基于能值和GEP的徐州市生态文明核算方法研究

金 丹， 卞正富

（1.中国矿业大学管理学院， 江苏 徐州 221116； 2.江苏省资源环境信息工程重点实验室（中国矿业大学），江苏 徐州 221116）

基于能值和GEP的徐州市生态文明核算方法研究

金 丹1， 卞正富2

（1.中国矿业大学管理学院， 江苏 徐州 221116； 2.江苏省资源环境信息工程重点实验室（中国矿业大学），江苏 徐州 221116）

研究目的：将资源、环境、生态纳入经济社会发展水平核算。研究方法：以徐州市为例，运用能值理论与方法，在生态系统生产总值（GEP）框架下，开展生态文明评估的核算。研究结果：能值评估将徐州市不同类型产品和服务转换为统一的量纲，并对GEP的生态供给价值、生态调节价值、生态文化价值和生态支持价值4项指标进行了核算，得到能值—货币价值（$）。研究结论：基于能值的GEP相对于传统单一的GDP指标更为科学、合理，并且能够实现在其他国家或地区间的比较，是对生态文明建设评价指标的一次有效尝试。

土地生态；GEP；能值；能值—货币价值；生态文明

党的十八大把生态文明提高到国家战略高度，明确提出要把资源、环境、生态纳入经济社会发展评价体系。2013年6月28日，在全国组织工作会议上，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平强调将民生改善、社会进步、生态效益等指标作为衡量官员能力的重要考核内容，“再也不能简单以国内生产总值增长率来论英雄了”。这不仅是党中央为官员考核注入新内涵，更是对地方政府官员执政生态文明建设指明了方向。

如何用科学的核算体系来反映生态文明建设，成为目前亟待解决的问题。学者们在建立评估指标体系方面开展了积极的探索，如通过构建包括生态经济、生态环境、生态文化和生态制度4个准则层、37项具体指标的经济发达城市生态文明建设评价指标体系，对北京、上海、广州、深圳4个城市开展实证研究[1]，或是提出以“绿色GDP产值比重增长速度”和“城市居民幸福指数增长速度”进行加权综合衡量生态文明城市进步指数[2]，以及将持续开发、环境友好、清洁生产、人民满意、生态安全作为目标层建立矿区生态文明评价指标体系[3]等。为了推进生态文明建设，很多城市也先后制定了生态文明评估指标体系。总体来看，国内相关研究多集中于指标体系的建立，关于核算方法的探讨较少，多以层次分析法为主。

生态文明理念也引起了国际社会的日益关注。2013年2月25日，世界自然保护联盟（International Union for Conservation of Nature and Natural Resources, IUCN）与亿利公益基金会共同建立了中国首个生态系统生产总值（Gross Ecosystem Production, GEP）体系项目[4]。GEP概念旨在建立一套与国内生产总值（GDP）相对应的、能够衡量生态良好的统计与核算体系。国内生产总值（Gross Domestic Product，简称GDP）常被公认为衡量国家经济状况的最佳指标。但仅用单一的GDP指标进行核算，忽略了对生态价值的衡量。GEP将自然生态系统作为产出的源泉之一，对自然生态资产部分进行核算，这与考核评价生态文明的内涵和意义一致，为将资源、环境、生态纳入经济社会发展评价体系提供了一条现实路径。

生态文明建设的一个关键任务是建立一套科学、有效的指标体系，以指导政策与实践评价，并实现主要指标体系在国际上的对接。本文将GEP概念与生态经济系统能值核算结合，通过对2011年徐州市生态经济系统开展实证研究，探索生态文明评价的核算体系，旨在为建立生态文明建设统一规范和考核指标体系提供参考。

1 GEP与能值

GEP是指生态系统的生产和服务总和，是生态系统为人类福祉提供的产品和服务的经济价值总量[4]。GEP的主要指标是生态供给价值、生态调节价值、生态文化价值和生态支持价值，通过计算森林、荒漠、湿地等生态系统以及农田、牧场、水产养殖场等人工生态系统的生产总值，来衡量和展示生态系统状况[4]。GEP的概念框架体现人类活动对自然的影响，体现生态系统产品的生产和服务功能，能够充分且直接反映自然生态系统的状况，有利于唤起全社会对生态系统保护、恢复的理解和支持[4]。因此，需要一个统一的量纲对生态供给价值、生态调节价值、生态文化价值和生态支持价值进行核算。

20 世纪80年代，美国著名生态学家Odum在系统生态学、能量学、生态经济学等理论基础上创立了“能值（emergy）”这样一个科学新名词，并逐渐发展成能值分析理论方法[5]。能值将生态环境系统与社会经济系统中不同种类的物质和能量的量纲进行了统一，为开展生态—经济系统定量分析提供了新的工具。因此，能值理论与方法能够作为核算GEP的工具。

2 基于能值的GEP核算

根据Odum提出的能值理论和评估方法，将徐州市生态经济系统能值评估的能值流分为外部可更新资源、本地可更新资源、系统内部/本地不可更新资源、货币流、废物流5类[5]。根据《徐州统计年鉴2012》[6]获得原始数据，并确定每类能值流具体核算项目（表1）。对徐州市生态经济系统的能值评估主要包括3个步骤：首先对原始数据进行能量折算，得到以能量单位J表示的基础数据（部分仍以原始数据单位表示）；再通过能值转换率计算得到各项目对应的太阳能值，进而计算徐州市2011年的能值/货币比率；最后计算各项目对应的能值—货币价值。根据能值评估结果和能值/货币比率，逐项核算得到GEP的主要指标值，即：生态供给价值、生态调节价值、生态文化价值和生态支持价值。

2.1 徐州市生态经济系统能值评估

基础数据的计算方法和主要依据为：（1）外部可更新资源根据当年的气候气象和水文等原始数据[6]，以Odum提供的基本方法计算[5]得到基础数据；（2）本地可更新资源，如稻谷、小麦等各项目根据当年产量乘以能量折算系数[7-8]得到基础数据；（3）本地不可更新资源为经济社会发展所使用的煤炭、电力、矿产等资源，该资源项目依据产量或消费量乘以当地该产品的平均热值[9]得到基础数据，塑料、地球损失、土地有机质损失的能量折算方法见参考文献［5］和［9］；（4）货币流按照当年平均汇率换算为美元（$），由于环境经济系统运行的大部分环节靠人的服务完成，人类消费者提供了主要反馈控制，因而把人的作用归入货币流[10]；（5）废物流的能量折算参考文献［11］。

按照太阳能值 = 基础数据×对应的能值转换率，得到统一的能值单位sej表示的各项目太阳能值。本文基于Odum全球能值基准9.44E+24 sej/yr确定各产品能值转换率[5]，2000年Odum确定了新的全球能值基准15.83E+24 sej/yr[12]，改变了每单位能值的价值，因此对以往能值研究中采用的能值转换率[5,7-8,11,13-14]进行基准变换，即乘以1.68[12]，得到新的能值评估参数[9]。

能值/货币比率是评价一个国家或地区经济发达程度的指标，可以衡量一个国家或地区的财富，表示单位货币能购买的财富数量（以能值单位sej表示）[11]。能值/货币比率（emergy dollar ratio, EDR）等于生态经济复合系统的年能值总利用量（sej）与当年国内生产总值GDP（$）的比值[5]。2011年徐州市的能值总利用量为外部输入的可更新自然资源流、本地可更新资源和产品、农业系统生产散失的资源和商品、经济系统集约使用的富集资源和产品、未经本地使用的直接出口不可更新资源和产品（以出口额代替）的能值流之和[5]。根据表1结果计算可得到能值总利用量为2.51 E+23 sej，2011年徐州市全年实现地区生产总值（GDP）3551.65×108元，按当年平均汇率折算为5.50 E+10$，因此，2011年徐州市能值/货币比率为4.56E+12 sej/$。

最后算能值—货币价值，其计算方法为：能值—货币价值 = 每项太阳能值÷（总能值/货币比率）（表1）。由于能值核算已经将各种不同的产品统一转换为太阳能焦耳（sej）的量纲，能值/货币比率也按照当年汇率和美元计算，因此，产品的能值—货币价值能够进行其他国家或地区间的比较，无疑能为生态文明主要指标体系在国际上的对接提供有效途径。

2.2 生态供给价值

生态供给包括生态经济复合系统所有使用和生产的资源和产品产出，比如原煤产量、发电量等服务于经济社会发展的资源和产品[4]。本文将为获取农产品而造成的地球损失、土地有机质损失也计算在内。尽管这些自然损失并未以实际产品的形式出现在系统的产出中，但它们本身的价值却直接贡献于生态供给。而系统排放的废水、废气、废物相对于产品而言它们是“负产品”，因此在计算生态供给价值时，将废物流的价值减去。根据表1，2011年徐州市的生态供给价值包括可更新自然资源、农业系统的产品以及生产散失的资源和商品、经济系统集约使用的富集资源和产品、经本地使用的直接出口不可更新资源和产品，以上4类能值—货币价值总和减去废物流的能值—货币价值，结果为5.26 E+10$。

2.3 生态调节价值

生态调节价值是指生态环境在吸纳、净化生态经济复合系统所排放污染物过程中的贡献[4]。本文将河流提供的新鲜水、新鲜的空气视为吸纳、净化污染物的生态环境产品，计算的主要水污染物为COD、NH3-N，大气污染物为烟尘、SO2和NO2，2011年徐州市主要水污染物和大气污染物排放量见表2。

表1 续

（1）稀释水污染物的生态环境价值计算。生态环境对水污染物的净化主要依靠河流提供的新鲜水，通过物理净化作用进行稀释。随着河水的流动，污染物在水体中稀释、扩散、沉淀，浓度逐渐降低[15]。因此，生态环境对水污染物的生态净化功能的能值计算，主要依据所需要的新鲜水量，其根据金丹专著中相应的公式进行计算[9]，进而计算河流径流量的势能，再将势能乘以河流势能太阳能值转换率4.66E+04 sej/J，得到降低水污染物浓度过程中河流的生态服务功能的能值，并计算对应的能值—货币价值（表2）。

（2）稀释大气污染物的生态环境价值计算。稀释大气污染物的新鲜空气量同样根据金丹专著中相应的公式进行计算[9]。除新鲜空气量之外，风速是决定大气污染物稀释程度的重要因素之一，风速越快，对大气中污染物浓度的稀释扩散能力越强[15]。以新鲜空气量和风速为基础，根据金丹专著中相应的公式计算所需的风能，再将风能乘以太阳能值转换率2.45E+03 sej/J，得到稀释大气污染物过程中空气的生态贡献，以能值为单位。最后根据当年的能值/货币比率4.56 E+12 sej/$，计算对应的能值—货币价值。结果见表2。2011年徐州市生态调节价值为大气污染物与水污染物能值—货币价值之和即4.98 E+07$。

表2 2011年徐州市污染物排放量及对生态环境产品的需求Tab.2 Waste discharge and fresh environmental products need in ecosystem

2.4 生态文化价值和生态支持价值

2.4.1 生态文化价值 参考世界自然保护联盟（International Union for Conservation of Nature and Natural Resources, IUCN）与亿利公益基金会用GEP衡量库布其沙漠治理区的文化服务价值的做法，主要考虑地区旅游业所创造的财富。2011年徐州市旅游总收入282×108元，根据表1的评估结果，旅游收入所包含的能值为6.35E+22 sej，除以当年的能值/货币比率4.56E+12 sej/$，得到对应的能值—货币价值为1.39E+10 $。

2.4.2 生态支持价值 自然环境资源来自地球生物圈的作用，太阳辐射能、地球深处的地热能、潮汐能是推动地球生物圈物质循环的3种主要能源，在全球能量转化过程中起着至关重要的作用，这3类能源的太阳能值是评估风、水、地球系统平均能值的基准值[11]。因此，生态支持价值主要考虑地球生物圈的作用。根据Odum等人确定的地球生物圈年能值储量及计算方法[16]计算徐州市的地球生物圈年能值储量，结果见表3。此处的太阳辐射能是指地球生物圈已有的能值储量，与表1中每年接收的外部太阳辐射能不同。计算潮汐能时，根据大陆架吸收潮汐能系数范围0.1—0.5[5]，考虑到徐州市所辖地区离海岸线最近仅几十公里，呈半海洋性气候特征，自然环境资源的形成或多或少会受潮汐能影响，但由于地域东西狭长，受海洋影响程度有差异，因此潮汐能吸收系数取0.1[17]。区域地球生物圈年能值储量除以当年的能值/货币比率4.56E+12 sej/$，得到生态支持的能值—货币价值为1.01E+08 $。

表3 徐州市地球生物圈年能值储量Tab.3 Annual budget of solar emergy for the earth geobiosphere in Xuzhou

3 结果与讨论

（1）本文以能值理论与方法为工具，对GEP的主要指标：生态供给价值、生态调节价值、生态文化价值和生态支持价值进行了核算，其价值分别为5.26E+10 $、4.98E+07 $、1.39E+10 $、1.01E+08 $，因此，以上4项价值加和可得到以能值—货币价值衡量的2011年徐州市生态系统生产总值GEP为6.66E+10 $。相对于用传统货币单位衡量2011年徐州市经济发展水平的GDP5.50E+10 $（表1），用基于能值的GEP衡量为人类福祉提供的产品和服务的经济价值总量则为6.66E+10 $（能值—货币价值）。总进口、劳务收入和利用外资等货币流价值并未进入GEP概念框架，生态供给价值中也减去了废物流的价值，并且仍有其他未进行核算的产品和服务，而GEP仍大于GDP，这表明常用的货币价值单位忽略了能值—货币价值所包含的潜在的资源自身价值，以及产品形成过程中所消耗的自然资源的真实价值，用GEP衡量经济社会发展状况更为科学、全面。

（2）以能值—货币价值为单位的GEP不仅将资源、环境、生态纳入经济社会实力的评价体系，而且能够与其他国家或地区进行比较，实现了指标的国际对接，是对生态文明建设评价指标的一次有效尝试。

（3）生态文化价值的内涵丰富，需开展更为详细全面的核算，以及如何计算温室气体排放的生态调节价值，都需要对GEP概念框架进一步细化。因此，建立统一规范的生态文明目标和核算体系都将是下一步工作重点。

（References）：

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（本文责编：郎海鸥）

The Accounting of Ecological Civilization in Xuzhou Based on Emergy and Gross Ecosystem Production

JIN Dan1, BIAN Zheng-fu2

（1. School of Management, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China; 2. Jiangsu Key Laboratory of Resources and Environmental Information Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China）

The purpose of this paper is to involve natural resources, environmental capacity and ecological condition in social development accounting by tracking the material and energy flows on a uniform standard. Based on the framework of Gross Ecosystem Production (GEP), emergy theory and methodology was employed. Then the accounting of ecological civilization evaluation in Xuzhou was carried out. The results indicate that the linkages between the social-economic system and the natural environment could be summarized in materials and energy flows. It includes the supply value, adjustment value, cultural value and support value of the combined system in units of solar emjoule. Consequently, the GEP in units of emergy-monetary value (﹩) could be used to measure the gross economic value of several products and services for human being. It is concluded that the GEP based on emergy will be a better index compared with GDP. The empirical accounting is also a valid attempt for ecological civilization assessment.

land ecology; GEP; emergy; emergy-monetary value; ecological civilization

F301.2

A

1001-8158（2013）10-0088-07

2013-03-29

2013-06-29

国家自然科学基金项目（41101560）。

金丹（1982-），女，湖南安乡人，讲师。主要研究方向为土地生态学。E-mail: jindan@cumt.edu.cn