基于庫(kù)茲涅茨曲線的濮陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)與環(huán)境間關(guān)系研究

李青松，鄧素君，郭子龍，孟慶香，郝晨晨

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，河南省高校農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境工程技術(shù)研究中心，河南鄭州450002)

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，經(jīng) 濟(jì)與環(huán)境間的矛盾問題也越來越突出，以往消長(zhǎng)互損型的環(huán)境經(jīng)濟(jì)模式不能很好地滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)和人類自身發(fā)展的客觀需要。如何做到經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展日益受到各界人士的廣泛關(guān)注，也引起了學(xué)術(shù)界眾多學(xué)者的深入研究和討論。在分析經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)關(guān)系、尋求環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)演進(jìn)規(guī)律方面，美國(guó)環(huán)境學(xué)家 GROSSMAN等［1］早在1991年，就將庫(kù)茲涅茨曲線引入經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境污染關(guān)系的研究中。而中國(guó)此方面的研究起步較晚，且國(guó)內(nèi)對(duì)庫(kù)茲涅茨曲線研究主要集中于(北京、浙江，江蘇，上海，廣州、南京、青島等)沿海發(fā)達(dá)地區(qū)和城市［2-10］。而作為中國(guó)中部地區(qū)，地理位置重要、市場(chǎng)潛力巨大，在全國(guó)改革發(fā)展大局中具有重要戰(zhàn)略地位。2011年國(guó)慶前夕，建設(shè)中原經(jīng)濟(jì)區(qū)上升為國(guó)家戰(zhàn)略。2012年11月，國(guó)務(wù)院正式批復(fù)中原經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃。濮陽(yáng)市作為中原經(jīng)濟(jì)區(qū)重要出海通道，中原經(jīng)濟(jì)區(qū)與環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈銜接融合的前沿、省際交會(huì)區(qū)域性中心城市，在中原經(jīng)濟(jì)發(fā)展中舉足輕重，研究其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境的相關(guān)問題無疑具有很強(qiáng)的理論和現(xiàn)實(shí)意義。因此，本研究利用環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線，探尋其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染(主要指工業(yè)廢水、工業(yè)二氧化硫和工業(yè)煙塵排放量)間的定量關(guān)系，以期為濮陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 研究區(qū)域的基本概況

濮陽(yáng)市位于河南省的東北部，地理坐標(biāo)為東經(jīng)114°52'0″～ 116°5'4″，北緯 35°20'0″～ 36°12'23″。東西長(zhǎng)125 km，南北寬100 km;總面積4 266 km2(約占全省面積的2.5%)，城市建成區(qū)面積49.5 km2，全市總?cè)丝诩s387萬人。濮陽(yáng)市轄5縣1區(qū)(濮陽(yáng)縣、清豐縣、南樂縣、范縣、臺(tái)前縣和華龍區(qū))，是隨著中原油田的開發(fā)而興建的一座石油化工城市，是河南省確定的重點(diǎn)石油化工基地。長(zhǎng)期的石油開采和工業(yè)迅速發(fā)展，使濮陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)勁，人均GDP由2003年的7 495元增加到2012年的27 654元，平均年同比增長(zhǎng)率保持在12%以上。與此同時(shí)，也產(chǎn)生了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題，從2003年對(duì)流經(jīng)市轄區(qū)的馬頰河、衛(wèi)河、金堤河、徒駭河等6個(gè)檢測(cè)斷面中，所有河段均未達(dá)到或優(yōu)于地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，100%的監(jiān)控?cái)嗝嫠|(zhì)超出IV類;城市地下水和地面水飲用水源水質(zhì)也受到不同程度的污染［11-13］，直到現(xiàn)在水環(huán)境污染尚未根本解決，局部區(qū)域大氣污染有惡化趨勢(shì);工業(yè)污染造成的環(huán)境問題，已成為制約濮陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重大障礙。

2 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與工業(yè)污染物排放量模型模擬

2.1 指標(biāo)因素的選取

環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線研究的是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染之間的關(guān)系，典型的指標(biāo)選取應(yīng)反映經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的變化狀況。人均GDP能較好地表現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)狀況且有利于不同地市之間的研究成果比較，因此本研究選取人均GDP為描述經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的指標(biāo)。由于濮陽(yáng)市的工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，主要集中在石油化工和制造業(yè)，本研究選取工業(yè)廢水排放量，工業(yè)二氧化硫排放量和工業(yè)煙塵排放量為環(huán)境指標(biāo)，以2003—2012年為研究時(shí)段進(jìn)行分析。

2.2 計(jì)量模型的選取

計(jì)量模型的選擇，首先應(yīng)有一定的統(tǒng)計(jì)意義，能保證統(tǒng)計(jì)學(xué)所需的模擬精度;其次應(yīng)有實(shí)踐意義，模型能對(duì)指標(biāo)間的相互關(guān)系給以合理的解釋。描述經(jīng)濟(jì)環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的函數(shù)模型通常有線性函數(shù)、二次多項(xiàng)式、三次多項(xiàng)式、logistics函數(shù)、指數(shù)函數(shù)等［4］，本研究依據(jù)濮陽(yáng)市2003—2012年的數(shù)據(jù)，借助SPSS軟件對(duì)上述模型進(jìn)行篩選，結(jié)果見表1。

表1 模型擬合度Table 1 Fitting of the model

由表1知，二次多項(xiàng)式和三次多項(xiàng)式的擬合度 (R2)較好，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式模擬，結(jié)果見表2。

表2 參數(shù)估計(jì)值Table 2 Estimation of index

針對(duì)所選指標(biāo)，二次多項(xiàng)式和三次多項(xiàng)式的模型的擬合度相近，但二次多項(xiàng)式的概率值卻更優(yōu)于三次多項(xiàng)式(表2)。因此選擇二次多項(xiàng)式(即y=b0+b1x+b2x2)為最佳模型。二次多項(xiàng)式模型得到的環(huán)境指標(biāo)均與人均GDP存在著顯著關(guān)系，而且曲線擬合度R2的值都大于0.70，說明所選擇的模型和數(shù)據(jù)的擬合度較好，Sig f作為實(shí)際顯著性水平均遠(yuǎn)小于SPSS中要求的顯著水平0.05，計(jì)量模型符合統(tǒng)計(jì)學(xué)要求。

2.3 計(jì)量模型的建立

借助SPSS和EXCEL軟件系統(tǒng)進(jìn)行二次曲線回歸模型分析，二次曲線較能全面地反映人均GDP與工業(yè)污染物排放量之間的關(guān)系，縱軸表示環(huán)境指標(biāo)，橫軸表示經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，建立二次曲線模型，具體見圖1、圖2和圖3。

圖1 人均GDP與工業(yè)廢水排放量擬合曲線Fig.1 Fitting curve of per capita GDP and industrial waste water discharge

圖2 人均GDP與工業(yè)二氧化硫排放量擬合曲線Fig.2 Fitting curve of per capita GDP and industrial sulfur dioxide emissions

圖3 人均GDP與工業(yè)煙塵排放量擬合曲線Fig.3 Fitting curve of per capita GDP and industrial fume emissions

2.4 模型的結(jié)果分析

人均GDP與工業(yè)廢水排放量的二次曲線擬合見圖1和式1。

由圖1知，其曲線特征符合環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的倒“U”型，其拐點(diǎn)出現(xiàn)在2008年(即人均GDP為16 803元·人-1)，經(jīng)過拐點(diǎn)工業(yè)廢水排放量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。濮陽(yáng)市由于大量石油化工、造紙廠等企業(yè)的存在，廢水排放污染一直都很嚴(yán)重，在“十一五”期間，全市開展了造紙行業(yè)、化工行業(yè)等高污染、高耗能重點(diǎn)行業(yè)綜合整治工程和濮水河、馬頰河、第三濮清南河等生態(tài)保護(hù)重點(diǎn)流域綜合整治工程。全市關(guān)閉搬遷企業(yè)17家，停產(chǎn)治理企業(yè)15家，初步建立了落后產(chǎn)能淘汰機(jī)制;建設(shè)完善了市縣2級(jí)污水、垃圾處理體系，全面加強(qiáng)了對(duì)資源和環(huán)境的保護(hù)力度，地表水主要污染物濃度明顯下降。2008年后濮陽(yáng)市工業(yè)廢水污染狀況有所改善。

人均GDP與工業(yè)二氧化硫排放量的二次曲線擬合見圖2和式2。

y=1294.114+2.500x-6.731 ×10-5x2(2)

由圖2知，其曲線特征符合環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的倒“U”型，其拐點(diǎn)出現(xiàn)在人均 GDP為18 855元·人-1(2009年)，之后雖然在2010年又有所上升，但是整體還是呈現(xiàn)出緩慢下降的趨勢(shì)。二氧化硫一直是影響全市空氣環(huán)境質(zhì)量的主要因素，每年生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)規(guī)劃都會(huì)對(duì)其進(jìn)行減排的要求，“十一五”期間，對(duì)全市2臺(tái)裝機(jī)容量21萬kW燃煤機(jī)組建成脫硫設(shè)施，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，二氧化硫年減排能力得到加強(qiáng)，同時(shí)還推進(jìn)了石油石化行業(yè)催化裂化裝置煙氣脫硫等工程建設(shè);對(duì)中原大化集團(tuán)有限責(zé)任公司煤化工項(xiàng)目和濮陽(yáng)市龍宇化工有限責(zé)任公司克勞斯?fàn)t進(jìn)行改造，提高了綜合脫硫效率，使工業(yè)二氧化硫的排放量呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)。

人均GDP與工業(yè)煙塵排放量的二次曲線擬合見圖3和式3。

y=33068.489-2.606x+8.493 ×10-5x2(3)

由圖3知，其曲線特征不符合環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的倒“U”型，而表現(xiàn)出正“U”型，其工業(yè)煙塵拐點(diǎn)出現(xiàn)在人均GDP為14 976元·人-1(2007年)，接下來的2年卻并沒有隨著拐點(diǎn)的出現(xiàn)而迅速上升，反而是2008年降到最低，然后2009年有所上升，2009年和2010年煙塵排放量迅速攀升。出現(xiàn)這種狀況的原因，是在“十五”期間，淘汰了一批高耗能、高污染、低水平、低效益的產(chǎn)品和工藝，全市取締和關(guān)停了一批污染嚴(yán)重的“十五小土”企業(yè)，包括小水泥廠和小煉油廠等煙塵排放量較大的企業(yè)，使得煙塵排放總量得到消減。近幾年濮陽(yáng)市的耐火材料濮耐集團(tuán)的擴(kuò)建以及大項(xiàng)目的上馬和范縣金屬制造加工產(chǎn)業(yè)園、化工新材料產(chǎn)業(yè)、水泥業(yè)的大力發(fā)展，增加了工業(yè)煙塵的排放量。從模擬曲線上看，近幾年工業(yè)煙塵排放量呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，接下來很可能會(huì)繼續(xù)上升。

總之，工業(yè)廢水排放量和工業(yè)二氧化硫排放量在2008年之前大體上隨著人均GDP的增長(zhǎng)呈現(xiàn)出同步增長(zhǎng)的趨勢(shì)，之后開始下降;而工業(yè)煙塵排放量卻與二者呈現(xiàn)出相反的趨勢(shì)。可見，隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，濮陽(yáng)市環(huán)境污染問題處于局部有所改善，總體尚未遏制的基本情況下，其中除了生產(chǎn)技術(shù)水平的改進(jìn)和環(huán)保意識(shí)的提高，環(huán)境保護(hù)政策對(duì)環(huán)境的改善起到了明顯的作用。但還需要付出更多的努力去治理，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，環(huán)境改善的雙贏局面。

3 濮陽(yáng)市環(huán)境污染影響因素分析

為了進(jìn)一步探析濮陽(yáng)市環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線成因，借鑒陸根堯等［14］研究成果的基礎(chǔ)上，采用多元線性回歸法，從經(jīng)濟(jì)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、技術(shù)進(jìn)步角度，定量分析影響濮陽(yáng)市環(huán)境質(zhì)量的成因。其中環(huán)境質(zhì)量具體指工業(yè)廢水排放量 (Y1)、工業(yè)二氧化硫排放量(Y2)、工業(yè)煙塵排放量 (Y3);規(guī)模因素用規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)單位數(shù)(X1)、規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值(X2)來衡量;結(jié)構(gòu)因素用工業(yè)生產(chǎn)總值占GDP比重(X3)、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重(X4)來衡量;技術(shù)因素用外商直接投資金額(X5)、單位GDP能耗(X6)來衡量?？紤]到自變量(衡量因子)間可能存在多重共線性，本研究采用逐步回歸法，對(duì)污染變量估計(jì)結(jié)果見表3。

由表3知，衡量規(guī)模因素的2個(gè)指標(biāo)中，規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)單位數(shù)和規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值均正向顯著影響了工業(yè)煙塵排放量 ，而對(duì)工業(yè)廢水排放量和工業(yè)二氧化硫排放量沒有顯著影響。說明經(jīng)濟(jì)總量的增大，特別是近幾年當(dāng)?shù)馗邿焿m排放的行業(yè)的發(fā)展嚴(yán)重影響了環(huán)境。

衡量技術(shù)因素的2個(gè)指標(biāo)中，外商直接投資金額(X5)和單位GDP能耗(X6)均正向顯著影響了工業(yè)廢水排放量，負(fù)向顯著影響了工業(yè)煙塵排放量，而對(duì)工業(yè)二氧化硫排放量沒有顯著影響。說明外商直接投資對(duì)工業(yè)廢水的環(huán)境負(fù)面效應(yīng)大于其技術(shù)溢出效應(yīng)，節(jié)能減排技術(shù)的提高，會(huì)導(dǎo)致能耗降低，從而減少工業(yè)污水的排放。然而外商直接投資(X5)對(duì)工業(yè)煙塵技術(shù)外溢效應(yīng)大于環(huán)境負(fù)面效應(yīng)，節(jié)能減排技術(shù)的提高并沒有降低工業(yè)煙塵排放，反而促使其排放量增加，這主要是當(dāng)?shù)卮罅Πl(fā)展高煙塵排放行業(yè)(如水泥業(yè))所致;

表3 多元線性回歸結(jié)果Table 1 Multivariable linear regression results

衡量結(jié)構(gòu)因素的2個(gè)指標(biāo)中，工業(yè)生產(chǎn)總值占GDP比重(X3)正向顯著影響了工業(yè)二氧化硫排放量，負(fù)向顯著影響了工業(yè)煙塵排放量(Y3)，而對(duì)工業(yè)廢水排放量沒有顯著影響。說明工業(yè)的發(fā)展在廢水處理和循環(huán)再利用方面做的較好，而能源消耗的的增加必然會(huì)導(dǎo)致工業(yè)二氧化硫排放量的增加，但工業(yè)產(chǎn)業(yè)內(nèi)部以高煙塵排放的行業(yè)只是基礎(chǔ)性行業(yè)，在工業(yè)中所占比重越來越小;第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重(X4)對(duì)工業(yè)廢水排放量 (Y1)和工業(yè)煙塵排放量(Y3)均有著負(fù)向顯著影響，說明低污染、高附加值的第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展能夠有效減少污染物排放，改善生態(tài)環(huán)境。

總之，濮陽(yáng)市在環(huán)境污染物排放量方面，規(guī)模因素對(duì)工業(yè)煙塵排放量起主導(dǎo)作用。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整有助于其環(huán)境污染物排放量的下降，技術(shù)因素在工業(yè)廢水處理和循環(huán)再利用方面做的較好，技術(shù)因素的發(fā)展并不足以抵消大規(guī)模發(fā)展高煙塵排放的行業(yè)所帶來的負(fù)影響。

4 結(jié)論和建議

4.1 結(jié)論

(1)2003—2012年，濮陽(yáng)市工業(yè)廢水排放量和工業(yè)二氧化硫排放量的模型與經(jīng)濟(jì)發(fā)展間基本上符合標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的倒“U”型，剛跨過拐點(diǎn)，開始出現(xiàn)下降的趨勢(shì);工業(yè)煙塵排放量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展間表現(xiàn)為正“U”型，處在曲線的右側(cè)，呈上升趨勢(shì)。

(2)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模對(duì)濮陽(yáng)市工業(yè)煙塵排放量起主導(dǎo)作用。第二產(chǎn)業(yè)(特別是工業(yè))的發(fā)展，是引起工業(yè)二氧化硫排放的主要原因。在工業(yè)廢水處理和循環(huán)再利用方面，技術(shù)因素起到很好的作用，但在高煙塵排放的行業(yè)，技術(shù)因素的發(fā)展，并不足以抵消其大規(guī)模發(fā)展所帶來的負(fù)影響。

4.2 建議

結(jié)合2003—2012年的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果和影響因素，提出相關(guān)建議:

1)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，建立現(xiàn)代新興產(chǎn)業(yè)體系。

鞏固第一產(chǎn)業(yè)，壯大第二產(chǎn)業(yè)，提升第三產(chǎn)業(yè)。在發(fā)展油氣勘探采掘、化工、裝備制造等傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上，努力培育以新材料、生物、節(jié)能環(huán)保為主導(dǎo)的特色化、專業(yè)化、高端化戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)體系，走科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少的新型產(chǎn)業(yè)化道路。

2)調(diào)整工業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，加快經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和行業(yè)結(jié)構(gòu)。

嚴(yán)格限制能源消耗高、資源浪費(fèi)大、污染嚴(yán)重的企業(yè)的發(fā)展，積極發(fā)展接替產(chǎn)業(yè)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，走新型工業(yè)化道路。努力提高工業(yè)的整體素質(zhì);積極引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，充分發(fā)揮自身比較優(yōu)勢(shì)。大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，高效利用資源，推進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式從粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，推進(jìn)企業(yè)對(duì)工業(yè)廢水、廢氣、廢渣的處理和綜合利用能力。

3)加大生態(tài)環(huán)境建設(shè)和保護(hù)力度

提高政府對(duì)環(huán)境治理的投資投入力度和合理的政策調(diào)控，利用市場(chǎng)機(jī)制，強(qiáng)化環(huán)境管理，實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染的外部成本內(nèi)部化，注重生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的有機(jī)結(jié)合，完善環(huán)境監(jiān)測(cè)體系，提高環(huán)境監(jiān)管能力，增強(qiáng)對(duì)污染行為的約束力和處理強(qiáng)度，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)。

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［13］ 濮陽(yáng)市人民政府.濮陽(yáng)市環(huán)境保護(hù)十二五規(guī)劃［EB/OL］［2013-01-04］.http://www.pyshbj.gov.cn/tabid/194/InfoID/2560/frtid/40/Default.aspx..

［14］ 陸根堯，盛 龍.基于環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線假說的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染關(guān)系研究——以浙江省為例［J］工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2012(4):28-35.