武汉市产业结构变动的生态环境效应研究*

2010-05-07汤进华钟儒刚

水土保持研究 2010年2期

汤进华,钟儒刚

(1.华东师范大学地理系,上海 200062;2.咸宁学院地理系,湖北咸宁 437100)

人类活动对生态环境的影响及其反馈机理是目前地理学、生态学及环境科学共同关心的热点问题,而产业结构是连接人类活动和环境的重要桥梁[1]。区域产业的变动及其组合关系、强度的变化不仅显著促进区域社会经济发展的同时,也对生态环境产生强烈影响,尤其当微观的环境污染治理效果越来越受到局限,资源的供给越来越紧缺,环境的自净能力越来越低下时,人们便把目光投向了产业转型[2]。目前,国内诸多学者从不同视角对产业发展的生态环境影响进行研究。从研究内容看,有从单一产业出发进行研究产业发展的生态环境影响,如农业[3]、建筑业、交通运输业[4];有的从产业结构角度[5]进行综合评价。从研究区域看,有关注产业发展对城市生态环境的影响[6],有关注整个区域产业结构的生态环境影响[7]。从研究方法看,有做定性分析的[8],有做定量综合评价的[1]。

改革开放以来,武汉市作为湖北省乃至中部地区的经济中心,其经济发展非常快、经济总量急剧增大、综合实力逐渐增强,环境建设也取得一定成效。2008年末全市户籍人口833.24万人,土地面积为8 494.41 km2,地区生产总值3 960.08亿元,比上年增长15.1%,其中工业增加值1 515.65亿元,比上年增长18.2%,全社会固定资产投资2 252.05亿元,公路路网密度1.305 1 km/km2,增长11.3%,森林覆盖率25.12%。然而,高投入、高能耗、高污染、低效益的粗放型经济增长模式不可避免地给武汉地区带来了较为严重的环境问题,产业竞争优势逐渐受到威胁,可持续发展能力亟待提高。2008年,全市工业废气排放总量4 014.74亿m3,较上年增加964.82亿m3;工业固体废物产生量1 094.49万t,比上年增加172.01万t。

当前,武汉市作为“两型社会”建设的前沿阵地,面临着如何妥善处理好武汉产业发展与生态环境保护之间的关系问题,已不可避免地成为区域经济社会持续、快速、协调发展的关键。本文以武汉市产业结构及其演变为对象,通过对不同产业发展的生态环境影响进行分析,定量综合评价了1980年中期以来武汉市产业转型的生态环境效应,旨在为制定实施基于生态环境保护的长效产业政策提供依据。

1 武汉市产业结构变动轨迹

1.1 三次产业发展轨迹

1986年来是武汉市社会经济发展最为迅速的时期,全市 GDP从1986年的106.35亿元,迅速增长到2008年的3 960.08亿元,年均增长151%,远高于全国同期水平。从全市3次产业产值结构的构成(图1),可以看出:

(1)研究时段内全市产业结构变动较大,经历了一次大的产业结构转型,即从1986-1997年的“二、三、一”到1998年的“三、二、一”,3次产业结构得到较大优化。

(2)第一产业产值比例变动稳定,且持续下降;第二、三产业的产值比例变化存在波动,1998年前波动较大,之后趋向稳定,主要是由于二者经济增长速度差异所致。

(3)三次产业产值比例的变动幅度不一,第三产业最大,第二产业次之,第一产业最低,表明全市产业结构处于罗斯托增长阶段理论的向成熟推进发展阶段;1998年前,武汉市产业结构变化的驱动力以工业化进程和农业现代化为主,第三产业发育较弱;1998年后,其产业结构变化驱动力以第三产业及农业现代化拉动为主,工业化的贡献率相对较弱。

(4)从武汉市三次产业就业结构的变化(图2)可以看出,全市第一产业就业比重稳步下降,但一直在20%左右;第二产业比重就业比重稳步下降,但幅度较小,其就业结构一直在30%～40%之间;第三产业比重增幅最大,1992年来增加了18%。这表明武汉第三产业发展对农村剩余劳动力和从工业优化进程中分离出来的劳动力的吸收能力很高。

图1 1986—2008年武汉市三次产业产值结构变化

图2 武汉市三次产业就业结构变化

1.2 三次产业内部结构发展轨迹

(1)1986年以来,第一产业内部的种植业、林业、牧业、渔业的比重虽有一定波动,但种植业、牧业、渔业、林业的顺序始终没有发生根本性变化。尤其在1998年以后,第一产业内部结构变化幅度明显减弱,种植业比重在波动中有所下降,牧业和渔业比重在波动中上升,林业比重一直保持在1%以内,至2008年种植业、林业、牧业、渔业比重为54.34∶0.6∶25.58∶16.48(图3)。

图3 1986—2008年武汉市第一产业内部结构变化

(2)建国后,武汉作为新中国重点发展的城市,在“重工业优先发展”战略的引导下,形成了以重工业为主的工业体系。1986年以来,这种趋势非但没有扭转,反而加强,1986年重工业产值占56.32%,20多年后的2008年,重工业产值占到工业总产值的78.23%。在整个国民经济中的比例也是遥遥领先,占到地区生产总值的近30%。工业重型化特征非常明显。

2 不同产业发展的生态环境影响

不同类型的产业在其发展过程中,由于吸取的资源、释放的产品及废弃物不同,因而对生态环境的影响也不同。

2.1 第一产业对生态环境的影响

一般认为,第一产业对生态环境的影响有利有弊。有利方面是第一产业多以绿色植物为生产对象,而绿色植物是生态环境的重要屏障,它既能净化空气,涵养水源,调节气候,又可固定CO2,减少大气中CO2的排放量;第一产业对生态环境影响的不利方面是种植业中不合理开垦和利用,会导致水土流失,土地盐渍化、沙漠化,农用柴油及农药化肥的使用会导致水、土壤及空气等各种污染和水体富营养化,农膜的使用导致损坏土壤结构;滥砍滥伐易减少森林对温室气体的吸收,危及生态系统的稳定性;滥牧会导致草场退化、土地沙化;滥捕会导致鱼类资源的枯竭,影响生物多样性。但总的来看,第一产业对环境影响的深度和广度都比较有限[1-2,7]。

表1 1986-2008年武汉市产业产值构成 %

在武汉市种植业发展过程中,为了增加农作物单位面积产量和农业效益,大量施用化肥、农药及地膜,2008年武汉市每公顷耕地面积使用化肥275.45 kg,农药15.82 kg,分别比1995年都有所增。然而在常规农业条件下,化肥利用率只有30%～50%,其余未被利用部分和残余的农药被淋溶冲刷,严重污染土壤和地下水。2008年农用塑料薄膜使用量每公顷耕地为12.11 kg,比1995年略有增加,然而地膜使用后能收回的只有1/3,大量的地膜残留在农田里,难以降解,影响土壤质量,对农作物造成毒害。2008年农用柴油使用量为耕地为74.09 kg/hm2,与1995年基本持平,然而柴油的不充分燃烧释放的气体污染了大气,不恰当的使用也污染了水资源(表2)

表2 1995-2008年武汉市化肥、地膜、农业柴油及农药使用情况 kg/hm2

表3 1995-2008年武汉市工业污染物排放量

2.2 第二产业对生态环境的影响

第二产业的生产主要是通过消耗大量资源和能源来实现的,因而由其带来的污染物对自然生态环境形成胁迫效应,当超过环境承载能力时,必将导致生态环境恶化。新中国成立后,在“重重轻轻”战略的引导下,武汉市工业重型化特征非常明显,这种工业结构对环境的不良影响非常大(表1,表3)。

在第二产业内部,由于各行业资源使用种类不同、工艺流程不同、资源密集度不同,对环境的影响程度也有很大差异。一般而言,资金密集型行业的能耗、物耗和污染要大于劳动密集型或技术密集型行业。从武汉市各工业行业污染物排放来看,石化、有色、冶金、电力、造纸等属于“高消耗、高污染”行业;食品、农副产品加工、印刷、纺织、医药等行业资源消耗及污染属中等或较低水平;电子及通信设备制造业、服装、金属制品等对资源的依赖程度较低,环境污染也较小。但目前,武汉市仍以石化、有色、电力、冶金、机械、食品、医药为支柱产业。其中,石化、有色、电力、冶金、医药产值占全省工业产值的比重较大,这无疑加剧了对生态环境的胁迫。

2.3 第三产业对生态环境的影响

第三产业对环境的影响相对于第一、第二产业是比较小的。第三产业对环境资源的依赖很小,但旅游业、交通运输业、餐饮业等行业的发展仍对环境质量有直接影响,若管理不当会产生废水污染、噪声扰民、汽车尾气污染等有害影响,甚者会导致一些自然景观的消失。目前,武汉市对生态环境影响最大的第三产业是交通运输业。经济的繁荣带来了交通运输业的发展,机动车数量也直线上升,2008年全市民用汽车拥有量近80万辆,比1995年11.35万辆增加近70万辆。然而,交通运输业的发展不仅占用了耕地、林地等土地资源,使道路路面有害物质通过道路排水系统流人地表、河流,污染地下水和地表水;而且机动车运行中鸣笛发出的噪声可高达95～100 dB,形成噪声污染,排放的氮氧化物、一氧化碳形成大气污染,排放的无机化合物的细小微粒进人土壤形成土壤污染[4]。

3 产业转型的生态环境效应

3.1 评价方法

由于不同产业的发展对生态环境影响的方式与程度不同,因此,在评价时将武汉市产业结构进行细分:第一产业分为种植业、林业、畜牧业、渔业,第二产业分为轻工业、重工业、建筑业,第三产业分为交通运输业、其他产业。

3.1.1 确定产业结构对生态环境的影响权重以不同产业发展对生态环境影响幅度与深度的差异为依据,衡量各类产业发展对生态环境影响的相对强度,在[1,5]区间内对不同产业类型的生态环境影响系数,依此反应各产业单位产值比重的生态环境影响之间的比例关系[1],系数越大,表明该产业对环境负面影响越大(表4)。

表4 不同产业类型的生态环境影响指数

3.1.2 计算区域产业结构的总体生态环境影响指数依据各产业类型相应的生态环境影响系数对其产值比例进行加权求和,得到区域产业结构的总体生态环境影响指数,以表征一定产业结构对区域生态环境的总体影响和干扰状态(表5)。其计算式如式(1)。

式中:ISE——区域产业结构的总体生态环境影响指数 ;ISi——i产业的产值比例 ;Ei——i产业的生态环境影响系数。

3.1.3 计算产业结构变化的生态环境效应

式中:SE——某一时段产业转化的生态环境效应变化幅度,ISEt初 ,ISEt末 ——期初和期末时期产业结构的生态环境影响指数。

3.2 结果分析

根据上述方法,可计算出1986年以来武汉市产业结构的生态环境效应(图4)。由图1、图4和表5可看出:

(1)对图4添加移动平均趋势线,看出武汉市产业转型轨迹与产业转型引起的生态环境效应轨迹在变化趋势上存在着一致性,都呈明显的“波浪形”。且产业转型引起的生态环境变化要滞后于产业结构转型。

(2)1986年以来武汉市产业结构的生态环境影响指数属于中等水平,总体上看,产业结构的生态环境效应趋于良好。表明:近期武汉市在产业结构调整上注重生态环境的保护。

(3)分段时期看,1986年以来形成5个大波动期,出现 2个波峰、3个波谷。第一个波动期为1986—1992年,1986-1988年生态环境影响指数基本保持稳定,到1989年达到第一个波峰,产业结构生态环境影响指数达3.44,随后产业结构的生态环境影响指数逐年降低,1992年出现第一个波谷,产业结构生态环境影响指数为3.09之后,产业结构的生态环境影响指数略回升后1993开始,产业结构的生态环境影响指数趋于下降,2003年出现第二个波谷,产业结构生态环境影响指数为2.74,特别注意的是1999-2004年间维持在比较好的水平。之后,产业结构生态环境影响指数又开始上升,至2005年出现第二个波峰,产业结构生态环境影响指数达2.89。这之后,略显下降,并维持在 2.84左右。在1986-1989年、1989-1992年、1992-2003年、2003-2005年、2005-2008年产业结构生态环境影响指数波动幅度分别为0.04,0.35,0.35,0.15,0.05,其变动幅度为1.17,-10.29,-11.21,5.41,-1.78。特别是20世纪90年代年以来,产业结构生态环境影响指数下降很快,达到研究时段最低点,但2003年后略有回升迹象,这一点值得注意(图4)。

表5 产业结构生态环境影响指数分级

图4 1986—2008年武汉市产业结构的生态环境效应变化

4 结论与建议

4.1 结论

通过对武汉市1986年以来的产业结构变动及其生态环境效应的研究,可以得出以下结论:

(1)自1986年以来,武汉市产业结构经历了一次较大的转型,产业结构由“二、三、一”转化为“三、二、一”。3次产业产值比例的变动幅度不一,第三产业最大,第二产业次之,第一产业最低,表明全市产业结构处于罗斯托增长阶段理论的向成熟推进发展阶段,产业变动驱动力以第三产业等相关产业拉动为主。

(2)武汉市产业结构生态环境影响属中等,1986年以来出现5次大的波动,存在降低后又反弹的现象,特别是20世纪90年代年来,产业结构生态环境影响指数下降很快,达到研究时段最低点,但2003年后略有回升迹象,值得警示。因此,基于生态环境保护的产业结构调整任务处于攻坚与维持阶段,需进一步优化产业结构,落实和实施基于生态环境保护的长效产业政策。

(3)武汉市产业转型轨迹与产业转型引起的生态环境效应轨迹在变化趋势上存在着一致性,都呈明显的“波浪形”,且生态环境对产业转型的响应滞后近1年。