處理，得到研究區(qū)2000年～2015年資源環(huán)境指標(biāo)的變化情況(圖2).

圖2 2000年～2015年河南省資源環(huán)境指標(biāo)變化
Fig.2 Trend of resource environment indicators over 2000～2015 in Henan province

圖2顯示，資源消耗量和環(huán)境污染排放量變化趨勢基本同步，均呈現(xiàn)波動增長態(tài)勢.

在環(huán)境污染物排放方面，2000年～2008年隨著人口增長，城市化進(jìn)程加快，資源消耗的增加，環(huán)境污染排放量呈快速增長趨勢，其中能源消耗量從2000年7 380×104噸增長到2008年18 976×104噸，增幅達(dá)到157.13 %；由于經(jīng)濟(jì)危機(jī)造成經(jīng)濟(jì)速度的放緩，2008年～2009年污染排放量有所下降；隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模和人口增長進(jìn)一步擴(kuò)大，2009年～2013年污染物排放量緩慢增長；2013年之后有下降趨勢，這說明污染物排放由于技術(shù)的進(jìn)步得到有效控制.在資源消耗方面，資源消耗量的波動較小，與環(huán)境污染排放量相比，增長率較緩慢，主要是由于技術(shù)的進(jìn)步使得資源利用率提高，對經(jīng)濟(jì)擴(kuò)張和人口增長引起的資源消耗有所削減，其次是隨著新能源的開發(fā)以及利用率的提高，傳統(tǒng)能源消耗量有下降趨勢.

從整體發(fā)展趨勢來看，2000年～2015年河南省經(jīng)濟(jì)增速逐步放緩的同時，資源消耗和污染物排放量有緩慢下降的趨勢，資源消耗的緩慢減少，資源環(huán)境的壓力逐漸減小，但整體能耗水平仍然較高，2015年達(dá)22 890×104噸，表明經(jīng)濟(jì)發(fā)展仍未突破資源的約束效應(yīng).

2.2 經(jīng)濟(jì)增長與資源環(huán)境脫鉤關(guān)系分析

為便于表述研究結(jié)果，以2000年經(jīng)濟(jì)增長、環(huán)境污染物排放量、資源消耗量為基準(zhǔn)值，將2001年～2015年劃分為T1～T15(表4).

(1)經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染物排放量之間脫鉤關(guān)系表現(xiàn)為由弱脫鉤向強(qiáng)脫鉤轉(zhuǎn)變的過程.具體可分為三個階段：T1時期是第一階段，表現(xiàn)為擴(kuò)張負(fù)脫鉤狀態(tài)，該階段隨著經(jīng)濟(jì)的較快增長，環(huán)境污染排放量急劇增加，環(huán)境壓力大幅增加.由于受亞洲金融危機(jī)影響，國家實施擴(kuò)大內(nèi)需和增加投資的宏觀政策，河南省采取了刺激經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略，使得一些高耗能產(chǎn)業(yè)大量增加.T2～T11(2002年～2011年)時期是第二階段，該階段主要以弱脫鉤狀態(tài)為主，隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長，環(huán)境壓力也隨之增長，說明在此期間河南省把減排作為經(jīng)濟(jì)工作的重點，淘汰了一些能耗高的產(chǎn)業(yè)，但是二者依賴程度依然較高.T12～T15(2012年～2015年)時期是第三階段，該階段經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染排放量間的脫鉤狀態(tài)較為穩(wěn)定，均表現(xiàn)為強(qiáng)脫鉤狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)增速放緩，環(huán)境壓力下降，說明河南省加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，在節(jié)能減排方面采取的措施落實到位.

表4 2000年～2015年河南省經(jīng)濟(jì)增長與資源環(huán)境脫鉤關(guān)系Tab.4 The decoupling relationship between economic-resource environment of Henan province from 2000～2015

(2)經(jīng)濟(jì)增長與資源消耗之間的脫鉤程度表現(xiàn)出由弱脫鉤向增長連接轉(zhuǎn)變，最終向強(qiáng)脫鉤轉(zhuǎn)變的動態(tài)變化趨勢.具體可分為三個階段：T1～T7(2001年～2007年)時期是第一個波動階段.該階段經(jīng)濟(jì)增長與資源消耗量的脫鉤關(guān)系呈現(xiàn)出弱脫鉤向增長連接轉(zhuǎn)變的過程，一方面在于亞洲金融危機(jī)的滯后效應(yīng)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)增速放緩；另一方面在于研究區(qū)很多大型企業(yè)處在高能耗、低效率的發(fā)展模式中，對資源的依賴性仍然較強(qiáng)，2007年能耗萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上工業(yè)企業(yè)個數(shù)達(dá)到1 069個，其中制造業(yè)的煤炭消耗量高達(dá)7 193.99×104噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占綜合能源消耗量的35.71 %.T8～T13(2008年～2013年)時期是第二個波動階段.該階段經(jīng)濟(jì)增長與資源消耗量的脫鉤程度呈現(xiàn)出強(qiáng)脫鉤和弱脫鉤交替轉(zhuǎn)換的變化過程，原因在于自2008年之后河南省經(jīng)濟(jì)增長與資源消耗均保持上升勢頭，但經(jīng)濟(jì)增長速率要高于資源消耗速率.T14～T15(2014年～2015年)時期是第三個平穩(wěn)階段.該階段經(jīng)濟(jì)增長與資源消耗量間的脫鉤關(guān)系以強(qiáng)脫鉤狀態(tài)為主，隨著經(jīng)濟(jì)增速放緩，資源消耗量和資源壓力也隨之下降.2015年單位GDP能耗降低了4.06 %，主要是由于科技的快速發(fā)展和國家節(jié)能減排政策的影響.

(3)從整體發(fā)展趨勢來看，河南省經(jīng)濟(jì)增長與資源環(huán)境的脫鉤關(guān)系表現(xiàn)出向強(qiáng)脫鉤轉(zhuǎn)變的趨勢.在2014年～2015年呈現(xiàn)出強(qiáng)脫鉤狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)速度發(fā)展放緩的同時，資源環(huán)境壓力下降.2015年經(jīng)濟(jì)增長率為8.1 %，第二產(chǎn)業(yè)增加值增長7.5 %，第三產(chǎn)業(yè)增長值增加9.9 %，全年萬元工業(yè)增加值能耗比上年下降10.98 %，這表明隨著國家實施能源低碳化戰(zhàn)略，河南省加大節(jié)能減排工作力度，不斷采取新的技術(shù)，提高能源的利用率，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，使得經(jīng)濟(jì)增長與資源環(huán)境向強(qiáng)脫鉤轉(zhuǎn)變.

3 脫鉤因子分析

對河南省2000年～2015年資源消耗和污染物排放的人口效應(yīng)、規(guī)模效應(yīng)和強(qiáng)度效應(yīng)進(jìn)行測算得到影響經(jīng)濟(jì)增長與資源環(huán)境脫鉤關(guān)系的影響因素.

圖3 各效應(yīng)對資源消耗的貢獻(xiàn)度
Fig.3 The contribution of various effects on resource consumption

從圖3可以看出，規(guī)模效應(yīng)對資源消耗的貢獻(xiàn)大小全為正值，貢獻(xiàn)度較大.GDP從2000年5 126×108元增加到2015年37 010×108元，增長了7.22倍，較大程度地影響著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的脫鉤關(guān)系；人口效應(yīng)雖對資源消耗的貢獻(xiàn)也為正值，但是貢獻(xiàn)度較小，人口從2000年9 387×104人增長到2015年10 662×104人，增長了13.6 %，GDP的增長速度遠(yuǎn)高于人口增長速度；強(qiáng)度效應(yīng)對資源消耗的貢獻(xiàn)全部為負(fù)值，貢獻(xiàn)大小隨年份不同而有所變化，2008年強(qiáng)度效應(yīng)值為-2 985.77，能源負(fù)荷較小，表明由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，資源利用率得到提高，使得資源消耗量有所降低，其余年份貢獻(xiàn)度相對較小.

圖4 各效應(yīng)對污染物排放的貢獻(xiàn)度
Fig.4 The contribution of various effects on pollutant emission

從圖4可以看出，規(guī)模效應(yīng)對污染物排放的貢獻(xiàn)大小為正值，貢獻(xiàn)度較大；人口效應(yīng)對污染物排放量的貢獻(xiàn)大小均為正值，但貢獻(xiàn)度較規(guī)模效應(yīng)較小；強(qiáng)度效應(yīng)對污染物排放的貢獻(xiàn)度整體上為負(fù)，表明污染物排放由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而得到抑制，但貢獻(xiàn)度相對較低，貢獻(xiàn)大小波動變化較小，說明人口的增加和經(jīng)濟(jì)的擴(kuò)張使技術(shù)的進(jìn)步所帶來的潛在減排并沒有完全實現(xiàn).

4 結(jié)論與建議

本文基于Tapio彈性脫鉤理論，定量分析了2000年～2015年河南省經(jīng)濟(jì)增長與資源環(huán)境的脫鉤程度，得出以下結(jié)論:(1)河南省GDP以年均11.12 %的速度增長，拉動資源消耗和環(huán)境污染排放物以年均2.92 %和3.15 %的速度增長，顯示出經(jīng)濟(jì)增長與資源消耗、環(huán)境污染排放之間呈正相關(guān)關(guān)系.2011年后，經(jīng)濟(jì)發(fā)展注重提高質(zhì)量，資源消耗也隨之減少，但是經(jīng)濟(jì)發(fā)展對資源環(huán)境的依賴性依然較高;(2)河南省2000年～2015年經(jīng)濟(jì)增長與資源環(huán)境二者的關(guān)系呈現(xiàn)出弱脫鉤向強(qiáng)脫鉤轉(zhuǎn)變的態(tài)勢，經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的資源環(huán)境代價有所降低;(3)河南省資源環(huán)境壓力受制于經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)張、人口數(shù)量增長，其中經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)張是河南省資源消耗和污染物排放上升的主要原因，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得資源利用率提高，資源消耗與污染物排放呈下降趨勢.

為了使河南省加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長與資源消耗、環(huán)境污染排放間的脫鉤程度完全向強(qiáng)脫鉤轉(zhuǎn)變，對研究區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)提出以下建議：首先，經(jīng)濟(jì)活動以資源環(huán)境容量為約束條件，制定多種類自然資源的生態(tài)紅線，緩解人口規(guī)模擴(kuò)大帶來的資源加速枯竭的壓力，減緩生態(tài)系統(tǒng)惡化的趨勢；其次，促進(jìn)新能源的開發(fā)和利用，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的資源環(huán)境破壞；最后，樹立節(jié)能減排意識，加強(qiáng)節(jié)能減排宣傳，推廣低碳消費，提倡人們選擇合理的綠色生活方式.