基于能值-成本的资源型省域绿色GDP核算及可持续发展评价

张建勇，赵艳玲，付亚洁，何厅厅，田帅帅，邹玉珠，刘慧芳

(中国矿业大学(北京)土地复垦与生态重建研究所，北京 100083)

绿色矿业

基于能值-成本的资源型省域绿色GDP核算及可持续发展评价

张建勇，赵艳玲，付亚洁，何厅厅，田帅帅，邹玉珠，刘慧芳

(中国矿业大学(北京)土地复垦与生态重建研究所，北京 100083)

为了评价资源型省域的可持续发展水平，本文研究资源型省域绿色GDP的核算体系，选取典型研究区，综合运用能值分析法和成本法，将不可更新资源、环境损耗中的各种能量转换成能值-货币价值，并在传统GDP中扣除，得到资源型省域的绿色GDP值与年际变化，再构建可持续发展评价指标体系，分析研究区的可持续发展状况并提出对策。结果表明：以山西省为例，在2000～2014年间，传统GDP增长速度较快，绿色GDP增长相对比较缓慢且2013～2014年保持平稳趋势，绿色GDP在传统GDP中所占比重不断下降，总体的可持续发展水平较低。这与能值交换率显著相关，有赖于山西省的产业结构、经济增长依靠煤炭等不可更新资源的特点，省内资源开发程度较高，对外界资源依赖性较低，对外贸易以输出能值为主。因此，在去产能的新常态下，山西省必须加快产业结构调整，转变经济发展方式，提高经济发展的质量和效益，实现绿色可持续的发展。

绿色GDP；能值分析法；成本法；资源型省域；可持续性评价

0 引 言

资源型区域的发展是社会关注和学者研究的问题[1-2]，当前常用国内生产总值(GDP)来衡量区域经济状况和发展水平。近年来，随着经济的高速发展和环境问题的日益恶化，生态文明建设即将成为各区域的重要考核方面。越来越多的学者意识到传统的GDP只反映了经济总量的增长，而没有体现自然资源和环境对经济活动的贡献，因而不能客观的反映经济的增长[3]。绿色GDP弥补了传统GDP的不足，考虑自然资源和环境因素，更精确的解释了经济增长过程中数量与质量的关系，反映了可持续发展的思想和要求[4]。20世纪70年代以来，西方国家对绿色GDP进行了大量的研究，以期反映经济增长与自然资源和环境压力之间的关系。我国从1998年开始引入绿色GDP的相关研究，并取得了一定的进展。目前主要集中在核算方法(包括能值分析[5]、生态系统服务价值[6]、非货币化[7]、能值分析与物质流分析结合[8])、生态系统类型(包括农业[9]、工业[10]、森林[11])、空间尺度(包括全国[12]、省际[3]、市域[13]、县域[6])、时间尺度(包括短期1年[9]、中长期6年[14]、12年[12]、长期29年[15])等多样化领域和多尺度研究。这一理论针对资源型区域的可持续发展研究表现出潜力，目前的认识和研究尚不充足。

能值理论和分析方法是20世纪80年代美国著名生态学家H.T.Odum创立的，当前广泛用于绿色GDP的核算。能值是产品或劳务形成过程中直接或间接投入应用的一种有效能总量。以能值为基准，通过能值转换率，可以将不同种类、不同类别的能量转换成同一标准的能值，进行比较分析[16]。对于自然资源和不可再生资源，采用能值分析法才能体现它们的真实价值；但对于环境损耗因素，采用能值分析法体现的是污染物的存在价值，而考虑将环境修复好则体现修复的成本代价[5]，目前的研究报道尚不多。

本文选取典型的资源型省域为研究区，将能值分析和成本法相结合，构建资源型省域的绿色GDP核算体系，核算其资源开发的黄金期与转型初始期(2000～2014年)绿色GDP的发展变化，并基于此提出可持续发展的评价方法，以期科学评价和认识研究区的可持续发展水平，为资源型区域的绿色发展和生态文明建设考核等提供指导和依据。

1 研究区概况

我国典型的资源型省域有山西、内蒙古、陕西、山东、安徽、黑龙江等省(区)，其中山西、内蒙古和陕西的GDP与原煤产量显著相关性(图1)，且山西省的单位GDP能耗与其他五个省(区)相比而言是最高的(图2)，由此可见山西省的GDP与原煤产量不仅相关性高，经济发展对原煤产量的依赖程度也很高，是非常典型的资源型省域，因此选取为本文的研究区。

图1 典型资源型省域的GDP及原煤产量

图2 典型资源型省域的单位GDP能耗

山西省位于太行山与黄河中游峡谷之间，地理位置为东经110°15′～114°33′，北纬34°34′～ 40°43′，总面积15.626 6万 km2，多为山地与丘陵地貌，人口3 647.96万人(2014年末)；属于温带大陆性季风气候，年平均气温3～14℃，昼夜温差大，南北温差也大，年平均降雨量400～650 mm；主要粮食作物有小麦、高粱、玉米、豆类和薯类；经济作物有棉花、烟叶、甜菜、胡麻、油菜籽等。矿产资源以煤、铝土、铁等为主，工业以能源、冶金为主，轻工业相对薄弱。

山西省是全国最主要的煤炭生产基地，煤炭产量约占全国煤炭产量的25%左右，调出外省市煤炭量占该省煤炭产量的70%左右(图3)，为国家的经济发展提供了能源保证，但是付出了资源环境的巨大代价。原煤产量从2000年的25 152万 t上升到2014年的92 793万 t。工业“三废”排放对环境产生了较大影响，2014年废水排放总量为49 250万t，是2000年的1.5倍；废气排放量为230 645亿 m3，是2000年的5.4倍；固体废弃物产生量为30 221万t，是2000年的3.9倍。传统GDP是以最终产品和服务的市场交换价值来计量的，不能完全反映产品、服务生产过程中消耗的各种资源、环境的价值，而扣除不可更新资源、环境因素后的绿色GDP，能够反映区域经济的可持续发展状况。

2 研究方法

2.1数据来源

本文选择我国煤炭行业发展的黄金期与转型初始期(2000～2014年)为研究时段，更能体现资源型省域的发展态势。社会经济数据主要来源于《山西省统计年鉴》和《中国城市统计年鉴》，并以《中国统计年鉴》和山西省历次国民经济和社会发展统计公报等为补充，自然资源和能源的能量转换率主要参考《生态经济系统能值分析》，能量折算系数来源于《农业技术经济手册》，环境损耗中的单位治理成本(2004年)参考《中国环境经济核算技术指南》，其余年份按照居民消费价格指数计算。

2.2太阳能值计算

太阳能值是资源或产品形成所需直接和间接应用的太阳能量，经过计算可将各项指标换算为同一标准下的能值加以比较和分析。对于自然资源和不可再生资源，采用能值分析法；对于环境损耗因素，采用成本法更能体现将环境修复好的成本代价，而不是污染物的存在价值，具体见表1。

图3 山西省煤炭产量占全国煤炭产量比重、调出外省市煤炭比重

表1 太阳能值计算

注：能量折算系数是将资源或产品所含的能量折算为标准能量值的比例系数。

2.3绿色GDP计算

参考康文星等[5]、郭丽英等[13]的研究方法，对目前常用的绿色GDP的计算公式进行改进，其表达式见式(1)。

绿色GDP=传统GDP-∑R-∑E

(1)

式中：∑R为系统中不可更新资源的能值-货币价值之和(包括不可更新自然资源和不可更新资源产品、输入资源产品的能值-货币价值之和)；∑E为系统中环境损耗的能值-货币价值之和。

2.4可持续发展评价

传统的可持续发展评价指数与能值产出率、能值交换率和环境负载率密切相关，计算公式见式(2)。

(2)

式中：能值产出率为系统总产出能值与社会经济反馈投入能值之比；能值交换率为系统输入能值与输出能值之比；环境负载率为系统中不可更新资源能值与输入能值的总和与系统中可更新资源能值的比值。

传统的EISD只考虑了不可更新资源对环境的压力，没有考虑废弃物对环境的压力，因此将传统的EISD调整为式(3)。

(3)

式中，废弃物与可更新能值比为系统中废弃物能值与系统中可更新资源能值的比值。NEISD越高，表明单位环境压力下的社会经济效益越高，系统的可持续发展性能越好。

3 结果与分析

3.1山西省环境-生态-经济系统投入的太阳能值

在我国煤炭行业的黄金时期，山西省依靠煤炭资源优势取得快速发展。由表2可知：山西省15年的太阳能值总量整体呈上升趋势，仅在个别年份有所下降。通过相关性分析可知，太阳能值总量与可更新自然资源、不可更新资源产品呈极显著正相关，与不可更新自然资源、可更新资源产品、输入能值呈正相关，但相关性不显著。可更新自然资源能值的变化主要是由降雨量的变化引起的，且是太阳能值总量的主要组成部分，与太阳能值总量的变化趋势一致。不可更新资源产品能值呈现逐年递增趋势，对太阳能值总量的变动贡献大，仅在2008～2009年略微下降和2013年后转折下降，这可能是因为2008年全球金融危机和2012年煤炭产能过剩的影响，分别给煤炭市场带来了冲击所导致。不可更新自然资源的能值呈波动变化，变化幅度明显，对太阳能值总量的变化有一定程度的贡献。可更新资源产品除2007年肉类产品供给异常偏少外，其能值变化幅度比较小，说明15年间农产品、水产品、畜产品的产量比较稳定。输入能值呈先上升后下降再上升的趋势，2008年、2014年分别达到顶峰；这与所需外省市调入山西省的煤炭资源量密切相关。输出能值整体呈上升趋势，山西省特殊的地理位置使其成为全国经济发展的重要推动力，大量的煤炭资源的输出使得山西省的输出能值与输入能值极度不平衡，流失了大量的财富。

货币流是影响绿色GDP的一个主要因素，15年间的货币流能值呈现波动变化(表2)，商品输入和输出、实际利用外资是主要影响因素；除此之外，2014年旅游总收入是2000年的34倍，发展尤为迅猛，对山西省绿色GDP的贡献率增大。作为煤炭开采大省，粗放的开采方式导致了严重的生态环境问题，因而废物流是影响绿色GDP的另一个主要因素。而15年间的废物流能值整体呈下降趋势，说明山西省的环境质量在逐步改善，但是由于大量历史遗留问题的存在，环境形势仍然很严峻。能值/货币比率是总太阳能值与传统GDP的比值，反映的是经济开发程度；能值/货币比率越高，经济开发程度越低。山西省的能值/货币比率低于西藏自治区，高于福建、江苏、浙江等省，也高于世界平均水平[17-18]，这是由于山西省的经济总量主要来源于资源环境，产业竞争力不强。

表2 2000～2014年山西省环境-生态-经济能值分析表

3.2山西省绿色GDP的核算

将山西省各年度环境-生态-经济系统中消耗的不可更新自然资源、不可更新资源产品、输入能值利用各年度的能值/货币比率转换成能值货币价值，并在传统GDP中予以扣除；经济发展过程中产生的废物对环境造成的各种破坏需要资金、人力、物力去改善，也要在传统GDP中扣除，最终得到山西省2000～2014年的绿色GDP(图4)。

图4 2000～2014年山西省绿色GDP的核算

根据核算结果可知：15年间绿色GDP的能值-货币价值整体呈上升趋势，但其增长率明显低于传统GDP的增长率，且绿色GDP在传统GDP中所占比重整体呈下降趋势，2000年(86%)到2014年(68%)的降幅达18%。而不可更新资源产品的能值-货币价值占传统GDP的比重有所上升，2000年(12%)到2014年(31%)的涨幅达19%，且后两年的比重平稳保持在30%，其中煤炭资源的能值-货币价值占不可更新资源产品的比重一直保持在40%左右。这是由于山西省是典型的资源型省域，经济发展以工业为主，特别是以煤炭为为主，研究时段内工业生产总值占传统GDP的比重一直在50%左右。2014年(5 471.01亿 元)工业产值是2000年(748.65亿 元)的7.3倍。工业的高速发展需要消耗大量的不可更新资源产品，特别是煤炭产量，而后2014年出现下降趋势。山西省的经济发展是以资源，特别是煤炭资源的大量消耗为基础的。

山西省2014年环境损耗的能值-货币价值是2000年的4.9倍，占传统GDP的比重下降43.9%，说明山西省的环境状况在逐步改善。这得益于山西省环保力度的加大，蓝天碧水工程的实施，重点污染区域的整治，取缔、关闭、治理、改造等多种措施的并行。但是长期粗放、大规模的煤炭开采造成了严重的环境问题，治理一直落后于污染，经济发展与环境治理不能同步，仍然是“先污染、后治理”，旧账未清，又添新账。因此，山西省的环境状况不容乐观，仍需加大治理力度。

3.3山西省可持续发展评价

图5 2000～2014年山西省能值交换率的变化

山西省的煤炭产量占全国煤炭产量的25%左右，调出外省市的煤炭量占山西省煤炭产量的70%左右。山西省是产煤大省，也是输出煤炭大省。2000～2014年的研究时段内，山西有三分之一左右的不可更新资源产品能值用以输出外省及出口国外(图5)，且输出产品基本是以煤炭、焦炭等初级产品的形式进行出售，损失了大量财富。输入能值与输出能值的比值反映的是对外交流的利益得失，根据核算结果知：山西省输出能值高于输入能值，2004年两者差异达最大，2009年两者差异最小，本地的输出能值大于输入的能值，地区经济发展是难以可持续的。商品交换中的能值平衡将引导长远的更可持续的发展，因此，作为煤炭资源大省，山西省应改变传统的经营模式，发展先进技术，充分发挥资源能值的作用，尽量输出最终产品，避免财富的损失。

环境负载率是系统中不可更新资源能值与输入能值的总和与系统中可更新资源能值的比值，环境负载率越大，经济系统中能值的利用强度越大，环境压力也就越大。山西省的环境负载率高于青海、西藏等省(区)，低于世界平均水平，处于较低水平[19-20]。但是研究时段15年内，环境负载率从0.15(2000年)上升到0.46(2012年)，而后下降至0.44(2014年)(表3)，表明山西省环境和资源的负荷率增大，而近年来表现出降低的趋势。2000～2003年，环境负载率增长比较缓慢，年平均增长率为13.34%；2004～2008年，煤炭等资源的大量开采与利用给环境带来了巨大的压力，环境负载率随之增大，年平均增长率达到21.3%；2009～2012年间煤炭资源整合、资源型经济转型等措施实施过程中，煤炭资源产能稳定中持续上升；此后2013～2014年煤炭产能过剩问题显现，产量有所降低，环境负载率略有降低。虽然山西省的煤炭市场结构发生了巨大变化，环境负载率的年平均增长率降低为18.89%，但是环境压力仍然很大。

废弃物与可更新能值的比值反映的是废弃物对环境的压力，该值与废弃物对环境的压力成正比。在15年间，废弃物与可更新能值的比值呈波浪型下降趋势，这主要是由于过去粗放的开采方式给环境造成了严重的破坏，而山西省越来越重视环境问题，采取了各种强有力的措施整治环境，环境状况得到有效改善。

可持续发展评价指标(NEISD)越高，单位环境压力下的社会经济效益越高，系统的可持续发展性能越好。山西省NEISD的高低主要取决于能值交换率的大小(表4)，能值交换率越高，即输入能值与输出能值的差距越小，可持续发展性能越好。山西省在中国能源战略中的重要地位，导致山西省的输出能值一直远高于输入能值，能值交换率一直都小于1，在经济发展中处于不利地位。“十一五”以来，大型煤炭基地建设规划的批复、煤炭工业“十一五”规划的出台、《煤炭产业政策》的颁布与实施、《国务院关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》的发布为煤炭行业的可持续发展提供了良好的外部环境，2008年的金融危机为山西省提供了改革的契机，2009年开始煤炭资源的兼并重组，2010年开始资源型经济转型的试点，这一系列措施的实施使得山西省的经济发展方式发生转变，产业结构逐步调整，可持续发展性能得到提高。2012年煤炭资源整合煤矿兼并重组完成，2013年此后煤炭产能过剩问题凸显，而新兴产业处于起步阶段，欧债危机日益严重，国际市场需求萎缩，国内经济增速放缓，减少了对能源原材料的市场需求。经济发展缓慢，能值产出率和能值交换率降低是可持续发展评价指标骤然降低的主要因素；化石燃料的大量消耗以及废弃物的排放给环境造成了很大压力，这是可持续发展评价指标骤然降低的重要因素。

表3 2000～2014年山西省可持续发展性能指标(NEISD)

表4 可持续发展性能指标(NEISD)与各评价指标的相关性

注：**表示在0.01 水平(双侧)上显著相关。

4 结论与讨论

4.1结论

当前，生态文明建设已纳入发展的评价考核体系，绿色GDP核算体系对于资源型区域的适用性较好。基于能值分析与成本法的绿色GDP核算，能够实现资源型区域可持续发展的科学评价。山西省2000～2014年间传统GDP增长速度较快，绿色GDP增长相对比较缓慢，且绿色GDP在传统GDP中所占比重降幅达18%，可持续发展水平整体趋向于更低。山西可持续发展水平与能值交换率显著相关，特别是2006年以来与外省市之间大量调入与调出煤炭资源；2013年为其转折点，环境负载率、绿色GDP占比等保持平稳。这与山西省的产业结构、经济增长依赖煤炭等不可更新资源有关。山西省在全国经济发展中的特殊地位决定了对外贸易以输出能值为主，内部资源开发程度较高，对外界资源的依赖程度较低，但产业竞争力不强，经济活力趋于减弱。这与刁丽琼等[15]对山西省1980～2008年可持续发展的评价结果基本一致，认为山西省的经济发展是以消耗资源和环境取得的，可持续发展能力降低，且逐年研究可发现其中微小的变化趋势。

经过绿色GDP核算，发现可持续发展的短板，为科学调整与制定发展策略提供支持。山西省长期以来以能源原材料为主导，高度依赖煤炭的产业结构对资源环境造成了极大的压力，经济发展与生态环境的矛盾越来越突出，必须加快产业结构调整，转变经济发展方式，提高经济发展的质量和效益。采用高新技术改造提升传统产业，向集约生产转变，大力发展循环经济，延长，发展煤焦化、煤气化、煤液化、煤电铝、煤电材，提高资源转化率、原材料深加工率；加快发展制造业、新型工业，大力发展信息技术、节能环保等高新技术产业，提高新型产业在传统GDP中的比重；统筹发展各类服务业，重点发展旅游业，提高景区的开发力度，完善景区的配套设施，促进旅游与文化的协调发展。

4.2讨论

能值分析法将资源与经济联系起来，将不能量化的资源转换为可用以比较分析的能值、能值-货币价值，弥补了传统经济学的资源定价缺陷。但仍然存在一些不足之处：不同尺度的能值转换率应在现有的能值转换率的基础上进行修正，弥补地域的差异；能值分析法没有考虑自然资源对环境、人体的损害，比如洪涝、暴雨等自然灾害造成的土壤侵蚀、人员伤亡等，需进一步完善。

采用成本法核算环境损耗，虽然能够体现将污染物修复好的成本代价，但是没有考虑自然资源的自修复能力、环境污染对人的健康、农业、森林以及各种材料、设备的损害情况，需要进一步修正。

[1] 李春民，李克荣，王云海.基于BP神经网络方法的矿业城市可持续发展综合评价模型[J].中国矿业，2006，15(9)：25-28.

[2] 郭敏，贾志红.矿业城市可持续发展综合评价与政策建议[J].中国矿业，2014，23(4)：65-68.

[3] 张虹，黄民生，胡晓辉.基于能值分析的福建省绿色GDP核算[J].地理学报，2010，65(11)：1421-1428.

[4] 王铮，刘扬，周清波.上海的GDP一般增长核算与绿色GDP核算[J].地理研究，2006，25(2)：185-192.

[5] 康文星，王东，邹金伶，等.基于能值分析法核算的怀化市绿色GDP[J].生态学报，2010，30(8)：2151-2158.

[6] 陈源泉，高旺盛.基于农业生态服务价值的农业绿色GDP核算——以安塞县为例[J].生态学报，2007，27(1)：250-259.

[7] 贾湖，于秀丽.基于MCDM的非货币化绿色GDP核算体系和六省市算例[J].干旱区资源与环境，2013，27(8)：6-13.

[8] 张丽君，秦耀辰，张金萍，等.基于EMA-MFA核算的县域绿色GDP及空间分异——以河南省为例[J].自然资源学报，2013，28(3)：504-516.

[9] 邹金伶，康文星.基于农业生态经济系统能值分析的农业绿色GDP核算——以怀化市为实例[J].中南林业科技大学学报，2009，29(2)：55-60.

[10] 王德发，阮大成，王海霞.工业部门绿色GDP核算研究——2000年上海市能源—环境—经济投入产出分析[J].财经研究，2005，31(2)：66-75.

[11] 刘东，黄海清，李艳，等.浙江省森林生态服务价值估算及其逐月变异分析[J].地球信息科学学报，2014(2)：225-232.

[12] 郑德凤，臧正，赵良仕，等.中国省际资源环境成本及生态负荷强度的时空演变分析[J].地理科学，2014，34(6)：672-680.

[13] 郭丽英，雷敏，刘晓琼.基于能值分析法的绿色GDP核算研究——以陕西省商洛市为例[J].自然资源学报，2015，30(9)：1523-1533.

[14] 雷敏，张兴榆，曹明明.资源型城市绿色GDP核算研究——以陕西省榆林市为例[J].自然资源学报，2009，24(12)：2046-2055.

[15] 刁丽琼，廖和平，秦伟山.基于能值分析的山西省生态经济系统可持续发展评价[J].水土保持通报，2011，31(3)：175-179.

[16] 蓝盛芳，钦佩.生态系统的能值分析[J].应用生态学报，2001，12(1)：129-131.

[17] 李加林，许继琴，张正龙.基于能值分析的江苏生态经济系统发展态势及持续发展对策[J].经济地理，2003，23(5)：615-620.

[18] 李加林，龚虹波，许继琴.浙江环境-经济系统发展水平的能值分析[J].地域研究与开发，2003，22(5)：33-37.

[19] 卓玛措，冯起，司建华.青海生态经济系统的能值分析与可持续发展对策[J].经济地理，2008，28(2)：308-312，333.

[20] 严茂超，Htodum.西藏生态经济系统的能值分析与可持续发展研究[J].自然资源学报，1998，13(2)：20-29.

GreenGDPcalculationandassessmentofsustainabilitydevelopmentforresources-basedregionsbyenergyanalysisandcostmethod

ZHANG Jianyong，ZHAO Yanling，FU Yajie，HE Tingting，TIAN Shuaishuai，ZOU Yuzhu，LIU Huifang

(Institute of Land Reclamation and Ecological Restoration，China University of Mining and Technology(Beijing)，Beijing100083，China)

In order to evaluate the sustainable development level of resource-based regions and discuss the accounting system of green GDP，this paper combines the energy analysis with cost method，transfers from all kinds of energy of non-renewable resources and environmental loss to currency value，deducts from the traditional GDP，and obtains green GDP value and annual change of resources-based regions.Then assessment system of sustainability development is established to analysis sustainable situation of study area，and proposes the corresponding measures.The results show that the traditional GDP increases rapidly，but the green GDP increases relatively slowly with a stable trend in2013and2014and continuous decrease of ratio to GDP from2000to2014in Shanxi province，which is a typical example of resources-dependent region.The sustainable ability of Shanxi province is evaluated as a low level，which has a significant relationship with energy exchange rate.It can be resulted in the industrial structure and method of economic growth，which is heavily relied on coal and other non-renewable resources，and it is characterized by high-development of internal resources，self-sufficiency resources，and export-oriented foreign trade.Therefore，under the new normal economy of overcapacity reduction，Shanxi province must accelerate the adjustment of industrial structure and transformation of economic development mode to improve the quality and efficiency of economic development，and realize green，sustainable development.

green GDP；energy analysis；cost method；resources-based region；sustainability assessment

2017-01-22责任编辑：宋菲

“采煤沉陷地绿色综合治理与生态修复关键技术”项目资助(编号：2016ZDJS11A02)

张建勇(1989-)，男，汉族，陕西安康人，博士研究生，主要从事土地复垦与生态重建方面的研究，E-mail：zjy_xkd@126.com。

赵艳玲(1976-)，女，教授，博士生导师，主要从事土地复垦与矿区生态修复方面的教学与研究工作，E-mail：zhaoyl7677@163.com。

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：1004-4051(2017)09-0104-07