中國經濟增長與ＣＯ_２排放演化探析

摘要 隨著全球能源消耗的持續增加，溫室氣體的排放和氣候災變日益受到各國政府的高度關注，有關區域經濟發展與大氣環境效應演變規律和態勢的研究亦方興未艾。本文旨在采用SPSS統計軟件和Excel系統，以庫茲涅茨環境曲線(EKC)及衍生曲線為依據，對中國CO₂排放量與人均收入增長時序資料進行統計擬合得出中國經濟發展與CO₂排放的函數關系。研究表明，三次曲線方程較之標準型的環境庫茲涅茨二次曲線方程更能映示中國數十年來經濟發展與CO₂排放變化之間的相依關系。這種似“N型”而非“倒U型”的演化特征，意味著我國在同時推進經濟發展和環境保護事業上仍處于過渡期，尚無法達到兩者協同發展的階段。為此，本文對我國未來經濟、社會的健康發展和CO₂減排提出了系列應對的策略。

關鍵詞 環境庫茲涅茨曲線；CO₂排放；經濟增長

中圖分類號 X22

文獻標識碼 A

文章編號 1002-2104(2007)02-0094-06

經濟發展對環境變化的影響一直是環境科學與經濟學界聯袂研究的熱點問題之一。科學家普遍認為：隨著人口規模的持續膨脹和經濟總量的不斷增長，地球資源的耗竭和生態環境的破壞無疑日趨加劇，人類社會勢必難于可持續性發展。因此，須自覺控制人口自身的無序生產，改變經濟增長方式和生活消費模式，最大限度地節約資源、保護環境和促進生態系統的良性循環，以協同人與自然的均衡演化。而一些樂觀派學者則認為：當代全球性的工業化和人口持續膨脹進程不可避免地會使環境惡化，但伴隨社會經濟的發展、人均收入的增加和科技進步，以及資源短缺和環境污染壓力的反饋驅動，環境質量必然會得以較好改善^[1]。自20世紀90年代以來，Grossman(1997)、Shafik(1992)和Selden(1994)等學者依據實證分析，認為這種隨收入水平提高環境質量先惡化再好轉的演變與諾貝爾獎獲得者Kuznets(1955)提出的收入不均與經濟增長的相依關系類似，均呈現出“倒U型”變化趨勢，故稱之為“環境庫茲涅茨(Kuznets)曲線”。隨后，不少學者將之用于研究環境污染物與人均收入之間的關系，并依此提出相應的預期目標和政策措施以改善生態環境。作為主要溫室氣體之一的CO₂，雖非直接危害人們生存環境的質量，但卻成為當今全球氣候災變的元兇。中國經濟的高速發展和能源消耗的大幅增加，致使其CO₂的排放成為全球氣候變暖的主要導因之一。因此，科學地揭示我國經濟發展與CO₂排放間的相依關系和演化規律，探討相應的對策已刻不容緩。

1 環境庫茲涅茨曲線(EKC)研究述評

環境庫茲涅茨曲線(EKC)的基本涵義為：在區域經濟發展的初期成長階段，由于人口增長較快、工業生產技術相對落后和資源浪費嚴重，造成了環境污染的不斷加劇；隨著經濟的發展，以科技進步為主導的產業發展對經濟的貢獻作用越來越突出，人們控制環境污染的意識和能力亦逐漸增強，污染物排放趨勢逐步趨緩，環境質量會得以改善^[2]。由于EKC的內涵涉及到環境與發展的一般規律，因此它的提出引起了全球環境和經濟學家的關注，在實證和計量模型研究方面進行了系列富有成效的探索。

1.1 實證研究

在實證研究方面，美國環境學家Grossman、Krueger(1991)對GEMS(Global Environmental Monitoring System)的城市大氣質量數據進行了分析，發現SO₂和煙塵排放與人均收入增加符合“倒U型”曲線演繹，其頂點介于人均GDP4 000～5 000美元之間。Shafik和Bandyopadhyay (1992)^[3]分別利用清潔水缺乏率、城市公共衛生設施缺乏率、大氣懸浮顆粒等10項生態環境指標進行EKC分析，發現清潔水短缺率隨收入增長而下降，但城市垃圾的產生量則是上升的。Selden、Song(1994)和Cole(1997)等學者，分別利用大氣環境指標、水環境指標、重金屬指標、自然資源利用率、生活垃圾碳排放和化石燃料消耗等指標進行了同經濟發展相依關系的實證研究^[4]。結果表明，一些指標呈“倒U型”演化趨勢，且計算出其達到“頂點”時的人均收入狀態。然而這些研究多數是采用跨國的橫截面數據進行的，而對于單一國家或地區數據進行的實證研究相對較少，因此還無法確定這種“倒U型”關系是否對單一國家或地區成立。我國學者的研究表明，無論是全國、還是東中西三大經濟帶或北京市，其經濟增長與部分環境指標之間大多呈EKC 變化態勢^[5，6]。 Day 和Grafton(2002) 在剖析加拿大的4項環境指標中，只有CO隨人均GDP 增長而呈下降趨勢^[7]。顯然，中國和加拿大雖均是疆土遼闊的大國，但因人口數量和密度、產業形態和環境擴散能力存在較大差異，故經濟增長對環境的影響亦顯著不同。

1.2 計量模型研究

在計量模型研究方面，De Bruyn (1999) 和Panaytou(2003) 等學者通過對眾多研究案例的歸納分析，發現經濟增長與環境污染指標之間除了呈“倒U型\"曲線的二次方程外，有的則顯示出“N 型\"的三次方程或線性關系等。還有部分學者探討了環境質量(Eij)與人均收入(y)、人口密度(p)、人口增長(g)、國際貿易額(T)和政策(P)等之間的相依關系，得到了EKC或者類EKC曲線方程(見表1)。

諸上研究表明，伴隨經濟的發展和科技進步，產業結構從高耗能產業向低耗能產業轉變，在很大程度上減少了環境污染源，加之人們的環境保護意識漸濃和治理措施逐漸加強，因而抑制了環境污染隨經濟發展持續加劇之勢和使環境質量得以較好改善。值得指出的是，大部分發達國家，在產業結構調整過程中紛紛將高污染企業轉移到低收入的發展中國家，雖在某種程度上減少了其國內的環境污染，卻加劇了低收入國家的環境惡化。這種“污染傾銷\"現實，亦導致經濟增長與環境質量之間的Kuznets曲線在不同發展水平國家存在一定程度的扭曲。然而不可否認的是，借助EKC或類EKC模型可揭示一個國家或地區經濟發展與環境質量變遷之間的演化規律和可能態勢，有助于總結經驗教訓和預先采用適宜的對策方略，在促進經濟有序發展的同時以避免環境的惡化和使其得以良好的改善。

2 中國經濟增長與CO₂排放相依關系的EKC研究

新中國成立特別是改革開放以來，中國經濟持續較快的發展使社會日益繁榮和人們的生活水平顯著提高，然而環境質量卻不斷惡化；因CO₂ 排放顯著增加引發的城市“熱島”效應、氣候災變等危害，既嚴重制約著我國的可持續發展，亦令全球忐忑不安。為此，借助上述有關EKC和類EKC模型探析中國經濟增長與CO₂ 排放之間的相依關系和演變態勢，以利制定適宜的對策方略。

2.1 CO₂排放與人均GDP演變分析

CO₂的排放源可分為自然排放源和人工排放源兩類。自然源主要來自土壤和海洋釋放，人工源系指人類呼吸和人類活動引起的CO₂排放，后者屬于本文研究的對象。鑒于我國主要是以燃煤作為基本能源，且農村人口居多，大部分采用生物質能從事農業生產和維持生計，因此我國CO₂排放主要源于化石能源消耗、植被破壞、生物質燃燒和人口呼吸^[8]。從1950年起，我國CO₂排放量隨工業化進程的逐年推進基本呈指數形態演化(見圖1)。實際統計資料表明，1990年CO₂排放量約是1950年的8倍，1996年出現50年來的高峰值，達到911.46萬t，其后則呈下降趨勢(見圖1)。

圖2顯示了我國從1950-2000年以來人均GDP的變化情況。根據圖2變化態勢，可以將我國人均GDP發展狀況分為兩個階段：1950-1979年和1980-2000年。在1950-1979年間，由于GDP增長緩慢和人口基數較大，因此人均GDP水平低，且增長甚微。自1980年全國實行改革開放以來，經濟增長突飛猛進，人均GDP亦呈上升幅度較大的指數型增長。

比較圖1和圖2，盡管我國的CO₂排放量與人均GDP演變均呈指數型上升趨勢，但非同步，且以1980年為界，人均GDP與CO₂排放的變化迥然有別。那么兩者之間的相依關系是否符合或呈何種形態的環境Kuznets演變規律，其內在根源是什么，均有待進行關聯性的深入探析。

2.2 CO₂排放與人均GDP關聯演化模擬

鑒于三次曲線方程具有諸多可靈活變換的非線性特征，故有如下多項式模型：

y=a₀+a₁x+a₂x²+a₃x³(1)

式中：y 為環境指標，x為人均GDP；a₁、a₂和a₃為待定參數，其取值不同，y和x之間的相依關系則截然相異(見表2)。

由圖1和圖2易知我國的CO₂排放量與人均GDP不具線性相關，因此選用EKC研究中兩種常用的二次多項式和三次多項式模型進行曲線擬合與優選。

借助Excel和SPSS軟件，對我國1950-2000年間的CO₂排放量和人均GDP進行模型擬合，結果見圖3，各模型檢驗參數列于表3。

由表3中結果可知，兩個模型總體參數的否定概率α均小于1%，呈極顯著水平，故皆具有統計意義。比較兩個模型的判定系數R2和修正判定系數R2：三次多項式較之二次多項式模型的判定系數均大，分別為0.929和0.924，擬合地最好。從而認為，模型2能夠較好地描述我國人均GDP增長與CO₂排放之間演化的相依關系，其方程為：

Y=99.843+0.659X-0.0002X²+(1.001×10^-8)X³(2)

(4.497) (12.105) (-6.873)

R²=0.929 F(α)= 0.000

2.3 結果分析與討論

在1950-2000年間，圖1顯示我國的CO₂排放整體上以較快的速率增長，1960年前夕呈現的峰值與1958年大煉鋼鐵時的高耗能排放有關；而1996年達高峰值后的衰減，源于國家大力調整能源政策和加強管制，采取關閉中小型低能效燃煤發電廠等行動致使CO₂排放量開始呈下降趨勢；在1999年左右，曲線繼平緩發展后有所上升，這與經濟總量的顯著擴張相關。圖2中的人均GDP增長未能與CO₂排放同步變化，其根源在于：改革開放前，我國的經濟發展遲緩和人口眾多，因而人均GDP在低水平徘徊中艱難地增長，而這一期間CO₂的高排放演化與基本生存要求下的秸稈燃燒和生活用煤直接相關；1980年后，以工業發展為主導的經濟快速增長，既顯著地提高了人均收入和生活水平，又因能源的大量消耗而使CO₂排放呈較快增長趨勢，不過相比于前期經濟的低水平徘徊，改革開放后的人均GDP增長則顯著快于CO₂的排放速率。

從圖3可以看出，在用兩種模型對我國CO₂排放量與人均GDP的相依關系進行模擬時，由于模型2優于模型1，因此可以認為我國CO₂排放量與人均GDP呈“N型”曲線演繹。另則，圖3中CO₂排放增勢趨緩的轉折發生在20世紀60年代的中葉(見圖1)，此時的人均GDP介于200～250元間；其后的下降態勢則出現于1996年前后，人均GDP約為5 300元；然而，當人均GDP達到近7 000元時又有所上揚。

上述CO₂排放量與人均GDP模擬所呈現的“N型”曲線特征表明，我國的環境與經濟尚處于非平衡、難協同的發展階段^[9]。與發達國家相比，改革開放以來我國的經濟發展以年均9.4%快速增長，但人均收入仍處于落后階段；以燃煤為主的低生產效率、高耗能產業和13億人口的生活能源消費，已使我國成為CO₂大量排放和對地球環境產生污染最大的地區之一；加之我國在經濟快速增長的情況下，由于環保意識仍較淡薄和相關政策、措施的制定及執行不力，導致CO₂排放量在1997年減少之后又出現回升現象。既要發展經濟又要保護環境的兩手抓政策到目前看來，其成效還難于較快實現，因而我國人均GDP排放的CO₂量現仍處于“N型”曲線波動的過渡期。

值得提及的是，以往有學者認為CO₂的排放趨勢會隨著人均收入提高歷經上升而下降，呈現出“倒U型”演繹^[10]。然而本項研究所揭示的我國在20世紀90年代中后期出現的“N型”波動表明，盡管CO₂排放依附于人均GDP水平而變化，但若施行適宜而有力的控制措施，則可控制CO₂排放的依勢上升，否則又會重蹈覆轍甚或背道而馳。

3 中國減排CO₂的對策建議

環境是人類社會延續的自然基礎，而發展則是人類社會協調人與自然、人與人關系的能動表現。如果發展不能立足于可持續性，勢必會脅迫環境的自然無序演化。在全球工業化愈益發展的當代，能源短缺、氣候變異等已危及人類的生存和可持續性發展。我國作為世界上排放CO₂僅次于美國的國家，在依靠科技進步促進經濟增長和提高人民生活水平的同時，加大產業結構調整力度，改變生產和生活方式，最大限度地節約能源和減少環境污染及CO₂排放；加快生態建設和環境污染治理，以協同環境與發展健康演化，勢必成為保障我國未來可持續發展和為人類社會發展做出應有貢獻的戰略對策。為此，應切實地履行下列實踐措施。

3.1 調整能源消費結構，提高能源利用效率

我國目前是以重化工業發展為主導的發展中國家，第二產業GDP所占比重高于大多數發達國家，而第三產業的發展相對滯后甚則GDP的份額低于好多發展中國家。這種重化工業主導型的產業結構必然使能源消耗量大，加之以燃煤為主要能源和生產技術落后等原因，導致我國能源利用效率低、CO₂大量排放和其它污染氣體的衍生。因此，以建構資源節約型社會和低能耗、清潔性生產要求下的現代制造業發展為主導，以先進性技術的引進和自主創新為支持，積極調整三產結構和工業內部的行業、產品結構，同時實施嚴格的政策和法規控制措施，應成為未來15～30年間的戰略方針。除近期應大力整頓不合規格的中小型燃煤發電廠和小型的鋼鐵、煉焦、化工行業及中小煤礦外，還應在工業生產的每個環節，通過改良生產設備和工藝技術，以提高能源利用效率，實現清潔化生產。

隨著2005年《京都議定書》的生效，締約方國家紛紛選擇在發展中國家投入資金和技術，購買東道國的CO₂減排額以降低減排成本。作為最有潛力的減排國家，我國應抓住機遇適時吸引發達國家與我國合作，不僅可大量引入資金更新設備和學習先進技術，而且有助于顯著提高能源利用效率、減少CO₂等有害氣體的排放，以實現國內和國外經濟與環境雙贏的發展局面。

3.2 改變居民生活用能結構，促進可再生能源利用

我國居民生活用能源主要包括煤、石油、氣、電和秸稈、薪柴的燃燒。北方地區冬季的燃煤取暖，廣大農村地區的秸稈、薪柴燃燒和牲畜糞便，均產生了大量的污染氣體和CO₂。另外，在建筑物建造和使用過程中，耗能對全國溫室氣體排放率現達42.2%，其中近一半是由于建筑耗能所致^[11]。因此，改變城鄉居民生活用能結構和節約用能、減排CO₂已經成為時下最急迫的任務。在生活用能結構方面，應加強城鎮電力、天然氣的保障供給和相應的炊事、取暖設施改進，以最大限度地減少燃煤的直接使用；對于生活在農村的居民，應通過適當的財政補貼等措施鼓勵其施行炊事沼氣化和積極開發利用可再生能源，如風力發電、水利發電和太陽能洗浴等，促使清潔能源早日替代污染能源。在建筑節能方面，應樹立全天候、全壽命、全方位、全過程、全系統的廣義建筑節能觀念和科學、適度的住房消費觀，以最大限度地節約資源、能源和減少CO₂等溫室氣體的排放。

3.3 開發新能源，實施多元化能源利用

可以預見在未來的50年中，我國仍會以燃煤和石油作為主要能源，但燃煤和石油并非取之不盡用之不竭的資源，尤其作為工業和運輸燃料的石油面臨著 “能源饑荒\"和污染加劇等問題。因此，開發新的替代能源是解決能源危機和減少CO₂及其它污染排放的有效途徑。目前，核能是最有希望大規模替代化石能源的一次性能源，不僅發電成本較燃煤要低，而且在使用過程中不會產生污染氣體和CO₂，是一種清潔能源。加之我國鈾資源較豐富，足以使核能成為最有潛力的主導能源。但亦應注重其資源的合理開采和有效利用，避免過采、亂采等現象的發生，且需增強核能使用的安全保障能力，防止意外事故的產生。

此外，我國擁有較豐富的太陽能、風能、生物質能等可再生能源，并可通過開發氫能來緩解石油短缺造成的能源危機，且在減排CO₂和其它污染物、改善城鄉環境質量方面，具有不可估量的社會、經濟和環境效益。因此，應在技術開發、投資政策等方面給予積極支持。

3.4 加強植被建設，完善環境管制政策

因森林植被破壞造成土壤中的碳排放往往僅次于化石燃料，且森林又是CO₂的主要消耗者，平均每公頃森林可以吸收16 t CO₂，釋放12 t O₂。我國森林資源目前面臨著總量不足、分布不均、質量不高等問題，全國森林蓄積量還不到世界總蓄積量的3%，森林面積亦只占全球森林總面積的4.6%^[12]。因此，大力植樹造林、加強森林植被建設是我國儲存CO₂、減緩溫室效應的主要途徑之一；亦是有效地防風固沙、保持水土和維護生物多樣性，促進我國可持續發展的重要保障。

為了最大限度地節約能源和其它自然資源、減少CO₂和其它污染物的排放，除了加強科技進步和市場調節機制支持外，建立健全環境、經濟政策和法規及其管理制度是不可或缺的重要環節。目前我國環境政策和管理制度現狀已嚴重滯后于經濟發展，無法有效地管制企業和匹配國際標準，以及調節生產、生活中的能源消耗和污染物排放；我國環境管制的寬松、放任，亦易于促使發達國家將一些碳密集產品和高能耗、高排放項目向國內轉移，造成CO₂排放的急劇上升；《京都議定書》的生效會促生大量減排CO₂項目，如不能提出完備的政策措施，將很有可能錯失與發達國家合作的良機，或是影響我國自身碳減排目標的完成。因此，在考慮基本國情和全球經濟、環境策動前提下，加快完善環境管理政策和法律法規，以促進我國能源節約和CO₂及其它污染物減排事業的有效開展，實現經濟健康發展和環境質量不斷改善的“雙贏”。

(編輯：王興杰)

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Study on China's Economic Growth and CO₂ Emissions

DU Ting-ting MAO Feng LUO Rui

(China Sustainable Development Research Center，College of Environmental Sciences，Peking University，Beijing 100871，China)

Abstract As the global energy use increases continually，green house gas emission and climate catastrophic change become the focal issues of some governments.Some regions have begun to research the evolutive discipline，state of the economic development and gas emission effect.This paper，based on the Kuznets curve and relative curve fitting methods and supported by SPSS software and Excel，aims to statistically research on the relationship between the amounts of China's CO₂ emissions and per-capita income according to their time sequence resources.The result showed that compared with the standard Environmental Kuznets Curve，cubic-curve equation was more appropriate to reveal the connection between China's economic growth and CO₂ emission change in the past few decades.The relationship between CO₂ emission and China's economy was more like an “N\" Curve than typical “inverted-U\" one，which also proved that China is still in the interim of balancing the development of both economy and environment.Whereafter，this issue also gave some suggestions to China's soci-economic sustainable development and CO₂ emission reduction.

Key words Environmental Kuznets Curve；CO₂ emission；economic growth