南京市工業(yè)“三廢”排放量環(huán)境庫茲涅茨曲線分析

鄭新梅， 鐘桂芬， 謝軼嵩

(1.南京市環(huán)境保護科學(xué)研究院,江蘇南京 210013；2.江蘇蘇地仁合土地房地產(chǎn)評估咨詢有限公司,江蘇南京 210008)

南京市工業(yè)“三廢”排放量環(huán)境庫茲涅茨曲線分析

鄭新梅1， 鐘桂芬2， 謝軼嵩1

(1.南京市環(huán)境保護科學(xué)研究院,江蘇南京 210013；2.江蘇蘇地仁合土地房地產(chǎn)評估咨詢有限公司,江蘇南京 210008)

摘要[目的]分析南京市工業(yè)“三廢”排放量環(huán)境庫茲涅茨曲線，為該市環(huán)境污染治理提供理論依據(jù)。[方法]選取了南京市25年(1990～2014年)工業(yè)“三廢”(廢水、廢氣、一般工業(yè)固體廢物)排放量與人均GDP為計量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，分析了南京市的環(huán)境庫茲涅茨曲線。[結(jié)果]南京市工業(yè)廢氣符合倒“U”型曲線的左側(cè)部分，拐點即將到來，GDP與工業(yè)廢氣之間的正相關(guān)關(guān)系即將打破；南京市工業(yè)廢水符合正“U”型曲線的左側(cè)部分，隨著GDP的增長，仍呈現(xiàn)逐年遞減的趨勢；南京市一般固體廢棄物則呈現(xiàn)出“N”型曲線，越過第2個轉(zhuǎn)折點后，水環(huán)境壓力還有可能隨著經(jīng)濟的增長而增大。[結(jié)論]未來工業(yè)固廢和目前處于高位的工業(yè)廢氣將是南京市工業(yè)“三廢”污染的重點。

關(guān)鍵詞環(huán)境庫茲涅茨曲線；廢水；廢氣；固廢；南京

環(huán)境庫茲涅茨曲線(EnvironmentalKuzneteCurve,EKC)是1991年由美國著名環(huán)境經(jīng)濟學(xué)家格魯斯曼和克魯格在經(jīng)濟學(xué)概念庫茲涅茨曲線的基礎(chǔ)上共同引申出來的概念。他們對全球60余個國家的不同地區(qū)多年污染物排放量的變動情況分析研究后，提出了大部分污染物(如SO2、TSP等)與人均GDP收入水平的變動趨勢存在倒“U”關(guān)系的環(huán)境庫茲涅茨曲線理論假說[1]。這一假說的基本原理是在國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展早期，由于人口、技術(shù)、資源等原因，污染水平隨收入的增長不斷上升，但是當(dāng)經(jīng)濟發(fā)展到一定階段后，以科技進步為標(biāo)志的產(chǎn)業(yè)發(fā)展對經(jīng)濟的貢獻作用越來越突出，人們控制環(huán)境污染的意識能力增強，導(dǎo)致污染水平降低，環(huán)境質(zhì)量改善，表現(xiàn)為倒“U”型關(guān)系。目前，我國關(guān)于環(huán)境庫茲涅茨曲線的實證性研究較多。潘文婧等[2]對安徽省工業(yè)“三廢”的環(huán)境庫茲涅茨曲線進行分析，認(rèn)為目前只有工業(yè)廢水指標(biāo)出現(xiàn)了庫茲涅茨曲線特征。工業(yè)廢氣擬合曲線呈現(xiàn)單調(diào)上升特征，基本處于“N”型曲線左側(cè)，工業(yè)固廢排放量可以認(rèn)為是“U”型的左半部分，轉(zhuǎn)折點尚未達到。馬俊[3]對上海市工業(yè)“三廢”的庫茲涅茨曲線特征進行了分析，認(rèn)為上海市人均工業(yè)廢氣和人均工業(yè)固廢呈現(xiàn)出“倒U”型曲線，但是人均廢水呈現(xiàn)“U”型曲線。

南京市是長江流域四大中心城市之一，是滬寧杭經(jīng)濟核心區(qū)的重要重工業(yè)城市。隨著南京市經(jīng)濟的快速發(fā)展，經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染之間的矛盾越來越突出，二者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展已經(jīng)成為熱點問題。李彥明[4]利用1986～2004年數(shù)據(jù)對南京市工業(yè)“三廢”排放進行了環(huán)境庫茲涅茨曲線分析，研究發(fā)現(xiàn)南京市工業(yè)廢水排放量的環(huán)境庫茲涅茨曲線呈“N”型，已過轉(zhuǎn)折點，工業(yè)廢氣排放量的環(huán)境庫茲涅茨曲線呈倒“N”形，工業(yè)固廢生產(chǎn)量的環(huán)境庫茲涅茨曲線與經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系呈同步關(guān)系，工業(yè)廢氣和工業(yè)固廢是未來南京市環(huán)境污染主要來源。筆者選取1990～2014年的工業(yè)“三廢”和人均GDP排放量數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，研究了南京市工業(yè)“三廢”排放的環(huán)境庫茲涅茨曲線，并對該曲線的特征進行了分析，旨在為南京市工業(yè)污染治理提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)來源選取典型的經(jīng)濟增長指標(biāo)人均GDP和環(huán)境指標(biāo)(工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣和一般工業(yè)固廢排放量)作為數(shù)據(jù)分析對象(表1)。

1.2模型建立選擇二項式模型、三次多項式模型、對數(shù)模型和冪指數(shù)模型分別對數(shù)據(jù)進行擬合。以人均GDP為自變量，工業(yè)“三廢”為因變量分別擬合，各回歸曲線的擬合度檢驗見表2。根據(jù)擬合情況，選擇最終擬合度較好(R2>0.8)且具有一定解釋意義的三次多項式函數(shù)作為工業(yè)廢水排放量、工業(yè)固廢排放量與人均GDP的模擬回歸曲線， 而工業(yè)廢水排放量與人均GDP的回歸曲線選取二次多項式函數(shù)來表達。廢氣排放量與人均GDP的關(guān)系模型:

y=-4.556E-12X3+6.322E-7X2+0.050X+1 105.284

工業(yè)廢水排放量與人均GDP的關(guān)系模型：

y=5.005E-6X2-1.073X+78 456.081

工業(yè)固廢與人均GDP的關(guān)系模型：

y=-1.804E-12X3+1.38E-7x2+0.180x+330.198

表1　1990～2014年南京市工業(yè)“三廢”排放量與人均GDP

注：數(shù)據(jù)來源于1990～2014年《南京市統(tǒng)計年鑒》和《南京市環(huán)境統(tǒng)計資料》。

Note:DataarefromNanjing Statistical YearbookandEnvironmental Statistical Data of Nanjing Cityduring1990-2014.

表2南京市工業(yè)“三廢”排放量與人均GDP擬合回歸曲線檢驗

Table2Regressioncurvefittinginspectionofindustrial“threewastes”emissionsandpercapitaGDPinNanjing

檢測模型Detectionmodel擬合度Fittingdegree廢氣Watstewater廢水Wastegas固廢Solidwaste冪指數(shù)模型Powerexponentmod-el0.9060.8220.931對數(shù)模型Logarithmicmodel0.8070.8830.866二次式模型Binomialmodel0.9860.9680.969三次多項式模型Polynomialmodel0.9880.9670.976

2結(jié)果與分析

2.1模型分析從圖1可見，隨著人均GDP的增長，廢氣排放量呈現(xiàn)同步增長的關(guān)系，尚未達到最高值。根據(jù)擬合曲線可以發(fā)現(xiàn)，廢氣增長曲線正處于三次函數(shù)曲線倒“U”型曲線的左側(cè)，達到拐點時對應(yīng)的排放量為8 342億m3，以目前的增長情況看，已經(jīng)與該值比較接近，可以預(yù)見的是隨著人均GDP的提高，拐點可能即將到來，隨后隨GDP增加，工業(yè)廢氣排放降低。

圖1　工業(yè)廢氣排放量與人均GDP擬合曲線Fig.1　Fitting curve of industrial waste gas emission and per capita GDP

從圖2可見，工業(yè)廢水排放量曲線呈現(xiàn)“U”型的左側(cè)部分，轉(zhuǎn)折點超出了所獲數(shù)據(jù)范圍，與環(huán)境庫茲涅茲曲線倒“U”型不同，這可能是由樣本數(shù)據(jù)量范圍有限造成。另外，從曲線右半段也可以看出，南京市在人均GDP迅速增長階段，工業(yè)廢水的排放量趨于平穩(wěn)逐步下降。

圖2　工業(yè)廢水排放量與人均GDP擬合曲線Fig.2　Fitting curve of industrial waste water emission and per capita GDP

從圖3可見，工業(yè)固廢擬合曲線擬合度較好，但是隨著GDP的逐漸提高，排放量呈現(xiàn)出與擬合曲線較大的波動差異，尤其是2008年以后表現(xiàn)出1個先升后降再升的“N”型曲線?！癗”型曲線可以彌補經(jīng)典倒“U”型曲線不能很好地解釋經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境之間的后階段關(guān)系的不足, 因越過第2個轉(zhuǎn)折點后, 水環(huán)境壓力還有可能隨著經(jīng)濟的增長而增大。這種環(huán)境壓力和經(jīng)濟增長的關(guān)系屬于“重組假說”所描述的情況[ 5]。從近幾年的情況來看，隨著人均GDP的增長，固廢排放可能有增大的趨勢。

圖3　工業(yè)固廢排放量與人均GDP擬合曲線Fig.3　Fitting curve of industrial solid waste emission and per capita GDP

2.2南京市環(huán)境庫茲涅茨曲線成因分析

2.2.1產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動。從圖4可見，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面，1995～2014年，南京市第一產(chǎn)業(yè)和第二產(chǎn)業(yè)比重呈現(xiàn)逐年下降趨勢，第三產(chǎn)業(yè)比重呈逐年上升趨勢。1995～2014年，南京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動大體經(jīng)歷了4次大轉(zhuǎn)型。第1階段(1995～1998年)為 “二、三、一”產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)形態(tài)；第2階段(1999～2003年)為“三、二、一”產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)形態(tài)；第3階段(2004～2007年)再次形成了“二、三、 一”的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)形態(tài)；第4階段(2008年以后)重新調(diào)整為“三 二、一”的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)形態(tài)。從南京市三大產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值結(jié)構(gòu)變動的趨勢來看， 2008年以前，產(chǎn)值相對較低，第三產(chǎn)業(yè)與第二產(chǎn)業(yè)以較逼近的方式演變，從2008年開始，第三產(chǎn)業(yè)就開始上升并超過了第二產(chǎn)業(yè)，成為南京市的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，第二產(chǎn)業(yè)與第三產(chǎn)業(yè)占比順序的調(diào)換有利于減輕工業(yè)對于環(huán)境的污染，這一點可以用來解釋南京市工業(yè)廢氣曲線逐漸平緩，慢慢逼近倒“U”型曲線拐點，也可以用來解釋一般工業(yè)固廢在2010～2011年出現(xiàn)了1個拐點。

圖4　1995～2014年南京市三產(chǎn)變化情況Fig.4　Industry changes of Nanjing from 1995 to 2014

雖然南京市第二產(chǎn)業(yè)比重逐步降低，但是按照錢納里對地區(qū)經(jīng)濟增長的劃分，南京市目前正處于經(jīng)濟發(fā)展中級階段向高級階段的過渡時期，經(jīng)濟增長仍是當(dāng)前社會的重點，因此第二產(chǎn)業(yè)比重較高的情況短期內(nèi)難以改變，工業(yè)“三廢”尤其是廢氣和固廢的污染仍將是未來較長期的重要問題。

2.2.2環(huán)保治理力度。南京市逐年加大對環(huán)保的投入，從歷年南京市廢水排放的實際情況來看，南京市在污水治理方面成績顯著，市財政用于城市河流綜合治理、城市污水處理廠及管網(wǎng)建設(shè)等投入也逐年增加。20世紀(jì)90年代工業(yè)廢水處理率達80%以上，2000年之后甚至達90%以上。隨著工業(yè)產(chǎn)值的增加，工業(yè)廢水排放量基本保持穩(wěn)定，達到了“增產(chǎn)不增污”的目的，表現(xiàn)為隨著人均GDP的增加，工業(yè)廢水排放不增反減的情況。近年來，隨著“藍天行動計劃”、“清水行動計劃”等的大力開展，環(huán)保投資仍在逐年加大，“十一五”期間，南京環(huán)?？偼度氤?00億元，全市環(huán)保投入占GDP的比重達到3%以上，“十二五”期間南京市環(huán)保目標(biāo)明確指出環(huán)保投入維持3%以上的GDP占比。隨著環(huán)境保護投入機制的逐漸改善，實現(xiàn)減物質(zhì)化和減污染化的技術(shù)條件將逐漸成熟，南京市的環(huán)境庫茲涅茨曲線走勢將呈良性發(fā)展。

3結(jié)論

通過對1990～2014年工業(yè)“三廢”和人均GDP進行擬合分析發(fā)現(xiàn)，南京市工業(yè)廢氣符合倒“U”型曲線的左側(cè)部分，目前處于高位，拐點可能即將到來；南京市工業(yè)廢水符合正“U”型曲線的左側(cè)部分，隨著GDP的增長，仍然呈現(xiàn)逐年遞減的趨勢；南京市一般固體廢棄物則呈現(xiàn)出一種“N”型曲線形勢，環(huán)境壓力有可能隨著經(jīng)濟的增長而增大。因此，目前排放量處于高位的工業(yè)廢氣排放和工業(yè)固廢排放將是南京市工業(yè)“三廢”控制的重點。

參考文獻

[1]GROSSMANG，KREUGERA.Economicgrowthandtheenvironment[J].Quarterlyjournalofeconomic,1995, 110 (2):353-378.

[2] 潘文婧，葛雅莉，楊佩.安徽省工業(yè)“三廢”排放的環(huán)境庫茲涅茨曲線分析[J].中國集體經(jīng)濟，2011(16)：97-99.

[3] 馬俊.上海市工業(yè)“三廢”的環(huán)境庫茲涅茨曲線研究[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報(西部論壇)，2007，17(6)：79-81.

[4] 李彥明.南京市工業(yè)“三廢”排放的環(huán)境庫茲涅茨特征研究[J].世界科技研究與發(fā)展，2007，29(3)：82-86.

[5] 李玉文，徐中民，王勇，等.環(huán)境庫茲涅茨曲線研究進展[J].中國人口·資源與環(huán)境，2005,15(5):7-14.

ResearchontheEKCoftheIndustrial“ThreeWastes”inNanjing

ZHENGXin-mei1,ZHONGGui-fen2,XIEYi-song1

(1.NanjingAcademyofEnvironmentalProtectionSciences,Nanjing,Jiangsu210013; 2.JiangsuSudiRenheRealEstateAppraisal&ConsultationLimitedCompany,Nanjing,Jiangsu210008)

Abstract[Objective] The aim was to analyze the EKC of the industrial “three wastes” in Nanjing, provide theoretical basis for environment pollution control. [Method] Industrial three wastes(waste water, waste gas, general industrial solid waste) emissions and per capita GDP in Nanjing City during 1990-2014 were selected as basic data,the environmental Kuznete Curve(EKC) of Nanjing City was analyzed. [Result] Results showed that the industrial waste gas emission of Nanjing was in accordance with the left part of the inverted U-shaped curve, and the turning point is coming, then the positive correlation relationship between per capita GDP and industrial waste gas is about to break. The industrial waste water emission was in accordance with the left part of the U-shaped curve. As the growth of the per capita GDP, the industrial waste water emission will decrease year by year. The general solid waste emissoin presented an N-type curve situation and the second turning point has acrossed, so the water environment pressure may increase with the growth of the economy. [Conclusion] The industrial solid waste and the industrial waste gas which has high emission right now will be the main sources of Nanjing environmental pollution.

Key wordsEnvironmental Kuznete Curve (EKC); Waste water; Waste gas; Solid waste; Nanjing

作者簡介鄭新梅(1985- )，女，山東臨沂人，工程師，博士，從事環(huán)境規(guī)劃與大氣污染研究。

收稿日期2016-03-25

中圖分類號S 181.3

文獻標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611(2016)12-084-03