陜西省環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線特征及成因分析

楊帆 王皓

摘要：近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，如何在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)防治環(huán)境污染和改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量成為研究關(guān)注的焦點(diǎn)。選取14個(gè)環(huán)境污染指標(biāo)、9個(gè)生態(tài)環(huán)境指標(biāo)和人均GDP，對(duì)陜西省1986-2012年的數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型，得出了環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間關(guān)系的環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線（EKC）；并選取8個(gè)影響因素進(jìn)行多元線性回歸，分析了影響環(huán)境指標(biāo)和陜西省環(huán)境質(zhì)量的主要因素。結(jié)果表明，23種環(huán)境指標(biāo)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響呈現(xiàn)不同的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)；除經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)外，人口數(shù)量、城市結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口素質(zhì)、技術(shù)水平、污染治理投資是影響陜西省環(huán)境質(zhì)量的主要因素，對(duì)環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線具有重要解釋意義。該研究為陜西省環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境的治理修復(fù)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的科學(xué)調(diào)整提供依據(jù)，同時(shí)對(duì)西部其他省份具有重要的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線；環(huán)境質(zhì)量；生態(tài)環(huán)境；經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)；陜西省

中圖分類號(hào)：F127；X22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）14-3384-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.14.014

Analysis of Characteristics and Origin of Environmental Kuznets Curve

in Shaanxi Province

YANG Fan，WANG Hao

（College of Geology and Environment， Xian University of Science and Technology， Xian 710054， china）

Abstract： In recent years，with the rapid development of economy，how to prevent and control environmental pollution and improve the ecological environment quality along with the economic growth at the same time becomes the focus of attention. Starting from the present environmental Kuznets curve （EKC） research，this article analyzes the research progress of environmental pollution and ecological environment. By choosing 14 pollution indicators，9 indicators of ecological environment and GDP per capita， establishing the mathematical model for the data of Shaanxi Province during 1986-2012，the environmental Kuznets curve relationship between environmental quality and economic growth was obtained； 8 factors were selected to analyze multiple linear regression，and the main influence factors of environmental indicators and environmental quality in Shaanxi Province were analyzed. 23 environmental indicators to affect the economic growth show different trends and characteristics. In addition to economic growth，the main factors affecting the quality of the environment also include population，city structure，industrial structure，population quality，technical level and pollution control investment，which is of important significance to explain the environmental Kuznets curve in Shaanxi Province. The research result can provide the basis for the environmental pollution and ecological environment remediation，rational adjustment of industrial structure， and important reference significance for other western provinces.

Key words： environmental Kuznets curve； environmental quality； ecological environment； economic growth； Shaanxi province

環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線（EKC）是茲涅茨曲線在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境質(zhì)量方面的一項(xiàng)應(yīng)用。該理論假定，如果沒(méi)有一定的環(huán)境政策干預(yù)，一個(gè)國(guó)家或區(qū)域的環(huán)境污染隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)先惡化，越過(guò)轉(zhuǎn)折點(diǎn)后逐步改善，即環(huán)境污染變動(dòng)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展變動(dòng)趨勢(shì)間呈現(xiàn)倒U型關(guān)系。后來(lái)經(jīng)過(guò)大量學(xué)者實(shí)證研究完善，EKC的形式除了典型的倒U型外，還有直線型、N型以及U型等[1]。Grossman等[2]在1991年首次采用EKC對(duì)城市大氣數(shù)據(jù)做了分析，發(fā)現(xiàn)SO2及煙塵與人均GDP之間存在倒U型曲線關(guān)系。Shafik等[3]擬合了10個(gè)生態(tài)環(huán)境因素與人均GDP的關(guān)系，提出倒U型EKC關(guān)系。國(guó)外大多關(guān)于EKC的研究都以大氣環(huán)境指標(biāo)為基礎(chǔ)，如Stern等[4]、Cole等[5]對(duì)大氣污染物做過(guò)深入的研究。國(guó)內(nèi)近些年對(duì)EKC的研究主要集中在環(huán)境污染方面。如王奇等[6]通過(guò)EKC曲線構(gòu)建了29個(gè)國(guó)家污染排放與收入之間的關(guān)系；周璇等[7]對(duì)多個(gè)省工業(yè)廢水排放量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系進(jìn)行了研究；趙連閣等[8]選取浙江省農(nóng)業(yè)面源污染指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證浙江省農(nóng)業(yè)面源污染與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系；莊大昌等[9]通過(guò)對(duì)廣州市30年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與廢水排放相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立了廣州市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與廢水排放的EKC模型；戰(zhàn)永輝等[10]通過(guò)對(duì)山東省三廢排放與人均GDP 的數(shù)據(jù)分析，得出了各種環(huán)境污染物與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的曲線特征；陳景輝等[11]根據(jù)陜西省20年工業(yè)總產(chǎn)量和工業(yè)三廢、工業(yè)SO2以及煙塵排放量的數(shù)據(jù)，建立了EKC模型。

現(xiàn)階段采用EKC主要對(duì)大氣、工業(yè)廢水中的主要污染物指標(biāo)（排放量和濃度）做實(shí)證研究，生態(tài)環(huán)境方面的研究較少，較多集中在碳排放方面。如王鵬等[12]選取6個(gè)城市，研究了城市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與土地生態(tài)安全之間的相關(guān)關(guān)系，并進(jìn)行生態(tài)安全評(píng)價(jià)；陳勇等[13]利用農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)對(duì)西南地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳排放、碳吸收和碳足跡進(jìn)行了計(jì)算和時(shí)空特征分析，并建立了EKC模型；許廣月等[14]選用中國(guó)省域面板數(shù)據(jù)，研究中國(guó)碳排放環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的存在性；邵鋒祥等[15]通過(guò)建立CO2排放的環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線，實(shí)證研究了陜西省碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系。

目前還沒(méi)有一個(gè)綜合的一般性指標(biāo)來(lái)反映整個(gè)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系，特別是缺少環(huán)境退化或改善對(duì)經(jīng)濟(jì)的作用方面的內(nèi)容。研究生態(tài)環(huán)境指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)的關(guān)系是未來(lái)的一個(gè)重要方面[16]。將EKC應(yīng)用于陜西省環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)關(guān)系的研究，分析其成因，可以為陜西省環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境的治理修復(fù)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的科學(xué)調(diào)整提供依據(jù)，同時(shí)對(duì)西部其他省份具有重要的借鑒意義。

1 研究指標(biāo)與計(jì)量模型

本文選取陜西省1986-2012年間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)來(lái)源于1986-2012年陜西統(tǒng)計(jì)年鑒、中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒、陜西統(tǒng)計(jì)公報(bào)和陜西省環(huán)境狀況公報(bào)等資料。

1.1 研究指標(biāo)

選用常規(guī)的人均GDP作為經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。國(guó)內(nèi)外的環(huán)境指標(biāo)包括環(huán)境污染類、生態(tài)資源類和發(fā)展效益類，但研究最多的是環(huán)境污染類，其他2種指標(biāo)研究較少，根據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)源選用環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境2類指標(biāo)，并且每一類包含絕對(duì)量和相對(duì)量，具體見(jiàn)表1。

1.2 計(jì)量模型

借助于EXCEL和SPSS軟件，對(duì)環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系研究的主要計(jì)量模型[17]如式（1）。

E=a+g（Y） （1）

式中E代表環(huán)境（環(huán)境污染使用原指標(biāo)，生態(tài)環(huán)境使用原指標(biāo)的倒數(shù)），Y代表人均GDP，為了使分析全面、客觀，選用線性、二次、三次、對(duì)數(shù)、指數(shù)、對(duì)數(shù)線性、對(duì)數(shù)二次、對(duì)數(shù)三次等多種函數(shù)模型作曲線擬合。根據(jù)曲線模型檢驗(yàn)參數(shù)，在各個(gè)函數(shù)模型中進(jìn)行優(yōu)選。

2 環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)擬合結(jié)果

采用多種曲線模型進(jìn)行回歸擬合比較，僅列出顯著性較高的擬合模型。經(jīng)過(guò)指標(biāo)的選擇、計(jì)量模型的建立和環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系的擬合回歸分析，得出了環(huán)境污染及生態(tài)環(huán)境與人均GDP的擬合結(jié)果，見(jiàn)表2。

環(huán)境污染中工業(yè)固體廢物產(chǎn)生強(qiáng)度、工業(yè)粉塵排放量、工業(yè)粉塵排放強(qiáng)度、生活垃圾產(chǎn)生量及生活垃圾產(chǎn)生強(qiáng)度5個(gè)指標(biāo)與人均GDP的回歸為倒U型EKC曲線，反映出非常顯著的EKC曲線特征；生態(tài)環(huán)境中森林面積、森林覆蓋率和耕地面積3個(gè)指標(biāo)呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，不過(guò)所有的環(huán)境指標(biāo)均已跨過(guò)其頂點(diǎn)，說(shuō)明隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這3個(gè)生態(tài)環(huán)境指標(biāo)，尤其森林面積和森林覆蓋率的降低需要引起重視；工業(yè)廢氣排放量、生活垃圾產(chǎn)生量、人均森林面積、森林覆蓋率、草地面積、人均草地面積和人均耕地面積這7個(gè)環(huán)境指標(biāo)呈惡化趨勢(shì)，說(shuō)明這7個(gè)環(huán)境指標(biāo)呈惡化趨勢(shì)；其他16個(gè)指標(biāo)總體呈好轉(zhuǎn)趨勢(shì)；各指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的N型、倒N型關(guān)系說(shuō)明政策或者技術(shù)等外部因素能有效地改變環(huán)境指標(biāo)，這也表示政策對(duì)于控制環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境具有有效性。

3 環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系的成因

3.1 影響指標(biāo)選取

環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的變化通常會(huì)受到不同發(fā)展階段的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平、宏觀經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境政策等因素的影響[18，19]，據(jù)此影響因素選取以下8個(gè)指標(biāo)，環(huán)境指標(biāo)為表1所列23個(gè)指標(biāo)。Y1為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，用人均GDP（元）表示；Y2為人口數(shù)量，用全省人口數(shù)量（萬(wàn)人）表示；Y3為人口素質(zhì)，用年終中等教育以上人口數(shù)占人口總數(shù)的比重（%）表示；Y4為城市結(jié)構(gòu)，用城鄉(xiāng)比（%）表示；Y5為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，用第二產(chǎn)業(yè)增加值占生產(chǎn)總值比重（%）表示；Y6為技術(shù)水平，用工業(yè)增加值與工業(yè)三廢排放量的比（%）表示；Y7為國(guó)際貿(mào)易，用外貿(mào)出口總額（萬(wàn)美元）表示；Y8為污染治理投資，以全省工業(yè)污染治理投資總額（萬(wàn)元）表示。

3.2 模型的構(gòu)建

以影響因素指標(biāo)為自變量，環(huán)境指標(biāo)為因變量，做多元線性回歸分析。多元線性回歸模型如式（2）。

E=bo+b1Y1+b2Y2+…bpYp （2）

為了消除量綱不同和數(shù)量級(jí)的差異所帶來(lái)的影響，運(yùn)用SPSS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。在多元線性回歸分析中，并不是所有自變量都對(duì)因變量有顯著的影響，因此，選用逐步回歸法以得到最優(yōu)回歸方程。

3.3 成因分析

經(jīng)回歸得到的標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)見(jiàn)表3。表3中，環(huán)境污染類指標(biāo)E1-E14表示污染物的絕對(duì)量和相對(duì)量，其標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)正負(fù)值表示的意義相反，正值表示對(duì)環(huán)境質(zhì)量有負(fù)面影響，負(fù)值表示為正面影響；生態(tài)環(huán)境類指標(biāo)E15-E23的系數(shù)對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響和實(shí)際正負(fù)一致，即正值表示對(duì)環(huán)境質(zhì)量有正面影響，負(fù)值表示為負(fù)面影響。表中對(duì)環(huán)境質(zhì)量影響程度高低依次為人口數(shù)量、城市結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口素質(zhì)、技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、污染治理投資、出口貿(mào)易；人口數(shù)量影響的環(huán)境指標(biāo)最多，為15個(gè)，且均為負(fù)面影響，可見(jiàn)人口為陜西省環(huán)境質(zhì)量的首要因素；其次是城市結(jié)構(gòu)，為7正4負(fù)，雖然城市化的提高加大了生活垃圾的排放量，加快了人均森林面積、耕地面積和人均城市綠化面積的退化程度，但是降低了工業(yè)廢水排放量、工業(yè)廢氣排放量、工業(yè)煙塵排放量和人均生活垃圾排放量，提高了森林面積、森林覆蓋率和人均草地面積，總體呈正面影響，可見(jiàn)城市化的提升對(duì)陜西環(huán)境保護(hù)有一定的積極意義；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為3正6負(fù)，雖然增大了森林面積、森林覆蓋率和人均草地面積，但是加大了工業(yè)廢水排放量和SO2排放量，加快了人均森林面積、草地面積、耕地面積和人均城市綠化面積的退化程度，總體呈負(fù)面影響，可見(jiàn)陜西的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步優(yōu)化；人口素質(zhì)對(duì)8個(gè)環(huán)境指標(biāo)的影響均為負(fù)，可見(jiàn)陜西的人口素質(zhì)亟需提升；技術(shù)水平表現(xiàn)為1正5負(fù)，且都是對(duì)環(huán)境污染指標(biāo)的影響，可見(jiàn)目前，陜西技術(shù)進(jìn)步還處于非對(duì)稱階段，具有開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)功能的科技進(jìn)步占居優(yōu)勢(shì)，而具備環(huán)境治理和環(huán)境優(yōu)化功能的環(huán)境科技進(jìn)步和兼有經(jīng)濟(jì)功能和環(huán)保功能的環(huán)境友好型“綠色”科技進(jìn)步處于劣勢(shì)；經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境污染指標(biāo)呈負(fù)面影響，對(duì)生態(tài)環(huán)境指標(biāo)呈正面影響；最后是污染治理投資，降低了工業(yè)粉塵的排放量，目前陜西對(duì)環(huán)境污染治理的投入不足，且效果甚微；出口貿(mào)易基本上對(duì)陜西環(huán)境質(zhì)量無(wú)影響。

表3顯示出環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境兩種類型指標(biāo)與各影響因素的相關(guān)性程度。具有顯著EKC曲線特征的5個(gè)指標(biāo)中工業(yè)固體廢物產(chǎn)生強(qiáng)度與人口數(shù)量、人口素質(zhì)及技術(shù)水平呈正相關(guān)，人口數(shù)量的影響最大；工業(yè)粉塵排放量與人口數(shù)量正相關(guān)，與污染治理投資負(fù)相關(guān)；工業(yè)粉塵排放強(qiáng)度與人口數(shù)量、人口素質(zhì)正相關(guān)；生活垃圾產(chǎn)生量與人口數(shù)量、城市結(jié)構(gòu)相關(guān)；生活垃圾產(chǎn)生強(qiáng)度與城市結(jié)構(gòu)和技術(shù)水平負(fù)相關(guān)。

呈惡化趨勢(shì)的7個(gè)環(huán)境指標(biāo)中工業(yè)廢氣排放量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)正相關(guān)，與城市結(jié)構(gòu)負(fù)相關(guān)；生活垃圾產(chǎn)生量與人口數(shù)量、城市結(jié)構(gòu)正相關(guān)；人均森林面積與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)正相關(guān)，與人口數(shù)量、人口素質(zhì)、城市結(jié)構(gòu)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)負(fù)相關(guān)；森林覆蓋率與城市結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正相關(guān)；草地面積與人口數(shù)量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)負(fù)相關(guān)；人均草地面積與城市結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正相關(guān)；人均耕地面積與人口數(shù)量負(fù)相關(guān)。其余環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境指標(biāo)由于受各8個(gè)影響因素不同程度的相關(guān)性而呈現(xiàn)出多種曲線特征。

4 結(jié)論

1）在影響因素不同程度的作用下，23個(gè)環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境指標(biāo)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的反映呈現(xiàn)出不同的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)，說(shuō)明政策或者技術(shù)等外部因素能有效地改變環(huán)境指標(biāo)。

2）除經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)本身外，人口數(shù)量、城市結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口素質(zhì)、技術(shù)水平、污染治理投資是影響陜西省環(huán)境質(zhì)量的主要因素，對(duì)其環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線具有重要解釋意義。

3）陜西省環(huán)境質(zhì)量變化影響因素分析顯示，環(huán)境質(zhì)量與其影響因素的關(guān)系較為復(fù)雜。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、人口結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平、出口貿(mào)易和城市結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響具有雙面性；人口素質(zhì)和污染治理投資對(duì)環(huán)境質(zhì)量呈正面影響，人口數(shù)量對(duì)環(huán)境質(zhì)量呈負(fù)面影響，且影響的程度在所有指標(biāo)中最大。

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