经济体系物质投入产出核查结构设计

一、引言

过去几十年间，对环境问题的关注激发了国民经济核算体系中环境卫星账户的研究，各种类型的环境卫星账户已在“环境经济综合核算体系”中进行了总结(UnitedNations，2003)。SEEA中的部分核算账户使用物质单位，如经济系统物质流核算，包含环境账户的国民经济核算矩阵，物质供给和使用表(PSUT)，物质投入产出表(PIOT)，废弃物账户和资源账户等。其中，PIOT记录了国民经济核算体系(SNA)定义的经济活动中的全部物质流，包括物质产品的流量、来自自然环境的物质开采、排放到自然环境的废弃物供给和使用以及存量变化。由于PIOT与传统的价值型投入产出表(MIOT)使用相同的生产活动分类，因此，PIOT也可用于核算和建模;而且，PIOT和MIOT的数据可以结合起来作为支撑环境－经济分析和政策建模的有效工具。PIOT在国民经济核算中具有两个优点。一是类似于MIOT，PIOT可以作为不同数据来源的综合框架。PIOT的数据来源较多，包括能源核算、废弃物核算、生产统计、循环利用数据、排放物统计和国际贸易统计等。应用物质平衡原理能够将数据资源进行连贯一致的整合;可以使分类和数据收集方法达到同质性的要求;还可以进行误差识别。PIOT的第二个优点是可以改进国民经济核算的价值型统计数据质量。由于它是对同一个经济系统的经济活动度量采用了物质维度，因此PIOT可以验证并改进现有的MIOT。然而，PIOT的编制尚处于起步阶段，只有丹麦、欧盟、德国、芬兰、意大利、荷兰、新西兰和西班牙等几个国家编制过国家层面的物质投入产出表。大多数的编制年份在1990年代，只有丹麦将其PIOT更新到了2002年(Mulalic，2007)。其主要原因在于PIOT的设计与编制，以及建模技术方面，还没有形成协调一致的标准方法。为了展示经济系统的物质结构，为政策制定者提供一个全面分析环境－经济关系的工具，本文讨论PIOT核算框架的设计问题。首先给出了基本的PIOT;其次是扩展的PIOT框架，它将生产过程分为结构生产过程和辅助生产过程，这个方法最初由Konijnetal．(1995)提出;最后，提出了对该框架的一个新扩展，包括包装物、废弃物、循环物质和存量变化，即完整的PIOT框架。

二、基本的物质投入产出核算框架

本文所构建的物质投入产出核算框架的起点如表1所示。其中，经济系统划分为若干生产过程。假设MIOT与PIOT都遵循投入产出模型的同质性生产假设:每个生产过程生产一种产品，每种产品由一个生产过程产生。而且，除了主要产品，部分生产过程还生成废弃物。残余的副产品记录为负投入。基本的PIOT核算包括与经济过程相关的全部物质、产品和废物流。表1划分α个生产过程，η类初始投入，β类原材料和γ类残余物①。基本的PIOT和MIOT假设具有相同的生产过程和最终需求类型。中间产品矩阵Z与Z和最终需求向量Y与Y具有相同的维度②。本文假设服务不产生任何物质产品，那么MIOT包含了全部生产过程的产出数据，而PIOT仅记录了具有物质维度的货物流量。但PIOT记录了供给经济系统其他生产过程的残余副产品(W)和排放到大自然的残余(E)。MIOT只记录具有价格的残余的供给(W)。生产过程使用的残余记录在矩阵R与R中。另外，基本的PIOT和MIOT具有不同的初始投入。对于MIOT来说，这些是初始投入K，如劳动和资本折旧;对基本PIOT来说，它们是记录在矩阵D中的原材料开采。价值平衡:Z''''iα+K''''iη+R''''iγ－W''''iγ=Ziα+Y=q(1)物质平衡:Z''''iα+D''''iβ+R''''iγ－W''''iγ+E''''iγ=Ziα+Y=q(2)其中，iα，iβ，iγ和iη是合适的求和向量。记录在矩阵D和E中的物质流不完全与环境相关，许多投入与产出对环境没有或几乎没有影响。例如，化石燃料燃烧对氧的消耗不必作为环境问考虑，水的蒸发也不是环境问题。然而，这些流量构成了PIOT描述全面物质流的重要组成部分。MIOT和基本的PIOT分别展示了价值平衡和物质平衡(见式(1)与式(2))。基本的PIOT和MIOT之间的关系在式(3)中体现。Z''''=Z''''^pαY''''=Y''''^pαW''''=W''''^pγR''''=R''''^pγ(3)向量pα是单位质量的货物价格，pγ是单位质量的废弃物价格向量。由于生产过程中没有生成物质产品的部分MIOT与基本的PIOT之间没有关系。因此，式(3)中的Z和Y只对物质产品成立，服务的货币价值可以从MIOT中得到。

三、扩展的物质投入产出核算框架

MIOT与扩展的PIOT关系如图1所示。其中，价值核算使用的是活动×活动的MIOT。物质核算即“扩展的PIOT”被分为几个部分。在Konijnetal．(1995)给出的实证分析中，价值型经济体与物质经济体的基础不同，这也是价值型中间投入与物质中间流量不存在联系的原因。MIOT具有活动×活动的结构，而中间最终使用具有活动×次级物质分类，使用形成具有次级物质×次级物质结构。在该应用中，次级物质的细分类高于其活动的分类。这种处理方法可以构建详细的物质账户，而不必与MIOT相对应。扩展的PIOT在进行物质产品分析时尤其有用。与环境分析有关的其他物质流，例如残余物、存量变化和包装物不包括在本框架中;对经济体中交易的货物而言，循环物质也包括在Konijnetal．(1995)提出的实证应用中。

四、完整的物质投入产出核算框架

这部分本文将提出一个更新的框架，它包括对循环物质、存量变化和包装废弃物以及排放物的完整描述。我们将其称为“完整的PIOT”。这里我们将图1中的“使用形成”纳入“结构生产过程”，将中间“最终使用”称为“辅助生产过程”。这样命名可以更好地反映生产过程中物质的技术功能。“次级物质”和“初始物质”分别被“中间投入”和“原材料”替代。这样避免与次级物质混淆。表2展示了完整PIOT框架，其中有α个生产单位，β类原材料，γ类残余物，δ类存量变化。将货物分为包装物、循环物质和其他货物三类;将服务分为垃圾填埋、焚烧和其他服务。消费分成耐用品消费和非耐用品消费。基本PIOT和完整PIOT之间的关系由式(4)给出。基本PIOT变量在式(4)左边给出，完整PIOT变量在式(4)右边给出。结构投入与辅助投入分别用下标str和aux表示。基本PIOT的最终需求向量(Y)是投资(F)和消费(C)矩阵的合计。

Z=Zstr+ZauxY=Fiα+CiαD=Dstr+DauxR=Rstr+RauxW=Wstr+WauxE=Estr+Eaux(4)生产过程的四种物质投入与产出可以分为:结构生产过程、辅助生产过程、投资货物和有害物质投入与产出。结构生产过程包括所有用于生产货物的物质流。结构生产过程的投入有:包装产品投入(Zstr)、原材料(Dstr)和残余物使用(Rstr);结构产出是生产过程的产品，它被销售给其他生产过程(Zstr，Zaux和F)或用于消费(C);但不是所有的结构投入都可以转换成产品;残余物可能来自于结构生产过程的结果，可以供应给其他生产过程(Wstr)和排放到自然界(Estr)。存量变化也可能存在(Sstr)。结构生产过程的物质平衡关系为:列和等于其行和，如式(5)所示。其中，包装物被看作是生产过程中的结构投入，因为它伴随提供给消费者的最终产品而存在。由于服务没有产生物质产品，因此不存在生产过程的结构投入。结构生产过程的物质平衡关系为:Z''''striα+D''''striβ+R''''striγ－W''''striγ－E''''striγ－S''''striδ=Zstriα+Z''''auxiα+Fiα+Ciα=q(5)除了那些用于结构生产过程的物质流外，辅助生产过程包括全部有助于生产过程的物质流。物质投入不包括在最终产品的物质结构中，而是用于其他方面。辅助生产过程的物质流也不同于投资货物，因为它们用于核算期内的投入产出表。辅助生产过程使用包装物(Zaux)和原材料(Daux)。残余物(Raux)可以由垃圾填埋和焚烧部门使用。这些废弃物的转换过程是为了存储或转换这些残余物。辅助产出是残余物(Waux和Eaux)和存量变化(Saux)。例如，燃烧过程需要能源和氧气(辅助性的)投入，而二氧化碳可以考虑为辅助产出。辅助生产过程的质量平衡关系如式(6)所示:Z''''auxiα+D''''auxiβ+R''''auxiγ－W''''auxiγ－E''''auxiγ_S''''auxiδ=0(6)投资货物在生产的过程中非常必要。它们可以促进生产，但不能作为最终产品，这类似于辅助投入，差别在于投资货物的使用通常持续多个时期，而辅助投入一般是一次性消耗。投资货物的物质平衡关系如式(7)所示。包装投资货物由其他生产过程(F)提供。在矩阵F中，循环物质行和包装物行可以忽略。类似地，原材料或残余物没有用在投资货物核算中①。在输出方，资本货物供给经济系统中的其他部门(Winv)。这些资本货物可以销售给其他经济部门，或者销售给循环物质、垃圾填埋和焚烧生产过程。存量变化(Sinv)也包括在投资账户中:F''''inviα－W''''inviγ－S''''inviδ=0(7)有害物质在生产过程中不存在技术函数，可以进入或离开生产过程。投入不存在技术函数的最好例子是包装层伴随着所有的结构投入、辅助投入和投资投入。包装层通常在交通运输和存储阶段需要，但在生产过程本身并不发挥作用。最终需求也遵循物质平衡关系，如式(8)所示。消费者从生产过程(C)购买包装产品。这些产品中的部分物质，如化石燃料燃烧驱动汽车，需要原材料氧(Dcons)。少量的残余物也被消费者使用(Rcons)。消费的产出是残余物，它供给其他经济类型(Wcons)或排放到环境中(Econs)或形成存量变化(Scons)。对于非耐用货物，存量变化很小，不用加以考虑。C''''iα+D''''consiβ+R''''consiγ－W''''consiγ－E''''consiγ－S''''consiδ=0(8)经济整体的物质平衡关系在式(9)中定义。经济系统的原材料投入(d''''iβ)与产出保持一致，即排放(e''''iγ)和存量变化(s''''iδ)为: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中的废弃物处置流量需要进一步进行分类。残余物由生产过程和消费生成，这些废弃物一部分排放到环境中(Estr、Eaux、Einv和Econs)，另一部分供给经济部门(Wstr、Waux、Winv和Wcons)。供给经济部门的残余物流量在生产过程中作为结构投入(Rstr)和辅助投入(Raux)使用，一小部分可能被消费者使用(Rcons)。因此，经济系统的残余物供给等于残余物的使用，如式(10)所示。w=r(10)用作结构投入的残余物(Rstr)是循环流，它们用于体现物质货物。残余物的循环可以两种方式体现。一种是:它们直接用于生产过程，例如，用非金属生产原料金属;另一种是:它们供给可处置残余物流量进行再利用的循环部门。残余物的辅助投入(Raux)是来自辅助生产过程的残余物使用。这些流量包括垃圾填埋和焚烧生产过程中的残余物投入①。在垃圾填埋部门，产出是物质存量的变化;在焚烧部门，残余物是转化为排放到自然界的排放物和一些残余物的灰烬，后者会作为垃圾填埋的投入②。

五、小结

本文讨论的物质投入产出核算框架，记录了经济系统中与经济活动有关的全部物质流。我们认为构建PIOT核算框架不仅可以应用在环境－经济分析中，还可以改善国民经济核算与国民经济统计的物质和价值型信息。因此，本文给出了物质投入产出核算框架的三种形式:基本的PIOT核算框架、扩展的PIOT核算框架、完整的PIOT核算框架。