煙臺市水環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系研究

徐鵬凡

(河海大學(xué)公共管理學(xué)院，南京 211100)

1 煙臺市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水環(huán)境污染概況

1.1 煙臺市經(jīng)濟(jì)發(fā)展概況

山東省煙臺市位于中國東部，毗鄰渤海和黃海[1]。煙臺是山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)的骨干，是國家“一帶一路”戰(zhàn)略的重點(diǎn)港口城市[2]。2018年上半年，中國GDP排名前100的城市中，煙臺市排名第19位。2001～2017年，煙臺市的經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

2017年，煙臺市全年生產(chǎn)總值7 338.95億元，比2001年增長649.25%。其中，第一產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)增加值479.90億元，比2001年增長262.90%；第二產(chǎn)業(yè)增加值3 674.35億元，增長630.23%；第三產(chǎn)業(yè)增加值3 184.70億元，增長825.57%。當(dāng)前，第一產(chǎn)業(yè)增加值占煙臺市的地區(qū)生產(chǎn)總值的比重為6.5%，第二產(chǎn)業(yè)增加值占50.1%，第三產(chǎn)業(yè)增加值占43.4%。根據(jù)常住人口年平均計(jì)算，煙臺市的區(qū)域人均GDP為103 706元，2001年煙臺市人均地區(qū)生產(chǎn)總值僅為15 060元，17年來增長588.62%[3]，如表1所示。

表1 2001～2017年煙臺市經(jīng)濟(jì)發(fā)展對比

1.2 煙臺市水環(huán)境污染現(xiàn)狀

由煙臺市GDP 中三大產(chǎn)業(yè)構(gòu)成[4]可知，2001～2017年，在煙臺市經(jīng)濟(jì)增長中占比最大的是第二產(chǎn)業(yè)，貢獻(xiàn)率最大的也是第二產(chǎn)業(yè)；煙臺市第三產(chǎn)業(yè)占比逐年上升，而所占比重呈逐年下降趨勢的則是第一產(chǎn)業(yè)。這恰恰表明，煙臺市在2001～2017年的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化，取得了階段性的效果[5]。在第二產(chǎn)業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時，煙臺市也出現(xiàn)了水環(huán)境污染的問題。通過對煙臺市2001～2017年廢水排放總量、工業(yè)廢水排放量、生活污水排放量與人均GDP數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表2、圖2所示，2001～2017年，工業(yè)廢水排放量由7 065萬t增加到7 848萬t，增加了11.08 %；生活污水排放量由10 969萬t增加到24 445萬t，增加了122.86 %。由此可見，處理好經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水環(huán)境污染之間的關(guān)系意義重大，煙臺市必須堅(jiān)定可持續(xù)發(fā)展之路。

表2 2001～2017年煙臺市廢水排放總量、工業(yè)廢水排放量、生活污水排放量與人均GDP統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

圖1 2001～2017年煙臺市廢水排放總量、工業(yè)廢水排放量與生活污水排放量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

2 理論探析

2.1 環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)理論

環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)的曲線關(guān)系呈現(xiàn)為倒“U”型關(guān)系。對一個國家來說，經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于較低水平時，其環(huán)境污染水平也較低，但由于人均收入的增加，其環(huán)境污染也會增加，環(huán)境污染隨著經(jīng)濟(jì)增長而嚴(yán)重；經(jīng)濟(jì)增長達(dá)到一定發(fā)展程度后，即達(dá)到一定臨界點(diǎn)或“轉(zhuǎn)折點(diǎn)”，環(huán)境污染則由于人均收入的增加而逐漸放緩，從而使環(huán)境質(zhì)量逐步提高。EKC模型表明，隨著人均收入的增加，環(huán)境污染逐漸上升，到達(dá)一定的收入水平后，環(huán)境污染會隨著收入的增加而減少，即環(huán)境和收入是呈現(xiàn)為倒“U”型關(guān)系的[6]。

2.2 EKC的現(xiàn)實(shí)解釋力

然而，受環(huán)境日益更具復(fù)雜性及各種不同因素的作用，環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)也會發(fā)生相應(yīng)的變化。例如，環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)增長會受地區(qū)、政策等因素的影響，導(dǎo)致它們之間的關(guān)系發(fā)生變化，有極大的可能使倒“U” 型曲線表現(xiàn)為正“U”型、“N”型、倒“N”型等形態(tài)的曲線[7]。環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)是“環(huán)境——收入”關(guān)系的泛化，而實(shí)際情況的動態(tài)性和復(fù)雜性會顛覆了它的進(jìn)化路徑，新的現(xiàn)實(shí)問題將會使“環(huán)境——收入”關(guān)系偏離EKC，表現(xiàn)得更加多樣化。

2.2.1 現(xiàn)實(shí)問題：新技術(shù)

新技術(shù)的出現(xiàn)，通常能夠促進(jìn)生產(chǎn)力的提高，但同時也會出現(xiàn)例如產(chǎn)生新的危險廢物等潛在的風(fēng)險。傳播新技術(shù)伊始，這些副作用很少被人們認(rèn)知，但當(dāng)危險出現(xiàn)時，其使用將被限制，且最終被消除，從而被新一代技術(shù)代替。同樣地，新一代技術(shù)也面臨這樣的循環(huán)，每個新技術(shù)都必經(jīng)這一變革的路徑。技術(shù)周期、收入增多和環(huán)境污染結(jié)合影響制約，形成了不同的關(guān)系：倒“U”型、“N”型、倒“N”型和倒“L”型等。

2.2.2 批評與解釋力

污染物總是在經(jīng)濟(jì)活動中不可避免地產(chǎn)生，其結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變化。污染物排放的單位產(chǎn)量的下降與加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管和技術(shù)創(chuàng)新往往相伴而生；然而，廢物混合體發(fā)生轉(zhuǎn)變，以致污染排放總量依舊很大，人均排放并沒有減少，努力減少其中一類污染物而加劇了其他污染物的污染問題。一個地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量也可能受到鄰近地區(qū)污染狀況的影響，從而將環(huán)境質(zhì)量與該地區(qū)收入之間的關(guān)系淡化了。然而，對EKC的批評并沒有觸及其理論基礎(chǔ)，而是表明了其優(yōu)點(diǎn)和可取之處。它的倒“U”型反映了經(jīng)濟(jì)發(fā)展對環(huán)境改善的有益影響，在考慮污染物流動的短期路徑方面更為有效。如果改進(jìn)指標(biāo)的選擇能夠了解新的現(xiàn)實(shí)問題對“環(huán)境——收入”關(guān)系的影響，并且加強(qiáng)偏離“環(huán)境——收入”關(guān)系的理論基礎(chǔ)等，則必將進(jìn)一步研究這一主題[8]。

3 方法、數(shù)據(jù)和變量描述

3.1 方法：模型構(gòu)建

線性回歸模型用于描述給定變量y與若干其他變量x1,…,xp之間的關(guān)系。稱特定變量y為因變量，與特定變量相關(guān)的其他一些變量x1,…,xp為自變量，將觀測到上述這些變量的n組值：(yi,xi1,…,xip)(i=1,…,n),稱為樣本或數(shù)據(jù)。

經(jīng)典線性回歸模型假定如下：

yi=β0+β1xi1+…+βpxip+εi(i=1,…,n)

(1)

稱方程(1)為因變量對自變量x1,…,xp的線型回歸方程，其中βk(k=0,1,…,p)是待估計(jì)的未知參數(shù)，εi(i=0,1，…，n)是一個不可觀測的誤差項(xiàng)，需要滿足一定的條件。β0+β1xil+…+βpxip為回歸函數(shù)，其中β0為回歸的截距。

對于本文的樣本數(shù)據(jù)，則(1)式可變?yōu)椋?/p>

Yi=B1+B2Xi+ui(i=1,…,n)

(2)

Yi=b1+b2Xi+ei(i=1,…,n)

(3)

(4)

由微積分的原理可知，當(dāng)Q對b1、b2的一階偏導(dǎo)數(shù)為0時，Q最小，即：

(5)

由(5)可得：

(6)

(7)

綜上，b1、b2就為線性回歸模型Yi=B1+B2Xi+ui(i=1,…,n)的參數(shù)B1、B2的普通最小二乘估計(jì)量。

經(jīng)過SPSS 軟件的多種曲線回歸模擬分析，將sig、R2和F值三項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行對比，建立了工業(yè)廢水排放量和人均GDP、生活污水排放量和人均GDP關(guān)系的最優(yōu)化模型。其中，回歸方程的通過檢驗(yàn)證明方式為，代表顯著性水平的sig <0.05，即證明其具有顯著的差異；R2是估計(jì)模型對觀測值擬合程度的度量，當(dāng)R2>0.85時，可以看出回歸曲線擬合較好，相關(guān)性較高，回歸方程式具有前性，綜上所述，R2越接近1，模型越符合；F值是用于驗(yàn)證總體回歸模型的有效性，F(xiàn)值越大，差異越大。

3.2 工業(yè)廢水排放量與人均GDP數(shù)據(jù)和變量描述

用表2的數(shù)據(jù)并結(jié)合上文描述的數(shù)學(xué)模型，工業(yè)廢水排放量和人均GDP的模型參數(shù)數(shù)據(jù)是通過將數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS軟件獲得的，得到的相關(guān)模型參數(shù)數(shù)據(jù)是關(guān)于線性(Linear)、二次(Quadratic)、三次(Cubic)的，其數(shù)值如表3所示。第一步，查看sig值，由于在SPSS軟件模擬時設(shè)置sig=0.05，因此計(jì)算值必須小于0.05才能通過檢驗(yàn)，而三者sig值均為0.000，表明3種擬合曲線均通過檢驗(yàn)。第二步，查看，因?yàn)楫?dāng)時表明曲線擬合度比較好，而0.643<0.690<0.85<0.936，所以三次回歸曲線擬合度最優(yōu)。第三步，三種回歸曲線F值15.615<27.048<63.589，Cubic的差異性最顯著，也表明三次回歸曲線擬合情況更好。

綜上，工業(yè)廢水排放量與人均GDP之間三次回歸曲線擬合度最優(yōu)，為了更顯著的查看其曲線走勢，繪制圖2。

表3 工業(yè)廢水排放量與人均GDP之間的模型模擬結(jié)果

圖2即為工業(yè)廢水排放量與人均GDP之間的環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)，之后結(jié)合表2數(shù)據(jù)，我們可以得到相關(guān)擬合方程：y=9 422.15-0.21x+5.034×10-6x2-3.018×10-11x3,其曲線形狀為倒“N”型，這與傳統(tǒng)的倒“U”型環(huán)境庫茲涅茨曲線完全不符。經(jīng)過對圖2的分析可得，存在兩個拐點(diǎn),當(dāng)人均GDP在25 059元與30 923元之間的時候，出現(xiàn)極小值點(diǎn)；當(dāng)人均GDP在80 358元與85 795元之間的時候，出現(xiàn)極大值點(diǎn)。即2005年以前，工業(yè)廢水排放量隨著人均GDP的增加而降低，兩者呈現(xiàn)反比關(guān)系；2005～2013年，隨著人均GDP的增加，工業(yè)廢水排放量也逐漸增加，兩者呈現(xiàn)正比關(guān)系；在2013年至今，工業(yè)廢水排放量又開始隨著人均GDP的增加而減少，呈現(xiàn)反比關(guān)系。目前來看，煙臺市處于轉(zhuǎn)折點(diǎn)的右側(cè)，[9]所以未來幾年煙臺市的工業(yè)廢水排放量大趨勢下會隨著人均GDP 的提高而逐漸減少，因此，我們更應(yīng)嚴(yán)格做好相關(guān)措施，繼續(xù)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水環(huán)境的良性互動，避免反彈。

圖2 工業(yè)廢水排放量與人均GDP之間的回歸曲線

3.3 生活污水排放量與GDP數(shù)據(jù)和變量描述

使用同樣的方法，通過導(dǎo)入數(shù)據(jù)到SPSS軟件，得到生活污水排放量與人均GDP之間關(guān)于線性(Linear)、二次(Quadratic)、三次(Cubic)的相關(guān)模型參數(shù)數(shù)據(jù)，其數(shù)值如表4所示。第一步，查看sig值，3種模擬曲線的sig值均為0.000，表明3種擬合曲線均通過檢驗(yàn)。第二步，查看R2，0.812<0.820<0.85<0.879，所以三次回歸曲線擬合度最優(yōu)。第三步，查看3種回歸曲線F值30.704<31.990<64.770，Linear的差異性最顯著，但其R2<0.85，因此不作選取，又因?yàn)镼uadratic和Cubic的F值相差不大，通過綜合比較，三次回歸曲線擬合情況更好。

表4 生活污水排放量與人均GDP之間的模型模擬結(jié)果

綜上所述，生活污水排放量與人均GDP之間的三次回歸曲線得到了最優(yōu)擬合，為了更清楚地了解這條曲線的發(fā)展情況，繪制圖3。

圖3 生活污水排放量與人均GDP之間的回歸曲線

圖3即為生活污水排放量與人均GDP之間的環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)，之后結(jié)合表3數(shù)據(jù)，我們可以得到相關(guān)擬合方程：y=15 833.518-0.44x+1.25b×10-5x2-7.479×10-11x3，其曲線形狀為倒“N”型。然而通過查看圖3我們可以看到，其回歸曲線有輕微倒“N”型趨勢，但更接近倒“U”型，這與傳統(tǒng)的倒“U”型環(huán)境庫茲涅茨曲線較為符合。當(dāng)人均GDP小于91 979元時，即在2001～2015年之間，生活污水排放量隨著人均GDP的增加而增加，兩者呈現(xiàn)正比關(guān)系；當(dāng)人均GDP大于91 979元時，即在2015年之后，生活污水排放量開始與人均GDP呈現(xiàn)反比關(guān)系，隨著人均GDP的增加，生活污水排放量開始減少。通過圖3可以看出煙臺市的生活污水排放量與人均GDP之間的關(guān)系曲線已經(jīng)達(dá)到EKC的倒“U”型的拐點(diǎn)并有回落趨勢。目前，生活污水排放量隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展已持續(xù)上升到較高點(diǎn)，雖有下降趨勢，并在未來幾年可能都將呈現(xiàn)反比關(guān)系；但是，如果繼續(xù)不采取有效措施，未來幾年生活污水帶來的污染仍會存在較高風(fēng)險，煙臺市水環(huán)境污染的狀況仍然堪憂[10]。為了持續(xù)對污水排放進(jìn)行防治，煙臺市必須采取相應(yīng)的水環(huán)境保護(hù)措施。

從上述模型構(gòu)建可得，煙臺市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水環(huán)境污染之間的曲線關(guān)系與EKC描述的呈倒“U”型關(guān)系不同[11]，且其原因是多方面的。這恰恰豐富了“環(huán)境-收入”關(guān)系的研究，進(jìn)而從理論角度闡述了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水環(huán)境質(zhì)量之間關(guān)系的復(fù)雜性和多樣性。

4 結(jié) 論

經(jīng)過EKC曲線模型的計(jì)算和分析，水環(huán)境管理和經(jīng)濟(jì)發(fā)展密不可分且相互促進(jìn)、制約。因此，煙臺市既要反對以犧牲水環(huán)境為代價來發(fā)展經(jīng)濟(jì)，又要反對以保護(hù)水環(huán)境為借口而放棄經(jīng)濟(jì)發(fā)展。針對當(dāng)前煙臺市的實(shí)際狀況，要尤其強(qiáng)化水環(huán)境保護(hù)在煙臺市經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要性地位，在行動方案的編制和地方經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展計(jì)劃的修訂方面，要求煙臺市政府必須充分考慮保護(hù)和平衡水環(huán)境的要求，做好統(tǒng)籌安排。

4.1 綜合預(yù)防與治理，全方位合理規(guī)劃布局

為了控制煙臺市的水環(huán)境污染，在對遺留下來的水環(huán)境污染進(jìn)行積極治理的同時，尤其要重視對新污染的預(yù)防。煙臺市需采取一定的預(yù)防行為，把水環(huán)境的污染控制在維持煙臺市生態(tài)平衡和居民健康的限度之內(nèi)[12]。另外，煙臺市進(jìn)行水環(huán)境全方位規(guī)劃，不僅要將煙臺市水環(huán)境的預(yù)測、區(qū)劃、保護(hù)目標(biāo)及保護(hù)方案等方面的政策制定得更具可操作性[13]；且必須與煙臺市的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展規(guī)劃相結(jié)合相統(tǒng)一。同時，新項(xiàng)目建設(shè)的進(jìn)行、煙臺市城市的改造和工業(yè)的調(diào)整，其參考性指標(biāo)都應(yīng)該以水環(huán)境影響評價為重。

4.2 落實(shí)水環(huán)境保護(hù)責(zé)任制，將水環(huán)境管理法制化

不僅要以落實(shí)污染主體責(zé)任為基礎(chǔ)，將造成水環(huán)境污染的單位報相關(guān)主管部門批準(zhǔn)搬遷、轉(zhuǎn)產(chǎn)。還要把水環(huán)境管理同經(jīng)濟(jì)個體的管理相結(jié)合，并融入生產(chǎn)經(jīng)營活動當(dāng)中。煙臺市可以將國家法律的原則性規(guī)定落實(shí)得更加具體化，通過對煙臺市水環(huán)境治理實(shí)際需要的分析，制定煙臺市水環(huán)境方面的法規(guī)、規(guī)章。根據(jù)自身實(shí)際狀況，以法律手段將煙臺市中不同活動主體在水環(huán)境保護(hù)上的責(zé)任和義務(wù)等有關(guān)事宜確定好[14]。