河南省環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系——基于環(huán)境庫茲涅茨曲線分析

曹玉貴，肖超欄

（華北水利水電大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河南鄭州 450046）

近十年，伴隨著高GDP增長率的中國，溫室氣體以及工業(yè)廢水、工業(yè)SO2、氮氧化物等的排放，中國資源環(huán)境質(zhì)量急劇下降。越來越多的經(jīng)濟(jì)學(xué)家認(rèn)為，經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染之間存在不可調(diào)和的矛盾。自環(huán)境庫茲涅茨曲線提出以來，國內(nèi)外許多專家和學(xué)者對此進(jìn)行了深入研究，但關(guān)于河南省的研究比較缺乏。筆者的目的在于利用河南省經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境污染的數(shù)據(jù)，基于環(huán)境庫茲涅茨曲線分析，揭示經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中二者的關(guān)系，為河南城市環(huán)境問題的治理及城市經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供有益參考。

一、文獻(xiàn)綜述

（一）國外相關(guān)研究

1991年，美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家Grossman和Kreuger發(fā)現(xiàn)，環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長的長期關(guān)系大致呈現(xiàn)倒U形的曲線形式［1］。即在經(jīng)濟(jì)增長過程中，隨著人均收入的持續(xù)增長，環(huán)境出現(xiàn)惡化，然后穩(wěn)定一段時間后開始好轉(zhuǎn)。Shafik等與Panayotou等運(yùn)用不同的跨國數(shù)據(jù)進(jìn)行了實(shí)證分析，結(jié)果證實(shí)了Grossman等的發(fā)現(xiàn)［2］。后來有學(xué)者把經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境污染之間的這一關(guān)系命名為環(huán)境庫茲涅茨曲線（EKC）。1992年，世界銀行出版的發(fā)展與環(huán)境報告更是引發(fā)了經(jīng)濟(jì)學(xué)家對經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境質(zhì)量之間關(guān)系的廣泛爭論。但環(huán)境庫茲涅茨曲線只是一種經(jīng)驗實(shí)證，不能用于預(yù)測。同時，環(huán)境庫茲涅茨曲線也沒有很強(qiáng)的理論基礎(chǔ)，所以很多科學(xué)家對此提出了異議。Roberts等對環(huán)境污染和收入水平進(jìn)行分析后，并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的倒U型關(guān)系［3］。Shafik認(rèn)為，即使存在倒U型關(guān)系，長期內(nèi)這種關(guān)系可能會消失，也可能會出現(xiàn)如N型關(guān)系［4］。

（二）國內(nèi)相關(guān)研究

國內(nèi)的相關(guān)研究起步較晚。張曉用中國的時間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗，發(fā)現(xiàn)中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r與環(huán)境污染水平的關(guān)系已呈現(xiàn)微弱的倒U型關(guān)系［5］。沈滿洪等用浙江省經(jīng)濟(jì)和環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行估計后，得到各類指標(biāo)的N形曲線，并認(rèn)為我國與世界上發(fā)達(dá)國家不同，其發(fā)展軌跡存在更多波動［6］。凌亢等以南京市為例研究污染指標(biāo)與人均收入的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)僅廢棄物排放呈倒U型曲線，其他的指標(biāo)均不滿足倒U型關(guān)系［7］。包群等對1996—2002年中國面板數(shù)據(jù)考察，發(fā)現(xiàn)人均GDP與環(huán)境污染指標(biāo)所呈現(xiàn)的關(guān)系有U型、倒U型和N型等多種關(guān)系［8］。由此可見，倒U型曲線很大程度上取決于污染指標(biāo)以及估計方法的選取。同時，在國內(nèi)所做的計量分析中，庫茲涅茨曲線拐點(diǎn)大體上都比國外低，可能是由于政府干預(yù)及環(huán)保技術(shù)進(jìn)步等原因人為地降低了庫茲涅茨曲線的拐點(diǎn)。

從國內(nèi)外的各種文獻(xiàn)可以看出，經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染之間的關(guān)系不一定呈現(xiàn)庫茲涅茨倒U型曲線，關(guān)系形狀包括U型、N型、倒N型、線性，甚至是沒有相關(guān)性。為了驗證河南省人均GDP與各項環(huán)境污染指標(biāo)的關(guān)系屬于哪一類，本文中做了一個計量模型進(jìn)行以下分析。

二、河南省庫茲涅茨曲線假設(shè)檢驗

（一）變量的選取及研究方法

本文利用河南省1996—2010年的人均國民生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)和相關(guān)的污染指標(biāo)進(jìn)行分析。選取了3種環(huán)境指標(biāo):工業(yè)廢水排放總量、工業(yè)廢氣排放總量和工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量。從中國統(tǒng)計年鑒中得到河南省人均GDP，從河南省統(tǒng)計年鑒和中國統(tǒng)計年鑒中獲得工業(yè)廢水排放總量、工業(yè)廢氣排放總量和人均固體廢物產(chǎn)生量，數(shù)據(jù)見表1。

表1 1996—2010年河南省環(huán)境污染數(shù)據(jù)和人均國內(nèi)生產(chǎn)總值數(shù)據(jù)

一般研究假設(shè)環(huán)境庫茲涅茨曲線為y=b0+b1x+b2x2+b3x3。為了使數(shù)據(jù)更加平穩(wěn)，我們采取對數(shù)形式研究，曲線模型為:logy=b0+b1logx+b2（logx）2+b3（logx）3

式中x為河南省的人均GDP，y分別為工業(yè)廢水排放量（GW）、工業(yè)廢氣排放量（GG）、工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量（GS）。b0、b1、b2、b3為模型參數(shù)，從上式中可以判斷環(huán)境和經(jīng)濟(jì)增長之間可能的曲線關(guān)系:

（1）若b1≠0，而b2=b3=0，則環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)增長之間是線性關(guān)系;

（2）若b1≠0，b2≠0，但b3=0，二次函數(shù)曲線呈現(xiàn)U型或倒U型。當(dāng)b1＞0且b2＜0時，則符合EKC的倒U型。

（3）若b1，b2，b3都不為0，三次函數(shù)曲線呈現(xiàn)正N型或倒N。

（二）實(shí)證研究

1．單位根檢驗

本文采用Dickey—Fuller Test的擴(kuò)展方法ADF檢驗平穩(wěn)性。單位根檢驗得出人均GDP和GG、GW、GS均存在單位根，表明以上序列都是非平穩(wěn)的。我們對以上序列進(jìn)行一次差分后再進(jìn)行ADF檢驗，在10%顯著性水平下檢驗結(jié)果表明序列人均GDP和GG、GW都是一階單整，而序列GS則滿足二階單整，序列檢驗結(jié)果見表2。

由于工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量（GS）在10%的顯著性水平下滿足二階單整，不滿足一階單整，因此，工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量與人均GDP不存在協(xié)整關(guān)系，本文不再做討論。下文僅研究工業(yè)廢水排放量和工業(yè)廢氣排放量與人均GDP之間的關(guān)系。

2．變量間的協(xié)整檢驗

本文采用EG協(xié)整檢驗方法分別對LOGX與LOG（GG）及LOGX與LOG（GW）進(jìn)行普通最小二乘法回歸，得到如下方程:

回歸殘差依然采取ADF單位根檢驗，檢驗結(jié)果如表3。

表2 GDP的單位根檢驗

表3 殘差A(yù)DF檢驗

由殘差A(yù)DF檢驗可知，模型（1）和模型（2）的殘差均通過了ADF檢驗，殘差序列是平穩(wěn)過程，說明人均GDP與GG和GW之間存在長期均衡關(guān)系，即協(xié)整關(guān)系。建立的誤差修正模型如下:

誤差糾正模型（3）和（4）顯示，誤差修正項的系數(shù)為負(fù)數(shù)，符合反向修正機(jī)制。但是兩個模型的擬合度均不高，說明工業(yè)廢水排放量和工業(yè)廢氣排放量與經(jīng)濟(jì)增長之間的短期關(guān)系不是很顯著。模型（3）主要考察人均GDP對工業(yè)廢氣排放量的作用。b1，b2，b3的正負(fù)號分別為—、+、—。從長期來看，我國經(jīng)濟(jì)增長對工業(yè)廢氣排放量的影響呈現(xiàn)倒N型，且由于各系數(shù)較小，所以兩個轉(zhuǎn)折點(diǎn)間的曲線十分平緩。模型（4）主要考察人均GDP對工業(yè)廢水排放量的作用。b1，b2，b3的正負(fù)號分別為+、—、+。從長期來看，我國經(jīng)濟(jì)增長對工業(yè)廢水排放量的影響呈現(xiàn)N型的右側(cè)部分，近似于線性關(guān)系。

3．Granger因果檢驗

本文采取格蘭杰因果檢驗?zāi)Ｐ停瑱z驗人均GDP是否是引起GG和GW變化的原因，檢驗結(jié)果如表4。

表4 Granger因果檢驗

由表4所示，假設(shè)工業(yè)廢氣排放量不是人均生產(chǎn)總值的格蘭杰原因發(fā)生的概率為0．0321，因此，在10%的顯著性水平下，該假設(shè)為小概率發(fā)生事件，應(yīng)該被拒絕，即工業(yè)廢氣排放量對人均生產(chǎn)總值的影響是顯著的。而假設(shè)人均生產(chǎn)總值不是工業(yè)廢氣排放量的格蘭杰原因發(fā)生的概率為0．1731，因此，該假設(shè)應(yīng)該被接受，即人均生產(chǎn)總值不是工業(yè)廢氣排放量的格蘭杰原因。同理，工業(yè)廢水排放量與人均生產(chǎn)總值之間也是單向的因果關(guān)系。

以上檢驗似乎并未說明人均生產(chǎn)總值是環(huán)境污染的格蘭杰原因，這是因為:一方面，格蘭杰因果檢驗的一個關(guān)鍵就是要大樣本，在小樣本情況下，很可能會失靈，因為使用這種檢驗方法，要損失大量的自由度。在上文的檢驗中，河南省經(jīng)濟(jì)增長與工業(yè)廢氣和工業(yè)廢水的關(guān)系不是很明顯，其原因主要為環(huán)境因子變化趨勢多半是高次曲線，與經(jīng)濟(jì)增長趨勢不一致，其協(xié)整關(guān)系較弱，在小樣本情況下會失靈。另一方面，引起環(huán)境污染的原因很多，經(jīng)濟(jì)增長只是其中的一個方面，雖然人均生產(chǎn)總值是一個相對穩(wěn)健的指標(biāo)，但它并不能全面反映經(jīng)濟(jì)增長各方面的趨勢，一個綜合經(jīng)濟(jì)增長指標(biāo)或許會更理想。因此，以上檢驗只能說明河南省人均GDP與河南省工業(yè)廢氣和工業(yè)廢水沒有明顯的因果關(guān)系，但河南省工業(yè)廢氣和工業(yè)廢水對人均GDP有顯著影響。

三、結(jié)論

本文實(shí)證結(jié)果得出，河南省人均GDP與環(huán)境污染曲線為倒N型和N型的右側(cè)部分，近似于線性關(guān)系部分曲線，不符合EKC假說中的倒U型。在河南省所處的現(xiàn)階段，人均GDP與廢氣排放量圖形是一段平緩的U型曲線。說明要達(dá)到工業(yè)廢水和工業(yè)廢氣排放量隨人均GDP增加而下降，還需要很長的時間，且河南省未來一段時間環(huán)境污染會隨經(jīng)濟(jì)增長而進(jìn)一步加劇，將面臨巨大的環(huán)境壓力，且轉(zhuǎn)折點(diǎn)尚未可見。人均GDP與廢水排放量圖形是N型的右側(cè)部分，近似于線性關(guān)系部分曲線，也面臨著隨著經(jīng)濟(jì)增長環(huán)境污染會加劇的形勢。針對這種情況，河南省應(yīng)該邊發(fā)展邊治理，積極實(shí)施低碳經(jīng)濟(jì)策略。具體來說，一應(yīng)提高環(huán)境保護(hù)技術(shù)水平，使治理環(huán)境污染資金能夠有效遏制環(huán)境惡化。二要注重經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量，加快調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加快技術(shù)創(chuàng)新。三應(yīng)適當(dāng)考慮綠色稅收等調(diào)控措施。四要尋求國際合作，通過各方面努力達(dá)到在不犧牲環(huán)境質(zhì)量的情況下發(fā)展經(jīng)濟(jì)。

:

［1］Grossman G M and Kreuger A B．Economic growth and the environment［J］．QuarterlyJournalofEconomics，1995，（2）．

［2］黃菁．環(huán)境污染與城市經(jīng)濟(jì)增長:基于聯(lián)立方程的實(shí)證分析［J］．財貿(mào)研究，2010，（5）．

［3］Roberts J T，Grimes P E．Carbon Intensity and Economic Development 1962－1991:A Brief Exploration of the Environmental Kuznets Curve［J］．World Development，1997，（25）．

［4］Shafik．Economic development and environmental quality:an econometric analysis ［J］．Oxford Economic Papers，1994，（46）．

［5］張曉．中國環(huán)境政策的總體評價［J］．中國社會科學(xué)，1999，（3）．

［6］沈滿洪，許云華．一種新型的環(huán)境庫茲涅茨曲線:浙江省工業(yè)化進(jìn)程中經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境變遷的關(guān)系研究［J］．浙江社會科學(xué)，2000，（7）．

［7］凌亢，王浣塵，劉濤．城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染關(guān)系的統(tǒng)計研究:以南京市為例［J］．統(tǒng)計研究，2001，（10）．

［8］包群，彭水軍，陽小曉．是否存在環(huán)境庫茲涅茨倒U型曲線:基于六類污染指標(biāo)的經(jīng)驗研究［J］．上海經(jīng)濟(jì)研究，2005，（12）．