基于灰色關(guān)聯(lián)度模型的中國環(huán)境污染治理投入滯后性分析

何 利

(河南工程學(xué)院 會計學(xué)院，河南 鄭州 451191)

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基于灰色關(guān)聯(lián)度模型的中國環(huán)境污染治理投入滯后性分析

何 利

(河南工程學(xué)院 會計學(xué)院，河南 鄭州 451191)

經(jīng)濟發(fā)展帶來的環(huán)境污染已經(jīng)成為人類面臨的重大生存問題，大氣污染、水污染等還沒有完全解決，氣候變化、持久性污染、生態(tài)危機等變得越來越緊迫。加大環(huán)境治理，實施環(huán)境保護是實現(xiàn)人與自然和諧的根本，是人類可持續(xù)發(fā)展的必然要求。該文分析了環(huán)境經(jīng)濟之間的系統(tǒng)動力學(xué)關(guān)系、庫茲涅茨曲線的理論與實踐、發(fā)達國家環(huán)境經(jīng)歷與經(jīng)驗，對環(huán)境經(jīng)濟的反饋關(guān)系作出理論解析；運用灰色關(guān)聯(lián)度分析模型，選取經(jīng)濟產(chǎn)出和環(huán)境污染治理投入指標來對環(huán)保工作的滯后性進行定量分析，研究結(jié)論表明：中國環(huán)保投入滯后期為6年，環(huán)境污染治理投入與經(jīng)濟發(fā)展的不同步是環(huán)境質(zhì)量下降的重要原因。

經(jīng)濟；投入；環(huán)境；灰色關(guān)聯(lián)度；滯后性

一、引言

自工業(yè)革命以來，人類發(fā)展進入一個新階段，全球經(jīng)濟總量高速增長，資源環(huán)境問題日益凸現(xiàn)，一些國家資源環(huán)境問題的庫茲涅茲曲線效應(yīng)得到證實，一些發(fā)達國家加大的環(huán)境治理力度，環(huán)境問題有所好轉(zhuǎn)，但氣候變化、生態(tài)危機、持久性污染等問題在全球依然沒有得到根本解決。發(fā)達國家上百年工業(yè)化過程中分階段出現(xiàn)的環(huán)境問題，目前在中國近20多年來集中出現(xiàn)，呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)型、復(fù)合型、壓縮型的特點。環(huán)境問題已經(jīng)引起中國的高度重視，盲目追求經(jīng)濟增長將會加劇環(huán)境污染，并最終阻礙中國的現(xiàn)代化進程。近年來，種種跡象表明，中國正處在一個環(huán)境與發(fā)展的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，中央政府已著手將環(huán)境保護和社會經(jīng)濟發(fā)展統(tǒng)籌考慮，環(huán)境議題開始進入國家議事的核心地位，經(jīng)濟社會政策開始務(wù)實關(guān)注環(huán)境訴求[1]。

二、環(huán)境經(jīng)濟系統(tǒng)分析

環(huán)境是人類社會生存與發(fā)展的空間條件和物資基礎(chǔ)，經(jīng)濟是人類社會活動的主要形式，是研究人與自然關(guān)系的重要內(nèi)容。

(一)環(huán)境經(jīng)濟系統(tǒng)動力學(xué)機制分析

本文所稱的環(huán)境指自然環(huán)境，是指環(huán)繞于人類周圍的自然界，它包括大氣、水、土壤、生物等，是人類賴以生存和發(fā)展的外部基礎(chǔ)。環(huán)境系統(tǒng)是一個復(fù)雜的，有時、空、量、序變化的動態(tài)系統(tǒng)和開放系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)外存在著物質(zhì)和能量的變化和變換，在一定的時空尺度內(nèi)，如系統(tǒng)的輸入等于輸出，就叫做環(huán)境平衡，否則會造成系統(tǒng)失衡。系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，它的穩(wěn)定性越大，越容易平衡；反之，系統(tǒng)越簡單，穩(wěn)定性越小，越不容易平衡。經(jīng)濟系統(tǒng)一般可分為微觀經(jīng)濟系統(tǒng)和宏觀經(jīng)濟系統(tǒng)。微觀經(jīng)濟系統(tǒng)指單個經(jīng)濟實體，如企業(yè)、公司、商店等。宏觀經(jīng)濟系統(tǒng)是對國民經(jīng)濟總量分析，如社會總產(chǎn)值、國民收入、社會消費、投資結(jié)構(gòu)、物價水平和工資水平等。

根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，協(xié)同是生物與環(huán)境間互利的活動。一個開放的經(jīng)濟系統(tǒng)經(jīng)過人為的內(nèi)部協(xié)調(diào)與環(huán)境進行適度的物質(zhì)、能量和信息交換，實現(xiàn)經(jīng)濟系統(tǒng)與環(huán)境相互協(xié)調(diào)、彼此促進、良性循環(huán)。具體而言，人們遵循自然規(guī)律與經(jīng)濟規(guī)律科學(xué)地組織經(jīng)濟活動，根據(jù)環(huán)境容量進行適度的經(jīng)濟活動，獲得較高的經(jīng)濟效益，同時對環(huán)境保護投入日益增多的資金，使污染物的治理量不斷增大，污染物的積累量小于環(huán)境容量，環(huán)境狀況良好穩(wěn)定，又獲得較好的環(huán)境效益。環(huán)境狀況的改善又促進社會經(jīng)濟發(fā)展，進而獲得良好的社會效益，最終實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一，使社會經(jīng)濟系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)協(xié)同進化，良性循環(huán)，達到可持續(xù)發(fā)展的目的[2]。

(二) 庫茲涅茨曲線的研究分析

根據(jù)經(jīng)濟增長模型，當我們的經(jīng)濟發(fā)展所產(chǎn)生的環(huán)境壓力在環(huán)境自凈能力范圍內(nèi)，經(jīng)濟增長雖然帶來環(huán)境污染物，但經(jīng)濟增長的環(huán)境約束并沒有表現(xiàn)出來。在生產(chǎn)要素和科技進步的作用下，持續(xù)的經(jīng)濟增長帶來的是環(huán)境壓力的不斷增大，污染排放率持續(xù)上升，直到超出環(huán)境的自凈能力范圍，環(huán)境問題日益凸現(xiàn)，加大環(huán)境治理投入，削減污染物、綠色經(jīng)濟成為發(fā)展的必然要求。在經(jīng)濟增長提供的環(huán)保投放不斷加大，污染削減技術(shù)不斷提高的條件下，則存在可持續(xù)平衡增長路徑的可能。環(huán)境狀態(tài)變化的拐點取決于治理污染的投入水平和環(huán)保科技進步水平增長與經(jīng)濟生產(chǎn)的環(huán)境影響之間的比較，環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)拐點的出現(xiàn)是環(huán)境治理投入水平和環(huán)保科技水平增長超過經(jīng)濟增長帶來的環(huán)境污染的結(jié)果。普林斯頓的經(jīng)濟學(xué)家格魯斯曼(Gene Grossman)和克魯格(Alan Krueger)在對66個國家和不同地區(qū)的14種空氣污染物和水污染物質(zhì)12年的變動情況進行研究后發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)污染物質(zhì)的變動趨勢與人均國民收入水平的變動趨勢呈倒U型關(guān)系，即污染程度隨人均收入增長先增加，后下降。據(jù)此，在1995年，他們提出了環(huán)境庫茲涅茨(EKC)的假說。國內(nèi)外學(xué)者對是否存在EKC曲線進行了實證研究，驗證是否存在EKC曲線及其拐點預(yù)測，同時國內(nèi)外學(xué)者也對存在的機理進行了分析，尚沒有完全統(tǒng)一的結(jié)論[3]。

(三) 發(fā)達國家的環(huán)境經(jīng)歷與經(jīng)驗分析

50年代，日本經(jīng)濟發(fā)展沒有注重環(huán)境污染和環(huán)境保護工作，環(huán)境危機事件先后出現(xiàn)，重金屬污染導(dǎo)致的汞中毒(水俁病)事件、鎘中毒(痛痛病)事件和大氣污染導(dǎo)致氧化硫吸入事件，嚴重危害了公眾健康，也對經(jīng)濟社會發(fā)展造成嚴重影響。這些事件引起公眾對環(huán)境問題的廣泛關(guān)注和對政府環(huán)境治理的巨大壓力，政府不得不采取行動。治理環(huán)境污染成為政府的重要工作，政府通過一系列措施，環(huán)境質(zhì)量得到極大改善。這一轉(zhuǎn)型也成為日本社會、經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)政策的分水嶺，20世紀60年代和70年代，日本在經(jīng)濟高速發(fā)展的同時，環(huán)境也顯著改善。雖然日本仍面臨嚴重的環(huán)境問題，但回顧歷史，可以清楚地看到，日本在20世紀60年代的環(huán)境政策和實踐中確實經(jīng)歷了一次經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

50年代后，戰(zhàn)爭創(chuàng)傷要求加快工業(yè)生產(chǎn)，發(fā)展經(jīng)濟，這也是東德和西德的的主要目標。在1972年聯(lián)合國召開首次人類環(huán)境大會之前，環(huán)保并不是德國公眾的關(guān)注焦點?？焖俚墓I(yè)經(jīng)濟增長帶來的水污染、大氣和噪聲污染、酸雨等環(huán)境問題開始引起周邊國家更多的注意。德國的公眾和領(lǐng)導(dǎo)人開始認識到污染和低能效將給經(jīng)濟、社會和環(huán)境帶來高昂成本。德國人開始加大環(huán)境治理投入，推行一系列環(huán)境法律法規(guī)，公眾環(huán)境意識得到加強，在一系列環(huán)境保護措施實施下，德國環(huán)境狀況明顯改善，德國也成為了保護環(huán)境與發(fā)展經(jīng)濟相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的成功案例，德國的發(fā)展理念實現(xiàn)了其經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展[1]。

還有美國、英國、法國等國家，都先后經(jīng)歷過比較嚴重的環(huán)境污染，在推行一系列嚴格的環(huán)境法律制度及加大對環(huán)境保護的投入后環(huán)境質(zhì)量得到改善。近年來，中國環(huán)境危機事件不斷發(fā)生，氣候變化的國際談判、節(jié)能減排的約束性指標完成，這些要求我們必須把環(huán)境保護作為一項基本戰(zhàn)略來實施；實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展這一目標，需要我們做好節(jié)能減排工作，需要積極的行政決策機制和政策響應(yīng)機制的有機結(jié)合；一個有效的環(huán)境治理體系，需要公眾的推動，經(jīng)濟增長的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型也需要政策驅(qū)動機制；政府是宏觀經(jīng)濟體制的設(shè)計者、主導(dǎo)者，經(jīng)濟社會發(fā)展不是簡單的GDP，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展來提高人類福利才是目標[4]。發(fā)達國家“先污染，后治理”的經(jīng)歷也讓其付出了巨大的經(jīng)濟代價和公眾健康代價，對中國而言，實現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量的明顯改善任重而道遠。

三、滯后性分析的灰色關(guān)聯(lián)度模型

灰色關(guān)聯(lián)分析是灰色系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)，是對系統(tǒng)變化發(fā)展態(tài)勢的定量描述和比較的方法，關(guān)聯(lián)系數(shù)和滯后性分析是描述演化關(guān)系與聯(lián)系的指標。本研究通過定量比較和描述系統(tǒng)要素的時間序列演化特征，找到要素變化的相似性和要素之間的相關(guān)性，用要素變化的時間、數(shù)量、方向、次序等量化數(shù)據(jù)和聯(lián)系來衡量關(guān)聯(lián)度和滯后性。如果比較序列的時間演化曲線具有相似性，再進一步分析其關(guān)聯(lián)度，時間演化曲線相似程度較高，說明序列之間關(guān)聯(lián)度較大；反之，序列之間關(guān)聯(lián)度較小。關(guān)聯(lián)度就是衡量各層次系統(tǒng)或因素之間變化的關(guān)聯(lián)性大小的尺度[5]。

灰色關(guān)聯(lián)度模型：

設(shè)X0=(x0(1),x0(2),…,x0(n))為系統(tǒng)特征序列；Xi=(xi(1),xi(2),…,xi(n))為系統(tǒng)行為序列，i=1,2,…,m；兩者長度相同。

|Si|-|S0|=

對于關(guān)聯(lián)度序列而言，即使關(guān)聯(lián)程度較高，序列演化并不一定代表是同步的。由于系統(tǒng)作用關(guān)系的先后和其他因素的影響，以及復(fù)雜性噪聲的干擾，序列之間的演化時間可能存在差異，這種序列之間演化的時間差異，我們稱之為時滯，如圖1所示。根據(jù)時滯現(xiàn)象的定義和圖示，時滯是用來描述不同系統(tǒng)要素序列曲線的差異性，來對差異性進行定量的衡量和反映?；疑^對關(guān)聯(lián)度模型較好地體現(xiàn)系統(tǒng)要素序列的幾何相似程度(關(guān)系度)和時滯，是描述系統(tǒng)要素演化序列之間關(guān)系的一個重要數(shù)量指標。因此，本文選用灰色絕對關(guān)聯(lián)度作為測算我國環(huán)境治理投入滯后經(jīng)濟發(fā)展的研究工具[6]。

圖1 灰色關(guān)聯(lián)度分析示意圖

四、實證分析

根據(jù)前邊的研究，環(huán)境保護應(yīng)該與經(jīng)濟發(fā)展工作同步進行，經(jīng)濟增長的實現(xiàn)不能以環(huán)境質(zhì)量的下降為前提，經(jīng)濟發(fā)展的成果應(yīng)該與環(huán)境保護和環(huán)境治理工作同步，從而實現(xiàn)環(huán)境經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展。本文用灰色關(guān)聯(lián)度分析模型來分析經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護工作是否同步展開，環(huán)境保護工作如果滯后于經(jīng)濟增長，那么定量的滯后時間是多少？根據(jù)中國統(tǒng)計年鑒的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，本文以經(jīng)濟增長百分比作為基準序列和企事業(yè)單位環(huán)境污染治理投資百分比變動作為行為序列來研究環(huán)境保護的事后性問題。其步驟如下：

(1)選取1985到2014年的經(jīng)濟總量數(shù)據(jù)和企事業(yè)單位環(huán)境污染治理投資數(shù)據(jù)(2012年后污染治理投資統(tǒng)計口徑發(fā)生變化，本數(shù)據(jù)是經(jīng)調(diào)整后的可比數(shù)據(jù))，以1986-1995年間的經(jīng)濟增長百分比作為基準特征序列，以同樣序列長度的企事業(yè)單位環(huán)境污染治理投資增長百分比作為行為序列。

(2)基準特征序列保持固定不動，行為序列在時間軸上每次以1年為單位向右移動，移動時間步長記為T，分別計算相對應(yīng)的灰色絕對關(guān)聯(lián)度并進行比較。關(guān)聯(lián)度最大的數(shù)值對應(yīng)的時間T即為對應(yīng)的滯后時間，說明當行為序列向右移動T時間時，行為序列與基準特征序列相似程度最為接近，或者說行為序列與特征序列的關(guān)系最為密切。

表1 我國GDP增長與企事業(yè)單位環(huán)境污染治理投資變動情況

年份GDP(億元)GDP增長率(%)環(huán)境污染治理投資(億元)環(huán)境污染治理投資增長百分比(%)198590160-222-198610275214028829719871205861743602501988150428247424178198916992313043526

續(xù)表

年份GDP(億元)GDP增長率(%)環(huán)境污染治理投資(億元)環(huán)境污染治理投資增長百分比(%)199018667899455461991217815167597312199226923523664784199335333931269270199448197936483320419956079372619871851996711766171956-3119977897301101164218199884402369122048199989677162152725220009921461062394568200110965521051745-271200212033279718848020031358228129221817720041598783177308138920051849374157458248720062163144170483956200726801942395524142200831675171825426-1820093456292914426-184201040890301833970-10320114841235184444411920125341230103500512620135880188101849769820146361387829977174

資料來源：中國統(tǒng)計年鑒1985-2015

(3)為了測算我國環(huán)境發(fā)展相對于經(jīng)濟發(fā)展變動的滯后時間，根據(jù)表1所示，采用灰色關(guān)聯(lián)分析法，以1986-1995這十年GDP增長率作為基準特征序列，或稱之為基準序列，以1986-1995年同期企事業(yè)單位環(huán)境污染治理投資增長率作為行為序列，數(shù)據(jù)序列長度為10，計算其絕對關(guān)聯(lián)度。

(4)基準特征序列保持不動，將行為序列在時間軸上向右移動1年，即移動時間步長T為1，計算1987-1996年企事業(yè)單位環(huán)境污染治理投資增長率序列與1986-1995年GDP增長率序列的灰色絕對關(guān)聯(lián)度。同理，依次計算移動時間T從0-15時環(huán)境污染治理投資增長率與GDP增長率之間的灰色絕對關(guān)聯(lián)度。

(5)根據(jù)灰色優(yōu)勢分析方法，對T從0-15期間所有灰色絕對關(guān)聯(lián)度進行比較，最大的數(shù)值對應(yīng)的時間T即為環(huán)境發(fā)展相應(yīng)的滯后時間，說明此時系統(tǒng)行為序列與系統(tǒng)特征序列相似程度最大。表2顯示了不同移動時間T時，環(huán)境污染治理投資增長率與GDP增長率的灰色絕對關(guān)聯(lián)度計算結(jié)果。

表2 灰色絕對關(guān)聯(lián)度計算結(jié)果

步長0123456關(guān)聯(lián)度0501291050146205021140876395090632505012420996294步長78910111213關(guān)聯(lián)度0961824050196705024720670933050324907398650502088步長141516關(guān)聯(lián)度050054905996010744996

五、 研究結(jié)論與建議

由表2可以看出，當T=0時，即特征序列和行為序列均為1986-1995年同期時，二者的灰色絕對關(guān)聯(lián)度為0.501291，接下來的兩年其灰色絕對關(guān)聯(lián)度都只有很微小的變化，分別為0.501462和0.502114，僅有很小幅度的上升，到第三年，兩者之間的關(guān)聯(lián)開始大幅上升，一躍達到0.876395，接下來繼續(xù)提高，第五年兩者間關(guān)聯(lián)忽然大幅下降，但到第六年，即當T=6時，絕對關(guān)聯(lián)度達到最高值0.996294。說明環(huán)境發(fā)展的投入對經(jīng)濟的影響在此年達到最大。隨后，二者的絕對關(guān)聯(lián)度逐步下降，但總體程度比前期要高。因此，當T=6時，即環(huán)境污染治理投資向右平移6年時，以1992-2001年環(huán)境污染治理投資行為序列與1986-1995年經(jīng)濟發(fā)展情況基準序列關(guān)系最優(yōu)，此時，兩序列曲線相似程度最為接近，或者說關(guān)系最為密切。

根據(jù)以上的理論和實證分析，我們可得出兩個結(jié)論：一是環(huán)境經(jīng)濟系統(tǒng)分析理論和實踐表明環(huán)境經(jīng)濟的相互作用關(guān)系，即經(jīng)濟發(fā)展帶來環(huán)境污染，環(huán)境污染壓力要求增加環(huán)境污染治理投入，“先污染，后治理”已經(jīng)是當前我國環(huán)境經(jīng)濟問題的突出現(xiàn)象；二是根據(jù)灰色定量關(guān)聯(lián)度分析，我國企事業(yè)單位的環(huán)境治理投資滯后于經(jīng)濟發(fā)展，滯后時間為6年，“先污染，后治理”“邊污染，邊治理”，環(huán)境保護工作滯后于經(jīng)濟增長是造成我國環(huán)境污染的重要原因。

[1]中國環(huán)境與發(fā)展國際合作委員會專題政策研究課題組.中國環(huán)境與發(fā)展的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型[N].中國環(huán)境報,2008-01-04.

[2]陶建格.區(qū)域和諧REE要素系統(tǒng)模型與管理機制研究[D].西安：西北工業(yè)大學(xué),2010.

[3]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):7-14.

[4]任勇.環(huán)境與經(jīng)濟關(guān)系的演進[J].環(huán)境保護，2007(21):9-11.

[5]楊靜梅,董麗霞,王蕾，等.河北省鋼鐵產(chǎn)業(yè)與物流產(chǎn)業(yè)的灰色關(guān)聯(lián)度研究[J].中國物流與采購,2011(23):18-23.

[6]王慶豐,黨耀國.基于Moore值的中國就業(yè)結(jié)構(gòu)滯后時間測算[J].管理評論，2005 (7):4-9.

(責(zé)任編輯：覃華巧)

Asynchronous Analysis of Environmental Pollution Control Investment in China Based on Gray Correlation Degree Model

He Li

(School of Accounting, Henan Institute of Engineering, Zhengzhou 451191, China)

Environmental pollution caused by economic development has become a major survival problem faced by humans. Air pollution and water pollution haven’t been fully resolved. Besides, climate changing, persistent pollution and ecological crisis have become increasingly urgent problems to us. Strengthening environmental control and taking measures to protect the environment are vital for people to achieve harmony between mankind and nature and are inevitable requirements for sustainable development of human beings. The paper analyzes the system dynamics relationship between environment and economy, Kuznets Curve theory and practice and environmental experiences of developed countries, making theoretical analysis of the feedback of environmental economy. By applying the gray correlation analysis model and selecting the indexes of economic output and financial input in environmental control, it makes a quantitative analysis of hysteresis of environmental protection. The result shows that China’s lag phase of environmental protection is six years and the fact that investment in controlling environmental pollution and economic development are asynchronous is the main reason for the decline of the environment quality.

Economy; Input; Environment; Gray correlation degree; Nature of being asynchronous

2016-06-22

國家自然科學(xué)基金項目(71173248)；河南省教育廳項目(2016-gh-160)

F205

A

1673-8535(2016)04-0006-06

何利(1975-),女,河南鄭州人，河南工程學(xué)院講師，中科院地理科學(xué)與資源研究所地理學(xué)在站博士后，研究方向:資源環(huán)境核算、經(jīng)濟地理。