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(duì)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(fèi)會(huì)產(chǎn)生大量的溫室氣體，主要為CO2、CH4或N2O等，通過(guò)溫室氣體排放量估算中國(guó)1990—2008年農(nóng)村生活用能足跡顯示：近20年來(lái)中國(guó)農(nóng)村生活用能總足跡增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，年均增長(zhǎng)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(guó)農(nóng)村富裕程度的衡量指標(biāo)，考察農(nóng)村富裕程度對(duì)各類生活用能足跡的影響，結(jié)果表明：恩格爾系數(shù)對(duì)薪柴、秸稈足跡的影響作用不甚明顯，與煤炭足跡同向變動(dòng)，與沼氣、電力足跡和總足跡反向變動(dòng)，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(lái)，中國(guó)各級(jí)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(duì)環(huán)境不利，但富裕與環(huán)境休戚相關(guān)。富裕改變了人們?cè)镜纳钅Ｊ剑谝欢ǔ潭壬显黾恿藢?duì)自然資源的開(kāi)采，間接加重了環(huán)境污染[2]。生活用能關(guān)乎千家萬(wàn)戶的衣、食、住、行等基本活動(dòng)，是研究富裕和環(huán)境關(guān)系的良好切入點(diǎn)[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(shí)施，農(nóng)村生活用能快速增長(zhǎng)已成為中國(guó)能源消費(fèi)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(shí)[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(wèn)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(jià)值。中國(guó)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(fèi)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(duì)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(dòng)

不同能源具有不同的性狀和用途，為了對(duì)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(jì)學(xué)家Wackernagel等人提出的一個(gè)測(cè)度環(huán)境可持續(xù)性的指標(biāo)。任何已知人口(某個(gè)人、一個(gè)城市或一個(gè)國(guó)家)的生態(tài)足跡是指生產(chǎn)這些人口所消費(fèi)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(lái)，生態(tài)足跡以較為科學(xué)的理論基礎(chǔ)、精簡(jiǎn)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(fèi)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(fèi)會(huì)產(chǎn)生大量的溫室氣體，主要為CO2、CH4或N2O等，研究者在計(jì)算能源足跡時(shí)，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(guó)的溫室氣體排放清單正在編制之中，暫無(wú)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(jì)算指南提供的基本方法[14]，首先對(duì)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(duì)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(shí)際消費(fèi)量，按標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)；Cit為第t年消費(fèi)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(jiǎn)化分析，排放因子統(tǒng)一取《2006年IPCC國(guó)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取；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?。粦粲谜託鈪⒄諝怏w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(guó)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)特點(diǎn)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(guó)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(fèi)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(jiàn)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(guò)其全球變暖潛勢(shì)(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(jì)算公式，如式(2)所示：

3.農(nóng)村生活用能足跡變動(dòng)

根據(jù)公式(1)、(2)和相關(guān)年份的《中國(guó)農(nóng)村能源年鑒》、《中國(guó)能源年鑒》提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，估算中國(guó)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(lái)，中國(guó)農(nóng)村生活用能總足跡呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，從 1990年的 19 081.75×104hm2增長(zhǎng)到2000年的35 281.78×104hm2和2008年的78 374.37×104hm2，年均增長(zhǎng)7.32%。其中，電力足跡從1990年的8 138.062×104hm2增長(zhǎng)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(duì)比1990年，2008年的總足跡增長(zhǎng)了59 292.62×104hm2，其中電力足跡增長(zhǎng)了60 541.71× 104hm2，沼氣足跡增長(zhǎng)了 168.38×104hm2，二者合計(jì)增長(zhǎng) 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(jì)減少了1 417.47×104hm2。電力足跡在總足跡的正向變動(dòng)中貢獻(xiàn)率最高，煤炭足跡在減弱總足跡的正向變動(dòng)中的貢獻(xiàn)率最高。

圖1 1990—2008年中國(guó)農(nóng)村生活用能足跡變動(dòng)

從用能足跡結(jié)構(gòu)變動(dòng)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(shì)，從1990年的0.08%上升至2008年的0.23%，增長(zhǎng)了近3倍。電力足跡所占比重最大，近20年來(lái)的比重均超過(guò)40%，且保持了強(qiáng)勁的持續(xù)增加勢(shì)頭，由1990年的42.65%增加到2008年的87.63%。

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

二、富裕程度對(duì)生活用能足跡的影響

1.農(nóng)村富裕指標(biāo)

一般來(lái)說(shuō)，影響農(nóng)村生活用能足跡變動(dòng)的因素很多，如人口規(guī)模、家庭結(jié)構(gòu)、文化程度、消費(fèi)習(xí)慣、生活水平、環(huán)保意識(shí)、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(shí)，其在消費(fèi)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(fèi)重心才會(huì)開(kāi)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(fèi)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(jì)發(fā)展、收入增加對(duì)生活消費(fèi)的影響程度。因此，一個(gè)國(guó)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(guó)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(guó)農(nóng)村富裕水平的衡量指標(biāo)。根據(jù)歷年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒資料，1990年中國(guó)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(shì)比較明顯(圖2)。這種情況與中國(guó)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(shí)施不無(wú)關(guān)系。

2.農(nóng)村富裕對(duì)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(jì)，以探求農(nóng)村富裕對(duì)生活用能足跡的影響作用(表3)。

表3 農(nóng)村富裕對(duì)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(méi)有通過(guò)t檢驗(yàn)，說(shuō)明恩格爾系數(shù)對(duì)薪柴、秸稈足跡的變化沒(méi)有顯著影響。模型3-5通過(guò)t檢驗(yàn)，說(shuō)明恩格爾系數(shù)對(duì)沼氣、煤炭、電力足跡具有顯著的影響作用，但影響強(qiáng)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(dòng)(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(gè)百分點(diǎn)，將推動(dòng)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(dòng)，回歸系數(shù)分別為－6.95、－710.78，說(shuō)明在其他條件不變的情況下恩格爾系數(shù)每降低1個(gè)百分點(diǎn)，將推動(dòng)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(duì)能源使用的舒適性、便利性和衛(wèi)生性的要求。顯然，相對(duì)于沼氣足跡而言，電力足跡對(duì)富裕程度的變動(dòng)更為敏感。模型6以匯總的用能足跡做因變量，估計(jì)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(shuō)明恩格爾系數(shù)與用能總足跡之間存在顯著的反向變動(dòng)關(guān)系。

從農(nóng)村富裕對(duì)不同生活用能足跡的影響強(qiáng)度和方向可以發(fā)現(xiàn)，隨著富裕程度的提高，人們對(duì)生活能源的消費(fèi)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(duì)潔凈、方便的沼氣和電力能源。這一轉(zhuǎn)變與中國(guó)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(duì)其他能源的強(qiáng)替代性，當(dāng)收入增加時(shí)居民對(duì)電力的消費(fèi)需求日益旺盛，這是農(nóng)村電力足跡對(duì)恩格爾系數(shù)反向彈性較大的基本原因。相對(duì)于其它能源類型而言，某地區(qū)農(nóng)戶電力消費(fèi)比例的提高意味著當(dāng)?shù)丨h(huán)境壓力的相對(duì)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(guò)程會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的大氣污染和土壤破壞等問(wèn)題，因此，農(nóng)戶電力消費(fèi)比例的提高還意味著電力生產(chǎn)地環(huán)境壓力的相對(duì)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(duì)各類用能足跡的影響，結(jié)果表明：近 20年來(lái)農(nóng)村生活用能總足跡增長(zhǎng)趨勢(shì)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(duì)薪柴、秸稈足跡的影響不甚明顯，與煤炭足跡同向變動(dòng)，與沼氣、電力足跡和總足跡反向變動(dòng)，影響均相當(dāng)顯著；電力足跡對(duì)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(fèi)需求的基本趨向。由于長(zhǎng)期以來(lái)中國(guó)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(zhǎng)在提升居民生活質(zhì)量的同時(shí)也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境壓力。

值得指出的是，中國(guó)是一個(gè)發(fā)展中大國(guó)，農(nóng)村地域廣闊，人口眾多，生活水平還遠(yuǎn)沒(méi)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(duì)于節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題而言，居民收入的持續(xù)、快速增長(zhǎng)同等重要。生活富裕和環(huán)境保護(hù)是一個(gè)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(duì)農(nóng)村居民的生活方式、消費(fèi)觀念進(jìn)行合理引導(dǎo)，及時(shí)制止高收入農(nóng)戶的過(guò)度消費(fèi)和炫耀性消費(fèi)傾向；同時(shí)加大在新能源方面的投入力度，增加太陽(yáng)能、沼氣等清潔能源的消費(fèi)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(fèi)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(fèi)資助項(xiàng)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。