作者：丁平刚 田良 陈彬 单位：海南大学环境与植物保护学院 海南大学旅游学院 北京师范大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点实验室
环境与发展是当今世界普遍关注的主题，推行可持续发展已在全球范围达成共识。MFA(MaterialFlowAnalysis)及IPAT方法及其指标，可为循环经济和可持续发展研究提供一种新颖而简洁的思维方式与研究手段，具有重要的借鉴价值［1－2］。
1研究区域与目的
海南省陆地面积3．54万km2，海域面积约200万km2，2009年末常住人口864．07万，是我国最大的经济特区和唯一的热带岛屿省份，也是我国陆地面积最小、海洋面积最大的省份，其特殊的地理位置和自然与社会环境，具有十分独特的代表意义［3］。在MFA的系统边界上，较其他非岛屿省份也更加明晰。海南省是我国第一个生态省，同时也在大力实施新型工业化发展战略。2009年12月31日，国务院公布了《关于加快推进海南国际旅游岛建设发展的若干意见》，确定了海南国际旅游岛六大战略目标:我国旅游业改革创新的试验区、世界一流的海岛休闲度假旅游目的地、全国生态文明建设示范区、国际经济合作和文化交流的重要平台、国家热带现代农业基地，将海南国际旅游岛的建设提升到国家战略层面。本文对海南省环境经济系统1990－2008年间的物质输入、输出强度和效率进行核算，研究其物质流特征与近期变化趋势及由此反映的循环经济和可持续发展水平，可以帮助找出该区域环境压力的直接来源，提出缓解环境压力的技术方案，为实现区域循环经济和可持续发展的近、中期目标提供科学依据［4］。对推进海南生态省、新型工业省和国际旅游岛的建设与发展，具有重要的现实意义。
2研究方法与数据来源
MFA是在一定时空范围内关于特定系统的物质流动和贮存的系统性分析。它起源于欧洲，自20世纪90年代至今，研究侧重于整个国家或区域经济社会系统的物质通量。MFA的基本观点是，环境和自然资源是经济发展的物质基础，经济发展的可持续性要求环境经济系统保持相对的稳定，尽量减少环境经济系统动用自然物质的数量［5－6］。MFA研究按照不同的标准有不同的分类，其中按研究范围可分为三个层面:国家物质流分析、区域物质流核算和企业物质流分析［7］。MFA通常有输入、输出、消耗、平衡、强度和效率、综合六类指标。由于人类活动所产生的环境影响在很大程度上取决于进入环境经济系统的自然资源和物质的数量与质量，以及从环境经济系统排入环境的废弃物质的数量与质量。因此，本文选用常用的三类指标:输入、输出以及强度和效率指标，对海南省环境经济系统进行物质流分析。
直接物质输入量(DirectMaterialInput，DMI)指由外界输入环境经济系统，直接参与系统运行，具有确定经济价值的物质流。主要包括煤炭、石油、天然气等化石燃料，金属、非金属矿物，农林牧渔等生物物质及进口物质等。它侧重表示由于人类社会及其经济活动的存在而导致的资源影响。区域过程排放(RegionalProcessedOutput，RPO)指环境经济系统运行所产生的各类排放至自然环境中的废弃物，包括水体污染物、大气污染物、固体废弃物等。它侧重描述物质输出造成的环境影响［8］。物质输入和输出强度，分别指单位人口的DMI需求量和RPO排放量。单位人口的物质输入与输出越多，说明物质消耗强度和废物输出强度越高，反之亦然。物质输入和输出效率，分别指产生单位GDP所需的DMI量和RPO量。单位GDP的物质输入与输出越低，说明资源与环境利用效率越高，反之亦然。任何一个环境经济系统，物质的输入与输出强度低，物质的输入与输出效率高，才能保证系统可持续地、稳定地向前发展。
为进一步了解影响物质输入与输出的因子，本文采用IPAT分解分析方法来研究其影响因子的强弱。该方法是一个关于环境压力与人口、国民福利和技术三因素的恒等式:I=P•A•T。式中:I代表环境压力指标DMI或RPO;P代表人口;A代表人均GDP即GDP/P，体现社会富裕程度;T即I/GDP表示环境经济系统的物质利用效率(DMI/GDP)或物质输出效率(RPO/GDP)，用来衡量技术水平［2，9］。运用IPAT方法，可将DMI与RPO指标分解为表征人口、福利、技术三因子的乘积，进一步分析三因子的变化对环境压力指标的不同贡献。DMI与RPO的核算指标见表1，表中项目均以质量为单位。输入、输出端原始数据如户籍人口、GDP数据均来自《海南统计年鉴》(1991－2009)、国家统计局网站(www．stats．gov．cn)以及海南省环境状况公报，部分年份数据缺失采取插值法估算。为了更好地了解海南省环境经济系统所依赖的自然资源及所输出的污染物水平，本文将海南省与同期广东省MFA计算结果作横向对比分析，广东省1990－2005年MFA数据来自文献［2］，2006－2008年数据由外推法估算。
3结果与讨论
3．1物质输入与输出的特征和演变
海南省MFA统计指标以及人口和GDP等社会经济指标见表2。以1990年DMI、RPO及GDP各指标值为基准值100，其后各年各指标值与1990年的对应指标值相比，表示各指标的变化。1990－2008年DMI、RPO及GDP变化趋势见图1。由图可知，1990－2008年间，海南省GDP变化曲线呈现明显上升趋势，年均增长15．90%;DMI总体呈现上升趋势，其中1990－2007年变化曲线平缓，年均增长6．88%，2008年有明显增加，是2007年的1．7倍;RPO总体呈现缓慢下降趋势，年均降低0．95%。对DMI投入结构进行分析可见(图2)，19年间化石燃料、矿物质、生物物质和进口物质的输入量平均值分别占到DMI的1．03%、23．36%、33．25%、42．36%。从时间序列上分析，四者均呈现出波动上升趋势。化石燃料、矿物质和生物物质19年间年均增长率分别为31．45%、5．29%、5．10%。其中进口物质1990－2007年间年均增长率为9．67%，2008年增加较快，为2007年的2．7倍，主要受石油省外调入量增长较大影响。海南省环境经济系统DMI1990－2007年间增长缓慢，主要与占DMI比重最大的进口物质的输入增长率不大，其他物质输入增长率较小有关。在物质输入中，化石燃料的增长率相对最大，但其在DMI中所占比重最小，因此对整体影响不大，表现不明显。对进口物质输入量和变化率的分析表明，海南省环境经济系统对进口物质有较大程度的依赖，与其岛屿省份的特殊地理环境有关。2008年进口物质增长速度较快，需要引起进一步关注。对RPO输出结构进行分析可见(图3)，19年间COD、SO2、烟尘、工业粉尘、工业固废的输出量分别占到RPO的66．75%、14．27%、8．84%、9．92%、0．22%。从时间序列上分析，19年间COD、烟尘呈现波动下降趋势，年均下降分别为1．60%、4．52%;SO2呈现波动上升趋势，年均增长率为3．11%;工业粉尘波动较大，1996年达最大值3．64万t;工业固废排放量变化不大。海南省环境经济系统RPO波动下降，主要与占RPO主体的COD排放量下降有关，反映了海南省产业结构的逐步升级和环境保护治理能力的加强。1990－2008年间，海南省环境经济系统经济水平高速增长，在一定程度上依赖于自然资源的输入。但环境经济系统的物质输入与输出非线性相关，海南省环境经济系统表现出初步的可持续发展。#p#分页标题#e#
3．2物质输入与输出强度的特征和演变
环境经济系统人均DMI和RPO分别反映物质输入和输出强度。由图4、5可见，1990－2007年间，海南省人均DMI明显低于广东省，但呈现上升趋势，特别是2008年上升较快(为2007年的1．7倍)，超越广东省，需要特别关注。1990－2008年间海南省人均RPO明显低于广东省，19年间略有波动，呈现下降趋势。1990－2008年19年间海南省人均DMI和RPO的变化可划分为不同的阶段，各阶段年均变化率见表3。
3．3物质输入与输出效率的特征和演变
环境经济系统DMI/GDP和RPO/GDP分别反映物质输入与输出效率。由图6可见，海南省DMI/GDP在1990－2008年19年间总体呈现下降趋势，物质输入效率逐渐提高。19年间，除1995年外，海南省DMI/GDP高于广东省，反映海南省物质输入效率低于同期广东省水平。1990－1995年，海南省物质输入效率提高较快，到1995年与广东省当年的物质输入效率接近。但1996年以后，海南省物质输入效率与广东省保持了一定的差距，特别是2008年与广东省差距更大。由图7可见，1994年之前，海南省RPO/GDP明显高于同期广东省水平，反映该阶段海南省物质输出效率低于广东省。1995年以后，RPO/GDP逐渐接近广东省水平。海南省RPO/GDP19年间呈现下降趋势，反映海南省物质输出效率逐渐提高。19年内DMI/GDP和RPO/GDP变化可划分为两个阶段，各阶段年均变化率见表4。海南与广东两省物质输入、输出强度和效率差异，与两省在经济技术发展水平、产业结构、消费结构等方面的差异有关。在人均GDP方面，广东省1990年是海南省的2．4倍，2008年为1．80倍。海南省人均GDP低于广东省，但差距在缩减。环境经济系统物质输入和输出与区域产业结构优化程度有直接的关系。就第二产业而言，广东省是工业大省，海南省工业在三产业中比重最小。第二产业相对一、三产业，是一个物耗高、产值大的产业。海南省经济的高速增长在一定程度上需要自然资源的输入，随着第一产业比重下降，二三产业比重上升，以及各自产业内部技术水平的提高，使得输入量的增长速度减慢。输入增长的减慢在一定程度上会减轻输出的压力。海南、广东两省在消费结构、环境保护与治理水平方面的差异，也是影响其各自物质输出强度和效率不同的主要原因。
3．4物质输入与输出IPAT分解分析
根据I=P•A•T的理论模型，将DMI与RPO进行分解，计算各自分解指标年均变化率，找出各分解指标在整体变化中的贡献。按照物质输入与输出量的变化特征，可以1997年为界，将海南省环境经济系统1990－2008年间物质输入与输出量变化划分为两个阶段(见表5)。1990－2008年间，海南省环境经济系统资源利用水平的提高(DMI/GDP年均下降5．26%)对自然资源输入的增长有一定的抑制作用;由于人口压力和国民福利的增大(年均增长率分别为1．59%和14．09%)，使得DMI仍然有一定的增加(年均增长9．80%)。虽然人口压力和国民福利在增大，由于污染控制水平提高较快(RPO/GDP年均下降14．54%)，使得系统的污染排放有一定的减少，对环境的压力相应减轻。
1990－1997年间，国民福利增长较大(年均20．12%)，人口压力相对其他阶段有所减轻。由于资源利用技术水平上升幅度较大(DMI/GDP年均下降12．97%)，使得自然资源输入增长程度较小(年均6．14%)。对于物质输出，虽然污染控制技术水平上升幅度较大(RPO/GDP年均下降17.33%)，但相对国民福利增长较小，使得污染物质输出呈微弱的增长趋势(年均增长0．82%)。1997－2008年间，人口压力相对其他阶段略有增加，但国民福利保持了较低速率的增长(年均10．41%)。对于输入，由于资源利用技术水平上升幅度很小(DMI/GDP年均下降0．004%)，使得自然资源的输入增长程度较大(年均11．72%)。对于物质输出，虽然污染控制技术水平上升幅度较小(RPO/GDP年均下降12．72%)，但由于国民福利增长较小，使得自然资源的输出降低程度较大(年均2．07%)。
在上述IPAT分解分析中，对于资源利用与污染控制技术水平(DMI/GDP或RPO/GDP)的提高，在微观上，可以理解为采用清洁生产工艺，生产某种产品的技术方法、工艺水平更加先进与成熟，从而创造相同价值较以前所需原料量降低，产生污染物更少。在宏观上，可以理解为产业结构优化调整，及其所带来的消费结构的升级。因此，生产单位GDP的物质输入增长减缓，生产单位GDP的物质输出逐渐降低。对海南省1990－2008年间的产业结构变化进行分析，可以揭示其对DMI/GDP和RPO/GDP变化的影响。由图8，海南省1990年一、二、三产比例为44．63∶19．72∶35．65，经过逐步调整，到2008年为29．99∶29．77∶40．24。纵向对比，第一产业比重下降，二、三产业比重加大。由此说明第一产业正在向第二、三产业转移，海南省的产业结构正在升级。在创造同样经济总量的同时，以服务为主的第三产业，所需物质输入与输出较第一、二产业相对低下。第一产业逐渐向第二、三产业转移，以及各产业内部自身结构的优化，可减少区域经济发展对自然资源的开采量，对环境的压力也会相对减轻。当前海南省以独特的区位和资源优势，着力于国际旅游岛的建设，打造具有国际竞争力的旅游目的地，这一战略定位将对海南旅游业、现代服务业乃至整个第三产业的发展产生深远的影响，同时也将进一步促进海南全省的产业结构升级。
区域经济高速增长与产业结构优化调整，将带动消费结构的加快升级，消费结构的升级在一定程度上也会减轻系统物质输出的压力。加之海南省现有环境保护与治理能力的不断加强，如新型工业省建设提高了产业准入门槛，严格科学的环境规划，农村垃圾、污水处理、生态环保设施等一系列民生工程的建设等，在这些有利因素的共同作用下，海南省环境经济系统物质输出的增长将会进一步趋缓，甚至出现可能的下降，这在很大程度上会减轻对环境的压力，促进海南省环境经济系统的可持续发展。
4结语
对海南省环境经济系统1990－2008年MFA研究结果表明:自1990年后，DMI呈上升趋势，1990－2007年增长速度平缓，年均增长6．88%，2008年有较大增加，为2007年的1．7倍;RPO呈下降趋势，年均降低0．95%。物质输入增长速度远小于GDP增长速度(年均15．90%)。海南省经济的高速增长在一定程度上是依赖于自然资源的输入，同时产生了一定量的废弃物。对物质输入与输出强度和效率的计算表明，1990－2008年间海南省物质输入强度在加大，物质输出强度在减小，但物质输入效率和输出效率均在逐步提高。经济的高速增长、相对平缓的物质输入增长及物质输出的降低，表明海南省初步实现了社会经济的可持续发展。从DMI和RPO的分解分析可以看出:1990－1997年间，海南省环境经济系统的自然资源输入增长程度较小，而输出呈微弱的增长趋势;1997－2008年间，海南省环境经济系统自然资源的输入增长速度加大，但输出下降。表明在这两个阶段海南省的可持续发展均不够稳定。海南省的可持续发展还有待更进一步加强。海南省应在保持经济快速增长的同时，加强产业政策、准入制度和发展战略的研究与制定。着重进行国民经济技术水平的改造和生活方式的改善，以提高环境经济系统的物质输入和输出效率，降低资源利用强度和物质输出强度。保护好生态环境，提高可持续发展能力，早日达到建设生态省、新型工业省和国际旅游岛的宏伟目标。#p#分页标题#e#
