基于投入产出和环境分析的港口贡献度评估

叶宜丹

摘要：目前已有很多学者基于投入产出模型估算港口对区域经济的贡献度，但基本上只估算了港口对区域经济的正面效应，即港口所在地区由于港口的直接和相关产业附加值的增加而带动地区GDP增加的效应，没有考虑港口经济活动自身造成的环境污染的负经济效益。本文基于整合后的投入产出模型，以上海港为例，实证分析港口对区域经济的综合贡献率，希望为港口的转型升级和绿色港口的建设与发展提供参考。

关键词：投入产出模型 绿色港口 区域经济 贡献度

一、引言

随着低碳经济的提出，全国上下都在推动产业结构的转型升级。港口作为区域经济的主要助力器，也面临着低碳化建设的严峻挑战。而纵观港口产业与区域经济的互动关系，经济性指标能够直观反映港口及相关产业对区域经济的推动作用，但港口产业在其发展过程中对环境造成的污染及由此引起的一系列社会问题也值得关注。环境问题不仅给区域发展带来一定程度的负面影响，还在某种程度上限制了港口产业自身的发展，因此非常有必要就港口对环境的负面影响进行分析，对环境性指标进行评估量化。这样即能反映港口产业发展对环境产生的负效应，也能更全面的评估港口对区域经济发展的贡献度。经济指标的衡量借鉴不少学者已广泛采用的投入产出法，测算包含直接经济效应、间接经济效应和诱发效应。港口产业在环境方面产生的负面影响主要包括船舶停靠和集卡运输过程中产生的废气，因此环境指标的衡量则是测算港口产业在生产过程产生的废气污染造成的经济损失占GDP的百分比。

二、理论分析

（一）投入产出模型分析港口经济效益

1、投入产出模型

投入产出模型是基于表格形式来表现国民经济系统中各部分投入来源与产出分配去向的流量表。其基本形式如表1所示：

表1 投入产出表基本形式

第Ⅰ象限为中间使用流量矩阵，第Ⅱ象限为最终使用流量矩阵，第Ⅲ象限为最初投入流量矩阵。依据投入产出流量表可得到直接消耗系数矩阵A，间接消耗系数矩阵C及增加值系数矩阵Z。

（1）直接消耗系数矩阵A：直接消耗系数aij=xij/Xj（i，j=1，2，……，n）表示生产过程中第j部门的单位产出所直接消耗的第i部门的产品数量。

（2）完全消耗系数矩阵C：完全消耗系数Cij表示第j部门生产单位最终产品直接和间接消耗的第i部门的全部数量。又Cij构成的完全消耗系数矩阵C=A+A2+A3+A4+……收敛于（I-A）-1-I，因此C=（I-A）-1-I。

（3）GDP增加值系数矩阵U：U=（U1，U2，U3，U4，……，Un），Uj=gj/Xj（j-1，2，……，n）表示第j部门每增加一个单位的产值带动GDP的增加量。

2、港口对GDP的贡献

港口对经济发展的贡献大致可以分为直接经济贡献，间接经济贡献和诱发贡献三种。

（1）直接经济贡献

设港口总产值增加△XK，则△X=（0，0，0，△XK，……，0）T，由GDP增加值系数矩阵U可知港口的直接贡献Ed=U·△X。

（2）间接经济贡献

间接经济贡献包括港口的前向乘数效益和后向乘数效益，分别用Ep，Ef和Eb来表示，即Ep=Ef+Eb。前向乘数效益是指部分港口增加值作为中间投入被分配到其他部门中去，由此引起的一轮又一轮的经济效益Ef=U（I-A）-1△X/，其中△X/=（△X1/，△X2/，△X3/，……，△Xn/），

△X/i= xki·△xk/（Xk-xkk）·aki，i≠k且aik≠0；

0，其他；

后向乘數效益表示因港口增加产值而需要消耗其他部门的产品从而导致其他部门生产扩张，而产生的效益Eb= U[（I-A）-1-I] ·△X。

（3）诱发贡献

诱发效益是由港口的直接经济效益和间接经济效益通过消费的作用而进一步促进GDP增加。根据凯恩斯乘数原理可知诱发效益Ec=（Ed+Ep）·C/1-C，其中C=∑Yi/∑gi，Yi为第i部门的最终消费。

因此，港口对区域经济的贡献为ET=Ec+Ed+Ep。

（二）港口物流产生的废弃污染测算与分析

1、船舶靠港期间产生的废弃污染测试

由于本部分估算的是与区域相关的港口活动的负面影响，因此船在海域中航行期间产生的污染不作考虑，只分析靠港装卸期间产生的空气污染，而这一污染主要来源于柴油发电机组产生的污染物排放物，主要成分包括一氧化碳（CO），氮氧化物（NOX），二氧化硫（SO2），总烃（THC）和总悬浮颗粒（TSP）。

假设某区域各港口年到港船舶总量为ST，到港船舶平均为3万吨级，发电机平均功率为1000KW，平均每艘船在港时间约为T小时，其中装卸时间约为T1，此期间发电机发电率为80%；非装卸时间为T2（T=T1+T2），发电机发电功率为50%。根据发电率为80%的1000KW发电机的技术参数可知满负荷用油量约为290升/小时，由此可推算出每艘船在港T小时内用的油量约为OT=290·（80%·T1+50%·T2）升。所有船舶在港期间烧油量为QT=ST·OT。

到港船舶空气污染排放量可由公式PX=QT·LX计算出，其中LX为各种污染物排放系数，PX为相应污染物排放量。根据相关资料，LCO=0.238g/L，LNOX=8.136g/L，

LSO2=16.8g/L，LTSP=0.6g/L， LTHC=0.572g/L。

2、集卡车在公路运输中产生的废气估算

目前在港口的集疏运方式中主要以公路运输为主，设某地区公路集装箱所占比例为P，平均装载率为r，则公路集装箱生成量NT=AT·P/r，其中AT为某地区某年港口集装箱吞吐量。

集卡车空气污染物排放量PT可由公式PT=NT·M·LE，其中M为集卡车在某区范围内平均行驶的里程，LE为不同污染物的单车排放系数（单位：g/km·辆）。根据我国《公路建设项目环境影响评价规范（试行）》中的单车排放系数值如表2所示：

三、实证分析

（一）构建区域港口投入产出表

本文采用上海市统计年鉴中最近5年的上海市投入产出表。由于目前的投入产出表并没有把港口产业划分为一个独立的部门，其主要经济活动分别隶属于42部门中的水上运输业，仓储业，道路运输业，铁路货运业，建筑业等这五个部门，因此，必须先构建包含独立港口产业的6个部门投入产业表。在新的投入产出表中，水上运输业、仓储业、道路运输业、建筑业部分隶属于港口产业，部分隶属于新投入产出表中港口产业外的对应产业。包含港口产业部门的投入产出表转换方法如下：1、确定42个部门中的每一个部门对6个部门中的每一个部门的隶属关系，由这些系数构成42个部门到6个部门的转换系数矩阵P=（Pij）6×42。2、利用转换系数矩阵与原投入产出表的中间使用流量矩阵Q^42×42，最终使用流量矩阵R^42×7和最初投入流量矩阵C^4×42，通过行列分解与合并转换得到新的投入产出表。其中：中间使用流量矩阵Q6×6=P6×42Q^42×42PT42×6；R42×7=P6×42R^42×7；C4×6=C^4×42PT42×6。转换系如下表3所示：

表3 关键转换系数值

数据来源：参考文献[3]

（二）据上海统计年鉴，上海市港口产业部门近5年平均经济增长量约为26.371亿，即△XK=26.371，△X=（0，0，0，……，0，△XK，0……，0）T ，因此，

1、直接贡献Ed=U·△X=1.101+7.03+0.571=8.702亿；

2、前向乘数效益Ef=U（I-A）-1△X/=619.722亿，后向乘数效益Eb=U[（I-A）-1-I]·△X=14.241亿，则间接贡献Ep=Ef+Eb=633.963亿；

3、诱发贡献Ec=（Ed+Ep）·C/1-C=14.22+415.81+113.215=543.245亿；

4、对上海地区国民经济的总贡献ET=Ec+Ed+Ep=1185.91亿，约为上海近5年平均GDP16953.704亿的6.995%；

（三）1、根据上海统计年鉴，测算出上海港近5年平均年到港船舶量约为15537艘，到港平均停留约12小时，其中装卸时间约9小时，非装卸时间约3小时，期间总用油量为QT=104082363升，由到港船舶大气污染物排放量PX=QT· LX计算得出：PCO=24.77（吨）， PNOX=846.82（吨）， PSO2=1748.58（吨）， PTSP=62.45（吨）， PTHC=59.54（吨）。按一吨废气五万元净化标准，靠港船舶废氣产生的负经济效益约为1.371亿。

2、据上海统计年鉴，近5年集卡在上海高速公路的平均行驶里程约为500公里，年集卡运输车辆达1973.99万次，其在上海地区的平均行驶速度约为60km/h，根据集卡车大气污染物排放量PT=NT·M·LE知，PCO=44217.48（吨），PTHC=17667.21（吨），PNOX=103437.07（吨），同上，集卡在运输过程中产生的负经济效益约为82.66亿。空气污染的负价值约为84.031亿，约占上海近5年平均GDP的0.495%。

港口对区域经济的综合贡献约为1101.879亿，约占上海近五年平均GDP的6.499%。

四、结论

本论文不仅基于投入产出模型估算了港口对区域经济贡献的正面效应，也估算了由于港口活动而产生的废气污染的负面效应，但港口活动的负效应还包括港口对社会资源的占用以及复杂的社会问题，这部分在文章中没有讨论，致使研究结果存在一定程度的偏差。尽管如此，建设绿色港口的重要性已经凸显出来。

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[8]上海统计局.上海市2007年投入产出表