全 文 ：第29卷第3期
2010年6月
生态
Ecological
科学
Science
29(3)：256—261
Jun．2010
刘 晔，耿涌，董会娟，刘晓青，任婉侠，薛冰．基于MSIASM方法的沈阳城市代谢研究【J】．生态科学，2010，29(3)：256—261
LIUYe，GENGYong，DONGHui-juan，LIUXiao—qing，RENWan-xia，XUEBing．AMSIASMbasedstudyOilShenyangCi哆’S
metabolism【J】．EcologicalScience，2010，29(3)：256-261
基于MSIASM方法的沈阳城市代谢研究
刘 哗1，耿 涌1，董会娟1’2，刘晓青3，任婉侠1，薛冰1
1．中国科学院污染生态与环境工程重点实验室，中国科学院沈阳应用生态研究所，辽宁沈阳110016
2．中国科学院研究生院，北京100039
3．大连理工大学，辽宁大连11印24
【摘要】本文采用社会代谢多尺度综合分析方法分析沈阳经济的演化过程。研究表明，1978～2003年，沈阳投入在第一、二产
业的人类活动时间(HA值)所占比重有所下降：而第三产业的比重有增加趋势，但不明显；同时投入在家政部门的人类活动
量(包括所有非经济活动)逐年下降；1978—1995年每个工作时间负担的非工作时间数量越来越小，1995～2003年每个工作时间
负担的非工作时间数量越来越大，这与沈阳市的经济发展规律一致；沈阳社会，劳动生产率显著增加，社会经济生产率、社会劳
动生产率、农业部门劳动生产率、生产部门劳动生产率，以及服务与管理部门的劳动生产率增长了20～30倍，说明沈阳的社会
经济发展主要靠工业的拉动力。
关键词：社会代谢多尺度综合评估；人类活动时间；城市：沈阳
doi：lO．3969／j．issn．1008—8873．2010．03．011中图分类号：C9 2．8 文献标识码：A 文章编号：1008—8873(2010)03·256-06
AMSIAMbasedstudyonShenyangCity’Smetabolism
LIUYel，GENGYon91，DONGHui-juanl”，LIUXiao-qin93，PENWan．xial，XUEBin91
J．KeyLaboratoryofPollutionEcologyandEnvironmentalEngineering,InstituteofAppliedEcology,ChineseAcad myofSciences,
l10016,Chhm
2．GraduateUniv rsityofChineseAcademyofSciences，Beijing100039,China
3．DalianUniversityofTechnology,116024,Chhm
Abstract：Themet odologyofmulti—scaleint gratedanalysisofsocietalmetabolism(MSIASM)wasemployedtostudytherecent
socialevolutionofShenyangcity．Theresultshowedthatfrom1978to2003thetotalinputsofprimaryindustryandsecondaryindustry
decreased，whilethetotalinputsofhouseholdsectorandtertiaryindustryincreased；from1978to1995theoverheadofhumanactivity
timedecreased，whilethesamvaluefrom1995to2003increasedwiththerapiddevelopment．Thismatc etheametrendof
Sh即yang’Seconomicdevelopment．Ourresearchfindingsdearlyindicatethatbothsocialndeconomicproductivityhassignificantly
increased，namdy，theoverallsociallaborp oductivity,laborproductivityinagriculturesector,inmanufacturingsector,andinservice
andgovernmentsectorincreasedby20-30times．Theabover sultsshowUSthatmanufacturingindustryWasthemaindriverfor
Sh即yang’Srapiddevelopment．
Keywords：multi-scaleintegratedanalysisofsocietalmetabolism(MSIASM)；humanactivitytime；city；Shenyang
收稿日期：2010-02-08收稿，2010-04．20接受
基金项目：中国科学院百人计划项日(08YBRlll9S)：中科院博士启动基金项目(09SBSl61S3)；辽宁省自然科学基金项目(2009·2078)．沈阳市科技
计划项目(1091147—9—00)
作者简介：刘晔，女(1980一)，博士。助理研究员，从事区域可持续发展研究。E-mail：liuye@iae．ac．∞
万方数据
3期 刘晔，等：基于MSIASM方法的沈阳城市代谢研究 257
l引言(Introduction)
本文从社会代谢的经济视角出发，对城市社会经
济系统的发展轨迹进行识别和评价。采用的方法为社
会代谢多尺度综合评估方法，该方法是20世纪90
年代初由意大利学者马里奥·吉阿姆皮埃特罗
(Giampietro)与日本学者真弓浩三(Mayumi)共同
提出【l吲。该理论在区域生态系统研究方面已经大量
应用。Falconi--Benitez掣41对厄瓜多尔的研究表明，
仅得益于某种限量资源的社会发展，带来的资本快速
集聚并不利于各部门经济的协调发展，将成为社会可
持续发展的制约因素。Ramos—Martin对西班牙的研究
表明，社会的发展带来的人民生活条件改善，不应仅
是经济意义上的，以牺牲环境利益为代价的发展，将
成为可持续发展15J的壁垒。Giampietro对农业部门的
研究表明，劳动生产率的提高对扩大社会的经济规模，
改进劳动时间分配模式具有积极作用，而这种改进到
目前为止主要效果体现为生物多样性的溃蚀和环境
压力的增大16J。Gomiero和Giampietro对越南公社级
区域的研究表明，应用MSIASM方法进行不同尺度
的社会可持续发展研究可以全面的考察区域经济的
局部特征与全局总体情况I71。在我国，该方法的创立
者MarioGiampietro与Ramos—MartinJ曾于2007年
应用该方法在国家尺度上对1990年和1999年中国的
体外能代谢状况进行分析，通过对比世界其他国家和
地区的体外能代谢状况，提出在以劳动力密集型产业
为基础的中国，未来人口老龄化及能源供应相对短缺
将成为制约我国可持续发展的关键凶烈81。王天送将
该理论引入中国，并以甘肃和福建为案例区开展过相
应研究[9,10】，结果表明人IS]因素将成为甘肃和福建未
来经济发展的制约因素，其中农业就业人口能否实现
向其他产业的转移是甘肃经济可持续发展的制约因
素，其他地区就业人口能否向本区转移是福建经济可
持续发展的制约因素。这两项研究分别从国家级和省
级尺度出发，对我国开展了区域可持续发展评价。由
于社会发展将带来生活水平的提高和经济消费能力
的改善，因此以生产部门和消费部门划分的人类活动
时间和经济规模比例将发生变化。按照经济学划分，
生产部门为各产业部门，消费部门为家政部门；而生
物物理学划分，则生产部门为农业和工业部门，消费
部门为服务业和家政部门。本文同时从经济学和生物
物理学的角度出发，以沈阳为研究对象对其社会经济
发展状况进行研究，为城市社会经济可持续发展轨迹
的有效识别提供研究例证。本文首次将该方法应用于
城市尺度的区域可持续发展研究，通过对沈阳
1978。2003年社会的经济发展状况、发展特点以及主
要动力进行识别，研究成果可为区域的可持续发展研
究提供必要的理论基础与现实依据。
2 指标体系及评价方法(Indicatorsystemand
assessmentmethods)
2．1多尺度的指标体系
这种方法通过对经济参数和生物物理参数的考
察共同评价社会的发展状况，识别社会可持续发展的
限制因素，最大限度的发挥现有统计数据在社会可持
续发展评价中的指代作用[1-3】。本研究选用人类活动
时间和经济增加值作为评价指标识别城市尺度的社
会经济发展轨迹。
人类活动(时间)量(HA：Humanactivity)是
指社会经济系统中人类活动的时间数量(单位以Gh
表示)。包括总的人类活动(时间)量、部门人类活
动(时间)量以及人类活动的社会开支三部分。其中，
社会总的人类活动(时间)量(THA)是指一个社会
经济系统中(包括所有的人口)全部的人类活动数量
(THA=PopulationSizex8760)。部门人类(时间)
量(HA)是指各社会经济组成部门的人类活动数量，
其总和等于社会总的人口活动(时间)量
(THA=HA唧+H～G+HAPS；HH为家政部
门，SG为服务与管理部门，PS为生产部f-j)。人类
活动的社会开支(SOHA)是指社会上人类活动所需
投入的活动量与供养所需开支的比值。即，社会为承
担非工作小时所需的工作小时数(SOHA=(v／x)；
x为工作小时数；Y为非工作小时数)。人类活动时间
的社会开支有两种表示方法： 一是
SoHA$=HA删／(峨G+HAp；二是
SOHABP=(HA删+H氛G)／HAPs；前者表示经
济意义上的为承担“消费”所必须进行的“生产”，
后者表示生物物理意义上的为承担“消费”所必须进
行的“生产”。该数值随着社会的发展呈增高趋势11卅。
社会经济生产率(ESP)是指社会经济系统每单
位时间人类活动所产生的增加值，用ESP表示
(ESP=GDP／IMA，单位为Yuan／h)。劳动经济生产
率(ELP)是指在增加值的生产部门每单位时间人类
活动所生产的增加值。它是代表社会生产水平的指标
万方数据
表1沈阳社会经济系统的人口数和从业人数(1978~2003年)(10s人)
Table1 Populationandemployedpersonsfsocio．economicsysteminShenyang(1978-2003)(105persons
从业人数Employedpersons
年份 人口数 总数 第一产业 第二产业 第三产业 无业人数
Year PopulationTotalemployedPrimary Secondary Tertiary Unempoyed
P!!!竺翌! !翌!竺!坚! !翌璺竺!坚! !里璺竺!!翌 鬯!竺翌1
1978 53．91 20．93 6．49 9．92 4．52 32．98
1985 60．63 24．96 5．71 13．38 7．94 35．67
1990 64．61 29．47 7．17 17．47 11．13 35．14
1995 66．68 35．77 6．90 16．81 14．14 30．91
2000 68．51 38．37 8．87 13．35 15．6 30．14
2003 68．91 38．59 8．15 10．30 16．88 30．32
注：数据来源：‘沈阳统计年鉴1997-2003)，中国统计出版社出版，2004年
人均工作时间源自‘中国性别统计(1990—1905))；其中第一，第二和第三产业年平均工作时间分别为2142、2063和2049小时．
裹2沈阳各部门人类活动时间及所占百分比(1978~2003年)00-9h)
Table2Humanctivitytimeanditsallocationinvarioussectors(1978～2003)(109h)
注：％指该项目占全部人类活动时间的百分比
(ELP=GDP／HAew，单位为Yuan／h)。该数值数着社
会生产力的提供呈增高趋势【¨】。
2．2 MSIASM方法的关键问题解析
MSIASM方法解决的关键问题在于清晰的处理
了按小时分配的人类时间结构，可以分析人类时间分
配和体外能流在各个水平上的关系111|。它通过以下步
骤表示：(1)选择变量类型(流、基金和各部门)和
存在的非断言关系；(2)尽量确定已有数据存在的“非
断言关系”；(3)确定不同层次上变量的关键制约因
素。其中，系统中任何变量(或参数)的变化都将导
致其整体发生变化。任何用于可以分开变量和参数的
先验假设都应充分考虑。差别分析是该研究关键的步
骤，即变化带来的结果以及瓶颈问题可能是什么。通
过结构的因果关系，可以了解变量间的相互制约关系；
通过功能的因果关系，可以了解系统内部组成的相互
制约关系【11—21。依据上述理论，MISASM通过比较
变量的差异，识别不同等级层次和相同等级层次不同
部分的相互作用影响下的沈阳整体社会代谢状况。
3结果与讨论(Resultandiscussion)
从《沈阳年鉴2003>>摘录相关的人口、从业人
员和GDP等数据(表1)，根据上述公式，算出THA、
HAHH、HAAo、OAps、HAsG、SOHA、ESP和ELP
值，并进行对比分析，可以看出25年来沈阳社会发
展状况。
3．1人类活动(时间)量HA在各产业的分配
将沈阳产业活动时间分成1978—1990和1990-
万方数据
3期 刘晔，等：基于MSIASM方法的沈阳城市代谢研究 259
表3沈阳(2003)与美国(1994)各部门人类活动时间比重的比较(％)
Table3 Comparisonofthepercentages(％)ofhumanctivitytimeindifferents c orsbetweenShenyang(2003)and
USA(1994)
USA 42．00 29 19．oo 6 0．20 4
沈阳42．00 27 19．00 6 3．00 4
Shenyang
注：美国人类活动数据见参考文献；个人睡眠和私人事务以每日10小时计。
2003年两段时间研究。从表2可以看出，1978～2003
年，生产部门(第一、二产业)所占的人类活动时间
有先上升后下降的趋势。从1978年的7．3％升至1990
年的9．1％，从1990年9．1％有降至2003年的6．4％。
服务与管理部门的比重有增加趋势，从1978年的2．0％
增至2003年的5．7％。变化明显的是投入在家庭生活
和休闲的人类活动时间(包括失业和无业人员的活动
量)逐年下降，从1978年的90．8％降至2003年的87．9％。
这与25年来沈阳社会的不断发展相一致，以装备制造
业为基础的产业发展格局，创造出大量的就业机会，
也就使沈阳地区的付薪部门人类活动时间不断增加。
将2003年沈阳人类活动时间在各部门的分配情
况与美国(1994)进行比较(表3)，可以看出两者
的存在差距。在经济活动中，美国从事生产活动的人
类时间仅占总人类活动时间的4％，其中从事食物生
产的仅占0．2％，而沈阳则分别为6．4％和2．9％；两者
差距都很明显，说明了发展程度的差异。从表3中还
可以看出，美国与沈阳在不参与生产活动人员方面存
在差异：美国有50％的人不参与经济活动(包括小孩、
学生、退休人员、失业者和其他无经济活动能力的人
员，发达国家也大多如此)，沈阳是44％(无业人员／
从业人员=30．3／68．9)，即沈阳的赡养率(从业人员负
担的人口)比较低。
3．2人类活动时间(量)的社会开支SOItA
如上所述，人类活动时间的社会开支表示对于
“x”个工作小时，社会必须承担“Y”个非工作小
时；也可以说是，单位工作时间要负担的非工作时
间数量。从图1可以看出，1978～2003年，无论从
经济学意义还是生物物理学意义上的SOHA值都呈
现先下降后上升的趋势。1978—1995年，SOHA不
断下降，表明每个工作时间负担的非工作时间数量
越来越少，同时单位工作时间负担的非工作时间数
量越来越大。这表明，投入到经济活动的时间越来
越多，而花费在非工作(包括休闲、受教育和享受
退休生活等)越来越少。1995—2003年，SOHA值
则不断上升，表明每个工作时间负担的非工作时间
数量悦来越大，投入到经济活动的时间越来越少，
而花费在非工作(包括休闲、受教育和享受退休生
活等)的时间越来越多。1978—1995年沈阳经历了
计划经济向市场经济的转型期过程中，而1995～2003
年经历了市场经济稳步发展过程，SOHA值的变化
规律与沈阳的经济发展状况密切相关。随着人口的
老龄化、平均寿命的增长、教育水平的提高(如普
及高中教育、大学升学率提高)和工作时间减少，
沈阳的人类活动社会开支还将不断增大。
^
重
2
鬃
彗
薹
篓
1970 19踟 1990 2000 2010
年份(a)
圈1经济学意义($)和生物物理学意义饵P)的沈阳人类活
动(时间)量的社会开支(SOnA)变化情况(1978～2003年)
FiglChangesoftheoverheadofhumanctivitytimein
economic(S)andbiophysics(BP)ofShenyang(1978～2003)
6
4
2
O
8
6
4
2
O
万方数据
表4沈阳社会／劳动生产率发展情况(1978～2003年)(元／小时)
Table4 DevelopmentofSocial／laborproductivityofShenyang(1978-2003)(Yuan／h)
3．3社会／劳动生产率
社会／劳动生产率反映了社会生产力单位时间所
创造的产值。表4很好地反映了1978—2003年沈阳社
会／劳动生产率的增长情况。无论是社会生产率(ESP)，
还是劳动生产率ELP和分行业劳动生产率ELPAG、
ELP除ELPSG都有了显著的增长，除第三产业增长
20．35倍外，其他都增长了21．81—25．64倍，而且有越
来增加越快趋势。其中，第二产业的增长最大，其次
为农业，第三产业的增速最慢，社会生产率的增速也
就慢，从1978年的0．09元／d,时增至2003年的2．66
元／小时，这是投入在第三产业的人类活动量在经济
活动(付薪工作)中所占比重很大(达47％、以从业
人员计为44％)的真实写照。
4结论(Conclusion)
应用MSIASM理论对城市社会(最高层次)，家
庭、农业、生产、服务与管理(中级层次)进行社会
代谢分析，主要得出以下结论：
(1)1978----2003年，沈阳投入在第一、二产业
的人类活动时间(HA值)所占比重有所下降，从1978
年的7．34％降至2003年的6．47％；而第三产业的比
重有增加趋势，但不明显；同时投入在家政部门的人
类活动量(包括所有非经济活动)逐年增加，从1978
年的92．66％降至2003年的88．4％。这与沈阳十年来
社会发展状况相吻合；但是，第三产业(包括服务与
管理)的发展不太明显。
(2)1978～2003年，沈阳人类活动时间的社会
开支(SOHA)于1978--一1995呈现为下降趋势，．其
后表现出上升趋势，这与国家社会发展规律一致，
1995年后单位工作时间负担的非工作时间数量越来
越大，说明了投入到经济活动的时间越来越少，而花
费在非工作(包括休闲、受教育和享受退休生活等)
的时间越来越多。这进一步表明了沈阳社会的发展。
(3)1978～2003年，沈阳社会／劳动生产率显著
增加，社会经济生产率、劳动生产率、农业部门劳动
生产率、生产部门劳动生产率，以及服务与管理部门
的劳动生产率增长了20～30倍，其中工业增幅最大
(26倍)，服务与管理业最慢(20倍)，表明此时间
段内，沈阳的社会经济发展主要靠工业的拉动。
5讨论(Discussion)
“社会代谢多尺度综合评估(MSIASM)”方法
将各个不同尺度(如区域、产业)上社会经济系统的
各种特征结合综合评估系统的发展水平与可持续性，
并通过对不同政策带来的发展后果分析，检验城市内
部与外部各要素之间的相互作用和制约关系，有助于
定量化地评估系统整体的可持续性，为城市管理者提
供科学决策依据。从城市人类活动时间(量)在各部
门的分配这一视角，分析城市社会经济的发展状况，
与从业人员就业结构相比，人类活动时间不但考虑了
从业人员的数量，还考虑了从业人员的假日和休闲等
社会因素，从而更能真实地反映城市社会发展的状况
本文的不足之处在于没有实地调查各产业从业人
员的实际工作时间，与沈阳社会经济的发展状况会存
在一定偏差。下一步有必要在补充能源消耗数据的基
础上，通过人类活动和体外能等指标的定量分析，更
好的用MSIASM方法评价社会的发展及其可持续性。
致谢(Acknowlegdement)
深圳市发改委城市发展研究中心王天送老师为
本文的撰写给予大力帮助，特此谢枕!
万方数据
3期 刘晔，等：基于MSIASM方法的沈阳城市代谢研究 261
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基于MSIASM方法的沈阳城市代谢研究
作者： 刘晔， 耿涌， 董会娟， 刘晓青， 任婉侠， 薛冰， LIU Ye， GENG Yong， DONG Hui-
juan， LIU Xiao-qing， REN Wan-xia， XUE Bing
作者单位： 刘晔,耿涌,任婉侠,薛冰,LIU Ye,GENG Yong,REN Wan-xia,XUE Bing(中国科学院污染生态与
环境工程重点实验室,中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳,110016)， 董会娟,DONG
Hui-juan(中国科学院污染生态与环境工程重点实验室,中国科学院沈阳应用生态研究所,辽
宁沈阳,110016;中国科学院研究生院,北京,100039)， 刘晓青,LIU Xiao-qing(大连理工大
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刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGICAL SCIENCE
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