楊珂玲,葛翔宇,沈志龍
(1.中南財(cái)經(jīng)政法大學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)研究中心、統(tǒng)計(jì)與數(shù)學(xué)學(xué)院,武漢430073;2.湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院 統(tǒng)計(jì)與應(yīng)用數(shù)學(xué)系,武漢430205)
由于傳統(tǒng)核算的理論和模型均建立在純經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上,因此它僅僅只考慮了生產(chǎn)、消費(fèi)等純經(jīng)濟(jì)性的一面,并未將經(jīng)濟(jì)活動(dòng)所造成的資源環(huán)境損耗及相應(yīng)的保護(hù)活動(dòng)計(jì)入其中。然而包含資源環(huán)境賬戶的資源環(huán)境社會(huì)核算矩陣(ESAM)是在社會(huì)核算矩陣(SAM)基礎(chǔ)上添加與自然資源以及環(huán)境保護(hù)相關(guān)的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)擴(kuò)展而成的,是SAM的細(xì)化和擴(kuò)充。ESAM通過對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)、要素主體進(jìn)行分類核算,將社會(huì)生產(chǎn)與污染消減緊密結(jié)合起來,全面闡述了環(huán)境——經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中由生產(chǎn)帶來消費(fèi)、引致污染,由污染影響生產(chǎn)、阻礙消費(fèi),以及由生產(chǎn)與消費(fèi)結(jié)構(gòu)變動(dòng)而影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與環(huán)境污染狀況的經(jīng)濟(jì)——環(huán)境反饋過程。它描述整個(gè)社會(huì)再生產(chǎn)的循環(huán)過程,把“生產(chǎn)過程——污染消減——收入分配——投資消費(fèi)”有機(jī)地結(jié)合在一起,涵蓋了環(huán)境——經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的生產(chǎn)過程、污染物的排放及消減需求、收入的形成與在各機(jī)構(gòu)部門之間的分配和各部門的投資消費(fèi)等內(nèi)容。ESAM的核心作用是為了對(duì)環(huán)境——經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析,從而可為決策者提供科學(xué)依據(jù)。
為此,本文將首先給出小區(qū)域資源環(huán)境社會(huì)核算矩陣(ESAM)編制的意義與方法;其次,將主要討論在水流域基礎(chǔ)上如何編制包含水資源環(huán)境的社會(huì)經(jīng)濟(jì)核算矩陣,從而為我國(guó)主要河流污染的遏制和治理,提供有效的科學(xué)數(shù)據(jù)。
在編制ESAM(鄧祥征,2011)[1]的過程中除了繼承SAM的相關(guān)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)外,還需要收集與自然資源利用強(qiáng)度以及環(huán)境污染排放消減等的相關(guān)數(shù)據(jù)。一般來說,ESAM所涵蓋的數(shù)據(jù)概括經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)等兩類。目前,編制ESAM的方法主要有自上而下法(Top-Down)和自下而上法(Bottom-Up)兩種。
自上而下法是一種從宏觀到微觀、從整體到局部的演繹方法,即先編制宏觀SAM,再在宏觀SAM的基礎(chǔ)上根據(jù)研究目的編制詳細(xì)的微觀SAM,它強(qiáng)調(diào)的是數(shù)據(jù)前后的一致性。
自下而上法是一種從微觀到宏觀、從局部到整體的歸納方法,即從各種各樣的微觀詳細(xì)數(shù)據(jù)出發(fā),通過匯總得到SAM,但其對(duì)數(shù)據(jù)要求更高,強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。對(duì)上述兩種方法,選取哪一種方法取決于研究者是注重?cái)?shù)據(jù)的一致性還是更加注重?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
編制小區(qū)域社會(huì)核算矩陣ESAM不能完全依靠投入產(chǎn)出表,因?yàn)?,由于?guó)家級(jí)和省級(jí)的投入產(chǎn)出表針對(duì)的范圍比較大,故并不能很好的體現(xiàn)部門區(qū)域的實(shí)際情況。因此,編制小區(qū)域社會(huì)核算矩陣需要更詳細(xì)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)微觀數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)的要求較高且難度也較大。本文將以洱海流域?yàn)槔饕懻撊绾尾捎米韵露戏ň幹?008年洱海流域的ESAM。主要參考數(shù)據(jù)有:2009大理統(tǒng)計(jì)年鑒、2002云南省IO表、大理海關(guān)的統(tǒng)計(jì)資料、2008年大理政府工作報(bào)告、2008年洱海流域水污染綜合防治規(guī)劃和當(dāng)?shù)氐恼{(diào)查數(shù)據(jù)。編寫思路為:根據(jù)以上參考數(shù)據(jù)整理編制ESAM,然后用交叉熵(CE)法調(diào)平(鄧祥征,2011)[2]。
洱海流域?qū)贋憸娼毓铀?,流域面積2565平方公里,地跨大理市和洱源縣的17個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),170個(gè)行政村。2008年末流域總?cè)丝?3萬(wàn)人,其中農(nóng)村人口56萬(wàn)人,占總?cè)丝诘?0%。經(jīng)過多年的發(fā)展,流域經(jīng)濟(jì)已經(jīng)扭轉(zhuǎn)了以農(nóng)業(yè)為主、工業(yè)十分落后的局面,形成了以工業(yè)、旅游服務(wù)業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。然而,由于流域人口增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展加快,對(duì)自然資源的開發(fā)利用程度不斷加劇,使洱海及其湖濱區(qū)的生態(tài)環(huán)境遭到了不同程度的破壞,引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境問題。流域內(nèi)主要污染源為農(nóng)田面源污染、畜禽養(yǎng)殖污染、農(nóng)村生活污染和工業(yè)污染等,湖泊富營(yíng)養(yǎng)化日益嚴(yán)重,湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化已經(jīng)成為威脅水生態(tài)系統(tǒng)安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。因此,構(gòu)建一個(gè)經(jīng)濟(jì)——環(huán)境一體化的社會(huì)核算矩陣用來分析洱海流域的生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上以協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)、以可持續(xù)發(fā)展為原則合理調(diào)控入湖氮磷總量對(duì)于湖泊水環(huán)境治理尤為重要。
表1 2008年洱海流域的ESAM (單位:萬(wàn)元)
本文將根據(jù)洱海流域當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和《洱海全流域清水方案與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展友好模式研究課題》的需要,擴(kuò)展建立包含資源環(huán)境賬戶的社會(huì)核算矩陣ESAM,并結(jié)合宏觀經(jīng)濟(jì)資料分解機(jī)構(gòu)賬戶把洱海流域的ESAM細(xì)分為19個(gè)賬戶(如表1所示)。
續(xù)表1 2008年洱海流域的ESAM
分解洱海流域機(jī)構(gòu)賬戶為19個(gè)賬戶,其中,活動(dòng)賬戶:農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、工業(yè)和廢水治理部門;商品賬戶:農(nóng)業(yè)產(chǎn)品、畜牧業(yè)產(chǎn)品、工業(yè)產(chǎn)品和廢水治理服務(wù),要素賬戶:勞動(dòng)力、資本和折舊,企業(yè)部門,居民賬戶:農(nóng)村居民和城鎮(zhèn)居民,政府部門,廢水污染處理費(fèi),資本賬戶,外省和國(guó)外。表1中的洱海流域的ESAM數(shù)據(jù)說明(其中,表1中的數(shù)據(jù)為采用CE法(雷明,李方,2006)[1]調(diào)平后的結(jié)果,s(m,n)表示表 1中第m行第n列的數(shù)據(jù))。
(1)活動(dòng)賬戶橫行。
商品賬戶:s(1,5)、s(2,6)、s(3,7)分別代表種植業(yè)、畜牧業(yè)和工業(yè)當(dāng)年的部分產(chǎn)出,產(chǎn)出等于總投入,并且總投入等于中間投入加上增加值,根據(jù)《大理統(tǒng)計(jì)年鑒2009》[3],將大理市與洱源縣2008年農(nóng)、畜牧和工業(yè)的中間投入、增加值、總投入和產(chǎn)值(當(dāng)年價(jià))整理后,再根據(jù)農(nóng)、畜牧和工業(yè)總投入超出產(chǎn)值(當(dāng)年價(jià))的百分比近似相等,最后,可求得農(nóng)、畜牧和工業(yè)的產(chǎn)出。
首先,在本文的REECGE模型中只選取了所有行業(yè)中的某幾個(gè)具有代表性的行業(yè),為了保持SAM矩陣中行和與列和相等的對(duì)應(yīng)關(guān)系,將農(nóng)、畜牧和工業(yè)這三個(gè)行業(yè)的產(chǎn)出分別乘以各自的比例系數(shù),結(jié)果作為矩陣中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。
其次,廢水治理部門的產(chǎn)出為列余量,等于廢水治理商品之橫行的行和,其值為10509萬(wàn)元。(表中數(shù)據(jù)為用CE法調(diào)平之后的結(jié)果)
(2)政府賬戶:為政府對(duì)各部門商品的出口補(bǔ)貼。
(3)外省賬戶和國(guó)外賬戶:分別為各部門商品的調(diào)出額和出口額。根據(jù)大理州2008年統(tǒng)計(jì)公報(bào),大理州統(tǒng)計(jì)局官方網(wǎng)站和中國(guó)海關(guān)官方網(wǎng)站上的數(shù)據(jù),經(jīng)整理可得。
(4)生產(chǎn)部門賬戶縱列。
商品賬戶、要素賬戶:分別表示生產(chǎn)部門的中間投入和初始投入。
首先,在求解SAM中的元素值之前,對(duì)直接消耗系數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)短的說明。直接消耗系數(shù)的計(jì)算式為bij=Cij/Xj,其中bij為直接消耗系數(shù),Cij為各種消耗物資的價(jià)值,Xj為總產(chǎn)值。
本文為了提高計(jì)算所得數(shù)據(jù)的精確度,根據(jù)直接消耗系數(shù)的原理,分別定義中間投入消耗系數(shù)和增加值消耗系數(shù),其計(jì)算表達(dá)式分別為mij=Eij/Vj和nij=Fij/Wj。其中,mij為中間投入消耗系數(shù),Eij為云南省各行業(yè)所消耗的各種中間投入品的價(jià)值,Vj為云南省各行業(yè)所消耗的總的中間投入品的價(jià)值的總和;nij為增加值消耗系數(shù),F(xiàn)ij為各種增加值的數(shù)額,Wj為云南省各行業(yè)的所有增加值的合計(jì)。
表2 2002年云南省農(nóng)、畜牧和工業(yè)的中間投入消耗系數(shù)與增加值消耗系數(shù)
按上述定義,根據(jù)2002年云南省投入產(chǎn)出表的數(shù)據(jù),將農(nóng)、畜牧和工業(yè)的中間投入與增加值的數(shù)據(jù)整理后,按中間投入消耗系數(shù)和增加值消耗系數(shù)公式計(jì)算出消耗系數(shù)(如表2所示)。
表3 2008年大理市與洱源縣農(nóng)、畜牧和工業(yè)的中間投入與增加值
表3中的數(shù)據(jù)形成了SAM中除污染治理服務(wù)這項(xiàng)中間投入以外的,生產(chǎn)部門對(duì)商品和要素的中間投入和初始投入的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。
其次,生產(chǎn)部門農(nóng)、畜牧和工業(yè)在污染治理方面的中間投入。根據(jù)《洱海流域水污染綜合防治》[4]大理市和洱源縣2008年工業(yè)和畜牧業(yè)用于廢水治理的中間投入總額為7101萬(wàn)元,工業(yè)廢水排放量和入湖量分別為1244.5COD(t/a)和252.4 COD(t/a);畜牧業(yè)廢水排放量和入湖量分別為13587.8 COD(t/a)和2581.7 COD(t/a);農(nóng)業(yè)廢水排放量和入湖量分別為9596 COD(t/a)和3838 COD(t/a),農(nóng)、畜牧和工業(yè)在廢水治理方面的投入額的比值等于各自排放量與入湖量差額的比值。因此,SAM中對(duì)應(yīng)元素的計(jì)算表達(dá)式如下:
(5)政府賬戶、排污費(fèi)賬戶:根據(jù)《洱海流域水污染綜合防治》[4]和《大理統(tǒng)計(jì)年鑒2009》[3]可得。
(6)污染治理部門縱列。
為污染治理部門的中間投入和初始投入。在上文(1)中已經(jīng)得到污染治理部門的產(chǎn)出值為10509萬(wàn)元。借鑒龐軍(2005)[5]中的研究結(jié)果得出了污染治理部門的投入消耗系數(shù)如表4中的第2列所示,然后利用投入消耗系數(shù)乘以污染治理部門的產(chǎn)出10509萬(wàn)元,得到SAM中相應(yīng)污染治理部門縱列的數(shù)據(jù)如表4中的第3列所示。
(7)商品賬戶橫行:居民戶消費(fèi)、政府消費(fèi)和資本賬戶是指固定資產(chǎn)投資,查《大理統(tǒng)計(jì)年鑒2009》[3]可得。
表4 廢水治理部門的投入消耗系數(shù)及中間投入與初始投入數(shù)據(jù)
(8)商品賬戶縱列:政府賬戶:關(guān)稅;外省賬戶:省級(jí)之間的調(diào)入額,查《大理統(tǒng)計(jì)年鑒2009》5和政府工作匯報(bào)可得;國(guó)外賬戶:從國(guó)外的進(jìn)口額,查大理海關(guān)信息公報(bào)可得。
(9)企業(yè)賬戶橫行:s(12,10)表示企業(yè)資本收益數(shù)據(jù)來自列余量,s(12,15)代表政府對(duì)企業(yè)的轉(zhuǎn)移支付。
(10)居民賬戶橫行:勞動(dòng)力賬戶:居民收入;企業(yè)賬戶:企業(yè)收入,其中企業(yè)因其造成的污染而對(duì)居民進(jìn)行的補(bǔ)償,根據(jù)資料2008年企業(yè)未因其所造成污染而對(duì)居民戶進(jìn)行過補(bǔ)償。因此此處數(shù)據(jù)為零。
(11)政府賬戶橫行:s(15,12)為政府對(duì)企業(yè)征收的直接稅;s(15,13)、s(15,14)分別代表政府對(duì)農(nóng)村居民和城鎮(zhèn)居民征收的直接稅;s(15,16)代表政府征收的排污費(fèi),數(shù)據(jù)來自列余量。
(12)排污費(fèi)或生活污染處理費(fèi)賬戶橫行:s(16,13)、s(16,14)分別表示農(nóng)村居民與城鎮(zhèn)居民交納的生活垃圾處置費(fèi),根據(jù)《洱海流域水污染綜合防治》[4],大理市和洱源縣城鎮(zhèn)居民交納的污水處理費(fèi)分別為2924萬(wàn)元和283萬(wàn)元,且農(nóng)村居民不用交納污水處理費(fèi),因此s(16,13)=0,s(16,14)=3207。
(13)資本賬戶橫行:s(17,11)為折舊,數(shù)據(jù)來自列余量;s(17,12)表示企業(yè)儲(chǔ)蓄;s(17,13)和s(17,14)分別表示農(nóng)村居民和城鎮(zhèn)居民的儲(chǔ)蓄;s(17,15)為政府儲(chǔ)蓄;s(17,18)為外省凈儲(chǔ)蓄;s(17,19)為國(guó)外凈儲(chǔ)蓄。
根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)核算矩陣的原則,ESAM中對(duì)應(yīng)行和列的和必定相等。但在實(shí)際編制過程中,由于數(shù)據(jù)來源不同和統(tǒng)計(jì)誤差的存在,矩陣的行列和往往并不相等,主要表現(xiàn)為:①有著確切數(shù)據(jù)來源的ESAM經(jīng)常出現(xiàn)行列賬戶不相等,破壞了ESAM的均衡原則;②ESAM內(nèi)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常,如部門的中間投入項(xiàng)出現(xiàn)負(fù)值;③得到更新的數(shù)據(jù)后,需對(duì)ESAM的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。針對(duì)ESAM矩陣行列的和不相等的現(xiàn)象,常用的做法是對(duì)ESAM中的賬戶數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整使之平衡。本文采用CE(交叉熵)法來實(shí)現(xiàn)ESAM的整體平衡。
CE法對(duì)ESAM的調(diào)整通常是在獲取了更新的部門匯總數(shù)據(jù)之后展開的。它的核心思想是將新增信息嵌入到ESAM中,并使更新后的ESAM與初始ESAM之間的整體差異最小。這種差異主要通過Kullback-Leibler(1951)[6]所提出的信息熵距離I(p:q)來衡量。
本文采用的CE方法平衡SAM的程序基于GAMS(General Algebraic Modeling System)的軟件編寫(王其文等,2008)[7]。
步驟1:定義與SAM的各類賬戶相對(duì)應(yīng)的集合。GAMS程序中的“SET”表示集合,集合“I”包括所有賬戶,集合“INT”包括除了行和與列和外的賬戶。
步驟2:導(dǎo)入初始SAM0。通過xlimport命令直接將SAM0從Excel文件中導(dǎo)入。該Excel文件的位置(D:sam0.xls),以及數(shù)據(jù)范圍(A1:U21),程序中對(duì)應(yīng)語(yǔ)句為($libinclude xlimport SAM0 D:sam0.xls A1:U21)。
步驟3:歸一化初始社會(huì)核算矩陣中的元素。將SAM0更新為歸一化后的矩陣。
步驟4:定義變量,并初始化模型的方程。其中所求的新的平衡后的SAM為程序中最為重要的變量,方程包括目標(biāo)函數(shù)和約束條件(數(shù)學(xué)模型中的某些約束條件并不全在此部分的程序中,它以其它語(yǔ)句內(nèi)含于程序中),總共有三個(gè)方程。目標(biāo)函數(shù):
兩個(gè)約束函數(shù):
UM(JNT,SAM(INT,JNT))=E=SUM(JNT,SAM(JNT,INT));SUM((INT,JNT),SAM(INT,JNT))=E=1。
其中,delta為非常小的常數(shù),目的是避免針對(duì)零求對(duì)數(shù)。
步驟5:初始化變量。變量SAM需要賦初值,在此步中可以令某些初始矩陣中非常確定的元素值,在變量SAM中取固定值,這樣在程序求解的過程中,這些變量不會(huì)發(fā)生改變,但是如果固定的單元格過多的話,程序可能無法求出最優(yōu)解。固定變量的語(yǔ)句為:
步驟6:求解并輸出結(jié)果。調(diào)用GAMS的求解器MINOS,使OPT值最小,這樣求解出新的SAM中的所有元素值。由于這個(gè)SAM是歸一化后的矩陣,所以要進(jìn)行還原,即將所有元素乘以初始矩陣所有元素相加的值。并利用put語(yǔ)句導(dǎo)出結(jié)果到可以用Excel打開的“.csv”格式文件中。
本文基于資源和環(huán)境核算已取得的研究成果,在傳統(tǒng)社會(huì)核算矩陣的基礎(chǔ)上引入環(huán)境賬戶,首先,構(gòu)建了一個(gè)經(jīng)濟(jì)——環(huán)境一體化的綜合性核算框架;其次,論述了擴(kuò)展賬戶的含義、核算方法以及其中蘊(yùn)含的均衡關(guān)系;再者,以洱海流域?yàn)槔岢隽巳绾螛?gòu)建小區(qū)域的包含環(huán)境賬戶的社會(huì)核算矩陣的方法。本文在提高綠色核算理論的實(shí)用性及為理論研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)方面做出了有益的嘗試。從而為現(xiàn)實(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題的分析和評(píng)價(jià)、以及經(jīng)濟(jì)與環(huán)境政策方面的決策提供了一個(gè)更加科學(xué)、全面的依據(jù)。建立小區(qū)域的ESAM核算體系的思想和原理雖然并不太復(fù)雜,但具體應(yīng)用起來卻需要大量數(shù)據(jù)的支持。這是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的工作。實(shí)際編制中,一方面需要充分利用現(xiàn)有的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理估算;另一方面也有必要開展專項(xiàng)的統(tǒng)計(jì)調(diào)查,還可以通過合理假定簡(jiǎn)化模型以減少數(shù)據(jù)收集的工作量。隨著資源、環(huán)境方面統(tǒng)計(jì)資料的日益豐富,相信ESAM的編制質(zhì)量必將會(huì)得到提升,進(jìn)而獲得更廣擴(kuò)的應(yīng)用空間。
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