22　中國大型島嶼生態(tài)建設——崇明生態(tài)島可持續(xù)發(fā)展模式研究

22.1　崇明島生態(tài)建設背景

崇明島是我國第三大島，也是世界上最大的河口沖積島，位于長江流域和東部沿海地區(qū)“T”字形格局的交匯點，是上海最具潛在戰(zhàn)略意義的發(fā)展空間之一。崇明的自然資源數量，特別是灘涂土地面積，風能、太陽能和大量生物能等綠色能源供給狀況，以及綿長穩(wěn)定的深水岸線在本區(qū)域都具有一定優(yōu)勢。此外，崇明島也是目前長三角地區(qū)受人類活動，特別是工業(yè)化影響較小的地區(qū)，素以“水清、土潔、氣凈”而著稱。但是，由于崇明島遠離上海市中心，受交通條件的制約，人流、物流和信息流嚴重受阻，所受輻射影響較小，導致工業(yè)和第三產業(yè)的規(guī)模和經濟效益等方面在長江三角洲地區(qū)明顯缺乏競爭力，被稱為上海的“西部”。崇明的發(fā)展早已引起了有關方面的高度關注。2002年，上海市第八次黨代會提出“積極做好崇明開發(fā)準備”，并隨后編制了《崇明島域總體規(guī)劃綱要》。2004年，國家主席胡錦濤對上海市提出把崇明島建設成現代化綜合性生態(tài)島的規(guī)劃給予了肯定，希望按照科學發(fā)展觀的要求，切實規(guī)劃好、建設好崇明島。同年，國務院對崇明越江通道可行性給予批復，2010年越江通道正式通車。到2020年，崇明將基本建設成為以優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境為品牌，以聞名的游樂度假為主導，以發(fā)達的清潔生產為支撐，環(huán)境優(yōu)美、經濟發(fā)達、文化繁榮、保障健全、城鄉(xiāng)融合的上海世界級城市的生態(tài)島區(qū)和最優(yōu)美的“海上花園”，成為國內領先、國際一流的人類生態(tài)環(huán)境與生態(tài)活動示范島區(qū)，同時也是上海連接長江三角洲和沿海大通道的北翼紐帶。

利用國際國內發(fā)展范式對比、區(qū)域資源優(yōu)化、情景多目標預測等方法和技術對崇明（崇明、長興和橫沙島）社會模式、產業(yè)、人口、重要資源進行評估和預測。其目標是：提出適合崇明生態(tài)建設目標的發(fā)展模式；確定崇明重要資源的承載力、環(huán)境容量以及對適宜的人口和持續(xù)經濟的支撐能力；探討提升區(qū)域生態(tài)系統承載力的對策；提出與區(qū)域生態(tài)承載力相適應的產業(yè)結構、人口規(guī)模和布局方案；構建崇明重要生態(tài)系統的健康和風險評價指標體系和評價模型；開發(fā)環(huán)境安全和災害預警系統；為崇明島經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)利用提供戰(zhàn)略決策依據和建議，為我國發(fā)達地區(qū)的非發(fā)達區(qū)域平衡發(fā)展提供示范案例。

通過國內外發(fā)展模式的對比分析，結合崇明和區(qū)域發(fā)展，就崇明跨越式發(fā)展的模式以及人口、產業(yè)和環(huán)境的協調發(fā)展提出政策建議，也為整個項目提供適合的經濟社會發(fā)展模式和相應的指標體系，是進行生態(tài)承載力以及生態(tài)安全動態(tài)預測的前提。

對與崇明類似特征區(qū)域的典型案例（如美國紐約長島，德國巴伐利亞州，意大利西西里島，加拿大愛德華王子島，韓國濟州島，國內江蘇揚中市（島）、海南南粵、山東長島等）進行調研。重點分析不同發(fā)展時期社會、經濟、產業(yè)、環(huán)境等方面關鍵指標的變化以及內在規(guī)律，揭示“社會-經濟-環(huán)境”復合系統的變遷模式。

22.2　國內外社會經濟發(fā)展模式和指標體系研究的內容和技術路線

22.2.1　崇明島經濟發(fā)展、資源消耗和環(huán)境污染演變規(guī)律研究及模式預測

如圖22-1所示，基于崇明島1980年至2005年的社會、經濟、資源、環(huán)境的統計資料和數據，本研究分別利用環(huán)境Kuznets曲線分析法、生態(tài)足跡分析法和能值分析法來實證研究崇明島“社會—經濟—自然”復合生態(tài)系統的經濟發(fā)展與環(huán)境污染、資源消耗和“能量”（這里的能量是廣義的能量，是考慮了能量的質量的能量，用能值來表示）流動之間的關系及這個關系的演變規(guī)律。結合與國內外其他地區(qū)的對比分析，探討崇明島發(fā)展歷史和現狀，探索崇明島走過的發(fā)展模式和規(guī)律。在摸清本底的基礎上，評估崇明島“社會—經濟—自然”復合生態(tài)系統的運行狀態(tài)和方向，為預測研究提供理論依據。

圖22-1　崇明島“社會—經濟—自然”復合生態(tài)系統的可持續(xù)性評估研究技術路線＊

圖22-2表示的是在對崇明島“社會—經濟—自然”復合生態(tài)系統發(fā)展歷史和現狀研究的基礎上，結合國內外的對比分析（提供資源消耗和污染物排放強度及生態(tài)環(huán)境壓力指標與經濟發(fā)展、產業(yè)結構和人口規(guī)模的關系和變化規(guī)律），根據崇明三島聯動總體規(guī)劃的要求，配合其他子課題人口、產業(yè)的預測數據，對2005年至2020年15年內，崇明社會進步、經濟發(fā)展、資源節(jié)約和環(huán)境保護情況進行多情景預測研究。通過研究，確定崇明島經濟、社會、資源和環(huán)境各類指標的分階段實現目標（每5年為一個階段），為其他課題組提供理論支撐。

22.2.2　國內外一些經濟特區(qū)和島嶼經濟模式的案例分析

依托全國和上海建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的大背景和形勢分析，在對崇明

＊本章圖、表均為作者自制。島“社會—經濟—自然”復合生態(tài)系統經濟發(fā)展與社會進步，資源節(jié)約和環(huán)境保護歷史、現狀與未來研究基礎上，通過與國內外其他地區(qū)生態(tài)建設的對比、分析和研究，總結可持續(xù)發(fā)展模式，尤其是跨越式發(fā)展模式的經驗和教訓。結合崇明島嶼的經濟、社會、資源和環(huán)境本底及三島聯動總體規(guī)劃的目標和任務，提出崇明未來可供借鑒的發(fā)展模式，以及可行性論證和風險分析，并提供規(guī)避風險的措施和途徑（圖22-3）。

圖22-2　崇明島經濟發(fā)展與資源消耗、環(huán)境污染預測和可持續(xù)發(fā)展指標體系構建研究技術路線

圖22-3　國內外對比研究技術路線

22.2.3　小結

在崇明生態(tài)島總體規(guī)劃的框架下，對崇明島生態(tài)承載力與生態(tài)安全預警系統進行研究，著重分析了崇明生態(tài)島資源節(jié)約型可持續(xù)發(fā)展模式，從經濟發(fā)展、資源消耗和環(huán)境污染三方面研究崇明島的發(fā)展歷史和現狀，并根據經濟、人口和產業(yè)規(guī)劃，結合國內外的資源消耗和環(huán)境污染強度所建立的經驗模型，對全島未來的發(fā)展作出多情景預測和分析。在此基礎上，通過國內外生態(tài)區(qū)的建設，尤其是國內外島嶼發(fā)展模式的對比研究，依據崇明島的自身優(yōu)勢和特點，分析和歸納總結適合崇明島嶼選擇的可持續(xù)發(fā)展方案、提供可供選擇的制度和政策保障措施及風險評估和規(guī)避方法。最后，在上述研究的基礎上，結合國內外的研究成果和崇明島的實際情況，提出崇明島實現三島總體規(guī)劃，建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的分階段實施的可持續(xù)發(fā)展指標體系，并為生態(tài)承載力和生態(tài)預警提供可供比較的可持續(xù)發(fā)展指標體系。

22.3　經濟發(fā)展與資源消耗（生態(tài)足跡分析）

由于崇明縣缺少詳細的貿易統計數據，本文采用了成分分析法和綜合分析法相結合的分析方法。根據《崇明縣2001年統計年鑒》、《上海市2001年統計年鑒》和《中國2001年統計年鑒》，這里的生態(tài)足跡計算主要由兩部分組成：①非能源類資源的消費；②能源的消費。主要基于崇明島2000年的百戶農村家庭的實物消費調查資料和能源消費資料，同時參考了中國和上海統計年鑒中有關的農村和城鎮(zhèn)居民的實物消費資料及人均能源消費資料。非能源類資源的消費主要涉及人類的食和住的活動，而能源的消費主要表征了人類的衣和行的活動。

能源消費部分計算時將能源消費轉化為化石能源土地面積。采用世界上單位化石能源土地面積的平均發(fā)熱量為標準，將當地能源消費所消耗的熱量折算成一定的化石能源土地面積。

計算出農村人口的人均生態(tài)足跡后，在假設農村和城鎮(zhèn)人口的食品消費結構相似的前提下，根據城鎮(zhèn)人口消費支出和農村人口消費支出的比值調整計算得到了城鎮(zhèn)人口的人均生態(tài)足跡（表22-1至表22-4），最后根據全島農村和城鎮(zhèn)人口的數量加權計算出了全島的人均生態(tài)足跡。根據《崇明島嶼生態(tài)建設與環(huán)境保護規(guī)劃研究報告》中2000年崇明島的土地利用情況的數據計算得到了崇明島2000年的生態(tài)承載力，結合生態(tài)足跡的分析結果匯總得到了崇明島2000年生態(tài)足跡的供給與需求情況（表22-5）。

表22-1　崇明島2000年人均生物資源消費生態(tài)足跡計算

續(xù)表22-1

表22-2　崇明島2000年人均能源消費用地計算

注：管道氣為折合成液化氣的消費量。數據來源：用電量、液化氣、管道氣數據由崇明縣發(fā)改委提供；原煤、汽油、煤油、柴油、其他石油制品及熱力數據來源于《上海統計年鑒2001》。

表22-3　崇明島2000年農村居民人均生態(tài)足跡

注：當量因子引自AMBIO。

表22-4　崇明島2000年城鎮(zhèn)居民人均生態(tài)足跡

從崇明島的生態(tài)空間供給來看（見表22-5），除生物多樣性保護占用的生態(tài)空間外，基本上由耕地和水域供給，另外建筑用地也提供一部分?？梢詮膬蓚€方面進行解釋：一是崇明島是由泥沙淤積形成的河口沖積島，島的絕大部分土地都是來自于灘涂土地的圍墾，這也就形成了崇明島以耕地為主的土地利用現狀，作為長江河口中心的沙洲島嶼，發(fā)達的水系構成了崇明島內主要的生產性水域，加之水產養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展和提升，更提高了崇明水域的生態(tài)生產性面積和生態(tài)生產力，從而形成了崇明耕地和水域為主的生態(tài)承載力結構；二是居民消費結構的驅動作用，崇明島居民的消費中農產品和水產品占了很大的比重，同樣促進了土地利用結構的變化，再者，崇明作為中國最發(fā)達地區(qū)之一的長三角的一個農業(yè)縣，受到區(qū)域發(fā)展的輻射及自身發(fā)展的要求，也加速了城市化和工業(yè)化的步伐，使得建筑用的面積也占據了相當大的比重。

從全島來看，崇明2000年的人均生態(tài)足跡為0.956　9hm2，人均生態(tài)承載力為0.964　5hm2，人均具有0.007　6hm2的生態(tài)盈余（表22-5），基本處于平衡狀態(tài)。但這些生態(tài)足跡又不是平等地分配給每個人的，其中農村人口的生態(tài)足跡為0.821　6hm2，城鎮(zhèn)人口的生態(tài)足跡為1.442　7hm2，是農村人口人均生態(tài)足跡的1.76倍。從表22-6可以看到，城鎮(zhèn)人口只有崇明島總人口的21.79%，其生態(tài)足跡卻占了崇明島總的生態(tài)足跡的48.93%。全島的生態(tài)足跡相當于5個崇明島的地理面積，但崇明仍略有生態(tài)盈余，顯示了崇明島較高的生態(tài)生產力對其維持和發(fā)展的支撐作用。

表22-5　崇明島2000年人均生態(tài)足跡計算匯總表

表22-6　2000年崇明島總的生態(tài)足跡

由表22-7可知，耕地在崇明島生態(tài)足跡中所占比例最大，將近40%；建筑用地所占面積最小，只有2.42%。而上海市恰恰相反，上海市的建筑用地在生態(tài)足跡中所占比重最大，接近50%。牧草地所占比例最小，只有1.5%。兩者的發(fā)展現狀和產業(yè)結構概況不同之處也體現在了人們的消費結構和水平上：崇明人口的消費集中在農牧漁等農業(yè)產品上，而上海市的消費則更多地集中在能源消耗上。從表中還可以看出牧草地和水域在崇明島的生態(tài)足跡中占了很大的比重，這將不利于崇明濕地和水域的保護。事實也證明了這一點，崇明島迅速發(fā)展的水產養(yǎng)殖業(yè)和畜牧業(yè)侵占了大量的生態(tài)用地，濕地和灘涂的圍墾造成了很多不良的生態(tài)后果。崇明生態(tài)足跡的構成結構整體上看，是比較合理的。崇明居民的消費品中本地產品占據了很大的比重，尤其是農產品和水產品。這將有利于減少由于貿易所引起的物資運輸所造成的物質和能源消耗，降低了島內居民的人均生態(tài)足跡，從而間接地減少了對島內外生態(tài)環(huán)境所造成的不利影響。

通過與國內外生態(tài)足跡的對比分析來看，目前崇明島人均生態(tài)足跡要低于中國和世界的平均水平（表22-8），比經濟發(fā)達地區(qū)或國家更是低很多。不難看出，發(fā)達國家或地區(qū)居民的人均生態(tài)足跡普遍高于不發(fā)達國家或地區(qū)居民的人均生態(tài)足跡。從世界范圍的人均生態(tài)足跡相比，崇明島的人均生態(tài)足跡僅僅處于略高于低收入國家的水平，對資源的消耗以及對生態(tài)環(huán)境所造成壓力不大。

表22-7　崇明島2000年生態(tài)足跡中各類土地所占比例

上海市數據源自：戴星等，葉田等，張芳等的文章.

表22-8　2000年崇明島人均生態(tài)足跡、生態(tài)承載力及生態(tài)足跡赤字/盈余與世界區(qū)域的比較

源自：Living Planet Report 2000.

將崇明島的人均生態(tài)足跡放到全國各省市自治區(qū)的排序（圖22-4）中可以看到，崇明島位于中等水平行列，稍低于新疆，與四川持平，遠低于上海的平均水平。隨著經濟的增長，不可避免地要大量消耗和利用能源和資源，從而導致了發(fā)達地區(qū)較高的生態(tài)足跡，并通過貿易來彌補本地區(qū)資源和能源供應的不足，從而間接地擴大了其對環(huán)境和資源的壓力。因此，經濟的發(fā)展是人均生態(tài)足跡增加的一個重要因素。

圖22-4　2000年崇明島人均生態(tài)足跡在全國各省份排序中的位置

下面是崇明島生態(tài)足跡主要指標分析。

22.3.1　人均生態(tài)承載力

從世界范圍來看，崇明島的人均生態(tài)承載力僅僅為世界平均水平的一半左右，與中東和中亞的人均生態(tài)承載力相當，但是高于全國平均水平，也高于亞太地區(qū)和低收入國家的平均水平。崇明島的人口密度大約為500人/km2，高于全國的130人/km2。因此，崇明島較高的人均生態(tài)足跡主要是因為土地的高生態(tài)生產力支撐的。從崇明島的土地利用現狀也不難看出，在生態(tài)足跡計算中，當量因子最高的耕地在崇明的土地利用結構中所占的比重最大，占了大約75%。

如圖22-5所示，崇明島的人均生態(tài)承載力處于全國的中等偏上的水平，略低于廣西，與湖北和江蘇的水平持平。各地區(qū)的人口密度、土地利用結構和土地生產力的高低對本地區(qū)的人均生態(tài)承載力具有決定性影響。由于各地發(fā)展水平參差不齊，土地利用結構各異，因此，即使具有相同的單位面積生態(tài)承載力，各類土地的貢獻率也未必相同。本地特色或者具有相對優(yōu)勢的農林牧漁土地利用類型往往對生態(tài)承載力具有最大的貢獻，正如崇明的耕地和水域。與上海市的平均水平相比，崇明島的人均生態(tài)承載力是上海市的2倍多，充分顯示了人口密度和土地利用結構對人均生態(tài)承載力的影響。

圖22-5　2000年崇明島人均生態(tài)承載力在全國各省份排序中的位置

22.3.2　生態(tài)赤字/生態(tài)盈余

比較計算所得的人均生態(tài)足跡和人均生態(tài)承載力，即需求和供應，則可以得到人類生產活動對自然的占用與自然提供的生態(tài)服務狀況間的關系。生態(tài)赤字/盈余表征了這個關系。世界上大部分的國家和地區(qū)都存在這生態(tài)赤字（表22-8），按照全球人的平均消費，我們需要1.2個地球才能維持。中國的生態(tài)赤字也高達0.60hm2·cap-1·a-1，總的生態(tài)赤字更是高達780萬km2，相當于0.8個中國，而崇明島卻略有生態(tài)盈余，與世界低收入國家差不多。從全國各省市自治區(qū)的生態(tài)赤字/盈余來看，崇明島處于中上等水平，次于湖北，高于西藏（圖22-6）。

圖22-6　2000年崇明島人均生態(tài)赤字/盈余在全國各省份排序中的位置

22.3.3　萬元GDP生態(tài)足跡

萬元GDP生態(tài)足跡可以反映資源的利用效率。顯然，其值越低，對資源的利用效率就越高，反之，則利用效率低。崇明島的萬元GDP生態(tài)足跡為1.10hm2/萬元，在資源利用效率上處于中上水平，與湖北和遼寧的水平相當，但明顯高于上海。上海的萬元GDP生態(tài)足跡僅為0.48hm2/萬元，在全國是最低的，比處于第二的北京市還低了30%多，顯示了上海市在資源利用效率方面的優(yōu)勢，全國萬元GDP生態(tài)足跡最高的貴州省為2.52hm2/萬元，崇明的資源利用效率是其2.5倍（見圖22-7）。

圖22-7　2000年崇明島萬元GDP生態(tài)足跡在全國各省份排序中的位置

經濟發(fā)展水平和消費結構是影響萬元GDP生態(tài)足跡的兩個決定性因素，處于冬夏溫差較大的地區(qū)，取暖和制冷都會消費大量的能源，而能源的生態(tài)足跡在所用消費項目中又是比較大的，這必然會增加萬元GDP生態(tài)足跡的值；一個地區(qū)的食物消費結構也會影響萬元GDP的生態(tài)足跡，肉類比瓜果蔬菜具有更大的生態(tài)足跡；經濟的發(fā)展水平高的地區(qū)，可以采用先進的能源和資源利用技術，從而降低萬元GDP生態(tài)足跡。

22.3.4　生態(tài)足跡多樣性和基于生態(tài)足跡的發(fā)展能力

生態(tài)足跡的多樣性指數是利用Shannon-Weaver公式計算：

式中：H是多樣性指數，Pi是i種土地類型在總生態(tài)足跡中的比例。計算得到的生態(tài)足跡多樣性包括兩個部分：a——豐裕度（不同土地類型的數量）；b——公平度（測量生態(tài)足跡的分配狀況）。

基于生態(tài)足跡的發(fā)展能力是利用下面公式計算：

式中：C為發(fā)展能力；EF為人均生態(tài)足跡。

徐中民等（1999）將利用上述公式計算出中國各省、市、自治區(qū)基于生態(tài)足跡的發(fā)展能力，與人均GDP及萬元GDP生態(tài)足跡進行了回歸分析發(fā)現，基于生態(tài)足跡的發(fā)展能力與人均GDP具有顯著的正相關關系，與萬元GDP生態(tài)足跡具有顯著的負相關關系。說明基于生態(tài)足跡的發(fā)展能力是一個很好的表征生態(tài)經濟系統中經濟發(fā)展水平的指標。提高生態(tài)經濟系統的經濟發(fā)展水平，即提高人民的生活水平，可以有3種途徑：①增加生態(tài)足跡；②提高生態(tài)足跡的多樣性；③同時提高生態(tài)足跡的多樣性和增加生態(tài)足跡。但從當前的研究現狀來看，大部分國家和地區(qū)對生態(tài)環(huán)境的影響已經超過了全球或當地的生態(tài)承載力，為保護人類賴以生存的生命支持系統，人類應該減少自己的生態(tài)足跡，提高生態(tài)足跡的多樣性。所以生態(tài)足跡的多樣性和基于生態(tài)足跡的發(fā)展能力是很好的表征區(qū)域發(fā)展水平的變量。

從圖22-8可以看到，崇明島的基于生態(tài)足跡的發(fā)展能力僅次于上海，主要歸因于其高水平的生態(tài)足跡的多樣性（圖22-9）與上海不完全相同：上海市的基于生態(tài)足跡的發(fā)展能力高是由其較高的生態(tài)足跡和生態(tài)足跡的多樣性共同支撐的。其實不難理解，當今，地球上的土地資源有限，尤其是優(yōu)質的耕地和高產的水域。若要維持人類當前較高的生態(tài)足跡，只有拓展消費的空間，充分利用每一種類型的土地，消費土地類型的多元化和均衡化，反映在生態(tài)足跡的多樣性上，就是較高的多樣性。

圖22-8　2000年崇明島基于生態(tài)足跡的發(fā)展能力在全國各省份排序中的位置

圖22-9　2000年崇明島生態(tài)足跡多樣性在全國各省份排序中的位置

22.3.5　結論及建議

1）結論

通過對生態(tài)足跡理論的介紹和2000年崇明島的實證研究可以得到以下結論：

2000年崇明島的人均生態(tài)足跡為0.956　9hm2，生態(tài)承載力為0.964　5hm2，生態(tài)盈余僅為0.007　6hm2。其中，不到1/4的城鎮(zhèn)居民卻擁有將近全島一半的生態(tài)足跡，將近80%的農民消費了另外一半。

2000年崇明島的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的土地類型構成中，耕地和水域都占據了相當大的比重，反映了崇明島經濟發(fā)展和土地利用的現狀。有利于降低全島的生態(tài)足跡和提高全島的生態(tài)承載力，但不利于當地濕地資源的保護。

2000年崇明島的萬元GDP生態(tài)足跡為1.10hm2，是上海市的2倍多，但在全國范圍內仍處于前列，表明崇明島具有較高的資源利用效率。

2000年崇明島的生態(tài)足跡多樣性和基于生態(tài)足跡的發(fā)展能力都處于全國的前列，其較高的基于生態(tài)足跡的發(fā)展能力，不同于上海，其主要是受生態(tài)足跡的多樣性影響，而上海市則是生態(tài)足跡多樣性和生態(tài)足跡共同作用。

2000年崇明島的生態(tài)足跡分析結果顯示，其資源消耗和供應能力處于全國的中等偏上水平，而發(fā)展能力處于全國前列，在世界范圍內處于較低。但整體來看，全島生態(tài)經濟系統運行較為健康、穩(wěn)定。

2）建議

通過技術升級、資源的循環(huán)利用提高資源利用的效率，尤其是能源的利用效率。從粗放型、消耗型的資源利用模式向集約型、節(jié)約型逐步轉變。

調整居民的消費結構，使消費來源的土地類型更為多元化，消費項目更為均衡化。其中食品結構方面在滿足健康攝入量需求的情況下，盡量提高植物性食品在食品消費中所占的比重。能源方面應該盡量利用可更新資源，或者更為清潔的化石燃料。

消費物資的本地化，因地制宜地優(yōu)化消費模式，盡量消費本地的資源，尤其是能源，從而減少由于貿易而增加的資源，尤其是能源的損耗。

注意在未來規(guī)劃中，設計公共交通引導性的交通發(fā)展模式，降低私人車輛增加造成的資源消耗和環(huán)境污染。

注意宣傳環(huán)境保護的理念和文化，使節(jié)約資源和保護環(huán)境的政策發(fā)展融入到居民的一言一行中，通過點點滴滴的小舉動去節(jié)約資源，保護環(huán)境，構建環(huán)境友好和資源節(jié)約型的生活方式。

合理規(guī)劃未來的土地利用，尤其保護好具有較高生產力的耕地資源，大力引導發(fā)展水產養(yǎng)殖業(yè)，動態(tài)保護和開發(fā)灘涂土地資源。

22.4　經濟發(fā)展與污染排放的評價（庫茲涅茨曲線分析）

22.4.1　經濟增長與環(huán)境質量下降：一個世界性困境

不管是英、美等老牌發(fā)達國家，韓國、新加坡等新興的工業(yè)化國家，還是正在崛起的中國、印度等發(fā)展中國家，伴隨著經濟增長而來的環(huán)境質量下降似乎是一個不可避免的現象。經濟全球化和環(huán)境問題全球化，使得整個世界的經濟發(fā)展和環(huán)境問題混亂地糾纏在一起，錯綜復雜。環(huán)境問題從經濟發(fā)展中來，最終也要通過經濟發(fā)展得到解決，環(huán)境質量和經濟發(fā)展之間存在復雜的影響關系。通過對不同時期、不同類型國家的發(fā)展模式和環(huán)境質量變化的思考，我們會發(fā)現背后存在著一些規(guī)律。這些規(guī)律對于當前中國的可持續(xù)發(fā)展有很強的指導和借鑒作用。通過對經濟發(fā)展和環(huán)境質量變化的深入思考，我們也可以為崇明生態(tài)島建設走上一條經濟與環(huán)境協調發(fā)展之路提供建設性意見。

一般來說，按照引起環(huán)境質量下降的原因分類，環(huán)境問題大體上可以分為三種：（1）由經濟發(fā)展引起的以高消費為主的環(huán)境問題；

（2）經濟增長、工業(yè)化和城市化引起的以水污染和空氣污染為主的環(huán)境問題；

（3）由于貧困和經濟不發(fā)達引起的以生態(tài)退化為主的環(huán)境問題。

這三類大體上可以對應于發(fā)達國家、東亞新興工業(yè)化國家和發(fā)展中國家在經濟發(fā)展過程中的環(huán)境質量變化情況（侯偉麗，2005）。

22.4.2　經濟增長與環(huán)境質量變化：環(huán)境庫茲涅茨曲線的國內外研究

1955年，美國經濟學家?guī)炱澞模↘uznets）在對收入差距的研究中發(fā)現人均收入的差距隨著經濟增長表現出先逐漸增大后逐漸縮小的規(guī)律（Kuznets，1955），這兩個變量之間的倒U形關系被稱為“庫茲涅茨曲線”。后來，Grossman，Shafik，Panayotou等人的研究均表明，隨著收入水平的提高，環(huán)境質量先下降后好轉，即環(huán)境破壞與收入水平也呈倒U形曲線（Grossman ＆Krueger，1992；Shafik ＆Bandyopadhyay，1992；Panayotou，1993），因此這種關系被稱作環(huán)境庫茲涅茨曲線（Selden ＆Song，1994），如圖22-10所示。

此后人們分別從理論和實證檢驗兩方面對環(huán)境庫茲涅茨曲線進行深入研究，研究的結果進一步支持了環(huán)境質量與人均GDP二者之間存在倒U形關系的結論：環(huán)境質量在經濟發(fā)展初期處于較好的水平，隨著經濟發(fā)展開始惡化，當經濟發(fā)展到一定水平、人均GDP高過某一值時，會出現向下的轉折——環(huán)境質量與經濟發(fā)展關系進入相互促進階段，即環(huán)境變化與經濟增長之間存在“和諧—矛盾—和諧”的復雜關系。環(huán)境質量同經濟增長呈倒U形曲線的關系，是同整個現代化進程的產業(yè)結構變化以及不同增長階段對要素使用的集中程度緊密聯系在一起的。經濟增長處于粗放增長的工業(yè)化初期階段，對自然資源特別是不可再生資源的使用就越多?？茖W技術作為重要的增長要素之一，一方面使人類能夠應用更有效的手段大規(guī)模開發(fā)利用自然資源和不斷開拓新的產業(yè)活動和消費領域，導致人類對生態(tài)系統更全面的掠奪；另一方面也使人類有可能大幅度地提高資源的利用效率，減少對自然資源的耗費，加快對稀缺資源的替代和清潔生產技術的引進。在工業(yè)化的不同階段，產業(yè)結構、投入要素與資源利用率在市場競爭機制下的變化將推動收入—環(huán)境關系變化，因此，低收入國家與高收入國家在生態(tài)環(huán)境質量的整體變化中，有比較明確的軌跡可尋。這種關系不僅表現在一個國家的縱向發(fā)展上，而且還表現在現階段發(fā)達國家與發(fā)展中國家之間的橫向比較上（楊先明，黃寧，2004）。

圖22-10　環(huán)境庫茨涅茨曲線模式圖

環(huán)境庫茲涅茨曲線的分析和發(fā)現可以使我們更好地認識經濟增長與環(huán)境變化之間的關系。有學者認為，如果環(huán)境庫茲涅茨曲線確實存在，或者在到達一定的轉折點后，人均收入或財富的增長有助于改善環(huán)境質量，那么對環(huán)境破壞問題的解決還需依靠經濟增長本身，這實際上意味著促進經濟增長應成為首要政策目標，而不是環(huán)境保護政策優(yōu)先或者環(huán)境與增長并重的政策。顯然，這與可持續(xù)發(fā)展的要求有很大的距離。事實上，環(huán)境庫茲涅茨曲線的邏輯含義和隱含的發(fā)展模式更值得人們關注。首先，環(huán)境庫茲涅茨曲線表明，事情在變好以前，可能不得不經歷一個更糟糕的過程，這一邏輯含義在環(huán)境質量將隨著人均收入增長而逐步改善的過程中得到充分的展示；其次，環(huán)境庫茲涅茨曲線將其暗含的“先污染，后治理”的內容作為一般模式而表現出來。

環(huán)境庫茲涅茨曲線試圖揭示的是收入與環(huán)境的一般關系，但是具體到一個經濟體而言，曲線的變化趨勢卻有很大的差異，各國倒U形曲線的峰值取決于該經濟體的基本發(fā)展模式或增長方式。日本經濟學家速水佑次郎（2003）曾經分析過不同的發(fā)展模式對資源的利用方式與效率的差異性。他發(fā)現，體制的選擇，進而是增長方式對能源的利用和由此產生的環(huán)境外部性具有決定性的影響。聯合國環(huán)境規(guī)劃署的報告則認為，環(huán)境惡化是“由于經濟發(fā)展模式的選擇不當所造成的，可以通過選擇恰當的經濟發(fā)展模式，實現經濟發(fā)展的同時保持良好的生態(tài)環(huán)境”。從20世紀70年代關于增長極限和環(huán)境經濟問題的研究也已經充分表明，在現代科學技術條件下，經濟增長不可能在零污染的情況下實現，但是，不同的經濟體能以多快的速度越過環(huán)境庫茲涅茨曲線的峰值，從增長與改善環(huán)境質量的兩難區(qū)間進入到協調發(fā)展的區(qū)間，則取決于經濟體對增長方式的選擇。

22.4.3　崇明經濟發(fā)展和環(huán)境質量的關系的實證研究

1）崇明環(huán)境質量與污染控制現狀

人們往往把崇明島看成是上海的一片凈土，認為其自然環(huán)境優(yōu)越，水潔、土凈、風清，和上海其他區(qū)縣相比確實如此，特別是崇明的空氣質量給所有進島的人以清新的感覺。表22-9，表22-10也反映出了崇明的環(huán)境質量要遠遠好于上海市區(qū)，近年來在污染控制方面也取得了一定成績。但是崇明的生態(tài)環(huán)境并不是人們想象的那么好，水環(huán)境質量和土壤污染等不易被公眾觀察到的問題已經引起了科學家和當地政府的密切關注，特別是水環(huán)境質量可能會成為今后崇明可持續(xù)發(fā)展的制約。

表22-9　崇明環(huán)境質量情況（2001—2004）

表22-10　崇明污染控制狀況（2001—2004）

2）崇明經濟發(fā)展與環(huán)境質量關系的環(huán)境庫茲涅茨曲線分析

由于崇明環(huán)保系統直接統計的崇明污染物排放的數據非常有限，所以研究計算崇明環(huán)境庫茲涅茨曲線分析的數據是根據崇明統計年鑒工業(yè)總產值反推得到，具體步驟如下：

（1）將崇明島各個小行業(yè)的產值按照我國工業(yè)產業(yè)分類體系匯總為41個大行業(yè)產值。

（2）根據《中國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報告》（2007）中有關中國工業(yè)產業(yè)體系中各大產業(yè)的能源物質消耗和污染物排放強度，計算得到各類行業(yè)各年份的各類物質消耗和污染物排放量。

（3）將各個行業(yè)污染物和物質消耗的總量分年份進行匯總。

（4）最后利用兩個系數對數據進行調整：a＝工業(yè)產品價格指數，b＝工業(yè)總產值/各大類工業(yè)產值匯總值。系數a是為了將各個年份的工業(yè)總產值統一調整到物耗和污染物排放強度公報數據的年份，系數b是為了將統計到的工業(yè)部門總產值平均分攤到各個部門，使得計算的數據更加貼近真實值。

崇明各類工業(yè)污染物排放狀況（1997—2004）見表22-11，崇明主要大氣污染物排放及生活垃圾排放狀況（1992—2004）見表22-12，上海市與崇明島環(huán)境質量指標、污染物排放量與人均GDP計量模型檢驗結果對比見表22-13，崇明—上海環(huán)境庫茲涅茨曲線對比研究見圖22-11。

表22-11　崇明各類工業(yè)污染物排放狀況（1997—2004）

注：＊廢水污染排放量包括汞、鎘、六價鉻、鉛、砷、揮發(fā)酚、氰化物、化學需氧量、石油類、氨氮等。

表22-12　崇明主要大氣污染物排放及生活垃圾排放狀況（1992—2004）

表22-13　上海市與崇明島環(huán)境質量指標、污染物排放量與人均GDP計量模型檢驗結果對比

注：S代表上海市，C代表崇明島，工業(yè)廢水污染物包括COD、石油類、氰化物、砷、汞、鉛、鎘和六價鉻。

圖22-11　崇明—上海環(huán)境庫茲涅茨曲線對比研究（圖中：左圖為崇明，右圖為上海）

3）從后發(fā)優(yōu)勢理論和環(huán)境跳躍理論探討崇明如何跨越環(huán)境庫茲涅茨曲線

按照傳統的發(fā)展途徑，崇明很有可能會重演環(huán)境庫茲涅茨曲線的趨勢，這與生態(tài)島的建設目標是相違背的。前面已經提到，環(huán)境庫茲涅茨曲線是一個現象，而不是一個必然規(guī)律，轉折點的收入水平在各個國家、各個時期也是存在差異的，跨越環(huán)境庫茲涅茨曲線是可行的，但是必須跳出傳統的發(fā)展路徑。針對崇明而言，我們認為只要充分發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，進行環(huán)境跳躍，崇明是完全有可能走出一條經濟與環(huán)境和諧發(fā)展的新路的。

后發(fā)優(yōu)勢是指經濟后發(fā)展國家或地區(qū)在推動工業(yè)化進程中所擁有的特殊優(yōu)勢，這種優(yōu)勢并不是由后發(fā)展國家或地區(qū)通過自身努力創(chuàng)造的，而完全是與其經濟的相對落后性共生的（趙云君、文啟湘，2004）。經濟發(fā)展相對落后，但同時受到傳統工業(yè)化發(fā)展負面影響相對較少的崇明島，積蓄了更多的后發(fā)優(yōu)勢，可以用更寬更遠的視野設計一條跨越傳統工業(yè)化的生態(tài)型現代化之路。就可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略領域而言，崇明的后發(fā)優(yōu)勢至少包括下面幾個方面。

（1）機遇型后發(fā)優(yōu)勢：即抓住生態(tài)島建設的歷史機遇，謀求和推動環(huán)境保護的時機優(yōu)勢。

（2）制度借鑒上的優(yōu)勢：崇明可以通過吸取發(fā)達國家或地區(qū)已經歷的經濟發(fā)展、環(huán)境保護經驗和教訓，設計相關制度以彌補經濟政策的內生性缺陷，縮小政府決策與社會最優(yōu)決策間的偏離程度，促使經濟發(fā)展與環(huán)境改善良性互動，建設出獨特的環(huán)境庫茲涅茨曲線通道。

（3）技術引進上的優(yōu)勢：環(huán)保技術水平是影響環(huán)境治理效率的重要因素，但它的創(chuàng)新是以巨大資本投入和先進研究條件為基礎的。發(fā)達國家或地區(qū)由于科技基礎、工業(yè)基礎和經濟實力較強，較易取得有突破意義的科研成果。在全球化、信息化、市場化的知識經濟時代，崇明可以通過付出相對較低的成本引進這些技術，經過吸收、消化、創(chuàng)新和再引進、再創(chuàng)新，逐步縮小與發(fā)達地區(qū)之間的差距，實現經濟的跨越式發(fā)展。

環(huán)境跳躍理論是指在一定歷史條件下落后地區(qū)相對于先行地區(qū)走過的某個環(huán)境發(fā)展階段的超常規(guī)行為。環(huán)境跳躍分為跨越式環(huán)境跳躍和非跨越式環(huán)境跳躍，跨越式環(huán)境跳躍有質的改變，而非跨越式環(huán)境跳躍僅有量的改變?？缭绞江h(huán)境跳躍也就是通常所說的環(huán)境保護跨越式發(fā)展，也就是實現環(huán)境從“兩難”到“雙贏”的跳躍。當然，環(huán)境跳躍理論應用到產業(yè)發(fā)展方面，則是實現從傳統產業(yè)到生態(tài)產業(yè)的跳躍，走出一條科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、人力資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化路子（趙云君、文啟湘，2004）。

按照規(guī)劃，到2020年，崇明三島人均產出水平將達到或略超過全市平均水平。這么大的經濟總量下，崇明如何防止環(huán)境質量不惡化，如何改善環(huán)境質量成為一個不可回避的難題。歷史的經驗告訴我們，走傳統的經濟發(fā)展道路肯定是不行的，崇明必須依托科技創(chuàng)新，推行循環(huán)經濟，發(fā)展生態(tài)產業(yè)，走一條資源節(jié)約、環(huán)境友好的跨越式發(fā)展的道路。可喜的是，目前，崇明已經具備了環(huán)境跳躍的條件。

（1）國內外大背景有利于實現跨越式發(fā)展：經濟全球化為發(fā)展中國家后來居上、趕超發(fā)達國家提供了前所未有的機遇，同時以信息技術為先導的科技革命，使我們有可能直接采用國際最新科技成果，越過某些技術發(fā)展階段，而不必重復發(fā)達國家曾經走過的老路。

（2）具有有利于實現跨越式發(fā)展的良好基礎：我國和上海經過多年的環(huán)境保護探索與發(fā)展，已經形成了一套比較完善的環(huán)保法律法規(guī)、規(guī)章制度、標準準則體系，在發(fā)展環(huán)境保護事業(yè)中積累了豐富的經驗，為實現環(huán)境保護的跨越式發(fā)展奠定了良好基礎。

（3）上海市對于崇明生態(tài)島建設的定位：這使得崇明的發(fā)展可以不同于其他區(qū)縣的發(fā)展模式，不以經濟的高速增長為首要任務，不以GDP為單純的考核指標，重要的在于建設人與自然和諧的生態(tài)型島嶼，在生態(tài)保護中促進與經濟的和諧發(fā)展，把崇明島建設成上海的一顆生態(tài)明珠和可持續(xù)發(fā)展經濟模式示范島。這種發(fā)展目標的定位使得崇明可以突破傳統的發(fā)展模式，進行跨越式發(fā)展和新模式探索。

22.5　“社會—經濟—自然”復合生態(tài)系統的綜合分析（能值分析）

22.5.1　能值分析的理論產生、現狀及發(fā)展趨勢

20世紀80年代，國際生態(tài)學界提出能值（Emergy）新概念理論和分析新方法，為生態(tài)系統和生態(tài)經濟系統的定量分析研究開拓了新途徑。能值（Emergy）與能量（Energy）不同，它的英文拼寫帶有一個字母“m”，是一新出現的科學名詞，由H.T.Odum創(chuàng)立。近20年來，國際上發(fā)展出能值新概念、理論方法，為衡量和表達環(huán)境資源和經濟提供了共同的度量標準。能值為環(huán)境、資源、人類勞務、信息和發(fā)展決策的分析評價提供了新尺度。生態(tài)經濟系統的能值分析是以能值為共同標準，綜合分析評價系統的能物流、貨幣流、人口流、信息流，得出一系列反映系統結構和功能特征與生態(tài)經濟效益的能值指標，評價系統的可持續(xù)發(fā)展性能及決策。在實際應用中，以“太陽能值”衡量某一能量的能值，可以衡量和比較不同類別、不同等級的能量的真實價值，把不同種類、不可比較的能量轉換成可以進行比較的同一標準能值。能值觀念能讓我們以同一種能量類別太陽能為單位，同時比較系統中流動和儲存的不同類別的能量及其在該系統中的貢獻。應用能值可衡量分析自然環(huán)境資源與經濟活動的價值以及它們之間的關系，有助于調整生態(tài)環(huán)境與經濟發(fā)展，對自然資源的科學評價和合理利用、經濟發(fā)展方針的制定及實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略均有重要意義。

中國開展能值分析研究開始于1989年留美學者藍盛芳教授在美國佛羅里達大學直接與H.T.Odum的合作研究，參與了美國NSF有關項目和能值專著工作。1992年藍盛芳在《當代生態(tài)學博論》一書中發(fā)表了2萬多字的文章，首次把能值理論、方法和有關研究介紹到中國，同年在北京出版社出版了《能量、環(huán)境與經濟：系統分析導引》一書。繼而，能值分析概念、方法被收入《普通生態(tài)學》、《生態(tài)系統生態(tài)學》和《生態(tài)工程學》等大學教材和研究生教材。

近十多年來，能值分析方法和應用研究，尤其對國家或地區(qū)、自然資源、工農業(yè)系統的能值分析十分活躍。在國際上，20世紀80年代美國科學基金率先開展能值研究，意大利、瑞典、澳大利亞等國于90年代迅速開展。我國于90年代由藍盛芳引入能值理論，開展了國家與地區(qū)、農業(yè)、自然保護區(qū)和城市方面的能值分析和理論方法研究。目前，在廣州、南京、上海、北京等地大學和科研單位均進行有關研究。迄今為止，得到國家自然基金三個能值分析研究項目資助，開展了國家與地區(qū)、農業(yè)生態(tài)系統、海涂濕地自然保護區(qū)、城市復合生態(tài)系統等方面的能值分析和理論方法研究。中國學者已在國內和國際性刊物發(fā)表數十篇能值研究論文，培養(yǎng)了二十多名能值分析研究領域的碩士生、博士生。同時，與H.T.Odum等繼續(xù)開展國際合作，在這一研究領域與國際同步進展。

22.5.2　能值指標體系

各種生態(tài)系統和復合生態(tài)系統的能值分析，包括生態(tài)經濟系統、社會—經濟—自然復合生態(tài)系統及各種生態(tài)工程系統的能值分析，均可得出一系列能值綜合指標。這些指標綜合反映生態(tài)系統的結構、功能與效率；它們是反映自然環(huán)境資源的價值和人類社會經濟發(fā)展，以及環(huán)境與經濟、人與自然關系的指標體系，也是系統綜合分析及社會經濟發(fā)展決策參考的重要指標體系。通過系統能值分析得出的一系列能值指標，可把復合生態(tài)系統的各種生態(tài)流（能流、物流、貨幣流、信息流、人口流或生物物種流等）在能值尺度上統一起來，定量分析系統的結構和功能，認識自然環(huán)境生產的價值及其與人類經濟的關系，以正確處理人與自然資源和環(huán)境與經濟的關系，走可持續(xù)發(fā)展的道路。

（1）能值/貨幣比率：一個國家單位貨幣（通常轉換成美元）相當的能值量，即能值與貨幣的比率（Emergy/Dollar Ratio），它等于該國全年能值投入總量除以當年貨幣循環(huán)量（國民生產總值GNP）。一個國家全年應用的能值總量包括可更新自然資源（太陽光、雨等）、不可更新自然資源（煤、石油、天然氣、礦藏、土地等）及進口商品、資源的能值。以農業(yè)為主的發(fā)展中國家，直接使用很多不花錢的本國自然資源，沒有或甚少用貨幣購買其他國家的資源產品，同時GNP較低，經濟領域流通的貨幣量較少，因而發(fā)展中國家具有較高的能值/貨幣比率。在這些國家用較少錢可購買到較多的能值財富。反之，發(fā)達國家的能值/貨幣比率遠低于發(fā)展中國家，它們的GNP高，用貨幣購進的資源產品較多。

（2）能值—貨幣價值：能值—貨幣價值（Emergy Dollars，縮寫為Em＄）是指將生態(tài)經濟系統的能值折算成貨幣，相當于多少幣值，也稱宏觀經濟價值，其折算方法是資源或產品的能值除以當年的能值/貨幣比率。能值—貨幣價值反映某一產品的實際價值，包括凝結在產品中的人類勞動和環(huán)境資源的價值，而市場價格只能反映產品的稀缺性。如果某一能值流是經濟系統真正財富的構成部分，那么可以認為該系統這部分的購買力大小取決于該能值流量。例如，如果農業(yè)在一個國家的年能值總量中占10%，則該國經濟總產值（GEP）的10%取決于農業(yè)能值量。由能值決定的這部分經濟產值，就是所謂的能值—貨幣價值。某種產品的能值量除以能值/貨幣比率，即得該產品能值的Em＄。實際應用的能值單位為太陽能焦耳（sej），故“能值—貨幣價值”實為“太陽能值—貨幣價值”。例如，假設某種能值流量為1×1012sej/a，此能值量除以美國1993年的能值/貨幣比率（1.4×1012sej/＄），即得到該能值流當年在美國經濟體系中的Em＄為1×1012sej/a÷ （1.4×1012sej/＄）＝0.71＄/a。通俗而言，所謂Em＄系指某種能值對經濟的貢獻折算成貨幣的話，相當于多少市場貨幣值。所得的這種Em＄，并非市場流通的貨幣價值，只是表明該值“相當于”多少幣值。Em＄是從宏觀上探討經濟的理想尺度，它可用于度量經濟環(huán)境和資訊，以及商品和勞務。取得最大能值—貨幣價值的系統必然是有最大能值產出的系統，它可持續(xù)發(fā)展且具競爭力。

（3）能值投資率：生態(tài)經濟系統（環(huán)境經濟系統）的能值投資率（Emergy Investment Ratio），等于來自經濟的反饋能值除以來自環(huán)境的無償能值輸入。前者如燃油、電力、物資、勞務等，均需花錢購買，稱為“購買能值（Purchased Emergy）”；后者來自包括土地、礦藏等不可更新資源和太陽能、風、雨等可更新資源在內的自然界無償能值（Free Emergy）。能值投資率也可稱為“經濟能值/環(huán)境能值比率”。能值投資率是衡量經濟發(fā)展程度和環(huán)境負載程度的指標。其值越大則表明系統經濟發(fā)展程度越高，其值越小則說明發(fā)展水平越低而對環(huán)境的依賴越強。能值投資率可用于確定經濟活動在一定條件下的效益，并可測知環(huán)境資源條件對經濟活動的負載率。

（4）凈能值產出率：凈能值產出率（Net Emergy Yield Ratio，EYR）為系統產出能值與經濟反饋（輸入）能值之比。反饋能值來自人類社會經濟，包括燃料和各種生產資料及人類勞務。凈能值產出率是衡量系統產出對經濟貢獻大小的指標。與經濟分析中的“產投比”（產出/投入比）相似，凈能值產出率是衡量系統生產效率的一種標準。EYR值越高，表明系統獲得一定的經濟能值投入，生產出來的產品能值（產出能值）越高，即系統的生產效率越高。凈能值產出率對能源和進出口價值評估特別重要，可用以說明能源生產與利用的效率，顯示經濟活動的競爭力。

（5）能值擴大率：一個系統過程中增加的產出能值與增加的投入該過程的能值之比，稱為能值擴大率。能值擴大率是衡量能值應用效率的指標，由于能值投入增加，導致產出能值增加。經濟過程的能值擴大率越高，說明該過程的效率越高，邊際效應越高。

（6）能值自給率：能值自給率是一個國家、地區(qū)或城市的本地資源能值投入與國外或外地輸入能值之比。能值自給率可以用來描述一個國家或地區(qū)的對外交流程度和經濟發(fā)展程度。

（7）能值密度：能值密度即一個國家或地區(qū)能值總利用量與該國家和地區(qū)面積之比，單位是sej/（m2·a）。能值密度這一指標反映了被評價對象的兩個特性——經濟發(fā)展強度和經濟發(fā)展的等級。整個世界系統從不發(fā)達國家到欠發(fā)達國家到發(fā)達國家，也存在這么一個類似情況。能值密度越大，說明經濟越發(fā)達，在等級中的地位越高。

（8）人均能值用量：人均能值用量指一個國家或地區(qū)的人均能值使用量，是評價人民生活水平的指標。在農業(yè)國家或欠發(fā)達地區(qū)，人們可以從環(huán)境資源系統直接獲得某些生活必需品，沒有必要為此付出任何金錢。因此，如果只是用貨幣來衡量他們的生活水平，并不完全說明問題。而利用能值可以對這些無償的環(huán)境資源投入進行恰當的評價，從而可以衡量人們的物質生活水平。

22.5.3　一些能值指標的相關性分析

H.T.Odum 20世紀80年代創(chuàng)立的能值指標體系雖因所分析系統的具體差異而不同，但整體而言其中幾個主要的能值指標是目前各系統能值分析中通用的。即能值產出率（EYR）、能值投資率（EIR）、能值交換率（EER）、能值擴大率（EAR）、能值自給率（ESR）、環(huán)境負載率（ELR）、可更新資源投入率（RIR）等。部分指標間存在著一定的相關關系。

（1）能值產出率（EYR）、能值投資率（EIR）與能值自給率（ESR）

根據Odum的定義，能值投資率為社會經濟反饋投入能值與自然環(huán)境投入能值之比；能值產出率為系統總產出能值與社會經濟反饋投入能值之比；能值自給率為系統自然環(huán)境投入能值與系統能值投入總量的比。根據能值的定義和計算公式可知：能值產出率與能值投資率成反比關系；能值自給率與能值產出率成正比關系；能值投資率等于能值自給率的倒數減1，與能值自給率成反比關系。能值產出率與能值投資率及能值自給率三者間存在著直接的相關關系，對于系統評價有重復作用，應予以歸并簡化，保留其一即可。鑒于原有能值分析案例中的使用頻度和與經典經濟學首要評價指標—產出/投入比的相似性，建議保留能值產出率。

（2）環(huán)境負載率（ELR）與可更新能源投入率（RIR）

環(huán)境負載率為系統不可更新能源投入能值總量與可更新能源投入能值總量之比；可更新能源投入率為系統可更新能源投入能值總量與系統能值投入總量之比。根據其定義和計算公式可知，環(huán)境負載率與可更新能源投入率成反比關系，兩者在對系統的評價中的作用發(fā)生重疊，應予以歸并簡化，保留其一即可。鑒于對環(huán)境承壓程度評價的直觀性和明確性，建議保留環(huán)境負載率。

22.5.4　崇明島生態(tài)經濟系統能值分析

崇明島生態(tài)經濟系統能值分析框架見圖22-12。

圖22-12　崇明島生態(tài)經濟系統能值分析框架圖

根據1978年至2003年的統計資料和相關數據，分別對崇明島1980年、1985年、1991年、1996年和2003年生態(tài)經濟系統的能量流、物質流、信息流、人口流和貨幣流的能值指標進行了計算和分析（表22-14）。給出了2003年的綜合能值指標體系表（表22-15），并研究了崇明島改革開放以來20多年的主要能值指標的變化趨勢（圖22-13），并與其他地區(qū)和國家進行了對比（表22-16）。

表22-14　崇明島社會—經濟—環(huán)境復合生態(tài)系統能值分析（2003年）

注：限于篇幅，對一些數據進行了合并：糧食——水稻、麥類、玉米、大豆、蠶豆及其他雜糧；經濟作物——棉花和油菜籽；其他——瓜果和蔬菜；肉類——豬牛羊雞鴨鵝及其他；鮮蛋——雞鴨蛋；水產——淡水和海水產品；其他——牛奶和蜂蜜；金屬——鋼鐵及鋼材、鋁及鋁材、銅及銅材；建材及雜物——水泥、磚瓦、塑料及化工制品；燃料——管道氣和液化氣；化肥——氮、磷、鉀和復合肥；貨幣流：流入——進口和旅游收入，流出——出口和上繳財政；人口流：流入——遷入和出生，流出——遷出和死亡；廢物流——固廢和廢液。

表22-15　崇明島社會—經濟—自然復合生態(tài)系統能值分析指標匯總（2003年）

表22－16　崇明島能值分析指標與部分地區(qū)、國家比較

圖22-13　崇明島主要能值指標變化趨勢

受長江泥沙的影響，崇明島一直處于動態(tài)變化之中：由新中國成立初期的600多km2擴大為現在的1　200多km2，崇明東灘20世紀50年代至90年代，每年向海推進200～300m。新形成的土地資源是崇明島獨特而巨大的可更新資源，針對土地形成的特殊性，分別計算了計入和不計土地形成的能值指標體系（表22-14、表22-15）。由于土地形成的能值很大，掩蓋了所有指標的變化趨勢，因此，這里只就未計入土地形成的能值指標展開分析討論。

1）能值來源

能值自給率（Emergy Self-sufficiency Ratio；ESR）描述一個地區(qū)的對外交流程度和經濟發(fā)展程度。一般情況下，系統能值自給率越高，對內部資源的開發(fā)利用越多。但同時由于購買能值投入不夠，可能會使本地資源得不到最佳利用，造成整個經濟發(fā)展程度不高。崇明島的能值自給率從1980年的97.1%下降到了2003年的89.9%（圖22-13），說明崇明島在資源利用方面仍沒有擺脫對內的依賴性，接受的外部反饋輸入遠遠低于一些發(fā)達國家和地區(qū)，與臺灣和香港相比，崇明島必須進一步加快與外部的交流，合理引進外部資源，以配合本地豐富自然資源的開發(fā)，與海南相似，需要加快島嶼生態(tài)經濟系統由內向型向外向型的轉變（表22-16）。

2）能值投入率

能值投入率（Emergy Investment Ratio；EIR）用來判定經濟活動的競爭力，測知環(huán)境資源對經濟活動的負載率。其值越大，系統經濟發(fā)展程度越高，輸入大量的“購買能值”使產品的競爭力降低；其值越小，則對環(huán)境的依賴性越強，大量使用自然界的“無償能值”，產品價格低，市場競爭力強。崇明島的能值投入率由1980年的0.03迅速增長到1991年的0.10又緩慢增至2003年的0.11（圖22-13），這些也均表明崇明島主要依靠本地資源，從外界輸入的能值較少，過低的能值投入率將不利于崇明島吸引域外資金，從而影響本地資源的充分開發(fā)。

3）社會亞系統

人均使用能值（Emergy Per Capita；EPC）是評價人民生活水平的指標，同時考慮和量化了無法用貨幣來衡量的自然環(huán)境及物物交換流，因此更為合理、真實和有效。由于能值使用總量的增長（由1980年的3.05×1021sej增加到2003年的4.93×1021sej）和人口的減少（由1980的63.2萬下降到2003的60.6萬）。崇明島的人均能值使用量由1980年的4.82×1015sej/（p·a）增長到了2003年的8.13×1015sej/（p·a），其中1980年至1985和1991年至2003年增長較為穩(wěn)定緩慢，1985年至1991年增長迅猛（圖22-13）。該指標略高于幾個島嶼，明顯高于長三角的江浙兩省，高于世界和我國的平均水平，大大低于一些發(fā)達國家（表22-16），“水清、氣潔”的自然環(huán)境和豐富多樣的自然資源維持了崇明島嶼較高的生活質量。

能值密度（Emergy Density；ED）反映了區(qū)域的經濟發(fā)展強度和等級及能值使用的集約程度，其值越大，經濟越發(fā)達；同時，可以描述區(qū)域土地資源的稀缺性和對區(qū)域發(fā)展的制約性。從1980年至2003年崇明島能值使用強度的變化趨勢來看，經歷了緩慢增加、快速增長、保持穩(wěn)定與持續(xù)下降四個階段（圖22-13），因為崇明島的面積不斷淤長從而使能值使用強度出現了波動，而且崇明島的能值應用總量也是呈現先增長后下降的趨勢。2003年島域能值使用強度為39.3×1011sej/（m2·a），與臺灣的水平接近，略高于長江三角洲的江浙兩省，遠高于我國和世界的平均水平及西部地區(qū)（表22-16），雖然崇明島每年有著可觀的新形成的土地資源，但土地仍略顯壓力，對經濟發(fā)展構成了一定的限制，未來更應該注意動態(tài)保護和利用。

4）經濟亞系統

能值—貨幣比率（Emergy Dollar Ratio，EDR）代表一個地區(qū)的貨幣購買力。社會經濟較為落后的地區(qū)由于大量使用無需付費的自然環(huán)境資源能值，貨幣流通量小，能值—貨幣比率相對較高。而發(fā)達地區(qū)，由于貨幣流通量大，循環(huán)快，并且需要從域外購買大量廉價資源，能值—貨幣比率一般較低。崇明島的能值—貨幣比率從1980年的73.5× 1012sej/＄下降到了2003年的5.70×1012sej/＄（圖22-13），主要是由于改革開放以后，經濟的迅速發(fā)展使得GDP增加造成的。2003年崇明島的能值—貨幣比率高于臺灣和揚中，低于海南，明顯低于西部地區(qū)，高于長三角和珠三角地區(qū)，與全國平均水平相當，顯著高于發(fā)達國家（表22-16）。地理原因使得貨幣及物流緩慢，但受到長三角的輻射，近年經濟發(fā)展較快，但整體經濟發(fā)展水平不高。

電能是高品質的能量，可與其他低品質的能量與物質的投入相結合，給生產過程以刺激與反饋，電力能值占總能值用量比例（Fraction of Emergy Used from Electricity；FEE）越大，則工業(yè)化程度和信息化水平越高，科技競爭力越強。崇明島的該項指標由1980年的7.18%快速增加到2003年的14.2%（圖22-13）。但仍顯著低于臺灣，高于海南。與長三角和珠三角地區(qū)相比，差距較大，但明顯高于西部地區(qū)，與世界和全國平均水平相當，低于世界發(fā)達國家（表22-16），說明崇明島的工業(yè)化程度不高，科技和經濟發(fā)展水平也相對薄弱，這與崇明依靠火力發(fā)電和外域供電的現狀有關。

得到較多能值的區(qū)域等于得到了較多的價值財富，經濟的發(fā)展就得到了較多的刺激和驅動力。能值交換率（Emergy Exchange Ratio；EER）越大表明地區(qū)的勞務信息聚集程度越高，在對外貿易中處于有利地位，1980年到2003年崇明島的該指標值由0.12上升到2003年的0.39（圖22-13），但仍低于1，遠未達到基于能值的貿易平衡，在對外貿易中處于不利的地位，與世界發(fā)達國家相比，差距很大。主要因為崇明島出口大量初級農產品，進口一些高能值轉化率的工業(yè)產品。

5）自然亞系統

較高的環(huán)境負荷率（Emergy Loading Ratio；ELR）說明科技發(fā)展水平較高，同時環(huán)境所承受的壓力較大。該指標對系統的運行具有預警作用，系統如果長期處于高環(huán)境負荷率運行，將會導致系統的嚴重退化，甚至功能的喪失。崇明島的環(huán)境負載率在1980年至1996年的增長之后開始下降（圖22-13）。2003年的環(huán)境負荷率為2.20，低于揚中及長三角和珠三角地區(qū)，高于海南和臺灣及西部地區(qū)，與全國平均水平持平，處于世界中等水平（表22-16）。這表明崇明島的經濟還有很大的成長空間，應該注重依靠輸入能值和不可更新資源來加快可更新資源的開發(fā)利用和保護。

人口承載量（Population Carrying Capacity；PPC）是系統能否保持自穩(wěn)性的重要指標。崇明島的人口承載量在1985年至1991年期間迅速下降（圖22-13），主要是因為此期間島域經濟迅速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，外部能值輸入又嚴重不足。其他時期基本穩(wěn)定，崇明島的實際人口也是波動中有所下降。2003年人口承載的下限為18.9萬，上限為152萬，實際人口為60.6萬（表22-15），稍有人口壓力。

6）系統綜合評價

能值產出率（Emergy Yield Ratio；EYR）可以說明經濟過程是否為經濟活動提供基礎能源，能反映系統產品是否具有競爭力和經濟效益的大小。其值越高，則系統的競爭力越強，效益越大。1980年至1991年崇明島的凈能值產出率經過快速和平緩下降，從1980年的34.1減小到2003年的9.88（圖22-13），下降的原因主要是系統進口資源及勞務能值的增加，由1980年的8.94×1019sej/a上升到2003年的4.99×1020sej/a。這充分說明了崇明依賴本地可更新資源的現狀，仍是一個向外界輸出資源的地區(qū)。

基于能值分析的可持續(xù)發(fā)展指數（Emergy-based Sustainability Index；ESI）小于1的系統為消費型經濟系統，能值輸入較大且本地能值開發(fā)利用程度也比較高；大于10則是經濟不發(fā)達的象征，對資源的開發(fā)利用不夠；其值在1和10之間表明系統富有活力和發(fā)展?jié)摿Α３缑鲘u1980年至1991年該指標直線下降，此后一直很平穩(wěn)，與能值產出率的變化趨勢基本一致（圖22-13），主要是因為1980年至2003年環(huán)境負荷率的變化不大，且有波動。受經濟發(fā)展、資源開發(fā)利用的影響，20世紀80年代末期，下降到了10以下，后因環(huán)境壓力的增加，一直在5上下波動，2003年為4.49，說明崇明島的生態(tài)經濟系統處于穩(wěn)定健康的狀態(tài)，考慮能值交換的可持續(xù)發(fā)展指數（EISD）以及同時考慮能值交換和污染物排放的可持續(xù)發(fā)展指數（SDI）分別為1.77和1.74（表22-15），同樣表明系統現狀良好，可持續(xù)性強。

7）結論和建議

雖然良好的生態(tài)環(huán)境提升了人民的生活質量，但由于缺乏經濟和科技競爭力，整個崇明島的發(fā)展水平處于全國平均水平，與所處的長江三角洲地區(qū)整體發(fā)展程度相差較大。但崇明島的生態(tài)經濟系統現狀良好，運行穩(wěn)定、健康、有活力、可持續(xù)性很高，未來崇明島的發(fā)展必須合理權衡和協調經濟發(fā)展和環(huán)境保護的關系，維持系統的可持續(xù)性。

（1）增強島域的開放力度及其與外界的物質、能量和信息交流。滬崇蘇越江通道的建設打破了崇明島發(fā)展的瓶頸，應該充分利用和發(fā)揮區(qū)位優(yōu)勢，加強與周邊地區(qū)的交流與合作，注重引入高能值的科技和人才資源，發(fā)展低污染低排放的高精尖產業(yè)，成為科技研發(fā)、科研成果孵化基地，加快與本區(qū)域發(fā)展融合的步伐。走一條跨越傳統工業(yè)化的生態(tài)型現代化的發(fā)展道路。

（2）加快開發(fā)和充分利用可更新自然資源。2003年崇明島新形成土地資源的能值貨幣價值高達326億美元，這在寸土寸金的上海無疑是一個亮點，為崇明島的未來發(fā)展提供了巨大的成長空間。打破地理阻隔以后的崇明島各種生態(tài)要素流會明顯增加，更應當注重土地資源的動態(tài)開發(fā)利用與保護。能源依賴進口供應的現狀嚴重制約著崇明島的發(fā)展，崇明島域有著豐富的可再生清潔能源：2003年，風能的能值貨幣價值為1.77億美元，潮汐能為0.93億美元，依靠本區(qū)域所具有的科技優(yōu)勢合理開發(fā)利用對未來發(fā)展極為重要。

（3）合理選擇和發(fā)展特色產業(yè)，減少對外交流中的能值流失。過多出口農業(yè)初級產品，使崇明島在對外貿易中一直處于不利地位。必須進一步優(yōu)化農業(yè)產業(yè)結構，大力發(fā)展綠色有機農業(yè)，提高農產品的加工程度以提升農產品品質。同時，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，發(fā)展生態(tài)旅游，整合農業(yè)和旅游業(yè)，走生態(tài)農業(yè)觀光的特色發(fā)展道路。進一步推進第二產業(yè)的清潔化生產和倡導零污染排放的循環(huán)產業(yè)組合。

（4）適度控制人口，加強生態(tài)環(huán)境的保護。崇明島的人口增長率近年一直為負值，但隨著崇明的開放和發(fā)展，會有大量外來人員的流入，必須防止人口的膨脹，從人口承載力來看，崇明島規(guī)劃的65萬人口比較合理。由于絕大部分污水直接排入河流，造成河道水體污染，水資源和水環(huán)境問題成為制約崇明發(fā)展的主要環(huán)境問題。加強水源保護，完善生態(tài)景觀水系是當務之急。維系崇明島生態(tài)經濟系統的健康需要留足濕地、湖泊、森林等自然生態(tài)涵養(yǎng)空間。

22.6　國內外對比研究以及對崇明的啟示

國內外研究表明，島嶼經濟往往存在一些先天缺陷，主要表現在下列幾個方面。

（1）所接受到的來自經濟中心、發(fā)達地區(qū)的經濟輻射小，自身又難以形成增長極。在其他條件一定的情況下，區(qū)域之間發(fā)生經濟聯系的幾率是隨著空間距離的增大而減少的。島嶼地區(qū)大多位于經濟主體的邊緣地帶，可接近性差，難以融入經濟主體的內部大市場。就較小的島嶼而言，交通是他們面臨的主要問題。相對而言，大的島嶼能更好地融入經濟主體的發(fā)展和一體化進程之中。不利的區(qū)位條件使島嶼地區(qū)對私營企業(yè)沒有足夠的吸引力。近年來，不同的投標制度被引入島嶼地區(qū)，雖然并未涉及復雜的程序，但仍然沒有產生實際的競爭（常常只有一個投標者）或出現大幅度的價格削減。為此，大量資源通過區(qū)域及地方預算體系與各種政府項目流向島嶼地區(qū)。但自然資源和人力資源的有限性、當地市場的狹小或分散、基礎設施的落后等不利因素，使島嶼地區(qū)難以形成自己的增長極。

（2）運輸、通信及能源供應等基礎設施的成本很高，產品在大市場上缺乏競爭力。一個區(qū)域的基礎設施水平直接關系到其競爭力。自然和與氣候有關的障礙使得島嶼在海運、空運、通信及其他基礎設施方面的成本很高。如英國的懷特島是一個靠近大陸的島嶼，僅需20min的海上交通，但建筑成本也比相鄰大陸高7%，維修成本高10%～15%。那些更遠的島嶼，其狀況被惡劣的氣候條件或群島效應擴大了。例如，在蘇格蘭的島嶼，建筑成本比大陸平均水平高45%，而重型材料，如鋼材、水泥和木材等，價格常常要高出90%。這對島嶼地區(qū)的對外交往和經濟發(fā)展的制約是顯而易見的。許多島嶼通常缺乏本地的資源，嚴重依賴于大陸的物質供給，如淡水、能源等，并需支付高昂的運費。

國際貿易理論告訴我們，在商品價格和契約費用既定的情況下，流通費用的高低就成為交易成敗的關鍵因素。高的生產運輸成本削弱了島嶼地區(qū)產品在主體經濟市場上的競爭力，使之難以與當地生產的同類產品競爭。

（3）經濟脆弱，難以留住受過高水平教育的青年勞動力。歐盟對歐洲的一些島嶼通過有關經濟指標的分析認為：島嶼邊遠的位置和其低生活水平有密切的關系。島嶼自身固有的狀況使其經濟常常依賴于少數幾個部門，如農業(yè)、漁業(yè)或旅游業(yè)，有很多實際上是單一的活動，其產值占到GDP的30%。這些活動通常是季節(jié)性的或者受到像颶風、地震等嚴重的自然現象的影響。如英國設得蘭群島的經濟，高度依賴于漁業(yè)，但又面臨著可能出現的石油泄漏的嚴重影響；希臘島嶼的旅游業(yè)可能受到與鄰國沖突的影響；瓜德羅普島、馬提尼克島，則受到颶風的威脅。在旅游業(yè)或農業(yè)部門中可供選擇的工作的季節(jié)性特征意味著這些部門沒有給居民持久的或穩(wěn)定的工作。在內外部沖擊面前，島嶼地區(qū)經濟十分脆弱，對私人資本缺乏足夠的吸引力。島嶼越是處于隔離狀態(tài)，其活動領域或選擇范圍越是有限。大多數島嶼面臨著就業(yè)率日益下降的嚴重問題，但又沒有其他部門可供選擇的工作機會來彌補就業(yè)率的下降，其結果是勞動力尤其是許多受過高水平教育的青年勞動力日益向其他中心區(qū)域轉移。這一方面導致對當地企業(yè)提供的產品和服務的市場需求的下降，削弱了公共部門和私人部門經濟的發(fā)展；另一方面，使得島嶼地區(qū)的人力資源更加稀缺，從根本上損害了島嶼地區(qū)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

（4）企業(yè)缺乏競爭力，發(fā)展受到很大的制約。在市場經濟中，企業(yè)是經濟活動最基本的單元。島嶼地區(qū)企業(yè)的發(fā)展狀況直接影響著島嶼地區(qū)的經濟發(fā)展。島嶼地區(qū)的中小企業(yè)比重遠高于大陸地區(qū)。例如在歐洲，盡管在這些年，由于歐盟的資助，許多島嶼的經濟取得了很大的進步，但島嶼地區(qū)公共服務遠未達到歐洲的標準。島嶼企業(yè)難以獲得對其發(fā)展至關重要的信息和服務，在與歐洲大陸地區(qū)企業(yè)的競爭中，處于不利的地位。島嶼通常缺乏組織和管理能力，盈利很少，同時也難以獲得歐盟的資助和銀行的融資并有效地參與到歐盟結構基金的援助項目中，這一點反過來也影響了歐盟援助項目的效益。許多島嶼人口密度很低，市場狹小，提高了公共服務和私人服務的經營成本，企業(yè)無法獲得規(guī)模經濟效應。在當地市場上，島嶼企業(yè)面臨著來自歐洲大陸的、具有規(guī)模經濟效益的同行的強有力的競爭。對當地企業(yè)來講，其更低的運輸成本也不足以抵消生產成本上與大陸企業(yè)的差異，來自歐洲大陸的農產品常常取代了當地農產品。

總之，崇明島經濟屬于典型的島嶼經濟，島內市場不大，交通運輸成本高。發(fā)展工業(yè)必須揚長避短，要針對國內、國際市場進行產品定位，計算商品成本，暢通銷售渠道，才能取得市場競爭的優(yōu)勢。

典型的島嶼型經濟，市場、原料都在外，經濟的發(fā)展依靠人、財、物的大進大出，這決定了島嶼的經濟發(fā)展必須依賴于快速暢通的交通運輸。

島嶼地區(qū)，地理位置相對獨立，在政策突破上有較大空間，獨特的環(huán)境優(yōu)勢，十分適宜發(fā)展“會展經濟”和國際休閑度假旅游。