工業(yè)污染的環(huán)境庫茲涅茨曲線檢驗與脈沖響應(yīng)分析

余嘉瑤

摘 要： 基于1995-2013年福建省數(shù)據(jù)，采用工業(yè)廢氣、工業(yè)廢水、工業(yè)固體廢物、工業(yè)煙粉塵、工業(yè)等SO2五類工業(yè)污染指標(biāo)，對我國經(jīng)濟(jì)增長與工業(yè)污染之間的EKC曲線關(guān)系進(jìn)行實證檢驗與脈沖響應(yīng)分析。結(jié)果表明，不同的環(huán)境污染指標(biāo)得到的EKC曲線形狀不同，福建省工業(yè)污染物排放（除工業(yè)固體廢物）與人均實際GDP之間均存在長期穩(wěn)定的協(xié)整關(guān)系。各地區(qū)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時，須重視對環(huán)境污染的治理。

關(guān)鍵詞： 工業(yè)污染； 經(jīng)濟(jì)增長； EKC曲線； 協(xié)整檢驗； 脈沖響應(yīng)分析

中圖分類號： F 403.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號： 1671-2153（2015）01-0088-05

0 引 言

自改革開放以來，中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展取得了舉世矚目的成就，然而在獲得經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時，我國的環(huán)境問題卻不容樂觀，尤其是快速工業(yè)化帶來的工業(yè)污染問題。關(guān)于經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染的關(guān)系研究，最有代表性的是美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家Grossman和Krueger提出的環(huán)境庫茲涅茨曲線（EKC）：環(huán)境污染物質(zhì)量與人均收入水平之間呈“倒U型”關(guān)系[1-2]。目前，國內(nèi)學(xué)者對經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染關(guān)系的研究主要集中于環(huán)境庫茲涅茨曲線特征的驗證[3-7]，但較少研究工業(yè)污染與經(jīng)濟(jì)增長之間的相互作用機制。因此，本文在前人的研究基礎(chǔ)上，基于1995-2013年期間福建省數(shù)據(jù)，檢驗工業(yè)污染與經(jīng)濟(jì)增長的庫茲涅茨曲線關(guān)系，并利用脈沖響應(yīng)分析進(jìn)一步研究工業(yè)污染與經(jīng)濟(jì)增長的相互作用關(guān)系。

1 工業(yè)污染的環(huán)境庫茲涅茨曲線的驗證

1.1 指標(biāo)和數(shù)據(jù)選取

以1995年為基期，扣除人均實際GDP的價格因素，得福建省1995-2013年人均實際GDP，以表征經(jīng)濟(jì)增長；選取工業(yè)廢氣排放量、工業(yè)廢水排放總量、工業(yè)SO2、工業(yè)煙粉塵排放總量和工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量等指標(biāo)，以表征工業(yè)污染。其中， 2010年之前，工業(yè)煙塵與工業(yè)煙塵的數(shù)據(jù)是分別公布的，而2010年之后只公布工業(yè)煙粉塵數(shù)據(jù)，因此，1995-2009工業(yè)煙粉塵數(shù)據(jù)是工業(yè)煙塵與工業(yè)粉塵的加和得出來的。各指標(biāo)數(shù)據(jù)來源于1995-2013年福建省歷年環(huán)境公報、《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》和《中國統(tǒng)計年鑒》。為避免數(shù)據(jù)的大幅波動，減少異方差的影響，對相關(guān)變量的數(shù)據(jù)進(jìn)行對數(shù)化，各類符號含義與具體指標(biāo)如表1所示。

1.2 估計模型與方法

建立如下回歸方程模型：

TPt=C+β1Yt+β2Yt2+β3Yt3+？著t， （1）

式中：TPt為第t年福建省某種工業(yè)污染物的產(chǎn)物總量（取對數(shù)）；Yt為第t年福建省的實際人均GDP（取對數(shù)）；C，β1，β2，β3為回歸模型的系數(shù)；？著t為隨機擾動項。

由式（1）可以預(yù)見：若①β1≠0，β2=0，β3=0，EKC曲線為線型；②若β1>0，β2<0，β3=0，EKC曲線呈“倒U型”；③β2>0，β3=0，EKC曲線呈“U型”；④β1>0，β2<0，β3>0，EKC曲線呈“N型”；⑤β1>0，β2<0，β3<0，EKC曲線呈“U型+倒U型”。

1.3 數(shù)據(jù)的單位根檢驗

根據(jù)計量經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，經(jīng)典回歸模型是建立在平穩(wěn)數(shù)據(jù)變量的基礎(chǔ)上，對于非平穩(wěn)變量，不能使用經(jīng)典回歸模型，否則會出現(xiàn)虛假回歸等諸多問題。為防止偽回歸現(xiàn)象，應(yīng)用Eviews7.0對人均實際GDP、工業(yè)廢氣、工業(yè)廢水、工業(yè)煙（粉）塵、工業(yè)SO2、工業(yè)固體廢棄物等變量，進(jìn)行單位根檢驗，結(jié)果如表2所示。由表2可以看出，各變量均為一階單整。

2 工業(yè)污染物與經(jīng)濟(jì)增長的庫茲涅茨曲線檢驗

2.1 工業(yè)廢氣與人均實際GDP的EKC檢驗

回歸結(jié)果表明，β1=-147.9762<0，β2=15.58636>0，β3=-0.541119<0，所以工業(yè)廢氣排放量與人均實際GDP之間呈“U型+倒U型”的曲線關(guān)系，且R2=0.986875，F(xiàn)統(tǒng)計檢驗的P值=0.00<0.01，因此回歸方程總體擬合度高。模型回歸結(jié)果為

G=471.3739-147.9762Y+15.58636Y2-

0.541119Y3，（2）

R2=0.986875， F= 375.9439， D.W=1.14。

式中：G與Y均為對數(shù)值。根據(jù)式（2）估計結(jié)果可以計算出“U型+倒U型”曲線的兩個拐點分別為5356.35元/人和40806.23元/人，而據(jù)統(tǒng)計2013年福建省的人均實際GDP為40755.13元/人，說明已經(jīng)達(dá)到了“U型+倒U型”的拐點。因此，可以預(yù)測，隨著福建省人均實際GDP不斷增長，工業(yè)廢氣的排放量將隨之降低。

2.2 工業(yè)廢水與人均實際GDP的EKC檢驗

回歸結(jié)果表明，β1=30.73629<0，β2=30.73629>0，β3=-1.071488<0，因此工業(yè)廢水排放量與人均實際GDP之間也是呈“U型+倒U型”的曲線關(guān)系，且R2=0.895180，F(xiàn)統(tǒng)計檢驗的P值=0.000000<0.01，因此回歸方程擬合度高。模型的回歸結(jié)果為

W=936.1918-292.6420Y+30.73629Y2-

1.071488Y2，（3）

R2=0.895180， F= 42.70065， D.W=1.57。

式中：W與Y均為對數(shù)值。根據(jù)式（3）的回歸方程可以計算出，工業(yè)廢水排放量與人均實際GDP的“U型+倒U型”曲線關(guān)系中，兩個拐點分別為7609.65元/人和26544.28元/人。這說明：當(dāng)福建省人均實際GDP低于7609.65元/人時，福建省工業(yè)廢水排放量將隨著人均實際GDP上升而減少；當(dāng)福建省人均實際GDP突破7609.65元/人時，工業(yè)廢水排放量會隨人均實際GDP的增長而增長；當(dāng)福建省人均實際GDP突破26544.28元/人時，人均實際GDP的上升將有利于工業(yè)廢水排放的減少。通過觀察歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，兩個拐點分別于1997年、2009年突破，因此福建省正處于工業(yè)廢水排放減少的階段。

2.3 工業(yè)固體廢物與人均實際GDP的EKC檢驗

回歸結(jié)果表明，β1=18.75970>0，β2=-0.901264<0，β3=0，因此工業(yè)工體廢物產(chǎn)生量與人均實際GDP之間呈典型的環(huán)境庫茲涅茨倒U型曲線關(guān)系，且R2=0.866930，F(xiàn)統(tǒng)計檢驗的P值=0.000000<0.01，回歸效果顯著。模型的回歸結(jié)果為

S=-88.80196+18.75970Y-0.901264Y2，（4）

R2=0.866930， F=52.11895， D.W=1.17。

式中：S與Y均為對數(shù)值。由回歸結(jié)果計算可得，倒U型曲線的拐點為33104.98元/人，福建省在2011年已經(jīng)突破這個拐點，因此隨著人均實際GDP的提高，工業(yè)固體廢物的產(chǎn)生量將降低。

2.4 工業(yè)煙粉塵與人均實際GDP的EKC檢驗

通過回歸可得，β1=-0.195941>0，β2=0，β3=0，因此工業(yè)煙粉塵與人均實際GDP之間不存在庫茲涅茨倒U型曲線關(guān)系，而是呈負(fù)相關(guān)的線性關(guān)系。模型的回歸結(jié)果為

D=5.186205-0.195941Y， （5）

R2=0.196312， F= 4.152488， D.W=1.35。

式中：D與Y均為對數(shù)值。由式（5）可以看出，工業(yè)煙粉塵的擬合效果不佳，從福建省的情況來看，近年的工業(yè)粉塵排放量的確呈下降趨勢。從表3可知，從2005年開始，工業(yè)煙粉塵大幅下降，這應(yīng)該與近年來福建省的節(jié)能減排目標(biāo)和環(huán)境政策的落實有關(guān)。

2.5 工業(yè)SO2與人均實際GDP的EKC檢驗

通過回歸可得，β1=-205.9353<0，β2=21.99803>0，β3=-0.778337<0，因而工業(yè)二氧化硫的排放量與人均實際GDP之間呈U型+倒U型的曲線關(guān)系，且R2=0.913284，F(xiàn)統(tǒng)計檢驗P值= 0.000000<0.01，回歸方程擬合度高。模型的回歸結(jié)果為

SO2=641.6706-205.9353Y+21.99803Y2-

0.778337Y3，（6）

R2=0.913284， F= 52.65943， D.W=1.44。

式中：SO2與Y均為對數(shù)值。根據(jù)模型的回歸結(jié)果計算得出，曲線的兩個拐點分別為5841.611元/人和26085.76元/人。其中前面一個拐點1994年已經(jīng)突破，第二個拐點2009年已經(jīng)突破，說明福建省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)突破了工業(yè)二氧化硫排放的改善點。

3 工業(yè)污染與經(jīng)濟(jì)增長的脈沖響應(yīng)分析

3.1 變量間的JJ協(xié)整檢驗

由表2可以看出，人均實際GDP、工業(yè)廢氣、工業(yè)廢水、工業(yè)煙（粉）塵、工業(yè)SO2、工業(yè)固體廢棄物等變量都是一階單整的，因而可進(jìn)行協(xié)整檢驗。用Eviews將各工業(yè)污染指標(biāo)與人均實際GDP進(jìn)行協(xié)整檢驗，JJ檢驗的結(jié)果如表4所示。

由表4可以看出，GDP與變量G，D，SO2，W均存在協(xié)整關(guān)系，即存在長期穩(wěn)定的關(guān)系，表明隨著經(jīng)濟(jì)的增長，福建省的工業(yè)廢氣、工業(yè)煙粉塵、工業(yè)SO2、工業(yè)廢水等工業(yè)污染的排放從長期來看仍然有增長趨勢。雖然從各工業(yè)污染物的EKC曲線可知，福建省已經(jīng)跨過或即將跨過曲線的拐點，處于工業(yè)污染下降的階段，但由于各工業(yè)污染物的排放與GDP之間存在長期穩(wěn)定關(guān)系，經(jīng)濟(jì)增長與工業(yè)污染物排放之間的矛盾仍需重視。GDP與S之間不存在協(xié)整關(guān)系。這可能與工業(yè)固體廢物綜合利用率顯著提高有關(guān)，據(jù)統(tǒng)計，1995年工業(yè)固體廢物的綜合利用率僅為27.9%， 2012年工業(yè)固體廢物的綜合利用率為89.2%。

3.2 變量間的脈沖響應(yīng)分析

用Eviews7.0軟件，分別將人均實際GDP與五種工業(yè)污染物進(jìn)行脈沖響應(yīng)分析，結(jié)果如表5所示。由表5可以看出，人均實際GDP對工業(yè)SO2、工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣三種工業(yè)污染物沖擊的反應(yīng)均為正面反應(yīng)，其中工業(yè)SO2、工業(yè)廢水對人均實際GDP的正面影響效應(yīng)不斷增加，工業(yè)廢氣對人均實際GDP的沖擊正面影響效應(yīng)先增加，到第7期時達(dá)到最大，隨后降低。這說明福建省工業(yè)SO2、工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣三種工業(yè)污染物的排放對人均實際GDP的正面影響效應(yīng)大于其負(fù)面影響效應(yīng)，人均實際GDP對工業(yè)煙粉塵的沖擊產(chǎn)生了負(fù)面反應(yīng)，并隨著時間的推移該負(fù)面反應(yīng)將擴(kuò)大。

表6為各污染物對人均實際GDP的脈沖響應(yīng)。由表6可以看出，工業(yè)二氧化硫?qū)θ司鶎嶋HGDP的反應(yīng)均為負(fù)，說明經(jīng)濟(jì)增長對工業(yè)二氧化硫排放有改善作用；初期工業(yè)廢水對人均實際GDP的沖擊反應(yīng)為正面反應(yīng)，隨后隨著經(jīng)濟(jì)增長逐漸減少，到第7期時沖擊反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)； 第2～4期人均實際GDP對工業(yè)煙粉塵有正面影響，但很快轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)面影響。以上說明隨著經(jīng)濟(jì)增長，人民的生活水平不斷提高，對環(huán)境的質(zhì)量要求越來越高，對環(huán)境問題越來越重視，促進(jìn)了工業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型、治污技術(shù)水平的提高，再加上環(huán)保政策的實施，工業(yè)污染得到了較大的改善。

4 結(jié)果與討論

本文主要基于1995-2013年間福建省數(shù)據(jù)，對工業(yè)污染與工業(yè)污染物之間的環(huán)境——收入曲線關(guān)系進(jìn)行實證驗證，并通過分析工業(yè)污染與經(jīng)濟(jì)增長的脈沖響應(yīng)，得出如下結(jié)論。

（1） 度量指標(biāo)的選取在很大程度上決定了環(huán)境庫茲涅茨曲線的估計結(jié)果。對于不同的環(huán)境污染指標(biāo)，實證研究得到的曲線形狀與環(huán)境拐點均不同。表7總結(jié)了工業(yè)廢氣、工業(yè)廢水、工業(yè)固體廢物、工業(yè)煙（粉）塵、工業(yè)SO2等五種工業(yè)污染物的度量指標(biāo)與人均實際GDP的曲線關(guān)系。從目前福建省的人均實際GDP來看，近年來各個工業(yè)污染物的曲線拐點均已突破，這表明隨著經(jīng)濟(jì)的增長，各工業(yè)污染物的排放水平將會下降。

（2） 對人均實際GDP和五個工業(yè)污染物排放量進(jìn)行單位根檢驗，并分別將五個工業(yè)污染物排放量與人均實際GDP進(jìn)行協(xié)整檢驗，發(fā)現(xiàn)工業(yè)廢氣排放量、工業(yè)廢水排放量、工業(yè)煙粉塵排放量、工業(yè)SO2排放量與人均實際GDP之間均存在協(xié)整關(guān)系，說明這些工業(yè)污染與經(jīng)濟(jì)增長之間的矛盾將長期存在，雖然通過實證表明福建省已經(jīng)跨過各EKC曲線的拐點，但仍需要注重環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)增長之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量與人均實際GDP之間不存在協(xié)整關(guān)系，這可能與工業(yè)固體廢物綜合利用率顯著提高有關(guān)。

（3） 基于VAR模型基礎(chǔ)上，分別對各工業(yè)污染變量與人均實際GDP進(jìn)行脈沖響應(yīng)分析。從GDP對各污染物的脈沖響應(yīng)分析可知：福建省工業(yè)SO2、工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣三種工業(yè)污染物的排放對人均實際GDP的正面影響效應(yīng)大于其負(fù)面影響效應(yīng)；人均實際GDP對工業(yè)煙粉塵的沖擊產(chǎn)生了負(fù)面反應(yīng)，并隨著時間的推移該負(fù)面反應(yīng)將不斷擴(kuò)大。從工業(yè)SO2排放量、工業(yè)廢水排放量、工業(yè)煙粉塵排放量對人均實際GDP的脈沖響應(yīng)可知，初期快速的經(jīng)濟(jì)迅速增長導(dǎo)致工業(yè)污染水平上升，但當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度后，經(jīng)濟(jì)的增長會帶動工業(yè)污染水平下降。這是因為：在經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期，人均收入水平較低，公眾更注重經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，而對環(huán)境質(zhì)量的需求較低。另外，發(fā)展初期政府財政收入有限，對環(huán)境治理投入不足，對環(huán)境污染監(jiān)控力較差，因而環(huán)境污染會隨著經(jīng)濟(jì)增長惡化。但當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定階段，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，環(huán)保技術(shù)水平提高，工業(yè)污染排放將逐步降低。另外，隨著生活水平的提高，民眾對環(huán)境質(zhì)量需求增加，環(huán)保意識增強，政府的財力水平增加，增強了對環(huán)境污染的治理力度，環(huán)境污染得到有效控制。但是，一旦產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型不夠順利，或者經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中環(huán)境保護(hù)沒有受到足夠的重視，或者環(huán)境政策實施不力，都將加重環(huán)境污染水平。

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（責(zé)任編輯：徐興華）