中國環境污染與經濟增長的實證研究

韓 旭

(西南財經大學中國西部經濟研究中心,四川成都 610074)

中國環境污染與經濟增長的實證研究

韓 旭

(西南財經大學中國西部經濟研究中心,四川成都 610074)

本文基于我國1981-2007年環境污染與經濟增長的相關數據,利用時間序列研究方法對我國EKC進行實證研究,說明建立EKC模型可能存在的問題。為彌補EKC模型中環境不影響經濟的假設與變量難以量化的不足,運用VAR模型研究二者的動態關系。EKC研究結果表明:EKC是一種客觀現象,而不是一般規律;與人們生產生活關系密切的污染物更有可能出現EKC特征。VAR脈沖響應和方差分解的動態分析結果與二者相互作用機理相符:一方面我國經濟增長通過規模效應、結構效應、技術效應等因素影響環境;一方面隨著人們環境質量需求彈性的增加,政府對環境質量的重視,環境對企業生產行為的約束機制正逐步形成,但可能由于人們通過自身消費影響產出的作用有限和環境政策實施存在滯后性等原因,這種機制的形成存在一定滯后。

環境污染;經濟增長;動態分析

美國經濟學家Grossman和Krueger指出環境污染與經濟增長的長期關系呈倒U形,環境質量開始隨經濟增長而惡化,當經濟增長到一定程度后隨經濟增長而改善[1]。Panayotou借用人均收入與收入不均等之間的倒U型曲線,將這種環境質量與經濟增長的曲線關系稱為環境庫茲涅茨曲線(EKC)[2]。EKC提出后,國外學者用截面[3,4]、面板[5,6]、時間序列[7,8]數據驗證EKC存在與否,由于選取指標、實證方法等不同,實證結果存在很大差異,EKC的形狀大體分為倒U、正U、同步、N形四種。一些學者研究了EKC的形成機理,如以Grossman[1]等為代表的經濟結構說,以Panayotou[9]等為代表的環境需求說,以T orras[10]等為代表的國家政策說。雖然EKC的實證研究結果沒有達成共識,但其仍是研究經濟增長對環境影響的主要工具,解釋了經濟影響環境的機制,即經濟通過規模效應、結構效應、技術效應、收入彈性效應等影響環境質量,同時政府在提高環境質量方面起重要作用。

多數學者將環境污染作為內生要素引入經濟增長模型研究環境對經濟增長的影響[11,12],雖然采用不同的研究方法,但普遍認為環境通過產出和消費影響經濟增長,即環境外部性將導致生產者正的邊際產出和消費者負的邊際效用,開始環境壓力和消費者負邊際效應較小,弱化了對生產者的約束,其繼續選擇粗放型生產方式,使環境壓力加大,環境逐漸變為稀缺資源,消費者對環境需求的增加及政府對環境保護的重視,將提高生產者的生產成本,追逐利益的經濟行為和政府管制的壓力,使其采用清潔的生產方式,最終在政府、消費者、生產者三方的努力下實現經濟與環境的協調發展。

經濟增長與環境質量相關理論表明經濟增長與環境質量存在雙向作用機制,我國對二者關系的實證研究較晚,主要運用時間序列研究經濟增長對環境質量的單向影響[13,14],實證研究結果同國外一樣,存在差異。雖然一些學者[15]運用聯立方程研究二者的相互關系,極大提高了結果的準確性,但仍存在建模時一些指標難以量化(如環境管制)、模型設定等問題,基于此,本文首先利用時間序列對我國EKC進行實證研究,說明EKC模型可能存在的問題,然后運用VAR模型研究二者的動態關系和作用機制,并運用相關理論對其進行解釋。

1 我國EKC實證研究

1.1 模型構建及指標選取

為消除異方差,對變量進行對數處理(工業污染綜合指數除外)。假設環境對經濟沒有影響,依據EKC的基本形式將模型設定為:

其中,Pit表示第t年第i種污染物的排放量,考慮指標的代表性及可獲性,選取廢氣(gas)、工業廢氣(indgas)、SO2、煙塵(smoke)、工業粉塵(inddust)、廢水(water)、工業廢水(indwater)、酚(phenol)、氰化物(hydride)、砷(As)、重金屬(hmetal)、石油類(oil)污染物的排放量、工業固體廢棄物(indsolid)產生量13類污染物指標,運用主成分分析法①主成分分析法是將多個指標數據進行加工、整理、分析,計算出能最大反映指標有用信息的較少指標的多元統計方法。和工業三廢(廢水、廢氣、固廢)的相關數據計算出工業污染綜合指數(index),度量工業污染水平。Yt表示第t年的人均收入,用人均G DP(agdp)度量,ut表示影響環境質量的其它變量。選取1981-2007年上述指標的相關數據,資料來源:1982-2008年《中國統計年鑒》、《中國環境年鑒》。因1998年前未包括農村地區鄉鎮企業的污染數據,利用指數修正法修正1981-1997的數據。

1.2 單位根檢驗

運用ADF法對以上序列進行單位根檢驗,滯后階數根據SIC準則確定,見表1。結果顯示,除廢氣、工業廢氣二階單整,工業粉塵平穩外,其它變量均是一階單整I(1)。

表1 單位根檢驗結果Tab.1 Results of units root test

1.3 協整檢驗及結果分析

如兩個或多個d階單整序列的線性組合是平穩序列,則這些序列之間存在長期均衡關系,即協整關系。協整定義要求序列都為d階單整,這是一較強條件,實際上這一條件對兩變量是必須的,并不適用多變量,多變量協整判斷的條件為:被解釋變量的單整階數不能高于任何一個解釋變量的單整階數,當解釋變量的單整階數高于被解釋變量時,至少有兩個解釋變量的單整階數高于被解釋變量的單整階數,依據這一原則,廢水和工業廢水(二階單整),不可能與人均G DP及人均G DP的平方存在協整關系,其余變量可能與之存在協整關系,運用Engle和Granger(1987)提出的EG兩步法進行協整檢驗。基本思路:運用Eviews對1式進行OLS估計,若回歸結果存在自相關,運用科克倫-奧科特迭代法進行修正,對修正后模型的殘差進行平穩性檢驗;若回歸結果不存在自相關,直接對殘差進行平穩性檢驗。污染物(除廢水、工業廢水)回歸結果的DW值在0.06-0.9之間,存在自相關,進行一次迭代修正后,基本消除了自相關,綜合考慮各回歸系數的顯著性水平、擬合優度及殘差平穩性,只有氰化物、砷、石油類、重金屬,工業污染綜合指數模型中的變量存在協整關系,前四類水污染物符合倒U曲線特征,工業污染綜和指數符合正U曲線特征,見表2。研究表明:①多數污染物變量的EKC方程不存在協整關系,說明EKC是一種客觀現象而不是一般規律,發達國家“先污染,后治理”的發展道路并不適合我國。②氰化物、砷、石油類、重金屬的回歸方程存在弱EKC協整關系,可能由于人們對水污染物的敏感性較高,水資源比其他資源顯現出更高的稀缺性,與環境需求說相符。工業污染綜合指數回歸方程也是協整的,但呈正U型,表明我國工業污染仍處于不斷惡化階段。

雖然實證結果中大多數污染物和經濟增長不存在協整關系,但并不說明環境與經濟增長之間不存在關系,因上述模型的假設條件是環境對經濟增長不存在反作用,但實際上環境通過產出和消費影響經濟增長。鑒于二者關系的復雜性及影響因素難以量化,運用向量自回歸模型(VAR)研究二者的動態關系,揭示二者的內在聯系。

2 VAR實證研究

2.1 VAR模型的構建

VAR模型主要分析隨機擾動項對內生變量的動態影響,以環境污染和經濟增長作為系統內生變量,對變量對數處理消除異方差(工業污染綜合指數除外),建立VAR模型為:

表2 協整檢驗結果Tab.2 Results of co-integration test

式中:yt為環境污染和經濟增長的二維內生向量,P為內生變量的滯后階數,et為隨機擾動項。

2.2 VAR模型的有效性檢驗

為保證VAR模型動態分析說服力,需用Granger因果和平穩性檢驗,驗證模型的有效性,雙變量VAR模型當變量互為因果且滿足平穩性檢驗時模型才有效[16]。Granger因果檢驗①模型中經濟增長和環境污染既是因變量又是自變量,協整的條件變為同階單整,故排除廢氣、工業廢氣、工業粉塵三個變量。Granger因果檢驗滯后階數權衡0-8階(8階為最大)VAR模型中LR、FPE、AIC、SQ、HQ五種統計指標選取。結果表明:除廢水、石油類與人均G DP是單項因果關系(人均G DP是污染物排放量變化的重要原因,污染物排放量不是人均G DP變化的重要原因),其余一階單整的污染物與人均G DP互為Granger因果關系。說明1.我國經濟增長對環境質量產生了影響,這較符合我國工業化進程的一般事實;2.環境通過產出與消費影響經濟增長。存在雙向因果關系變量的VAR平穩性檢驗結果顯示:酚、工業固廢、氰化物、砷、SO2、重金屬六種污染物的VAR模型是平穩的,其VAR模型是有效的。

2.3 環境污染與經濟增長的動態分析

VAR模型主要用脈沖響應函數和方差分解分析研究變量間的動態變化規律,基于六個穩定的VAR模型研究相應污染物與經濟增長的動態關系。

2.3.1 脈沖響應函數分析

脈沖響應函數描述標準差新息沖擊對模型中所有內生變量當期值和將來值的影響軌跡。廣義脈沖響應分析方法不依賴變量的排列順序,可提高結果的可靠性與穩定性,運用其進行分析,響應期設為10期,見圖1、圖2。

圖1 Lnagdp對污染物的脈沖響應Fig.1 Impulse response of Lnagdp to generalled one S.D.pollution innovation

圖2 污染物對Lnagdp的脈沖響應Fig.2 Impulse response of pollution to generalled one S.D Lnagdp innovation

(1)Lnagdp對污染物沖擊的響應分析。受到污染物的標準差新息沖擊后,Lnagdp的響應方式雖隨污染物的不同而不同,但整體上存在一定的規律:①Lnagdp對沖擊的當期響應不明顯(除工業固廢),說明酚等5種污染物對經濟增長的影響存在一定的滯后。②雖然Lnagdp對沖擊的整體響應呈正效應,但幾乎都在短期內快速增加并達到最大值,然后逐期減少,其中對酚、工業固廢、二氧化硫、砷的響應呈現出負效應,對重金屬的正效應基本消失,與前述環境對經濟增長的影響路徑一致,即環境惡化的同時帶來了經濟的增長,當環境污染達到一定程度后,環境逐漸成為社會生活的稀缺資源。隨著人們環境質量需求彈性的增加、政府環境政策的干預,環境產權市場的完善,將增加生產者的生產成本,環境將通過負的邊際產出和消費者消費行為的改變影響經濟增長方式,由于我國還未建立起完善的產權市場,這種影響主要依靠政府環境管制與人們環境需求彈性,負效應的出現一定程度上肯定了政府環境保護工作的成果,對生產者微觀生產行為的制約機制正逐步形成,但負效應的出現存在一定的滯后,可能是目前人們的環境需求彈性存在剛性,尚未形成綠色消費的意識和環境政策實施的滯后所致。

(2)污染物對Lnagdp沖擊的響應分析。受到Lnagdp的一個標準差新息沖擊,污染物的響應方式存在一定的差異,但總體上呈現以下特征:1.4種污染物(除SO2、工業固廢)對Lnagdp的響應在短期內顯現出正效應(不論是波動還是持續上升),但長期普遍出現負效應,雖然響應曲線沒有EKC平滑,但大致呈倒U型,說明我國經濟增長的技術效應、結構效應對環境的正面影響正逐步加強,同時人們的環保意識、政府環境保護工作力度也逐漸增強。2.SO2、工業固廢的響應曲線呈N型,說明這兩種污染物和經濟增長分離狀態不會長期持續下去,經濟增長達到一定水平后會重新組合[17],從另一角度說明EKC是一種客觀現象而不是一般規律。

2.3.2 方差分解分析

方差分解通過分析每個內生變量沖擊對內生變量變化(通常用預測方差度量)的貢獻度,來評價沖擊對內生變量的相對重要性,響應期也設為10期。

按污染物相互影響的貢獻度可分為兩類1.酚、工業固廢對人均G DP變動的平均貢獻度小于人均G DP對其變動的平均貢獻度。人均G DP當期就解釋污染物的變動而后解釋比例逐期上升,而人均G DP變動當期全部由自己解釋,自身解釋比例逐期下降,但幅度較小。2.砷、氰化物、SO2、重金屬對人均G DP變動的平均貢獻度大于人均G DP對其變動的平均貢獻度。人均G DP當期就解釋污染物的變動,但解釋比例較小,而后逐期增加,但增加速度較慢,污染物變動的大部分仍由自身解釋。而人均G DP變動當期全部由自己解釋,第二期起逐期下降,下降幅度較大。

上述研究表明:當期人均G DP就解釋了污染物變動,而當期污染物不解釋人均G DP的變動,而后污染物對人均G DP的解釋比例逐期加強,這與前面脈沖分析中對人均G DP的沖擊,全部污染物當期有響應,而對污染物的沖擊,大部分人均G DP在當期沒有響應,環境對經濟的影響存在滯后的分析結果一致。

3 結 論

運用時間序列研究方法研究了我國環境污染與經濟增長的關系。EKC研究結果表明:EKC是一種客觀現象,而不是一般規律;與人們生產生活關系密切的污染物更有可能出現EKC特征。VAR脈沖響應和方差分解的動態分析結果與二者相互作用機理相符:一方面我國經濟增長通過規模效應、結構效應、技術效應等因素影響環境;一方面隨著人們環境質量需求彈性的增加,政府對環境質量的重視,環境對企業生產行為的約束機制正逐步形成,但可能由于人們通過自身消費影響產出的作用有限和環境政策實施存在滯后性等原因,這種機制的形成存在一定滯后。

綜上,在肯定政府環境工作取得成績的同時,應繼續發揮政府解決環境污染外部性的重要作用,一方面重點解決環境政策的滯后問題,積極探索最優的環境治理路徑及相應政策法規;一方面通過產業政策等宏觀經濟手段和征收排污稅等解決環境外部性的經濟手段直接約束企業的生產行為;通過提高人們的環境意識,倡導綠色消費,間接約束企業的生產行為。總之,在政府、企業、個人三方博弈下,應發揮政府引導正確博弈的重要作用,最終實現我國經濟環境的可持續發展。

(編輯:劉呈慶)

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AbstractBased on the data of China's environmental pollution and economic growth in the period of 1981-2007,this article adopted methods of time series to research the Environmental Kuznetz Curve(EKC)of China,and showed the problems in the EKC model.In order to compensate the hypothesis in EKC model that environment does not influence economy,and the defect that the variables in EKC model are difficult to estimate,the article studied their dynamic relation between environmental pollution and economic grouth with VAR model.The empirical conclusionsof EKC indicated that the EKCwasonly anobjective phenomenon,not a general law,and that the pollutions having close relations with movements of people’s production and living,are more likely to have the characters of EKC.The empirical conclusions of impulse response and variance decomposition correspond with the theorieson their interactive mechanism:On the one hand,through the effects of economic scale,structure,technique and other factors,economic growth influences environment.On the other hand,with the increase of people's environmental demand elasticity,the government pays more attention to the environmental protection,and the mechanism that confines the productional behaviors of enterprises has been gradually taking shape,but due to the limit of productional effects caused by consuming and the lag of environmental policies,the mechanism lags in a certain degree.

Key wordsenvironmental pollution;economic growth;dynamic analysis

Empirical Research on Environmental Pollution and Economic Growth in China

HAN Xu
(Western China Economic Research Center,Southwestern University of Finance and Economics,Chengdu Sichuan 610074,China)

F062.2

A

1002-2104(2010)04-0085-05

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.04.015

2009-10-07

韓旭,碩士研究生,主要研究方向為環境經濟學。