安徽省環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系研究

張海祥，李海麗

（安徽工業(yè)大學(xué)商學(xué)院，安徽馬鞍山243000）

環(huán)境庫茲涅茨曲線（EKC）假說源自美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家?guī)炱澞膶?jīng)濟(jì)增長與收入不平等之間關(guān)系的研究[1]。格羅斯曼和克魯格在研究北美自由貿(mào)易協(xié)議對環(huán)境的影響時(shí)，研究環(huán)境質(zhì)量與人均收入之間的關(guān)系[2]，發(fā)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量與人均收入之間呈現(xiàn)倒U型特征，即在人均收入達(dá)到臨界點(diǎn)之前，人均收入越高環(huán)境質(zhì)量越低；當(dāng)人均收入越過臨界點(diǎn)并繼續(xù)增長時(shí)，環(huán)境質(zhì)量開始逐漸改善。根據(jù)這種倒U型的特征，帕納約托首次將其命名為EKC[3]。

許多國內(nèi)學(xué)者對此假說進(jìn)行了一系列研究。朱天若利用聯(lián)立方程組的方法，得出我國人均SO2排放符合EKC假說[4]；周小亮以福建省為例，得出工業(yè)廢水和工業(yè)廢氣均呈倒N型，工業(yè)SO2呈波浪形，工業(yè)固體廢物雖符合EKC假說但還未能越過拐點(diǎn)[5]；王銘利采用聯(lián)立方程和狀態(tài)空間模型，得出工業(yè)廢水、工業(yè)SO2、工業(yè)固體廢物均符合EKC假說[6]；王遠(yuǎn)采用半?yún)?shù)面板數(shù)據(jù)模型，得出江蘇省SO2排放符合EKC假說[7]；王耀東運(yùn)用靜態(tài)理論模型，得出我國工業(yè)SO2符合EKC假說[8]；毛暉的研究結(jié)果表明，工業(yè)廢水呈倒N型，工業(yè)SO2呈N型，工業(yè)固體廢物符合EKC假說[9]。本文在國內(nèi)學(xué)者對EKC假說研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究安徽省環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系是否也符合EKC假說。

1 指標(biāo)選取與模型設(shè)定

本文參照相關(guān)文獻(xiàn)[10]，以工業(yè)廢水（Y1，單位：萬噸）、工業(yè)廢氣（Y2，單位：億標(biāo)立方米）、工業(yè)SO2排放量（Y3，單位：萬噸）及工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量（Y4，單位：萬噸）4項(xiàng)指標(biāo)衡量環(huán)境質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)選擇人均GDP（X，單位：元）,可以避免由人口增長因素帶來的干擾[11]。本文選取安徽省2000—2015年的面板數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)來源于《安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒》。為消除可能存在的異方差，本文對所有變量均進(jìn)行對數(shù)化處理，所有對數(shù)指標(biāo)分別記為lnY1,lnY2,lnY3,lnY4,lnX。

本文主要參考王敏在研究中國環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系時(shí)所設(shè)定的模型[12]，具體形式如下：

其中，Yit表示第i個(gè)城市在第t年的污染物排放量或產(chǎn)生量，Xit表示第i個(gè)城市在第t年的人均GDP。當(dāng)β2＜0時(shí)，環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長之間呈倒U型曲線關(guān)系；當(dāng)β2＞0時(shí)，環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長之間呈U型曲線關(guān)系；當(dāng)β1＜0，β2=0時(shí)，具有負(fù)相關(guān)關(guān)系，環(huán)境質(zhì)量隨經(jīng)濟(jì)增長而得到改善；當(dāng)β1＞0，β2=0時(shí)，具有正相關(guān)關(guān)系，環(huán)境質(zhì)量隨經(jīng)濟(jì)增長而不斷惡化；當(dāng)β1=0、β2=0時(shí)，環(huán)境與經(jīng)濟(jì)之間不存在任何相關(guān)關(guān)系，表現(xiàn)為一條水平直線。根據(jù)回歸結(jié)果，通過β1、β2的大小及正負(fù)性來判斷曲線的形狀，并由曲線形狀來分析環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系

2 豪斯曼檢驗(yàn)

利用豪斯曼（Hausman）檢驗(yàn)確定模型選擇固定效應(yīng)還是隨機(jī)效應(yīng)，利用F檢驗(yàn)確定模型選擇固定效應(yīng)還是混合效應(yīng)，當(dāng)聚類穩(wěn)健標(biāo)準(zhǔn)誤與普通標(biāo)準(zhǔn)誤存在較大的差距時(shí)，普通最小二乘法（OLS法）的F檢驗(yàn)并不一定有效。為避免這種情況的發(fā)生，本文使用虛擬變量最小二乘法（LSDV）。經(jīng)LSDV法回歸后，根據(jù)個(gè)體虛擬變量的顯著性特征，判斷是否存在個(gè)體效應(yīng)，若存在則使用固定效應(yīng)模型。隨機(jī)效應(yīng)選擇廣義最小二乘法（FGLS法）進(jìn)行回歸，經(jīng)FGLS法回歸后根據(jù)拉格朗日乘數(shù)檢驗(yàn)（LM檢驗(yàn)）確定是選擇隨機(jī)效應(yīng)還是混合效應(yīng)。有關(guān)安徽省全省及皖北、皖南、皖中地區(qū)的Hausman檢驗(yàn)結(jié)果見表1。

3 全省EKC假說檢驗(yàn)

參考相關(guān)文獻(xiàn)[7,13]，先對二次項(xiàng)方程進(jìn)行回歸，若二次項(xiàng)系數(shù)不顯著，則舍去二次項(xiàng)，然后再對一次項(xiàng)方程回歸。全省回歸結(jié)果見表2，由表2可得如下結(jié)論：

表1 全省及各區(qū)域Hausman檢驗(yàn)結(jié)果

表2 安徽省環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長回歸結(jié)果

（1）工業(yè)廢水與人均GDP之間存在倒U型曲線關(guān)系，即符合EKC假說。曲線臨界點(diǎn)位于人均GDP 26 276.40元處，與此相比，僅亳州、宿州、阜陽、六安的人均GDP沒有越過臨界點(diǎn)，均分布在倒U型曲線的左側(cè)，說明這4個(gè)地區(qū)的工業(yè)廢水排放量隨人均GDP增長而上升；其余城市均已越過臨界點(diǎn)，集中在倒U型曲線的右側(cè)，表明這些地區(qū)工業(yè)廢水排放量隨人均GDP增長而下降。

(2)與工業(yè)廢水排放情況一致，工業(yè)SO2也符合EKC假說。曲線臨界點(diǎn)位于人均GDP52 410.50元處，與此值相比，僅合肥、馬鞍山、蕪湖、銅陵越過臨界點(diǎn)，集中分布在倒U型曲線的右側(cè)，排放量隨經(jīng)濟(jì)的增長而逐漸下降。

(3)工業(yè)廢氣和工業(yè)固體廢物與人均GDP之間均不符合EKC假說，均呈現(xiàn)單調(diào)遞增的線性關(guān)系，其排放量和產(chǎn)生量一直上升。

4 分區(qū)域EKC假說檢驗(yàn)與比較

地理位置的差異會影響地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而經(jīng)濟(jì)又與環(huán)境緊密聯(lián)系，為了更精準(zhǔn)地反映當(dāng)前安徽省環(huán)境質(zhì)量，參考文獻(xiàn)[14]，從皖北、皖南和皖中3大區(qū)域檢驗(yàn)EKC假說并將各區(qū)域同一環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行對比分析。

4.1 皖北、皖南、皖中區(qū)域回歸分析

皖北、皖南、皖中的回歸結(jié)果見表3。

表3 各區(qū)域環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長回歸結(jié)果

皖北地區(qū)僅工業(yè)SO2符合EKC假說，曲線臨界點(diǎn)位于人均GDP 16 092.63元處，其人均GDP均已越過臨界點(diǎn)，集中在倒U型曲線的右側(cè)，排放量隨人均GDP增長而下降；工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣、工業(yè)固體廢物與人均GDP之間呈單調(diào)遞增的線性關(guān)系，不符合EKC假說。

皖南地區(qū)僅工業(yè)廢水符合EKC假說，曲線臨界點(diǎn)位于人均GDP 26 014.77元處，人均GDP都已越過臨界點(diǎn)，集中在倒U型曲線的右側(cè)，排放量隨人均GDP增長而下降；工業(yè)廢氣、工業(yè)SO2、工業(yè)固體廢物與人均GDP之間呈現(xiàn)單調(diào)遞增的線性關(guān)系，不符合EKC假說。

皖中地區(qū)僅工業(yè)固體廢物符合EKC假說，曲線的臨界點(diǎn)位于人均GDP 212 723.15元處，與此值相比，目前皖中地區(qū)的人均收入水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到這一數(shù)值，所以該地區(qū)的工業(yè)固廢排放量仍處于遞增階段；其余環(huán)境指標(biāo)與人均GDP之間呈現(xiàn)單調(diào)遞增的線性關(guān)系，不符合EKC假說。

4.2 各區(qū)域相同環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)對比分析

對比3個(gè)區(qū)域的回歸結(jié)果，發(fā)現(xiàn)除工業(yè)廢氣均顯示線性遞增的關(guān)系外，其余3個(gè)環(huán)境指標(biāo)均有一個(gè)二次型和兩個(gè)一次型。線性與二次型包括相離、相切和相交3種關(guān)系，根據(jù)二者交點(diǎn)的位置關(guān)系，判斷各區(qū)域某一相同環(huán)境指標(biāo)排放的優(yōu)劣情況。表4給出了各區(qū)域相同環(huán)境指標(biāo)的回歸方程和交點(diǎn)，根據(jù)交點(diǎn)的位置情況判斷各區(qū)域環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣。

對于工業(yè)廢水和工業(yè)固體廢物而言，皖北、皖南、皖中都不存在交點(diǎn)，表明皖南地區(qū)工業(yè)廢水排量與其他兩地相比在同一人均GDP處最低，排放情況相對較好；而皖中地區(qū)工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量最低，排放情況相對較好。

對于工業(yè)SO2而言，皖北與皖南和皖中都存在兩個(gè)交點(diǎn)。先比較皖南與皖中的線性回歸方程，結(jié)果表明，皖中工業(yè)SO2排放量的增加量低于皖南地區(qū)，其排放情況優(yōu)于皖南地區(qū)。再比較皖中與皖北的回歸方程，經(jīng)過一系列的計(jì)算比較，皖中工業(yè)SO2排放量明顯高于皖北地區(qū)，故皖北工業(yè)SO2排放量相對于皖中來說情況較好。

5 引入控制變量安徽省EKC的檢驗(yàn)

考慮到相關(guān)控制變量也會對環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，本文從經(jīng)濟(jì)規(guī)模（Z1）[14-15]、人口密度（Z2）[15]、第一產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化率（Z3）[4,10]、第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化率（Z4）[5]和技術(shù)進(jìn)步（Z5）[10]5個(gè)方面進(jìn)行研究。其中經(jīng)濟(jì)規(guī)模以各地生產(chǎn)總值表示，人口密度以每平方公里的城市人口數(shù)表示，第一、第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化率分別以第一、第三產(chǎn)業(yè)在GDP中的占比來表示，技術(shù)進(jìn)步以科學(xué)事業(yè)費(fèi)支出來衡量?；貧w結(jié)果見表5。

表5 引入控制變量的EKC檢驗(yàn)結(jié)果

分析表5得到如下結(jié)果。（1）工業(yè)廢水與工業(yè)SO2的曲線形狀并沒有受到控制變量的影響，依然滿足EKC假說，但臨界值卻提前到來，說明工業(yè)廢水和工業(yè)SO2的排放量將會提前進(jìn)入遞減階段；在引入控制變量后，工業(yè)廢氣與工業(yè)固體廢物由線型轉(zhuǎn)變成倒U型，均符合EKC假說。（2）經(jīng)濟(jì)規(guī)模的回歸系數(shù)均為正數(shù)，除在工業(yè)廢水上不顯著外，其余都顯著，表明工業(yè)廢氣、工業(yè)SO2、工業(yè)固體廢物排放量或產(chǎn)生量隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)大而上升；人口密度僅與工業(yè)廢水呈顯著性正相關(guān)，即人口聚集集中的地方往往水污染情況較嚴(yán)重；第一產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化率均通過顯著性檢驗(yàn)且都呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明發(fā)展第一產(chǎn)業(yè)能夠有效減緩這四類工業(yè)污染物的產(chǎn)生；第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化率和技術(shù)進(jìn)步均沒有通過顯著性檢驗(yàn)，表明第三產(chǎn)業(yè)和技術(shù)進(jìn)步還未能成為改善環(huán)境的主要途徑。

6 結(jié)論與建議

利用EKC理論對全省和皖北、皖南、皖中進(jìn)行回歸分析表明，從全省來看，工業(yè)廢水和工業(yè)SO2都呈倒U型特征，即符合EKC假說；工業(yè)廢氣和工業(yè)固體廢物均表現(xiàn)線性遞增的趨勢，不符合EKC假說。從區(qū)域角度來看，3個(gè)區(qū)域的工業(yè)廢氣均不符合EKC假說；僅皖北工業(yè)SO2符合EKC假說；僅皖南工業(yè)廢水符合EKC假說；僅皖中工業(yè)固體廢物符合EKC假說。在引入控制變量后，所有環(huán)境指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)增長都呈倒U型特征，且所有城市都已越過工業(yè)廢水、工業(yè)SO2、工業(yè)固體廢物的臨界值。經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)大和人口密度增加都會使安徽省環(huán)境質(zhì)量惡化，而第一產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化率的增長能夠改善安徽省環(huán)境質(zhì)量。

根據(jù)上述結(jié)論，本文提出三點(diǎn)建議：第一，環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展是相互關(guān)聯(lián)的，環(huán)境保護(hù)是經(jīng)濟(jì)增長的基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)增長是環(huán)境保護(hù)的動力，必須堅(jiān)持預(yù)防為主，防治結(jié)合的環(huán)境保護(hù)原則。妥善處理規(guī)模經(jīng)濟(jì)與環(huán)境污染之間的正向關(guān)系，以達(dá)到緩解工業(yè)廢氣、工業(yè)SO2和工業(yè)固體廢物排放壓力的目的。第二，人口密度與工業(yè)廢水之間呈正相關(guān)關(guān)系，通過合理布局城市結(jié)構(gòu)、改造老城區(qū)開發(fā)新城區(qū)，從而達(dá)到稀釋城市人口密度的目的，這樣不僅能有效減少工業(yè)廢水排放量，也有助于城市的進(jìn)一步發(fā)展。此外還應(yīng)加強(qiáng)民眾的環(huán)境保護(hù)教育，讓民眾參與環(huán)境保護(hù)行動。第三，由于第一產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化率與所有環(huán)境指標(biāo)都密切相關(guān)，所以加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，重點(diǎn)突出第一產(chǎn)業(yè)成為首要任務(wù)。安徽省是農(nóng)業(yè)大省，通過轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式、提高農(nóng)業(yè)科技水平、延伸農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈、強(qiáng)化農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等多種途徑，將安徽省打造成一個(gè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)省。