我國干旱地區(qū)經(jīng)濟增長與二氧化硫排放量的關系研究
——以甘肅省為例

張曉燕

(甘肅聯(lián)合大學,甘肅 蘭州 730000)

改革開放30年來我國經(jīng)濟持續(xù)快速增長，與此也對環(huán)境也產(chǎn)生了較大的負面影響。如今環(huán)境污染已成為急需解決的重大問題。環(huán)境污染的涵蓋面很廣，這些污染物中，二氧化硫是主要污染之一。二氧化硫極易溶于水，經(jīng)濟活動排放的二氧化硫會隨降雨或與空氣中的水分子溶解并落到地面，從而使土壤和水資源酸化，也會腐蝕建筑物，對人和動物都有危害，這種危害是即期的且不易轉(zhuǎn)移，后果主要由自己承擔，所以研究二氧化硫污染對我國而言現(xiàn)實意義更明顯。[1]因此，本文將大氣中二氧化硫污染與經(jīng)濟增長之間的關系作為主要論點。

我國疆域遼闊，各種氣候環(huán)境都有，其中干旱地區(qū)占很大比重，這些地區(qū)氣候干燥，全年降雨量較少，生態(tài)環(huán)境極其脆弱，對于二氧化硫這樣易溶于水的污染物來說，擴散面更廣，危害更大。目前，中國已進入工業(yè)化和城市化快速發(fā)展階段，能源需求強度高，二氧化硫排放量大，要實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)性增長，就必須樹立科學的發(fā)展觀，加快向技術進步型的內(nèi)涵增長方式轉(zhuǎn)變，因此，經(jīng)濟增長與二氧化硫排放量之間的關系值得我們關注和研究。

一 研究現(xiàn)狀

經(jīng)濟增長與環(huán)境污染的關系，最有影響的是20世紀90年代的“環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)”研究。我國EKC研究起步較晚，21世紀以來，對EKC的研究才逐漸增多。吳玉萍等(2002)發(fā)現(xiàn)北京市的經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染之間有顯著的倒U形曲線特征；[2]李周等( 2002) 預測了全國三廢排放量達到頂點的時間；[3]王學山(2004)通過數(shù)學推理，從理論上證明了環(huán)境庫茲涅茨曲線的存在；[4]李希萍(2005) 從國內(nèi)法律法規(guī)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、對外貿(mào)易及公民的環(huán)保意識等方面比較分析了中美兩國EKC曲線形狀的不同；[5]于振英(2005) 從工業(yè)發(fā)展梯度分析比較了浙江省和河北省的EKC曲線等；[6]原毅軍等(2006) 選取不同的環(huán)境質(zhì)量指標研究環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟增長的關系，發(fā)現(xiàn)除U 形以外，還出現(xiàn)了特殊的“倒U + U”和“U+倒U”形等。[7]

綜上所述，經(jīng)濟增長與環(huán)境質(zhì)量之間的“倒U”形曲線是存在的。但對于不同國家或不同的區(qū)域，由于經(jīng)濟發(fā)展階段、環(huán)境政策等方面的原因，這種“倒U”形曲線可能變化為其他形態(tài)。

關于干旱地區(qū)的經(jīng)濟增長與二氧化硫排放量關系的文章還未見報道，本文以具有代表性的干旱地區(qū)甘肅省為研究對象，將選取2000～2010年甘肅省二氧化硫排放量與GDP 和人均GDP 收入的數(shù)據(jù)進行回歸分析，對環(huán)境庫茲涅茨曲線進行實證研究，以揭示干旱環(huán)境中庫茲涅茨曲線的特性，并分析曲線的變化模式及產(chǎn)生的原因。

二 研究對象

我國干旱區(qū)主要集中在西北內(nèi)陸，包括新疆、甘肅、寧夏、青海等省的大部分地區(qū)，區(qū)域面積大，氣候干燥，生態(tài)環(huán)境極其脆弱且一旦被破壞不容易修復。我國干旱地區(qū)的經(jīng)濟近年來持續(xù)快速增長，但因此對環(huán)境的破壞也非常嚴重，甚至影響到全國的大氣環(huán)境。我國北方地區(qū)的沙塵暴主要就是因為對西北部干旱地區(qū)地表生態(tài)的破壞而引起。甘肅省位于我國西北內(nèi)陸地區(qū)，地處我國東部季風區(qū)、西北干旱區(qū)和青藏高原區(qū)三大自然地理區(qū)的交匯處,大部分地區(qū)氣候干燥，降雨量少，屬大陸性很強的溫帶季風氣候，是我國典型的干旱地區(qū)。甘肅省由于其特殊的地形地貌和氣候狀況，蘊藏著豐富的能源資源，像太陽能、風能等可再生資源尤為豐富。因其豐富的優(yōu)勢資源，甘肅省形成了以重工業(yè)為主，輕重工業(yè)協(xié)調(diào)配合，包括煤炭、石油、電力、冶金、機械、化學工業(yè)、建材、森林、食品、紡織造紙等十幾個部門在內(nèi)的生產(chǎn)體系，已成為中國有色金屬、石油、化工、石油機械制造和建筑材料的重要基地。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已初步形成了機構(gòu)比較合理，門類比較齊全的工業(yè)體系，建成了中國石油蘭州石化公司、金川集團有限公司、蘭州鋁業(yè)集團、白銀有色金屬集團有限公司、酒泉鋼鐵(集團)有限責任公司、華亭煤業(yè)集團、長城電器集團等大型骨干企業(yè)和蘭州、金昌、白銀、嘉峪關、天水等工礦城市。有色金屬、石化、冶金、能源、機械、電子、建材、輕紡、醫(yī)藥、食品工業(yè)等行業(yè)成為甘肅工業(yè)的重要支柱。甘肅省作為內(nèi)陸的省份，勞動力資源和礦產(chǎn)資源相對豐富，但經(jīng)濟發(fā)展水平明顯落后于沿海省份，雖然區(qū)域污染治理的力度較大，投入增加較多，但是從總體上講，效果不夠理想，甘肅省還屬于污染較重的地區(qū)，隨著經(jīng)濟增長速度的加快，能源消費的增加，二氧化硫排放量也在逐年增加，由此引發(fā)的環(huán)境問題也越來越受到世界各國的普遍關注。因此，經(jīng)濟增長與二氧化硫排放量二者之間關系問題值得探討。

三 研究方法及數(shù)據(jù)來源

(一)環(huán)境庫茲涅茨曲線

庫茲涅茨(Kuznets1955)利用美、英、德等國的數(shù)據(jù)，研究出經(jīng)濟增長與收入不平等時，有“倒U”形曲線存在的現(xiàn)象。由此提出一個假說：在經(jīng)濟發(fā)展過程中，收入差距先擴大再縮小。這一收入不平均和人均收入之間的“倒U”形關系，被稱為庫茲涅茨曲線(見圖1)。在經(jīng)濟發(fā)展過程中，環(huán)境同樣也存在先惡化后改善的情況，即在經(jīng)濟發(fā)展的較低階段，由于經(jīng)濟活動的水平較低，環(huán)境污染水平較低；在經(jīng)濟起飛階段，制造業(yè)大發(fā)展，資源耗費超過資源的再生，環(huán)境不斷惡化；在經(jīng)濟發(fā)展的更高階段，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)改變，污染產(chǎn)業(yè)停止生產(chǎn)或被轉(zhuǎn)移，環(huán)境狀況開始改善。經(jīng)濟發(fā)展到一定階段，經(jīng)濟增長對環(huán)境質(zhì)量改善有促進作用，環(huán)境經(jīng)濟學家據(jù)此提出了環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)的假說。

圖1 環(huán)境庫茲涅茨曲線

1991年，Grossman and Krueger 開創(chuàng)性地將EKC引入分析環(huán)境污染和經(jīng)濟增長的關系研究,[8]Shafik等在1992年的《世界發(fā)展報告》運用EKC，由此帶動EKC的迅速流行。[9]隨后Panayouto(1993)、Selden(1994)等的實證研究表明：部分污染物(如SO、TSP等)與人均GDP收入的關系存在“倒U”形關系。但也有一些學者如Pearson(1994)、Stern(1996)、Borghesi(1999)等對該理論的實證研究認為環(huán)境庫茲涅茨曲線理論成立的證據(jù)不足。[10]EKC在很大程度上解釋了環(huán)境質(zhì)量隨著經(jīng)濟增長的客觀變動過程。EKC的存在，在經(jīng)濟發(fā)展的悲觀主義和過度樂觀的思想之間開辟了第3個不同的視野，即：一定程度上(安全限制內(nèi))人類通過經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術進步，通過社會制度安排和人們行為方式變革，能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境保護的雙贏局面。

(二) 模型構(gòu)建

根據(jù)環(huán)境庫茲涅茨曲線，環(huán)境污染水平與經(jīng)濟增長的關系反映在坐標軸時， 大致呈現(xiàn)一個拋物線形狀，因此采用的模型是：

E=β0+β1GDP+β2GDP2+ε

其中，E為二氧化硫排放量，β0為常數(shù)項，β1、β2為回歸系數(shù)，ε為干擾項，GDP 為國內(nèi)生產(chǎn)總值。運用Eviews軟件對10年來的數(shù)據(jù)進行回歸，如果β1、β2顯著且β1>0、β2<0，那么，就說明環(huán)境庫茲涅茨曲線在甘肅省有較強的解釋能力，即甘肅省二氧化硫環(huán)境庫茲涅茨曲線存在。反之，則說明環(huán)境庫茲涅茨曲線在甘肅省不存在。

(三)數(shù)據(jù)來源

本文研究甘肅省近10年來經(jīng)濟增長與二氧化硫排放量之間的關系，以GDP 作為經(jīng)濟增長的指標，GDP選取甘肅省2000～2010年的國內(nèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù)總值，二氧化硫排放量選取甘肅省二氧化硫排放量為指標，包括生活排放量和工業(yè)排放量。數(shù)據(jù)來自《甘肅省統(tǒng)計年鑒》(2000～2011)。

(四)單位根檢驗(Unit Root Test)

在運用回歸方法研究時間序列之間的關系時，注意考察原序列是否平穩(wěn)，如果原序列是非平穩(wěn)的，盡管通過回歸檢驗發(fā)現(xiàn)序列之間的關系比較顯著，但事實上這種回歸是“偽回歸”(Spurious Regression)，這主要是由于原序列的非平穩(wěn)性造成的。因此，我們在進行協(xié)整檢驗之前要先檢驗各變量的平穩(wěn)性(各變量說明見表1)。

表1 變量說明

其中，X—二氧化硫排放量(萬噸)

Y—GDP(億)

lnX—取對數(shù)后的二氧化硫排放量

lnY—取對數(shù)化后的GDP

lnYY—取對數(shù)化后的GDP的平方

檢驗平穩(wěn)性的常用方法是單位根檢驗，即檢驗原序列是否存在單位根，如果不存在單位根，則說明原序列是平穩(wěn)的。常用的單位根檢驗方法是ADF(augmented Dickey—Fuller)，其回歸方程式為：

Ho：δ=0

如果檢驗結(jié)果表明δ顯著為0，則說明變量是平穩(wěn)的；否則，若δ顯著異于0，則表明變量是非平穩(wěn)的。

本文采用的單位根檢驗方法是ADF法，LNX、LNY和LNYY及其一階、二階差分檢驗結(jié)果如表2所示。從表2單位根檢驗結(jié)果中可以看出：在5%的顯著性水平下，LNX、LNY和LNYY及其一階ADF檢驗值的P值均大于0.05，這表明δ值與0無顯著性的差異，表示接受原假設，也就是說明LNX、LNY和LNYY及其一階均存在單位根，都是非平穩(wěn)的；但對它們的二階差分而言，二階差分后的序列ADF檢驗值的絕對值對應的P值均小于0.05，這表明δ值與0存在著顯著性的差異，表示拒絕原假設，這說明LNX、LNY和LNYY的二階差分序列都是平穩(wěn)，即LNBUG、LNINC和LNPRO都是二階單整的。

表2 單位根檢驗結(jié)果

說明：檢驗形式(C，T，K)分別表示單位根檢驗方程中包括常數(shù)項、時間趨勢和滯后項的階數(shù)；D()表示一階差分；D(，2)表示二階差分；滯后項由AIC和SC值最小準則確定。

(五)格蘭杰Granger因果檢驗

目前，對于變量間的因果關系研究主要是格蘭杰(Granger)因果檢驗。利用Eviews6．0計量軟件得出的LNX、LNY和LNYY的因果關系，Granger檢驗結(jié)果見表3：

表3 格蘭杰因果檢驗結(jié)果

由上表可得出如下結(jié)論：

1.在5%的顯著性水平上，LNY是LNX的格蘭杰原因，LNX不是LNY的格蘭杰原因。

2.在10%的顯著性水平上，LNYY是LNXX的格蘭杰原因，LNX不是LNYY的格蘭杰原因。

四 結(jié)果分析

利用EVIEWS軟件對LNX、LNY和LNYY進行回歸，回歸結(jié)果如下：

LNX=6.980 8×LNY-0.442 4×LNYY-23.540 3

(3.528 9) (-3.406 1) (-3.134 5)

R2=0.830 2 F=19.542 26 DW=1.854 2

根據(jù)回歸結(jié)果可知，β1>0,β2<0而且大于0.8，F(xiàn)值對應的P值為0.000 833，各回歸系數(shù)的P值均小于0.05，環(huán)境庫茲涅茨理論建立的方程，在甘肅省2000～2010間二氧化硫排放量的數(shù)據(jù)的實證下是基本成立的。通過上述實證分析，可以判定甘肅省的二氧化硫排放量與經(jīng)濟增長的關系具有明顯的規(guī)律，即甘肅省二氧化硫環(huán)境庫茲涅茨曲線是存在的。

研究結(jié)果基本符合EKC 理論，這表明環(huán)境污染總量與經(jīng)濟發(fā)展水平之間存在著“倒U”形曲線的關系。2000～2008年，此期間出現(xiàn)了一個轉(zhuǎn)折點，即GDP在2 700～3 200億元之間的時候，二氧化硫排放量達到了一個頂峰。而這一階段與典型的環(huán)境庫茲涅茨曲線的基本特征很符合，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，二氧化硫排放量呈逐年增加的趨勢，究其原因主要有：(1)在此期間，甘肅省以化學工業(yè)、石油加工、金屬冶煉等為主導的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和特殊的產(chǎn)業(yè)布局，導致大氣污染日益嚴重。由此可見，經(jīng)濟的快速增長、產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度的加快、生產(chǎn)規(guī)模的加大和一些特殊的氣象因素都對甘肅省的大氣環(huán)境污染產(chǎn)生很大的影響。(2)環(huán)保投入嚴重不足。加大對環(huán)境污染處理的投資力度。環(huán)境庫茲涅茨曲線轉(zhuǎn)折點的呈現(xiàn)，本質(zhì)上是經(jīng)濟的快速增長使得社會有能力提高污染物處理資本投入并最終使環(huán)境污染處理量超過了污染排放量，從而使轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)。

2009～2010年，甘肅省的二氧化硫污染向好的局面扭轉(zhuǎn)，主要是人們環(huán)保意識的加強以及經(jīng)濟增長帶來的技術進步和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。

總體來說，甘肅省正處于工業(yè)化進程的中期階段，正逐步向工業(yè)化后期過渡，二氧化硫污染處于波動演進階段。

五 結(jié)論及建議

(一)結(jié)論

環(huán)境庫茲涅茨曲線不是經(jīng)濟、環(huán)境發(fā)展嚴格遵守的一條必然規(guī)律，在不同的國家和地區(qū)由于經(jīng)濟、環(huán)境發(fā)展狀況的不同。其不同形態(tài)反映了經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境變化之間的復雜關系。不同經(jīng)濟發(fā)展階段影響EKC形態(tài)的因素不同。

甘肅省二氧化硫排放量與經(jīng)濟增長的擬合曲線基本遵守典型的環(huán)境庫茲涅茨曲線特征。但這并不意味著環(huán)境污染向好的方面發(fā)展，相反，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境污染問題隨時都有可能反彈，這就需要我們在經(jīng)濟發(fā)展的過程中，通過技術改進或經(jīng)濟發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變來扭轉(zhuǎn)環(huán)境污染的局面。

(二)建議

環(huán)境庫茲涅茨曲線表征了區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展過程中經(jīng)濟增長與環(huán)境質(zhì)量變化的互動演替軌跡，有助于國家和地方政府靈活制定相應的環(huán)境經(jīng)濟政策。理想的環(huán)境庫茲涅茨曲線是對環(huán)境指標與經(jīng)濟指標進行的二次回歸曲線模擬，沒有考慮環(huán)境經(jīng)濟政策和社會意識等因素對曲線形狀的影響。在外界因素如環(huán)境經(jīng)濟政策和環(huán)境污染治理措施等影響下，曲線可能會出現(xiàn)單調(diào)下降或彎曲等情況，也可影響到曲線形狀和轉(zhuǎn)折點的實現(xiàn)。由此，本文在遵循生態(tài)經(jīng)濟客觀規(guī)律的前提下，對我國干旱地區(qū)的經(jīng)濟與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展提出以下幾點建議。

1. 加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)化。我國干旱地區(qū)基本處于內(nèi)陸地區(qū)，這些地區(qū)正處于工業(yè)發(fā)展的中期階段，有必要繼續(xù)推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和產(chǎn)業(yè)組織的優(yōu)化，按照循環(huán)經(jīng)濟和生態(tài)工業(yè)模式，積極引導企業(yè)走科技含量高、經(jīng)濟效益好、資源消耗低、人力資源優(yōu)勢充分發(fā)揮的新型工業(yè)化道路。進一步加大強制淘汰嚴重污染企業(yè)和落后生產(chǎn)能力、工藝、設備與產(chǎn)品的力度。制定重污染產(chǎn)業(yè)調(diào)整計劃，加快推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。加快第三產(chǎn)業(yè)和高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成有利于資源節(jié)約和環(huán)境保護的產(chǎn)業(yè)體系。

2. 大力推進循環(huán)經(jīng)濟。各級政府和有關部門要制訂循環(huán)經(jīng)濟推進計劃、政策、相關標準和評價體系。根據(jù)生態(tài)環(huán)境的要求，重點抓好資源開發(fā)、資源消耗、廢物利用、再生資源產(chǎn)生、社會消費五個關鍵環(huán)節(jié)，推進工業(yè)企業(yè)“出城入園”，改造現(xiàn)有工業(yè)園區(qū)，發(fā)揮集聚效應。加大資源整合，合理延長生產(chǎn)鏈，鼓勵節(jié)能降耗，促進可再生能源開發(fā)。建立企業(yè)廢棄物綜合利用、廢舊物資回收制度，加強對鋼鐵、有色金屬、電力、煤炭、石化、化工、建材、紡織、輕工等重污染行業(yè)的能源、原材料、水等資源消耗管理。全面推行清潔生產(chǎn)，建立清潔生產(chǎn)強制審核制度。繼續(xù)推進循環(huán)經(jīng)濟工作，在生態(tài)工業(yè)園區(qū)建設和探索城市循環(huán)經(jīng)濟模式方面取得突破。

3. 強化環(huán)境監(jiān)督管理及環(huán)保法制建設。在運用環(huán)境管理手段時，要應用多手段齊抓共管，目前對環(huán)境的管理往往只偏重于傳統(tǒng)的行政手段、經(jīng)濟手段，要扭轉(zhuǎn)目前這種狀況，更應該將其與法律手段、信息化手段、科技手段等綜合使用，從源頭上控制污染源，以促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、區(qū)域結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，以達到最佳環(huán)境管理效果。

4. 推進農(nóng)村“三集中”工程。目前鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染問題成為不可忽視的問題。對于鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染問題，可通過開展農(nóng)村“三集中”工程，即工業(yè)向園區(qū)集中、農(nóng)業(yè)向適度規(guī)模集中、居住向集鎮(zhèn)集中，通過廢物集中處理或集中區(qū)內(nèi)廢物互相利用來促使資源優(yōu)化，減少污染物的排放量，從而促進地區(qū)經(jīng)濟和環(huán)境保護的協(xié)調(diào)發(fā)展。

5. 加大環(huán)保資金投入。解決環(huán)境污染問題的主要瓶頸之一是環(huán)保資金投入的不足，環(huán)保投資的增長對促進環(huán)境治理、改善環(huán)境質(zhì)量的重要意義是不言而喻的。

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