生态-经济型投入产出表的构建与应用——以北京市为例

曲永驭

(长江勘测规划设计研究有限责任公司, 武汉 430014)

近年来,中国经济快速增长,同时也对生态环境造成了严重的破坏[1-2]。为了解决严重的生态环境问题,中国政府提出了生态文明建设重大战略,并将“绿色发展”纳入国家“十四五”规划。如今,中国在生态环境治理与建设恢复方面已经取得了不俗的成就,并持续扩大了生态投资规模,如图1所示。2018年,中国生态保护与建设的相关投资额为5 091.58亿元。全国生态旅游人次达到36.65亿人次,旅游收入为1.30万亿元,直接带动的其他产业产值达1.07万亿元。随着国内对生态和环境保护持续大力的投入,生态环境与经济发展相协调的研究也越来越受到学者关注[3]。然而,现有的研究及核算体系中尚未独立核算生态产业价值,忽略了生态产业产生的生态系统服务效益,且缺乏将生态产业及其潜在价值和国民经济其他产业一体化分析的框架,难以综合评估生态产业的经济社会地位。政府一直关注生态产业的发展以及生态投资的国民经济和社会影响。迫切需要了解中国生态产业的现状并评估生态产业作为经济发展的一部分作用和功能,以便其调整产业结构并制定适当的管理策略。

图1 近年来中国生态相关产业投资情况

一些学者在绿色经济分析框架的构建、绿色产业和绿色发展对社会经济的影响分析方面进行了广泛的探讨[4-6]。彭岩波等[7]结合环保产业统计调查基础数据,将环保部门从投入产出表中分离,编制了环保产业投入产出表并构建了环保产业投入产出模型,分析环保投资对环保产业的带动作用。凌玲等[8]选取2002—2015年的6张全国投入产出表作为数据基础,将表中与环境保护相关的行业进行提取和合并,形成环保产业部门,采用投入产出法中的影响力系数、感应度系数、消耗系数、分配系数等指标,测算环保产业和金融业之间的产业关联关系。Fan等[9]将环保产业作为一个独立的行业部门从传统的投入产出表中分离出来,分析计算了环保产业的发展以及环保投资对社会不同的行业的影响。Wang和Wang[10]基于中国3个年份的投入产出表,将12个主要的海洋部门外生,并通过确定产业间联动效应、生产诱导效应来评估对海洋产业的影响。Duong Trinh[11]对越南林业对经济和环境的贡献进行估算,通过投入产出模型强调了林业部门对环境和经济的重要性。

目前国内外在生态-经济关联分析方面的研究仍处于起步阶段,多数研究聚焦于生态产业相关概念辨析与理论框架的构建。高晓龙等[12]对生态产品进行了狭义和广义的定义,并对生态产品价值实现模式进行分类,明确了生态产品的交易对象、交易条件和交易机制。谷树忠[13]基于产业经济学、生态经济学等理论,对生态产业化基本内涵和实现路径进行了系统刻画,列举了生态农业、生态旅游、生态康养、生态修复等基本的生态产业形态。张林波等[14]分析了生态产品概念中存在的问题,给出了生态产品的新定义,即生态产品是生态和人类共同作用提供给人类社会使用和消费的终端产品或服务,进而将生态产品划分为公共生态产品、准公共生态产品和商业生态产品三大类,揭示了生态产品与生态系统服务和经济产品的内在联系和边界。王金南等[15]首次提出了“生态产品第四产业”的概念,并将该产业定义为通过生态建设提升生态资源本底价值的相关产业集合,包含了生态建设与保护、生态产品检测认证等产业。

然而,由于生态建设与保护产生的生态产品具有正外部性,难以合理地将这部分价值在经济系统中内部化。因而过去与绿色产业、绿色发展相关的研究多集中在资源与环境领域,而非生态领域,与生态相关的产业关联性分析多数仅聚焦于生态产业相关概念辨析和分析方法的构建。而且,由于生态产业所提供的生态系统服务价值未在社会经济核算范围之内,因此难以全面了解生态产业的行业地位及该行业对国民经济中其他行业的影响。相较于现有研究,本文对生态-经济关联性分析与应用可能存在以下创新点:首先本文结合当量因子法,建立了不同生态系统功能与产业的匹配关系,描述了生态产品在经济系统中生产、流通、分配、消费的循环过程,将生态活动产生的生态系统服务价值内部化。在此基础上,编制了生态系统服务价值的生态-经济型投入产出表,构建了生态-经济投入产出模型,以分析生态产业的地位及其对国民经济其他产业的影响与贡献。生态-经济投入产出模型可以衡量中国生态产业的地位,以帮助政府指导生态产业的发展,并为政府合理制定生态产业发展策略提供参考。

1 材料与方法

1.1 生态产业概念界定

参考生态产业化和“生态产品第四产业”的概念,将生态产业定义为社会经济活动中与生态建设保护相关的产业集合,并在价值核算中考虑了通过生态建设所提供的生态系统服务价值。综合国民经济核算中存在的生态活动类型及联合国千年生态系统评估,本文考虑的生态活动及生态系统类型主要为林地、草地和湿地水域三类,以及其提供的供应服务、调节服务、支持服务和文化服务,如表1所示。

表1 纳入核算的生态系统类型及其服务

1.2 生态-经济型投入产出表

为了更好地体现生态产品及生态系统服务在经济系统的分配、交换和消费过程并分析生态产业的产业地位及其对国民经济其他产业的影响与贡献。本文构建了一个整合了生态系统服务的投入产出模型。该研究在投入产出表的基础上,引入了生态系统服务价值,建立了生态-经济投入产出表,来分析生态系统对经济系统的拉动和支撑作用。图2展示了生态-经济投入产出表的具体构建思路。首先,为体现经济活动中生态保护与建设活动的数量关系,将传统部门产出中被生态产业消耗的部分进行分离,形成生态产业部门。

(1)

式中:Ae为生产-经济投入产出矩阵;A为原始投入产出表矩阵;B为描述生态部门内流量的矩阵;G描述了从生态部门到经济部门流量的矩阵;E描述了从经济部门到生态部门流量的矩阵。

图2 生态-经济型投入产出表的基本思路

因此,将计算的生态系统服务价值根据生态系统服务价值类型与行业映射关系分配给经济活动,作为行业部门对生态活动的“隐性”需求。其中,物质产品的供给服务被分配给农林牧渔业[16],水资源供给服务根据水的生产与供应业在投入产出表中的产出系数分配给各个行业。在分配生态系统的气体调节和废物处理服务功能时,参考了各个行业的污染物治理设施运行成本费用的比例关系,将生态系统的气体调节和废物处理服务价值想象为行业部门或最终使用的隐性环保活动支出,根据行业部门和最终需求的污染处理成本进行分配。气候调节服务根据行业的能源消耗水平进行分配。作为行业部门对生态系统环境净化服务的隐性消费,水文调节服务功能分配给水利、环境和公共设施管理部门。生物多样性维持服务分配给生态活动行业。文化服务主要分配给文化与娱乐业。在收入侧(列),根据式(2),将各个行业未经处理的污染物对生态系统造成的损耗价值进行核算,作为生态产业为各个行业承担了本应该由行业自身承担的污染治理成本。

ECVj=λjWj+γjGj+ηjSj

(2)

式中:ECVi为行业i的生态损耗价值;λj、γj、ηj分别为行业i的水污染、空气污染和固体废物污染投入系数;W、G、S分别为生态系统为行业承担的水污染、空气污染及固体废物污染成本总值。为保证账户投入和产出的一致性,在最终消费中增加了生态资本存量账户,最终形成生态-经济型投入产出表如表2所示。

表2 生态-经济型投入产出

1.3 研究区概况及生态系统服务价值

选择北京市作为研究区域,具体地理位置为北纬39°20′,东经116°20′,总面积为16 410.54 km2。北京是中国的首都,也是中国污染最严重的城市之一[17]。近年来,北京对生态系统投资力度的不断加大,城市整体生态环境质量逐步提高。北京对于生态的投资与建设取得了一定的成效,增强了居民生活水平和幸福感。综上所述,北京作为研究生态产业与投资的研究区是一个非常有意义的案例。利用土地生态系统所提供的生态系统服务价值来估算土地的生态效益。生态系统服务价值评估方法参考了谢高地等[18]、Xie等[19]的研究。在Costanza研究成果的基础上,谢高地设计了一套更加适合中国国情的陆地生态系统服务价值评估方法。这种方法的关键在于确定一个标准当量因子的价值,即某一类型土地生态系统单位面积内自然生态成分所产生的价值,并建议将一个当量因子的数值定为每年每公顷农田的自然粮食产量的经济价值[20]。经计算,将2017年北京市单位生态价值当量因子设定为3 996.0元/hm2。根据中国林业统计年鉴和中国环境统计年鉴,2017年北京通过生态产业提供的生态系统服务价值如表3所示。按生态系统类型分,生态活动所保护、修复的森林、灌木、草地、湿地以及水域生态系统提供的服务价值分别为149.03亿元、0.42亿元、0.42亿元、0.27亿元以及7.46亿元。

表3 2017年北京市生态产业提供的生态系统服务价值

1.4 生态-经济投入产出模型

1.4.1 影响力、感应度系数

产业影响力可以用来衡量一个产业的最终产出变动对整个国民经济总产出变动的贡献程度。它反映了这个产业推动国民经济发展的能力。产业影响力系数大于1,表示该产业对国民经济的拉动作用强于平均水平,是国民经济增长的重要推动力量;反之,产业影响力系数小于1,则意味着该产业推动经济发展的力量弱于平均水平,对国民经济增长的贡献相对较小。因此,计算产业影响力系数,可以判断不同产业对国民经济发展的重要性,为产业政策制定提供参考。

(3)

式中:δj为j部门影响力系数;bij为列昂惕夫逆矩阵。

产业感应度可以用来反映国民经济其他产业变动后对一个特定产业的激励和带动作用。它显示了这个产业作为国民经济组成部分,受到经济发展整体拉动的程度。如果一个产业的感应度系数大于1,说明该产业受国民经济发展的带动显著,是国民经济中的关键性产业。相反,若感应度系数小于1,则说明该产业受国民经济发展带动的作用较弱。因此,通过比较不同产业的感应度系数值判断各产业在国民经济发展过程中所起的作用,为产业政策制定提供依据。

(4)

式中:ωj为j部门的感应度系数。

1.4.2 生态产业投入产出分析

首先,使用生态产业直接消耗系数(即第j个行业部门生产一个单位产品或服务直接消耗的生态服务价值)来反映每个行业部门对生态产业的需求。本文用M表示的这个向量,公式如下:

(5)

式中:Mj为生态产业直接消耗系数;Xe,j为行业j的生态产品投入;Xj为行业j总投入。

其次,用生态产业完全消耗系数(即第j个行业部门增加一个单位所消耗的直接和间接生态产品和服务的总值)来反映每个行业部门内生产或服务扩展所消耗的生态产品和服务需求。生态产业完全消耗包括直接消耗和间接消耗。间接消耗是指生态产品或服务投入到其他行业的产品和服务的生产过程中。生态产业完全系数的计算基于以下几点进行:

LM=M(I-A)-1

(6)

式中:LM为生态产业完全消耗系数矩阵(lmj);M为生态产业直接消耗矩阵;I为单位矩阵;A为直接消耗系数矩阵。因此,该公式表示行业部门对生态服务的需求程度。

生态产业消耗系数是第j个行业的生态产业完全消耗系数与生态产业直接消耗系数的比值,它反映了整个国民经济对生态产品及服务的需求,由第j个部门的单位最终产品或服务的生产变化引发。部门生产单位最终产品或服务的变化引起对生态产业产品及服务的需求。计算如下:

(7)

式中:rj为j部门的生态产业消耗系数;lmj为生态产业完全消耗系数;mj为产业直接消耗系数。

此外,从增加值的角度建立产出模型。在产出模型中,生态产业直接消耗增加值系数(即第j个行业直接消耗的生态产品及服务创造单位新增增加值)反映了生态产业创造经济效益的能力。系数计算如下:

(8)

式中:λj为生态产业直接消耗增加值系数;Vj为部门j的增加值。

生态产业完全消耗增加值系数是指第j个部门为整个经济系统增加价值所需的生态产品及服务,包括各部门直接和间接增加的值,以及其他部门的增加值。计算公式为:

σj=λj(I-A)-1

(9)

式中:σj为生态产业完全消耗增加值系数。

生态产业消耗增加值系数(即第j个部门通过生态产业产品及服务消费增加单位增加值所带来的整个经济系统增加值的增加)可以用来反映行业部门j的生态服务消费增加对总增加值的影响。该系数为生态产业完全消耗增加值系数与生态产业直接消耗增加值系数的比值,计算公式为

(10)

式中:pj为生态产业消耗增加值系数。

2 研究结果

2.1 生态产业的影响力系数感应度系数分析

从图3的计算结果看,影响力系数大于1的行业有11个,感应度大于1的行业有6个。电力和燃气业(1.51)、建筑业(1.19),以及制造业(1.14)分别为影响力系数最高的三个行业,说明这些行业对区域经济具有较强的推动作用。此外,制造业(2.74)、电力和燃气业(2.21)及金融业(1.81)分别为感应度系数最高的三个行业,说明这些行业受到区域经济的增长的拉动作用较强。相比之下,影响力系数和感应度系数均小于1的产业大多集中在第三产业,这些产业属于整个产业链的后向部门且最终消费占比较高,因此这些行业对其他行业的影响力较小。生态产业的影响力系数在所有行业中排名靠前,且大于感应度系数,说明生态产业对于整个国民经济的推动作用要大于其本身受到国民经济发展后的拉动作用,这与类似的绿色产业关联分析的研究结果基本一致[21-22]。2017年生态产业的影响力系数为1.02,即影响力大于所有产业的平均水平,说明生态产业的发展对国民经济发展有较大的推动能力。从感应度系数来看,2107年生态产业感应度系数为0.51,生态产业的感应度系数低于区域的平均水平,说明国民经济发展对生态产业的拉动作用较弱。进一步,本文将从生态产业的投入和产出角度分析生态产业的影响。

图3 北京市各行业影响力、感应度系数

2.2 生态产业投入产出分析

如图4所示,生态产业直接消耗系数 (Mj) 因行业部门而异。由图4可知,除了生态产业、农林牧渔业以及水的生产与供应业有较高的生态产品及服务投入占比,其他部门的生态产品及服务投入相对较少,说明生态产业的直接消耗就有较强的倾向性。生态产业的生态产业直接消耗最高(0.388),农林牧渔业生态产业直接消耗其次(0.119),然后是水的生产与供应业(0.072)。相比之下,金融业、科学研究与教育业、房地产业直接生态产品与服务投入较少。生态产业的完全消费系数 (lmj)的变化趋势与Mj相似。生态产业的完全消耗系数较高的行业与直接消费系数排名相同(图5)。生态产业完全消耗系数较小的行业来自金融业、房地产业、批发与零售业。在本文中,生态产业消耗系数(rj)是通过比较生态产业的直接消耗系数和完全消耗系数得到。生态产业消耗系数在所有行业均大于了1,特别是金融业(12.43)、科学研究与教育业(11.44)、建筑业(9.42),以及房地产业(9.33)。虽然这些行业直接消耗的生态产品及服务占比很小,但其消耗的其他行业产品以及最终产品中包含的生态产品及服务很高。而生态活动(1.38)、第一产业(1.32)及水的生产与供应业(1.28)的生态产业消耗系数相对较低。

图4 生态产业消耗系数分析

图5 生态产业消耗增加值系数分析

根据式(8)～式(10),计算了各个行业通过直接消费生态产品及服务创造增加值的能力(图5)。虽然各行业的生态产品及服务的直接消费增值系数有很大差异,但排名靠前的行业均是与生态活动关联较为密切的行业。这相当于生态产业提供的生态系统服务对生态环境相关产业的补充支持。其中,生态产业直接消耗增加值系数最高(1.12),其次是第一产业(0.33)和住宿餐饮与文化娱乐业(0.24)。这一结果表明,这些行业可以有效地将生态产品及服务的投入转化为收益。相比之下,制造业(0.001)、房地产业(0.001)及批发和零售业(0.001),对生态产品及服务的直接消耗占其生产总值比例较低。此外,各行业的生态活动完全消费增值系数比其直接消费增值系数更高,表明了这些行业的部分增加值来自使用生态活动产出的生态活动产品作为中间投入。生态活动消耗增值系数(pj)显示,生态产业的发展对促进制造业(20.55)、房地产业(16.91)及金融业(14.41)等第三产业的发展具有间接带动作用。

3 结论与建议

由前文所述,生态产业的影响力系数高于行业一般水平,但感应度系数较低,本文认为可能的原因之一是生态产业发展主要由政府主导,受政策驱动影响大。且生态产业提供的服务主要用于最终使用,而不是作为中间投入。此外,生态产业也存在一些独有特点,如投资周期长,发展容易受外部环境冲击。同时,普通居民对生态产业重视程度还不够,导致生态产业发展力度不如其他产业。但随着中国经济发展方式的转变,生态产业将受到更多重视。从产业关联角度看,生态产业对其他产业具有较强的拉动作用,其推动国民经济其他产业发展的能力强于其他产业对生态产业的支撑作用。

由图4和图5可知,各个行业中生态产业的投入和产出具有明显的倾向性,主要集中在第一产业、水的生产与供应业以及生态产业本身,相当于生态产业对生态环境相关产业的运行维护,以及生态系统的服务对生态环境相关产业的补充支撑。例如,水的生产与供应业每年有大量的资金投入在水的净化方面,而生态系统服务功能中的废物处理功能和污染控制功能所产生的价值相当于该行业本应支付给生态产业而未支付的价值,是生态服务的直接贡献价值。此外,从整个区域经济来看,金融业、房地产业及制造业有潜力从生态活动产品的消费中创造更多收益。相较其他产业,房地产业消费者对住宅的生态系统文化与娱乐服务功能有更高的支付意愿,房地产开发商倾向于购买生态活动产品占比较高的行业商品,以获得更高的行业产出。这个结果与张德成[23]的研究相类似,该研究认为社区内每增加绿地覆盖率1%,房产价格可提高0.58%,2007年青岛市因小区绿化提升带来的增值为25.08亿元。金融业和制造业从生态系统服务的消费中创造更多的利益。主要的原因是对生态产业的投入和产出主要集中在生态环境和公共服务相关产业,这些产业大多数为公益性质的,而且生态产业的主要组成部分为生态投资,金融业提供的服务在其中发挥了重要作用。制造业的直接生态产品及服务消耗较低,生态产业消耗系数较高,主要是因为制造业整体的总产出较高,生态产品及服务占比相对较低,其次因为制造业对其他产业的生产参与度较高(影响力系数为最高),因此制造业更多地是以间接的方式参与对生态产品及服务的需求。同时,部分第三产业如住宿餐饮与文化娱乐业从生态产业获得的收益较高,该行业可通过直接或间接通过消费生态产品及服务获得较高的收益。

根据以上分析,从生态产业发展层面出发,推动生态产业发展实际效力的政策有以下几点:①扩大生态环境基础设施建设,在目前中国国内经济增速放缓,整体消费不足的趋势下,对生态环境的建设会促进生态环境相关产业、金融业、教育业、房地产业、文化娱乐业、住宿餐饮业的发展,进而促进居民消费,从而成为拉动经济增长的重要引擎。②从产业链的角度,生态产业发展间接带动了部分影响力和感应度较低的第三产业,有助于促进区域的产业升级。因此,要进一步推动生态产业与其他产业部门的融合,充分挖掘生态产业和生态服务业对各产业部门的拉动潜力和支撑作用,加强对生态产业经济带动作用的引导和提升。③为提高生态产业资金使用效率,应充分发挥财政资金的示范引导作用,并吸引更多社会资本投入生态环境建设。由于生态系统服务对企业是一种被动支出,无法直接创造经济效益,企业自发增加该方面投入积极性不高。同时,生态系统服务具有正的外部性效益,其产出依赖公共财政投入。因此,依靠政府财政投入难以有效激励生态建设的各方主体。为此,应当优化财政资金使用,发挥其示范带动作用,并通过多种方式鼓励社会资本参与生态建设,形成政府与市场资本合力,提升生态产业项目的产出效率与环境效果。