經濟體系物質投入產出核查結構設計

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一、引言

過去幾十年間，對環境問題的關注激發了國民經濟核算體系中環境衛星賬戶的研究，各種類型的環境衛星賬戶已在“環境經濟綜合核算體系”中進行了總結(UnitedNations，2003)。SEEA中的部分核算賬戶使用物質單位，如經濟系統物質流核算，包含環境賬戶的國民經濟核算矩陣，物質供給和使用表(PSUT)，物質投入產出表(PIOT)，廢棄物賬戶和資源賬戶等。其中，PIOT記錄了國民經濟核算體系(SNA)定義的經濟活動中的全部物質流，包括物質產品的流量、來自自然環境的物質開采、排放到自然環境的廢棄物供給和使用以及存量變化。由于PIOT與傳統的價值型投入產出表(MIOT)使用相同的生產活動分類，因此，PIOT也可用于核算和建模;而且，PIOT和MIOT的數據可以結合起來作為支撐環境－經濟分析和政策建模的有效工具。PIOT在國民經濟核算中具有兩個優點。一是類似于MIOT，PIOT可以作為不同數據來源的綜合框架。PIOT的數據來源較多，包括能源核算、廢棄物核算、生產統計、循環利用數據、排放物統計和國際貿易統計等。應用物質平衡原理能夠將數據資源進行連貫一致的整合;可以使分類和數據收集方法達到同質性的要求;還可以進行誤差識別。PIOT的第二個優點是可以改進國民經濟核算的價值型統計數據質量。由于它是對同一個經濟系統的經濟活動度量采用了物質維度，因此PIOT可以驗證并改進現有的MIOT。然而，PIOT的編制尚處于起步階段，只有丹麥、歐盟、德國、芬蘭、意大利、荷蘭、新西蘭和西班牙等幾個國家編制過國家層面的物質投入產出表。大多數的編制年份在1990年代，只有丹麥將其PIOT更新到了2002年(Mulalic，2007)。其主要原因在于PIOT的設計與編制，以及建模技術方面，還沒有形成協調一致的標準方法。為了展示經濟系統的物質結構，為政策制定者提供一個全面分析環境－經濟關系的工具，本文討論PIOT核算框架的設計問題。首先給出了基本的PIOT;其次是擴展的PIOT框架，它將生產過程分為結構生產過程和輔助生產過程，這個方法最初由Konijnetal．(1995)提出;最后，提出了對該框架的一個新擴展，包括包裝物、廢棄物、循環物質和存量變化，即完整的PIOT框架。

二、基本的物質投入產出核算框架

本文所構建的物質投入產出核算框架的起點如表1所示。其中，經濟系統劃分為若干生產過程。假設MIOT與PIOT都遵循投入產出模型的同質性生產假設:每個生產過程生產一種產品，每種產品由一個生產過程產生。而且，除了主要產品，部分生產過程還生成廢棄物。殘余的副產品記錄為負投入?；镜腜IOT核算包括與經濟過程相關的全部物質、產品和廢物流。表1劃分α個生產過程，η類初始投入，β類原材料和γ類殘余物①。基本的PIOT和MIOT假設具有相同的生產過程和最終需求類型。中間產品矩陣Z與Z和最終需求向量Y與Y具有相同的維度②。本文假設服務不產生任何物質產品，那么MIOT包含了全部生產過程的產出數據，而PIOT僅記錄了具有物質維度的貨物流量。但PIOT記錄了供給經濟系統其他生產過程的殘余副產品(W)和排放到大自然的殘余(E)。MIOT只記錄具有價格的殘余的供給(W)。生產過程使用的殘余記錄在矩陣R與R中。另外，基本的PIOT和MIOT具有不同的初始投入。對于MIOT來說，這些是初始投入K，如勞動和資本折舊;對基本PIOT來說，它們是記錄在矩陣D中的原材料開采。價值平衡:Z''''iα+K''''iη+R''''iγ－W''''iγ=Ziα+Y=q(1)物質平衡:Z''''iα+D''''iβ+R''''iγ－W''''iγ+E''''iγ=Ziα+Y=q(2)其中，iα，iβ，iγ和iη是合適的求和向量。記錄在矩陣D和E中的物質流不完全與環境相關，許多投入與產出對環境沒有或幾乎沒有影響。例如，化石燃料燃燒對氧的消耗不必作為環境問考慮，水的蒸發也不是環境問題。然而，這些流量構成了PIOT描述全面物質流的重要組成部分。MIOT和基本的PIOT分別展示了價值平衡和物質平衡(見式(1)與式(2))?；镜腜IOT和MIOT之間的關系在式(3)中體現。Z''''=Z''''^pαY''''=Y''''^pαW''''=W''''^pγR''''=R''''^pγ(3)向量pα是單位質量的貨物價格，pγ是單位質量的廢棄物價格向量。由于生產過程中沒有生成物質產品的部分MIOT與基本的PIOT之間沒有關系。因此，式(3)中的Z和Y只對物質產品成立，服務的貨幣價值可以從MIOT中得到。

三、擴展的物質投入產出核算框架

MIOT與擴展的PIOT關系如圖1所示。其中，價值核算使用的是活動×活動的MIOT。物質核算即“擴展的PIOT”被分為幾個部分。在Konijnetal．(1995)給出的實證分析中，價值型經濟體與物質經濟體的基礎不同，這也是價值型中間投入與物質中間流量不存在聯系的原因。MIOT具有活動×活動的結構，而中間最終使用具有活動×次級物質分類，使用形成具有次級物質×次級物質結構。在該應用中，次級物質的細分類高于其活動的分類。這種處理方法可以構建詳細的物質賬戶，而不必與MIOT相對應。擴展的PIOT在進行物質產品分析時尤其有用。與環境分析有關的其他物質流，例如殘余物、存量變化和包裝物不包括在本框架中;對經濟體中交易的貨物而言，循環物質也包括在Konijnetal．(1995)提出的實證應用中。

四、完整的物質投入產出核算框架

這部分本文將提出一個更新的框架，它包括對循環物質、存量變化和包裝廢棄物以及排放物的完整描述。我們將其稱為“完整的PIOT”。這里我們將圖1中的“使用形成”納入“結構生產過程”，將中間“最終使用”稱為“輔助生產過程”。這樣命名可以更好地反映生產過程中物質的技術功能?！按渭壩镔|”和“初始物質”分別被“中間投入”和“原材料”替代。這樣避免與次級物質混淆。表2展示了完整PIOT框架，其中有α個生產單位，β類原材料，γ類殘余物，δ類存量變化。將貨物分為包裝物、循環物質和其他貨物三類;將服務分為垃圾填埋、焚燒和其他服務。消費分成耐用品消費和非耐用品消費?；綪IOT和完整PIOT之間的關系由式(4)給出。基本PIOT變量在式(4)左邊給出，完整PIOT變量在式(4)右邊給出。結構投入與輔助投入分別用下標str和aux表示?；綪IOT的最終需求向量(Y)是投資(F)和消費(C)矩陣的合計。

Z=Zstr+ZauxY=Fiα+CiαD=Dstr+DauxR=Rstr+RauxW=Wstr+WauxE=Estr+Eaux(4)生產過程的四種物質投入與產出可以分為:結構生產過程、輔助生產過程、投資貨物和有害物質投入與產出。結構生產過程包括所有用于生產貨物的物質流。結構生產過程的投入有:包裝產品投入(Zstr)、原材料(Dstr)和殘余物使用(Rstr);結構產出是生產過程的產品，它被銷售給其他生產過程(Zstr，Zaux和F)或用于消費(C);但不是所有的結構投入都可以轉換成產品;殘余物可能來自于結構生產過程的結果，可以供應給其他生產過程(Wstr)和排放到自然界(Estr)。存量變化也可能存在(Sstr)。結構生產過程的物質平衡關系為:列和等于其行和，如式(5)所示。其中，包裝物被看作是生產過程中的結構投入，因為它伴隨提供給消費者的最終產品而存在。由于服務沒有產生物質產品，因此不存在生產過程的結構投入。結構生產過程的物質平衡關系為:Z''''striα+D''''striβ+R''''striγ－W''''striγ－E''''striγ－S''''striδ=Zstriα+Z''''auxiα+Fiα+Ciα=q(5)除了那些用于結構生產過程的物質流外，輔助生產過程包括全部有助于生產過程的物質流。物質投入不包括在最終產品的物質結構中，而是用于其他方面。輔助生產過程的物質流也不同于投資貨物，因為它們用于核算期內的投入產出表。輔助生產過程使用包裝物(Zaux)和原材料(Daux)。殘余物(Raux)可以由垃圾填埋和焚燒部門使用。這些廢棄物的轉換過程是為了存儲或轉換這些殘余物。輔助產出是殘余物(Waux和Eaux)和存量變化(Saux)。例如，燃燒過程需要能源和氧氣(輔助性的)投入，而二氧化碳可以考慮為輔助產出。輔助生產過程的質量平衡關系如式(6)所示:Z''''auxiα+D''''auxiβ+R''''auxiγ－W''''auxiγ－E''''auxiγ_S''''auxiδ=0(6)投資貨物在生產的過程中非常必要。它們可以促進生產，但不能作為最終產品，這類似于輔助投入，差別在于投資貨物的使用通常持續多個時期，而輔助投入一般是一次性消耗。投資貨物的物質平衡關系如式(7)所示。包裝投資貨物由其他生產過程(F)提供。在矩陣F中，循環物質行和包裝物行可以忽略。類似地，原材料或殘余物沒有用在投資貨物核算中①。在輸出方，資本貨物供給經濟系統中的其他部門(Winv)。這些資本貨物可以銷售給其他經濟部門，或者銷售給循環物質、垃圾填埋和焚燒生產過程。存量變化(Sinv)也包括在投資賬戶中:F''''inviα－W''''inviγ－S''''inviδ=0(7)有害物質在生產過程中不存在技術函數，可以進入或離開生產過程。投入不存在技術函數的最好例子是包裝層伴隨著所有的結構投入、輔助投入和投資投入。包裝層通常在交通運輸和存儲階段需要，但在生產過程本身并不發揮作用。最終需求也遵循物質平衡關系，如式(8)所示。消費者從生產過程(C)購買包裝產品。這些產品中的部分物質，如化石燃料燃燒驅動汽車，需要原材料氧(Dcons)。少量的殘余物也被消費者使用(Rcons)。消費的產出是殘余物，它供給其他經濟類型(Wcons)或排放到環境中(Econs)或形成存量變化(Scons)。對于非耐用貨物，存量變化很小，不用加以考慮。C''''iα+D''''consiβ+R''''consiγ－W''''consiγ－E''''consiγ－S''''consiδ=0(8)經濟整體的物質平衡關系在式(9)中定義。經濟系統的原材料投入(d''''iβ)與產出保持一致，即排放(e''''iγ)和存量變化(s''''iδ)為:d''''iβ=e''''iγ+s''''iδ(9)其中，d=Dstriβ+Dauxiβ+Dconsiβr=Rstriγ+Rauxiγ+Rconsiγw=Wstriγ+Wauxiγ+Winviγ+Wconsiγe=Estriγ+Eauxiγ+Econsiγs=Sstriδ+Sauxiδ+Sinviδ+Sconsiδ表2中的廢棄物處置流量需要進一步進行分類。殘余物由生產過程和消費生成，這些廢棄物一部分排放到環境中(Estr、Eaux、Einv和Econs)，另一部分供給經濟部門(Wstr、Waux、Winv和Wcons)。供給經濟部門的殘余物流量在生產過程中作為結構投入(Rstr)和輔助投入(Raux)使用，一小部分可能被消費者使用(Rcons)。因此，經濟系統的殘余物供給等于殘余物的使用，如式(10)所示。w=r(10)用作結構投入的殘余物(Rstr)是循環流，它們用于體現物質貨物。殘余物的循環可以兩種方式體現。一種是:它們直接用于生產過程，例如，用非金屬生產原料金屬;另一種是:它們供給可處置殘余物流量進行再利用的循環部門。殘余物的輔助投入(Raux)是來自輔助生產過程的殘余物使用。這些流量包括垃圾填埋和焚燒生產過程中的殘余物投入①。在垃圾填埋部門，產出是物質存量的變化;在焚燒部門，殘余物是轉化為排放到自然界的排放物和一些殘余物的灰燼，后者會作為垃圾填埋的投入②。

五、小結

本文討論的物質投入產出核算框架，記錄了經濟系統中與經濟活動有關的全部物質流。我們認為構建PIOT核算框架不僅可以應用在環境－經濟分析中，還可以改善國民經濟核算與國民經濟統計的物質和價值型信息。因此，本文給出了物質投入產出核算框架的三種形式:基本的PIOT核算框架、擴展的PIOT核算框架、完整的PIOT核算框架。