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基于物质足迹的城市环境压力及其驱动力研究 余亚东 马铁驹 朱 兵 * 摘 要 科 学 地 测 度 区 域 环 境 的 压 力 , 并 进 一 步 分 析 环 境 压 力 变 化 的 驱 动 力 , 对 于 降 低 区 域 环 境 压 力 具 有 重 要 意 义 。 本 文 在 经 济 系 统 物 质 流 分 析 的 理 论 基 础 上 , 测 算 了 上 海 市 2010 - 2013 年 的 物 质 足 迹 , 以 此 来 衡 量 上 海 市 资 源 代 谢 全 生 命 周 期 过 程 的 环 境 压 力 , 并 且 将 资 源 结 构 效 应 引 进 IPAT 方 程 来 分 析 环 境 压 力 的 驱 动 力 。 研 究 表 明 2010 - 2013 年 间 , 上 海 市 基 于 物 质 足 迹 的 环 境 压 力 由 2 . 795 亿 吨 增 长 到 3 . 08 亿 吨 , 经 济 增 长 与 环 境 压 力 处 于 相 对 解 耦 状 态 ; 上 海 市 2010 年 人 均 物 质 足 迹 为 12 . 1 吨 , 约 为 世 界 平 均 值 的 1 . 2 倍 , 略 低 于 中 国 平 均 水 平 , 比 发 达 国 家 要 低 很 多 ; 2010 - 2013 年 间 , 上 海 市 基 于 物 质 足 迹 的 环 境 压 力 增 长 的 主 要 驱 动 力 为 人 口 增 长 和 富 裕 度 的 增 加 , 而 技 术 水 平 的 提 升 则 在 部 分 程 度 上 减 少 了 环 境 压 力 的 增 长 , 资 源 结 构 变 化 对 环 境 压 力 的 影 响 很 小 , 但 单 个 资 源 比 例 的 变 化 对 环 境 压 力 具 有 不 可 忽 视 的 影 响 。 在 此 基 础 上 , 本研究还提出了降低城市环境压力的相关政策建议 。 关键词 经济系统物质流分析 ; 物质足迹 ; 环境压力 ; 上海市 一、 引言 “ 十 二 五 ” 以 来 , 中 国 政 府 加 大 生 态 环 境 保 护 力 度 , 大 力 推 进 大 气 、 水 、 土 壤 的 污 染 防 治 , 生 态 环 境 保 护 取 得 了 积 极 进 展 。 然 而 , 我 国 当 前 的 生 态 环 境 仍 然 面 临 着 非 常 严 峻 的 挑 战 , 污 染 物 排 放 量 大 、 面 广 , 环 境 污 染 严 重 。 根 据 “ 十 三 五 ” 生 态 环 境 保 护 规 划 , 我 国 当 前 化 学 需 氧 * 余 亚 东 ( 通 讯 作 者 ) , 华 东 理 工 大 学 商 学 院 , 邮 政 编 码 2 0 0 2 3 7 , 电 子 邮 箱 y u y d e c u s t . e d u . c n ; 马 铁 驹 , 华 东 理 工 大 学商学院, 邮政编码 20 02 37 , 电子邮箱 tjm a ec us t.e du .cn ; 朱兵 , 清华大学循环经济研究院, 邮政编码 10 00 84 , 电子 邮箱 。 本 研 究 系 国 家 自 然 科 学 基 金 面 上 项 目 “ 不 确 定 技 术 学 习 及 系 统 空 间 重 构 下 的 技 术 采 纳 优 化 ” ( 71571069 ) 、 国 家 自 然 科 学 基 金 国 际 合 作 重 点 项 目 “ 中 国 区 域 物 质 足 迹 核 算 与 应 用 研 究 基 于 环 境 拓 展 的 多 区 域 投 入 产 出 分 析 和 物 质 流 分 析 ” ( 41661144023 ) 和 教 育 部 人 文 社 会 科 学 项 目 “ 长 三 角 地 区 碳 排 放 峰 值 模 拟 与 脱 钩 路 径 研 究 基 于 结 构 分解分析和回归分析的视角” ( 15 YJC 790136 ) 的阶段性成果 。感谢匿名审稿人的宝贵建议, 文责自负。 余亚东 马铁驹 朱 兵 基于物质足迹的城市环境压力及其驱动力研究 DOI10.19511/ki.jee.2017.01.003 182017 年第 1 期 量 、 二 氧 化 硫 等 主 要 污 染 物 排 放 量 仍 然 处 于 2000 万 吨 左 右 的 高 位 , 环 境 承 载 能 力 超 过 或 接 近 上 限 ; 78 . 4 的 城 市 空 气 质 量 未 达 标 , 公 众 反 映 强 烈 的 重 度 及 以 上 污 染 天 数 比 例 占 3 . 2 , 部 分 地 区 冬 季 空 气 重 污 染 频 发 、 高 发 ( 国 务 院 , 2016 ) 。 因 此 , 降 低 环 境 压 力 是 中 国 当 前 的 迫 切 需 求 。 作 为 中 国 的 经 济 和 工 商 业 中 心 , 上 海 市 人 口 规 模 大 、 密 度 高 、 经 济 增 长 迅 速 、 环 境 容 量 有 限 , 经 济 社 会 的 未 来 可 持 续 发 展 面 临 着 严 峻 的 环 境 问 题 挑 战 。 据 上 海 市 2015 年 度 环 境 状 况 公 报 数 据 2015 年 上 海 市 主 要 河 流 断 面 水 质 达 到 III 类 的 仅 占 14 . 7 , 而 V 类 和 劣 V 类 则 分 别 占 15 . 8 和 56 . 4 , 地 表 水 环 境 氮 磷 污 染 问 题 突 出 ; 在 大 气 环 境 方 面 , 上 海 市 2015 年 环 境 空 气 质 量 指 数 ( AQI ) 优 良 天 数 为 258 天 , 比 2014 年 减 少 了 23 天 , PM 2 . 5 年 均 浓 度 为 53 微 克 / 立 方 米 , 比 国 家 环 境 空 气 质 量 二 级 标 准 高 出 18 微 克 / 立 方 米 , 也 比 2014 年 增 加 了 1 . 9 。 因 此 , 上 海 市 在 未 来 经 济 发 展 中 迫 切 地 需 要 降 低 环 境 压 力 。 在 此 背 景 下 , 科 学 地 测 度 上 海 市 的 环 境 压 力 , 研 究 如 何 降 低 环 境 压 力 成 为 具 有 现 实 意 义 的 重 大 问 题 , 也 可 为 其 他 城 市 乃 至 全 国 提 供 借 鉴 。 经 济 系 统 物 质 流 分 析 ( Economy-wide Material Flow Analysis, EW-MFA ) 是 一 种 定 量 分 析 一 定 时 空 边 界 的 经 济 - 环 境 系 统 中 物 质 的 存 量 与 流 量 的 工 具 , 是 从 经 济 系 统 物 质 代 谢 的 角 度 研 究 环 境 压 力 的 重 要 方 法 ( OECD, 2008 ; Fischer-Kowalski et al., 2011 ; 余 亚 东 等 , 2015 ) 。 本 文 将 以 EW-MFA 为 理 论 基 础 , 从 经 济 系 统 物 质 代 谢 的 角 度 测 度 上 海 市 的 环 境 压 力 , 分 析 其 驱 动 力 , 从 而提出降低上海市环境压力的政策建议 , 为城市环境压力的研究拓宽思路 。 二、 文献综述 EW-MFA 是 研 究 经 济 活 动 中 物 质 资 源 新 陈 代 谢 的 一 种 重 要 方 法 , 其 思 想 起 源 可 追 溯 到 一 百 多 年 以 前 ( Fischer-Kowalski, 1998 ) 。 然 而 , 直 到 20 世 纪 90 年 代 , EW-MFA 的 研 究 才 随 着 可 持 续 发 展 研 究 的 深 入 而 进 入 全 面 发 展 期 。 2001 年 , 欧 盟 统 计 局 正 式 出 版 物 质 流 账 户 导 则 , 提 出 了 EW-MFA 的 标 准 方 法 , 并 建 立 了 完 整 的 核 算 框 架 ( Eurostat, 2001 ) 。 2008 年 , OECD 发 布 了 系 列 的 研 究 报 告 , 为 EW-MFA 相 关 指 标 的 核 算 提 供 了 系 统 的 指 南 ( OECD, 2008 ) 。 当 前 , 基 于 EW-MFA 的 指 标 已 经 在 世 界 各 国 的 环 境 与 资 源 政 策 领 域 得 到 广 泛 的 应 用 , 如 欧 盟 、 日 本 、 韩 国 、 中国等 ( 朱兵等 , 2015 ) 。 根 据 本 文 的 主 要 内 容 , 以 下 分 别 对 EW-MFA 指 标 的 核 算 与 驱 动 力 研 究 进 行 简 要 述 评 , 并 且 在此基础上指出本文的理论意义 。 ( 一 ) EW-MFA 指标核算的研究 根 据 余 亚 东 等 ( 2015 ) 对 EW-MFA 的 研 究 进 展 的 系 统 述 评 , EW-MFA 的 指 标 核 算 可 以 按 照 指 标 类 型 分 为 直 接 流 指 标 , 如 直 接 物 质 投 入 ( DMI ) 、 区 域 内 资 源 消 耗 ( DMC ) 等 , 表 征 经 济 系 统 19物 质 代 谢 过 程 的 直 接 环 境 压 力 ; 包 含 间 接 流 或 隐 藏 流 的 综 合 指 标 , 如 物 质 足 迹 ( MF ) ( 又 称 原 始 资 源 消 耗 当 量 ) 、 总 物 质 需 求 等 , 表 征 经 济 系 统 物 质 代 谢 过 程 的 生 命 周 期 范 围 内 的 环 境 压 力 ( Fischer-Kowalski et al., 2011 ) 。 各个指标之间的关系可参考 OECD 的报告 ( OECD, 2008 ) 。 对 于 直 接 流 指 标 , 自 2001 年 欧 盟 统 计 局 发 布 EW-MFA 编 制 方 法 标 准 导 则 以 来 , 国 家 尺 度 的 直 接 流 指 标 核 算 研 究 已 形 成 了 较 为 成 熟 的 框 架 , 相 关 核 算 成 果 已 经 形 成 规 范 的 数 据 库 。 而 在 国 家 以 下 的 区 域 尺 度 上 , 由 于 缺 乏 具 体 区 域 间 进 出 系 统 边 界 的 物 质 统 计 数 据 ( 区 域 间 边 界 上 没 有 类 似 于 国 家 与 国 家 之 间 的 海 关 统 计 ) , 国 家 尺 度 EW-MFA 标 准 核 算 框 架 无 法 在 区 域 尺 度 直 接 应 用 , 区 域 尺 度 EW-MFA 直 接 流 指 标 的 核 算 研 究 少 , 目 前 还 没 有 形 成 成 熟 的 方 法 和 统 一 的 研 究 框 架 。 然 而 , 由 于 EW-MFA 相 关 指 标 在 资 源 与 环 境 政 策 领 域 具 有 重 要 的 应 用 价 值 , 在 区 域 尺 度 上 核 算 EW-MFA 指 标 也 具 有 重 要 意 义 , 该 研 究 也 逐 渐 成 为 热 点 。 代 表 性 的 研 究 如 Schulz ( 2007 ) , Niza 等 ( 2009 ) , Hodson 等 ( 2012 ) , 黄晓芬和诸大建 ( 2007 ) 。 对 于 包 含 间 接 流 或 隐 藏 流 的 综 合 指 标 , 由 于 其 考 虑 了 进 出 系 统 边 界 的 各 类 物 质 的 原 始 资 源 当 量 或 国 内 开 采 的 未 使 用 量 , 其 核 算 过 程 更 加 复 杂 , 所 需 的 数 据 量 也 更 加 庞 大 , 目 前 的 研 究 还 不 多 。 特 别 对 于 物 质 足 迹 而 言 , 由 于 该 指 标 涵 盖 了 经 济 系 统 生 命 周 期 过 程 的 物 质 利 用 量 , 弥 补 了 区 域 内 资 源 消 耗 量 等 直 接 流 指 标 在 聚 合 ( Aggregation ) 过 程 的 “ 不 对 称 性 ” 的 缺 陷 ( 即 忽 略 了 进 出 系 统 边 界 的 物 质 的 上 游 消 耗 ) , 能 体 现 资 源 利 用 在 国 家 间 的 转 移 , 近 年 来 迅 速 成 为 研 究 的 热点 ( 余亚东等 , 2015 ) , 代表性研究如 Giljum 等 ( 2013 ) , Wiedmann 等 ( 2015 ) 。 根 据 Schaffartzik 等 ( 2014 ) 的 总 结 , 物 质 足 迹 的 主 要 核 算 方 法 包 括 三 个 方 面 基 于 过 程 的 生 命 周 期 分 析 法 ( P-LCA ) ( Dittrich et al., 2012 ) 、 环 境 扩 展 的 投 入 产 出 分 析 法 ( EE-IOA ) ( Wang et al., 2012 ; Wiedmann et al., 2015 ; Moran et al., 2015 ; Giljum et al., 2015 ; Wu et al., 2017 ) 、 投 入 产 出 分 析 与 生 命 周 期 分 析 的 混 合 法 ( Hybrid of EE-IOA and P-LCA ) ( Schaffartzik et al., 2014 ; Weinzet - tel Kovanda, 2009 ) 。 然 而 , 已 有 的 对 物 质 足 迹 的 研 究 主 要 集 中 在 国 家 尺 度 上 , 国 家 以 下 区 域 尺度的物质足迹研究还非常少见 。 ( 二 ) EW-MFA 指标的驱动力研究 按 照 研 究 方 法 的 差 异 , 已 有 文 献 对 EW-MFA 指 标 的 驱 动 力 ( 或 影 响 因 素 ) 研 究 可 分 为 指 标 分 解 分 析 法 和 回 归 分 析 法 。 指 标 分 解 分 析 法 是 将 因 变 量 分 解 成 为 与 之 相 关 的 各 个 独 立 自 变 量 , 通 过 自 变 量 的 变 化 解 释 因 变 量 变 化 的 方 法 , 主 要 包 括 IPAT 方 程 的 直 接 分 解 法 、 指 数 分 解 分 析 ( IDA ) 和 结 构 分 解 分 析 ( SDA ) 。 IPAT 方 程 的 直 接 分 解 法 形 式 简 洁 、 应 用 方 便 , 是 研 究 EW-MFA 指 标 影 响 因 素 最 常 用 的 方 法 , 典 型 代 表 如 Schandl 和 West ( 2012 ) 对 中 国 、 日 本 和 澳 大 利 亚 DMC 指 标 驱 动 力 的 研 究 , 文 章 对 中 国 、 日 本 和 澳 大 利 亚 DMC 进 行 IPAT 分 解 分 析 , 通 过 技 术 、 人 口 和 富 裕 度 来 解 释 这 四 个 国 家 1975 - 2005 年 DMC 的 变 化 原 因 。 然 而 , IPAT 方 程 的 直 接 分 解 法 无 法 考 察 经 济 系 统 内 部 的 结 构 和 技 术 变 化 对 环 境 压 力 的 影 响 。 SDA 和 IDA 能 够 克 服 这 一 余亚东 马铁驹 朱 兵 基于物质足迹的城市环境压力及其驱动力研究 202017 年第 1 期 缺 点 , 但 其 应 用 所 需 数 据 量 庞 大 、 过 程 复 杂 , 目 前 主 要 用 于 能 源 和 碳 排 放 的 研 究 , 对 EW-MFA 指 标 的 影 响 因 素 研 究 还 很 少 , 典 型 的 包 括 Hoffren 等 ( 2000 ) 利 用 IDA 对 芬 兰 物 质 流 的 变 化 原 因 研 究 ; Munoz 和 Hubacek ( 2008 ) 利 用 SDA 对 智 利 DMI 的 驱 动 力 研 究 ; Weinzettel 和 Kovanda ( 2011 ) 利 用 SDA 对捷克原始资源消耗当量 ( RMC ) 的变化原因研究 。 以 回 归 分 析 法 研 究 EW-MFA 指 标 影 响 因 素 的 文 献 较 少 , 已 开 展 的 代 表 性 研 究 包 括 Steger 和 Bleischwitz ( 2011 ) 利 用 多 元 回 归 研 究 了 欧 盟 27 国 1992 - 2000 年 DMC 的 变 化 ; Steinberger 和 K r a u s m a n n ( 2 0 1 1 ) 对 世 界 1 6 5 个 国 家 2 0 0 0 年 的 资 源 产 出 率 ( G D P / D M C ) 与 收 入 水 平 进 行 了 回 归 分 析 ; G a n 等 ( 2 0 1 3 ) 对 世 界 5 1 个 国 家 不 同 时 间 段 的 G D P / D M C 与 1 8 个 社 会 经 济 变 量 进 行 回 归 分 析 ; W i e d m a n n 等 ( 2 0 1 5 ) 对 世 界 1 3 7 个 国 家 2 0 0 8 年 R M C 与 人 均 收 入 、 人 均 资 源 开 采 使 用 量 和 人 口 密 度进行 了回归 分析 。 回归分 析法具 有简单 直观的 优点 , 但其应 用需要 一定的 时间序 列或空 间面 板 数 据 。 综 上 可 知 EW-MFA 的 核 算 研 究 在 国 家 尺 度 上 已 基 本 成 熟 , 但 由 于 数 据 及 系 统 边 界 等 原 因 , EW-MFA 在 国 家 以 下 区 域 尺 度 上 的 物 质 足 迹 指 标 核 算 研 究 方 面 还 非 常 缺 乏 , 特 别 是 缺 乏 对 其 驱 动 力 的 研 究 。 因 此 , 本 文 以 EW-MFA 为 理 论 基 础 , 充 分 考 虑 上 海 市 已 有 统 计 数 据 较 少 的 特 点 , 利 用 P-LCA 对 上 海 市 2010 - 2013 年 物 质 足 迹 这 一 环 境 压 力 指 标 进 行 测 算 , 并 且 基 于 改 进 的 IPAT 方 程 分 解 分 析 法 ( 引 入 资 源 结 构 因 素 ) 研 究 上 海 市 物 质 足 迹 的 驱 动 力 。 本 文 将 不 仅 为 上 海 市降低环境压力提供相关政策建议 , 而且还为区域尺度的物质足迹研究提供借鉴 。 三、 方法和数据 ( 一 ) 基于 P-LCA 的物质足迹核算方法 根 据 EW-MFA 的 基 本 理 论 ( OECD, 2008 ) , 物 质 足 迹 也 就 是 原 始 资 源 消 耗 当 量 ( Raw Materi - al Consumption, RMC ) , 即以原始资源形态计量的区域资源消耗量 , 其基本计算公式如下 MF DEU RME IM -RME EX ( 1 ) ( 1 ) 式 中 ,MF 为 区 域 的 物 质 足 迹 ,DEU 为 区 域 内 开 采 的 原 始 资 源 的 使 用 量 ,RME IM 和 RME EX 分 别 为 区 域 内 流 入 和 流 出 的 资 源 按 照 一 定 的 系 数 所 折 合 的 原 始 资 源 当 量 。 在 国 家 尺 度 上 , 流 入 ( 流 出 ) 数 据 通 过 海 关 获 取 , 该 方 法 可 以 直 接 应 用 。 而 在 国 家 以 下 的 区 域 尺 度 上 ( 如 省 级 尺 度 ) , 流 入 ( 流 出 ) 同 时 包 括 国 外 进 口 ( 出 口 ) 和 外 省 调 入 ( 调 出 ) , 由 于 调 入 ( 调 出 ) 的 资 源 数 据获取难度大 , 该方法很难直接应用 。 为 克 服 这 一 问 题 , 洪 丽 云 ( 2011 ) 在 资 源 代 谢 的 基 础 上 , 提 出 了 物 质 足 迹 测 算 的 简 化 方 法 。 理 论 上 而 言 , 该 方 法 属 于 P-LCA 的 范 畴 , 即 通 过 一 系 列 的 系 数 将 处 于 产 业 链 不 同 节 点 资 源 的 消 耗 量 ( 主 要 是 二 次 资 源 的 消 耗 量 ) 折 算 为 原 始 资 源 的 消 耗 量 , 从 而 计 算 区 域 的 物 质 足 21迹 。 与 严 格 意 义 上 的 P-LCA 方 法 相 比 , 这 种 简 化 的 P-LCA 方 法 具 有 较 强 的 可 操 作 性 , 但 由 于 忽 略 了 产 业 链 二 次 资 源 之 后 的 资 源 , 会 导 致 物 质 足 迹 计 算 结 果 偏 小 。 充 分 权 衡 方 法 的 可 操 作 性 和 结 果 的 准 确 性 , 本 文 在 充 分 调 研 数 据 可 得 性 的 基 础 上 , 采 用 该 方 法 测 算 物 质 足 迹 , 具 体 计 算 公 式 如 下 MF i å j 1 n SRC ij ´Coeff ij ( 2 ) ( 2 ) 式 中 ,MF i 为 第i 类 资 源 的 物 质 足 迹 ,SRC ij 和Coeff ij 分 别 为 第i 类 资 源 中 第 j 种 二 次 资 源 的 消 耗 量 和 对 原 始 资 源 的 折 算 系 数 。 特 定 资 源 的 SRC 的 数 据 主 要 通 过 对 其 在 经 济 系 统 中 的 物 质 流 分 析 得 到 , 如 对 铁 资 源 的 物 质 流 分 析 可 以 得 到 其 二 次 资 源 ( 钢 材 和 铸 铁 ) 的 消 耗 量 。Coeff 数 据 反 映 资 源 代 谢 产 业 链 不 同 节 点 的 物 质 之 间 的 转 换 关 系 , 通 过 区 域 特 定 的 资 源 品 位 和 加 工 利 用 技 术 水 平 等 参 数 来 确 定 区 域 自 身 的 特 定 折 算 系 数 。 如 生 产 1 吨 钢 材 需 要 消 耗 4 . 4 吨 原 始 资 源 , 包 括 3 . 9 吨 铁 矿 石 原 矿 、 0 . 2 吨 石 灰 石 和 0 . 3 吨 化 石 能 源 , 则 钢 材 的 折 算 系 数 为 4 . 4 。 ( 二 ) 基于改进的 IPAT 方程的物质足迹驱动力分析 根据 IPAT 方程 ,MF 可进行如下分解 MF P ´A ´T ( 3 ) ( 3 ) 式 中 ,P 为 区 域 的 常 驻 人 口 数 量 ,A 为 人 均 GDP , 表 征 区 域 的 富 裕 程 度 , T æ è ö ø T MF GDP 为 单 位 GDP 的 物 质 足 迹 , 表 征 区 域 的 技 术 水 平 。 为 考 察 资 源 结 构 变 化 对 MF 的 影 响 , 本 文 引 入 资源结构因素S i 对 IPAT 方程进行改进 。S i 可按照如下公式计算 S i MF i MF MF i å i 1 n MF i ( 4 ) ( 4 ) 式中 ,MF i 为第i i 1 2 n 种资源的物质足迹 。因此 ,MF 分解为 MF å i 1 n MF i å i 1 n S i ´P ´A ´T ( 5 ) 由 ( 5 ) 式 可 知 MF 的 变 化 可 以 通 过 资 源 结 构 S 、 人 口 P 、 富 裕 度 A 和 技 术 水 平T 的 变 化 来 解 释 。 在 [ 0 , t ] 时间内 ,MF 的变化可以分解为 MF MF t -MF 0 MF S MF P MF A MF T MF ( 6 ) ( 6 ) 式 中 , S MF 、 P MF 、 A MF 和 T MF 分 别 为 S、P 、A 和T 的 变 化 所 导 致 的 MF 的 变化 。根据对数平均迪氏指数分解方法 ( Ang, 2015 ) , 这四者的表达式可计算如下 余亚东 马铁驹 朱 兵 基于物质足迹的城市环境压力及其驱动力研究 222017 年第 1 期 ì í î ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï S MF å i 1 n w i ln S i t S i 0 P MF å i 1 n w i ln P i t P i 0 A MF å i 1 n w i ln A i t A i 0 T MF å i 1 n w i ln T i t T i 0 ( 7 ) 其中,w i MF i t -MF i 0 lnMF i t -lnMF i 0 。 ( 7 ) 式 中 , 上 标t 和 0 分 别 表 示 在t 时 刻 和 基 准 时 刻 的 变 量 值 ,w i 为权重系数 。 ( 三 ) 数据说明 根 据 EW-MFA 的 基 本 理 论 , 物 质 足 迹 核 算 需 将 进 入 经 济 系 统 代 谢 的 所 有 资 源 都 纳 入 到 核 算 范 围 。 然 而 , 在 实 际 政 策 应 用 中 , 决 策 者 往 往 会 结 合 数 据 的 可 得 性 和 政 策 的 关 注 重 点 对 资 源 种 类 进 行 取 舍 。 例 如 德 国 的 政 策 文 件 没 有 将 可 再 生 的 生 物 质 资 源 列 入 EW-MFA 核 算 范 围 , 日 本的循环型社会政策文件中对砂石的核算在 EW-MFA 中进行了区分考虑 ( 朱兵等 , 2015 ) 。 鉴 于 此 , 本 文 一 方 面 考 虑 数 据 的 可 得 性 , 另 一 方 面 基 于 我 国 循 环 经 济 试 点 所 关 注 的 资 源 种 类 ① , 对 上 海 市 物 质 足 迹 的 核 算 主 要 考 虑 14 类 资 源 , 包 括 3 种 能 源 ( 煤 炭 、 石 油 、 天 然 气 ) 、 6 种 金 属 ( 铁 、 铜 、 铝 、 铅 、 锌 、 镍 ) 、 3 种非金属 ( 石灰石 、 磷 、 硫 ) 、 2 种生物质 ( 木材 、 工业用粮 ) 。 本 文 对 上 海 市 14 类 资 源 的 物 质 足 迹 核 算 的 时 间 范 围 为 2010 - 2013 年 。 核 算 过 程 中 二 次 资 源 消 耗 量 和 折 算 系 数 通 过 各 类 资 源 的 物 质 流 分 析 得 到 , 所 涉 及 的 相 关 数 据 根 据 各 种 公 开 年 鉴 如 上 海 市 统 计 年 鉴 及 行 业 咨 询 等 渠 道 获 取 。 在 物 质 足 迹 的 驱 动 力 分 析 中 , 人 口 数 据 采 用 常 住人口数 , GDP 数据采用 2010 年不变价的 GDP , 相关数据通过 上海市统计年鉴 等获取 。 四、 结果与讨论 ( 一 ) 上海市 2010 - 2013 年物质足迹的变化 本 文 测 算 得 到 上 海 市 2010 - 2013 年 物 质 足 迹 ( 见 表 1 ) 。 从 物 质 足 迹 总 体 的 变 化 来 看 ( 见 图 1 a ) , 上 海 市 2010 - 2013 年 间 基 于 物 质 足 迹 的 环 境 压 力 由 2 . 795 亿 吨 增 长 到 3 . 08 亿 吨 , 增 长 了 10 . 2 。 从 人 均 物 质 足 迹 的 变 化 来 看 ( 见 图 1 b ) , 上 海 市 2010 - 2013 年 间 基 于 人 均 物 质 足 迹 的 环 境压力由 12 . 1 吨增长到 12 . 8 吨, 增长了 5 . 8 。 ① 相 关 政 策 文 件 见 国 家 统 计 局 国 家 发 展 改 革 委 关 于 印 发 资 源 产 出 率 统 计 试 点 调 查 方 案 的 通 知 ( 国 统 字 [ 2012 ] 48 号 ) 、 关于组织开展循环经济示范城市 ( 县 ) 创建工作的通知 ( 发改环资[ 2013 ] 1720 号 ) 。 23表 1 上海市 2010 - 2 013 年各类资源的物质足迹 ( 单位 万吨 ) 资源类型 能源 铁 铜 铝 铅 锌 镍 石灰石 硫 磷 木材 工业用粮 各资源物质足迹合计 2010 12628 6924 3882 329 1178 450 563 1800 58 21 50 69 27952 2011 12706 7152 4581 373 868 564 705 1692 69 25 52 54 28841 2012 12810 7516 5506 425 329 643 804 1750 91 28 55 63 30020 2013 13195 7744 5377 425 401 759 949 1731 91 25 60 52 30809 一 般 而 言 , 环 境 压 力 的 增 加 与 经 济 的 增 长 直 接 相 关 。 2010 - 2013 年 间 , 上 海 市 GDP 由 1 . 72 万 亿 元 增 长 到 2 . 15 万 亿 元 ( 按 2010 年 不 变 价 计 算 ) , 增 长 了 25 。 与 物 质 足 迹 相 比 , 上 海 市 2010 - 2013 年 的 GDP 增 长 率 高 出 了 约 15 。 根 据 以 上 数 据 , 结 合 解 耦 ① 的 基 本 理 论 可 知 上 海 市 2010 - 2013 年的经济增长与基于物质 足迹的环境压力处于相对解耦的状态 。 13 . 0 12 . 8 12 . 6 12 . 4 12 . 2 12 . 0 2010 2011 2012 2013 人均物质足迹 ( 吨 ) 年份 ( b ) 人均物质足迹 物质足迹 ( 亿吨 ) 3 . 2 3 . 1 3 . 0 2 . 9 2 . 8 2 . 7 2010 2011 2012 2013 年份 ( a ) 物质足迹 图 1 上海市 2010 - 2013 年 ( 人均 ) 物质足迹变化趋势 从 物 质 足 迹 的 构 成 资 源 来 看 ( 如 图 2 所 示 ) , 2013 年 上 海 市 物 质 足 迹 的 基 本 构 成 为 能 源 资 源 占 43 , 铁 资 源 占 25 , 铜 资 源 占 17 , 石 灰 石 资 源 占 6 , 其 余 资 源 总 共 占 9 。 从 物 质 足 迹 的 结 构 变 化 来 看 , 在 2010 - 2013 年 间 , 上 海 市 物 质 足 迹 的 结 构 变 化 不 大 , 主 导 资 源 均 为 能 源 、 铁 、 铜 和 石 灰 石 。 由 此 可 知 2010 - 2013 年 间 , 上 海 市 基 于 物 质 足 迹 的 环 境 压 力 主 要 来 自 能 源 、 铁 、 铜 、 ① 解 耦 可 用 来 衡 量 经 济 发 展 与 环 境 压 力 的 分 离 程 度 。 根 据 解 耦 的 基 本 理 论 ( Yu et al., 2017 ) , 解 耦 包 括 三 种 类 型 绝 对 解 耦 , 经 济 增 长 但 环 境 压 力 降 低 ; 相 对 解 耦 , 经 济 的 增 长 速 度 高 于 环 境 压 力 的 增 长 速 度 ; 耦 合 , 经 济 的 增 长 速度低于环境压力的增长速度。从经济社会发展的可持续目标来看 , 绝对解耦 相对解耦 耦合。 余亚东 马铁驹 朱 兵 基于物质足迹的城市环境压力及其驱动力研究 242017 年第 1 期 石灰石资源相关的产业代谢 , 占 90 及以上 。 ( a ) 2010 年 铁 25 能源 45 其他 10 石灰石 6 铜 14 铁 25 ( b ) 2013 年 能源 43 其他 9 石灰石 6 铜 17 图 2 上海市 2010 - 2013 年物质足迹的结构及其变化趋势 二 上海市与世界的人均物质足 迹作对比分析 首 先 , 本 文 将 上 海 市 人 均 物 质 足 迹 与 世 界 各 国 及 其 平 均 水 平 进 行 对 比 。 根 据 W i e d m a n n 等 ( 2 0 1 5 ) 的 测 算 , 2 0 0 8 年 世 界 人 均 物 质 足 迹 为 1 0 . 5 吨 ( 2 0 0 8 年 的 数 据 已 经 是 目 前 文 献 所 获 取 的 最 新 数 据 ) ; 根据世界银行数据 , 2 0 0 8 年世界人均 G D P 为 9 3 4 4 美元 ( 当年价 ) 。 2 0 1 0 年 , 上海市人均物质足迹 为 1 2 . 1 吨 , 而 人 均 G D P 约 1 1 0 0 0 美 元 。 因 此 , 上 海 市 基 于 人 均 物 质 足 迹 的 环 境 压 力 和 人 均 G D P 都 略 高 于 世 界 平 均 水 平 。 与 典 型 的 发 达 国 家 和 发 展 中 国 家 相 比 , 2 0 1 0 年 , 上 海 市 人 均 物 质 足 迹 为 1 2 . 1 吨 , 约 为 世 界 平 均 值 的 1 . 2 倍 , 略 低 于 中 国 平 均 水 平 ( 1 2 . 3 吨 ) , 分 别 约 为 加 拿 大 ( 3 2 . 3 吨 ) 、 日 本 ( 2 8 . 5 吨 ) 、 美国 ( 2 7 . 2 吨 ) 、 英国 ( 2 4 . 5 吨 ) 、 德国 ( 2 1 . 6 吨 ) 的 3 7 、 4 2 、 4 5 、 4 9 和 5 6 。 因此 , 上海 市基 于人均物质足迹的环境压力尽管略高于世界平均值 , 但与主要发达国家相比仍然较小 。 其 次 , 本 文 将 通 过 与 世 界 主 要 经 济 体 国 家 数 据 的 对 比 , 在 较 小 的 样 本 范 围 内 对 比 评 价 上 海 市 人 均 物 质 足 迹 的 水 平 。 本 文 选 择 2010 年 世 界 GDP 排 名 前 十 的 国 家 与 上 海 市 进 行 物 质 足 迹 的 对 比 , 这 些 国 家 包 括 美 国 、 中 国 、 日 本 、 德 国 、 法 国 、 英 国 、 意 大 利 、 巴 西 、 印 度 和 加 拿 大 , 绘 制 了 世 界 主 要 经 济 体 国 家 的 人 均 物 质 足 迹 与 人 均 GDP 的 分 布 图 , 结 果 如 图 3 所 示 。 上 海 市 人 均 物 质 足 迹 由 本 文 核 算 得 到 , 为 2010 年 数 据 ; 世 界 主 要 经 济 体 国 家 数 据 来 源 于 文 献 ( Wiedmann et al., 2015 , 为 2008 年 数 据 。 需 要 说 明 的 是 , 由 于 测 算 方 法 和 系 统 边 界 的 差 异 , 城 市 和 国 家 的 物 质 足 迹 数 据 并 不 完 全 可 比 。 本 文 开 展 对 比 分 析 , 尽 管 其 定 量 结 果 可 能 不 一 定 完 全 准 确 , 但 主 要 目 的 在 于 帮 助 读 者 形 成 对 物 质 足 迹 大 致 范 围 与 分 布 的 定 性 认 识 。 图 中 的 四 大 区 域 分 别 为 I 区 为 人 均 GDP 低 于 10 国 平 均 值 , 人 均 物 质 足 迹 高 于 10 国 平 均 值 ; II 区 为 人 均 GDP 低 于 10 国 平 均 值 , 人 均 物 质 足 迹 低 于 10 国 平 均 值 ; III 区 为 人 均 GDP 高 于 10 国 平 均 值 , 人 均 物 质