基于EKC理論的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境質(zhì)量協(xié)整關(guān)系分析?
——以廣東省為例

盧洪友 張靖妤

基于EKC理論的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境質(zhì)量協(xié)整關(guān)系分析?
——以廣東省為例

盧洪友 張靖妤

在環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線假說(shuō)的基礎(chǔ)上,利用時(shí)間序列數(shù)據(jù)和協(xié)整技術(shù)分析探討了廣東省1995－2012年環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系。文章選取二氧化碳(CO2)和二氧化硫(SO2)為環(huán)境質(zhì)量指標(biāo),人均GDP為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)指標(biāo),研究結(jié)果表明,兩類空氣污染物與人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值存在長(zhǎng)期協(xié)整關(guān)系。進(jìn)一步地,二氧化硫排放和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)存在倒U型關(guān)系,符合EKU假說(shuō),人均收入拐點(diǎn)出現(xiàn)在25001.72元左右(以2000年價(jià)格為基期);而二氧化碳排放和GDP呈現(xiàn)正向關(guān)系。此外,因果檢驗(yàn)結(jié)果表明,不管在短期或長(zhǎng)期,廣東省的經(jīng)濟(jì)水平和環(huán)境因素為單向因果關(guān)系,即經(jīng)濟(jì)發(fā)展導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量變化,而非反向影響。這意味著推行污染減排政策和加大環(huán)境污染治理的費(fèi)用投入并不會(huì)阻礙經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。對(duì)于廣東而言,提升環(huán)境治理水平、提高環(huán)境質(zhì)量可能是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期可持續(xù)增長(zhǎng)的有效政策工具。

經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng);環(huán)境質(zhì)量;環(huán)境庫(kù)茲涅茨;協(xié)整;廣東

一、引 言

廣東省是中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)最快的省份之一,GDP一直保持每年約10%的速度增長(zhǎng)?？焖俚慕?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提高了人們的生活質(zhì)量和社會(huì)福利水平,但與此同時(shí)廣東付出了嚴(yán)重的環(huán)境代價(jià)。作為南方最大流域的珠江口已成為僅次于渤海灣的全國(guó)第二個(gè)重點(diǎn)污染海域;廣東每年酸雨頻率居高不下,成為酸雨重災(zāi)區(qū),66.7%以上的城市受酸雨污染,包括廣州市在內(nèi)的17個(gè)城市已被國(guó)務(wù)院納入酸雨控制區(qū)。廣東省水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心的調(diào)查顯示,全省每年由于水環(huán)境污染造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)260億元,每年因酸雨污染造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)40多億元。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)化、城市化的不斷推進(jìn),環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系日益受到重視。國(guó)外環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)家關(guān)于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境變化關(guān)系的研究中,最著名的是庫(kù)茲涅茨環(huán)境曲線(EKC)假說(shuō)。Grossman&Krueger(1991)的實(shí)證研究首次表明,環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間存在“倒U型”關(guān)系,即在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的初始階段,人均收入的增加伴隨著環(huán)境惡化程度的加劇;但隨著人均收入水平越過(guò)某個(gè)拐點(diǎn),環(huán)境質(zhì)量開始提升。由于類似于庫(kù)茲涅茨1995年提出的收入和不平等水平之間的關(guān)系,這種環(huán)境發(fā)展模式被稱為環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線(Selden&Song,1994)。

按照環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的觀點(diǎn),在經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期環(huán)境污染不可避免,隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),環(huán)境污染問(wèn)題將得到改善。但如果地區(qū)發(fā)展忽視環(huán)境保護(hù),單純依靠經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)自動(dòng)解決環(huán)境問(wèn)題,后果將十分嚴(yán)重。因?yàn)榄h(huán)境污染程度一旦超過(guò)了生態(tài)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的不可逆轉(zhuǎn)值,即使日后經(jīng)濟(jì)水平到達(dá)環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的拐點(diǎn),環(huán)境破壞也會(huì)愈演愈烈。如圖1所示,只有配合適當(dāng)?shù)沫h(huán)境保護(hù)政策,將環(huán)境惡化的峰值控制在不可逆轉(zhuǎn)值之下,環(huán)境質(zhì)量得到改善才會(huì)成為可能,這也是強(qiáng)調(diào)政府采取行動(dòng)治污減排的意義所在。

因此,環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線從宏觀上為觀察經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境質(zhì)量的演進(jìn)提供了經(jīng)驗(yàn)性的分析,表明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境質(zhì)量存在某種必然聯(lián)系。為了研究地區(qū)性的這種聯(lián)系,本文選取廣東省1995－2012年相關(guān)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境污染數(shù)據(jù),利用時(shí)間序列和協(xié)整分析方法,檢驗(yàn)廣東省環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線,并進(jìn)一步探討廣東省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境質(zhì)量的變化規(guī)律。

圖1

二、文獻(xiàn)綜述

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系進(jìn)行了長(zhǎng)期大量的探討。對(duì)于環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的研究主要集中于對(duì)人均收入和污染指標(biāo)等其他變量的回歸分析。主要分為兩大類環(huán)境指標(biāo):空氣質(zhì)量指標(biāo)和污染排放指標(biāo)。Grossman&Krueger(1995)選取了城市空氣二氧化碳濃度、空氣顆粒物等14類污染物指標(biāo),發(fā)現(xiàn)除了PM10隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)單調(diào)減少,其余13類污染物和人均收入呈現(xiàn)倒U型關(guān)系。在人均收入到達(dá)8000美元后,大部分環(huán)境問(wèn)題開始改善。類似地,Shafik&Bandyopadhyay(1992)基于149個(gè)國(guó)家的投資增長(zhǎng)、能源替代、貿(mào)易開放度等指標(biāo),建立GDP對(duì)數(shù)和多類污染物指標(biāo)的多項(xiàng)式,發(fā)現(xiàn)在森林退化和城市空氣質(zhì)量惡化方面出現(xiàn)倒U型關(guān)系。另一方面,Selden&Song(1994)則關(guān)注地方污染排放,他們發(fā)現(xiàn)二氧化硫?qū)?yīng)的人均GDP拐點(diǎn)出現(xiàn)在10000美元,略高于氮氧化物和碳排放的收入,在被研究的國(guó)家中大部分收入拐點(diǎn)都較高,未來(lái)全球污染排放將繼續(xù)增加。Levinson(1998)引入汽車尾氣的鉛污染,以汽油含鉛量和汽油消費(fèi)量分別作為污染強(qiáng)度和污染活動(dòng)指標(biāo),進(jìn)一步證實(shí)了環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的存在,通過(guò)分別估算兩類指標(biāo)對(duì)國(guó)民收入的影響,發(fā)現(xiàn)伴隨收入的增長(zhǎng),環(huán)境質(zhì)量的改善主要取決于減少污染強(qiáng)度,而非遏制污染活動(dòng)。

根據(jù)EKC的假設(shè),經(jīng)濟(jì)發(fā)展將在未來(lái)改善環(huán)境問(wèn)題,但在實(shí)證檢驗(yàn)環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線過(guò)程中,卻發(fā)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系并非總為倒U型。Holtz Eakin&Selden(1995)基于全球40多個(gè)國(guó)家的面板數(shù)據(jù)進(jìn)行敏感性分析,發(fā)現(xiàn)盡管隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,二氧化碳邊際排放量遞減,但全球排放的二氧化碳將繼續(xù)以1.8%的速度增長(zhǎng),環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是一種單調(diào)關(guān)系。Hettige等(2000)利用工業(yè)廢水污染探討了收入和環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)廢水污染隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展加劇。de Bruyn等(1998)研究了4個(gè)國(guó)家包括二氧化碳、氮氧化物和二氧化硫在內(nèi)的污染物,得出污染排放和收入正相關(guān),但隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)改變和技術(shù)效應(yīng)的產(chǎn)生將有望實(shí)現(xiàn)減排。

有關(guān)環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線早期的研究,大部分使用跨國(guó)面板數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)各種環(huán)境指標(biāo)和人均收入之間的關(guān)系,然而從嚴(yán)格的計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看,盡管其中一些研究給出了支持環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線假說(shuō)的證據(jù),但并不表明每個(gè)樣本國(guó)家將會(huì)遵循相同的污染發(fā)展路徑。因此從跨國(guó)面板數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)向單一國(guó)家時(shí)間序列數(shù)據(jù)研究也成為了EKC研究的新趨勢(shì)。Akbostanci等(2009)認(rèn)為,只有單一國(guó)家的研究才能提供不同污染物EKC是否存在的答案。他們對(duì)土耳其1968－2003年二氧化碳、二氧化硫和可吸入顆粒物排放進(jìn)行了傳統(tǒng)參數(shù)回歸,結(jié)果不支持EKC的假說(shuō),并得出結(jié)論,土耳其環(huán)境空氣污染不會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)自動(dòng)消失。Lindmark(2002)指出,受各國(guó)具體形態(tài)特征影響,一國(guó)時(shí)間序列數(shù)據(jù)比跨國(guó)面板數(shù)據(jù)能更有效分析EKU模式的動(dòng)態(tài)演變。Francis Tan(2014)認(rèn)為特定國(guó)家或地區(qū)的案例研究?jī)?yōu)于跨國(guó)的整體分析,因?yàn)閷?shí)證分析在總體層面無(wú)法捕捉和解釋每個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)環(huán)境的復(fù)雜性及各國(guó)的歷史。

劉燕等(2006),于峰、齊建國(guó)、田曉林(2006)以二氧化硫、工業(yè)三廢排放量等指標(biāo)表征環(huán)境污染水平,利用省級(jí)面板數(shù)據(jù)考察國(guó)家層面的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境之間的關(guān)系,研究結(jié)果表明我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與工業(yè)廢水、二氧化硫之間表現(xiàn)為一種倒N型曲線關(guān)系,與工業(yè)廢氣之間表現(xiàn)為N型曲線關(guān)系,而只有與工業(yè)固體廢物之間表現(xiàn)為一種倒U型曲線關(guān)系。對(duì)于不同地區(qū)、不同污染物而言,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系不盡相同,表現(xiàn)為環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線呈現(xiàn)地域性和時(shí)間性差異。針對(duì)省級(jí)地區(qū)層面,楊丹輝、李紅莉(2011)引入山東省污染物排放指標(biāo)和環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo),建立11種環(huán)境指標(biāo)與人均GDP之間的計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型,結(jié)果顯示盡管部分環(huán)境指標(biāo)處于下行通道,但山東省環(huán)境目前整體狀況和未來(lái)趨勢(shì)不容樂(lè)觀。徐彤(2011)使用2000－2007年陜西省10個(gè)地區(qū)面板數(shù)據(jù),考察陜西省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、環(huán)境污染及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn):自西部大開發(fā)以來(lái),隨著陜西省經(jīng)濟(jì)不斷增長(zhǎng),部分工業(yè)污染物排放量出現(xiàn)先下降再回升的變化趨勢(shì);在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低的地區(qū),工業(yè)污染物排放總量和增量較少;在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)水平中等的地區(qū),工業(yè)污染水平在快速上升;只有經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)達(dá)到較高水平時(shí),工業(yè)污染物的排放量才會(huì)開始下降。對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境質(zhì)量的研究,因研究方法、樣本數(shù)據(jù)、實(shí)證模型等的不同而呈現(xiàn)出豐富的研究結(jié)論。本文試圖從長(zhǎng)期協(xié)整關(guān)系的角度考察地區(qū)性空氣污染物與人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值之間的相互作用,檢驗(yàn)廣東省環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線,進(jìn)一步探討廣東省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境質(zhì)量的變化規(guī)律。

三、指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)

在實(shí)證分析中,本文采用廣東省1995－2012年時(shí)間序列數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)皆取自《中國(guó)環(huán)境年鑒》《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》《廣東統(tǒng)計(jì)年鑒》,并由此整理所得。為了消除數(shù)據(jù)的劇烈波動(dòng)以及異方差的影響,所有變量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為對(duì)數(shù)形式。

一是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)指標(biāo)。本文選取人均GDP作為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的衡量指標(biāo),考慮到名義人均GDP無(wú)法剔除價(jià)格波動(dòng)的影響因素,故選擇以2000年的價(jià)格為基期,計(jì)算1995－2012年實(shí)際人均GDP。

二是環(huán)境污染指標(biāo)。本文選取二氧化硫SO2排放量(萬(wàn)噸)和二氧化碳CO2排放量(萬(wàn)噸)作為環(huán)境質(zhì)量的影響指標(biāo),以上均為年排放量數(shù)據(jù)。在環(huán)境指標(biāo)的選取上,取決于數(shù)據(jù)的可得性和代表性,二氧化硫和二氧化碳分別主要引起地方和全球性環(huán)境問(wèn)題。在廣東,導(dǎo)致二氧化硫排放的主要經(jīng)濟(jì)活動(dòng)是煤炭和化石燃料的燃燒,化學(xué)工廠制造和汽車尾氣。二氧化硫的排放對(duì)人體健康有嚴(yán)重的影響,引起肺損傷和其他呼吸系統(tǒng)疾病;同時(shí)對(duì)自然環(huán)境造成損害,導(dǎo)致局部地區(qū)酸雨的產(chǎn)生。相比之下,二氧化碳影響涉及全球,范圍更廣,也是當(dāng)今全球變暖的主要驅(qū)動(dòng)力之一。

由于廣東省的二氧化碳排放量數(shù)據(jù)無(wú)法直接獲取,需要進(jìn)行測(cè)算。目前已經(jīng)得到認(rèn)可的二氧化碳排放公式為:

其中,EMc、EMo、EMg分別為煤炭、石油、天然氣的消耗標(biāo)準(zhǔn)煤量,而fc、fo、fg對(duì)應(yīng)煤炭、石油、天然氣消耗的碳排放系數(shù)。表1為化石燃料的二氧化碳排放系數(shù)。

表1 化石燃料的二氧化碳排放系數(shù)

四、模型構(gòu)建

本文基于Fodha(2010)的分析框架設(shè)定模型,分析廣東省二氧化碳、二氧化硫兩類空氣污染物排放和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系。長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系可以表示為收入的對(duì)數(shù)形式,本文加入人均GDP的三次方項(xiàng)來(lái)捕捉污染與收入之間可能會(huì)存在的三次關(guān)系,方程設(shè)定如下①與使用截面數(shù)據(jù)和面板數(shù)據(jù)的模型不同,我們沒(méi)有納入如人口密度、貿(mào)易強(qiáng)度、空間活動(dòng)強(qiáng)度等其他影響變量。本文實(shí)證目的主要是檢驗(yàn)環(huán)境惡化和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的協(xié)整關(guān)系,引入額外變量并不會(huì)消除數(shù)據(jù)單位根以及變量的內(nèi)生性問(wèn)題。:

CO2為二氧化碳排放量(萬(wàn)噸),SO2為二氧化硫排放量(萬(wàn)噸),Y為人均GDP。α1、α2、α3分別為二氧化碳排放對(duì)人均GDP、人均GDP二次方、人均GDP三次方的長(zhǎng)期彈性系數(shù)。

公式(1)(2)刻畫了環(huán)境—經(jīng)濟(jì)關(guān)系的各種形式。以二氧化碳為例:

α1＞0,α2＝α3＝0,環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)單調(diào)遞增;

α1＜0,α2＝α3＝0,環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)單調(diào)遞減;

α1＞0,α2＜0及α3＞0,環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)N型關(guān)系;

α1＜0,α2＞0及α3＜0,環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)倒N型關(guān)系;

α1＜0,α2＞0及α3＝0,環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)U型關(guān)系;

α1＞0,α2＜0及α3＝0,環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)倒U型關(guān)系,即符合EKC假說(shuō)。環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的收入拐點(diǎn)Y＝e(－0．5α1/α2)。理論上,我們希望看到α3＝0的前提下,α1為正,表明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)伴隨更多的二氧化碳排放到環(huán)境中;α2為負(fù),意味經(jīng)濟(jì)經(jīng)過(guò)一定程度的增長(zhǎng),清潔技術(shù)變得更先進(jìn),經(jīng)濟(jì)開始發(fā)揮對(duì)污染排放的抑制作用。

五、實(shí)證檢驗(yàn)

實(shí)證估計(jì)的目的是檢驗(yàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境變量之間如何相互作用及其長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)因果關(guān)系。本文基于時(shí)間序列數(shù)據(jù)分析環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線,如果變量為非平穩(wěn)時(shí)間序列,有可能導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)的虛假回歸,數(shù)據(jù)的平穩(wěn)屬性決定了檢驗(yàn)方法的選取。為此,我們利用ADF、PP、KPSS這三類單位根檢驗(yàn)方法,以檢驗(yàn)變量的時(shí)間序列平穩(wěn)性,其中選擇KPSS檢驗(yàn)是作為對(duì)ADF和PP檢驗(yàn)的補(bǔ)充;其次,在變量為一階單整的基礎(chǔ)上,對(duì)變量進(jìn)行Johansen協(xié)整檢驗(yàn),以選擇合適的因果檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?。如果Johansen檢驗(yàn)顯示變量不存在協(xié)整關(guān)系,則在向量自回歸模型(VAR)一階差分的基礎(chǔ)上進(jìn)行因果檢驗(yàn);反之,則基于誤差修正模型(ECM)。因此,第三步是選擇適當(dāng)類型的因果檢驗(yàn)。

Johansen協(xié)整檢驗(yàn)用于估計(jì)多元環(huán)境下不同協(xié)整變量的個(gè)數(shù)及協(xié)整關(guān)系的參數(shù)。對(duì)于本文模型,檢驗(yàn)包括以下四維VAR模型:

其中,Xt＝(Ln P,Ln Y,(Ln Y)2,(Ln Y)3)′,Ln P表示二氧化碳和二氧化硫排放量的對(duì)數(shù),Ln Y、(Ln Y)2、(Ln Y)3分別是人均GDP對(duì)數(shù)的n次方。σt是代表時(shí)間趨勢(shì)的k×1階向量,衡量由于技術(shù)創(chuàng)新等原因?qū)е颅h(huán)境質(zhì)量改善。

進(jìn)一步,方程(3)可改寫為誤差修正形式:

根據(jù)(3),環(huán)境和經(jīng)濟(jì)因素可能存在兩類獨(dú)立的因果關(guān)系來(lái)源。即如果向量中的調(diào)整系數(shù)λ≠0,則模型通過(guò)誤差修正項(xiàng),顯示污染物排放量和人均收入存在長(zhǎng)期均衡關(guān)系;如果λ＝0,則通過(guò)滯后動(dòng)態(tài)項(xiàng),滯后差分項(xiàng)的系數(shù)表明存在短期動(dòng)態(tài)。鑒于環(huán)境和經(jīng)濟(jì)因素可能存在短期動(dòng)態(tài)和長(zhǎng)期均衡兩種關(guān)系,下文分別進(jìn)行短期格蘭杰因果檢驗(yàn)和弱外生性檢驗(yàn)。

在進(jìn)行實(shí)證估計(jì)之前,對(duì)數(shù)據(jù)的單位根進(jìn)行檢驗(yàn)。表2為單位根檢驗(yàn)結(jié)果?？梢钥吹?所有的變量在經(jīng)過(guò)一階差分后變得平穩(wěn)。因此,我們認(rèn)為所有的變量都是一階單整。非平穩(wěn)變量如果存在協(xié)整關(guān)系,有可能出現(xiàn)虛假回歸,導(dǎo)致結(jié)果不可靠。因此,我們繼續(xù)檢驗(yàn)變量的長(zhǎng)期協(xié)整關(guān)系。為了確定協(xié)整關(guān)系的數(shù)量,我們使用跡檢驗(yàn)和最大特征值檢驗(yàn)。跡檢驗(yàn)的原假設(shè)為最多存在r個(gè)協(xié)整向量。檢驗(yàn)從最多存在0個(gè)協(xié)整關(guān)系的原假設(shè)開始,如果原假設(shè)被拒絕,則下一次的原假設(shè)中協(xié)整向量個(gè)數(shù)設(shè)為1,依次進(jìn)行,直到接受原假設(shè)。對(duì)于最大特征值檢驗(yàn),原假設(shè)為剛好存在r個(gè)協(xié)整向量,被擇假設(shè)為剛好存在r+1個(gè)協(xié)整向量,同樣地,檢驗(yàn)從0個(gè)協(xié)整向量開始。

表2 單位根檢驗(yàn)

表3 二氧化碳排放量指標(biāo)的協(xié)整檢驗(yàn)

表4 二氧化硫排放量指標(biāo)的協(xié)整檢驗(yàn)

Johansen協(xié)整檢驗(yàn)對(duì)滯后長(zhǎng)度的選擇十分敏感,因此我們利用AIC和SIC檢驗(yàn)VAR模型的最優(yōu)滯后長(zhǎng)度?？紤]到樣本大小,我們最初考慮最大滯后長(zhǎng)度為3,但計(jì)量結(jié)果表明最優(yōu)滯后長(zhǎng)度為1,故下文均以此滯后長(zhǎng)度進(jìn)行檢驗(yàn)。表3和表4分別為跡檢驗(yàn)和最大特征值檢驗(yàn)結(jié)果③協(xié)整檢驗(yàn)在不同趨勢(shì)設(shè)定下進(jìn)行,通過(guò)查看AIC和SIC發(fā)現(xiàn)模型沒(méi)有趨勢(shì)和截距。。在5%的顯著性水平上,結(jié)果表明兩類空氣污染物的排放量和人均GDP存在長(zhǎng)期協(xié)整關(guān)系。

通過(guò)方程擬合,得到二氧化硫和人均GDP的回歸結(jié)果:

α1＜0,α2＞0及α3＜0表明二氧化硫排放和人均GDP之間為倒N型關(guān)系,但圖2呈現(xiàn)倒U型走勢(shì)。這是由于曲線左側(cè)第一個(gè)拐點(diǎn)較低,導(dǎo)致其散落在數(shù)據(jù)集之外。本文二氧化硫排放模型證實(shí)了環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線假說(shuō),說(shuō)明隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),二氧化硫的排放量會(huì)經(jīng)歷一個(gè)先增加后減少的過(guò)程。在人均收入水平達(dá)到25001.72元時(shí),二氧化硫排放量開始下降,這個(gè)情況大約在2005年,此時(shí)廣東已經(jīng)能夠有效地減少二氧化硫的排放。

廣東省二氧化硫和人均GDP的關(guān)系率先出現(xiàn)倒U型情況,與二氧化硫自身的特點(diǎn)及廣東省政府的治污力度分不開。二氧化硫易溶于水,尤其在雨水較為豐沛的廣東地區(qū),空氣中排放的二氧化硫形成酸雨。二氧化硫形成的污染危害是即期的,后果主要由排放地承擔(dān),且這種危害不易轉(zhuǎn)移。這就要求地方政府對(duì)該類污染物的影響在短期內(nèi)做出反應(yīng)。其次,與政府2004年首次提出綠色廣東概念,全面進(jìn)行環(huán)境治理的舉措分不開。2005年,廣東省政府與各地區(qū)簽署主要污染物排放總量控制目標(biāo)責(zé)任書,要求廣東省“十一五”期末化學(xué)需氧量和二氧化硫排放量在2005年的基礎(chǔ)上均削減15%。此后,廣東逐年加大環(huán)保治理的支出,2006年環(huán)保投入達(dá)2000億元,占全省GDP的比例連續(xù)4年達(dá)到2.5%以上。以上舉措有力地減少了二氧化硫的排放,實(shí)現(xiàn)了廣東的環(huán)保拐點(diǎn)。此外,廣東省環(huán)保支出連年遞增也表明,盡管污染減排機(jī)制在不同地區(qū)有差別,但最終污染水平應(yīng)該是消費(fèi)的邊際效用減少和污染的邊際負(fù)效用遞增的均衡結(jié)果。收入達(dá)到一定水平后,污染的邊際負(fù)效用將超過(guò)消費(fèi)的邊際正效用,也就需要花更多的資源在減少污染效用上,以達(dá)到效用最大化。

同理,本文得到二氧化碳和人均GDP的回歸結(jié)果:

圖2 二氧化硫排放量與人均GDP曲線變動(dòng)圖

圖3 二氧化碳排放量與人均GDP曲線變動(dòng)圖

二氧化碳模型與人均GDP的長(zhǎng)期協(xié)整系數(shù)在95%置信度下顯著,說(shuō)明模型擬合的可靠性。α1＞0,α2＜0及α3＞0一系列參數(shù)表明,二氧化碳排放量和人均GDP存在N型關(guān)系,而進(jìn)一步計(jì)算模型的解發(fā)現(xiàn),曲線兩個(gè)拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值較低且互相接近。故如圖3所示,二氧化碳－人均GDP的關(guān)系實(shí)際上更接近于單調(diào)遞增的曲線。由長(zhǎng)期彈性系數(shù)可得,每一單位人均GDP的增加帶來(lái)11.75%單位二氧化碳排量的增長(zhǎng)。廣東二氧化碳仍未進(jìn)入環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線拐點(diǎn),未來(lái)二氧化碳排量將繼續(xù)伴隨著人均實(shí)際GDP的增加而上升,堅(jiān)持節(jié)能減排、繼續(xù)加大環(huán)境治理力度仍是廣東長(zhǎng)期可行的環(huán)境政策。

根據(jù)環(huán)境庫(kù)茲涅茨假說(shuō),環(huán)境退化在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的早期不能避免,因?yàn)榇穗A段國(guó)家和地區(qū)更注重工業(yè)化發(fā)展帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)收入,另一方面沒(méi)有足夠的資源、先進(jìn)的技術(shù)以控制污染。而隨著經(jīng)濟(jì)越來(lái)越繁榮,政府開始解決市場(chǎng)失靈問(wèn)題,在環(huán)境公共服務(wù)方面的調(diào)控作用越來(lái)越大。但二氧化碳排放與其他地區(qū)性環(huán)境污染物帶來(lái)的環(huán)境危害不同,碳排放形成的負(fù)外部性范圍更廣,每一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的排放都有可能影響整個(gè)地球的環(huán)境質(zhì)量,從這個(gè)角度而言,二氧化碳減排具有公共品的性質(zhì)。此外,較之二氧化硫,二氧化碳帶來(lái)的環(huán)境危害具有更長(zhǎng)的潛伏期,導(dǎo)致地區(qū)實(shí)施單邊碳減排的激勵(lì)較小。由此,本文推測(cè)這也是為何在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的廣東地區(qū),二氧化碳的經(jīng)濟(jì)－污染路徑呈現(xiàn)單調(diào)遞增趨勢(shì),尚未出現(xiàn)收入拐點(diǎn)的原因之一。

為了檢驗(yàn)環(huán)境質(zhì)量惡化和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間單向或者雙向的長(zhǎng)期協(xié)整關(guān)系,我們簡(jiǎn)化并引入基于誤差修正模型的因果檢驗(yàn),包括格蘭杰因果檢驗(yàn)和弱外生性檢驗(yàn)。如果在控制了環(huán)境變量的歷史值后,經(jīng)濟(jì)變量的歷史值仍能對(duì)環(huán)境變量有顯著的解釋能力,則我們認(rèn)為經(jīng)濟(jì)變量對(duì)環(huán)境變量存在格蘭杰影響。如表5所示,兩類檢驗(yàn)的結(jié)果均顯著表明,收入增長(zhǎng)導(dǎo)致二氧化碳和二氧化硫排放量增加;且弱外生性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn),不存在環(huán)境惡化對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的反饋機(jī)制,表明二者為單一因果關(guān)系。這種可能性歸因于以下幾點(diǎn):經(jīng)濟(jì)水平越高的地區(qū),人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求也相應(yīng)更高;此外,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有利于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,加快推進(jìn)潔凈式生產(chǎn),技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)治污能力的提升。這種單向關(guān)系表明,廣東可以在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的情況下,實(shí)現(xiàn)污染物的減排,提升環(huán)境質(zhì)量。

表5 格蘭杰因果關(guān)系和弱外生性檢驗(yàn)

六、結(jié)論

本文在環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線假說(shuō)的基礎(chǔ)上,利用時(shí)間序列數(shù)據(jù)和協(xié)整技術(shù)分析探討了廣東省1995－2012年環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系。實(shí)證結(jié)果表明,二氧化碳、二氧化硫兩類污染物的排放量和人均GDP存在顯著的長(zhǎng)期協(xié)整關(guān)系。其中,二氧化碳排放量與人均GDP線性遞增,目前尚未出現(xiàn)二氧化碳排放量減少的拐點(diǎn);二氧化硫排放量符合環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線,與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)呈現(xiàn)倒U型關(guān)系,當(dāng)人均收入水平約為25001．72元時(shí),二氧化硫排放量開始下降,廣東省這種收入情況出現(xiàn)在2005年前后。此外,因果檢驗(yàn)結(jié)果表明,不管在短期或長(zhǎng)期,廣東省的經(jīng)濟(jì)水平和環(huán)境因素為單向因果關(guān)系,即經(jīng)濟(jì)發(fā)展導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量變化,而非反向關(guān)系。

盡管目前呈現(xiàn)二氧化硫污染物隨著人均收入水平降低的情況,但還應(yīng)考慮到任何忽視環(huán)境保護(hù)而片面追求經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的行為,都有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境后果。地區(qū)的發(fā)展進(jìn)程不僅需要經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),還需以環(huán)境承載力為支撐。為此,文章提出以下建議。第一,制定有效的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和部門減排政策,積極進(jìn)行區(qū)域環(huán)保規(guī)劃,同時(shí)推進(jìn)全省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,走新型工業(yè)化道路,減緩經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來(lái)的環(huán)境惡化問(wèn)題。第二,進(jìn)一步加大環(huán)境污染治理投入,同時(shí)實(shí)行嚴(yán)格的環(huán)評(píng)審批、環(huán)保準(zhǔn)入制度和環(huán)境監(jiān)管制度。廣東省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境質(zhì)量的單向關(guān)系表明,推行污染減排政策和加大環(huán)境污染治理的費(fèi)用投入并不會(huì)阻礙經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),對(duì)于廣東而言,提高環(huán)境治理水平、提升環(huán)境質(zhì)量可能是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期可持續(xù)增長(zhǎng)的有效政策工具。

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■責(zé)任編輯 余紅偉

Economic Growth and Pollutant Emissions in Guangdong Province: An Empirical Analysis of the Environmental Kuznets Curve

Lu Hongyou and Zhang Jingyu
(School of Economics and Management,Wuhan University)

This paper investigates the relationship between economic growth and pollutant emissions for Guangdong province,during the period 1995－2012．The investigation is made on the basis of the environmental Kuznets curve hypothesis,using time series data and cointegration analysis．Carbon dioxide(CO2)and sulfur dioxide(SO2)are used as the environmental indicators, and GDP as the economic indicator．Our results show that there is a long-run cointegrating relationship between the per capita emissions of two pollutants and the per capita GDP．An inverted U relationship between SO2emissions and GDP has been found,with income turning point approximately equals to 25001.72 yuan．However,a monotonically increasing relationship with GDP is found more appropriate for CO2emissions．Furthermore,the causality results show that the relationship between income and pollution in Guangdong is one of unidirectional causality with income causing environmental changes and not vice versa,both in the short-run and long-run．This implies that an emission reduction policies and more investment in pollution abatement expense will not hurt economic growth．It could be a feasible policy tool for Guangdong to achieve its sustainable growth in the long-run．

Environmental Kuznets Curve;Cointegration;Guangdong

?盧洪友、張靖妤,武漢大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,電子郵箱:hongylu＠sohu．com,1016128683＠qq．com,本課題受國(guó)家社科基金重大招標(biāo)項(xiàng)目(11&ZD041)資助,感謝匿名評(píng)審人,文責(zé)自負(fù)。

①原假設(shè)為變量有一個(gè)單位跟,AIC用于選擇滯后長(zhǎng)度,最大值為4。

②原假設(shè)為變量是平穩(wěn)的。