環(huán)境庫茨涅茲曲線在中國的現(xiàn)實(shí)考證

【摘要】改革開放以來中國取得了經(jīng)濟(jì)上的迅速發(fā)展，但同時(shí)也伴隨著一定的環(huán)境污染。本文利用1995～2012年中國31個(gè)省市地區(qū)的面板數(shù)據(jù)，基于環(huán)境庫茨涅茲曲線假說，以各省市人均工業(yè)廢水排放量、人均工業(yè)排放量、人均工業(yè)煙粉塵排放量與人均GDP數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，研究我國環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系。結(jié)果表明：我國從整體來看，人均工業(yè)排放量與人均GDP之間滿足“N”形曲線特征。人均工業(yè)煙粉塵排放量與人均GDP之間尚未呈現(xiàn)出明顯的“N”形曲線關(guān)系。從時(shí)間發(fā)展階段來看，2005年之后，人均工業(yè)廢水排放與人均GDP之間呈現(xiàn)出較為明顯的倒“N”形曲線關(guān)系；從區(qū)域來看，部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的人均工業(yè)廢水排放量與人均GDP之間滿足“N”形曲線關(guān)系特征。

【關(guān)鍵詞】經(jīng)濟(jì)發(fā)展 環(huán)境污染 環(huán)境庫茨涅茲曲線 面板數(shù)據(jù)

一、引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，資源、環(huán)境所面臨的壓力也日益增加。根據(jù)1995～2012《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》的數(shù)據(jù)顯示，1995年全國工業(yè)廢水排放總量為221.89億噸；全國廢氣中工業(yè)二氧化硫排放量為1405.02萬噸，工業(yè)煙塵和工業(yè)粉塵排放量分別為836.97萬噸和638.99萬噸。直至2012年，工業(yè)廢水排放量221.59億噸，比上年減少4.02%；工業(yè)二氧化硫排放量為1911.71萬噸，比上年減少5.23%；工業(yè)煙粉塵排放量1029.31萬噸，比上年減少6.50%。

可見，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，近些年中國工業(yè)各項(xiàng)環(huán)境污染指標(biāo)數(shù)值有所緩減，但中國仍然面臨著環(huán)境和資源的壓力。因此，研究中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染的關(guān)系，考慮應(yīng)采取什么措施來緩解當(dāng)前所面臨的問題是至關(guān)重要的。

本文以中國31個(gè)省市的人均GDP作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的考慮指標(biāo)，通過對過去幾年數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，重點(diǎn)關(guān)注一些環(huán)境污染指標(biāo)的人均排放量與人均GDP的關(guān)系。

二、環(huán)境污染指標(biāo)變量的選擇

由于中國目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要還是以工業(yè)發(fā)展為主要組成部分，對環(huán)境污染指標(biāo)的選取也將集中在工業(yè)廢物排放方面。

（一）變量解釋

1.人均工業(yè)廢水排放量。工業(yè)廢水排放量是指報(bào)告期內(nèi)經(jīng)過企業(yè)廠區(qū)所有排放口排到企業(yè)外部的工業(yè)廢水量。工業(yè)的發(fā)展伴隨著工業(yè)廢水的產(chǎn)生與排放。因此在本文研究中，考慮將人均工業(yè)廢水排放量作為變量之一。

2.人均工業(yè)SO2排放量。工業(yè)SO2排放量是指報(bào)告期內(nèi)企業(yè)在燃料燃燒和生產(chǎn)工藝過程中排入大氣的SO2總量。在我國的能源消耗結(jié)構(gòu)中，煤和石油還是占有較大部分比例，因此在對我國的能源消耗進(jìn)行研究時(shí)，在工業(yè)廢氣中，SO2為代表具有一定的科學(xué)性。

3.人均工業(yè)煙粉塵排放量。在氧化、升華、蒸發(fā)的冷凝的熱過程中形成的懸浮于氣體中的固體微粒稱為煙塵，工業(yè)粉塵是指企業(yè)在生產(chǎn)工藝過程中排放的顆粒物。由于我國第二產(chǎn)業(yè)是拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要力量，其中鋼鐵工業(yè)、有色金屬工業(yè)等重要產(chǎn)業(yè)部門的生產(chǎn)制造排入大氣的污染物主要有粉塵、煙塵、SO2。因此，煙粉塵的排放可作為研究中的重要指標(biāo)①。

4.人均GDP。人均國內(nèi)生產(chǎn)總值，即“人均GDP”，常作為發(fā)展經(jīng)濟(jì)學(xué)中衡量經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的指標(biāo)。在選取指標(biāo)時(shí)，本文使用了人均指標(biāo)作為變量，這樣可以更直觀地與一個(gè)地區(qū)的居民的生活水平結(jié)合。

（二）變量符號說明

研究環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，大多采用以環(huán)境污染指標(biāo)作為被解釋變量，人均收入作為解釋變量來擬合方程。本文以GDP，F(xiàn)eiS，SO2，YFC分別表示人均國內(nèi)生產(chǎn)總值，人均工業(yè)廢水排放量，人均工業(yè)SO2排放量和人均工業(yè)煙粉塵排放量。研究數(shù)據(jù)來源于1995～2012年的《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》。

三、模型實(shí)證研究

（一）模型建立

關(guān)于環(huán)境污染程度和人均國內(nèi)生產(chǎn)總值關(guān)系的EKC研究，通常有三種形式的簡化模型來進(jìn)行：一是線性形式；二是二次多項(xiàng)式形式；三是三次多項(xiàng)式形式。本文以31個(gè)省市1995～2012年的面板數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用三次函數(shù)模型進(jìn)行分析研究，考察環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的三次曲線關(guān)系。建立模型如下：

FeiSit=β0+β1GDPit+β2GDP2it+β3GDP3it+uit （模型1）

SO2it=β0+β1GDPit+β2GDP2it+β3GDP3it+uit （模型2）

YFCit=β0+β1GDPit+β2GDP2it+β3GDP3it+uit （模型3）

（二）中國環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的關(guān)系研究

對于面板數(shù)據(jù)，首先判斷其符合哪種類型的結(jié)構(gòu)模型。對以上三個(gè)模型檢驗(yàn)判斷，結(jié)果表明：模型1的F檢驗(yàn)與Hausman檢驗(yàn)均顯示P值明顯小于顯著性水平1%。而模型2和模型3的Hausman檢驗(yàn)顯示P值分別為0.1070和0.6617。因此，模型1為個(gè)體固定效應(yīng)模型，模型2和模型3為個(gè)體隨機(jī)效應(yīng)模型。對三個(gè)模型進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，回歸結(jié)果如下表所示：

三個(gè)模型的回歸結(jié)果

注：括號內(nèi)的數(shù)據(jù)為相應(yīng)的t檢驗(yàn)值；*、**、***分別表示在10%、5%、1%的顯著性水平上顯著。

由回歸結(jié)果看出：人均工業(yè)SO2排放量與人均GDP的個(gè)體隨機(jī)效應(yīng)模型中，二者之間呈現(xiàn)出明顯的“N”形曲線關(guān)系；人均工業(yè)廢水排放量與人均GDP、人均工業(yè)煙粉塵排放量與人均GDP的回歸系數(shù)顯著性較弱。

模型2中通過計(jì)算得出，在人均GDP為28771.47元和81690.82元時(shí)到達(dá)拐點(diǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人均工業(yè)SO2排放量增長到達(dá)28771.47元后，轉(zhuǎn)而呈現(xiàn)出下降趨勢，之后到達(dá)81690.82元時(shí)，又繼續(xù)呈現(xiàn)增長的趨勢。在這些省市中，如上海在2011年時(shí)人均GDP就已經(jīng)到達(dá)了第二個(gè)拐點(diǎn)；對于北京、天津等省市，在2012年時(shí)即將到達(dá)第二個(gè)拐點(diǎn)；河南、湖南等省市在2012年時(shí)剛剛超過第一個(gè)拐點(diǎn)；山西、江西、安徽等省市即將到達(dá)第一拐點(diǎn)；而對于云南、西藏、貴州等省市目前仍然處于人均工業(yè)SO2排放量的增長階段且到達(dá)第一個(gè)拐點(diǎn)還有較長的距離。

而另一方面，模型1和模型3的回歸結(jié)果不顯著，人均工業(yè)廢水排放量、人均工業(yè)煙粉塵排放量與人均GDP之間尚未呈現(xiàn)出明顯的三次函數(shù)關(guān)系特征。從整體上來看，這兩類污染指標(biāo)排放量并未呈現(xiàn)出較為明顯的規(guī)律性，因此，考慮對他們做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整與分類，再次觀察其與人均GDP之間的關(guān)系。

（三）對其他變量的進(jìn)一步調(diào)整

通過上述的分析可知，以人均工業(yè)廢水和人均工業(yè)煙粉塵排放量對人均GDP的回歸中，解釋變量參數(shù)不顯著。為了對模型進(jìn)一步做出調(diào)整，考慮引進(jìn)不同的虛擬變量后模型回歸結(jié)果是否有所改進(jìn)。

1.年份上引入虛擬變量。通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形列示可以看出，對于大多數(shù)省市而言，其人均工業(yè)廢水、煙塵、粉塵排放量在2005年之前規(guī)律性變動(dòng)相對不明顯，而2005年之后則相對呈現(xiàn)出遞減的規(guī)律性，因此考慮以2005年作為分界點(diǎn)考察關(guān)系特征在該年前后是否存在差異。建立如下模型：

FeiSit=β0+β1GDPit+β2（D1tGDPit）+β3GDP2it+β4（D1tGDP2it）+ β5GDP3it+β6（D1tGDP3it）+uit （模型4）

YFCit=β0+β1GDPit+β2（D1tGDPit）+β3GDP2it+β4（D1tGDP2it）+ β5GDP3it+β6（D1tGDP3it）+uit （模型5）

其中：

D1t=1. t≥20050. t<2005

基礎(chǔ)類型（2005年之前）

FeiSit=β0+β1GDPit+β2GDP2it+β3GDP3it+uit

YFCit=β0+β1GDPit+β2GDP2it+β3GDP3it+uit

比較類型（2005年之后）

FeiSit=β0+（β1+β2）GDPit+（β3+β4）GDP2it+（β5+β6）GDP3it+uit

YFCit=β0+（β1+β2）GDPit+（β3+β4）GDP2it+（β5+β6）GDP3it+uit

對兩個(gè)模型進(jìn)行影響結(jié)構(gòu)判斷：對于模型4，F(xiàn)檢驗(yàn)與Hausman檢驗(yàn)均顯示P值明顯小于顯著性水平1%。模型5中F檢驗(yàn)和Hausman檢驗(yàn)的P值也小于顯著性水平1%。因此可判斷兩個(gè)模型均屬于個(gè)體固定效應(yīng)模型。因此以個(gè)體固定效應(yīng)為基礎(chǔ)，分別對這兩個(gè)模型進(jìn)行回歸，進(jìn)而比較出EKC是否受到不同發(fā)展階段的影響。結(jié)果顯示，模型4回歸結(jié)果顯著，人均工業(yè)廢水排放與人均GDP之間呈現(xiàn)明顯的倒“N”形關(guān)系，而模型5仍不顯著。模型4具體回歸結(jié)果如下：

FeiSit=18.5736-0.0006GDPit+4.24×10-8GDP2it-6.69×10-13 GDP3it+uit

對方程求導(dǎo)計(jì)算拐點(diǎn)時(shí)，觀察到方程一階導(dǎo)數(shù)在給定區(qū)間范圍內(nèi)均小于零，說明在2005年之后，從全國整體上來看，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展人均工業(yè)廢水排放呈現(xiàn)下降的趨勢。

以人均工業(yè)煙粉塵作為被解釋變量的模型回歸結(jié)果仍然不顯著。相關(guān)文獻(xiàn)顯示，我國部分省市的工業(yè)廢氣模型并不符合經(jīng)典的庫茨涅茲曲線，大概趨勢屬于倒“U”形曲線的左半邊呈波浪形波動(dòng)，即還未達(dá)到環(huán)境庫茲涅茨曲線的拐點(diǎn)[1]。另一方面，通過本文的相關(guān)數(shù)據(jù)也可看出，煙粉塵的排放只是廢氣中很小的一部分比例，不同地區(qū)及年份的排放波動(dòng)規(guī)律并不顯著，目前國家及地區(qū)的相關(guān)治理政策措施和力度也相對不夠完善。

2.區(qū)域上引入虛擬變量。通過前文在不同時(shí)間上引進(jìn)虛擬變量，可知從時(shí)間發(fā)展上來看，全國整體工業(yè)煙粉塵排放并未呈現(xiàn)明顯的“N”形關(guān)系。因此，考慮在地區(qū)上劃分，從而考察是否不同省市的曲線關(guān)系是否存在差別。經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)主要是指人均國民生產(chǎn)總值、人均財(cái)政收入、農(nóng)民人均純收入三項(xiàng)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)低于平均水平的地區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)主要是指人均國民生產(chǎn)總值、人均財(cái)政收入、農(nóng)民人均純收入三項(xiàng)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高于平均水平的地區(qū)[2]。按照此標(biāo)準(zhǔn)，目前我國的31個(gè)省市中經(jīng)濟(jì)相對屬于發(fā)達(dá)地區(qū)的有上海、北京、江蘇、浙江、廣東、山東，另外則屬于相對欠發(fā)達(dá)地區(qū)。由于重點(diǎn)突出經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的EKC關(guān)系，因此將發(fā)達(dá)地區(qū)的模型作為比較類型。建立如下模型：

FeiSit=β0+β1GDPit+β2（Di2GDPit）+β3GDP2it+β4（Di2GDP2it）+ β5GDP3it+β6（Di2GDP3it）+uit （模型6）

YFCit=β0+β1GDPit+β2（Di2GDPit）+β3GDP2it+β4（Di2GDP2it）+ β5GDP3it+β6（Di2GDP3it）+uit （模型7）

其中：

Di2=1. t為經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)地區(qū)0. t為經(jīng)濟(jì)相對欠發(fā)達(dá)地區(qū)

基礎(chǔ)類型（經(jīng)濟(jì)相對欠發(fā)達(dá)地區(qū)）

FeiSit=β0+β1GDPit+β2GDP2it+β3GDP3it+uit

YFCit=β0+β1GDPit+β2GDP2it+β3GDP3it+uit

比較類型（經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)地區(qū)）

FeiSit=β0+（β1+β2）GDPit+（β3+β4）GDP2it+（β5+β6）GDP3it+uit

YFCit=β0+（β1+β2）GDPit+（β3+β4）GDP2it+（β5+β6）GDP3it+uit

對兩個(gè)模型進(jìn)行影響結(jié)構(gòu)判斷，采用與前文相同的判斷方法：模型6和模型7中，F(xiàn)檢驗(yàn)與Hausman檢驗(yàn)均顯示P值明顯小于顯著性水平1%?？膳袛噙@兩個(gè)模型均為個(gè)體固定效應(yīng)模型。通過對以上兩個(gè)模型的回歸，分析經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不同的地區(qū)是否呈現(xiàn)不同的環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系。結(jié)果顯示，以人均工業(yè)廢水排放量作為解釋變量對人均GDP的模型回歸結(jié)果顯著，與添加時(shí)間虛擬變量的結(jié)果不同的是，該模型呈現(xiàn)“N”形曲線關(guān)系，具體方程如下：

FeiSit=12.8626+0.0021GDPit-5.41×10-8GDP2it+3.54×10-13DP3it +uit

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人均工業(yè)廢水排放先呈現(xiàn)遞增的趨勢，到達(dá)28159.81元時(shí)，開始逐漸下降，接著，隨著人均GDP到達(dá)76817.01元，又轉(zhuǎn)而繼續(xù)呈現(xiàn)上升的趨勢。在這些發(fā)達(dá)省市中，北京和上海已經(jīng)到達(dá)第二個(gè)拐點(diǎn)；而江蘇、浙江、山東和廣東處于兩個(gè)拐點(diǎn)中間部分。另外，與這些發(fā)達(dá)地區(qū)相比，湖南等省市剛剛到達(dá)第一拐點(diǎn)，很多省市與到達(dá)第二拐點(diǎn)有很長一段距離，而對于西藏、甘肅、云南、貴州等省市尚未到達(dá)第一拐點(diǎn)。

另一方面，以人均工業(yè)煙粉塵排放量作為解釋變量對人均GDP的回歸結(jié)果在引進(jìn)地區(qū)上的虛擬變量后仍不顯著。

四、結(jié)論及政策建議

（一）結(jié)論

本文利用1995～2012年中國31個(gè)省市地區(qū)的面板數(shù)據(jù)，通過對中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與環(huán)境污染之間相互關(guān)系的分析研究，可以得出以下結(jié)論：

1.建立個(gè)體隨機(jī)效應(yīng)的三次多項(xiàng)式面板模型分析人均工業(yè)SO2排放量與人均GDP的相互關(guān)系具有較高的參數(shù)顯著性，二者呈現(xiàn)倒“N”形關(guān)系。

2.建立三次多項(xiàng)式面板模型分別分析人均工業(yè)廢水、煙粉塵排放量與人均GDP的關(guān)系結(jié)果不顯著，以所給的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，就中國整體上而論，其目前與中國經(jīng)濟(jì)增長的三次曲線關(guān)系還不甚明顯。

3.引入時(shí)間上的虛擬變量后，建立個(gè)體固定效應(yīng)的三次多項(xiàng)式面板模型得出人均工業(yè)廢水排放量與人均GDP之間呈現(xiàn)明顯的倒“N”形曲線關(guān)系。2005年之后，人均工業(yè)廢水排放量處于隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷減少的階段。而人均工業(yè)煙粉塵排放就經(jīng)濟(jì)增長之間三次曲線關(guān)系仍然不顯著。

4.引入?yún)^(qū)域上的虛擬變量后，建立個(gè)體固定效應(yīng)的三次多項(xiàng)式面板模型得出人均工業(yè)廢水排放量與人均GDP之間呈現(xiàn)明顯的“N”形關(guān)系。而人均工業(yè)煙粉塵排放與經(jīng)濟(jì)增長的三次曲線關(guān)系在發(fā)達(dá)省市中仍然不顯著。

（二）政策建議

目前中國的經(jīng)濟(jì)增長大體上依然是依靠物質(zhì)消耗、人力與勞動(dòng)力資源來推動(dòng)的。通過本文的分析也可看出，經(jīng)濟(jì)的增長依然伴隨著一定的環(huán)境污染。因此，加強(qiáng)污染控制與治理，有利于中國經(jīng)濟(jì)的健康增長和有效落實(shí)可持續(xù)發(fā)展?；诜治觯疚脑噲D提出以下政策建議：

1.區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。由于污染與經(jīng)濟(jì)增長在區(qū)域上存在差異，從前文對區(qū)域劃分研究以及曲線上的省市分布狀況分析也可以看出，中國部分經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)地區(qū)在環(huán)境治理、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)進(jìn)步上具有突出優(yōu)勢。這些地區(qū)更為積極地引入先進(jìn)技術(shù)，較其他地區(qū)也有著更加迅速的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級步伐。因此為了使中國整體上實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展，發(fā)達(dá)地區(qū)應(yīng)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)向知識密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)換的步伐，同時(shí)為其他地區(qū)提供資金和技術(shù)支持。另外，不同地區(qū)應(yīng)發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢，如西部較多省份旅游資源豐富，積極發(fā)展旅游業(yè)，促進(jìn)本地區(qū)經(jīng)濟(jì)的長期發(fā)展。

2.選擇性接受外商轉(zhuǎn)移。由于發(fā)達(dá)省市的廢水排放量與經(jīng)濟(jì)增長呈現(xiàn)“N”形曲線關(guān)系，考慮到該部分省市作為吸引外商投資和轉(zhuǎn)移的先鋒，為了降低環(huán)境污染，需要對外商的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移進(jìn)行選擇性接受。即選擇對技術(shù)和人才有較高需求的知識密集型產(chǎn)業(yè)或第三產(chǎn)業(yè)，而對于一些高耗能產(chǎn)業(yè)需要謹(jǐn)慎地加以規(guī)避。

3.優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。中國整體目前尚處于依靠第二產(chǎn)業(yè)拉動(dòng)的經(jīng)濟(jì)增長階段，而服務(wù)業(yè)具有高產(chǎn)出和低污染的優(yōu)勢。對于一些發(fā)達(dá)省市來說，第三產(chǎn)業(yè)及高新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展更具有優(yōu)勢，因此，通過引進(jìn)先進(jìn)生產(chǎn)和管理技術(shù)，發(fā)展資本和知識密集型產(chǎn)業(yè)，提高附加值，發(fā)展綠色工業(yè)、循環(huán)工業(yè)、使用清潔能源，提高廢物利用率和資源利用率。對于欠發(fā)達(dá)省市，在發(fā)揮自身優(yōu)勢的同時(shí)，也要積極引進(jìn)發(fā)達(dá)地區(qū)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，共同實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級。

注釋

①一般情況下，固體廢棄物也是廢棄物排放中重要的組成部分，是工業(yè)“三廢”之一，也是環(huán)境污染的重要指標(biāo)。它是指將所產(chǎn)生的固體廢物排到固體廢物污染防治設(shè)施、場所以外的數(shù)量，不包括礦山開采的剝離廢石和掘進(jìn)廢石。但是由于數(shù)據(jù)局限，缺少工業(yè)固體廢棄物的部分相關(guān)數(shù)據(jù)，因此在這里暫時(shí)不將該指標(biāo)列入本文研究范圍。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：明冰清（1995-），女，漢族，安徽阜陽人，就讀于西南財(cái)經(jīng)大學(xué)工商管理學(xué)院，研究方向：金融服務(wù)與管理。