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摘 要： 摘要：長江經濟帶的水生態環境問題受到越來越多人的關注，灰水足跡作為反映污染強度的指標受到廣泛的認可，為推動長江經濟帶實現高質量發展，對長江經濟帶的灰水足跡進行測算顯得十分必要。文章基于2002年、2007年和2012年長江經濟帶各省份的投入產出表，編
摘要：長江經濟帶的水生態環境問題受到越來越多人的關注，灰水足跡作為反映污染強度的指標受到廣泛的認可，為推動長江經濟帶實現高質量發展，對長江經濟帶的灰水足跡進行測算顯得十分必要。文章基于2002年、2007年和2012年長江經濟帶各省份的投入產出表，編制了長江經濟帶的灰水足跡投入產出表，并建立只考慮進口的行業灰水足跡模型測算得到長江經濟帶各行業的灰水排放系數和灰水足跡。結果表明：1)長江經濟帶16個行業的直接、間接和完全灰水排放系數均呈現下降趨勢;2)16個行業中12個行業的完全灰水足跡下降，4個行業的完全灰水足跡上升;3)4個完全灰水足跡上升的行業分別為食品制造及煙草加工業、木材加工及家具制造業、石化工業和建筑業，導致4個行業的完全灰水足跡上升的主要原因在于其行業規模的擴大，其中，建筑業規模擴大的環節在直接方面，其余三個行業擴大的環節在間接方面。
關鍵詞：投入產出表;長江經濟帶;灰水排放系數;行業灰水足跡
0引言
長江經濟帶作為我國經濟地理的南北之中，具有重要的戰略地位。然而隨著經濟的快速發展，人口數量的不斷增加，大量的工業廢水和生活污水的不斷排放，以及農藥化肥在農業規模化經營中的大量使用，使得長江經濟帶的水資源污染問題變得更加突出。灰水足跡能夠很好地反映水污染問題，因此，研究長江經濟帶的灰水足跡問題，有利于更好地調控和優化水資源利用，緩解水資源污染問題，推動長江經濟帶實現高質量發展。
灰水足跡的概念最初是由學者Hoekstra等(2008)提出的，在《水足跡評價手冊》中將其定義為，以自然本底濃度和現有的水質標準為基準，將一定的污染物負荷吸收同化所需的淡水體積(Hoekstra等，2012)。目前對灰水足跡的研究都要以灰水足跡的測算為基礎，測算的領域主要集中在農業及農產品(王旭等，2015;劉聰，2017)、工業(李嘯虎等，2015)、區域(侯林秀等，2020;秦麗杰等，2012)和流域(高偉等，2020;劉紅光等，2019;Vanham等，2014)四個方向，其中大部分為農產品的灰水足跡研究。可以看出，目前的研究大多是從微觀的單個產品或者宏觀的產業角度對灰水足跡進行測算，而缺乏中觀的行業角度的研究，而且研究的區域多是省級尺度(孫才志等，2016;孫才志等，2016;孫克等，2016)，極少數從流域的角度出發。同時，這些研究的側重點大多在灰水足跡的總量方面，沒有考察過灰水足跡的排放強度。張凡凡等(2019)研究發現我國水足跡強度存在顯著的空間集聚效應，但仍是從省級角度出發思考的。對于長江經濟帶這樣一個橫跨11省市的大型流域來說，僅僅測算單個省份或者單個產品的灰水足跡或灰水足跡強度遠遠不能反映長江經濟帶的水污染問題，因此有必要從長江經濟帶整體的角度來測算灰水足跡。
關于灰水足跡的測算方法，由于投入產出法可以描述經濟內部產品和服務的流轉情況，因此在水足跡測算過程得到了非常廣泛的應用。吳兆丹等(2017)利用多區域投入產出法對江蘇省與我國其他省區水足跡進行了比較分析，并對其差異的成因進行了研究。孫才志等(2020)利用投入產出表研究了全國省區和行業的灰水足跡，并對行業間的灰水足跡轉移進行了說明。投入產出法由Leontief提出(1936)，后來許健等(2002)中國學者又引入了直接用水系數和完全用水系數的理論和計算方法，用以反映水污染的排放強度，同時也為后續水足跡的測算奠定了基礎。
基于上述，本文編制了長江經濟帶的灰水足跡投入產出表，在此基礎上，構建了基于行業的灰水足跡核算模型。分別從長江經濟帶灰水排放的質量和數量角度出發，測算得到長江經濟帶每個行業的完全和直接灰水排放系數用以反映灰水的排放強度，進一步測算得到每個行業的完全和直接灰水足跡用以反映灰水的總量，通過對比灰水排放強度和總量之間的變化關系，探究灰水變化的趨勢和原因。
1模型構建與數據
11模型構建
111投入產出模型
通過編制研究區域的投入產出表，并在此基礎上建立相應模型，可以對區域內的經濟活動進行深入分析。目前，2017年各省份的投入產出表尚未發布，因此，本文選取2002年、2007年及2012年長江經濟帶11個省市的投入產出表作為基礎，先將投入產出表通過一定處理轉化為可用的行業分類形式，再結合各省市行業層級的灰水足跡，共同編制出長江經濟帶價值-實物混合型的灰水足跡投入產出表。
1)合并行業。投入產出表中一般包含42個行業，由于無法獲得每個行業詳細的廢水排放數據，因此不能實現對單個行業的計算分析。本文按照各行業的屬性及《2002、2007年中國投入產出表》中行業的劃分標準，將2002年、2007年和2012年長江經濟帶各省市的投入產出表中的行業合并為16個行業①。以2012年上海市的投入產出表為例，將原投入產出表中的42個行業合并為三大產業16行業。
2)計算行業層級的灰水足跡。通過計算可得長江經濟帶各省市農業灰水足跡、工業灰水足跡和生活灰水足跡。本文采取韓琴等(2016)的灰水足跡計算方法，對長江經濟帶11個省份2002年、2007年和2012年的灰水足跡進行測算。但是由于數據的可獲得性，《中國環境統計年鑒》中沒有各地區分行業的廢水及污染物的排放量，不能直接進行分行業的灰水足跡測算。因此要根據2002年、2007年、2012年《中國環境統計年鑒》中全國各行業的廢水排放數據，同比例的推算出長江經濟帶各省市各部門的灰水足跡。
3)數據合并。按照行業合并的要求，將投入產出表中的橫向數據對應地加總合并;按照行業合并的要求，將投入產出表中的縱向數據對應地加總合并。根據流量表和系數表合并數據的基本步驟，將不同省市的不同行業數據進行相應的合并。以合并的投入產出表作為研究基礎，將第二步測出的長江經濟帶的灰水足跡相關數據作為投入指標，進而編制長江經濟帶16個行業的價值-實物混合型灰水足跡投入產出表。
112灰水排放系數
編制完成價值-實物混合型的灰水足跡投入產出表后，可進一步計算直接灰水排放系數、完全灰水排放系數和間接灰水排放系數這三大重要系數。利用投入產出法核算行業灰水足跡的基礎就是灰水排放系數。本文所涉及到的灰水排放系數的計算參照許健提出的用水系數計算方法(許健等，2002;許健等，2003)。
12數據來源
構建長江經濟帶灰水足跡投入產出表時，第二步所用到的數據主要以《水足跡評價手冊》為基礎，參照現有文獻中的方法，以農業、工業和生活作為灰水足跡計算的主要數據來源。其中，農業部門氮肥淋失率采用7%的全國平均氮肥淋失率(朱兆良，2000)，氮肥施用量是參照《新中國五十年農業統計資料》和《中國環境統計年鑒》來選用的，畜禽飼養數量是根據《中國統計年鑒》和《中國農村統計年鑒》所普查到的數據來采用的，飼養周期、日排泄量、單位排泄物中COD和總氮的含量、單位排泄物中污染物進入水體的流失率來源于《全國規模化畜禽養殖業污染情況調查技術報告》中的數據;工業、生活排放污水量以及污染物的排放量參照的是《中國環境統計年鑒》。本文將受納水體的自然本底濃度假設為0(Hoekstra等，2012)，污染物濃度達標排放標準按照《污染物綜合排放標準》(GB8978-1996)中的一級排放標準進行參照，其中COD和氮的達標排放濃度分別為60mg/L和15mg/L。
2實證分析
21行業灰水排放系數分析
行業灰水排放系數是核算行業灰水足跡的基礎，同時通過灰水排放系數也可以直觀地反映出各行業的灰水足跡效率。根據公式可求得長江經濟帶11個省市各行業的灰水排放系數。
211行業完全灰水排放系數分析
完全的灰水排放系數是直接和間接灰水排放系數之和，反映的是總體的灰水足跡的強度。對行業完全灰水排放系數進行分析，有利于把握行業發展質量的變化。2002—2012年長江經濟帶行業完全灰水排放系數測算結果如下表1所示。
整體來看，2002—2012年，所有行業的完全灰水排放系數都下降了，平均降幅比率達到了86%。從行業的角度來看，農業的完全灰水排放系數是下降的最多的，電力及蒸汽熱水、煤氣、自來水的生產和供應業下降的總值排在第二位，食品制造及煙草加工業排在第三位。農業的完全灰水排放系數大幅下降主要得益于政府在長江經濟帶對農業水污染的治理取得了顯著的效果;電力及蒸汽熱水、煤氣、自來水的生產和供應業以及食品制造及煙草加工業的完全灰水排放系數的下降的原因可能在于技術的進步和落后產能的淘汰。其余行業完全灰水排放系數總值的變化量大致集中在100到400m3/萬元之間，總體來說也取得了較大的進步。
從2012年的完全灰水排放系數來看，農業的完全灰水排放系數依然高達42437m3/萬元，遠遠超過其他行業，這說明依然需要加強對農業的灰水排放治理。除此之外，食品制造及煙草加工業、紡織服裝業、木材加工及家具制造業這三個行業的灰水排放系數依然較高，接近100m3/萬元，也需要加強對這三個行業的治理。其余行業的完全灰水排放系數已經處于一個較低的水平，都處于50m3/萬元以下的水平，這說明這些行業的灰水排放強度已經處于一個可以接受的水平，未來在保持該水平的基礎上慢慢降低即可。
212行業直接灰水排放系數分析
行業直接灰水排放系數是行業灰水足跡強度的直觀反映。行業的完全灰水排放系數是行業的直接和間接灰水排放系數之和，因此直接灰水排放系數的變化會引起完全灰水排放系數的變化。長江經濟帶各行業的直接灰水排放系數測算結果如下表2所示。
整體來看，2002—2012年，所有行業的直接灰水排放系數都是下降的，平均降幅比率達到了875%。從行業的角度來看，農業和電力及蒸汽熱水、煤氣、自來水的生產和供應業這兩個行業的直接灰水排放系數下降幅度巨大，降幅分別為82556m3/萬元和420m3/萬元。這兩個行業的直接灰水排放系數降幅分別占其完全行業灰水足跡降幅的812%和804%，表明這兩個行業完全灰水排放系數的降幅主要來自于其行業自身，即這兩個行業在降低本行業完全灰水排放系數時主要通過促進本行業內部的技術進步以及落后產能淘汰來實現，而非在行業之外的其他環節實現。此外，服務業直接灰水排放系數的降幅達到了10541m3/萬元，占其完全灰水排放系數降幅的536%，占比超過一半，這表明服務業也是主要通過直接降低本行業的灰水排放強度來實現完全灰水排放系數的降低。其余行業直接灰水排放系數降幅占完全灰水排放系數降幅的比率都在50%以下，表明直接灰水方法系數下降不是導致其完全灰水系數下降的主要原因。
從2012年的直接灰水排放系數來看，農業的直接灰水排放系數高達35684m3/萬元，遠遠高于其他行業。農業的直接灰水排放系數降幅巨大，但是由于其行業自身基數較大的原因，導致其直接灰水排放系數依舊處于一個較高的水平，未來還存在較大的改進空間。此外，采選業、紡織服裝業、電力及蒸汽熱水、煤氣、自來水的生產和供應業、建筑業和服務業的直接灰水排放系數也較高，但都處于30m3/萬元以下，存在一定的改進空間。其余行業的直接灰水排放系數都處于10m3/萬元以下，且基本都處于極低的水平，未來改進的空間相對有限。
213行業間接灰水排放系數分析
行業間接灰水排放系數反映的是該行業在其他行業間接產生灰水足跡的強度，一個行業的間接灰水排放系數越大，說明該行業間接在其他行業產生的灰水足跡越多。2002—2012年長江經濟帶行業間接灰水排放系數測算結果如下表3所示。
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整體看來，如圖1所示，2002—2012年，長江經濟帶16個行業的間接灰水排放系數均處于下降趨勢。相比于2002年，2007年長江經濟帶所有行業的間接灰水排放系數都下降了一半以上;相比于2007年，2012年有12個行業的間接灰水排放系數又下降了一半以上。由此可以看出，長江經濟帶16個行業的間接灰水排放系數都呈現出快速下降的趨勢。
從行業的角度來看，如表3所示，2002—2012年，相較于直接灰水排放系數的變化量，長江經濟帶16個行業的間接灰水排放系數均呈現出較大的變化量，除了機械工業、交通運輸設備制造業和服務業這三個行業，其余13個行業的間接灰水排放系數降幅均在100m3/萬元以上，這說明大多數行業都實現了在間接灰水排放強度絕對量的大幅降低。與行業直接灰水排放系數相對，農業、電力及蒸汽熱水、煤氣、自來水的生產和供應業以及服務業著三個行業的間接灰水排放系數降幅占完全灰水排放系數降幅的比率分別為188%、196%和464%，占比均在50%以下。其余13個行業的間接灰水排放系數降幅占完全灰水排放系數降幅的比率均處于50%以上，且大多數行業處于80%以上，這表明大多數行業是通過降低間接灰水排放系數來實現完全灰水排放系數的下降的。
從2012年的間接灰水排放系數來看，所有行業的間接灰水排放系數都在10m3/萬元以上，存在一定的改進空間，特別是農業、食品制造及煙草加工業、紡織服裝業和木材加工及家具制造業，還保持在60m3/萬元以上，存在較大的改進空間。與2012年的直接灰水排放系數對比來看，除了農業、電力及蒸汽熱水、煤氣、自來水的生產和供應業、建筑業和服務業著四個行業，其余12個行業的間接灰水排放系數值均高于直接灰水排放系數值，這表明大多數行業未來降低灰水排放的重點應該在間接方面，而不是直接方面。
22長江經濟帶行業灰水足跡分析
在編制的長江經濟帶灰水足跡投入產出表的基礎上，利用行業灰水足跡核算模型，可以計算出2002-2012年長江經濟帶16個行業的行業灰水足跡。
221行業完全和直接灰水足跡分析
行業的灰水排放系數衡量的是行業灰水排放的強度，行業的灰水足跡反映的是行業灰水排放的總量，行業灰水足跡由行業灰水排放系數和該行業的最終使用(萬元)計算而得，因此行業灰水足跡的大小受這兩個因素的影響。行業的完全和直接灰水足跡測算結果如下表4所示。
從整體角度來看，2002———2012年，16個行業的完全和直接灰水足跡總量均大幅下降，降幅分別達到了114%和109%。分析各行業的完全灰水足跡，有12個行業的完全灰水足跡呈現出下降趨勢，下降總量達到了271330萬m3。但是也有四個行業的完全灰水足跡是增加的，分別是：食品制造及煙草加工業、木材加工及家具制造業石化工業和建筑業。與完全灰水排放系數對比，這四個行業的完全灰水排放系數是下降的，這說明這四個行業的最終使用(萬元)是上升的，反映出這四個行業的整體規模擴張引起的灰水排放增長大于由于技術進步導致的灰水排放減少。分析各行業的直接灰水足跡，2002—2012年，采選業和建筑業的直接灰水足跡是上升的，特別是建筑業，上升值為21135萬m3，其余14個行業則是下降的。對比建筑業的直接灰水排放系數來看，該行業的直接灰水排放系數是下降的，這說明建筑業自身的直接規模增長帶來的灰水排放增加大于自身直接技術進步所引起的灰水排放的下降。
222行業間接灰水足跡分析
行業的間接灰水足跡表示該行業在生產過程產生的中間灰水足跡，是行業的完全灰水足跡與直接灰水足跡之差，2002—2012年長江經濟帶16個行業的間接灰水足跡如表5所示。
從總量上看，行業的間接灰水足跡是呈波動下降的，先下降后小幅度上升。從各行業角度看，食品制造及煙草加工業、木材加工及家具制造業和石化工業的間接灰水足跡是增加的，其余的行業都呈現出下降的趨勢。分析食品制造及煙草加工業可以發現，在其生產過程中的原材料主要是農業等高水污染產品，這些產品隱含了大量的灰水足跡，因此食品制造及煙草加工業的間接灰水足跡高。木材加工及家具制造業和石化工業也有類似的特性。
從變化量的角度來看，2002—2012年，上文中提到完全灰水足跡上升的行業有四個：食品制造及煙草加工業、木材加工及家具制造業、石化工業和建筑業。除了建筑業之外，其他三個行業的間接灰水足跡都是提升的，而直接灰水足跡是下降的，這說明這三個行業的完全灰水足跡提升的主要原因在間接環節，同時，對比間接灰水排放系數來看，這三個行業的間接灰水排放系數都是下降的，這說明間接環節的規模擴張是起主要作用的，需要控制間接環節的規模。而建筑業在直接環節的灰水足跡上升遠超間接環節的灰水足跡下降，且其直接灰水排放系數是下降的，所以對于建筑行業而言，需要控制其自身規模的擴張。——論文作者：宋敏，施凱杰，馬艷霞，李昂
