農(nóng)村富裕程度對生活用能足跡的影響分析

楊 振，張慧娟

(1.華中師范大學(xué) 城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079；2.武漢船用電力推進(jìn)裝置研究所，湖北 武漢 430064)

農(nóng)村富裕程度對生活用能足跡的影響分析

楊 振1，張慧娟2

(1.華中師范大學(xué) 城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079；2.武漢船用電力推進(jìn)裝置研究所，湖北 武漢 430064)

能源消費會產(chǎn)生大量的溫室氣體，主要為CO2、CH4或N2O等，通過溫室氣體排放量估算中國1990—2008年農(nóng)村生活用能足跡顯示：近20年來中國農(nóng)村生活用能總足跡增長趨勢明顯，年均增長7.32%；薪柴、秸稈和煤炭足跡比重持續(xù)降低，沼氣和電力足跡比重顯著上升。利用恩格爾系數(shù)作為中國農(nóng)村富裕程度的衡量指標(biāo)，考察農(nóng)村富裕程度對各類生活用能足跡的影響，結(jié)果表明：恩格爾系數(shù)對薪柴、秸稈足跡的影響作用不甚明顯，與煤炭足跡同向變動，與沼氣、電力足跡和總足跡反向變動，影響作用顯著。

生活用能；生態(tài)足跡；恩格爾系數(shù)；農(nóng)村富裕

一直以來，中國各級政府都把提高農(nóng)村居民的富裕水平作為重要的施政目標(biāo)[1]。雖然富裕并非一定對環(huán)境不利，但富裕與環(huán)境休戚相關(guān)。富裕改變了人們原本的生活模式，在一定程度上增加了對自然資源的開采，間接加重了環(huán)境污染[2]。生活用能關(guān)乎千家萬戶的衣、食、住、行等基本活動，是研究富裕和環(huán)境關(guān)系的良好切入點[3]。隨著城市化的快速推進(jìn)和以城帶鄉(xiāng)、以工促農(nóng)、新農(nóng)村建設(shè)等政策的深化實施，農(nóng)村生活用能快速增長已成為中國能源消費的基本趨向之一。

盡管許多學(xué)者已經(jīng)從農(nóng)戶收入[4]、家庭成員（尤其是戶主）受教育程度[5]、家庭結(jié)構(gòu)[6]、能源政策[7]、技術(shù)進(jìn)步[8]、生活方式[9]、婦女解放[10]、環(huán)保意識[11]、文化與習(xí)俗[12]等視角探討了農(nóng)村生活用能變化的基本特征和影響因素問題，但既有研究多以定性描述為主，缺乏深入的定量分析，在一定程度上弱化了既有研究成果的應(yīng)用價值。中國農(nóng)村人地關(guān)系矛盾日趨尖銳，筆者擬以生態(tài)足跡作為各類能源消費的統(tǒng)一化指標(biāo)，在估算 1990—2008年生活用能足跡的基礎(chǔ)上，定量考察居民富裕水平提高對農(nóng)村各類用能足跡的影響，以期為新農(nóng)村能源建設(shè)提供參考依據(jù)。

一、農(nóng)村生活用能足跡變動

不同能源具有不同的性狀和用途，為了對比分析，研究者須將不同類生活用能進(jìn)行統(tǒng)一化處理。生態(tài)足跡(ecological footprint)是20世紀(jì)90年代由加拿大生態(tài)經(jīng)濟學(xué)家Wackernagel等人提出的一個測度環(huán)境可持續(xù)性的指標(biāo)。任何已知人口(某個人、一個城市或一個國家)的生態(tài)足跡是指生產(chǎn)這些人口所消費的所有資源和吸納這些人口所產(chǎn)生的所有廢棄物所需要的生物生產(chǎn)性土地面積(包括陸地和水域)[12]。近幾年來，生態(tài)足跡以較為科學(xué)的理論基礎(chǔ)、精簡統(tǒng)一的指標(biāo)體系和概念本身的普適性而被研究人員普遍接受[13]。本文選取生態(tài)足跡作為農(nóng)村生活能源消費環(huán)境影響的統(tǒng)一化指標(biāo)。

1.溫室氣體排放估算

能源消費會產(chǎn)生大量的溫室氣體，主要為CO2、CH4或N2O等，研究者在計算能源足跡時，多從吸收溫室氣體所需要的林地面積(即化石能源地)的視角入手。由于中國的溫室氣體排放清單正在編制之中，暫無權(quán)威的排放數(shù)據(jù)可以引用。筆者擬根據(jù)IPCC溫室氣體排放計算指南提供的基本方法[14]，首先對歷年農(nóng)村生活用能產(chǎn)生的 CO2、CH4、N2O進(jìn)行估算，然后再折算為對應(yīng)的生態(tài)足跡。溫室氣體排放估算公式為：

式中，Qt為第t年農(nóng)村生活用能產(chǎn)生的CO2、CH4或N2O排放總量；Bit為第t年能源類型i的實際消費量，按標(biāo)準(zhǔn)煤計；Cit為第t年消費能源i的CO2、CH4或 N2O排放因子； i=1,2,…,5，分別代表薪柴、秸稈、沼氣、煤炭、電力等5種能源類型。為簡化分析，排放因子統(tǒng)一取《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南(第二卷，能源)》中提供的缺省值。由于農(nóng)村生活用煤主要為原煤，其排放因子取指南中各類煤炭缺省排放因子的平均值；薪柴的排放因子參照固體生物燃料中木材的缺省值選??；秸稈的排放因子參照固體生物燃料中其他主要固體生物量的缺省值選取；戶用沼氣參照氣體生物量的排放因子進(jìn)行選取。

由于指南中的排放因子單位為“kg/TJ”，這里根據(jù)中國統(tǒng)計數(shù)據(jù)特點和折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為“g/kg”。另外，由于中國的電力生產(chǎn)以火電為主(2008年占80.95%)，而火電生產(chǎn)多以煤炭等化石能源作燃料，因此農(nóng)村生活電力的消費也意味著溫室氣體的間接排放，相關(guān)排放因子直接取自文獻(xiàn)[15]，單位為“g/kW·h”。農(nóng)村生活用能相關(guān)的溫室氣體排放因子匯總結(jié)果，見表1。

表1 農(nóng)村生活用能類型及溫室氣體排放因子 g/kg

2.生活用能足跡估算

參考已有文獻(xiàn)[16]的處理思路，CO2的生態(tài)足跡利用已知的化石能源地平均CO2吸納能力(5.2t/hm2)直接折算，N2O和CH4的生態(tài)足跡通過其全球變暖潛勢(global warming potential，GWP)折算出相應(yīng)的CO2當(dāng)量值后再進(jìn)行估算。某年份農(nóng)村生活用能足跡的計算公式，如式(2)所示：

3.農(nóng)村生活用能足跡變動

根據(jù)公式(1)、(2)和相關(guān)年份的《中國農(nóng)村能源年鑒》、《中國能源年鑒》提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，估算中國1990-2008年農(nóng)村不同類型生活用能足跡和總足跡。從圖1可以看出，近20年來，中國農(nóng)村生活用能總足跡呈快速增長趨勢，從 1990年的 19 081.75×104hm2增長到2000年的35 281.78×104hm2和2008年的78 374.37×104hm2，年均增長7.32%。其中，電力足跡從1990年的8 138.062×104hm2增長到2000年的27 620.02×104hm2和2008年的68 679.77×104hm2。薪柴、煤炭與沼氣足跡在20年里有升有降，變化幅度較小。

對比1990年，2008年的總足跡增長了59 292.62×104hm2，其中電力足跡增長了60 541.71× 104hm2，沼氣足跡增長了 168.38×104hm2，二者合計增長 60 710.09×104hm2。相應(yīng)地，薪柴、秸稈與煤炭足跡分別減少417.6×104hm2、139.98× 104hm2、859.89×104hm2，合計減少了1 417.47×104hm2。電力足跡在總足跡的正向變動中貢獻(xiàn)率最高，煤炭足跡在減弱總足跡的正向變動中的貢獻(xiàn)率最高。

圖1 1990—2008年中國農(nóng)村生活用能足跡變動

從用能足跡結(jié)構(gòu)變動的視角看，以薪柴、秸稈為代表的傳統(tǒng)能源足跡比重持續(xù)降低，二者分別從1990年的19.92%、24.71%下降至2008年的4.32%、5.84%。煤炭足跡比重與此類似，從 1990年的12.64%下降到2008年的1.98%。沼氣是政府大力推廣的新型能源，其足跡比重有明顯上升趨勢，從1990年的0.08%上升至2008年的0.23%，增長了近3倍。電力足跡所占比重最大，近20年來的比重均超過40%，且保持了強勁的持續(xù)增加勢頭，由1990年的42.65%增加到2008年的87.63%。

表2 1990—2008年中國農(nóng)村生活用能足跡結(jié)構(gòu) %

二、富裕程度對生活用能足跡的影響

1.農(nóng)村富裕指標(biāo)

一般來說，影響農(nóng)村生活用能足跡變動的因素很多，如人口規(guī)模、家庭結(jié)構(gòu)、文化程度、消費習(xí)慣、生活水平、環(huán)保意識、用能技術(shù)、能源政策等[17]。由于飲食是人類生存的第一需要，在收入水平較低時，其在消費支出中必然占據(jù)重要地位。隨著收入的增加，在食物需求基本滿足的情況下，消費重心才會開始向穿和用等方面轉(zhuǎn)移。恩格爾系數(shù)(Engel's Coefficient)表示居民食品支出總額占其消費支出總額的比重，揭示了居民收入和食品支出之間的相互關(guān)系，可在很大程度上反映經(jīng)濟發(fā)展、收入增加對生活消費的影響程度。因此，一個國家或家庭生活越貧困，恩格爾系數(shù)就越大；反之，生活越富裕，恩格爾系數(shù)就越小。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)提出的標(biāo)準(zhǔn)，恩格爾系數(shù)在59%以上為貧困，50% ～ 59%為溫飽，40% ～ 50%為小康，30% ～ 40%為富裕，低于30%為最富裕[18]。

本文利用恩格爾系數(shù)作為中國農(nóng)村富裕水平的衡量指標(biāo)。根據(jù)歷年中國統(tǒng)計年鑒資料，1990年中國農(nóng)村居民家庭恩格爾系數(shù)為58.8%，2000年和2008年分別為49.1%、43.7%，整體下降趨勢比較明顯(圖2)。這種情況與中國農(nóng)村城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)和以城帶鄉(xiāng)、以工促農(nóng)、新農(nóng)村建設(shè)等政策的深化實施不無關(guān)系。

2.農(nóng)村富裕對生活用能足跡的影響

以恩格爾系數(shù)(x)為自變量，分別以薪柴足跡(y1)、秸稈足跡(y2)、沼氣足跡(y3)、煤炭足跡(y4)、電力足跡(y5)、總足跡(y6)為因變量，建立回歸方程，并利用最小二乘法進(jìn)行估計，以探求農(nóng)村富裕對生活用能足跡的影響作用(表3)。

表3 農(nóng)村富裕對生活用能足跡的影響模擬

從表3可以看出，模型1和模型2的回歸系數(shù)沒有通過t檢驗，說明恩格爾系數(shù)對薪柴、秸稈足跡的變化沒有顯著影響。模型3-5通過t檢驗，說明恩格爾系數(shù)對沼氣、煤炭、電力足跡具有顯著的影響作用，但影響強度和方向有所不同。其中，煤炭足跡與農(nóng)村富裕水平異向變動(回歸系數(shù)為52.19)，表明在其他條件不變的情況下農(nóng)村恩格爾系數(shù)每降低 1個百分點，將推動煤炭足跡減少52.19%。沼氣足跡、電力足跡與農(nóng)村富裕水平同向變動，回歸系數(shù)分別為－6.95、－710.78，說明在其他條件不變的情況下恩格爾系數(shù)每降低1個百分點，將推動沼氣和電力足跡分別提高 6.95%、710.78%。前者屬于政府大力推廣的新型能源，后者則極大滿足了人們對能源使用的舒適性、便利性和衛(wèi)生性的要求。顯然，相對于沼氣足跡而言，電力足跡對富裕程度的變動更為敏感。模型6以匯總的用能足跡做因變量，估計結(jié)果顯示自變量可以解釋因變量變化的 82.77%?；貧w系數(shù)為較大的負(fù)值(－2 679.37)且極為顯著，說明恩格爾系數(shù)與用能總足跡之間存在顯著的反向變動關(guān)系。

從農(nóng)村富裕對不同生活用能足跡的影響強度和方向可以發(fā)現(xiàn)，隨著富裕程度的提高，人們對生活能源的消費逐漸從“臟、亂、差”的傳統(tǒng)能源(薪柴、秸稈、煤炭)逐漸轉(zhuǎn)向相對潔凈、方便的沼氣和電力能源。這一轉(zhuǎn)變與中國農(nóng)村戶用沼氣建設(shè)和農(nóng)村電網(wǎng)改造取得較大進(jìn)展密切相關(guān)[19]。由于電力能源用途的廣泛性以及對其他能源的強替代性，當(dāng)收入增加時居民對電力的消費需求日益旺盛，這是農(nóng)村電力足跡對恩格爾系數(shù)反向彈性較大的基本原因。相對于其它能源類型而言，某地區(qū)農(nóng)戶電力消費比例的提高意味著當(dāng)?shù)丨h(huán)境壓力的相對減小。但由于大多數(shù)地區(qū)的生活電力多從外地輸入，而電力生產(chǎn)多以煤炭等化石能源作燃料，生產(chǎn)過程會產(chǎn)生嚴(yán)重的大氣污染和土壤破壞等問題，因此，農(nóng)戶電力消費比例的提高還意味著電力生產(chǎn)地環(huán)境壓力的相對增加。

三、結(jié) 論

本文在估算 1990—2008年農(nóng)村生活用能足跡的基礎(chǔ)上，定量考察居民富裕水平提高對各類用能足跡的影響，結(jié)果表明：近 20年來農(nóng)村生活用能總足跡增長趨勢明顯；薪柴、秸稈和煤炭足跡比重持續(xù)降低，沼氣和電力足跡比重顯著上升；恩格爾系數(shù)對薪柴、秸稈足跡的影響不甚明顯，與煤炭足跡同向變動，與沼氣、電力足跡和總足跡反向變動，影響均相當(dāng)顯著；電力足跡對農(nóng)村居民富裕水平的提高最為敏感，且占據(jù)總足跡的最大比例，反映了農(nóng)村居民生活能源消費需求的基本趨向。由于長期以來中國的電力供給以火電為主，在當(dāng)前農(nóng)村人地關(guān)系日趨嚴(yán)峻的宏觀背景下，農(nóng)村生活用電的快速增長在提升居民生活質(zhì)量的同時也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境壓力。

值得指出的是，中國是一個發(fā)展中大國，農(nóng)村地域廣闊，人口眾多，生活水平還遠(yuǎn)沒有達(dá)到普遍富裕的程度。在農(nóng)村現(xiàn)代化進(jìn)程中，相對于節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)境保護等問題而言，居民收入的持續(xù)、快速增長同等重要。生活富裕和環(huán)境保護是一個兩難選擇，這就要求政府必須采取一些有效的政策和措施對農(nóng)村居民的生活方式、消費觀念進(jìn)行合理引導(dǎo)，及時制止高收入農(nóng)戶的過度消費和炫耀性消費傾向；同時加大在新能源方面的投入力度，增加太陽能、沼氣等清潔能源的消費比重，減少化石能源的直接或間接使用數(shù)量，優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)。

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責(zé)任編輯：李東輝

Influence of rural affluence on household energy’s footprint

YANG Zhen1, ZHANG Hui-juan2
(1.College of Urban and Environmental Sciences, Central China Normal University, Wuhan 430079, China; 2.Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, Wuhan 430064, China)

This paper estimates China’s rural household energy’s footprint from 1990 to 2008.The results showed that: 1) in the last 20 years, the increasing trend of rural household energy’s footprint was very significant, 7.32% annually; 2) the footprint of firewood, straw and coal continued reducing while the footprint of gas and power increasing significantly; 3) Engel’s coefficient influenced the firewood and straw so little, and changed in the same direction with coal footprint; However, Engel’s coefficient changed reversely with the gas, power footprint; 4) compared with other energy, power footprint was sensitive to change of rural affluence.The paper provided a reference for the China’s rural energy development.

household energy; ecological footprint; Engel's coefficient; rural affluence

F323.22;X821

A

1009-2013(2010)04-0015-05

2010-07-05

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費資助項目(CCNU 09A01016)

楊 振(1978—)，男，山東成武人，講師，博士。研究方向：能源地理與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。