基于 IPAT模型的苏州市环境压力 -响应分析

罗 宏,舒俭民,吕连宏,裴莹莹

中国环境科学研究院,北京 100012

基于 IPAT模型的苏州市环境压力 -响应分析

罗 宏,舒俭民,吕连宏,裴莹莹

中国环境科学研究院,北京 100012

苏州市经济快速发展,资源环境压力日益加重,实现污染物总量削减目标形势严峻.在分析苏州市污染物排放与经济发展现状的基础上,利用 IPAT模型就多种经济、环境发展情景下,定量分析苏州市 2010年的环境压力.结果表明：在 GDP年增长率分别为 15.4%和 12.0%的情景下,单位 GDP的环境负荷年下降率分别为 18.0%和 15.0%时,污染物排放量可实现“十一五”规划的削减目标,但资源效率分别需要提高 1.2和 1.0倍,实现削减目标的压力很大;应采取提高环境效率、控制社会经济发展速度、加速重点行业产业结构调整等措施以缓解苏州市的环境压力.

苏州市;环境压力;对策;IPAT模型

IPAT模型用于定量分析人口、经济、技术对能源消耗的影响[1-2],并且能够对未来人口、经济等发展情况进行模拟分析,其优点是可直接应用、方法较简便,在环境污染和气候变化等研究领域中已经得到广泛应用[3-6].苏州市经济发展迅速,随着经济总量倍数扩张和消费水平的大幅上升,资源、耕地及能源供需矛盾进一步加大,污染物种类和排放量将继续增加,生态环境保护压力日益加重;同时,“十一五”时期是我国环境保护的关键时期,也是苏州优化产业结构、发展循环经济、建设生态市的重要时期[7-8].在这种形势下,笔者利用 IPAT模型,通过预测 2010年 GDP增长率,分 2种情景讨论并计算苏州“十一五”期间环境压力,根据研究结果提出可持续发展措施.

1 模型构建

环境问题是经济社会问题的综合表现,世界经济增长和城市化的过程中已付出了过大的资源环境代价.美国斯坦福大学著名人口学家 EHRL ICH在研究人口增长对环境的冲击中,于 1971年提出人口增长对环境的冲击不仅与人口总量有关,而且与社会的富裕度以及社会生产活动的技术水平有关,因此提出了环境影响的三因素公式[9-10]：

式中,I为环境影响;P为人口数量;A为富裕度;T为技术.

在 IPAT模型应用过程中,特别是在环境影响方面,环境影响 (I)与环境负荷等同,富裕度 (A)逐渐被认同可用人均 GDP来表示 (即 A =GDP/P),而技术 (T)则可用单位 GDP的环境负荷来表示,即 T=I/GDP.

IPAT方程还可写成：

式中,G=P×A,也就是 GDP.该公式被称作 IGT方程[11].

设基年的 GDP为 G0;基年的单位 GDP环境负荷为 T0;基年的环境负荷为 I0;国民生产总值年增长率为 g;单位 GDP环境负荷的年下降率为 t;第 n年的 GDP为 Gn;第 n年的单位 GDP环境负荷为Tn;第 n年的环境负荷为 In.由于：

则有 In=Gn·Tn=G0(1+g)n·T0(1-t)n=G0·T0·(1+g-t-tg)n.

当 (1+g-t-tg)n=1,即 tk=g/(1+g)时 ,其中 tk为 t的临界值[12-13],In=I0;当 t=tk时,环境负荷不变;当 t＞tk时,In＜I0;当 t＜tk时,In＞I0.

2 苏州市环境压力分析

2.1 苏州市经济与环境状况

2006年苏州市的 GDP为 4.82×1012元,全市工业废水年排放量为 7.32×108t;全市生活污水年排放量为 4.04×108t;全年水耗 1.14×109t;全市工业废水 CODCr年排放量为 6.49×104t;全市工业废气年排放量为 6.984×1012m3,其中 SO2年排放量为 2.296×105t.

2.2 经济发展情景预测2.2.1 统计情景

根据苏州市统计年鉴,得出 1995─2006年苏州市 GDP变化趋势,如图 1所示.由图 1可得：

图 1 1995─2006年苏州市 GDP变化趋势Fig.1 The variantion trandancy of GDP during 1995 and 2006 in Suzhou City

式中,G为 GDP,1012元;T为预测年份.

根据式 (5)计算 2010年苏州市 GDP为 8.54×1012元 (以 2006年不变价格折算).

式中,G2010和为 G2006分别为 2010和 2006年的GDP,由该式得到 GDP的年均增长率为 15.4%.

2.2.2 规划情景

参照《苏州市国民经济和社会发展“十一五”规划纲要》,苏州市 2010年的 GDP增长率按照 12.0%计算.

2.3 环境压力分析

分别计算苏州市 2种经济发展形势下 (GDP年均增长率分别为 15.4%和 12.0%)单位 GDP环境负荷年下降率的临界值(tk)[14].

表 1 2种经济发展情景下 tk的计算值Table 1 Calculated values under different economic development situations

以 2006年为基准年,根据 t取值计算 2010年苏州市环境压力：①t=0,即单位 GDP环境负荷不变;②t=tk,即环境负荷 (I)不变;③满足“十一五”期间 CODCr和 SO2总量削减目标条件下的 t值[15-16].分析结果见表 2.

表 2 2种 GDP年增长率下 2010年苏州市的环境压力Table 2 Environmental pressure under different senariosof Suzhou City in 2010 with growth rate of GDP

由表 2可知,单位 GDP的环境负荷年下降率(t)为 0时,苏州市 2010年的环境负荷增大 .t=tk时,即分别取 13.3%和 10.7%(相应 GDP年增长率分别为 15.4%和 12.0%),虽然环境负荷不变,但单位 GDP环境负荷呈下降趋势,GDP年增长率越高,其下降越快.在 GDP年增长率分别为 15.4%和12.0%,t分别为 18.0%和 15.0%时,苏州市污染物排放量可实现“十一五”削减目标.

3 结果讨论

不同 GDP年增长率下 2010年苏州市环境压力如图 2所示.由图 2可知,当单位 GDP的环境负荷年下降率 (t)相同时,GDP年增长率越高,污染物排放量越高,环境负荷越大.在相同 GDP年增长率条件下,单位 GDP的环境负荷年下降率与污染物排放量基本呈线性关系.污染物排放量均随单位 GDP的环境负荷年下降率的增大而降低,当达到临界值时,环境负荷不变;如继续增大,超过临界值,则环境负荷降低.伴随 GDP年增长率分别为 15.4%和12.0%,相应地单位 GDP的环境负荷年下降率分别达到 18.0%和 15.0%时才能实现苏州市“十一五”削减目标,但相应要求环境效率分别提高 1.2和1.0倍,实现削减目标的压力很大.

图 2 不同 GDP年增长率(g)条件下 2010年苏州市环境压力Fig.2 Environmental pressure of Suzhou City in 2010 with different growth ratesof GDP

4 发展对策

根据苏州市 2010年环境压力计算结果和现阶段的经济发展水平,实现“十一五”削减目标存在较大困难,因此苏州市应采取提高环境效率、控制社会经济发展速度、加速重点行业产业结构调整等措施缓解环境压力.

4.1 提高环境效率

单位 GDP环境负荷的倒数即为“环境效率”[14].由 3章可知,实现“十一五”削减目标,在 2种 GDP年增长率条件下,苏州市环境效率应分别提高 1.2和 1.0倍.因此,如果苏州市只重视经济增长,而对单位 GDP环境负荷不给予充分重视,是不可能实现可持续发展的.为提高环境效率,应加强以下几方面的建设：强化苏州市政府的政策引导[17],建立、完善节能减排制度,降低污染物排放,如实施差别电价、排污权交易制度和总量控制制度等;按照《苏州市推进清洁生产指导意见》和已发布的《清洁生产标准》要求,在全市推广清洁生产,争取在 2年内对规模以上企业完成清洁生产普及,对使用有毒、有害原料生产企业,实施强制性清洁生产审核,使污染物达标排放;大力推进机制创新和技术创新,确立技术创新的激励政策;发展循环经济,促进苏州市尽快形成新的生产方式和消费模式.但是在长期的经济增长中,环境效率也并非越高越好,提高环境效率也需要投入一定的经济成本,过度地强调增加环境效率,反而会限制经济发展.

4.2 适当控制社会经济发展速度

由图 2可知,当 2种不同经济发展速度下单位GDP的环境负荷年下降率相同时,GDP年增长率越高,污染物排放量越高,环境负荷越大.最高发展速度 (GDP年增长率为 15.4%)与最低发展速度 (GDP年增长率 12.0%)下,2010年污染物排放量差距见表 3.单位 GDP环境负荷不变时 (t=0),苏州市2010年 2种经济发展速度下的 CODCr排放量相差6.74×104t,SO2排放量相差 11.64×104t,排放差值较大;当 t=10.0%时,2010年 2种 GDP年均增长率下的 CODCr排放量相差 1.52×104t,SO2排放量相差 2.93×104t,排放差值也比较大.因此,适当地控制经济增长速度,可明显降低污染物排放量,缓解环境压力.

表 3 不同发展速度下苏州市 2010年污染物排放量差异Table 3 The pollutant emission of Suzhou City in 2010 with different development speed 104 t

4.3 重点行业产业结构调整

根据现阶段苏州市污染物排放特征分析,CODCr排放主要来源于纺织业、化学原料及化学品制造业、造纸业、医药制造业,上述行业排放总量占全市工业排放总量的 61.7%,年排放总量达到3.5×104t,而 GDP贡献仅占全市总量的 19.8%;SO2排放主要来源于电力行业,年排放量为 1.28×105t,占全市排放总量的 50%以上.未来几年应对上述重点行业加大力度进行产业结构调整,通过关、停、转、并等措施提高环境效率 .

严格控制建设高耗能项目,把能耗标准作为项目核准的强制性门槛.提高高耗能、高污染产品差别电价标准.积极淘汰高耗能、污染严重的产品和设备,加大淘汰电力、纺织业、化学原料及化学品制造业、造纸业和医药制造业等行业落后产能的力度.

根据国务院发布的《促进产业结构调整暂行规定》〔国发 (2005)40号〕,国家发展和改革委员会配套发布实施的《产业结构调整指导目录 (2005年)》(国家发改委令第 40号),江苏省发布的《江苏省工业结构调整指导目录》〔苏政办发 (2006)140号〕和《苏州市国民经济和社会发展第十一个五年规划》以及国家、江苏省、苏州市相关法律法规政策,结合苏州市经济发展实际情况,特制定苏州市产业未来发展导向.为转变经济增长方式,促进产业结构调整和优化,合理配置资源,实现节能减排,全面提升全市产业竞争能力提供依据.

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Research on Environmental Pressure-Response of Suzhou City Based on IPAT Model

LUO Hong,SHU Jian-min,LÜLian-hong,PEIYing-ying
Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing 100012,China

With the rapid economic development and increasing pressure on resources and environment,realizing total pollutant emission reduction targets set by the Eleventh Five-Year Plan for Suzhou City isdifficult.Based on the analysisof pollutant emissions in Suzhou City and current economic development,the environmental p ressure in Suzhou City is quantitatively analyzed w ith the IPAT model under diversified economic and environmental development scenarios in 2010.The result shows that,under grossdomestic product(GDP)growth ratesof 15.4%and 12.0%,and corresponding annual environmental load decrease ratesper unit GDPof 18.0%and 15.0%,the pollutant emission reduction targetsof the Eleventh Five-Year Plan can be achieved,but the resource efficiency needs to be improved by 1.2 and 1.0 times respectively.Strategiesmust be taken to alleviate environmental pressures of Suzhou City,including improving environmental efficiency,controlling the speed of the socio-economic development,and accelerating the adjustment of key industrial structure.

Suzhou City;environmental pressure;strategy;IPATmodel

X32

A

1001-6929(2010)01-0116-04

2009-05-27

2009-06-24

苏州市政府项目

罗宏 (1964-),男,湖南桃源人,研究员,博士,主要从事环境经济与管理研究,luohong@craes.org.cn.

(责任编辑：孙彩萍)