基于EKC假說的經(jīng)濟增長與資源和環(huán)境協(xié)調(diào)性分析——以鐵嶺市為例

徐建偉,傅澤強,謝園園，鄔娜,李琳琳

中國環(huán)境科學研究院，北京 100012

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基于EKC假說的經(jīng)濟增長與資源和環(huán)境協(xié)調(diào)性分析
——以鐵嶺市為例

徐建偉,傅澤強*,謝園園，鄔娜,李琳琳

中國環(huán)境科學研究院，北京 100012

經(jīng)濟增長與環(huán)境污染之間的協(xié)調(diào)性關系常用環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)來描述?；贓KC假說，根據(jù)鐵嶺市的經(jīng)濟和資源、環(huán)境的相關數(shù)據(jù)，定量分析鐵嶺市經(jīng)濟增長與資源消耗和環(huán)境污染的關系。結果表明：鐵嶺市工業(yè)新鮮水用量及煙塵排放量與人均GDP擬合曲線呈U形；廢水和SO2排放量與人均GDP擬合曲線呈倒U形；COD排放量隨人均GDP增長呈U形曲線的左半段；工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量總體上隨人均GDP呈增長趨勢。針對鐵嶺市發(fā)展的現(xiàn)狀，從調(diào)整主導產(chǎn)業(yè)結構、推進清潔生產(chǎn)及促進循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展等方面，提出了發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，擴大三產(chǎn)和優(yōu)化增量的對策建議。

經(jīng)濟增長；資源消耗；環(huán)境污染；環(huán)境庫茲涅茨曲線

自20世紀90年代初，學術界提出環(huán)境庫茲涅茨曲線(Environment Kuznets Curve，EKC)以來，環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟增長之間的關系逐漸成為熱點問題。經(jīng)濟和社會發(fā)展與環(huán)境的協(xié)調(diào)成為可持續(xù)發(fā)展的核心內(nèi)容。協(xié)調(diào)人口生產(chǎn)、物質(zhì)生產(chǎn)和環(huán)境生產(chǎn)的同時，促進經(jīng)濟協(xié)調(diào)是可持續(xù)發(fā)展的關鍵[1]。如何防止環(huán)境污染和突破資源制約一直是工業(yè)化進程中的重大問題，因此，對經(jīng)濟增長與環(huán)境保護的關系、環(huán)境對經(jīng)濟發(fā)展約束機制的研究成為當前生態(tài)經(jīng)濟領域研究的重點問題。EKC假說從宏觀尺度上提供了科學有據(jù)的探索方法。筆者運用EKC模型，對鐵嶺市經(jīng)濟增長和資源消耗與環(huán)境污染的宏觀過程進行研究和分析。

1 EKC簡介

1995年，美國著名經(jīng)濟學西蒙·庫茲涅茨提出了EKC假說，其利用西方國家的經(jīng)濟和收入水平的數(shù)據(jù)，證明了“倒U形”曲線的存在，并由此提出了在經(jīng)濟發(fā)展過程中，收入差距先擴大再縮小，貧富差距和人均收入之間的倒U形關系這一假說[2]。環(huán)境質(zhì)量在經(jīng)濟發(fā)展的過程中也會出現(xiàn)先惡化后好轉(zhuǎn)的情況：經(jīng)濟發(fā)展較低階段，由于經(jīng)濟活動水平較低，因此環(huán)境污染水平較低；隨著生產(chǎn)力的提高，資源消耗超過其再生速率，污染物排放超過環(huán)境自凈能力，環(huán)境開始惡化，資源開始衰竭；隨著經(jīng)濟結構的改變，污染產(chǎn)業(yè)的停止或轉(zhuǎn)移，生產(chǎn)技術水平的提高，環(huán)境質(zhì)量開始逐步得到改善；經(jīng)濟發(fā)展到一定水平，其增長對于環(huán)境質(zhì)量的改善有一定的促進作用。

EKC假說提出以后，Grossman等[3]將其引入分析環(huán)境污染和經(jīng)濟增長關系的研究中。1992年，Shafik等[4]的《世界發(fā)展報告》采用了EKC假說，由此帶動EKC假說的迅速流行。隨后國外學者開展了大量的研究工作。Panayotou等[5]的研究表明，SO2和TSP等污染物與人均GDP的關系存在倒U形關系，證明了環(huán)境庫茲涅茨曲線理論假說。但也有一些學者的研究認為EKC假說成立的證據(jù)不足[6]。

國內(nèi)學者也試圖通過EKC假說來研究全國及各省市經(jīng)濟增長與環(huán)境變化的內(nèi)在聯(lián)系。如謝賢政等[7]研究了安徽省1990—2001年經(jīng)濟增長與工業(yè)環(huán)境污染指標之間的關系，結果表明，安徽省人均GDP與工業(yè)污染指標之間沒有典型的EKC關系；王瑞玲等[8]采用我國1985—2003年經(jīng)濟與環(huán)境數(shù)據(jù)，得出“三廢”排放量與經(jīng)濟發(fā)展的關系曲線呈倒U、正U和三次曲線3種類型；穆紅莉[9]選取北京市1989—2006年3種主要污染物進行EKC模擬，結果發(fā)現(xiàn)曲線呈波浪形，有多個極值點，即先是倒U形，后是U形；閆蘭玲等[10]選取杭州市1995—2012年環(huán)境和經(jīng)濟數(shù)據(jù)，得出杭州市工業(yè)廢氣排放量及氮氧化物排放量分別與人均GDP呈倒U形關系，工業(yè)二氧化硫排放量與人均GDP呈倒N形關系。

綜上所述，根據(jù)國內(nèi)外學者的研究得出，環(huán)境指標和經(jīng)濟指標建立的擬合曲線主要表現(xiàn)為倒U形、U形、N形和同步關系等，且每種關系對所研究區(qū)域的問題都有較好的解釋。

2 鐵嶺市經(jīng)濟增長與資源和環(huán)境的協(xié)調(diào)性分析

為促進鐵嶺市資源、環(huán)境與經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展，采用EKC假說分析并評價鐵嶺市人均收入與環(huán)境資源、污染水平之間的關系。選取人均GDP、資源消耗量及主要環(huán)境污染物產(chǎn)排量數(shù)據(jù)進行曲線擬合。

2.1 指標選取

選取3類指標：1)資源消耗指標，包括工業(yè)新鮮水用量；2)環(huán)境污染指標，包括廢水排放總量、COD排放量、SO2排放量、煙塵排放量、工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量；3)經(jīng)濟指標，即鐵嶺市的人均GDP。研究所用數(shù)據(jù)來源于《鐵嶺市統(tǒng)計年鑒》(2000—2013年)。

2.2 經(jīng)濟環(huán)境計量模型構建

EKC假說的一般經(jīng)濟模型如下[11-15]：

Y=β0+β1x+β2x2+β3x3+ε

(1)

式中：Y為資源消耗量和污染物產(chǎn)排量；x為人均GDP；β0、β1、β2和β3為經(jīng)濟產(chǎn)出影響系數(shù)；ε為隨機干擾項。

由1章可知，經(jīng)濟發(fā)展指標與環(huán)境質(zhì)量指標間的關系主要呈倒U形、U形、N形和同步關系等4種，具體如下：

(1)β1>0，且β2=β3=0，環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟增長呈線性正相關，污染排放水平隨經(jīng)濟增長而同步增加，環(huán)境質(zhì)量隨著經(jīng)濟增長持續(xù)惡化。

(2)β1<0，且β2=β3=0，環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟增長呈線性負相關，污染排放水平隨經(jīng)濟增長而減少，環(huán)境質(zhì)量隨著經(jīng)濟增長持續(xù)提高。

(3)β1>0，β2<0，且β3=0，環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟增長存在二次多項式函數(shù)關系，這也是EKC假說的基本關系方程，環(huán)境質(zhì)量隨著經(jīng)濟增長過程出現(xiàn)先降低，再改善的情況，即呈倒U形曲線。

(4)β1>0，β2<0，β3>0，環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟增長之間存在三次多項式函數(shù)關系，即呈N形曲線。

2.3 結果分析

2.3.1 經(jīng)濟增長與工業(yè)新鮮水用量的關系

以1999—2012年鐵嶺市工業(yè)新鮮水用量數(shù)據(jù)為基礎，對工業(yè)新鮮水用量與人均GDP進行擬合，結果見圖1。由圖1可以看出，工業(yè)新鮮水用量與人均GDP擬合曲線呈U形，最低點出現(xiàn)在人均GDP為20 737.5元，時間為2009—2010年。2010年后，工業(yè)新鮮水用量隨人均GDP的增加呈緩慢上升趨勢。工業(yè)新鮮用水量增加的主要原因是電力和煤炭等高耗水行業(yè)的比例增加。2009—2012年，鐵嶺市電力行業(yè)和煤炭行業(yè)占工業(yè)總產(chǎn)值的比例增加了4%。由此可見，鐵嶺市以目前的經(jīng)濟發(fā)展勢頭和用水水平，若不認清區(qū)域內(nèi)水資源匱乏的狀況，合理進行產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整，加強節(jié)水措施的實施，努力提高水資源利用率，工業(yè)新鮮水用量還將隨人均GDP的增長而增加。

注： e為無理數(shù)，全文同。圖1 人均GDP與工業(yè)新鮮水用量擬合曲線Fig.1 The fitting curve between industrial fresh water consumption and per capita GDP

圖2 人均GDP與廢水排放總量擬合曲線Fig.2 The fitting curve between per capita GDP and quantity of wastewater

2.3.2 經(jīng)濟增長與廢水排放總量的關系

以1999—2012年鐵嶺市廢水排放總量數(shù)據(jù)為基礎，對廢水排放總量與人均GDP擬合，結果見圖2。由圖2可見，擬合曲線呈倒U形。廢水排放總量最高點出現(xiàn)在人均GDP為25 737.5元，時間為2010—2011年。此后，廢水排放總量隨人均GDP增加開始呈略有下降的趨勢。由此可見，鐵嶺市在發(fā)展經(jīng)濟的同時，通過加強減排措施，逐漸開始進入經(jīng)濟增長與廢水排放總量的“脫鉤”階段。

2.3.3 經(jīng)濟增長與COD排放量的關系

以1999—2012年鐵嶺市COD排放量數(shù)據(jù)為基礎，對鐵嶺市COD排放量與人均GDP進行擬合，結果見圖3。由圖3可知，鐵嶺市COD排放量與人均GDP擬合曲線符合U形曲線左半段。1999—2012年COD排放量隨人均GDP的增加整體呈持續(xù)降低的趨勢，COD排放量的最低點出現(xiàn)在人均GDP為33 333.3元。以目前的經(jīng)濟發(fā)展勢頭和污染排放水平，若不采取嚴格的源頭治理和減排措施，COD排放量有可能隨人均GDP的增長而增加。

圖3 人均GDP與COD排放量擬合曲線Fig.3 The fitting curve between per capita GDP and quantity of COD

2.3.4 經(jīng)濟增長與SO2排放量的關系

以1999—2011年鐵嶺市SO2的排放量數(shù)據(jù)為基礎，對SO2排放量與人均GDP擬合，結果見圖4。由圖4可見，擬合曲線呈倒U形。SO2排放量最高點出現(xiàn)在人均GDP為11 666.7元，時間為2006—2007年。此后，SO2排放量隨人均GDP增加開始逐漸下降，2011年SO2排放量較2006年下降了50%。鐵嶺市在“十一五”期間強化機械制造加工、汽車零部件配套和輕工等行業(yè)的技術改造，使其成為技術先進、帶動力強的工業(yè)骨干企業(yè)，該政策使鐵嶺市在經(jīng)濟發(fā)展的同時產(chǎn)業(yè)結構得到優(yōu)化，并通過加強源頭治理和減排措施，減少了SO2排放量，逐步實現(xiàn)SO2排放量的最小化，開始進入經(jīng)濟增長與SO2排放量“脫鉤”的階段。

圖4 人均GDP與SO2排放量擬合曲線Fig.4 The fitting curve between per capita GDP and quantity of SO2

2.3.5 經(jīng)濟增長與煙塵排放量關系

以1999—2012年鐵嶺市煙塵排放量數(shù)據(jù)為基礎，對煙塵排放量與人均GDP擬合，結果見圖5。由圖5可見，擬合曲線呈U形。煙塵排放量最低點出現(xiàn)在人均GDP為31 250元，時間為2011—2012年。此后，煙塵排放量隨人均GDP增加開始呈上升趨勢。以目前的經(jīng)濟發(fā)展勢頭和污染排放水平，若不采取嚴格的源頭治理和減排措施，煙塵排放量有可能隨人均GDP的增長而增加。

圖5 人均GDP與煙塵排放量擬合曲線Fig.5 The fitting curve between per capita GDP and quantity of smoke

2.3.6 經(jīng)濟增長與工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量的關系

以1999—2012年鐵嶺市工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量數(shù)據(jù)為基礎，對工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量與人均GDP擬合，擬合結果見圖6。由圖6可知，擬合曲線呈U形曲線右半段。鐵嶺市工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量隨人均GDP的增加整體呈持續(xù)上升趨勢，表明鐵嶺市仍以傳統(tǒng)工業(yè)模式發(fā)展工業(yè)，工業(yè)結構不合理，產(chǎn)品粗加工的資源開發(fā)型工業(yè)所占比例較大，工業(yè)結構型污染問題嚴重。今后應加快推進工業(yè)發(fā)展模式和經(jīng)濟增長方式的轉(zhuǎn)變，促進工業(yè)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。根據(jù)地區(qū)的實際情況，大力建設生態(tài)工業(yè)園區(qū)，形成產(chǎn)業(yè)鏈，使其達到最大限度利用。同時大力發(fā)展清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟，不斷淘汰落后的生產(chǎn)工藝，使工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量隨人均GDP的增長而增加的趨勢逐漸變緩。

圖6 人均GDP與工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量擬合曲線Fig.6 The fitting curve between per capita GDP and output of industrial solid wastes

3 討論

鐵嶺市在發(fā)展初期，由于資金、政策和發(fā)展需求等因素，工業(yè)體系為重污染構成，導致其規(guī)模效應大于技術效應，環(huán)境污染程度隨經(jīng)濟增長而加劇。隨著技術水平的提升、吸引投資的需要以及民眾環(huán)保意識的提高，在引進技術和投資的同時加大對環(huán)境保護的力度，使得經(jīng)濟和環(huán)境的關系得到好轉(zhuǎn)。政府在促進經(jīng)濟環(huán)境和諧發(fā)展上起著決定性的作用。

對于不同的污染物，鐵嶺市資源、環(huán)境與經(jīng)濟增長的EKC具有不同的表現(xiàn)形式，并未完全呈現(xiàn)出發(fā)達國家所描述的倒U形。鐵嶺市工業(yè)新鮮水用量與人均GDP擬合曲線呈U形，如不加強各類節(jié)水措施的實施，努力提高水資源利用效率，工業(yè)新鮮水用量還將隨人均GDP的增長而增加；廢水排放總量和SO2排放量與經(jīng)濟增長開始進入“脫鉤”的階段；COD排放量與人均GDP擬合曲線呈U形曲線的左半段，COD排放量仍有可能反彈增長；煙塵排放量隨人均GDP增長的趨勢呈U形曲線，煙塵排放量有反彈增長的趨勢；工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量總體上呈隨人均GDP增長而增加的趨勢。因而，必須采取嚴格的源頭治理和減排措施，工業(yè)新鮮水用量、COD和煙塵排放量、工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量才有可能得到有效控制，否則，產(chǎn)業(yè)發(fā)展與資源、環(huán)境之間的矛盾將更加尖銳。

4 對策建議

總體看來，鐵嶺市的資源保護和環(huán)境質(zhì)量狀況不容樂觀，經(jīng)濟增長與資源、環(huán)境保護壓力較大。為緩和經(jīng)濟發(fā)展與資源、環(huán)境保護之間的矛盾，促進鐵嶺市環(huán)境質(zhì)量改善需從以下幾方面開展工作：

(1)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式，進一步發(fā)展清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟和低碳經(jīng)濟，提高產(chǎn)業(yè)生態(tài)化水平，將節(jié)能降耗措施進一步深入、深化，從而使全市用水量隨人均GDP的增加而增長趨勢逐漸變緩，同時強化減排措施，控制COD排放量和固體廢物產(chǎn)生量，緩解經(jīng)濟發(fā)展與資源、環(huán)境之間的矛盾。

(2)按照“保持一產(chǎn)、做優(yōu)二產(chǎn)、擴大三產(chǎn)”的基本思路，為提升產(chǎn)業(yè)的帶動能力，各區(qū)、市、縣應優(yōu)化資源配置，積極協(xié)調(diào)二、三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；逐步淘汰落后產(chǎn)能，積極引進戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，吸引投資，促進進出口貿(mào)易發(fā)展；大力發(fā)展綠色農(nóng)畜產(chǎn)品加工業(yè)；推動工業(yè)產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化調(diào)整，淘汰落后的技術工藝：通過這些措施促進產(chǎn)業(yè)結構的合理化和高級化。

(3)實施“調(diào)整存量、優(yōu)化增量”策略。以環(huán)境承載力為約束條件，統(tǒng)籌謀劃未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，力求從源頭降低或消除經(jīng)濟增長的環(huán)境風險和資源壓力。與此同時，鐵嶺市還應認真貫徹國家和遼寧省的各項環(huán)境政策，促使企業(yè)開展資源節(jié)約綜合利用和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，加大環(huán)境污染治理資金的投入，盡可能使ECK曲線變緩和，努力縮短其跨度。通過這些措施的實施，將經(jīng)濟活動對自然環(huán)境的負面影響降到最低程度，資源和環(huán)境得到合理配置和永續(xù)發(fā)展，從而實現(xiàn)鐵嶺市經(jīng)濟、社會和環(huán)境的和諧發(fā)展。

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Coordination Analysis on Economic Growth and Resources and Environment Based on EKC: A Case Study on Tieling City

XU Jianwei, FU Zeqiang, XIE Yuanyuan, WU Na, LI Linlin

Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China

The Environmental Kuznets Curve (EKC) can well measure the relationship between economic growth and environmental pollution. Based on the EKC theory, a quantitative analysis of the relationship between the economic growth and the resource consumption and environmental pollution in Tieling city was performed. It was found that the U-shaped curve exists between industrial freshwater usage, smoke dust emission and per capita GDP; the inverse U-shaped curve exists between wastewater discharge, SO2emission and per capita GDP; the left section of U-shaped curve exists between COD discharge and per capita GDP; industrial solid waste generation, on the whole, increases with per capita GDP growth. According to the development actuality of Tieling city and based on industry structure, cleaner production and circular economy, some countermeasures and suggestions were put forward, including promoting recycling economic, expanding the third industry and optimizing the incremental capital, to promote coordinated development of economic growth and resource and environment.

economic growth; resource consumption; environmental pollution; Environment Kuznets Curve

2015-12-22

國家水體污染控制與治理科技重大專項(2013ZX07501-005-01)

徐建偉(1991—)，男，碩士研究生，主要研究方向為區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟、工業(yè)生態(tài)學、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學的理論與方法，xujw@craes.org.cn

*責任作者:傅澤強(1963—)，男，研究員，博士，長期從事區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟、工業(yè)生態(tài)學和戰(zhàn)略環(huán)境評價的理論與方法研究，zqfu@craes.org.cn

X820.3

1674-991X(2016)03-0290-05

10.3969j.issn.1674-991X.2016.03.043