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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
中图分类号:F205 文献标识码:A 文章编号
1课题背景
水是基础性的自然资源、战略性的经济资源和公共性的社会资源,在国计民生和社会经济发展中占有越来越重要的地位。人类的发展与水密不可分,人类自诞生伊始就依水而生。经济社会发展和客观自然条件,决定了水资源在我国可持续发展中的极端重要性。随着城市的发展,河流作为重要的资源和环境载体,决定着城市的生存,制约着城市的发展。但随着现代城市的快速发展,工业化、城市化程度的不断提高,大量工业废水、生活污水排入河道,人类生产活动的不良行为和自然影响导致了水环境不断恶化,水体污染严重。许多河流受到人类的严重破坏产生了一系列的水环境问题,人类与水环境之间的矛盾也愈演愈烈。人类因河流而生、因河流而繁、也因河流而亡的事例在人类历史上时有发生。如何协调好城市对河流资源的利用以及对河流保护之间的关系,改善城市水环境质量,使城市与河流能够和谐共生,这是城市发展中需要认真研究的一个重要课题。要有效的改善城市河流水环境质量,实现城市一河流和谐发展,则需要用创新的思维构建可用于指导实践治理与可持续管理的水环境治理方法。
2水环境创新管理综述
环境问题是指存人类活动或自然因素的干扰下引起环境质量下降或环境系统的结构损坏,从而对人类及其它生物的生存与发展造成影响和破坏的问题。环境问题是经济行为的负外部性引起的。所谓行为的负外部性,是指人们的行为对他人或社会不利的影响。在经济行为中,它既包括生产的负外部性,也包括消费的负外部性。例如,工矿企业的排放废水、废气、废渣等行为,居民在使用助力车或汽车的过程中排出的尾气,都对他人和周围的环境均有负面影响。环境问题按照产生的原因分为原生环境问题和次生环境问题两类。其中,由于自然原因引起的环境问题称为原生环境问题,如火山喷发造成的大气污染;由人类活动引起的环境问题称为次生环境问题。水环境问题属于环境问题中的一种。
水环境管理属于政府社会管理中的重要组成部分。严强教授在《社会管理创新》讲座中谈到社会管理所讨论的社会“不是与自然界相对应的广义的、包含政治、经济、文化在内的社会,不是传统意义上的社会管理,更不是计划经济时代的社会管理,也不是治安意义上的社会管理” 而是“人类生活的一个特殊的、然而是基础性的领域”,社会管理是针对特殊社会领域的、具有现代特征的、具有中国国情和特定发展阶段特点的新型社会管理。
当今社会的产生的环境污染问题是畸形经济增长的消极结果,是过分注重以GDP增长速度为价值取向的地方政府官员考核机制产生畸形政绩的冲动。30多年来对“以经济建设为中心”基本国策的片面理解带来了许多不良后果:一个是其他领域的弱化,比如环境污染日益严重;另一个是经济建设的不良后果还要由其他领域,特别是社会领域来承受,水流域的污染也逐渐出现在大众眼前,日益影响着人们的正常生活。社会管理是人类生活存在和发展必不可少的一项管理活动,如何创新的管理一个有13亿人口、经济社会快速发展的国家,是一项严峻的任务,必须清醒的认识到目前我国仍处于并将长期处于社会主义初级阶段的基本国情没有变,人民日益增长的物质文化需要同落后的社会生产之间的矛盾这一社会主要矛盾没有变,发展中不平衡、不协调、不可持续问题依然突出,解决各种社会问题的物质基础还比较薄弱,社会管理任务更为艰巨繁重。
政府在环境管理呻的主导作用不容置疑,但是过于强调政府的作用,过于依赖行政强制管理手段,也需要庞大的政府行政力量,行政成本巨大,利益“寻租”频发,环境管理效能低,无法适应新时期社会、经济发展对环境管理的要求。作为世界上最大的发展中国家,过去多年来,中国试图在保持经济快速增长的同时,减缓发展对环境和生态所带来的不利影响。但由于中国人口众多,发展压力巨大,在如何协调发展与环境的关系特别是在如何推动并实施可持续发展战略方面,中国都面临着巨大的挑战。目前,中国己初步形成了环境保护和可持续发展的法律体系,先后颁布了二十多部环境与资源法律,100多件法规和规章,并在2002年可持续发展世界首脑会议之前公布了《中国可持续发展国家报告》:2003年7月,为积极响应约翰内斯堡世界首脑会泌的有关决议,中国政府又制定了《中国21世纪初可持续发展行动纲要》。目前,我国的环境管理以政府为主导,过多强化使用强制性环境管理手段,缺乏有序和健全的经济、引导、参与、激励和教育等管理手段。由于政府行政主导型的环境管理体系需要相对庞大,职业素质较高的行政管理队伍,管理手段和程序相对比较复杂,在中国这样一个发展中国家,很多地区尚不具备有效实施法律所要求的行政管理能力。比如近几年,在淮河、太湖等流域采取“会战式”的污染控制行动,主要也是动用行政系统的力量,尽管取得了不少进展,但是其结果往往事倍功半。
社会创新管理将是今后国家管理的长期任务。我国政府对环境管理也提高了相当重要的地位,特别是大部制改革后环境保护部的成立为环境创新管理提出了更高的要求。在以科学发展观、和谐社会、可持续发展为目标的令天,环境管理也需要进行变革,需要从环境管制向环境治理进行转变,以适应新形势的需要。“环境管制”强调政府对社会的单向统治,基于政府与社会之间的服从与被服从,管理与被管理关系:“环境治理”强调政府与社会的双向运动,基于政府与社会之间的协商、互动与台作。我们需要重新审视传统环境管理运行模式;政府、企业和公众等在环境管理中的应该形成什么样的关系;政府在环境管理中是不是存在“越位”、“缺位”,管了许多不该管、和管不好的事情;经济与环境是备被对立了起来,企业在环境管理中被动参与;公众的作用是否得到应有的重视,游离在环境管理的主体之外,缺乏参与环境管理的有效途径等问题。对于我市,环境容量饱和,污染问题屡有存在,特别是我市水网发达,对我市的水环境创新管理提出了更高的要求。
3吴江水环境的特点及现状
吴江市北临苏州,南接浙江,东靠上海,西连太湖。全市地势平坦,河网稠密,水资源丰富,土地肥沃,是个典型的江南水乡。历来因水而兴、因水而富、因水而美、因水而灵。作为全国经济最发达、发展最快的县市之一,在经济快速发展的时期.经济的快速增长给生态环境带来了巨人的压力,环境问题是中国未来发展所面临诸多问题中最具挑战性的闷题之一。现代化、工业化、城市化的进程越来越快,与经济社会快速发展的要求相比,水资源利用保护存在明显的不协调、不适应,水环境恶化、环境总量饱和已经成为吴江市经济社会可持续发展的严重制约因素。但是目前的环境管理模式存在许多不足,不能有效地调动各种社会力量来共同治理环境,如何改进环境管理模式,提高环境管理水平,已经成为急待解决的问题。通过创新管理,改善水环境行之有效的措施,对于优化全市人居和投资环境,实现水生态环境和经济协调平衡发展具有重要意义。
4水环境的创新管理
吴江正处于一个发展转型的阶段,经济发展正在从粗放型向集约型转变,政府管理也正在从计划管理体制向市场治理体制转变。环境管理作为政府管理的一项重要内容,在以科学的发展观为指导思想的新的发展时期,环境管理也面临转型。但是通过对国内外有关环境管理的文献查阅,目前环境管理大部分集中于环境管理手段的研究,如:排污收费、排污许可制度、总量控制制度等等。从政府、企业、公众多元视角来研究环境管理模式还不多。本文正是基于这样的理论和现实背景,重新审视现行的环境管理模式,以环境管理主体研究为切入点,应用科学发展观和新公共管理学的相关理论,提出了一种新的水环境管理模式,其创新点有两个方面:一是针对环境问题的多样性和复杂性,应该从传统的政府唯一主体,向政府――企业基于参与式治理理论,提出环境管理公众多元主体进行变革:二是针对传统命令控制型环境管理的高成本、高对抗、低效率,从政府企业――公众多元视角,提出基于合作、共赢、高效的创新环境管理模式。主要体现在以下四个方面:
4.1 以绿色科技创新推动我市水环境治理的深入发展
确立企业在绿色科技创新活动中的主体地位企业是技术自主创新的主体,只有通过不断进行绿色科技创新的企业才能适应循环经济发展的要求,才能从根本上治理好水环境,才是最具生命力的。要从战略上确立企业绿色科技创新的主体地位,使企业真正成为绿色科技研发投入的主体、绿色科技创新活动的主体和创新成果应用的主体,从而全面提升企业的绿色科技创新能力。要逐步使科技体制由政府主导型转变为企业主导治理水环境;政府要通过引导性和鼓励性的财政、税收和信贷政策,激励企业加大科研投入,开展绿色科技创新;建立以企业为主体,科研院所和高校优势互补、风险共担、利益共享、共同发展的产学研合作机制,共同治理水污染。
4.2 充分发挥市场机制在水环境治理创新活动中配置资源的作用
在目前我国科技资源有限的的条件下开展绿色科技创新治理水环境活动,必须充分发挥市场机制在绿色科技创新活动中配置资源的作用。一是始终要坚持发挥市场机制的首要作用。通过要素市场改革,使绿色高新技术企业得以按照市场规律便捷地配置创新资源;通过投融资制度改革,形成相对完善的创新、创业资金链。要始终坚持以市场需求为导向。坚持以市场需求为导向,以应用型绿色科技创新为突破口,集中优势资源组织创新活动,在创新绿色产品做到一定市场规模后,再向上下游延伸,形成绿色科技创新与企业发展的良性循环。另外产学研结合始终围绕市场开展。以前很多研究课题是封闭循环,现在必须面向市场开放循环。必须拓展产学研合作空间,可由政府和多家大学合作建立产学研合作基地,从而集绿色科技创新、成果转化、公共技术服务及人才培养等功能于一体,把绿色科技成果转化作为绿色科技创新提速的“助推器”。
4.3 发挥政府在自主创新治理水环境中的引导作用
政府要提供市场潜力支持,促进有关色科技创新治污的法规的制定和完善,以保护和规范企业的创新行为;制定一系列鼓励和支持科技创新治污的具体政策措施,如加大财政绿色科技投入、实施促进创新治污的税收和金融政策、实行政府采购等;保护科技知识产权,促进科技创新治污要素的流动,调节各科技创新治污主体之间的关系;加强科技创新基础设施建设。
4.4 创新环境管理的模式
首先环境管理由被动式向主动式转变。以往的环境管理工作主要由环保局一个部门来进行,其他部门消极配合。要通过环境管理体系的建立和运行,明确了职责,使得环境管理由被动式变为主动式,由以往的“要我保护环境”,变为“我要保护环境”,真正实现了“环保部门统一监督,各部门各司其职、分工合作”。其次要从末端治理向全过程控制转变。末端治理不仅消耗大量的人力、财力、物力,而且效果并不理想。现在对污染物进行全过程控制,对污染物的产生、转移、排放都进行控制。如:危险废物的管理.从原材料的进口,工艺设计,危险废物的转移,到最后的无害化处理都加强控制和管理。第三,是由污染源治理向污染预防、生态保护转变。在开发初期就对区域的污水处理厂等基础设施进行了规划,区域实现污水集中处理,在区域的适当地方建立了一批农业生态基地,恢复植被、保护生态。第四是由阶段性的推进向持续性的改进转变。环境保护工作没有最好,只有更好,持续改进的思想要深入水环境管理,每年对重要环境因素(环境问题)进行评价和更新,每年制定新的水环境目标和指标,持续改善环境质量,真正体现社会、经济和环境的可持续发展。
5 总结
本文选择了新的切入点,从公共管理的视角,探讨研究城市水环境治理运用公共政策分析,强调创新管理,对吴江“十二五”期间水环境综合治理提出了更高的要求和措施。相信在政府和广大市民的努力下,吴江的水将更蓝,生活将更加富足。
参考文献:
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关键词: U-PVC管道;施工技术
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
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
1管材选择
近十多年来,国家提出全面使用以塑料管为主体的不生锈、无腐蚀、无渗漏、无结垢的优质绿色管材,从根本上解决自来水管道系统中的二次污染问题。突出的卫生性能使得新型塑料类和塑料复合类建筑给水管材,如聚乙烯管(PE)、聚丙烯管(PP)、聚丁烯管(PB)、铝塑复合管(PAP)和U-PVC管等近几年在我国迅猛发展,尤其是U-PVC管具有重量轻,不生锈,不结垢,内壁光滑,水力条件优越,不会产生管道二次污染,而且价格相对便宜,是其得到广泛使用又一原因。
2水环境治理措施
根据水环境的现状和成因应该采取如下治理措施:
2.1建立水资源管理组织,制定管理规划,加强对水资源安全的统一管理。
2.2加强对水环境的监测,控制污水排放,有效监测地下水和河水水质成分的变化,以便达到有效控制。对于各大企业的排污,严格遵循国家的降耗减排精神,通过污水净化处理等措施从源头上减少污水的排放量。
2.3加强对水环境保护意识的宣传教育,提高广大社会对保护水源质量安全重要性的全民意识和思想高度,增强保护水资源的责任感。
2.4对遗弃的废井应进行封闭处理,处理应按照标准逐层封闭水层,避免多水层的互窜交叉污染
2.5建立责任人负责制,推广新科技的使用,淘汰有污染性的旧设备、禁止乱开乱采。
2.6在有条件的地方,设立小塘坝、集涝池,汲储地表水来逐步的改变地下水及河水的水质。使地表水能逐渐向地下和下游渗透,置换和导出渗入地下的污染物。经过人工治理,在漫长的过程中一定能够达到治理的效果。
从地下水和河水的污染中,我们应该清醒的认识到保护水源的重要性。人为的水源污染造成了饮水安全的破坏,并导致了社会对于水源净化处理的经济负担。引申到西峰油田面积大、地域广,在发展陇东石油基地的同时,应该对钻探技术进行严格控制,规范打井、储油等技术工作,不乱排乱放。措施齐全、责任到位,既要发展好油田的开发建设,又要对水环境和周围生态环境的保护,才是保证社会经济可持续发展不可忽视的重要举措,是关系到子孙后代为民造福的大事。PVC管相比对其它塑料管材技术成熟,管材、管件规格齐全,便于维修等,并有成功使用的实践,考虑到目前生产U-PVC管厂家众多,管件通用性不好。通渭县农村安全饮水工程属于村镇供水,在比较各种管材的优缺点后,统一采用U-PVC管。
3 U-PVC管施工方法
U-PVC管作为地埋给水管材,在全国应用已好有几年,相比而言,我县使用较早,结合这几年的使用情况,现就实际应用中的一些体会综述如下:
3.1施工前的技术准备①施工前应熟悉、掌握施工图纸;准备好相应的施工机具。②按照标准对管材、管件进行验收。管道、管件应根据施工要求选用配套的等径、异径和三通等管件。
3.2沟槽开挖及回填地处农村,供水距离长,人口居住分散,根据以上特点,按照设计供水管网均沿各河(沟)分水岭和公路布设,根据地势对村社用户分水。由于地形复杂,管沟的开挖也相对复杂,供水点分散,支管通过的村镇,可就近直接设置分水口向村社供水,在支管距村庄较远的地段,依地形和村庄分布情况,设分支管供水,入户管网在支管和分支管上直接分水,供水入户。小管径的U-PVC管重量轻,安装方便,使用人工较少,对施工机具要求不高。施工时,沟槽开挖宽度按照管径大小,对小管径的管沟槽开挖宽度为0.60~0.70m,不影响管道安装,但回填质量很难保证,其土壤压实度无法保证。特别是跨公路工程时,为了减少破坏公路的灰土层,沟槽挖得较窄,回填时很难达到设计要求,沟槽挖得宽了,又增加工程量和费用,安全饮水建设费用低,因而跨路管道时常出现问题,且回填部分亦会影响道路工程质量。其他管段如果管沟底部平直且土壤中基本没有大石块或底部土层没有扰动,就无需平整,管道直接铺设;如果是岩石地区,管沟开挖后采用直径小于20mm级配的混合沙土垫平,垫层厚度为150mm,夯实的密实度应大于90%。应尽可能避免管道表面划伤。
3.3管道安装U-PVC管较金属管材比重要小。安装时需机械少,安装基本采用人工手工安装,成本较低,其连接方式采用胶圈接口,大大提高了安装效率,管径愈大,优越性愈明显。唯一不足是管道端口无顶进深度标志线,不便于安装时掌握顶进深度,特别是夜间安装时其影响更大。另外,管道安装时经常需切割管子。切口端面必须做成坡口,特别在翻越其它地下设施时,因U-PVC弯头多为双承口,如果坡口不到位,很难安装,也易顶坏胶圈或使胶圈错位。
3.4管道试压管道试压时,规范中规定水压试验的静水压力不得小于设计内水压力,且不得小于0.80Mpa。施工中沿用金属管材试验标准,试验压力为1Mpa,稳压0.50h,U-PVC管轴向线膨胀系数比金属管材大,试压时接口一般会脱出2~5mm,因此试压后回填土方必须达到要求的压实度,管道支墩达到设计强度,后背安全稳固,同时,打压时观察各接口,保证试压顺利进行,保证工程质量。
3.5管道支墩作为给水管材,U-PVC管应用已有好长时间,但有关标准不很齐全,如管道支墩做法,金属管材支墩已有相对完整的标准图集,施工人员对金属管材做法已熟悉,实践中,施工人员往往按金属管材支墩做法砌筑U-PVC管材支墩,而U-PVC管与金属管材质特点有很大不同,应区别分析,规范中明确规定“U-PVC管道不得采用360°”满包混凝土进行地基处理或增强管道承载能力。避免因管道伸缩局部应力集中而损坏管道,影响管道安全运行,因此,施工过程中结合规范及地区土质特点,对支墩砌筑进行了设计改进,制定出施工标准,规范施工,保证工程质量。
3.6用户管安装用户管安装时,因U-PVC材质的水表井无相应的安装标准,安装时大多参照执行现有金属管材的国家标准图集。因U-PVC与金属管材材质之不同,容易出以下问题:①水表井内管件较多,特别是旁通表中,施工中管径DN>100mm时管件连接一般为胶圈连接和法兰连接两种。采用胶圈接口时,因水表及管件与墙壁有一定距离,通水试验时,时有将管件打脱现象,而用法兰连接未出现这类现象,结合施工实践,用法兰连接较胶圈连接安全。②U-PVC管件价格较之其他金属管件高,以主管管径DN200mm,旁通管管径DN100mm的水表安装为例,U-PVC管件造价高出球墨管材管件2倍多,为降低造价,户内采用金属管件。③按标准图集安装时,水表和管件多处于悬空状态,实际运行时,设支墩,应结合U-PVC材质特点,作出相应的设计修改,在水表并由三通、弯头处砌筑支墩或采取加固措施是保证管道安全运行的有效措施。结合施工实践中的体会,根据国家标准、规范,结合特点的设计规程,施工标准,验收标准。做好U-PVC管施工的培训工作,更好的推广U-PVC管。
4结束语
关键词:山东半岛蓝色经济区;系统动力学;决策变量;情景方案
DOI:10.13956/j.ss.1001-8409.2017.02.22
中图分类号:F205;F127 文献标识码:A 文章编号: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
区域协调发展涉及到社会、经济、资源、环境等诸多因素[1],是多个子系统耦合演化的结果。许多地区在发展过程中仅仅关注经济发展速度,而忽视当地资源与环境承载力,造成资源的严重短缺和生态环境的普遍恶化,区域发展处于失衡状态,难以持续发展。当前,人们已普遍意识到以牺牲资源环境为代价的发展不可持续,努力探求社会经济与生态环境协调发展的途径已成为各国政府高度关注的焦点和众多学者研究的热点。作为一个复杂巨系统,区域经济―环境复合系统具有多变量、非线性、动态性和多重反馈的特性,系统动力学是研究复杂巨系统的科学方法,能够对不同情景方案下的区域发展态势进行有效研究,并对未来发展趋势进行科学预测。该方法在国外广泛应用于经济社会与生态环境研究领域[3-5],代表文献有《增长的限制》和《趋向全球平衡》(以WORD Ⅲ模型为基础)[2]。上世纪80年代初,系统动力学方法被引入我国后普遍应用于国民经济、区域合作、可持续发展、技术创新等领域[6-11]。本文采用系统动力学仿真技术对山东半岛蓝色经济区环境经济复合系统进行仿真模拟,并对系统状态进行评估,定量研究半岛经济区经济―环境系统协调发展状态,对各种情景的作用和效果进行比较和分析,从而作出合理选择,为山东半岛蓝色经济区发展规划的制定提供科学依据。
1系统动力学模型构建
11研究区域边界确定
山东半岛蓝色经济区陆域面积64万平方千米,范围包括青岛、东营、烟台、潍坊、威海、日照6市及滨州的无棣、沾化2个沿海县所属陆域,海域面积1595万平方千米,包括山东全部海域。为研究方便,本文构建的模型及相关数据分析界定在青岛、东营、烟台、潍坊、威海、日照及滨州市全部区域。
12区域复合系统的结构分析及子系统划分
根据经济环境协调发展理论[12],将山东半岛蓝色经济区经济环境复合系统划分为经济、人口、资源、环境四个子系统,各子系统内部要素相互作用,相互关联,形成一个动态复杂系统,以系统各变量之间的相互关系为基本框架,建立山东半岛蓝色经济区复合系统模型,通过调整决策变量,对预设发展模式进行仿真模拟,进而找到山东半岛蓝色经济区发展的最佳模式。
(1)经济子系统
经济子系统把能够反映经济发展水平的第一产业、工业、建筑业和第三产业产值作为流位变量(水平变量);把第一产业GDP增加值、第三产业GDP增加值、建筑业GDP增加值和工业GDP增加值作为流率变量(速率变量);把区域GDP、第一产业GDP增长率、第三产业GDP增长率、建筑业GDP增长率和工业GDP增长率等作为辅助变量。通过人均GDP、产业用水、工业COD排放量和工业氨氮排放量等o助变量分别与人口、资源、环境子系统建立关联。“三产”比例是反映山东半岛蓝色经济区区域经济产业结构合理性的指标,因此以第一产业GDP增长率、工业GDP增长率和第三产业GDP增长率作为经济子系统的决策变量。通过以上指标建立经济子系统模型。包括14个方程和4个表函数,其中,主要方程有:
第一产业GDP=INTEG(第一产业GDP增加值,70731,单位:亿元)
建筑业GDP=INTEG(建筑业GDP增加值,38204,,单位:亿元)
工业GDP=INTEG(工业GDP增加值,317624,单位:亿元)
第三产业GDP=INTEG(第三产业GDP增加值,21111,单位:亿元)
区域GDP=第一产业GDP+第三产业产业GDP+建筑业GDP+工业GDP(单位:亿元)
工业GDP增长率=工业GDP增长率 LOOKUP(Time)
建筑业GDP增长率=建筑业GDP增长率 LOOKUP(Time)
第一产业GDP增长率=第一产业GDP增长率 LOOKUP(Time)
第三产业GDP增长率=第三产业GDP增长率 LOOKUP(Time)
(2)资源子系统
土地、水、能源及其他矿产等自然资源是人类社会发展的重要物质基础,自然资源的合理开发和利用对于区域协调发展具有重要意义。在资源子系统中,把可用水资源量和耕地面积作为水平变量;国家基建占地、退耕还林还草占地、乡村集体占地以及水资源可供量和工业用水量、农业用水量、生活用水量、水资源循环利用率,再用水回用率等作为辅助变量。通过生活用水量以及人均耕地面积与人口子系统建立关联,以生活污水处理回用量作为资源子系统和环境子系统沟通的桥梁。通过引入耕地压力指数模型[13]来考察山东半岛蓝色经济区耕地压力情况。耕地压力指数――最小人均耕地面积与实际人均耕地面积之比,其算法如下:
K=SminS(1)
式中K为耕地压力指数,Smin为最小人均耕地面积,即一定区域范围内保障食物需求的最小人均耕地面积,S为人均实际耕地面积。计算耕地压力指数时,在给出人均实际耕地面积的情况下,最小人均耕地面积是影响耕地压力指数的关键变量,其算法如下:
Smin=Gr×βP×Q×k(2)
式中,Smin为山东半岛蓝色经济区最小人均耕地面积,Gr为山东半岛蓝色经济区区域人均粮食需求量,β为山东半岛蓝色经济区区域粮食自给率,P为山东半岛蓝色经济区区域粮食单产,Q为山东半岛蓝色经济区区域粮食播种面积占总播种面积的比重,k为山东半岛蓝色经济区区域复种指数。
当K>1时,表明耕地压力明显,容易出现粮食危机,需要采取紧急必要措施降低耕地压力指数;当K
水资源量=INTEG(生产量-消耗量,1101,单位:亿立方米)
生活用水量=农村生活用水量+城镇生活用水量(单位:亿立方米)
工业用水量=工业GDP×工业亿元产值用水量(单位:亿立方米)
再用水回用量=生活污水处理量×再用水回用率(单位:亿立方米)
工业亿元产值用水量=工业亿元产值用水量 LOOKUP(Time)
城镇人均生活用水量=城镇人均生活用水量 LOOKUP(Time)
耕地面积=耕地增加量-耕地减少量(单位:公顷)
耕地压力指数=最小人均耕地面积/实际人均耕地面积
(3)人口子系统
人口子系统建模过程中选取总人口作为流位变量(水
平变量);以年自然增长人口和年净迁入人口为流率变量(速率变量);把农村人口、城镇人口、自然增长率、人口净迁入率作为辅助变量。人口子系统共有方程9个,3个表函数,主要方程有:
总人口=INTEG(年自然增长人口+年净迁入人口,528628,单位:万人)
城镇人口=总人口×城市化水平(单位:万人)
农村人口=总人口-城镇人口(单位:万人)
自然增长率=自然增长率 LOOKUP(Time)
人口净迁入率=人口净迁入率 LOOKUP(Time)
城镇化水平=城镇化水平 LOOKUP(Time)
(4)环境子系统
环境子系统建模过程中,选取COD存量和氨氮存量作为流位变量(水平变量);以COD产生量、COD削减量,氨氮增加量、氨氮削减量为流率变量(速率变量);以工业COD产生量、生活COD产生量、工业废水COD削减量、工业氨氮产生量、工业废水氨氮削减量、生活COD削减量、生活氨氮产生量、生活氨氮削减量、工业废水处理量、工业废水排放量、工业废水治理费用、工业亿元产值废水量等为辅助变量。选取COD和氨氮存量作为水环境污染程度的指示指标。环境子系统共有方程22个,表函数11个,主要方程有:
COD存量=INTEG(COD产生量-COD削减量,539793,单位:吨)
氨氮存量=INTEG(氨氮产生量-氨氮削减量,53538,单位:吨)
工业废水产生量=工业GDP×工业亿元产值废水量(单位:吨)
生活污水产生量=城镇人口×城镇居民人均生活污水产污系数(单位:万吨)
工业废水治理费用占工业GDP比重=工业废水治理费用占工业GDP比重 LOOKUP(Time)
城镇居民人均生活污水产污系数=城镇居民人均生活污水产污系数 LOOKUP(Time)
13济―环境复合系统模型构建
通过对山东半岛蓝色经济区经济、社会、资源、环境子系统的结构分析,选取能够合理描述各子系统的变量,建立复合系统动力学模型(如图1所示)。
14模型有效性检验
系统动力学通过Vensim软件建立系统动力学模型,对复合系统发展态势进行预测,其中模型的有效性检验是模型预测的关键环节。本模型模拟运行时间为2013~2020年,以2013年为基准年,仿真步长为1年,模型有效性检验采用的历史统计数据主要来源于《山东省统计年鉴》以及各市统计年鉴。以2003~2012年历史数据为检验依据,其中某些指标如年净迁入率、自然增长率、城镇居民人均COD产污系数等是根据2003~2012年所收集数据计算得出,某些指标随着时间的推移而变化,这些指标采用表函数的形式给出,而变量间关系不明确的指标也是采用表函数形式给出。本文采用相对误差法对半岛蓝色经济区复合系统模型模拟的结果进行检验,以总人口和COD存量两个水平变量为主要例证,检验结果如表1,通过表1可以看出,2003~2012年总人口和COD存量的仿真值和历史值的相对误差介于-1%~51295%之间,拟合精确度较高,相对误差检验结果比较理想。
2山东半岛蓝色经济区模型预测与分析
21情景设定
在对2003~2012年数据有效性检验的基础上,本文设定不同的决策变量来调控2013~2020年山东半岛蓝色经济区区域经济发展的模式。选取第一产业GDP增长率、工业GDP增长率、第三产业GDP增长率作为调整经济结构的决策变量,将工业废水治理费用占工业GDP的比重、再用水回用率以及农业亿元产值用水量作为调控环境和资源的决策变量。由于实际人均耕地面积与人口基数有很大关系,在耕地面积逐年减少、人口不断增加的情况下,实际人均耕地面积呈现逐年减少的状况,因而最小人均耕地面积成为影响耕地压力指数的关键变量;在粮食自给率为1,粮食单产保持2012年的水平上,复种指数成为影响最小人均耕地面积的关键变量。根据山东省三次产业比重调整战略,提高第三产业比重,降低第一、二产业比重的方向,设定出四种发展模式情景:
情景Ⅰ:设定第一产业GDP增长率降低25个百分点,从2013年的11%下降到2020年的85%;工业GDP增长率增加17个百分点,从2013年53%增加到2020年的7%;第三产业GDP增长率小幅度稳步提高,增加29个百分点,从2013年的127%增加到2020年的156%;工业废水治理费用占工业GDP的比重和复种指数以及农业亿元产值用水量维持在2012年的水平,再用水回用率从2013年到2020年提高6个百分点。
情景Ⅱ:设定第一产业GDP增长率2016年降低到情景Ⅰ2020年85%的水平,到2020年降低到62%;工业GDP增长率略微降低,2013年到2020年降低08个百分点;第三产业GDP增速与情景Ⅰ相比较明显,2016年达到情景Ⅰ2020年156%的水平,到2020年第三产业GDP增长率达到175%;工业废水治理费用占工业GDP的比重、再用水回用率、复种指数均稳步提升;农业亿元产值用水量略微降低。
情景Ⅲ:设定第一产业GDP增长率降低幅度与情景Ⅰ相似;工业GDP增长率明显降低,2016年降低到情景Ⅱ2020年45%的水平,到2020年工业GDP增长率降低到40%;第三产业GDP增速明显提高,2016年达到164%,2020年达到185%;再用水回用率以及复种指数在情景Ⅱ的基础上继续提高,工业废水治理费用占工业GDP的比重略微提升,与情景Ⅱ相似,农业亿元产值用水量在情景Ⅱ的基础上继续降低。
情景Ⅳ:第一产业GDP增长率、工业GDP增长率显著降低,降幅较情景Ⅱ相比较大。其中,第一产业GDP增长率到2020年降低到43%,工业GDP增长率降低到35%;第三产业GDP增长率显著提高,到2020年第三产业GDP增长率达到268%,工业废水治理费用占工业GDP比重显著增加,再用水回用率、复种指数显著提高,与情景Ⅲ相比提升幅度较大,农业亿元产值用水量明显减少。
22模拟结果分析
情景模拟结果分析目的在于找出适合山东半岛蓝色经济区的较为理想的发展模式,因而指标变量的选取至关重要,它能够反映区域复合系统的基本情况。图2至图5为模型运行得出的指标变量变化趋势图,表3为模型运行得出的各项指标模拟值。
从仿真模拟出的结果可以看出:
情景Ⅰ发展模式是逐步降低第一产业GDP增长率,略微增加工业GDP增长率,同时第三产业GDP增长率稳步提高;工业废水治理费用占工业GDP比重、复种指数、农业亿元产值用水量维持在2012年的水平。从模拟结果可以看出,区域GDP增速从2016年开始增幅略高于目前发展模式;COD存量与目前发展模式相比无明显差异;可用水资源量下滑趋势明显降低,低于目前发展模式下的水资源量,供水形势严峻,2016年供水缺口为1375亿立方米,2020年供水缺口达到2891亿立方米;耕地压力指数与现状相比,无明显变化,耕地压力形势严峻,容易产生粮食危机。
情景Ⅱ发展模式是在稳步降低第一、二产业GDP增长率的前提下,在情景Ⅰ的基础上提高第三产业GDP增长率的速度;同时工业废水治理费用占工业GDP比重、复种指数稳步提高,再用水回用率从2013年的40%提高到2016年的45%、再到2020年的48%,农业亿元产值用水量减少缓慢。从模拟结果可以看出,区域GDP与情景Ⅰ相比,无明显差别,但增速略高于情景Ⅰ;COD存量增长趋势趋于平缓,明显低于情景Ⅰ,到2020年COD存量为54741万吨,明显低于情景ⅠCOD存量2020年87036万吨的水平;可用水资源量减少趋势明显低于情景Ⅰ,但供水缺口仍然存在,2016年供水缺口为105亿立方米,2020年供水缺口为2211亿立方米,耕地压力指数呈现降低趋势但依然高于1,耕地压力依然明显。
情景Ⅲ发展模式是第一、二产业GDP增长率降幅与情景Ⅰ相似,但低于情景Ⅱ,第三产业GDP增长率较情景Ⅱ相比增幅较大,2016年第三产业GDP增长率为164%,2020年为185%;同时工业废水治理费用比重提高,与情景Ⅱ相比,无明显差别,再用水回用率2016年提高到48%,2020年_到50%,农业亿元产值用水量降低幅度高于情景Ⅱ。从模拟结果可以看出,区域GDP增速略高于情景Ⅰ和情景Ⅱ;COD存量增速明显低于情景Ⅰ和现状发展模式,但高于情景Ⅱ,可用水资源量降幅低于情景Ⅱ,耕地压力指数明显低于情景Ⅱ, 2020年耕地压力指数为126,耕地压力依然存在。
情景Ⅳ发展模式是明显降低第一、二产业增长率,同时大幅提高第三产业GDP增长率,到2016年,第三产业GDP增长率为185%,2020年达到268%;工业废水治理费用比重明显加大,再用水回用率、复种指数明显提高,农业亿元产值用水量明显降低。从模拟结果可以看出,区域GDP增长幅度明显高于情景Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,区域GDP规模2016年为417429亿元,2020年达到942623亿元,人均GDP明显提高;COD存量大幅度降低,从2016年开始COD存量开始降低,到2020年,COD和氨氮治理明显,水环境明显改善, 2016年供水缺口为695亿立方米,2020年供水缺口为1176亿立方米,间接提高了水资源可用量;耕地压力指数2020年为098,低于1,耕地压力明显改善。
3结论与建议
根据以上分析可以得出在情景Ⅰ中虽注重产业结构调整,但产业结构调整比例不明显,COD和氨氮环境压力形势较现状发展更加严峻,耕地压力指数较大,耕地压力明显;情景Ⅱ调整了经济产业结构,第一产业增速降低,第二产业增速小幅增高,第三产业增速较情景Ⅰ稳步提高,同时提高环境治理费用,提高再用水回用率,环境压力明显减小,但可用水资源量的紧张程度依然明显,供水缺口比情景Ⅰ有所减少,耕地压力指数与情景Ⅰ相比虽有所下降,但依然高于1,耕地压力明显;情景Ⅲ第一、二产业增速逐步降低,第三产业增速有较大提高,环境治理费用比重、再用水回用率、复种指数提高,农业亿元产值用水有较明显的减少,环境压力比情景Ⅰ明显缩小,与情景Ⅱ相比有小幅增加,供水缺口低于情景Ⅰ、Ⅱ,水资源紧张程度依然存在;情景Ⅳ是着重加大产业结构调整,明显降低第一、二产业增长速度,大幅提高第三产业增长速度,环境治理投资比重增大,再用水回用率明显提高,农业亿元产值用水量明@较少,到2020年,区域经济产值达到942623亿元;COD存量2016年为471253万吨,到2020年COD存量基本消除,COD和氨氮治理明显,水环境压力明显改善;供水缺口2016年为695亿立方米,2020年为1176亿立方米,有效缓解了水资源紧张程度。通过以上结论,推荐情景Ⅳ为山东半岛蓝色经济区发展方向的最优情景。
通过上述四种情景发展模式的仿真模拟结果,提出如下建议:(1)结合山东半岛蓝色经济区6市差异,进一步推动产业结构优化升级,降低第一、二产业的比重,大力提高第三产业比重,推动宏观产业结构优化,形成合理的产业结构发展模式,以进一步提高经济发展的质量和效益;(2)以“保持经济平稳增长、水资源消耗低增长”为发展模式,推进节水减排计划,合理分配水资源用水量在各产业结构中的比例;(3)出台相关的政策和提高排污标准,制定相应的评价体系,通过增加工业废水治理费用,大力发展废水再回用水的循环利用率,从而达到减少水环境污染、增加水资源量的双重效果。
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通过东江湖库区当前以水为核心的资源环境的健康状况调查,构建水环境承载力评价体系,运用主客观赋权法,测度了2001—2011年东江湖库区水环境的承载力,结果表明东江湖库区水环境承载力呈现整体稳定伴有小幅度下滑的趋势,资源环境与人类经济社会的发展可能存在不协调的状况。在此基础上,对东江湖库区资源环境系统与社会经济系统的综合评价指数及其两者之间的协调发展度进行了测量,结果发现,东江湖库区2001—2011年期间大多数年份资源环境与社会经济的关系为中度协调,部分年份出现了初级协调、勉强协调的情况;库区的资源环境与社会经济之间协调程度不高。最后,提出了推动东江湖库区资源环境与社会经济协调发展的对策建议。
关键词:
水环境承载力;协调发展;东江湖库区
东江湖库区位于湖南省南部郴州资兴市境内,是国家“六五”重点能源工程——“东江水电站”的蓄水水库,拥有81.1亿m3优质水源,是湖南省唯一、全国少有的大型优质水源,是“长株潭”两型社会综合改革试验区的战略发展资源。东江湖大量的优质水源,更是承载这一带生态环境的基础。东江湖库区的保护,不仅指保护水资源,更是意味着对库区内整体生态环境的保护。我国政府十分重视东江湖库区的保护工作:2002年3月,《湖南省东江湖水环境保护条例》的正式施行,让东江湖成为全国第一个受专门立法保护的人工湖泊。10年后,东江湖被纳入全国第二批湖泊生态环境保护试点范围。2013年,东江湖入选国家重点支持湖泊。东江湖库区不仅要受保护,也要发展。长期以来,为了支持东江湖库区的保护工作,库区居民做出了巨大的牺牲,库区内往往是“有田不能耕”、“有水不能渔”、“有林不能用”、“有矿不能挖”。大量退耕还湖、网箱上岸、后靠的移民,由于没有了经济来源而生活困难,而政府对其的补贴不能完全及时到位,库区居民保护东江湖的积极性受到打击,东江湖库区的经济发展也受到了限制。要处理东江湖库区资源环境的保护与社会经济发展的关系,使当地社会经济与资源环境实现协调发展,在当前背景下,探索东江湖库区水环境承载力的状况很有必要。
1文献综述
关于水环境承载力的研究,主要集中在我国,国外相关研究较少,一般是在可持续发展相关文献中简要地提及,并未对水环境承载力进行系统的专门的研究。在我国,郭怀成、彭静、曾维华对水环境承载力的定义进行了细致的研究[1-3]。学者们普遍认为水环境承载力是指某一区域某一时期内,特定社会生产条件及经济发展水平下,以水为核心的资源环境有机整体在自身结构、功能不受破坏的前提下所能提供的承载人类社会活动的能力。它不仅仅是指水资源本身的承载能力,还包括以水为核心的、相互联系的生态系统的承载能力。由于水环境承载力研究涉及的范围广、内容较为复杂,近年来,国内学者对水环境承载力在传统的评价方法基础上进行了综合与创新,并提出了大量的量化水环境承载力的研究方法,包括运用模糊综合评价法、多目标决策法、系统动力学仿真模型法以及人工神经网络模型法等等。不同的学者在研究不同对象时会针对性地采用不同的量化方法,也由此选择有针对性的指标[4-9]。1966年,经济学家肯尼斯•鲍尔丁首次提出生态经济学的概念,用系统分析的方法论证了经济与环境的相互关系[10]。1973年,Mishen提出Satiation论点,认为经济的发展会受到资源环境的约束[11],之后我国的袁旭梅、白华、刘耀彬等对社会—经济—生态复合系统协调开展了研究[12-14]。以上研究在水环境承载力的量化、指标选取上缺乏统一的方法与标准,大多选取相对量的指标、契合研究对象的针对性的指标,缺乏定性与定量结合的评价标准,即水环境承载力能力高低划分的研究还有待发展。水环境承载力的评价可以反映区域社会经济与资源环境的契合程度,对于促进社会经济可持续发展具有重要的现实意义。
2东江湖库区水环境承载力综合评价
2.1东江湖库区的基本情况及环境承载力评价指标体系的建立东江湖库区地处113°08′E~113°44′E,25°34′N~26°18′N之间,总面积4719km2,库区包括资兴、汝城、桂东、宜章四个县市,52个乡镇。水域面积160km2,总库容91.48亿m3,是湘江上游具有战略性意义的人工湖泊,在发电、防洪、旅游、生产生活用水等方面发挥着重要作用;主要入湖河流包括浙水、滁水、资兴江、沤江和淇江等,其中二级支流浙水、沤江的上游分别处于汝城和桂东县境内。水环境承载力评价是联动资源、环境、经济、社会动态变化的综合性评价。在综合考虑东江湖库区的现实情况后,水环境承载力评价模型应包括水环境承载力水平(A);资源子系统(B1)、环境子系统(B2)、经济子系统(B3)、社会子系统(B4),以及具体的评估指标体系。
2.2东江湖库区水环境承载力数据来源及水平测算综合考虑数据的代表性、可获得性以及后续对策建议的可操作性,本文选取2001—2011年资兴、汝城、宜章、桂东四地的数据进行综合计算,得出东江湖库区2001—2011年的水环境承载力水平。所有数据均来源于2002—2012年《郴州统计年鉴》。在灰色物元分析的基础上,综合运用熵值法和层次分析法对水环境承载力各评价系统进行主客观赋权,以有效避免由人工直接赋权而导致的评价指标体系和评价结果的主观性;同时计算得出的各评价子系统和评价指标的权重,在科学赋权方法的使用下,更能反映出东江湖库区的水环境承载力的实际情况。首先构建判断矩阵,将资源、环境、经济、社会各子系统对水环境承载力的重要程度进行两两比较,然后听取专家意见,认为资源与环境子系统比经济和社会子系统更重要,重要程度之比为2。建立判断矩阵后,计算得到各个子系统在水环境承载力评价体系中的权重。经计算,得出各指标在各子系统中的权重以及在总系统中的权重,据此构建水环境承载力综合评价指标体系,结果见表2。
测算结果中占权重较大的指标,既有来自资源环境层面的,也有来自经济社会层面的,表3水环境承载力的测算结果较为理想,能够真实地反映出东江湖库区的情况。现对权重较大的各指标进行分类分析:①涉及到区域人口数量以及城镇化发展水平的指标:人均水资源量(0.0873)、人口密度(0.0592)、人均水田耕地面积(0.0469)、人均水库养殖面积(0.0446)、城市化率(0.0403)等,这些指标的权重系数较大,揭示了库区人口的增长,给当地环境、资源带来了一定的压力,易导致资源分配不均甚至稀缺的问题,对东江湖库区水环境承载力水平影响较大;②与人类经济社会活动及水资源开发程度有关的指标:乡办水电站发电量(0.0842)、工业废水中COD排放量(0.0821)、单位农作物播种面积农药使用量(0.0745)、工业废水达标率(0.0557)等指标的权重相对较大,也揭示了不论是人类对水资源的开发还是农业、工业等产业发展活动,都会对东江湖库区资源环境,尤其是水资源造成显著的影响,特别是农业养殖、工业发展中废水的排放,会直接影响水体,进而影响水中有关生物及水体周围的自然环境;③与社会经济发展水平的指标:第三产业占GDP比重(0.0483)、农业产值占GDP比重(0.0415)等指标权重较大,反映出东江湖库区采用何种发展模式,与库区资源环境保护水平息息相关。若是采用粗放型的经济发展模式,极易降低库区水环境的承载能力;反之,如果改革转型,走绿色发展的道路,既保护了东江湖库区资源环境,也能提高其水环境承载力水平,由此更好地促进社会经济的发展。由此结果可以得出以下结论:东江湖库区水环境承载力水平的高低,不仅取决于当地自然资源环境条件,更多的是与库区周边的人类经济社会活动有关。通过测算,得出东江湖库区2001—2011年的水环境承载力水平见表3。
由表3可知,东江湖库区资源子系统、环境子系统与水环境承载力的变动趋势基本一致,说明区域水资源的丰沛程度、区域水环境的好坏与水环境承载力密切相关。而经济子系统总体呈现波动上扬的态势,社会子系统则因人口密度增大,城镇化的不断提高而呈现缓慢下滑的趋势。东江湖库区水环境承载力水平在2001—2011年期间,整体波动幅度不大,大致保持在(0.5,0.7)的区间范围内,说明这些年间,政府采取的针对东江湖库区的保护工作还是取得了一定的成效。但是,结合11年间各个子系统水平的大致走势以及2011年的数据进行分析,不难看出,尽管环境子系统在2008—2010年间有小幅度的改善、社会子系统在2010—2011年间有所上升、经济子系统总体呈波动上扬态势,但总体来说,其余子系统及水环境承载力整体均呈现下滑的趋势,可以看出东江湖库区局部水质恶化、水环境污染加重的情况仍然存在。为了更加直观明了地反映东江湖库区历年来水环境承载力水平变化情况,不考虑四个子系统的变化走势,绘制图1。由图1看出,2001—2011年间东江湖库区水环境承载力波动幅度不大,但整体呈现下降的趋势,其中,最大值为0.7103,最小值为0.4924。关联度介于0和1之间的,越接近1,承载力水平越高。参照这个标准,会发现东江湖库区水环境承载力水平并不是很高,仅处于中等水平。水环境承载力是一个反映资源—环境—社会—经济的复合生态系统的指标,水环境承载力水平不高的实证结果,意味着东江湖库区近年来资源环境与人类经济社会的发展可能存在不协调的状况。故本文将在原有水环境承载力评价体系的基础上,进一步细分为资源环境与经济社会两大模块,对两者的协调度进行深入分析。
3东江湖库区资源环境与社会经济协调发展的实证分析
3.1资源环境系统与社会经济系统发展水平的计算
3.1.1无量纲化处理。为保证计算结果的科学性、客观性及准确性,对各指标的原始数据进行无量纲化的处理,即标准化处理,使各指标数据最终值落在[0,1]区间内,且使其离散程度标准差最小。
3.1.2确定权重。按照层次分析法的思路确定指标权重。在听取了相关领域专家意见后,根据知识与经验对每一项指标的重要性进行打分,确定各个指标间的相对重要程度,并结合使用熵值法,计算各指标权重,最终将这两者进行综合运算,得出各指标的最终权重值,见表4、表5。
3.2结果分析①从总体上说,2001—2011年期间,东江湖库区社会经济发展水平呈稳步上升趋势,其中2008、2009和2011年增长速度分别为17.04%、7.81%、10.31%,资源环境水平则呈现为整体逐步下滑的趋势,最高值为2002年0.7526,最低值则出现在2011年,仅为0.2241。②由图2可以看出,2001—2008年期间,东江湖库区社会经济发展水平均低于资源环境水平,两个系统之间的差距随着时间的推移在逐渐减小;在2009年,社会经济发展水平略高于资源环境水平,达到两者差距最小;2011年,社会经济发展水平超过资源环境水平0.2个单位。
4结论与建议
实证过程中发现2001—2011年东江湖水环境承载力水平整体波动不大但存在个别年份水环境承载力有所下降的情况,表明东江湖库区保护工作仍任重道远;经主客观赋权这一科学方法计算得出的水环境承载力评价体系中,可以看出东江湖库区本身的气候气象,当地工业、农业的发展水平,对东江湖库区水环境承载力水平的影响较大;经过协调发展度的测算,可看出近十年来,东江湖库区资源环境与社会经济发展并未达到足够协调的程度,其中大部分年份都是社会经济发展滞后于资源环境的保护,表明当地政府为了保护东江湖而牺牲了应有的发展,损害了库区居民的利益。为了东江湖库区的长远健康发展,改善库区协调发展水平,从加速经济发展、重视生态补偿及生态保护、各县市加强协作等方面,提出以下建议:第一,推进东江湖库区资源配置市场化,打造产业联盟。东江湖库区拥有81.1亿m3的优质水源,在不破坏东江湖库区生态环境的前提下,将可以利用的资源整合起来,逐步合理地放宽东江湖库区资源配置途径,与其他地区形成产业联盟,将东江湖库区的“输血”功能最终转换为“造血”功能,推进当地的经济发展水平。第二,推进东江湖库区生态补偿机制的法制化水平,积极修订与完善生态补偿机制与办法。东江湖库区居民为保护当地生态环境致使自身发展的利益受到损害,但因东江湖优质水源而受益的中下游城市却没有做出任何补偿。因此需尽早出台及完善针对东江湖库区的科学合理的环境保护法、生态环境保护法、生态补偿法及生态补偿条例,给东江湖库区生态补偿机制的落实奠定法律基础。第三,加强东江湖库区生态环境治理。为加强林业生态保护,东江湖库区中大部分的林木资源已被划分为生态公益林,禁止库区居民随意砍伐,国家对公益林的补贴价格是10元/亩•年,这个价格远远低于市场价格。为此,需要进一步提高生态公益林的补偿标准。此外还需加大对东江湖库区内污染源的整治力度,建立污水处理的基础设施,建立垃圾回收及分类处理制度。第四,库区内各县市间加强沟通协作。东江湖库区包括资兴市、宜章县、汝城县和桂东县,各个县市之间由于自身地理位置、人文环境的不同,如今发展势头各不相同,能够利用的资源也是各有差异。其中,资兴市是发展较为迅速的,是东江湖库区保护的主要牵头县市;汝城县和桂东县均为国家级贫困县,可用资源有限,本地发展实力有限。在东江湖库区协调发展的过程中,四个县市之间需要加强生态环境保护和社会经济发展的协调,积极打造东江湖库区整体发展的规划,全面推进各县市的协调发展。
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【关键词】水资源;现状;煤炭对地下水污染;防治
中图分类号:TV213 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
煤炭中含有大量的元素,其在开采和加工过程中,会对地下水造成不同程度的污染。面对当前水资源匮乏的现状,如何加强煤矿开采和加工过程中对地下水的污染防治,是摆在我们面前的一个重点问题,也是难点问题。
二、当前我国地下水污染现状
地下水占中国水资源总量的1/3,也是居民生活用水的重要来源。2011 年,全国共200 个城市开展了地下水质监测,其中“较差”、“极差”水质监测点比例为55%;与2010 年相比,15.2%的监测点水质变差。全国90%的地下水遭受不同程度污染,60%污染严重。地下水污染与地表水污染有明显的不同:一是地下水的污染源不易确定;二是在排除地下水污染源之后,进入其含水层的污染物仍将长期产生不良影响。
三、地下水中的污染源
我国地下水开采以每年25 亿立方米的速度递增,由于地下水占到水资源总量的1/3,全国近70%的人口饮用地下水,因此地下水是重要的饮用水源。但地下水正在面临污染加剧,我国大约有90% 的地下水正在遭受着不同程度的污染。进入地下水的污染物有人为因素,也有自然过程。我们常说的地下水污染是人为因素造成地下水水质恶化的现象。
质种类繁多,一般根据物质成分及其对人体的影响划分为地下水细菌污染与地下水化学污染两大类,也有人把地下水的热污染单独划分一类,而成为三种类型划分。细菌污染与热污染的时间与范围均有限;而化学污染则常具有区域性分布特点,时间上长期稳定,难以消除。地下水污染源具体包括:
1、自然源:无机物、痕量金属、放射性元素、有机物、微生物。
2、农林业污染源:化肥、农药、禽畜粪便、灌溉回归水、秸杆残余、造林与砍伐。
3、城市污染源:生活固体废物处置、生活废水排放、废水集中排放、废物堆场、其他城市污染源。
4、工矿业污染源:尾矿、采矿排水、采矿废水、工业固液废物、废水回注井、倾泄与滴漏。
5、管理失误造成的污染源:地下水源地选址失误、咸水入侵、海水入侵、成井失误、废弃钻孔、无序土地开发和灌溉。
四、造成地下水污染主要的因素
根据分析,管网建设滞后、污水直接排放、固体废弃物渗滤液、开采活动、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、管网建设滞后:城市快速扩张,管网维护保养不及时,污水外渗进入地下水体。
2、污水直接排放:部分工业企业通过渗井、渗坑和裂隙排放、倾倒工业废水,造成地下水污染。
3、固废渗滤液:城市生活垃圾处理能力尚存较大缺口,垃圾渗滤液对地下水形成巨大威胁;监管不严,2008 年新的渗滤液标准尚未全面实行,国内大量垃圾填埋场需改造;全国超过2 亿吨工业废弃物待处置,渗漏污染地下水。
4、开采活动:石油化工行业勘探、开采及生产等活动显著影响地下水水质。
5、土壤污染物淋溶:国内土壤污染问题相当严重,其中一些污染物易于淋溶,对相关区域地下水环境安全构成威胁
6、地表水污染:在地表水污染较严重地区,因地表水与地下水相互连通,地下水污染十分严重。
五、采煤与煤加工对地下水的污染
1、采煤
煤的采掘生产活动需排放各类废弃物,如矿坑水、废石和尾矿等。这些废弃物的不合理排放和堆存,对矿区及其周围地下水环境构成了以下危害:
一是矿坑充水。矿坑充水使处于封闭状态的煤系地下含水层与空气接触, 由于煤层中含有大量的黄铁矿及其他金属硫化物, 矿坑充水可在较短时间内使地下水形成酸水。
二是废石、尾矿。废石经过雨水的冲泡之后所形成渗滤液会对矿区地下水带来危害,具体情况根据废石所含微量元素的不同影响程度也不相同。
煤矸石和粉煤灰渗滤污染地下水。在煤矿区,煤矸石分布广泛,粉煤灰在灰场区内排放堆存,在雨水和洒水作用下,煤矸石和粉煤灰中有毒有害元素可渗滤进入土壤,并向浅层地下水迁移,污染浅层地下水。
2、煤燃烧
煤在燃烧时会释放出重金属。在高温燃烧时难以气化的重金属元素在燃烧过程中被飞灰和底渣所吸附, 存留灰和底渣中,再经冲灰渣水排至贮灰场。灰渣中的部分可溶的微量重金属元素会因雨水冲洗、渗透等原因渗入地下水中,对地下水体造成污染。
3、 煤气化
煤的地下气化。是通过直接对地下蕴藏的煤炭进行可控制性的燃烧产生煤气后,输出地面的一种能源采集方式。煤的地下气化对地下水产生的有机污染物是酚类化合物且主要是石炭酸。在煤的地下气化带附近:一是煤层高温分解的有机污染物向周围岩层的扩散和渗透; 二是有机污染物通过地下水的渗透向含水层四周迁移;③逸出的气体如氨气、硫化物在溶解后会改变地下水的pH、Eh 值, 进而影响地下水的BOD 和COD。
六、煤炭开发对地下水污染的防治措施
1、充分利用矸石山
要消除矸石山灾害, 最好的办法是使其变废为宝进行综合利用。煤矸石的利用途径,分为以下三类:一是煤矸石的热能利用。利用煤矸石中含有一定数量煤炭的性质进行回收;二是煤矸石的建材利用,煤矸石作为建筑材料,是当前煤矸石综合利用的主要途径,技术相对比较成熟;三是煤矸石的其它方面利用。
2、地下含水层保护措施
消除地下水污染源和切除污染物渗入地下含水层的途径。如禁止用渗坑、渗井方式排放废水;严格控制污水灌溉水质;采矿过程中注意矸石及尾矿堆放点的选择;酸性矿井水、高矿化度矿井水经处理后方可外排;建立地下水动态监测网,及时发现水量、水质变化,找出影响因素。
3、煤燃烧前净化技术
一是清洁的加工技术。指在减少污染和提高利用效率的煤炭洗选加工、燃烧转化、烟气净化和污染控制等一系列新技术的总称,是使煤炭释放的污染控制在最低水平,达到煤炭的高效清洁利用的技术。
二是洗选煤技术。煤炭洗选是洁净煤的源头技术,煤炭通过先进的物理选煤技术可降低原煤灰分50%——80%,脱除黄铁矿硫60%——80%。洗选煤是降低燃煤烟尘和SO2,直接有效的洁净技术。采用先进的洗选技术可使煤中重金属元素含量明显降低。
三是型煤技术。是利用一定比例的粘结剂或固硫剂将一种或数种煤粉, 在一定压力下加工成具有一定形状和一定理化性能的煤加工技术。使用型煤的环境效益和节能效果非常明显。
4、煤燃烧后净化技术
采用高效除尘器脱除亚微米颗粒, 使重金属与煤灰尘一同减少; 如湿式烟气脱硫技术能有效地控制易挥发重金属元素;烟道后处理系统,采取能同时净化多种污染物的多段净化装置。
5、 矿区废水的控制技术
在矿区采取各种措施,严格控制废水的排放量,减少废水对地下水的污染。包括:
(1)改革生产工艺,尽量减少废水排放量。如选矿厂可采用无毒药剂代替有毒药剂,选择污染程度小的选矿工艺,减少选矿废水中的污染物质。
(2)循环用水,一水多用。开展水采矿井煤泥水处理技术的研究, 使水采煤泥和洗煤厂洗煤煤泥经浮选后全部厂内回收。
七、结束语
世界能源的紧张,需要加大对我国煤炭资源的开采和利用。水资源的匮乏,需要加强对水资源的保护。这两个方面是同等重要,不能只抓一面而放弃另外一面。因此,在煤炭开发利用的过程中,就要在各环节加强对地下水的保护。
参考文献
[1] , 燃煤污染现状及其治理技术综述[J]煤炭资源,2012
[2] 李曼,我国地下水污染现状及防治对策[J]环境保护,2011
关键词 类紫根凤眼莲;微生物菌剂;氨氮;总磷;去除率;比较
中图分类号 X52 文献标识码 A 文章编号 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
凤眼莲(Eichhornia crassipes Mart.)俗称水葫芦,雨久花科凤眼莲属,多年生漂浮性草本植物。水葫芦生长繁殖快、耐污能力强,且能够快速、高效地从水体中吸收氮磷营养盐,同时水葫芦根系能够分泌大量的化感物质及具有抑制藻类生长等能力[1],是最合适的快速移除水体中氮磷的水生生物[2]。但在实际应用中,由于水葫芦超强繁殖能力往往会带来很多负面作用。因此,对水葫芦的诱导变异成为一项研究热点。受云南那中元团队对水葫芦的诱导变异形成“巨紫根凤眼莲”启发[3],将前期研究利用萘乙酸诱导形成了根系长度可达25 cm以上的凤眼莲命名为“类紫根凤眼莲”[4]。
水生植物对环境的修复是环境、植物、根际微生物等多方面共同作用的结果。植物根部及相应水环境中具有大量的多种微生物,这些微生物与植物间的相互作用非常复杂,在某些情况下,植物与微生物是互惠互利的[5],而这种互惠关系是植物能够对环境中的污染物进行降解的主要原因[6]。本研究旨在通过试验比较类紫根凤眼莲与普通凤眼莲对富营养化水体中氮磷的吸收能力。同时,尝试在水环境治理中引入液体微生物混合菌剂,通过水生植物与微生物的协同作用以增强净化水质的效果。一旦此法可行,有望探索出一种价格低廉有效的组合生态修复技术。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 凤眼莲来源。一种为江苏省常熟郊区自然河道采集的普通凤眼莲;另一种为在普通凤眼莲基础上经诱导培育的类紫根凤眼莲。筛选性状相似、生长一致的凤眼莲植株,分组培育,备用。
1.1.2 水样选择。水样取自常熟市区城市河道的富营养化水体,该河道旁集中分布有饭店、小型生产厂房等,水样具轻微黑臭,其初始氨氮含量为4.2 mg/L,总磷含量达到1.7 mg/L。
1.2 试验方法
1.2.1 液体菌剂的制备。在无菌条件下取1 g自主研发的高效微生物菌剂,加入到装有100 mL无菌水的锥形瓶中,置于30 ℃、180 r/min的摇床上振荡活化24 h。培养基制备:按照培养配方称取牛肉膏10 g、蛋白胨10 g、酵母粉5 g、柠檬酸氢二铵2 g、无水乙酸钠5 g、磷酸氢二钾2 g、MgSO4・7H2O 0.58 g、MnSO4・4H2O 0.25 g、葡萄糖20 g,加水搅拌均匀后定容至1 000 mL,制备好的培养基分装至三角瓶,并置于高温灭菌锅中,在121 ℃的条件下灭菌20 min。
取活化好的菌剂接种到培养基中,接种量为10%,并置于25 ℃、240 r/min的摇床上培养24 h至OD600达到0.4,将制备好的液体菌剂吸取2 mL的量投入含有4 L生活污水的培养桶内。
1.2.2 处理方法。选用塑料桶(上部内径20 cm,下部内径15 cm,桶高20 cm)作为试验容器,桶外裹以黑纸以模拟根系黑暗环境。每桶中加入刚采集的生活污水4 L。将前期挑选出来的普通凤眼莲及类紫根凤眼莲各分成2组(A、B组),每组3桶,每桶3株(合计18株),在其中一组中加入活化的液体混合菌剂。3桶只加入液体混合菌剂和3桶空白对照组(CK),共计18桶。
培养条件:所有分组保持培养条件一致,均是放在光照充足、通风状况良好的自然条件下进行培养,每7 d加1次生活污水,加水量1 L,每15 d测1次水样中氨氮与总磷的含量。
1.3 数据处理
利用Excel软件进行数据处理,用Origin软件作图并进行显著性差异分析。
2 结果与分析
2.1 不同处理对水样中氨氮含量的影响
由图1可以看出,水样最初的氨氮含量均为4.2 mg/L,空白组在整个试验过程中氨氮浓度基本没有发生变化。而其他处理组经过15 d的培养各桶的氨氮含量都在减少,其中去除效果最明显的是类紫根凤眼莲及液体混合菌剂的组合。培养至30 d氨氮的去除效果有了比较显著的差异,普通凤眼莲、液体菌剂单独使用时效果不及类紫根凤眼莲、普通凤眼莲与菌剂混合,类紫根凤眼莲与菌剂混合的效果强。培养至45 d的结果更加明显,其中氨氮去除率最强的是类紫根凤眼莲与液体菌剂联合作用组,与空白对照组相比差异极显著。效果其次的是普通凤眼莲与菌液组合。菌液单独处理效果最差。
2.2 不同处理对水样中总磷含量的影响
由图2可以看出,随着培养时间的延长,水样中的总磷含量都在不断减少,只有空白的污水中总磷的含量基本保持不变。其中,类紫根凤眼莲与液体菌剂共同作用的水样总磷浓度下降最为明显,其次是类紫根凤眼莲单独作用,与普通凤眼莲加菌剂的效果较为接近;但就单一处理来说,凤眼莲对降低总磷浓度的能力比液体混合菌剂单一处理作用效果明显。经过45 d处理,类紫根凤眼莲和液体菌剂组合使水样中总磷含量从最初的1.7 mg/L降至0.25 mg/L,差异极显著。与氨氮有所不同的是,在降低总磷浓度的效果中,类紫根凤眼莲单独使用比普通凤眼莲与菌剂组合的效果强。
2.3 不同处理对水样中氨氮的去除效率
由图3可以看出,氨氮的去除效率各处理组有很大的区别,其中类紫根凤眼莲与菌剂组合去除效率最高,为55%;单独使用菌液的去除效率最低,为27%。其次,还可以看出普通凤眼莲去除氨氮的效果明显比菌果好,而类紫根凤眼莲的去除效果明显比普通凤眼莲的效果好。普通凤眼莲与菌剂混合的去除效果介于类紫根凤眼莲与普通凤眼莲之间。
2.4 不同处理对水样中总磷的去除效率
由图4可以看出,单独使用凤眼莲去除总磷的效果比单一菌液好,类紫根凤眼莲去除效果也比普通凤眼莲好,普通凤眼莲与菌液组合使用效果与类紫根凤眼莲与菌液组合后的效果相类似。组类紫根凤眼莲与菌剂混合后经过45 d的培养对于总磷的去除效率能力最强,达到85%。与氨氮去除率相比,该组合在总磷的去除能力上尤为突出。
3 结论与讨论
从试验结果中可以看出,凤眼莲对富营养化水体的净化效果与凤眼莲的品种直接相关,类紫根凤眼莲与普通凤眼莲两者之间不仅从外观形态上有着非常明显的不同,进而在本试验结果上表现出明显的区别。表现为在氨氮与总磷的去除效果上类紫根凤眼莲都比普通凤眼莲强,此结果与唐静杰等[7]、徐在宽等[8]利用改良凤眼莲品种得到净水效果类似。其原因为植物对于氮磷的需求主要由根系从周围环境吸收,由于类紫根凤眼莲具有非常强大的根系,其相应的吸收能力也会有所增强。
本试验所采用的微生物菌液是在自主研发的高效微生物菌剂的基础上克服固体菌剂相对活性较弱、效率较低的缺点,改用生产周期短、活性高的液体菌剂加以应用。该菌液为含有乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌等多种微生物的混合菌液。但从单一使用试验结果来看其效果并不突出,其主要原因是微生物对污水的净化主要作用于有机物,而对氨氮、总磷的直接作用较小。但在与凤眼莲组合使用之后,无论是类紫根凤眼莲还是普通凤眼莲其净化效果都得到了加强。这是因为微生物一方面可以吸收利用氨氮及有机磷,同时还可以促进水葫芦根系的生长及吸收,二者对污水起到协同净化的作用[9]。富营养化水样经过类紫根凤眼莲与液体混合菌剂组合处理,由一开始氨氮4.2 mg/L、总磷1.7 mg/L的浓度下降为氨氮1.89 mg/L、总磷0.24 mg/L,氨氮去除效率达到了55%,总磷去除效率达到了85%,显示最好的净化效果。此结果与其他水生植物的净水效果相比毫不逊色[10-12]。而且此效果是在短期处理中得到的,相信随着处理时间的延长,净水效果还会进一步凸显。值得注意的是在实际应用当中还需考虑快速增长的凤眼莲后期的处理问题。凤眼莲的后期处理不仅只集中于打捞和收集,其资源化利用极其广泛,目前凤眼莲已被应用于制作饲料,制备肥料;同时还被应用于制作清洁燃料能源等[13]。故利用合适的水生生物如类紫根凤眼莲与微生物技术相结合作为一种价格低廉有效的组合生态修复技术是切实可行的。
4 参考文献
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[8] 徐在宽.水葫芦对水质改良效果的研究[J].南京林业大学学报(自然科学版),2000(增刊1):97-102.
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[11] 刘燕,万福绪,王瀚起.不同水生植物对富营养化水体氮磷的去除效果[J].林业科技开发,2013,6(3):88-92.
关键词:资源环境;经济增长;创新驱动;环境效率;环境全要素
中图分类号:F061.3;F062.1;F74 文献标识码:A
文章编号:1002-2104(2015)12-0025-10
改革开放以来,我国经济发展取得了举世瞩目的成就,以年均9.5%的GDP增长率创造了“中国式奇迹”。但我国在取得经济增长的同时,也面临环境污染、资源消耗等困境。据估计,中国环境污染成本已占GDP的8%以上,发达地区环境成本更高达GDP的 10%。再如,世界经济论坛(WEF)的《2014年世界环境绩效指数报告》和《2014 年全球能源架构绩效指数报告》显示,中国环境绩效在178个国家中排名118位,能源绩效排名从2013年的74位跌落到85位。由此可知,我国经济快速增长引致的“高能耗、高排放、高污染”问题已日益严重。由于资源和环境不仅是经济发展的内生变量, 而且是经济发展规模和速度的刚性约束。由此,严峻的资源环境形势已对我国经济增长形成硬约束。从2011年开始,我国经济增速持续下滑,进入到次高增长阶段的“新常态”[1]。面对粗放型发展模式引发的资源和环境双重压力,我国提出“和谐社会”、“科学发展观”和“中国梦”等治国方略,并且着力推行资源节约型、环境友好型的生产和消费方式,旨在实现可持续发展。
为转型经济发展模式,实现向低碳经济的转型,我国“十二五 ”规划纲要提出,在2010-2015年资源节约和环境保护方面,要实现单位GDP的能耗降低16%,单位GDP的CO2排放降低17%、COD(化学需氧量)和SO2分别减少8%。鉴于我国区域空间发展不均衡,区域要素禀赋结构迥异,区域产业结构差异也较大,由此我国各区域的环境效率和环境全要素也具有异质性。因此,如期实现上述目标,依赖于将上述指标科学地分解给各区域,更需要各区域认真贯彻落实。鉴于,环境效率和环境全要素的研究,有助于了解各区域环境效率之间的绝对差异,而且有助于分析各区域环境无效率来源的相对差异,从而有助于提高区域环境效率政策制定的针对性。与此同时,由于技术创新可通过改变能源、资本、劳动力等投入要素的边际生产率来改变其使用量和比例,进而有助于降低能源消耗和碳排放,提高能源效率。特别是当技术进步偏向于在增长中更少使用能源时,技术进步就既能实现减排,又能促进经济增长[2]。因此,本文基于研发驱动理论,构建了包含研发投入的SBM模型,测算了我国东、中、西三大区域的环境效率和环境全要素生产率,探寻了三大区域环境全要素生产率的影响因素,并结合区域差异性提出了相应的政策建议,旨在改善我国的生态环境,加速我国的绿色创新发展。
1文献综述
环境效率指单位环境负荷下某一地区或企业产生的经济价值大小(WBCSD,世界可持续发展工商理事会),是将环境作为一种资源投入,力求环境资源的最小使用和最大产出[3]。基于此,张子龙[4]等学者构建了工业环境效率评价模型,并对我国以及东、中、西部地区环境效率的空间差异及其收敛性进行了研究。然而现有学者测算的环境效率仅反映了经济发展所付出的环境代价,并没有考虑资源代价。而经济增长过程中,除了消耗环境资源外,还会消耗劳动、资本和能源等生产性资源。鉴于此,部分学者构建了综合的环境绩效指标,将生产资源、环境污染以及经济增长纳入同一个测度体系评价经济增长绩效。例如,Fare and Lovell[5]和 Fare and Pasurka[6]采用径向的双曲线型模型测算了环境效率指标。近年来,我国也有学者运用SBM模型测算各省份的环境效率以及环境全要素生产率[7-8],认为能源使用和污染排放是我国环境无效率的主要原因。但现有研究对环境全要素生产率来源存在分歧,刘瑞翔等[9]认为我国环境全要素生产率的提高主要来源于技术进步,而匡远凤等[8]则认为生产效率改善才是我国环境全要素生产率提高的主要原因。
本文认为造成分歧的可能原因是这些研究将资本、劳动、能源生产要素纳入环境绩效的考察体系,但并未考虑研发等创新要素对我国经济增长的贡献,导致测算结果不一。Romer[10]、Grossman & Helpman[11]、Aghion & Howitt[12]等学者指出,R&D对技术进步具有显著推动作用,能够促进科研成果的转化,加快新产品、新方法的实现,从而促进经济增长。一些学者通过省际面板数据的研究发现,R&D投入对全要素增长率有显著促进作用[13];也有学者利用产业和行业数据,论证了研发能够增强技术创新能力和促进生产率的增长[14-15]。与此同时,前人研究亦未从区域角度分析我国环境全要素。而我国区域发展不平衡,东中西部地区经济结构以及技术实力不同,因此有必要从区域角度分析我国环境效率以及环境全要素生产率。
鉴于此,本文根据R&D驱动理论,结合我国资源环境实情,构建了包含研发投入的SBM模型,测算了我国东、中、西三大区域的环境效率;进而结合Luenberger指标测算了我国区域的环境全要素,分析了我国区域环境全要素的演变规律和区域差异。在此基础上,运用Tobit模型对我国东、中、西三大区域全要素增长率的影响因素进行了实证分析,并提出了我国建设资源环境友好型国家的政策建议。
2统计分析
2.1我国区域环境污染的统计分析
近几年我国区域经济取得了长足发展,但区域经济增长质量并未改善。废水、废气和固体废弃物三类污染物排放量巨大,使我国环境污染形势日益严峻。①废水排放量巨大导致水环境污染严重。2013年,东部地区废水排放为366万t,中部地区为190万t,西部地区为100万t。废水排放使全国地表水受到大面积污染,IV类和劣V类水体比例占到38.9%,并产生水体富营养化、有机物污染等环境问题。②二氧化硫、粉尘以及氮氧化物等大气污染严重。二氧化硫主要来源于煤和石油,而煤是我国的主导能源,占能源消费的60%以上。例如,2004到2013年间,东、中、西部地区二氧化硫平均排放量都超过了600万t。再如,我国粉尘污染也不容乐观, 2013年,东、中、西部均达到了400万t,粉尘排放总量为1 278万t。③固体废弃物污染存在“排放量大、利用率低”双重难题。2013年全国一般工业固体废物产生量为32.8亿t,综合利用量为20.6亿t。工业固体废弃物的综合利用率为62%,存在38%的利用空间。上述数据表明,我国粗放型经济增长模式破坏了生态环境。近几年各地区出现的雾霾、PM2.5等一系列环境问题表明,以牺牲环境为代价的经济增长方式是不可持续的。
2.2我国区域能源消耗的统计分析
粗放型经济增长模式虽促使我国成为全球GDP第二大国,但也存在能源消耗大和利用率低等问题,由此我国面临严峻的能源约束形势:①高耗能式经济增长,能源消耗总量不断增加。2010年,我国已成为世界第一大能源消耗国,能源消费总量为32.49亿t标准煤,占全球总量的20.3%。这主要是由于2000年以来,投资的高速增长拉动了钢铁、水泥、电解铝、石化等高耗能产业的迅速扩张,从而使我国能源消耗呈增长态势。②能源利用效率低,能源消耗强度大。能源消耗强度(tce/万元)是反映能源利用率的直接指标。2011年,我国东、中、西部地区的能源消耗强度分别为0.72∶0.95∶1.17,全国的能源消耗强度为0.86。而日本、英国、法国等发达国家能源消耗强度小于0.3。由此可见,我国能源利用水平偏低,与世界先进水平还有较大差距。③能源消费不合理,以煤炭消费为主导。煤炭是我国主导能源,2013年煤炭消费量为247 500万t(标准煤),占能源消费总量的66%。与此同时,我国能源消费结构呈现区域差异性。例如,2012年仅东部地区的煤炭消费比重小于50%,而中、西部地区都接近于60%。由此可知,我国经济增长过程中存在能源消耗总量增加,能源利用效率低,以及能源结构不合理等问题。
2.3我国区域创新要素的统计分析
随着创新型国家战略的提出,我国研发投入逐年递增,但区域间研发活动不平衡,并且存在创新动力不足,创新效率偏低等问题。①我国R&D规模和强度逐年递增,见图1所示。2001年至2013年间,我国R&D经费从1 043.6亿元攀升到11 846.6亿元,增长了近11倍。与此同时,我国研发强度也从2001年的0.95%增长到2013年的2.08%,达到了创新型国家标准。②区域间研发活动不平衡(见图2所示)。东部地区在研发活动规模和强度方面,都显著高于中西部地区。例如,2013年,东、中、西部地区的研发经费支出比例为5.89∶1.44∶1;东部地区的研发强度为23%,而中、西部地区分别是1.3%和 1.1%。③创新动力不足,创新效率偏低。由于创新资源的错配、创新动力的不足,以及创新机制的不完善,我国创新效率偏低。例如:2005到2009年间,我国有效PCT仅占世界的2.5%,而美国、日本占20%以上。再如:我国高科技产品出口总量占世界第一,但其中自主品牌产品不到10%,而外资产品高达80%。
由上统计分析可知,尽管我国经济增长取得了显著成效,但我国污染排放、能源消耗问题日益严重。为提高经济增长质量,实现可持续发展,我国应强化创新要素的驱动作用,即通过技术变革降低资源环境的消耗,促进经济的高效增长[16]。鉴于我国创新效率偏低,自主创新能力薄弱。因此,各区域在加强研发投入的同时,更要提高研发效率,提升技术转化能力,以增强区域经济的科技竞争力。
3我国区域环境效率与环境全要素分析
3.1研究方法与数据收集
3.1.1包含研发的SBM模型
自Tone[17-18]和Fukuyama & Weber[19]构建出基于松弛变量的SBM模型之后,该模型就普遍被应用于效率测度问题,其中一种是用于环境效率和环境全要素的测度。众多学者通过环境效率的测算分析了环境污染给生产效率带来的损失,或通过环境全要素的测算分析了污染排放是否给环境全要素带来损害。在上述研究中,众多研究将资本、劳动和能源等传统要素作为投入,但并未涉及R&D等创新要素的投入。由于SBM模型具有从多投入和多产出进行效率分析的优点,因此本文将创新要素和传统要素作为投入变量共同纳入测度模型中,并将GDP作为期望产出变量,污染排放作为非期望产出变量,测算环境效率和环境全要素的增长率。根据加入R&D变量的SBM模型,每一个决策单元(DMU)面临Z种投入要素,其中M种传统要素投入
3.1.2数据来源
本文采取国家统计局的东、中、西三大区域划分标准:东部地区包括北京、天津、河北、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东、海南,中部地区包括山西、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南,西部包括内蒙古、广西、重庆、四川、贵州、云南、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆;由于数据缺失较多,故不在研究范围。在此基础上获取2000-2012年间我国省际面板数据,构造了包含传统要素和创新要素的SBM模型。其中,传统要素包含资本、劳动以及能源,创新要素包括R&D经费与R&D人员,期望产出为GDP,非期望产出为污染排放。
变量收集处理情况具体如下:①资本(K),参照以往研究,以固定资本存量代替。从《中国统计年鉴》获取每年固定资产投资数据,采取永续盘存法计算,公式为:Kt=(1-δ)kt-1+It-1,同时借鉴张军等学者[20]的思路,假设各个省份资本折旧率均为0.096。②劳动(L),根据统计局网站数据,以每年就业人员总数代替。③能源投入(E),我国能源消费品主要有煤炭、石油、天然气,但煤炭在我国处于主导消费结构,并且是非期望产出二氧化硫的主要来源,因此本文选择煤炭消费量作为能源投入的变量。④研发投入,我国的创新要素投入主要体现在研发经费和研发人员的投入。因此,本文以R&D经费支出(简称RDK)和研发人员(简称RDL)全时当量作为研发投入的变量。⑤期望产出,选取各省份的GDP作为期望产出。⑥非期望产出,由于SO2和COD是我国节能减排的重点目标,同时是环境管制的主要监控对象。因此,本文将SO2和COD作为非期望产出的变量。
数据来源情况如下:资本、劳动和GDP的数据来自于《中国统计年鉴》(2000-2012),能源投入的数据来自《中国能源统计年鉴》(2000-2012),研发投入的数据来自《中国科技统计年鉴》(2000-2012),污染排放的数据来自《中国环境统计年鉴》(2000-2012)和各省历年的环境统计公报。
3.2环境效率地区差异分析
3.2.1全国的环境效率分析
测算结果显示,环境污染和要素投入的无效率是我国环境无效率的主要来源,这也验证了我国现阶段仍然是“高投入、高排放”的粗放型经济增长模式。由表1可看出,2000-2012年间我国环境效率为0.234 2,说明我国经济增长过程中损失了23.42%的资源投入。其中,污染排放是我国环境无效率的主要来源,从测算结果看出,SO2与COD排放的无效率水平达到了0.139 0。严重的污染排放,不但造成环境破坏,也导致环境效率的降低,这与我国以牺牲环境为代价的经济增长模式密切相关。与此同时,投入的无效率是我国环境无效率的第二大来源,全国可以减少9.20%的要素投入。在要素投入中,虽然创新要素的无效率水平为1.83%,低于传统要素的无效率水平7.37%。但在加入创新要素后,本文测得的环境无效率水平有所偏高,说明创新要素利用不足导致我国环境效率水平的下降。
3.2.2区域传统要素和创新要素无效率来源分析
(1)传统要素无效率来源分析。东部地区主要来源于资本,中部地区主要来源于劳动力,西部地区主要来源于能源。东部地区传统要素中资本无效率水平最高,这与东部地区投资驱动经济增长模式有关。投资需求是拉动中国经济增长的主要因素[21],国家在改革开放以来,就制定了有利于东部的投资鼓励政策,推动了资金要素向东部的集聚,为东部地区经济发展提供了优越的政策环境,但也带来投资过高等问题。2000年到2013年间,东部人均固定资产投资平均增长率为19.1%,人均固定资产增长了9.53倍。而过度投资导致居民消费不足和资本深化,并引致资本边际生产率的降低[22],不利于经济增长。中部地区劳动力投入的无效率水平最高,其原因在于高素质劳动力的流失。通常,高技能或高学历人才的流动性较强[23]。受东部地区高劳动报酬的吸引,中部地区高素质劳动力往往会向东部转移和集聚,由此造成中部匮乏高素质劳动力。相对而言,西部地区的能源无效率水平最高,这是因为西部地区煤炭、石油等资源禀赋相对丰富。鉴于地理位置劣势和资源禀赋优势,为促进地区经济发展,当地政府倾向于引进一些高耗能项目,以致能源利用效率不足,不利于经济发展。例如近几年来,西部地区高耗能产业的产值增长了近6倍,全要素出现负增长[24]。
(2)创新要素无效率来源分析。东部地区相对于中、西部地区具有显著优势,而中、西部地区差异不大。东部地区创新要素利用效率较高,其原因是,相对于中西部,东部地区是我国生物医药、信息技术等高技术产业的前沿阵地,拥有雄厚的技术实力,以及众多科研院所,这为东部地区创新发展提供了优越的平台。其次,东部地区创新要素的投入力度比中、西部地区更大。例如,2013年东部地区的研发经费是中部地区的4倍,是西部的7.41倍;研发人员是中部的4倍,是西部的7.25倍。创新要素的投入不仅能激发创新主体的研发动力,而且能帮助创新主体吸引和集聚外部创新要素,从而带动经济发展,即形成“研发促进经济,经济带动研发”的良性循环,从而促进研发效率的提高。而中、西部不仅研发经费投入相对不足,而且人力资本匮乏。如,2013年,东部地区每十万人口高等学校平均在校生人数达3 000人,而中部只有2 500人,西部仅有2 000人左右。其次,西部地区教育水平落后,东部地区普通高校达1 084所,而西部仅有610所。鉴于此,技术水平的落后,产业基础的薄弱,创新人才的匮乏,制约了中、西部经济的增长。
3.2.3区域传统要素与创新要素无效率水平时间演变分析
(1)传统要素无效率水平时间演变分析。东、中、西部地区对传统要素的利用效率并不稳定,依次经历了发展期、粗放期和效率改善期(如图3所示)。 2000-2002年是传统要素投入效率的稳定时期,在该时期,除了2000年西部地区的无效率值偏高,其它年份东、中、西部地区都比较稳定。这主要得益于90年代中后期的国有企业改革,并且政府关闭了10多万家高耗能、高污染的小企业,使一些能源依赖型和排放密集型小企业的无序生产得到了遏止[25]。但自2002年以后,三大区域传统要素投入的无效率水平迅速攀升。2004与2005年是我国经济发展最黑暗的时期,资源浪费现象严重,经济效率跌至低谷。在该时期,汽车工业迅速发展,并且采掘、石油、化工、钢铁等重工业也迅猛发展,由此我国经济增长质量面临重大威胁。但紧随其后,我国又迎来效率改善期。2006-2008年我国传统要素无效率水平逐步下降,2008年是我国资源利用效率最高的年份。2008年以后,虽然我国传统要素的无效率水平小幅攀升,但总体趋好。这与十一五期间政府提出的节能减排政策密不可分。
(2)创新要素无效率水平时间演变分析。三大区域创新要素无效率水平的变化趋势比较平缓,呈递减趋势,说明我国区域的创新效率在逐渐提高(如图4所示)。近些年来,我国为加强自主创新能力,提出建设创新型国家的战略规划,并不断地加强研发投入,提高了区域创新效率。从图8可以看出,我国东部地区创新要素的无效率水平呈现稳步下降趋势,创新效率在不断提高。这是因为,一方面,东部地区是我国高新技术前沿阵地,代表着我国技术前沿。一些企业通过技术模仿和再创新活动,实现了技术进步。另一方面,东部地区市场化程度高,FDI的引入和激烈的竞争压力迫使企业加强研发和创新,从而提高了研发效率。通过对中、西部地区无效率水平变化趋势分析可知,尽管中、西部在2005年之前,创新要素投入效率改善不明显;但2005年以后,创新要素投入的无效率水平也呈现不断下降趋势。另外,从时间趋势图可以看出,在分析期间,中、西部地区的创新效率逐渐向东部收敛。这可能是由于,中、西部地区虽然自主创新能力落后于东部,技术基础也较薄弱,但可以借助东部地区的产业转移和技术外溢实现对东部的追赶。
3.3环境全要素地区差异分析
根据Luenberger生产率指标,环境全要素生产率可表示为:
在此基础上,本文借助环境全要素生产率及其分解,分析区域经济增长的驱动力及其来源。表2给出了东、中、西三大区域2000-2012年的环境全要素平均增长率及其分解结果,具体分析如下:
(1)环境全要素增长率分析。2000-2012年间,我国环境全要素平均增长率呈现纯技术(LPTP)与纯效率(LPEC)共同推进的“双驱动”增长模式。其中技术进步对环境全要素增长的贡献为1.09%,纯效率的贡献为022%,说明我国经济增长动力主要源自技术边界的向外移动,同时效率改善对我国经济增长也有所贡献。根据区域的环境全要素增长率可知,中部地区环境全要素平均增长率最高,西部次之,东部最低。虽然中、西部地区技术实力落后于东部地区,但随着中部崛起战略和西部大开发战略的实施,中、西地区经济在快速增长,技术创新能力也在不断提高,与东部地区的差距在不断缩小。因此,中、西部地区的环境全要素增长率超过了东部地区。
(2)环境全要素增长率分解结果分析。东部地区环境全要素增长主要依赖技术进步,中、西部地区主要依赖于效率改善。东部地区技术进步和效率变化的平均增长率均为正,但技术进步大于效率改善,说明东部地区的经济增长充分发挥了技术进步的比较优势,但效率改善对经济增长的促进作用不明显。东部地区拥有雄厚的技术实力,自主创新能力强,并且对外开放水平高,从而促进了东部地区的技术进步和经济增长,故而东部地区技术进步对环境全要素增长的贡献比较大。而中、西部地区情况相反,效率改善对环境全要素增长的贡献最大,技术进步的贡献不明显。中西部地区效率改善的贡献均在3%以上,技术进步对经济增长的促进作用均小于0.01。这是由于中、西部地区资金、技术都比较缺乏,难以凭借技术进步来推动经济增长,但能通过生产方式的转变改善效率,从而促进环境全要素的增长。例如,2005年以来中、西部地区的单位GDP能耗得到明显改善,2013年分别下降到0.97与1.38,下降幅度超过了0.5。这说明中、西部地区已经朝着集约的生产方式转变,而且效果明显。另外,中、西部地区也在加强环境治理,不但保护了环境,节约了资源,而且提高了生产效率。例如,2013年中、西部地区的环境治理投资总额都达到了200亿元以上。
4我国区域环境全要素的影响因素分析
4.1变量选取与模型设定
鉴于经济发展水平、结构因素、研发投入、对外开放水平是影响环境全要素生产率的主要因素,因此本文从这几个方面进行计量分析。其中,①经济发展水平,经济发展水平用人均GDP的对数、人均GDP对数的平方表示,目的是考察环境全要素生产率和GDP的二次型关系。②结构因素,包括产业结构和能源结构。产业结构(CYJG)的差异会影响生产效率,本文用第二产业增加值占总产值的比重表示;能源结构(NYJG)用煤炭消费量占能源消费总量的比重表示。③研发投入,包括研发投入强度、研发投入结构以及研发投入来源。研发投入强度(RDQD),采用国家统计局的标准,用研发支出占GDP的比值表示;研发结构(RDJG),研发活动包括基础研究、应用研究和试验发展,借鉴Hans et al[26],将应用研究和实验发展合并为应用研究,并用基础研究占应用研究的比重表示研发结构;研发来源(RDLY),用政府投资和企业投资的比值表示;④对外开放水平,FDI会对东道国的经济发展产生促进作用,因此用FDI表示对外开放水平。
4.2结果分析
运用Tobit模型进行回归分析,结果见表3所示。
(1)经济发展水平和FDI。经济发展水平与东、中、西部地区的环境全要素生产率呈“U”型关系。这是由于地区经济在发展初期会以牺牲资源环境为代价来实现增长,此时环境全要素较低;随着经济发展,社会会逐渐意识到环境保护的重要性,从而会加强创新驱动的作用,因此环境全要素生产率将逐渐提高。FDI对三大地区环境全要素生产率均有正向影响,但东部显著,中西部地区不显著。其原因在于,东部地区科技水平较高,在经济开放过程中能吸引高科技水平的外资进入,从而谋取技术转移和扩散效应,带动东部地区的技术进步和经济增长,因而对东部地区环境全要素生产率具有正效应。而中、西部地区基础设施落后于东部地区,故而只能吸引高污染、高耗能的FDI,从而对区域环境产生了负效应。因此,中、西部地区FDI对环境全要素的正向作用不显著。
(2)产业结构以及能源结构。产业结构和能源结构主要通过资源环境影响环境全要素生产率,且均有负效应。产业结构对东、中、西部地区环境全要素的影响系数均为负值,说明第二产业的比重越大,越不利于区域环境全要素生产率的提高。另外,测算结果显示,产业结构对中、西部的负向作用大于东部。这是由于中、西部地区经济发展仍以第二产业为主。例如,2013年中西部地区第二产业增加值占GDP的比重分别达到了51.2%和49.5%(东部地区第二产业增加值占总产值的比重只有473%)。并且中西部的产业结构以高耗能、高污染的化学、冶金、建材等产业为主,从而阻碍了全要素生产率的提高。能源结构的影响系数也显著为负,说明煤炭消费量占能源消费总量的比例越高,会制约区域环境全要素生产率的提升。这是由于一方面,煤炭作为我国最主要的能源投入形式,占总能源投入的70%左右,是造成大气污染的主要来源。另一方面,我国的燃煤技术不成熟,导致煤炭的利用效率低下。比较发现,能源结构比对西部地区的制约作用尤其突出,原因在于西部地区的经济增长建立在高耗能和高污染之上。从2000年到2012年,西部地区的煤炭消费量从30 958万t(标准煤)增长到129 958万t(标准煤),增长了近4.19倍。在2012年,西部地区煤炭消费总量是中部地区的近1.21倍,达到了东部地区的近1.99倍。因此,改善能源结构,提高能源利用效率已成为西部地区的当务之急。
(3)创新要素投入。研发强度对东、中、西部地区贡献均为正值,研发来源以及研发结构对环境全要素生产率的影响存在区域差异性。①从研发强度看,研发强度对三大区域的贡献作用均为正。这说明研发强度的增加能够为区域研发活动提供有力的资金支持,提高区域创新能力,推动区域经济发展。②从研发来源看,政府投资占企业投资的比值越大,越不利于东部地区环境全要素生产率的提高,而越利于西部地区环境全要素生产率的提高。这可能是由于,东部地区的市场经济较为成熟,故而东部地区政府的R&D投资对企业投资具有挤出效应;另外政府的研发补贴会引致企业的寻租行为,从而会诱使企业减少R&D投资,导致资源的错配。而西部地区经济水平落后,创新人才不足,基础设施落后,因而企业不愿在西部进行研发投资。故而西部地区亟需政府的支持引导,以推动创新要素向企业的集聚,并提高企业投资的积极性,从而改分别代表10%、5%、1%的显著水平。资料来源:作者计算整理。
善西部地区的科技水平,推动西部地区经济的增长。③从研发结构看,基础研究占应用研究的比重越大,对各区域全要素增长率均具有一定促进作用,但具有差异性,即对东部的促进作用最大,中部次之,西部最小。这是由于基础研究难度大,周期长,而中、西部地区技术水平薄弱,自主研发能力有限,因此不应侧重于基础研究,而应强化应用研究。与中、西部地区不同,东部地区科技水平高,自主研发能力强,故而应推动基础研究的开展,以抢占新兴产业的发展机遇。
5结论及政策建议
5.1研究结论
通过构建包含研发投入的SBM模型,本文对我国三大区域2000-2012年间环境效率、环境全要素生产率进行了测度分析,研究发现:东部地区技术进步对环境全要素贡献最大,但东部地区在经济发展过程中存在过高投资等问题,导致资本的利用效率偏低;中西部地区效率改善对环境全要素增长率贡献最大,但由于中部地区优秀劳动力以及高素质人才的外流,以致劳动生产率的降低;西部地区虽然资源禀赋丰富,却由于能源资源的不合理利用,陷入了“资源诅咒陷阱”。另外,三大地区由于技术水平、经济基础不同,对创新要素的利用效率存在差异。其中,东部地区利用效率最高,中部次之,西部最低。与此同时,随着中、西部地区研发投入的增强,创新要素利用效率在逐渐改善,但各地区创新要素对环境全要素生产率的影响具有差异。其中,东部地区企业研发投入的积极性较高,基础研究对环境全要素生产率的贡献较大;而中西部地区亟需政府的研发引导,并应强化应用研究以促进环境全要素生产率的增长。
5.2政策建议
由上分析可知,我国三大区域经济发展过程中都存在环境污染和资源浪费等问题。究其原因,这与我国唯GDP的考核机制有关,以致各区域在追求经济增长忽视了经济增长的“质”。新常态下,要突破资源有限和环境污染的约束,首先要完善中央政府对地方政府的考核机制,构建以绿色 GDP 为核心的国民经济核算体系,建立节能减排的奖惩机制,以引导各区域走可持续发展的绿色创新道路。其次,优化能源消费结构,积极发展新能源产业,提高水电、核电、风电等能源的比例;推动能源价格的市场化改革,构建合理的能源价格体系,从而促进能源的生产与流通,抑制能源的过度消费。再次,鼓励节能环保等新兴技术的研发,推广先进的节能技术,有序淘汰落后的生产技术与技术标准;完善能源资源税收与节能企业税收优惠政策,引导企业的技术改造升级。此外,应加快环境保护税立法进程,通过排污费返还、税收减免、印发环保企业专用标签等方式诱导企业实施节能减排的技术变革。与此同时,鉴于东、中、西三区域在要素禀赋、产业基础等方面存在差异性,因此三大区域需要因地制宜地制定相应政策措施,具体如下:
(1)东部地区应加强环境治理,积极引进和研发新兴技术。东部地区经济发达,技术实力雄厚,是我国新兴产业的前沿阵地。鉴于此,东部地区应强化区域环境治理,并应着力引进和研发新兴技术,具体如下:
①以结构调整为重点,大力发展能源消耗低,产品附加值高的现代产业体系,并积极发展高新技术产业和现代服务业,尤其是高端生产业服务业,以驱动产业体系的转型升级;
②实施更严格的环境监管,以促进企业的技术升级,并通过倒逼机制淘汰“高耗能、高污染”企业;③通过财政拨款、简化行政审批、技术创新补贴奖励等方式加大对节能减排技术的研发支持力度,鼓励低碳技术的研发,并建立和完善节能减排技术的产业化示范体系;④利用区位优势和技术累积优势,积极引进学习国外先进的绿色技术,并完善技术市场环境,促进技术成果的市场化;⑤通过产业转移和技术人才派遣等方式促进先进技术向中西部的扩散转移,扶持中西部地区提高能源经济效率。
(2)中部地区亟需优化产业结构,吸引科技人才回流。中部地区以高耗能、高污染的传统产业为主,且匮乏技术资源。鉴于此,中部地区应加强产业的转型升级,同时还应防止人力资本的流失,具体如下:
①加强工业的节能降耗,强化传统产业的技术改造和产品升级,以提高传统要素的创新效率;
②制定清洁生产标准规制,借助碳排放交易、环境税等方式倒逼企业进行绿色生产转型,从而提高能源的使用效率,并将末端治理逐步过渡到清洁生产;③强化能源基地和能源项目的建设管理,禁止一些不符合国家标准的高耗能项目建设,防范生态环境的恶化;④积极承接东部地区的技术和产业转移,以借助新兴技术改造低端制造业,但要提高准入门槛,强化节能、环保、安全等指标约束,限制高耗能、高污染企业的流入;⑤制定适宜的创新创业政策,吸引优秀技术人才的“回流”,为优秀人才的创新创业营造有力的政策环境;⑥强化政府的服务引导职能,推进官产学研的合作创新,鼓励开放式创新,并推进应用研究,以提高企业的创新动力和能力。
(3)西部地区应提高能源利用效率,培养高技能人才。西部地区具有能源禀赋优势,但能源利用效率较低。因此,西部地区首先要防范能源的过度浪费,其次要重视新兴技术的引进和高技能劳动者的培育,具体如下:
①减少污染排放和能源消耗,推行清洁生产技术,以提高资源要素的使用效率;
②加强环境治理,减少污染排放和能源消耗,并防范资源的过度和低效开采;③减少政府对能源市场的干预,使能源市场形成以供需和价格为信号的竞争机制,从而提高能源要素的配置效率;④通过能源项目与东、中部地区开展技术经济合作, 以引进先进技术和管理经验, 从而促进区域的技术进步;⑤强化人才战略的实施,培养和引进高技能人才,以提高引进技术的消化吸收能力,以将能源禀赋优势转化为能源效率优势;⑥扩大对外交流,营造良好的投资环境,借助开放式创新助推经济发展。
本文构建了包含研发投入的SBM模型,测算了我国及三大区域的环境效率与环境全要素;但由于统计数据的限制,本文的非期望产出仅考虑了SO2和COD。另外,后续研究可以针对东、中、西部地区的环境效率和环境全要素实情,深入研讨相应的政策措施。
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