山東省經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染關(guān)系研究

趙 凱，王志曉，唐海濱

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，陜西楊凌 712100;2.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，陜西楊凌 712100)

1 引言

20世紀(jì)90年代初美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家Grossman和Krueger通過(guò)對(duì)42個(gè)國(guó)家環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的橫截面數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的長(zhǎng)期關(guān)系呈倒“U”形［1］。由于這與反映經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與收入分配之間關(guān)系的庫(kù)茲涅茨曲線(Kuznets，l955)相像，Panayotou將其稱之為環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線(EKC)。其基本涵義為是指當(dāng)一國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展初始階段，環(huán)境會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不斷惡化，但當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度時(shí)環(huán)境惡化會(huì)逐漸好轉(zhuǎn)，隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，環(huán)境會(huì)得到很好的改善。從長(zhǎng)期來(lái)看環(huán)境污染水平與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系呈倒U形曲線特征。

在環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的概念提出之后，國(guó)內(nèi)外眾多專家學(xué)者基于不同國(guó)家和地區(qū)的數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行了大量的分析和驗(yàn)證，這些研究一部分證實(shí)了EKC的存在，但有些研究結(jié)論卻與之不符。韓玉軍［2］等對(duì)165個(gè)國(guó)家進(jìn)行分組運(yùn)用CO2排放量數(shù)據(jù)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，“高工業(yè)、高收入”國(guó)家出現(xiàn)了“倒U”型趨勢(shì)，“低工業(yè)、低收入”國(guó)家出現(xiàn)微弱“倒U”型趨勢(shì)，“低工業(yè)、高收入”國(guó)家表現(xiàn)出了“～”型趨勢(shì)，而“高工業(yè)、低收入”國(guó)家環(huán)境污染與收入增長(zhǎng)同步。吳玉萍等［3］對(duì)北京以及陳華文等［4］對(duì)上海進(jìn)行實(shí)證研究，發(fā)現(xiàn)環(huán)境變化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間符合倒“U”型曲線關(guān)系;中科院可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究組研究表明，我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染水平存在弱環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線關(guān)系［5］。但彭水軍在分析我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染之間的關(guān)系時(shí)得出我國(guó)在1985～2003間并不存庫(kù)茲涅茨曲線［6］;Cropper和Griffiths在研究非洲森林減少量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系時(shí)也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)倒“U”型曲線走勢(shì)［7］。張曉、沈滿洪、班春峰等的研究則發(fā)現(xiàn)了正“U”型、“N”型、三次曲線及凹函數(shù)等特殊的曲線形式［8-10］。綜觀國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者的研究，一方面，雖然對(duì)于不同國(guó)家和地區(qū)的實(shí)證研究較為豐富，但有關(guān)山東省的實(shí)證研究鮮見(jiàn)。另一方面，研究中大多采用名義GDP進(jìn)行計(jì)算，少有利用實(shí)際GDP進(jìn)行的研究，難以反映經(jīng)濟(jì)發(fā)展的真實(shí)情況。

本文運(yùn)用1981～2007年持續(xù)27年的數(shù)據(jù)，選取SO2排放量和煙塵排放量、工業(yè)廢水排放量、工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量四項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)，計(jì)算得出其與人均實(shí)際GDP相關(guān)性定量模型，并在此基礎(chǔ)上對(duì)山東省的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展提出了一些建議。

2 研究區(qū)域、數(shù)據(jù)及模型選取

2.1 山東省概況

山東省地處中國(guó)東部，黃河下游，東臨渤海、黃海。全省陸地總面積15.67×104hm2，人口8700多萬(wàn)。山東省一直把農(nóng)業(yè)作為發(fā)展經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值居全國(guó)第一。中國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，山東省國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值以年均10%以上的速度遞增，人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值早已突破萬(wàn)元大關(guān)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)主要指標(biāo)居全國(guó)前列，成為中國(guó)東部沿海經(jīng)濟(jì)大省。但與此同時(shí)，隨著工業(yè)的發(fā)展，“三廢”排放逐年增加，以1981年為基期，2007年工業(yè)“廢水”、“廢氣”排放量和“固體廢棄物”產(chǎn)生量分別增加了190%、117%和473%，對(duì)水體、大氣、土壤及人們的生活環(huán)境造成了相當(dāng)大的影響，阻礙了山東省經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的持續(xù)發(fā)展。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文選取1982～2008年山東省統(tǒng)計(jì)年鑒作為數(shù)據(jù)來(lái)源，選取1981～2007年人均實(shí)際GDP為經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(以1952年的居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)為100計(jì)算的實(shí)際GDP/人口)，選取工業(yè)廢水排放量、工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量、工業(yè)廢氣中的SO2排放量和煙塵排放量作為環(huán)境指標(biāo)。具體數(shù)據(jù)如圖1、圖2和圖3所示。

2.3 模型的選取

計(jì)量模型的選取既要有一定的統(tǒng)計(jì)意義，能夠保證統(tǒng)計(jì)學(xué)所需的模擬精度又要具有現(xiàn)實(shí)意義，能夠?qū)χ笜?biāo)間的關(guān)系予以合理的解釋。根據(jù)以上原則以及前人研究的經(jīng)驗(yàn)［1-11］，本文選取對(duì)數(shù)模型和多項(xiàng)式模型，分別進(jìn)行計(jì)算，選取擬合程度最好的方程作為環(huán)境指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的關(guān)系反映。模型如下:

圖1 工業(yè)廢水排放量及固體廢棄物產(chǎn)生量年際變化圖Fig.1 The inter-annual change of the discharged volume of industrial waste water and solid waster

Y 是污染物排放量(產(chǎn)生量)，X 是人均 GDP，α1、α1、β0、β1、β2、β3是模型參數(shù)，ε是隨機(jī)誤差項(xiàng)。如模型①中 α0、α1都不為零，則環(huán)境指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之間呈現(xiàn)倒“U”型關(guān)系，即符合環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線;模型②中，β0、β1、β2、β3隨著取值的不同，可以反映出不同的環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系，具體如下:

(1)當(dāng)β1≠0，β2=0，β3=0時(shí)，環(huán)境狀況與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間呈現(xiàn)線性關(guān)系;

(2)當(dāng) β1＞0，β2＜0，β3=0時(shí)，環(huán)境狀況與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間符合倒“U”型關(guān)系;

(3)當(dāng) β1＜0，β2＞0，β3=0時(shí)，環(huán)境狀況與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間呈現(xiàn)“U”型關(guān)系;

(4)當(dāng)β1＞0，β2＞0，β3=0時(shí)，環(huán)境狀況與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間呈現(xiàn)“凹函數(shù)”關(guān)系;

(5)當(dāng)β1、β2、β3都不為0時(shí)，環(huán)境狀況與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間呈現(xiàn)三次曲線關(guān)系。

3 結(jié)果分析

3.1 模型參數(shù)估計(jì)

借助EXCEL，在SPSS16.0軟件的支持下，依據(jù)山東省1981年～2007年相關(guān)環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)和人均實(shí)際GDP數(shù)據(jù)，得到模擬結(jié)果如下:

表1 山東省工業(yè)廢物排放量與人均GDP對(duì)數(shù)模型模擬檢驗(yàn)結(jié)果Table 1 The fitting results of the discharged volume between industrial waster and GDP per capita with the logarithm model in Shandong province

表2 山東省工業(yè)廢物排放量與人均GDP多項(xiàng)式模型模擬檢驗(yàn)結(jié)果Table 2 The fitting results of the discharged volume between industrial waster and GDP per capita with the polynomial models in Shandong province

Note:“＊＊＊”、“＊＊”、“* ”in table 1，2 showed the probab:lity was 99%，95%，90%respectively.由表1 的對(duì)數(shù)模型模擬結(jié)果可知，除SO2排放量以外(修正后R2未通過(guò)檢驗(yàn))，工業(yè)廢水排放量、煙塵排放量以及工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量與人均GDP的對(duì)數(shù)值擬合都較好。在表2的多項(xiàng)式模型中，除工業(yè)廢水排放量以外，SO2、煙塵排放量以及工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量與人均GDP的擬合程度都較好，選取兩組結(jié)果中的通過(guò)檢驗(yàn)且擬合程度最高的方程，得到山東省環(huán)境指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系如下表所示:

表3 山東省工業(yè)廢物排放量與人均GDP模擬檢驗(yàn)結(jié)果Table 3 The fitting and tested results between industrial waster discharged volume and GDP per capita in Shandong province

擬合結(jié)果表明，山東省在研究時(shí)段內(nèi)(1981～2007年)工業(yè)廢水排放量與人均實(shí)際GDP之間呈倒“U”型關(guān)系，而SO2排放量、煙塵排放量及工業(yè)固體廢棄物排放量與人均實(shí)際GDP之間呈“三次曲線”關(guān)系。廢水排放量的拐點(diǎn)還沒(méi)有出現(xiàn)，SO2排放量、煙塵排放量的最大值分別出現(xiàn)在人均實(shí)際GDP約為3211和2379元的時(shí)候，根據(jù)人均實(shí)際GDP與年份的SO2排放量和煙塵排放量的相關(guān)關(guān)系(如圖3所示)可以得出，大約是1995和1993年。

3.2 工業(yè)廢水排放量和人均實(shí)際GDP的關(guān)系

研究期內(nèi)，山東省“工業(yè)廢水”排放量和人均實(shí)際GDP存在較為顯著倒“U”型函數(shù)關(guān)系(R2=0.651)，符合環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線，但由圖1可知，工業(yè)廢水排放量呈現(xiàn)逐年波動(dòng)遞增趨勢(shì)，還沒(méi)有出現(xiàn)拐點(diǎn)。同時(shí)，由圖4可知，近年來(lái)隨著人均GDP的增量的急劇上升，廢水排放增量也呈現(xiàn)出明顯的波動(dòng)上升狀態(tài)，這應(yīng)該引起社會(huì)和政府部門的充分關(guān)注，雖然廢水排放量與人均GDP的關(guān)系呈現(xiàn)倒“U”型，理論上意味著將來(lái)會(huì)出現(xiàn)拐點(diǎn)，隨后廢水排放量就會(huì)遞減，但是，拐點(diǎn)的出現(xiàn)絕對(duì)離不開(kāi)環(huán)境的治理與保護(hù)。因此，加大廢水排放的控制和治理力度仍將是今后環(huán)境工作的重點(diǎn)，以期拐點(diǎn)早日出現(xiàn)。

3.3 SO2排放量與人均實(shí)際GDP的關(guān)系

SO2排放量與人均實(shí)際GDP基本呈現(xiàn)三次曲線關(guān)系(R2=0.5933)，在圖5中可以看出擬合曲線并不能很好的反映SO2排放量的變化趨勢(shì)。在圖2中可以看出SO2排放量在1997年之前逐年遞增，在1997年到達(dá)頂點(diǎn)然后開(kāi)始逐年下降至2004年然后又呈現(xiàn)再上升在下降趨勢(shì)?；痣姀S是SO2排放的一個(gè)重大源頭，1997年山東省緊抓SO2減排工作，關(guān)閉了一大批小型火電廠，并對(duì)全省范圍內(nèi)的火電機(jī)組進(jìn)行脫硫整改。2005年山東省繼續(xù)推行火電機(jī)組脫硫措施，抑制SO2排放，整治效果令人滿意。因?yàn)槿螖M合曲線并不完美，SO2的變化還可能出現(xiàn)其他形式，因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)SO2排放的監(jiān)測(cè)力度，有針對(duì)性的做好其治理工作。

3.4 工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量與人均GDP的關(guān)系

表3中R2=0.988說(shuō)明固體廢棄物產(chǎn)生量與人均GDP呈顯著的三次函數(shù)關(guān)系，正如圖6中所示固體廢棄物產(chǎn)生量與人均GDP的三次擬合較好。在圖1中可以看出，固體廢棄物產(chǎn)生量在2003年之前平穩(wěn)增加，在2003至2007年迅速增加。在2003～2007年期間山東省經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，但是這些工業(yè)大多屬于能源與原材料領(lǐng)域，資源消耗大，副產(chǎn)品多，污染嚴(yán)重，是導(dǎo)致固體廢棄物產(chǎn)生量大幅增長(zhǎng)的一個(gè)重要原因。因此為降低固體廢棄物的排放量，減輕環(huán)境污染，改進(jìn)原始的粗放型生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)集約化生產(chǎn)勢(shì)在必行。

圖6 工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量與人均實(shí)際GDP的三次擬合曲線圖Fig.6 The fitting cubic curve between industrial wasters discharged volume and per capita real GDP

3.5 煙塵排放量與人均GDP的關(guān)系

煙塵排放量與人均GDP呈顯著的三次曲線關(guān)系(R2=0.733)，雖然曲線的擬合度并不是很低，但在圖7中可以看出煙塵排放量隨著人均GDP的增加而呈現(xiàn)波動(dòng)下降的趨勢(shì)，擬合曲線并不能很好的反映這一趨勢(shì)。另外，在圖2中可知，1993年之前呈波動(dòng)上升狀態(tài)，在1993～2007年呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，后繼發(fā)展趨勢(shì)不明，為防止煙塵排放量的再度上升，政府部門應(yīng)繼續(xù)做好煙塵排放量的控制及治理工作。

圖7 煙塵排放量與人均GDP的三次擬合曲線圖Fig.7 The fitting cubic curve between dusts discharged volume and per capita real GDP

4 結(jié)論及建議

山東省在研究時(shí)段內(nèi)(1981～2007年)工業(yè)廢水排放量與人均實(shí)際GDP之間呈倒“U”型關(guān)系，而SO2排放量、煙塵排放量及工業(yè)固體廢棄物排放量與人均實(shí)際GDP之間呈“三次曲線”關(guān)系。雖然擬合結(jié)果可以通過(guò)理論上的檢驗(yàn)，但是SO2排放量、煙塵排放量的變化趨勢(shì)仍然難以確定，且廢水排放量的拐點(diǎn)還沒(méi)有出現(xiàn)。山東省還正處于工業(yè)化中期，而且還保持著以規(guī)模的擴(kuò)大為主的“高增長(zhǎng)，高污染”的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，環(huán)境隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有可能會(huì)繼續(xù)惡化。同時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，山東省環(huán)境狀況與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系只是一種趨勢(shì)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展并不能促使環(huán)境自動(dòng)好轉(zhuǎn)，因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，為實(shí)現(xiàn)山東省的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，必須做好以下幾點(diǎn):

(1)繼續(xù)加大環(huán)保投資比例。根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)國(guó)家或地區(qū)在經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)期，環(huán)保投入要占到國(guó)民生產(chǎn)總值的1%到1.5%才能有效控制住環(huán)境污染;達(dá)到3.0%才能使環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善。但山東省2006年才達(dá)到1.76%，剛剛屬于有效控制環(huán)境污染，保護(hù)環(huán)境仍然任重而道遠(yuǎn)。

(2)改變發(fā)展模式，改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，走資源消耗少，環(huán)境污染小的新型工業(yè)化道路。實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

(3)由于環(huán)境走勢(shì)的不確定性，必須加大環(huán)保力度和對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)力度，避免環(huán)境“閥值”的出現(xiàn)，為“極值”的盡早到來(lái)做好準(zhǔn)備。

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