環(huán)境庫茲涅茨曲線與“十一五”約束性指標(biāo)
——基于中國省際面板數(shù)據(jù)的實證分析

鄭恒、董波

(1浙江財經(jīng)學(xué)院、2浙江省發(fā)展規(guī)劃研究院，浙江 杭州 310018、310012)

環(huán)境庫茲涅茨曲線與“十一五”約束性指標(biāo)
——基于中國省際面板數(shù)據(jù)的實證分析

鄭恒1、董波2

(1浙江財經(jīng)學(xué)院、2浙江省發(fā)展規(guī)劃研究院，浙江 杭州 310018、310012)

本文利用省際面板數(shù)據(jù)對我國“十一五”期間環(huán)境庫茲涅茨曲線進行驗證，并對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、污染治理成效等因素進行分析，提出從減排效果來看，工業(yè)內(nèi)部轉(zhuǎn)型升級比三次產(chǎn)業(yè)間結(jié)構(gòu)調(diào)整更顯著，而清潔技術(shù)和減排設(shè)施的運用是關(guān)鍵。

環(huán)境庫茲涅茨曲線；約束性指標(biāo)；面板數(shù)據(jù)

一、引 言

1993年，Panayotou首次提出了環(huán)境庫茲涅茨曲線（EKC）的概念，用于描述環(huán)境污染和經(jīng)濟增長的倒U型關(guān)系，此后，國內(nèi)外學(xué)者紛紛展開相應(yīng)的實證研究。改革開放30多年來，中國經(jīng)濟快速增長，2010年國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）達到6.04萬億美元，超越日本成為世界第二大經(jīng)濟體。但伴隨經(jīng)濟高速增長的，是巨大的環(huán)境代價，世界銀行統(tǒng)計表明，中國每年空氣和水污染造成的經(jīng)濟損失相當(dāng)于當(dāng)年GDP的8%-12%。2006年美國耶魯大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)和歐盟委員會聯(lián)合研究中心首次發(fā)布的世界環(huán)境績效排名（EPI）中，中國在133個國家或地區(qū)里位居第94位。意識到環(huán)境問題的緊迫性，中國在“十一五”規(guī)劃綱要中明確提出了有關(guān)環(huán)境維護的約束性指標(biāo)，其具有法律效力，并分解落實到各省市區(qū)，具體如單位GDP能耗降低20%左右、單位工業(yè)增加值用水量降低30%、主要污染物排放總量減少10%、森林覆蓋率達到20%等?！笆晃濉币?guī)劃中約束性指標(biāo)的制定和實施，倒逼各地采取多種措施加大節(jié)能減排力度，也對中國EKC演進路徑產(chǎn)生了影響。

本文在EKC假設(shè)的基礎(chǔ)上，分析經(jīng)濟增長是通過哪些傳導(dǎo)機制作用到環(huán)境并產(chǎn)生正面的改善作用，利用“十一五”有關(guān)數(shù)據(jù)進行計量分析，研究中國實施約束性指標(biāo)這一污染控制手段后對EKC帶來的現(xiàn)實影響，同時將經(jīng)濟增長促進環(huán)境改善的各因素納入計量分析，分析“十一五”期間哪些減排措施發(fā)揮了較大作用，以便對“十二五”時期的節(jié)能減排工作提出針對性的建議。

二、污染排放與經(jīng)濟增長倒U型關(guān)系的理論解釋

《世界發(fā)展報告1992》（IBRD，1992）指出：“經(jīng)濟規(guī)模的擴張不可避免地會損害環(huán)境的觀點，是建立在對技術(shù)、偏好和環(huán)境投資的靜態(tài)假定基礎(chǔ)上的”。如果用簡單的數(shù)理模型表示，某種污染物的人均排放量為s，人均收入為y，那么這個觀點可表達為：

其中α系數(shù)為常數(shù)，因此隨著人均收入的持續(xù)增長，環(huán)境污染將相應(yīng)快速增長。然而在現(xiàn)實經(jīng)濟世界中，經(jīng)驗表明，由于經(jīng)濟增長帶來的彈性效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)和技術(shù)效應(yīng)，會使污染排放系數(shù)逐漸變小，用公式表示，即α系數(shù)本身也是y的線性負(fù)相關(guān)函數(shù)：

這種負(fù)相關(guān)性，主要以三種效應(yīng)進行傳導(dǎo)并產(chǎn)生影響的：一是收入彈性效應(yīng)。隨著經(jīng)濟持續(xù)增長人們收入不斷提高，在消費者效用函數(shù)中物質(zhì)財富的邊際效應(yīng)遞減，環(huán)境質(zhì)量的邊際效應(yīng)逐漸增強。當(dāng)環(huán)境質(zhì)量需求的收入彈性大于1時，人們將為了改善環(huán)境質(zhì)量而放棄經(jīng)濟增長。表現(xiàn)在現(xiàn)實世界就是當(dāng)?shù)孛癖婇_始要求關(guān)停污染企業(yè)，抵制企業(yè)排污，甚至爆發(fā)環(huán)保問題的群體性事件，最終影響地方政府在生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟增長間權(quán)衡決策。二是結(jié)構(gòu)升級效應(yīng)。結(jié)構(gòu)效應(yīng)體現(xiàn)在兩個方面：一方面是第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)間的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，隨著經(jīng)濟增長，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將會從以污染排放較少的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟為主，轉(zhuǎn)為環(huán)境污染嚴(yán)重的工業(yè)經(jīng)濟為主，最后又調(diào)整為以污染排放較少的服務(wù)業(yè)經(jīng)濟為主；另一方面是工業(yè)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)升級，從原來的高污染、高能耗、高排放的制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級為資源消耗低、環(huán)境污染少的先進制造業(yè)。三是技術(shù)進步效應(yīng)。這種效應(yīng)主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面是隨著經(jīng)濟持續(xù)增長，使得生產(chǎn)技術(shù)的進步成為可能，清潔技術(shù)、循環(huán)經(jīng)濟等應(yīng)用使得同類產(chǎn)業(yè)單位產(chǎn)值所產(chǎn)生的污染大大降低；另一方面是治理污染的科研投入持續(xù)增多，環(huán)境技術(shù)日新月異，使得污染“末端治理”的強度和成效大大提高。

以上三種效應(yīng)使得α系數(shù)成為y的線性負(fù)相關(guān)函數(shù)，將公示②帶入公式①，S和y的關(guān)系即為：

由公式③可知，人均污染排放s和人均收入y將呈倒U型。

三、對“十一五”環(huán)境約束性指標(biāo)的庫茲涅茨曲線檢驗

（一）變量選取和處理

檢驗EKC，首先確定環(huán)境污染、經(jīng)濟增長，以及經(jīng)濟增長對環(huán)境污染影響因素等變量的選取。

1.環(huán)境污染指標(biāo)：“十一五”規(guī)劃綱要中確定了“全國主要污染物排放總量減少10%”這一約束性指標(biāo)，其中“主要污染物”指化學(xué)需氧量（COD）和二氧化硫（SO）?？紤]到

2SO2作為主要由工業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)致的重要空氣污染物，自上世紀(jì)70年代就受到嚴(yán)格監(jiān)測，排放量的申報和核定計算方法更為嚴(yán)密，相比其他污染物指標(biāo)更具統(tǒng)計連續(xù)性和準(zhǔn)確性。因此本文選取人均SO排放量作為環(huán)境污染變量。

2.經(jīng)濟增長指標(biāo)：選取人均GDP作為經(jīng)濟增長變量，并通過GDP平減指數(shù)處理，采用以2000年為基期價格計算的不變價人均GDP。

3.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指標(biāo)：以工業(yè)增加值占GDP的比重來表現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來的效應(yīng)，反映工業(yè)規(guī)模對污染排放量的影響。

4.產(chǎn)業(yè)內(nèi)部升級指標(biāo)：用污染密集行業(yè)（PIIs）占工業(yè)總產(chǎn)值的比重，表現(xiàn)產(chǎn)業(yè)內(nèi)部優(yōu)化升級帶來的影響效應(yīng)。污染密集行業(yè)是指生產(chǎn)過程中如果不加以治理，就會直接或間接產(chǎn)生大量污染物的行業(yè)。可從排污總量和單位產(chǎn)值排污量兩個維度來衡量，從2010年統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，中國工業(yè)行業(yè)中SO2排放總量和單位產(chǎn)值SO2排放量排名都處于前十的共有7個行業(yè)：電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)，化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)，有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)，石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，造紙及紙制品業(yè)。本文以7個行業(yè)的工業(yè)產(chǎn)值加總占工業(yè)總產(chǎn)值比重作為產(chǎn)業(yè)內(nèi)部升級指標(biāo)，指標(biāo)越小，說明工業(yè)內(nèi)部優(yōu)化越成功。

5.污染治理成效指標(biāo)：以污染物去除量在初始排放量中的占比，作為反映污染治理成效的指標(biāo)，以此間接反映經(jīng)濟增長的收入彈性效應(yīng)、技術(shù)進步效應(yīng)在環(huán)境污染治理中取得的成效。具體計算方法為：工業(yè)二氧化硫去除量/（工業(yè)二氧化硫排放量+工業(yè)二氧化硫去除量）×100%。

（二）樣本選擇和計量模型

由于EKC的拐點往往出現(xiàn)在經(jīng)濟增長達到較高水平，如Grossman & Krueger（1991）的研究證明SO2的EKC拐點在人均4772-5965美元。因此在對EKC的研究中經(jīng)濟增長指標(biāo)必須具有較大區(qū)間跨度，以便完整反映出倒U型軌跡。2010年中國人均GDP尚不足4500美元，以全國數(shù)據(jù)進行時間序列分析無法真實表現(xiàn)EKC的軌跡。但中國區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展極不平衡，發(fā)達省市如北京、天津、上海，2010年人均GDP已達到10000美元以上，因此本文樣本采用中國31個省、市和自治區(qū)的面板數(shù)據(jù)，以更好地分析檢驗EKC的倒U型特征。在時間跨度上，本文以“十一五”規(guī)劃期間2006-2010年的數(shù)據(jù)，驗證實施約束性指標(biāo)下EKC的軌跡及各因素作用力大小，以此分析我國實施約束性指標(biāo)這一污染控制手段的實際成效及傳導(dǎo)作用機制。

本文EKC模型采用二次多項式模型，并納入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、內(nèi)部升級、污染治理等三個指標(biāo)，作為對經(jīng)濟增長的結(jié)構(gòu)升級效應(yīng)、收入彈性效應(yīng)和技術(shù)進步效應(yīng)的測算。模型設(shè)定為：

其中下標(biāo)i代表各地區(qū)的不同省份，t為時間變量。sit為i省份在第t年的SO2人均排放量；yit為i省份在第t年的人均GDP；Git為i省份在第t年的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指標(biāo)（當(dāng)年該省工業(yè)增加值占GDP的比重）；Wit為i省份在第t年的產(chǎn)業(yè)內(nèi)部升級指標(biāo)（當(dāng)年該省7個污染密集行業(yè)的工業(yè)產(chǎn)值加總占該省工業(yè)總產(chǎn)值的比重）；Zit為i省份在第t年的污染治理成效指標(biāo)（工業(yè)二氧化硫去除量/（工業(yè)二氧化硫排放量+工業(yè)二氧化硫去除量）× 100%）；θt為年度虛擬變量，主要代表經(jīng)濟增長以外隨時間變化的因素影響，如價格變動、環(huán)保意識等；γi為省份虛擬變量，反映省際間由于地位位置、資源稟賦、地方政策等導(dǎo)致的持續(xù)存在的差異；εit則是與時間和地區(qū)都無關(guān)的隨機擾動項。

（三）實證結(jié)果

根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒》（2006-2011）、《中國工業(yè)經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》（2006-2011）上的各省數(shù)據(jù)進行整理，將31個省、市和自治區(qū)的5年數(shù)據(jù)納入模型進行計量檢驗。首先經(jīng)豪斯曼檢驗，確定建立個體固定影響回歸模型，再通過F檢驗確定采用變截距模型固定影響回歸模型，得出如下回歸方程：

調(diào)整R2=0.9954 F=640.0949 DW=1.2388

從回歸方程來看，中國地區(qū)經(jīng)濟增長與污染排放呈現(xiàn)倒U型形態(tài)，符合EKC假設(shè)。根據(jù)該模型對計量樣本的估計參數(shù)，EKC在人均GDP達到22700元（2000年價格）時接近拐點，開始步入SO2人均排放隨經(jīng)濟增長逐步下降的良性階段。以該經(jīng)濟增長水平為標(biāo)準(zhǔn)，在31個省市區(qū)中，2010年已越過EKC拐點的有上海、天津、北京、江蘇、浙江、遼寧、福建、廣東、山東、內(nèi)蒙古、黑龍江、湖北共12個省市，而吉林和河北也已非常接近EKC拐點。

對經(jīng)濟增長促進環(huán)境改善的各因素分析來看，也完全符合預(yù)期。工業(yè)占GDP比重和污染密集行業(yè)占工業(yè)總產(chǎn)值比重的提高，均會導(dǎo)致人均SO2排放的加大，而污染治理成效的提高將大大減低污染排放水平。但從顯著性來看，污染密集行業(yè)占比、污染治理成效與污染排放的相關(guān)性要遠(yuǎn)大于工業(yè)占比與污染排放的相關(guān)性。從樣本估計系數(shù)來看，工業(yè)占比每增加一個百分點，人均SO2排放將增加0.01公斤；污染密集行業(yè)占比每增加一個百分點，人均SO2排放將增加0.21公斤；污染治理成效比例每增加一個百分點，人均SO2排放將減少0.14公斤。

四、結(jié)論與啟示

本文通過對“十一五”時期31個省份的SO2排放數(shù)據(jù)進行面板分析，可看到污染排放和經(jīng)濟增長確實符合環(huán)境庫茲涅茨曲線的演進軌跡。從 “十一五”規(guī)劃中減排約束性指標(biāo)的實施情況來看，其成效是顯著的。至2009年底，全國SO2排放量已累計較2005年下降13.14%，提前一年完成了規(guī)劃確定的約束性指標(biāo)。而從省際面板數(shù)據(jù)分析，全省31個省市區(qū)中，至“十一五”末已有12個省市區(qū)跨過環(huán)境庫茲涅茨曲線拐點，開始進入到生態(tài)環(huán)境逐漸改善的發(fā)展階段。通過對省際數(shù)據(jù)分析，還可得到如下啟示：

一是將減排等約束性指標(biāo)分解落實到各省份時，要充分考慮到各地區(qū)所處發(fā)展階段的不同。環(huán)境庫茲涅茨曲線顯示，不同的經(jīng)濟發(fā)展水平推動環(huán)境質(zhì)量改變的內(nèi)在動力是不同的，進行減排的空間和余量也各不相同。一般而言，對處在環(huán)境庫茲涅茨曲線拐點左側(cè)下半段的地區(qū)，下達的減排約束性指標(biāo)不宜過重，其正處于工業(yè)化加快階段，區(qū)域經(jīng)濟剛要起飛，應(yīng)避免過嚴(yán)的環(huán)境管控以挫傷地區(qū)經(jīng)濟活力。對處在環(huán)境庫茲涅茨曲線拐點右側(cè)下半段的地區(qū)，下達的減排約束性指標(biāo)也不宜過重，因為其已擁有降低污染的內(nèi)在動力，環(huán)境質(zhì)量已在穩(wěn)步改善，繼續(xù)大幅減排的空間和余量不多。而對正處在環(huán)境庫茲涅茨曲線拐點附近的地區(qū)，應(yīng)相對加重減排約束性指標(biāo)的分解任務(wù)，因其正處于環(huán)境繼續(xù)惡化還是穩(wěn)步改善的轉(zhuǎn)折關(guān)頭，污染排放總量也正處于最高峰，加強環(huán)境管控力度后減排效果將是最佳。

二是從減少SO排放污染來看，工業(yè)內(nèi)部的轉(zhuǎn)型升級，比三次產(chǎn)業(yè)間的結(jié)構(gòu)調(diào)整效果更為顯著。“十一五”期間省際面板數(shù)據(jù)的回歸檢驗已經(jīng)證明了這一論點，這對今后的減排工作具有較強的指導(dǎo)意義。目前我國正處于工業(yè)化中期，考慮到我國巨大的經(jīng)濟體量和人口總量，各地加快實現(xiàn)以服務(wù)業(yè)為主的高級化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)尚不現(xiàn)實。因此可以通過工業(yè)內(nèi)部的轉(zhuǎn)型升級，發(fā)展先進制造業(yè)，降低污染密集行業(yè)比重，這對改善環(huán)境質(zhì)量而言更可行也更有效。

三是清潔技術(shù)和減排設(shè)施的投入運用，是當(dāng)前降低SO2排放的關(guān)鍵?！笆晃濉睍r期為減少SO2排放總量，采取了加快和強化脫硫設(shè)施建設(shè)與運行監(jiān)管、重點污染行業(yè)推行清潔生產(chǎn)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、推行降耗減污技術(shù)等措施取得了顯著效果。“十一五”期間各省污染治理成效指標(biāo)均提高了20多個百分點，污染“末端治理”的強度和成效得到極大提高。從2010年數(shù)據(jù)來看，各省份之間還存在較大的差異，如安徽、江西、海南、貴州、云南、甘肅等地該項指標(biāo)已超過70%，而吉林、黑龍江、四川、西藏、青海、新疆等地該指標(biāo)尚不到50%，說明進一步推廣清潔技術(shù)和減排設(shè)施建設(shè)投入尚有空間和潛力，各省區(qū)間污染治理的力度和成效不一，也為今后實施排污權(quán)交易等方式提供了可能。

[1]Grossman, G.M. and A.B. Krueger. 1991. “Environmental impacts of the North American Free Trade Agreement.” NBER Working Paper 3914.

[2]Selden, T., Song, D., 1994. Environmental quality and development: is there a Kuznets Curve for air pollution emissions? Journal of Environmental Economics and Management 27, 147-162.

[3]馬樹才,李國柱．中國經(jīng)濟增長與環(huán)境污染關(guān)系的Kuznets曲線[J]．統(tǒng)計研究，2006年第8期．

[4]張紅鳳，周峰，楊慧，郭慶．環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展雙贏的規(guī)制績效實證分析[J]．經(jīng)濟研究，2009年第3期．

[5]方行明，劉天倫．中國經(jīng)濟增長與環(huán)境污染關(guān)系新探[J]．經(jīng)濟學(xué)家，2011年第2期．

（責(zé)任編輯：張巧燕）

10.3969/j.issn.1674-8905.2012.06.010