新疆纺织工业水足迹与经济增长的脱钩关系

巩小曼,柳疆梅,衣芳萱,刘 瑞,赵 慧

(1.新疆大学 新疆特色纺织品与清洁染整技术重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830046; 2.新疆科技学院 化工与纺织工程学院, 新疆 库尔勒 841000; 3.昌吉回族自治州纤维检验所, 新疆 昌吉 831100)

纺织行业作为我国传统支柱产业,是一个高耗水高污染的产业[1-2]。2015年我国纺织工业废水排放量为18.4亿t,在调查的行业中排在第3位,废水中化学需氧量(COD)和氨氮排放量均排在第4位[3]。2014年,新疆加快落实纺织服装产业促进百万人就业政策,在该政策支持下,2014—2017年,新疆纺织行业固定资产投资1 362亿元,企业数由680家突增到2 703家,累计新增就业35.23万人; 2016年1—11月,新疆纺织品出口495.0亿元,同比增加50.1%[4-5],一系列优惠政策加快了新疆纺织服装产业的发展速度。同时,在“一带一路”倡议发展机遇的推动下,新疆作为丝绸之路经济带核心区,独一无二的地理优势更加明显[6]。

新疆纺织工业在快速发展的同时也给新疆地区带来了环境污染问题,2017年新疆纺织工业废水排放量达到3 323万t,占全疆工业废水排放总量的20.8%,废水中COD和氨氮排放量分别占到全疆工业废水COD和氨氮排放总量的23.7%和11.5%[7]。由于新疆是典型的干旱区,水资源短缺与水环境污染问题已经严重限制了新疆的发展。因此,客观把握新疆纺织工业水足迹与经济发展的关系,实现该区域水资源与社会经济协调发展十分重要。

2002年,Hoekstra等[8]提出了一种水资源环境负荷评价的重要工具——水足迹,水足迹分为蓝水、灰水和绿水足迹,纺织工业不考虑绿水足迹。蓝水足迹是从水资源消耗角度分析水的用量,灰水足迹是从水环境污染角度分析耗水量,将蓝水足迹和灰水足迹结合,即从水资源环境角度对水资源进行评价。在纺织领域,孙丽蓉等[9]核算了羊绒针织品的水足迹。高妍等[10]基于水足迹理论,分析了2007—2017年我国纺织工业水资源利用与经济增长的关系。王来力[11]通过资源脱钩指数分析了2001—2010年我国纺织行业蓝水足迹、灰水足迹与经济增长之间的脱钩情况。邵珍珍[12]运用EKC曲线和脱钩模型分析了2001—2012年中国纺织工业蓝水足迹、灰水足迹与经济发展的脱钩关系。上述研究有助于理清产业水足迹与经济发展之间的演变关系,但现有的研究成果多是基于蓝水足迹或灰水足迹单一视角对产业水足迹与经济发展进行脱钩研究,而未综合考虑水足迹与经济增长的脱钩关系,此外,目前的研究大多是在国家层面上对纺织工业的水足迹进行分析,针对地方纺织行业的研究还相对较少。

本文以新疆纺织工业为研究对象,核算新疆纺织工业1997—2017年的蓝水足迹和灰水足迹,并分析水足迹与经济发展的脱钩关系,以期为新疆纺织工业实现环境污染与经济协调发展提供理论依据,同时为新疆纺织工业发展绿色经济和循环经济提供思路。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

1.1.1 工业蓝水足迹

工业蓝水足迹指在工业生产活动中对河流湖泊水和地下水的使用量,蓝水为工业部门耗水的全部来源。工业蓝水足迹近似等于工业废水排放量[13],其计算方法见式(1)。

WFi-blue=Vemiss

(1)

式中:WFi-blue为工业蓝水足迹,m3;Vemiss为纺织工业废水排放量,m3。

1.1.2 工业灰水足迹

工业灰水足迹是衡量水体污染程度的指标,是指以我国发布的工业废水排放标准和水体自然本底质量浓度为基准,将废水中的污染物稀释到自然本底质量浓度所需的淡水的体积[12]。本文以废水中产生的COD、氨氮稀释到自然本底质量浓度所需的最大淡水的体积为工业灰水足迹,见式(2)。

(2)

式中:WFi-grey为工业灰水足迹,m3;Lk为工业污染物k排放量,mg;Cmax(k)为现行标准下对污染物k的最大可接受质量浓度,mg/L;Cnat(k)为接受水体中污染物k的自然本底质量浓度,mg/L。

1.1.3 Tapio脱钩指标

脱钩(Decoupling)定义为在指定的某个时间段内环境压力的增长率与经济驱动增长率之间耦合联系断裂的程度,用资源使用量或污染物排放量表示环境压力,GDP表示经济增长。Tapio脱钩弹性指数因克服了数据量纲变化的影响,在实际的分析和应用中更广泛[14]。因此,本文基于Tapio脱钩状态分析模型,构建新疆纺织工业WFi-blue、WFi-grey与经济增长之间的脱钩弹性指数,计算方法如式(3)(4)。

(3)

(4)

式中:e(BWF,G)、e(GWF,G)分别为新疆纺织工业WFi-blue、WFi-grey与新疆纺织工业总产值的脱钩弹性指数;%ΔBWF和%ΔGWF为新疆纺织工业WFi-blue、WFi-grey的变化率;%ΔGDP为新疆纺织工业GDP的变化率;BWFt、BWFt-1分别为第t和t-1年的工业蓝水足迹;GWFt、GWFt-1分别为第t和t-1年的工业灰水足迹;GDPt、GDPt-1分别为第t和t-1年的新疆纺织工业GDP。

Tapio对8种脱钩关系类型的划分[15]见表1。

表1 Tapio对8种脱钩关系类型的划分Tab.1 Classification of 8 kinds of decoupling relationship by Tapio

1.2 数据来源

本文新疆纺织工业废水量、废水污染物排放量、新疆纺织工业GDP的数据来自《新疆统计年鉴》,工业品出厂价格指数来自《中国统计年鉴》,经济增长用新疆纺织工业GDP表示,并选取1997年为基期进行不变价格计算,从而剔除价格变动因素。Cmax以我国GB 3838—2002《地表水环境质量标准基本项目标准限值》中Ⅲ类水体限值为标准;参考文献[16],Cnat=0 mg/L。

2 结果与分析

2.1 纺织工业水足迹核算

2.1.1 蓝水足迹核算

参照GB/T 4754—2017《国民经济行业分类》,纺织工业包括纺织业、服装业和化纤业,但由于《新疆统计年鉴》中缺少服装业的相关统计数据,因此,本文中的工业蓝水足迹和灰水足迹只讨论纺织业和化纤业。

图1是1997—2017年新疆纺织工业的蓝水足迹,由于年鉴中缺少2004—2005年的核算数据,故图1中不包括2004年和2005年的蓝水足迹。由图1示出,纺织工业蓝水足迹1997—2003年呈下降趋势,在2003年达到了最小,由1997年的20.33×106t降低到2003年的11.10×106t,增长率为-45.39%; 2006—2013年呈上升趋势,在2013年达到了最大,由2006年的23.36×106t增长到2013年的75.18×106t,增长率为221.85%; 2013—2017年呈下降趋势,由2013年的75.18×106t降低到2017年的33.23×106t,增长率为-55.80%。2014年新疆实施纺织服装产业促进百万人就业政策,引进的纺织企业带来了先进设备,淘汰了落后设备,使得2013—2017年纺织工业的蓝水足迹出现下降趋势。

图1 1997—2017年新疆纺织工业蓝水足迹Fig.1 Blue water footprint of the textile and apparel industry in Xinjiang from 1997 to 2017

在化纤业、纺织业2个子行业中,蓝水足迹整体相对最大的是化纤业,其为纺织业的3.13倍。其中,1997—2003年纺织业的蓝水足迹高于化纤业,约为化纤业的6.31倍,2006—2017年化纤业的蓝水足迹高于纺织业,约为纺织业的7.27倍。由图1也可以看出,1997—2003年纺织工业蓝水足迹主要是纺织业的贡献,2006—2017年纺织工业蓝水足迹主要是化纤业的贡献。1997—2017年纺织业的蓝水足迹在整个工业中整体占比呈现下降趋势,在1998年占比最大约为97%,在2016年占比最小约为4%。1997—2017年化纤业的蓝水足迹在整个工业中占比呈现上升趋势,在1998年占比最小约为3%,在2016年占比最大约为96%。

新疆纺织工业蓝水足迹的增加很大程度上是由于产业规模扩大引起的,以1997年为基期,1997—2013年,新疆纺织工业GDP增加了2.92倍。产业规模的快速扩大必将消耗更多的水资源,从而导致工业蓝水足迹不断增加。在2个子行业中,由于2006年我国化纤业从调整期中恢复,经济效益飞速回升,新疆化纤业从2006年也得到了快速发展,使得化纤业的蓝水足迹超过纺织业,呈现大幅度增加。

2.1.2 灰水足迹核算

由于《新疆统计年鉴》中缺少1997—2005年新疆纺织工业灰水足迹的核算数据,故图2是2006—2017年新疆纺织工业的灰水足迹。纺织工业灰水足迹在2006—2013年呈现快速上升趋势,从2006年的13.45×108t增加到2013年的58.89×108t,在2013年达到了最大,增长率为338.03%;2013—2017年呈下降趋势,增长率为-96.47%,此阶段灰水足迹下降的原因同蓝水足迹下降的原因相同。

图2 2006—2017年新疆纺织工业灰水足迹Fig.2 Grey water footprint of the textile and apparel industry in Xinjiang from 2006 to 2017

在2个子行业中,灰水足迹最大的仍是化纤业,且为纺织业的22.25倍。由图2可以看出,化纤业灰水足迹的走势总体上与纺织工业一致,占比较大,在2008年占比最大为98%,在2017年占比最小为90%;相对于化纤业,纺织业灰水足迹呈现波浪变化趋势,占比较小,在2%～10%波动。

行业灰水足迹增加的原因同蓝水足迹一样,产业规模的迅速扩大不仅消耗了大量的水资源,同时也产生了大量的水体污染物,从而导致工业灰水足迹也不断增加。

2.2 纺织工业水足迹与经济增长脱钩关系

2.2.1 蓝水足迹与经济增长脱钩关系

根据Tapio脱钩弹性公式(3)得到1998—2017年新疆纺织工业蓝水足迹与经济增长的脱钩关系(见表2),以2003年和2014年为时间节点将脱钩状态分成3个阶段。

表2 1998—2017年新疆纺织工业蓝水足迹与经济增长的脱钩关系Tab.2 Decoupling relationship between blue water footprint and economic growth of the textile and apparel industry in Xinjiang from 1998 to 2017

新疆纺织工业蓝水足迹与经济增长的脱钩状态第1阶段(1998—2003年)为衰退性脱钩,此阶段蓝水足迹增长率为-8.93%,新疆纺织工业GDP增长率为-2.60%,蓝水足迹和新疆纺织工业GDP均出现不同程度的降低,但蓝水足迹变化速度大于经济增长变化速度,这一时期的新疆纺织行业的发展出现衰退趋势。第2阶段(2007—2013年)为扩张性负脱钩,此阶段蓝水足迹增长率为21.14%,新疆纺织工业GDP增长率为17.26%,虽然蓝水足迹和新疆纺织工业GDP均出现不同程度的正增长,但蓝水足迹变化速度仍大于经济增长变化速度,由此可知节水减排政策还未见效。第3阶段(2014—2017年)为强脱钩,此阶段蓝水足迹增长率为-14.60%,新疆纺织工业GDP增长率为24.95%,蓝水足迹出现下降,而新疆纺织工业GDP出现增长,这是最理想的脱钩状态。一方面由于2014年新疆实施的纺织服装产业促进百万人就业政策,国内知名纺织企业在新疆进行投资,行业在技术水平方面得到了提升,在产业结构方面得到了优化;另一方面是节水减排政策调控的结果在此阶段集中体现。总体来看,纺织工业蓝水足迹与经济增长的脱钩状态为弱脱钩,蓝水足迹增长率为2.12%,新疆纺织工业GDP增长率为12.06%,蓝水足迹变化速度小于经济增长变化速度。新疆纺织工业在不同政策的扶持下,蓝水足迹和经济发展之间出现不同的脱钩状态,但仍未达到稳定、理想的脱钩状态。

2.2.2 灰水足迹与经济增长脱钩关系

根据Tapio脱钩弹性公式(4)得到2007—2017年新疆纺织工业灰水足迹与经济增长的脱钩关系见表3,以2014年为时间节点将脱钩状态分成2个阶段。

表3 2007—2017年新疆纺织工业灰水足迹与经济增长的脱钩关系Tab.3 Decoupling relationship between grey water footprint and economic growth of the textile and apparel industry in Xinjiang from 2007 to 2017

灰水足迹与经济增长的脱钩状态第1阶段(2007—2013年)为扩张性负脱钩,此阶段灰水足迹增长率为24.24%,新疆纺织工业GDP增长率为17.26%,灰水足迹和新疆纺织工业GDP均出现不同程度的增长,但灰水足迹增长速度大于经济增长速度。第2阶段(2014—2017年)为强脱钩,此阶段灰水足迹增长率为-26.58%,新疆纺织工业GDP增长率为24.95%,灰水足迹出现下降,而新疆纺织工业GDP出现增长,该阶段是最理想的脱钩状态。总体上,工业灰水足迹与经济增长的脱钩状态为弱脱钩,灰水足迹增长率为5.76%,新疆纺织工业GDP增长率为20.06%,灰水足迹变化速度小于经济增长速度,灰水足迹与经济增长之间也未达到理想的脱钩状态。

2.2.3 水足迹与经济增长脱钩关系

只有当纺织工业蓝水足迹和灰水足迹同时与经济增长达到脱钩时,才能真正实现纺织工业水足迹与经济增长之间的脱钩。参考杨振华等[17]和杨梦杰[18]的研究,以“短板效应”为原则,选取工业蓝水足迹、灰水足迹与经济增长之间脱钩程度较弱的指标作为水足迹与经济增长的脱钩结果,2007—2017年新疆纺织工业水足迹与经济增长的脱钩关系见表4。

表4 2007—2017年新疆纺织工业水足迹与经济增长的脱钩关系Tab.4 Decoupling relationship between water footprint and economic growth of the textile and apparel industry in Xinjiang from 2007 to 2017

纺织工业水足迹与经济增长的脱钩状态第1阶段(2007—2013年)蓝水足迹和灰水足迹同时增加,但灰水足迹的变化速度大于蓝水足迹的变化速度,故该阶段为水质型扩张性负脱钩。第2阶段(2014—2017年)蓝水足迹和灰水足迹同时降低,同样是灰水足迹的变化速度大于蓝水足迹的变化速度,故该阶段为水量型强脱钩。综合来看,蓝水足迹和灰水足迹同时增加,但蓝水足迹的变化速度大于灰水足迹的变化速度,故总体上为水量型弱脱钩。水足迹与经济增长的脱钩状态从水资源环境的综合视角进行脱钩分析,故脱钩评价结果更加准确和全面。从总体上的脱钩状态也得到了新疆纺织工业仍面临着严峻的水资源消耗问题,这对新疆今后的发展非常不利。

3 结 论

基于新疆纺织工业水资源消耗和水环境污染等数据,核算了1997—2017年的新疆纺织工业蓝水足迹和灰水足迹,并分析了水足迹与新疆纺织工业GDP之间的脱钩关系,得出结论如下。

①1997—2017年新疆纺织工业蓝水足迹整体呈现先下降后上升再下降的趋势,在2个子行业中,化纤业的蓝水足迹是纺织业的3.13倍; 2006—2017年新疆纺织工业灰水足迹整体呈现先上升后下降的趋势,在2个子行业中,化纤业的灰水足迹是纺织业的22.25倍。

②新疆纺织工业蓝水足迹、灰水足迹与经济增长之间的脱钩状态从前期的未脱钩向后期的脱钩状态转变,可见政策的实施有利于新疆纺织工业走可持续发展道路。

③新疆纺织工业水足迹与经济增长总体上为水量型弱脱钩,新疆纺织工业仍面临着严峻的水资源消耗问题。