經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染脫鉤理論及EKC假說的關(guān)系

夏勇　鐘茂初

摘要 脫鉤理論與EKC假說，兩者都描述了經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染之間的動態(tài)關(guān)系，其中，脫鉤理論揭示了經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境壓力是否同步變化的關(guān)聯(lián)，而EKC假說先于脫鉤理論出現(xiàn)，并闡述了環(huán)境污染隨著經(jīng)濟發(fā)展水平呈現(xiàn)出的非線性關(guān)系。本研究基于脫鉤理論與EKC假說的理論內(nèi)涵，首先通過數(shù)理模型的推導(dǎo)，得到了二者的內(nèi)在聯(lián)系，并運用一階差分GMM方法對此進(jìn)行實證檢驗?；跀?shù)理分析和一階差分GMM估計的實證結(jié)果顯示，脫鉤理論與EKC假說均呈現(xiàn)出先上升后下降的倒“U”型曲線特征，且相對脫鉤與絕對脫鉤的臨界點正好對應(yīng)于EKC的拐點。其次，結(jié)合二者的關(guān)聯(lián)，本研究將人均GDP水平加入脫鉤類型的判定標(biāo)準(zhǔn)，在傳統(tǒng)脫鉤狀態(tài)分類的基礎(chǔ)上，以EKC拐點處所對應(yīng)的人均GDP水平，以及數(shù)值為0.8的脫鉤彈性系數(shù)為兩條分界線，進(jìn)一步將城市的經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染脫鉤關(guān)系類型劃分為6種形態(tài)，分別為“高收入未脫鉤”、“低收入未脫鉤”、“低收入相對脫鉤”、“高收入相對脫鉤”、“低收入絕對脫鉤”和“高收入絕對脫鉤”。最后，本研究將理論部分所做的推導(dǎo)以及脫鉤的象限劃分應(yīng)用于實際的城市脫鉤案例研究中，并依據(jù)一階差分GMM的回歸結(jié)果，將中國271個地級城市的經(jīng)濟發(fā)展與污染排放的脫鉤狀態(tài)進(jìn)行了歸類。對2004-2013年中國271個地級城市的經(jīng)驗分析表明，近50%的城市尚處于“低收入未脫鉤”和“低收入相對脫鉤”狀態(tài)，意味著中國地級城市發(fā)展不平衡，且城市內(nèi)部的脫鉤發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展不匹配問題突出，這些城市在未來的綠色脫鉤建設(shè)過程中將長期面臨著“保增長”和“促脫鉤”的雙重任務(wù)。

關(guān)鍵詞脫鉤理論；EKC假說；發(fā)展一污染關(guān)系類型；綠色脫鉤城市

中圖分類號 F205 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1002-2104（2016）10-0008-09 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2016.10.002

在現(xiàn)有發(fā)展模式與生態(tài)承載力的約束下，經(jīng)濟增長一般會伴隨著污染排放。但經(jīng)濟增長率與污染排放變化率并不必然表現(xiàn)為同比例的變化關(guān)系：有的時候經(jīng)濟增長率快于污染排放變化率，而有時又會相反。為解釋經(jīng)濟增長與污染排放是否同步變化的關(guān)聯(lián)性，脫鉤理論應(yīng)運而生，并漸漸成為研究城市可持續(xù)發(fā)展的工具。但不同“底子”的城市可能處于相同的脫鉤狀態(tài)，若單純以脫鉤彈性系數(shù)判斷城市的綠色發(fā)展或可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r，便不能準(zhǔn)確區(qū)分城市的類型與發(fā)展階段。在脫鉤理論產(chǎn)生之前，學(xué)術(shù)界往往用環(huán)境庫茲涅茨曲線（Environmental Kuznets Curve，EKC）描述環(huán)境污染與人均收入之間倒“U”型的關(guān)聯(lián)性。EKC假說也得到越來越多的學(xué)者的驗證。結(jié)合上述兩個理論認(rèn)識可知，EKC假說描述了經(jīng)濟發(fā)展與資源環(huán)境負(fù)荷的非線性關(guān)系，而脫鉤理論解釋了二者在可持續(xù)發(fā)展過程中的同步性（或滯后性）。若能將EKC假說與脫鉤理論有效地結(jié)合起來，則可通過探討經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染的絕對變化和相對變化情況，判斷城市的脫鉤狀態(tài)是否滯后于經(jīng)濟增長，最終為城市的綠色發(fā)展提供改進(jìn)方向。

1文獻(xiàn)綜述

OECD將經(jīng)濟增長與工業(yè)污染排放之間是否同步變化的關(guān)系描述成“脫鉤”，并將末期的污染排放與GDP之比除以基期的污染排放與GDP之比設(shè)置為“脫鉤指數(shù)”。OECD脫鉤指數(shù)的提出使得經(jīng)濟增長與工業(yè)污染排放的相關(guān)關(guān)系得以量化，脫鉤理論也因此很快成為衡量地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展模式與可持續(xù)性的工具。蓋美等在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了綜合脫鉤指數(shù)，并用資源脫鉤指數(shù)和環(huán)境脫鉤指數(shù)的算術(shù)平均和表征。該綜合指數(shù)拓展了DSR（Drivingforce-State-Response，驅(qū)動力一狀態(tài)一響應(yīng)）分析方法中狀態(tài)指標(biāo)的內(nèi)容，彌補了以往只單純探究經(jīng)濟增長與資源消耗或與環(huán)境污染脫鉤關(guān)系的缺陷。但該指數(shù)也僅基于簡單的算術(shù)平均加總而得，沒有根據(jù)不同城市、不同經(jīng)濟發(fā)展水平區(qū)分資源消耗和環(huán)境污染的權(quán)重。

隨著脫鉤理論的進(jìn)一步發(fā)展，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)脫鉤指數(shù)會隨著基期選擇的不同而發(fā)生改變，進(jìn)而無法準(zhǔn)確判斷經(jīng)濟增長與資源環(huán)境的脫鉤狀態(tài)。為消除基期選擇上的誤差，Tapio構(gòu)建了脫鉤彈性系數(shù)。該彈性系數(shù)由CO₂排放變化率與交通運輸變化率之比，同時乘以交通運輸變化率與經(jīng)濟增長率之比而得。這種分解方法便于更深入探究經(jīng)濟增長與污染排放脫鉤的內(nèi)在成因。但Tapio將資源環(huán)境負(fù)荷縮小為交通運輸產(chǎn)生的CO₂排放量的做法，顯然沒有更加全面地考慮到其他污染排放與經(jīng)濟增長的關(guān)聯(lián)性。孫耀華和李忠民針對上述不足進(jìn)行了相應(yīng)的嘗試。他們將Tapio兩組中間變量的乘積變成三組中間變量的乘積，進(jìn)而將脫鉤細(xì)分為工業(yè)減排脫鉤、工業(yè)節(jié)能脫鉤和工業(yè)發(fā)展脫鉤。這種由三組中間變量的乘積構(gòu)建的脫鉤彈性指標(biāo)，實質(zhì)上是對Tapio彈性指標(biāo)“因果鏈”的分解與組合，對于深入研究不同產(chǎn)業(yè)、不同部門以及不同城市的環(huán)境壓力與經(jīng)濟增長脫鉤是一次有益的嘗試。

EKC假說是由Grossman和Krueg&首先提出，用于描述環(huán)境污染與人均GDP水平之間的倒“U”型曲線關(guān)系。該假說指出，在經(jīng)濟增長初期，環(huán)境污染會伴隨著人均收入的增加而提高，但是從中長期來看，在經(jīng)濟活動的結(jié)構(gòu)效應(yīng)和技術(shù)效應(yīng)以及政府環(huán)境規(guī)制的共同作用下，環(huán)境污染會逐漸下降。倒“U”型的EKC假說得到諸多學(xué)者的驗證。一些學(xué)者將環(huán)境資源視為生產(chǎn)要素，認(rèn)為環(huán)境污染的下降是由技術(shù)或人力資本對環(huán)境資源要素的替代所引起的；還有一些學(xué)者認(rèn)為環(huán)境污染是生產(chǎn)的負(fù)外部性體現(xiàn)，當(dāng)技術(shù)水平、政府環(huán)境規(guī)制隨著經(jīng)濟發(fā)展水平的提高而增強時，這種負(fù)外部性減弱，環(huán)境污染隨之下降。當(dāng)然，EKC假說的真實性也受到一些質(zhì)疑。一些學(xué)者認(rèn)為不同國家或地區(qū)的經(jīng)濟增長所引致的環(huán)境污染存在“異質(zhì)性”和“空間相關(guān)性”，并且不同的樣本區(qū)域及計量模型也會導(dǎo)致不同的曲線結(jié)果。因此，要么出現(xiàn)了由于人均GDP二次項系數(shù)顯著造成EKC存在的假象，要么不存在單一的且適合所有地區(qū)及所有污染物的倒“U”型曲線關(guān)系。

綜上所述，EKC假說先于脫鉤理論出現(xiàn)，兩者既有內(nèi)在的聯(lián)系，也有明顯的差異。首先，EKC假說解釋的是環(huán)境污染與人均收入之間的倒“U”型曲線關(guān)系，而脫鉤理論描述的是經(jīng)濟增長與污染排放是否同步變化的關(guān)聯(lián)性。其次，EKC假說以人均GDP和環(huán)境污染的截面數(shù)據(jù)為考察對象，探究二者在某一絕對量上的非線性關(guān)系；但是脫鉤理論往往以彈性系數(shù)分析法為研究框架，側(cè)重分析經(jīng)濟增長與污染排放的時間序列數(shù)據(jù)，這就決定了脫鉤彈性指標(biāo)只能描述經(jīng)濟增長與污染排放的變化速度，卻忽視了二者的絕對變化量。最后，城市的環(huán)境污染受到人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、資源稟賦以及地理區(qū)位等的影響，但EKC假說和脫鉤理論均只能解釋經(jīng)濟發(fā)展水平與環(huán)境污染之間的非線性關(guān)聯(lián)，二者均沒有解釋經(jīng)濟增長影響環(huán)境污染的作用機制是什么。

基于此，本研究將從以下三個方面對現(xiàn)有研究進(jìn)行拓展：之一，結(jié)合EKC模型和Tapio脫鉤彈性系數(shù)模型，擬通過數(shù)理推導(dǎo)得出二者的內(nèi)在聯(lián)系，即相對脫鉤與絕對脫鉤的臨界點正好對應(yīng)于倒“U”型EKC的拐點。之二，構(gòu)建以人均GDP為橫軸、脫鉤彈性系數(shù)為縱軸的平面直角坐標(biāo)系，然后將人均GDP加入脫鉤的判定標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而對脫鉤狀態(tài)進(jìn)行全新歸類。之三，通過動態(tài)面板數(shù)據(jù)模型實證檢驗EKC假說與脫鉤理論內(nèi)在聯(lián)系的合理性，并根據(jù)一階差分GMM方法的回歸結(jié)果得到EKC的拐點處所對應(yīng)的人均GDP水平。

2理論分析與模型推導(dǎo)

2.1脫鉤理論

脫鉤理論闡述的是經(jīng)濟增長與工業(yè)污染排放之間是否具有同步變化的關(guān)系。其函數(shù)表達(dá)式為

（1） 式中，e為脫鉤彈性系數(shù)；P表示工業(yè)污染排放量；△P由本期污染排放量減去上期污染排放量而得，表示污染排放變化量；l，是地區(qū)生產(chǎn)總值，即GDP；△Y為相鄰兩期GDP之差。Tapio依據(jù)彈性系數(shù)值的大小以及△P和△Y的符號標(biāo)準(zhǔn)給出了8種脫鉤狀態(tài)，分別為相對脫鉤、絕對脫鉤、衰退脫鉤、擴張負(fù)脫鉤、強負(fù)脫鉤、弱負(fù)脫鉤、增長連結(jié)和衰退連結(jié)（見表1）。

2.2EKC假說

EKC假說描述的是環(huán)境污染隨著人均GDP水平的增加而出現(xiàn)的倒“U”型關(guān)系。已知EKC曲線為人均GDP及其二次項的函數(shù)形式，即

P_it=α₁y²_it+α₂y_it+α₀ （2）

式中，P_it表示城市i第t年的污染排放量；y_it表示城市i第t年的人均GDP水平；假設(shè)人口增長率為0，且城市i的人口數(shù)量為n_i，則有Y_it=n_iy_it，同時也有△Y=△n_i△y，此處Y表示地區(qū)生產(chǎn)總值；α₁和α₂為人均GDP的二次項和一次項系數(shù)；α₀為除人均收入水平以外影響環(huán)境污染的因素的集合，主要包括產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟開放度、科技投入、環(huán)境規(guī)制等，以下考慮到簡化模型與數(shù)學(xué)推導(dǎo)需要，本研究視其為常數(shù)項。式（2）中用y_it及其二次項來考察EKC的存在性，若α₁<0且α₂>0，則滿足倒“U”型曲線關(guān)系；反之則為“U”型。鑒于經(jīng)濟增長與環(huán)境污染的現(xiàn)實意義以及經(jīng)典EKC假說的廣泛適用性，本研究設(shè)定EKC為倒“U”型特征。

2.3脫鉤理論與EKC假說的關(guān)系推導(dǎo)

對脫鉤模型式（1）和EKC模型式（2）進(jìn)行聯(lián)立方程組，求解可得：

（3）

情形一，絕對脫鉤。此時約束條件有△P<0，△Y>0，e<0。將式（3）代入約束條件，可得

（4）

由于本研究考察的是長期內(nèi)的經(jīng)濟增長與污染排放的脫鉤狀態(tài)，因此可以將時間t看成是一個趨近于無窮大的常數(shù)。當(dāng)t→+∞。時，可以對式（4）的兩邊取極限值，此時有：

（5）

綜合式（4）和式（5）的結(jié)果可知，若要保證經(jīng)濟增長與污染排放的絕對脫鉤，則連續(xù)兩年的人均GDP之和要超過-α₂/α₁的水平，且當(dāng)年的人均GDP水平必須跨過EKC的拐點-α₂/2α₁。

情形二，相對脫鉤。此時要求△P>0，△Y>0，0

（6）

從不等式左邊來看，由于α₁<0，在假設(shè)經(jīng)濟增長速度為正的情況下，必然有y_t+y_t-1<-α₂/α₁。同理，對該不等式兩邊求極限，可得y_t<-α₂/α₁。從不等式右邊來看，為簡化計算，此處令常數(shù)項α₀=0，同時對不等式兩邊求極限值，可得如下結(jié)果：

（7）

綜合不等式（6）左右兩邊的測算結(jié)果來看，只有當(dāng)人均GDP水平滿足-α₂/6α₁t<-α₂/2α₁的條件時，經(jīng)濟增長與污染排放才有可能達(dá)到相對脫鉤狀態(tài)。

結(jié)合情形一和情形二的結(jié)果可知，若追求城市經(jīng)濟增長與環(huán)境污染的絕對脫鉤，那么當(dāng)年的人均GDP水平必須跨過閾值點-α₂/2α₁，并且保證連續(xù)兩年的人均收入水平在-α₂/2α₁的水平之上；若保持城市經(jīng)濟增長與資源環(huán)境的相對脫鉤，則當(dāng)年的人均GDP水平必須滿足（-α₂/6α₁，-α₂/2α₁）的區(qū)間。由此可以看出，相對脫鉤與絕對脫鉤的臨界點所對應(yīng)的人均GDP位于-α₂/2α₁處，也即EKC的拐點處所對應(yīng)的人均GDP水平。

2.4脫鉤狀態(tài)的象限劃分

Tapio脫鉤彈性系數(shù)同時受到經(jīng)濟發(fā)展水平和污染排放量的影響，這表明同一脫鉤狀態(tài)也會存在經(jīng)濟發(fā)展水平或污染排放水平的差異。比如，經(jīng)濟發(fā)展水平較高的城市可以通過不斷降低污染排放達(dá)到相對脫鉤或絕對脫鉤狀態(tài)，同時，經(jīng)濟發(fā)展水平較低的城市由于其工業(yè)水平不高而導(dǎo)致污染排放較少，最終也能達(dá)到與經(jīng)濟發(fā)展水平較高城市相同的脫鉤狀態(tài)。因此，不能單純地以脫鉤系數(shù)大小作為判斷城市可持續(xù)發(fā)展的依據(jù)。比較合理的做法是將人均GDP水平加入脫鉤狀態(tài)的判定標(biāo)準(zhǔn)，綜合考察城市“經(jīng)濟發(fā)展一環(huán)境污染”的脫鉤狀態(tài)?；诖耍诜治雒撱^理論時，可以將城市的經(jīng)濟發(fā)展水平作為一個參考系，構(gòu)建一個以人均GDP為橫軸、脫鉤彈性系數(shù)為縱軸的平面直角坐標(biāo)系，其中，橫軸和縱軸分別用y和e表示。

在橫軸當(dāng)中，假設(shè)存在一個人均GDP的門檻值y*，在y*左側(cè)，表示經(jīng)濟發(fā)展水平較低的區(qū)域，與此相對應(yīng)，y*的右側(cè)則為經(jīng)濟發(fā)展水平較高的區(qū)域。結(jié)合Tapio脫鉤彈性系數(shù)的劃分原則以及人均GDP的門檻值y*，本研究以EKC拐點處的人均GDP（也即y*）和數(shù)值為0.8的脫鉤彈性系數(shù)為臨界點，分別作一條垂直于橫軸和縱軸的分界線，從而將平面坐標(biāo)系劃分為六個象限（見圖1）。

象限Ⅰ對應(yīng)的是“高收入未脫鉤”狀態(tài)。此時人均GDP超過門檻值y*，且脫鉤彈性系數(shù)大于0.8，即e≥0.8；y≥y*。其特點是經(jīng)濟增長的速度較快、規(guī)模較大，與此同時，工業(yè)污染排放的數(shù)量也急劇上升，城市經(jīng)濟增長與污染排放尚未脫鉤。因此，象限Ⅰ代表了低效擴張的城市發(fā)展類型，也可以將象限Ⅰ視為脫鉤發(fā)展滯后于經(jīng)濟發(fā)展的城市發(fā)展類型。對于這類城市而言，其首要任務(wù)是提高綠色技術(shù)進(jìn)步，爭取扭轉(zhuǎn)尚未脫鉤的不利局面，并努力朝著相對脫鉤和絕對脫鉤的方向轉(zhuǎn)變。

象限Ⅱ?qū)儆凇暗褪杖胛疵撱^”狀態(tài)。此種狀態(tài)下的人均GDP沒有超過門檻值y*，且脫鉤彈性系數(shù)仍然大于0.8，在坐標(biāo)系中表現(xiàn)為e≥0.8；0

象限Ⅲ描述的是“低收入相對脫鉤”狀態(tài)。這種發(fā)展較為緩慢且相對脫鉤狀態(tài)的特點是0≤e<0.8，且0

象限Ⅳ處于“高收入相對脫鉤”狀態(tài)。城市在這一狀態(tài)下，人均GDP水平跨過門檻值y*，同時，脫鉤彈性系數(shù)值處在0到0.8之間，即y≥y*，0≤e<0.8，也即城市的經(jīng)濟發(fā)展水平較高，并且環(huán)境污染程度趨于改善。因此，象限Ⅳ代表了集約擴張型城市，其主要任務(wù)是進(jìn)一步降低污染排放量，在保持較快經(jīng)濟發(fā)展的同時，努力朝著絕對脫鉤狀態(tài)的方向邁進(jìn)。

象限V為“低收入絕對脫鉤”狀態(tài)。最大特點是經(jīng)濟發(fā)展緩慢且污染排放少，對應(yīng)于坐標(biāo)系上e<0且0

象限Ⅳ為“高收入絕對脫鉤”狀態(tài)，屬于綠色脫鉤城市的發(fā)展類型。這一區(qū)域的脫鉤彈性系數(shù)小于0，同時人均GDP水平大于門檻值y*，即e<0；y≥y*。若能在保持經(jīng)濟較快發(fā)展的同時，減少污染的排放，方可達(dá)到經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的“雙贏”。這正是象限Ⅵ所代表的綠色脫鉤城市發(fā)展的理想狀態(tài)：高人均收入和絕對脫鉤狀態(tài)的組合，既避免了單純追求經(jīng)濟增長而增加環(huán)境負(fù)荷，又避免了單純追求環(huán)境保護(hù)而降低經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量。

綜合上述分析可知，象限Ⅰ到象限Ⅳ分別代表了不同的城市發(fā)展類型或同一城市的不同發(fā)展階段。那么，上述六個象限之間表現(xiàn)為什么樣的發(fā)展規(guī)律呢？回答這一問題須厘清城市的發(fā)展到底是以經(jīng)濟增長為中心，還是以“綠色脫鉤”為主要目標(biāo)。若以經(jīng)濟增長為中心，那么由高到低的排序依次為象限Ⅵ>象限Ⅳ>象限Ⅰ>象限Ⅴ>象限Ⅲ>象限Ⅱ；若以“綠色脫鉤”為目標(biāo)，則由高到低的排序依次為象限Ⅵ>象限Ⅴ>象限Ⅳ>象限Ⅲ>象限Ⅰ>象限Ⅱ。無論哪種排序，以象限Ⅵ代表的高收入和低污染排放的組合均是最理想的狀態(tài)，而以象限Ⅱ為代表的低收入和高污染排放的組合為排名末位的狀態(tài)。對于一個追求經(jīng)濟發(fā)展，兼顧環(huán)境保護(hù)的綠色脫鉤城市來說，其會經(jīng)歷一個由低經(jīng)濟發(fā)展水平低污染排放，到高經(jīng)濟發(fā)展水平高污染排放，再到高經(jīng)濟發(fā)展水平低污染排放的過程。對應(yīng)到六個象限來說，綠色脫鉤城市的發(fā)展軌跡由象限Ⅴ到象限Ⅲ到象限Ⅱ到象限Ⅰ再到象限Ⅳ最后到象限Ⅵ，基本呈現(xiàn)出一個倒“U”型曲線的發(fā)展規(guī)律。當(dāng)然，象限Ⅴ到象限Ⅳ的發(fā)展并不必然要滿足中間象限的逐步過渡，只要經(jīng)濟發(fā)展水平和脫鉤狀態(tài)滿足必要的條件，各象限之間也可跨越式轉(zhuǎn)變。

3計量分析與模型設(shè)定

3.1計量漠型與數(shù)據(jù)來源

前文關(guān)于相對脫鉤與絕對脫鉤的臨界點正好是EKC拐點的結(jié)論，以及六個象限劃分的脫鉤狀態(tài)均是以倒“U”型EKC假說為前提條件的。那么EKC是否表現(xiàn)為倒“U”型？當(dāng)?shù)埂癠”型的EKC被證明存在時，脫鉤彈性系數(shù)與人均GDP之間是否也存在倒“U”型曲線關(guān)系？鑒于經(jīng)濟增長與工業(yè)污染排放脫鉤的現(xiàn)實意義以及數(shù)據(jù)可得性，本研究以工業(yè)SO₂排放數(shù)據(jù)為例進(jìn)行實證檢驗。

依據(jù)EKC假說，本研究將經(jīng)濟增長與污染排放之間非線性關(guān)系的計量模型設(shè)置為如下形式：

（8）

同理，經(jīng)濟增長與污染排放脫鉤的計量模型可以設(shè)置為以下形式：

（9）

3.1.1被解釋變量

式（8）中被解釋變量為P_it，表示城市i第t年的工業(yè)SO₂排放量（P_SO2）。為保證數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性，同時消除或削減異方差問題，本研究在實證過程中對被解釋變量P_SO2的數(shù)據(jù)進(jìn)行對數(shù)化處理lnP_SO2。式（9）中的被解釋變量為e。表示城市i第t年的經(jīng)濟增長與工業(yè)SO₂排放脫鉤彈性系數(shù)（e_SO2），其數(shù)值依據(jù)式（1）計算而得。由于脫鉤彈性系數(shù)既有正值也有負(fù)值，因此不能直接進(jìn)行對數(shù)化處理。在實際檢驗過程中，將脫鉤彈性系數(shù)（e_SO2）減去樣本量中的最小值（e^min_SO2），得到一個新的脫鉤彈性系數(shù)，用E_SO2表示，即E_SO2=e_SO2-e^min_SO2。由于樣本量中e^min_SO2為負(fù)數(shù)，那么E_SO2便保證了所有的脫鉤彈性系數(shù)為正，且這種處理方式僅對原有數(shù)據(jù)進(jìn)行平移，并不改變原來脫鉤彈性系數(shù)的性質(zhì)，因此對E_SO2進(jìn)行對數(shù)處理是有意義的，其對數(shù)形式為lnE_SO2。

3.1.2解釋變量

y_it是核心解釋變量，表示城市i第t年的人均GDP水平；y²_it為人均GDP的二次項，用以驗證EKC假說的存在性。同理，對數(shù)化處理后的表現(xiàn)形式為lnpgdp_it和lnpgdp²_it。為剔除通貨膨脹對人均GDP的影響，本研究以2004年基期，并采用人均GDP指數(shù)分別計算出2005-2013年的實際人均GDP水平。考慮到污染排放水平與脫鉤狀態(tài)具有很強的慣性，當(dāng)年的污染排放和脫鉤系數(shù)受到上年的影響，因此，本研究將取對數(shù)之后的工業(yè)S02排放量的滯后一階（lnP_SO2-i，t-1）和脫鉤系數(shù)的滯后一階（1nE_{SO2-i，t-1}）作為解釋變量加入模型當(dāng)中，并采用動態(tài)面板數(shù)據(jù)模型考察EKC假說和脫鉤理論的性質(zhì)，避免了計量模型可能出現(xiàn)的內(nèi)生性問題，以及使用FE模型或RE模型所帶來的估計偏差。

3.1.3控制變量

X_it是控制變量的集合，主要包括：工業(yè)增加值占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重，表征城市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，用ind表示；實際利用外資額，衡量城市的對外開放程度，同理，對數(shù)化處理之后為lnfdi；政府的科技支出占總財政支出之比（f∞），代表技術(shù)投入對環(huán)境污染的長期影響。此外，考慮到污染排放受到環(huán)境規(guī)制的影響，本文亦將環(huán)境規(guī)制變量引入控制變量集合當(dāng)中。學(xué)術(shù)界關(guān)于環(huán)境規(guī)制的衡量指標(biāo)繁多，有以污染治理費用等表征的環(huán)境經(jīng)濟規(guī)制手段；也有以環(huán)保行政處罰案件數(shù)為代表的環(huán)境污染監(jiān)管手段。本研究認(rèn)為無論是經(jīng)濟規(guī)制還是污染監(jiān)管，都只是環(huán)境規(guī)制的實施過程，并不能衡量最終的規(guī)制效果。為提高變量選取的真實性和客觀性，本研究參考王杰和劉斌的做法，以工業(yè)SO₂去除率（用SO₂表征）代表環(huán)境規(guī)制水平，用以衡量環(huán)境規(guī)制的實際效果。

基于此，式（8）和式（9）的最終形式如下所示。

（10）

（11）

式中，u_i為第i個城市的截距項；ε_it是誤差項。

3.1.4數(shù)據(jù)來源

被解釋變量脫鉤彈性系數(shù)（e_SO2）由工業(yè)SO₂排放量和城市GDP測算得出，其中，城市GDP及GDP指數(shù)來自《中國區(qū)域經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》相應(yīng)各期，工業(yè)SO₂排放量及其去除率根據(jù)歷年《中國城市統(tǒng)計年鑒》整理和計算得出。解釋變量人均GDP及其指數(shù)來源于《中國區(qū)域經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》相應(yīng)各期，剩下的控制變量所使用的數(shù)據(jù)，也由歷年《中國城市統(tǒng)計年鑒》整理和計算得出。

3.2實證結(jié)果及分析

以2004-2013年中國271個地級城市的面板數(shù)據(jù)為例，并采用stata13.1軟件進(jìn)行實證分析。在具體檢驗過程中，為確?；貧w結(jié)果的合理性，本研究對面板數(shù)據(jù)進(jìn)行了一階差分GMM估計。在對工業(yè)SO₂排放的EKC模型與脫鉤模型進(jìn)行AR檢驗時，發(fā)現(xiàn)上述兩個模型均存在一階差分自相關(guān)但不存在二階差分自相關(guān)，并且Sargan檢驗的p值均超過了0.1，因此，二者不存在工具變量的過度識別問題。綜合AR檢驗和Sargan檢驗的結(jié)果可知，EKC模型與脫鉤模型的設(shè)定是合理的。上述兩個模型的一階差分GMM估計結(jié)果如表2所示。

表2顯示了城市經(jīng)濟增長與工業(yè)S02排放之間的兩條倒“U”型曲線關(guān)系的回歸結(jié)果。第一條倒“U”型曲線為傳統(tǒng)的EKC。觀察EKC模型的回歸結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，實際人均GDP的一次項（1npgdp）系數(shù)為正，同時二次項（lnpgdp2）系數(shù)為負(fù)，且二者均在1%的水平下顯著。這表明工業(yè)S02排放量與實際人均GDP之間存在顯著的倒“U”型曲線關(guān)系。根據(jù)人均GDP的一次項（1npgdp）估計參數(shù)3.311及其二次項（1npgdp2）估計參數(shù)-0.163可知，EKC拐點所對應(yīng)的實際人均GDP為26 903元。我們可以將這一拐點值視為門檻值，當(dāng)實際人均GDP水平尚未超過26 903元時，工業(yè)S02排放會隨著人均GDP的增長而呈擴大之勢，一旦跨過26 903元這一門檻值，那么工業(yè)S02排放量會隨之下降。

觀察表2還可發(fā)現(xiàn)，第二條倒“U”型曲線顯示了脫鉤彈性系數(shù)與人均GDP之間的非線性關(guān)聯(lián)。這同樣可以由實際人均GDP顯著為正的一次項系數(shù)和顯著為負(fù)的二次項系數(shù)得到。在上述脫鉤模型中，人均GDP的一次項及其二次項的系數(shù)分別為35.434和-1.619，由此可以求出脫鉤模型在拐點處所對應(yīng)的實際人均GDP水平約為54 176元。同理，當(dāng)實際人均GDP由54 176元的左側(cè)向右側(cè)邁進(jìn)時，脫鉤彈性系數(shù)會呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，脫鉤狀態(tài)也會隨之出現(xiàn)未脫鉤到相對脫鉤再到絕對脫鉤的可能。

綜上，本研究在控制了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟開放度、科技支出以及環(huán)境規(guī)制等影響因素的條件下，通過一階差分GMM方法考察了人均GDP與環(huán)境污染以及人均GDP與脫鉤彈性系數(shù)之間的非線性關(guān)聯(lián)，結(jié)果表明，一方面，城市經(jīng)濟增長與工業(yè)SO₂排放之間倒“U”型的EKC假說得到驗證；另一方面，脫鉤彈性系數(shù)與人均GDP之間也呈現(xiàn)出倒“U”型的曲線關(guān)系。結(jié)合上文脫鉤函數(shù)與EKC函數(shù)的推導(dǎo)結(jié)果，便得到了脫鉤理論與EKC假說的內(nèi)在聯(lián)系，也即本研究的核心觀點：經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染的脫鉤曲線與EKC均呈倒“U”型特征，并且相對脫鉤與絕對脫鉤的臨界點正好對應(yīng)于EKC的拐點。

3.3中國271個地級城市脫鉤狀態(tài)的象限分布

由上述一階差分GMM的估計結(jié)果可知，EKC拐點對應(yīng)的實際人均GDP水平為26 903元。據(jù)此，可以將y*賦值為26 903元，按照y*=26 903做一條垂直于橫軸的直線，再按照e=0.8做一條垂直于縱軸的直線，確立平面直角坐標(biāo)系的六個象限。然后，將2004-2013年各地級城市經(jīng)濟增長與工業(yè)SO₂排放脫鉤的彈性系數(shù)均值和實際人均GDP均值作為樣本量，對上述城市的脫鉤狀態(tài)進(jìn)行象限劃分。表3展示了中國271個地級城市所在象限的分布情況。

觀察表3可知，在經(jīng)濟增長與工業(yè)SO₂排放的脫鉤狀態(tài)中，位于象限I的城市僅有18個，在六個象限中最少，且絕大多數(shù)來自東部地區(qū)，這其中包含11個東部地區(qū)的非省會城市、4個省會城市和3個中西部城市。這類城市的特點是人均收入水平較高，但較快的經(jīng)濟增長伴隨著很高的污染排放，以至于出現(xiàn)未脫鉤局面。因此，象限I屬于脫鉤狀態(tài)滯后于經(jīng)濟增長的城市發(fā)展類型。這類城市在今后的建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)努力提高經(jīng)濟發(fā)展的資源利用率和污染排放達(dá)標(biāo)率，力爭做到綠色發(fā)展。

處在象限Ⅱ的城市有58個，除12個東部城市外，剩下46個城市均來自中西部（占比近80%）。這類城市大多處于經(jīng)濟發(fā)展水平不高，但污染排放畸高的階段，因而屬于粗放擴張的城市發(fā)展類型。由此可以看出，處于象限Ⅱ中的城市既無雄厚的經(jīng)濟發(fā)展基礎(chǔ)，也不存在經(jīng)濟增長與污染排放的脫鉤效率優(yōu)勢。欲達(dá)到綠色脫鉤城市的建設(shè)目標(biāo)，這類城市將長期面臨著“保增長”和“促脫鉤”的雙重任務(wù)。

位于象限Ⅲ的城市最多，高達(dá)72個，其中，來自中部的城市高達(dá)45個，約占63%，且大多數(shù)是致力于發(fā)展經(jīng)濟的三線和四線城市。因此，以中部地區(qū)居多的象限Ⅲ中的城市屬于低效擴張的發(fā)展類型。目前，我國大多數(shù)城市正處于象限Ⅲ的狀態(tài)之中，盡管達(dá)到了經(jīng)濟增長與污染排放的相對脫鉤狀態(tài)，但這類城市的經(jīng)濟發(fā)展水平不但亟待提高，而且需要避免一味追求經(jīng)濟效益而增加當(dāng)?shù)丨h(huán)境負(fù)荷的破壞性發(fā)展。

落在象限Ⅳ的城市有37個，這其中大多是具有優(yōu)越地理區(qū)位的東部沿海城市或港口城市（如大連、蘇州、中山等）、較高自然資源稟賦的資源型城市（如攀枝花、馬鞍山、唐山等），以及省會城市。分析可知，這類城市往往具有較高的經(jīng)濟發(fā)展水平，并且經(jīng)濟增長與污染排放之間呈現(xiàn)出相對脫鉤的狀態(tài)。因此，可以將象限Ⅳ視為集約發(fā)展的城市類型。若能在保持較快經(jīng)濟發(fā)展的同時，努力促進(jìn)相對脫鉤向絕對脫鉤的發(fā)展，那么這類城市離建設(shè)綠色脫鉤城市的目標(biāo)就不遠(yuǎn)了。

象限Ⅴ的城市數(shù)目有54個，廣泛分布于東中西部地區(qū)，既有以貴陽、南寧、西安和重慶等為代表的西部省會城市和直轄市，也有以淮南和鹽城為代表的資源型城市和港口城市，還有諸如茂名、三亞、連云港等的東部城市。由于上述城市的實際人均GDP水平小于門檻值（26 903元），但經(jīng)濟增長與污染排放卻處于絕對脫鉤狀態(tài)，因此，我們可以將象限Ⅴ的城市視為經(jīng)濟增長滯后于脫鉤狀態(tài)的發(fā)展類型。對于這類城市而言，其首要任務(wù)是在生態(tài)承載力可承受的范圍內(nèi)，以經(jīng)濟建設(shè)為中心，努力提高城市的人均收入水平。

象限Ⅵ擁有32個較高經(jīng)濟發(fā)展水平，同時達(dá)到絕對脫鉤狀態(tài)的地級城市。這其中大多是出自于東部地區(qū)的省會城市和沿海城市。具體來看，除10個省會城市和4個中西部城市外，剩余18個城市均來自東部地區(qū)。這類城市基本屬于底子好、發(fā)展快，且產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以服務(wù)業(yè)為主的大城市，如北京、廣州、深圳等；同時也有較高自然資源稟賦的城市，如東營、大慶、鄂爾多斯、銅陵等。以象限Ⅵ為代表的城市達(dá)到了經(jīng)濟發(fā)展與絕對脫鉤的雙重目標(biāo)，可以看作是現(xiàn)階段的綠色脫鉤城市。

綜合來看，偏重于較高人均收入水平的象限Ⅰ、象限Ⅳ和象限Ⅴ的城市數(shù)量較少，僅有87個；大多數(shù)城市分布在較低人均收入水平的象限Ⅰ、象限Ⅲ和象限Ⅴ當(dāng)中，數(shù)據(jù)顯示這一部分的城市數(shù)量高達(dá)1 84個，占到所有地級城市的68%。從脫鉤狀態(tài)來看，處于相對脫鉤狀態(tài)的城市最多，達(dá)到109個；絕對脫鉤的城市次之，為86個；尚未脫鉤的城市數(shù)量最少，僅為76個。分析這一結(jié)果可知，現(xiàn)階段我國大多數(shù)城市屬于經(jīng)濟發(fā)展水平不高，同時經(jīng)濟增長與污染排放處于相對脫鉤狀態(tài)的低效擴張類型。從象限所包含的城市分布來看，同一象限既包括相對發(fā)達(dá)的東部城市，也有不少中西部城市（比如象限Ⅱ和象限Ⅴ，這種包羅東、中、西三區(qū)域城市的情況更為突出），表明中國的城市發(fā)展存在區(qū)域內(nèi)以及區(qū)域間的不均衡狀態(tài)，東部地區(qū)有綠色脫鉤發(fā)展相對滯后的城市，而中西部地區(qū)也有綠色脫鉤發(fā)展較好的城市。盡管全國地級城市的經(jīng)濟增長與污染排放大多處于相對脫鉤和絕對脫鉤狀態(tài)，但真正處于“高收入絕對脫鉤”的象限Ⅵ中的城市卻不到12%。這說明，目前我國城市在建設(shè)過程中不僅存在經(jīng)濟發(fā)展的地區(qū)不平衡，而且存在經(jīng)濟發(fā)展與脫鉤發(fā)展不匹配的現(xiàn)象。打破城市經(jīng)濟發(fā)展滯后于脫鉤發(fā)展，或者脫鉤發(fā)展滯后于經(jīng)濟發(fā)展的狀態(tài)，建設(shè)綠色脫鉤城市，既面臨促進(jìn)尚未脫鉤向相對脫鉤和絕對脫鉤轉(zhuǎn)變，也面臨進(jìn)一步提升經(jīng)濟發(fā)展水平的雙重任務(wù)。

4研究結(jié)論與政策建議

本研究首先通過數(shù)理模型的推導(dǎo)，綜合考察了EKC假說和脫鉤理論的內(nèi)在聯(lián)系，然后結(jié)合二者的關(guān)聯(lián)，將人均GDP水平加入脫鉤的判定標(biāo)準(zhǔn)，并對城市的“經(jīng)濟發(fā)展一環(huán)境污染”進(jìn)行了脫鉤的象限劃分，最后將理論部分所做的推導(dǎo)以及脫鉤的象限劃分應(yīng)用于實際的城市脫鉤研究案例中，并依據(jù)一階差分GMM的回歸結(jié)果，將中國271個地級城市的經(jīng)濟發(fā)展與污染排放的脫鉤狀態(tài)進(jìn)行了歸類。

理論與實證的分析表明，EKC假說與脫鉤理論滿足如下三層關(guān)系：其一，經(jīng)濟增長與污染排放的脫鉤曲線與EKC的形狀一致，均呈現(xiàn)出倒“U”型曲線特征。其二，相對脫鉤與絕對脫鉤的臨界點正好對應(yīng)于EKC的拐點。當(dāng)實際人均GDP在（-α₂/6α₁，-α₂/2α₁）的區(qū)間上時，經(jīng)濟增長與污染排放有可能達(dá)到相對脫鉤狀態(tài)；而當(dāng)實際人均GDP跨過EKC的拐點-α₂/2α₁，并且保證連續(xù)兩年的人均GDP在-α₂/α₁的水平之上時，城市經(jīng)濟增長與污染排放的絕對脫鉤成為可能。根據(jù)一階差分GMM估計結(jié)果可知，EKC拐點處對應(yīng)的實際人均GDP為26 903元，這意味著，理論上中國城市的相對脫鉤與絕對脫鉤的臨界點位于26 903元的水平。其三，結(jié)合Tapio脫鉤彈性系數(shù)的劃分標(biāo)準(zhǔn)和EKC拐點處對應(yīng)的人均GDP水平，可以將由這二者組成的平面坐標(biāo)系劃分成六個象限，每一象限對應(yīng)一種城市的發(fā)展類型。對2004-2013年中國271個地級城市的經(jīng)驗分析表明，象限Ⅰ為“高收入未脫鉤”的組合，這類城市屬于脫鉤發(fā)展滯后于經(jīng)濟發(fā)展的類型。但是處于象限Ⅰ的城市較少，大多數(shù)城市廣泛集中于“低收入未脫鉤”的象限Ⅱ、“低收入相對脫鉤”的象限Ⅲ和“低收入絕對脫鉤”的象限Ⅴ當(dāng)中。象限Ⅳ與象限Ⅲ類似，均達(dá)到相對脫鉤狀態(tài)，不同點在于落在象限Ⅳ中的城市具有更高的人均GDP水平。最后，象限Ⅵ對應(yīng)于“高收入絕對脫鉤”組合，是綠色脫鉤城市發(fā)展的最理想狀態(tài)。然而，目前中國能滿足象限Ⅵ所代表的綠色脫鉤城市只有32個，大部分地級城市的人均GDP水平尚未超過26 903元的門檻值，并且多數(shù)集中分布于低效擴張類型的象限Ⅲ當(dāng)中。

結(jié)合EKC假說與脫鉤理論的內(nèi)在關(guān)聯(lián)所做的象限劃分，以及由此對中國271個地級城市的脫鉤狀態(tài)的歸類可知，經(jīng)濟發(fā)展水平的地區(qū)不平衡，以及脫鉤發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展的不匹配，制約了綠色脫鉤城市的建設(shè)。因此，中國城市發(fā)展中的一個重要目標(biāo)是促進(jìn)尚未脫鉤向相對脫鉤和絕對脫鉤轉(zhuǎn)變，在助推脫鉤狀態(tài)下促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展。對此，各城市發(fā)展中，要準(zhǔn)確把握當(dāng)前所處的發(fā)展形態(tài)，找準(zhǔn)朝著哪一形態(tài)轉(zhuǎn)變的發(fā)展方向。如，對于身處“低收入未脫鉤”狀態(tài)的城市而言，既要夯實經(jīng)濟基礎(chǔ)，又要降低污染排放。再如，對于“高收入未脫鉤”狀態(tài)的城市來說，節(jié)能減排是其的首要任務(wù)，同時，這類城市須以提高經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量為目標(biāo)，通過提高綠色技術(shù)降低污染排放，最終達(dá)到綠色發(fā)展。又如，針對“低收入已脫鉤”狀態(tài)的城市而言，應(yīng)找尋其呈現(xiàn)這一發(fā)展態(tài)勢的特殊成因，結(jié)合自身特殊條件和生態(tài)承載力水平，完全維持脫鉤狀態(tài)并不現(xiàn)實，可在適當(dāng)進(jìn)入相對脫鉤狀態(tài)下，努力提高經(jīng)濟發(fā)展的速度和規(guī)模，彌補經(jīng)濟發(fā)展滯后于脫鉤發(fā)展的缺陷。總之，綠色脫鉤城市的發(fā)展，既不能單純追求經(jīng)濟增長而超承載力地增加環(huán)境負(fù)荷，也不能對脫鉤狀態(tài)與發(fā)展水平并不匹配的局面視而不見，而應(yīng)該根據(jù)城市自身的特點，選擇經(jīng)濟增長與污染排放脫鉤發(fā)展的合理目標(biāo)。

（編輯：李琪）