21世纪是海洋的世纪。伴随陆地资源的损耗和我国综合国力的增强, 逐步开始注重开发海洋资源, 将海洋经济建设上升至国家战略高度, 尤其是在党的十八大报告中明确提出“提高海洋资源开发能力、发展海洋经济、保护海洋生态环境、坚决维护国家海洋权益, 建设海洋强国”的国家发展战略。在海洋强国战略支持下, 海洋经济发展迅猛, 但在海洋经济发展过程中, 开发海洋资源与保护生态环境之间的矛盾愈发严重, 大量污染物和废弃物排放入海, 明显减弱了海洋资源循环能力、海洋环境容纳能力和物质代谢能力^[1]。在此背景下, 评估绿色海洋经济可持续发展的态势对于促进海洋经济和生态环境的协调发展具有重要意义。

美国学者Rorholm 1967年首次研究了海洋产业的经济价值^[2]。1974年, 美国商务部首次提出“海洋生产总值(GOP)”的概念用来核算各个海洋产业的经济价值^[3]。随后, 国民账户核算方法逐渐成为各国海洋经济核算的主流方法。

何广顺等^[4]提出了GOP核算的三种方法, 即剥离法、扩展法和外推法。但传统GOP仅说明了经济总量的提高, 而忽略了经济发展对海洋资源和海洋环境的依赖与损耗, 难以表明海洋经济发展的质量, 因此这些方法在评价海洋经济的可持续发展方面尚显不足^[4]。我国一些学者陆续对自然资源和生态环境的价值核算方法开展了研究, 关于自然资源价值核算的方法主要有净租法、净价值法和使用成本法, 有关环境评估的方法主要包括环境损害函数法、生产率下降法和防护成本法^[5-8]。但无论何种核算方法, 仅能核算拥有市场价格的环境资源资产, 如煤炭、石油等, 无法核算拥有非市场价值的环境资源, 如太阳光能、潮汐能等, 因此都存在两个缺陷:第一是自然资源和环境资源量纲难以统一, 第二是难以确定衡量自然资源和环境资源货币价值的定价方法^[9]。

H.T.Odum历经多年研究, 归纳系统生态、能量生态和生态经济原理, 在20世纪80年代末期创立了能值理论和分析方法^[10]。能值研究方法以太阳能为共同的基准, 量化了整个经济系统中的能量, 不仅解决了自然资源和生态环境量纲难以统一的问题, 同时可计算出自然和环境的能值-货币价值, 从而解决其与经济社会的对接问题。

近年来, 能值分析在绿色国民生产总值(绿色GDP)核算以及可持续发展研究方面已得到较为广泛的运用。张虹^[9]、康文星^[11]等采用能值分析方法分别对怀化市和福建省的绿色GDP进行了核算。黄瑾^[12]、许振宇等^[13]和赵雪雁等^[14]分别采用能值分析方法对广东省、湖南省和甘肃省的生态经济系统可持续发展能力进行了研究。

GOP是GDP的重要组成部分, 目前采用能值方法研究海洋经济可持续发展和绿色GOP核算尚属空白。本研究正是针对目前绿色海洋经济核算中, 自然资源和环境损耗计量和定价方法存在的缺陷, 利用能值分析理论和方法, 将海洋经济系统内可更新资源、不可更新资源、货币流、废物流等各类要素, 通过能值转换率转换为统一标准的太阳能值, 采用海域能值-货币比率、人均海域能值使用量、能值可持续发展指数、绿色海洋生产总值(绿色GOP)等指标, 对2011—2015年江苏省绿色海洋经济可持续发展水平进行测度, 旨在推进海洋经济可持续发展研究方法的应用, 为江苏省海洋经济系统的综合评价及可持续发展管理提供科学依据。

1 研究区概况

江苏位于中国大陆东部沿海中心, 东濒黄海, 西连安徽, 北接山东、东南邻接浙江、上海, 是长江三角洲的主要枢纽。江苏省经度介于116°18′E~ 121°57′E之间, 纬度介于30°45′N~35°20′N之间, 全省面积10.72×10⁴ km², 占全国总面积总和的1.1%。江苏以地形地势低平, 河湖众多为特点, 全省气候具有明显的季风特征, 处于亚热带向暖温带过度地带。全省气候温和, 雨量适中, 四季分明。

江苏海域面积为3.75×10⁴ km², 海岸线总长954 km; 沿海共有26个海岛, 海岛岸线总长84.74 km, 总面积为59.15 km²。江苏拥有丰富的海洋资源, 包括港航、生物、化工和旅游等资源, 为江苏海洋经济发展奠定了坚实的基础。渔业资源丰富多样, 种类繁多, 拥有著名的海州湾、长江口和吕四渔场, 盛产鱼虾贝类等海洋生物多达300余种。

随着《江苏沿海地区发展规划》、《江苏省“十二五”海洋经济发展规划》的颁布与实施, 以及长江三角洲地区一体化发展提升为国家战略, 江苏海洋经济高速增长, 海洋经济总量不断上升, 海洋经济处于国民经济中的地位日益突出。江苏省海洋生产总值从2011年的4 253亿元上升至2015年的6 405亿元, 占全省GDP比重超过9%, 海洋经济保持着稳定增长的态势^[18]。

2 研究方法与数据来源 2.1 能值分析研究方法 2.1.1 建立能值分析系统图

1) 收集江苏省海洋自然环境、地理、社会、经济等各方面基础资料和数据, 并进行数据分类和整理。所获资料可分为可更新资源(如太阳能等)、不可更新资源(如滩涂资源等)、货币流以及废物流(入海废水、废物和废气等)共四大类。

2) 绘制能值系统图。首先对系统范围进行界定, 列出研究系统的主要能量来源, 并分析其经济发展与自然资源和环境损失之间的关系。界定系统内部的主要组成部分, 包含生产者、消费者、分解者等。罗列系统内的各主要组成部分的过程、关系, 包含主要的能量物质流、货币流及其他生态流。在系统边界内部依据能源所对应的太阳能值转换率高低, 从左至右依次分布, 其中实线表示实物流, 虚线表示货币流(图 1)。

2.1.2 建立海洋经济系统能值分析表

1) 建立能值分析表

能值分析表包含:序号与项目、初始数据、太阳能值转换率和太阳能值4项(表 1)。

2) 根据能量折算系数, 计算系统中各要素的能量、能值及其能值货币价值, 计算方法参照Odum^[10]和蓝盛芳^[16]的方法。

其中系统中各投入产出要素的能量计算方法如下:

① 太阳光能=海域面积×(1–反射率)×年太阳辐射量

② 雨水化学能=年均降水量×海域面积×密度×雨水吉布斯自由能

③ 地球旋转能=海域面积×热通量(典型热通量:古老而稳定地区为1×10⁶ J/(m²·a); 快速造山运动地区为3~10×10⁶ J/(m²·a))

④ 风能=面积×空气层平均高度×密度×涡流扩散系数×垂直梯度系数²

⑤ 潮汐能=0.5×面积×(潮汐次数/a)×潮高²×海水密度×重力加速度

⑥ 海域水资源=平均水深×海域面积×密度×吉布斯自由能

⑦ 有机物能=质量×单位质量所含化学能

⑧ 底泥能=滩涂面积×底泥厚度×平均容重×底泥干重含量×吉布斯自由能/周转时间

⑨ 底栖动物=滩涂面积×单位面积浮游动物量×单位质量×干重含量×吉布斯自由能

⑩ 废物流=废物生产量×能量折算系数

各要素能值计算方法: M=K×B;

式中, M为能值, K表示能值转换率, 能量用B表示。

2.1.3 绿色GOP核算

绿色GOP(美元)就是传统GOP(美元)去除自然资源消耗成本和环境污染代价所得, 计算公式如下^[17]:

式中, $\sum A $是海洋经济系统中全部不可更新资源和可更新资源的能值–货币价值之和, $\sum B $为系统中处置废水、废气、固体废弃物的能值–货币价值之和。

2.2 数据来源

1) 江苏省海域自然资源和海洋经济数据主要来源于江苏省海洋经济发展报告(2017年)和江苏省统计年鉴(2012—2016年)^[15];

2) 江苏省海洋经济系统中废气、废水和固体废弃物排放的数据主要来源于《中国海洋统计年鉴》(2012—2016年)^[18]、《江苏统计年鉴》(2012—2016年)^[15]和《中国环境统计年鉴》(2012—2016年)^[19];

3) 能值转换率来自Odum的著作^[10]和蓝盛芳的研究成果^[16];

4) 文献搜索和其他相关资料的收集。

3 研究结果与分析 3.1 江苏海洋经济系统能值分析

江苏海洋经济系统能值表包含太阳辐射能、雨水化学能、地球旋转能、风能、潮汐能、海域水资源、海洋捕捞、海水养殖、底泥能、底栖动物、入海废水、入海固废、与海洋经济相关废气、滨海旅游、海洋交通运输15个能值指标项目(表 1)。通过能值计算, 2015年江苏省海洋经济系统所投入的能值总用量为3.91×10²³sej, 其中包括可更新自然资源1.69×10²³sej, 不可更新自然资源1.33×10²²sej, 货币流1.35×10²³sej, 废物流7.36×10²²sej。江苏海洋经济能值系统中可更新资源能值比重达到43.2%, 货币流的比重达到34.5%, 表明江苏海洋经济具有外向型的特点, 资金、人员、技术的流通和可更新资源的开发利用在海洋经济发展中起主导作用。不可更新资源仅占能值总量的3.4%, 这主要是因为江苏海域范围内不存在开采海洋原油、海洋天然气和海洋矿物等不可更新海洋资源的相关产业。

采用能值分析方法计算出2011—2015年江苏省海洋经济系统能值总量、海域能值货币比率等指标(表 2和图 2), 研究结果如下: (1)江苏省海洋经济系统能值总量从2011年的3.40×10²³sej稳步升至2015年的3.91×10²³sej(2015年较2014年小幅下降), 反映出在研究期内江苏省海洋经济的发展总体呈现增长趋势。(2)江苏省传统GOP增长幅度明显, 2015年传统GOP约为2011年的1.43倍, 表明这五年来江苏省沿海经济快速发展, 海洋经济总量持续增长, 对国民经济的贡献日益突出。(3)五年间可更新自然资源变化幅度较小, 年际间细微的浮动主要原因是每年降水量不同, 导致雨水化学能的变化, 可更新自然资源约占系统总能值的40%~49%, 对江苏省海洋经济系统的贡献率较大。(4)滨海旅游业和海洋交通运输业在江苏海洋传统GOP中的占比逐年增加, 这也是江苏省近年来不断推进海洋第三产业发展、完善沿海基础设施所取得的成效。

3.2 海域能值-货币比率分析

海域能值-货币比率是指当年能值输入总量与GOP(单位为美元)的比值, 能值-货币比率越高, 代表每单位货币能买入更多的能值财富, 经济发展越落后^[20]。发展中国家和地区的经济开发需要的能值主要直接来源免费的自然环境资源, 因而能值-货币比率相对较高; 发达国家与其相反。从2011年至2015年间, 江苏省海域能值-货币比率从6.63×10¹²逐步下降到5.32×10¹²呈持续下滑的趋势(图 3), 表明江苏省海洋经济发展水平和发展质量在提高, 海域开发利用方式多样。但江苏的海域能值-货币比率仍高于世界平均水平(4.05×10¹²), 与美国(2.55×10¹²)、瑞士(0.72×10¹²)等发达国家相比更是有较大差距^[10], 这主要是由于江苏省沿海地区工业化水平不高, 尚未形成港-产-城联合发展, 导致海域能值-货币比率落后于美国、瑞士等发达国家。

3.3 人均海域能值使用量分析

人均海域能值使用量是某区域的海洋经济能值总量和涉海从业人员人数的比值, 代表人民生活水平的高低^[21]。由图 4可知, 江苏省2011—2014年人均海域能值使用量从1.74×10¹⁷逐步增长到2.07×10¹⁷; 2015年略有回落, 降低至2.00×10¹⁷, 该值远超人均陆域能值使用量(3.09×10¹⁰)^[16], 主要原因可能是与陆域相比, 海洋面积广阔, 资源丰富, 可供使用的能值量较多, 但涉海就业人员人数较少(2014江苏省涉海就业人员人数为197.1万, 仅占全省就业人数的4.14%)。该值也高于环渤海区域人均海域能值使用量9.29×10^15[22]。因此, 从能值分析的角度来看, 江苏沿海地区具有较高的人均海域能值使用量。

3.4 绿色GOP分析

2011年-2015年, 江苏省传统GOP与绿色GOP稳步增长, 且趋势相同(图 5), 绿色GOP占传统GOP的比重从2011年的74.8%升至2015年的77.8%, 说明在江苏省海洋经济运行中, 资源消耗或者环境污染的占比逐步减小, 这与江苏省实施产业布局战略性调整, 推动产业升级和加强海洋环境保护的措施密不可分。2011—2015年, 江苏省海洋产业结构逐渐从“二、三、一”调整为“三、二、一”(图 6), 且滨海旅游业、海洋交通运输业等第三产业产值显著提高, 这就解释了江苏省在海洋经济高速增长的同时, 由于政府非常重视资源环境的保护, 对资源和环境的依赖程度越来越小, 绿色GOP占比稳步提高。

由图 7可知, 2012—2014年废物流产生的太阳能值呈现递增趋势(2012年和2015年较各自之前一年略有下滑)。但是, 废物流占传统GOP的比重却从2011年的21.33%逐渐降至2015年的18.84%。这主要是因为2012—2014年江苏省正处于海洋经济快速增长时期, 海洋渔业、海洋交通运输业、海洋船舶工业、海洋工程建设、涉海服务业等提供了大量的就业机会, 越来越多的人选择迁往沿海地区, 这就造成了排放入海的生活和生产污染物直线增加, 破坏了江苏省的海洋生态环境^[25]。但同时由于滨海旅游业、海洋交通运输业等第三产业迅猛发展, 海洋新兴产业持续快速增长, 在一定程度上掩盖了海洋资源和环境压力上升的事实, 但海洋环境问题仍不可忽视。

3.5 海洋经济可持续发展分析

能值可持续发展指数(ESI)是指系统能值产出率与环境负载率的比值^[23]。根据Brown对能值可持续指标的界定, ESI < 1时, 为消费型经济, 系统进口资源或劳务量占总能值使用量的较大比例, 环境负载率相对较高, 为不可持续发展; ESI的值处于1~10之间时, 代表经济富有生机、发展前景广阔, 为可持续发展; ESI > 10时, 表明经济发展水平低下, 资源的开发程度较低^[24]。

由图 8可知, 2011年ESI > 10, 表明江苏海洋资源充裕, 海洋经济具有广阔的发展前景, 然而海洋资源长处尚未转变成经济优势, 海洋经济欠发达。2012—2015年ESI的范围在6.87~9.70之间波动, 表明在此期间江苏省海洋经济发展迅速, 海洋产业结构相对合理, 第三产业推动海洋生产总值增长明显, 经济活力充足, 发展效益高, 可持续性明显增强。

4 结论与建议

(1) 2011年-2015年, 江苏省绿色GOP稳步增加, 占传统GOP的比重从74.8%增长至77.8%, GOP的增长对环境资源的损耗依赖性较小, 这主要是由于江苏省海洋经济结构调整持续推进, 海洋产业结构从“二、三、一”逐步调整为“三、二、一”, 同时海洋新兴产业持续快速增长, 表明江苏省海洋经济发展已逐渐由重污染、高消耗、低效率的粗放型发展模式过渡为轻污染、低消耗、高效率的发展模式。

(2) 5年来, 江苏省海洋经济生产活动所产生的废物流太阳能值呈现出增加的态势, 但占传统GOP的比重却从2011年的21.33%逐渐降至2015年的18.84%, 主要此阶段正处于江苏省海洋经济快速发展的阶段, 大量人口迁往沿海地区, 造就了入海污染物的增加, 同时滨海旅游业、海洋交通运输业等第三产业发展迅速, 海洋新兴产业持续快速增长, 远远超过废物流的增长速度。

(3) 从可持续发展指数来看, 江苏省绿色海洋经济可持续发展处于不稳定的状态: 2011年可持续发展指数为12.77, 2012—2015年可持续发展指数在6.87~9.70之间波动, 表明江苏省海洋经济系统从经济不发达以及对海洋资源的开发利用程度不足, 逐步过渡到海洋经济富有活力, 发展效益好, 可持续性强。

(4) 能值分析法在绿色GOP核算研究中具有可行性, 突破了自然资源和生态环境不能用货币衡量的局限, 能够客观地反映海洋经济的可持续发展水平。但是, 本研究核算过程中, 受限于统计资料的局限, 部分不可更新资源如滩涂空间资源的占用无法纳入其中, 可能会造成核算结果有所偏差。

(5) 本文研究成果表明:未来江苏省应加大推动海洋新能源利用与海洋产业转型升级, 大力扶持海洋新兴产业, 以海洋新能源装备制造和海洋新能源推广应用为重点, 积极发展与完善光伏发电、海上风力发电等新能源关键技术、海洋装备研发及产业化。同时, 必须从工业企业源头防治污染, 提高资源能源利用率, 降低入海废水与废物的排放。