污染-經濟時間彈性概念\\方法與應用

摘要：環境污染隨著經濟發展的進程不斷變化。為更加全面、準確地描述環境污染與經濟發展的關系，本文將“彈性”分析方法應用于描述環境污染指標與經濟發展指標之間的關系，提出“污染-經濟時間彈性”概念，即一個國家或地區環境污染指標的年際變化率與相應的該國家或地區經濟指標年際變化率的比值。文章進而分析了PETE的環境經濟學含義及其計算方法。指標PETE能夠用來描述一個國家或地區經濟發展的清潔程度， 通常情況下， 較低的PETE值意味著較為清潔的增長方式， 而較高的PETE值則多與粗放和非清潔的增長方式相聯系; 利用PETE還可以對空間(國家，地區)上和行業間的經濟增長方式進行比較。文章最后通過1999-2008年中國環境污染指標（全社會主要污染物SO2、COD和煙塵排放量）數據和相應時間段的經濟發展指標(GDP)數據， 計算中國全社會主要污染物排放與經濟發展的“污染-經濟時間彈性（PETE）”， 發現該指標確能反映“經濟發展的環境效率”的動態變化， 即為著獲得一定的經濟發展速度所付出環境代價之動態變化情狀， 驗證了PETE概念和方法的科學性和實用性。PETE概念和方法的提出，為環境-經濟分析提供了新的分析指標和工具。

關鍵詞 污染-經濟時間彈性；環境污染；經濟發展

中圖分類號 X196 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2011）02-0001-05

改革開放以來，中國經濟實力不斷增強，GDP持續高速增長，但同時也產生了觸目驚心的環境問題：GDP的增長以消耗資源，排放污染為代價，經濟發展受到環境污染的制約。近年來，我國開始逐步扭轉“重發展，輕環保”的發展思路。在經濟增長過程中逐漸減輕環境壓力成為諸多環境經濟政策的目標。

長期以來，環境經濟學家一直在尋找反映環境污染與經濟發展之間的關系的最佳指標。環境庫茲涅茨曲線（EKC）研究始于Grossman and Krueger［1-2］， Shafik and Bandyo padhyah［3］， Panayotou［4］等人對經濟增長與環境污染水平之間關系的獨立研究。He Jie， Patrick Richard［5］， Song Tao［6］， Sherry Bartz［7］，Soumyananda Dinda［8］，李智［9］， 吳玉萍［10］，袁秀娟、毛顯強［11］等都試圖通過環境與經濟數據的經驗分析，對EKC的存在進行證實或證偽。一些研究認為在某些經濟發展程度較高的國家或地區確實出現了EKC曲線，然而在欠發達國家或地區則未有倒U型EKC曲線出現。EKC雖然能夠大致表達經歷了較長工業化發展過程的國家或地區，環境污染與經濟發展程度的總體相關趨勢，但卻無法描述環境與經濟增長之間的相對動態變化。

環境與經濟綜合評價，或經濟發展的環境效率指標方面的研究則集中于以“單位GDP（或增加值）排污量”來評價經濟發展的清潔程度，或進行國家、地區、部門之間的比較，政府在進行規劃時也常以單位GDP（或增加值）排污量作為評價指標［12-15］。但這樣的靜態指標亦無法體現污染物排放總量，或環境狀況變化的動態趨勢，以及與經濟增長的相對變化情況。

經濟學中“彈性”的概念由來已久，如“需求-價格彈性”、“供給-價格彈性”等。 “彈性”在能源經濟學領域的應用主要表現為引入“能源生產彈性系數”和“能源消費彈性系數”，以幫助人們了解能源在社會經濟發展中的作用，分析能源生產的增長、能源消費的增長與經濟增長之間的關系［16-20］。 能源彈性在實際運用中較為普遍，已成為統計部門及研究機構闡述能源-經濟形勢的重要指標。

相較而言， “彈性”在環境經濟分析中的應用還鮮有文獻報道。為了彌補原有環境經濟分析手段的不足，本文提出“污染-經濟時間彈性”(PollutionEconomy Time Elasticity， PETE)概念，作為對環境-經濟關系分析的補充工具。

1 污染-經濟時間彈性(PETE)概念與方法

1.1 概念

在此，“時間彈性”是指在一時段內，某變量變動的百分率相對于另一變量變動百分率的比值，反映兩變量之間變動的敏感程度。彈性的大小用彈性系數表示。污染-經濟時間彈性系數(PETE)指一個國家或地區，污染指標的年際變化率與相應的該國家或地區經濟指標年際變化率的比值，公式表達如下:

PETE=αβ

式中:PETE表示污染-經濟時間彈性系數，α，β分別表示污染指標年際變化率、經濟指標年際變化率。

PETE反映了污染(可以用污染排放量，環境污染指數等表達)變化速度(速率+變化方向)與經濟增長(可以用GDP，地區生產總值，人均GDP，人均地區生產總值，部門和行業增加值等指標表達)速度(速率+變化方向)的比值關系。

毛顯強等：污染-經濟時間彈性概念、方法與應用中國人口#8226;資源與環境 2011年 第2期PETE實質上表達的是“經濟發展的環境效率”，即為著獲得一定速率的經濟發展，所付出的環境代價的大小及其變化方向。

相較于“單位GDP(或增加值、地區生產總值)排污量”等靜態的、適于橫向比較的指標，這一指標能夠反映相對值以及時間動態概念，更能表達宏觀經濟總量變化下的污染變化情況，有利于進行縱向比較。

1.2 指標選取

PETE的計算需要選取適當的污染變量指標和經濟變量指標。污染變量方面可以選用的指標包括:環境污染排放量指標，如主要污染物排放總量;環境質量指標，包括各單要素環境質量指數和綜合環境質量指數。在經濟指標方面，可以選用的指標包括:一國的國內生產總值(GDP)、地區生產總值、行業增加值及人均生產總值等。若為了分析污染排放/環境質量與其它經濟社會狀況，如財政情況的關聯性，也可以選取財政收入、財政支出等作為經濟指標。

1.3 環境經濟含義

PETE的取值能夠反映以下幾種情況:

當一國或地區的經濟量和污染量同向增加時，污染-經濟時間彈性系數為正值。此時PETE值越小，表明該國家(或地區、行業)為提高其GDP(或地區生產總值、增加值)所付出的污染代價較小:當PETE值小于1時，表明污染惡化的速度小于經濟增長速度，增長模式相對“清潔”;反之，如果PETE值大于1，則表明污染惡化的速度高于經濟增長速度，為經濟發展所付出的環境代價較大，增長模式相對“骯臟”。

當一國或地區的污染和經濟同時縮減時，污染-經濟時間彈性系數仍為正值。此時PETE值越大，意味著較小的經濟萎縮避免了較大的環境污染代價;當PETE值大于1時，表明污染量減少的速率高于經濟量萎縮速率，或經濟總量的減小主要體現在高污染、低效益行業;反之，如果PETE值小于1，則表明污染量減少的速率低于經濟量萎縮速率，或經濟總量的減小發生在相對低污染、高效益行業。

當污染-經濟彈性系數為負值時，表明污染發展的方向與經濟發展方向相反。此時，若經濟正增長帶來污染的減少，則表明經濟發展在“清潔”的軌道上前進，此時的該國或地區的經濟發展很可能已經超越倒U形EKC曲線的“頂點”，“干凈、高效的行業在替代骯臟、低效的行業”或者“經濟產出增大使得用于污染治理的投入增加，并且成效顯著”。若經濟的負增長與污染加重相伴，則表明經濟與環境問題同時惡化，或者“骯臟、低效的行業在替代干凈、高效的行業”，或者“經濟萎縮使得污染治理投入減少”。

1.4 計算方法

污染-經濟時間彈性(PETE)的計算可以使用兩種方法:逐年計算法和幾何平均法。逐年計算法從污染-經濟時間彈性(PETE)的定義出發，由某年份某國家(地區，行業)的污染指標變化率除以該年份該國家(地區，行業)經濟指標變化率得到，逐年計算的彈性系數有利于及時進行分析，發現問題，并做出相關政策調整。但由于污染量統計指標年變化率波動較大，時正時負，故逐年計算的污染-經濟時間彈性(PETE)系數往往不穩定;為了克服波動較大的問題，可以采用幾何平均法，即基于一定時段內的變量平均變化速度來計算污染-經濟時間彈性(PETE)系數，計算公式為:

Et=E0(1+α)t-t0

Gt=G0(1+β)t-t0

PETE=α/β

式中，E0，Et分別表示第t0年和第t年的污染指標;

G0，Gt分別表示第t0年和第t年的經濟指標;

α，β分別表示污染指標平均年際變化率、經濟指標平均年際變化率;

PETE表示污染-經濟時間彈性系數。

2 PETE的應用：中國主要全社會污染物-經濟時間彈性分析下面將此概念和方法應用于中國主要全社會污染物排放與經濟增長關系的分析。

根據PETE的定義，“全社會污染物排放-經濟時間彈性”是指中國全社會污染物排放量年增長率對經濟年增長率的比值。

本文所用數據來自《中國統計年鑒》，《中國環境年鑒》和《新中國50年統計資料匯編》等資料。考慮到社會關注度及數據可獲得性，本文研究的污染物指標包括化學需氧量(COD)，二氧化硫(SO2)和煙塵;經濟指標為國內生產總值(GDP)，使用1990年不變價格計。

近年來，我國GDP一直保持高速增長，因此本文中PETE為正的情況表明污染與經濟同步增長，PETE為負則表明污染物排放量較上一年減少。

2.1 中國主要全社會污染物放量-經濟時間彈性分析1999-2008年的10年間，中國全社會COD，SO2和煙塵的排放-經濟時間彈性表現出相似的起伏特征(見表1、圖1)。

三種污染物的PETE值在1999，2001，2002，2007和2008年為負，而GDP逐年提高，表明這幾個年度在經濟增長的同時，全國污染物排放量較上年有一定程度的減少，經濟增長方式相對清潔。

在其它年份中，COD和煙塵的PETE值均小于1，污染狀況惡化速度小于經濟增長速度; 而SO2的PETE值在2003年和2005年大于1，排放量增加率高于GDP增長率，意味著經濟增長付出了高污染代價。

2.2 中國主要工業污染物排放量-經濟時間彈性分析

表2是1999-2007年國主要工業污染物-經濟時間彈性值。1999-2007年的9年中，主要工業污染物PETE值在1999年和2001年出現最低值；最高值出現在2003年，其中工業SO2的PETE值大于1；其余年份所有工業污染物均小于1。1999、2001和2007年各污染物PETE值小于0，表明這幾年工業生產總值逐年增長，而統計污染物排放量卻是下降的。

表1 1999-2008年我國主要全社會污染物-經濟時間彈性

Tab.1 PETE of main pollutants during 1999-2008 in China

年份Year1999200020012002200320042005200620072008PETE值COD-0.9390.481-0.619-0.5230.2090.0460.5380.086-0.25-0.491SO2-1.4720.882-0.668-0.0471.5030.4421.2560.133-0.358-0.661煙塵-2.6770.066-0.989-0.5860.3530.4390.768-0.685-0.72-0.957

圖1 1999-2008年我國主要全社會

污染物-經濟時間彈性波動特征1

Fig.1 Features of PETE of main pollutants during

1999-2008 in China圖2 1999-2007年我國主要工業

污染物排放量-經濟時間彈性波動特征

Fig.2 Features of PETE of main industrial pollutants

emission during 1999-2007 in China

表2 1999-2007年我國主要工業污染物排放量-經濟時間彈性

Tab.2 PETE of main industrial pollutants emission during1999-2007 in China

年份

Year199920002001200220032004200520062007COD-1．8690．092-4．904-0．724-0.152-0.0220.427-0.105-0.254PETE值SO2-1．1580．52-1．7830．0461.3410．3020．7240．134-0．191煙塵-2．625-0．001-2．805-0．4560．3760.2590．348-0．391-0．486在所研究的三種主要工業污染物中，1999-2007年工業COD和工業煙塵PETE值均小于1，且分別有7年和6年小于0，形勢較為樂觀；而工業SO2的情況則較為嚴峻，PETE值顯著高于其它兩種主要污染物，由此可見加大對大氣SO2排放的控制的必要性。

2.3 結果討論

值得注意的是“十五”期間（2001-2005年）的情況。這一時期，全社會主要污染物-經濟時間彈性大多時候（2003，2004，2005年）為正，SO2在2003年和2005年甚至大于1。工業污染物排放彈性與全社會污染物彈性波動形勢相似。2001-2005年，中國主要工業污染物排放彈性呈現顯著逐年上升趨勢，2003-2005年各污染物排放彈性均大于0，該時間段內我國工業污染排放形勢趨于嚴峻。

這種情況的出現，應該與中國2001年加入WTO后，國內經濟迅速發展，第二產業增加值占GDP比重由2001年的46.7%迅速提高到2003年的58.5%，產業結構趨于重比工化，污染物排放量隨之大增有關。

在這一時期我國一次能源的消耗情況是：2001年我國煤炭消費占能源消費總量66.7%，2003年這一比重增加到68.4%，2005年甚至高達69.1%，煤炭占一次能源消耗量比例升高的增加可在一定程度上解釋SO2的PETE值逐漸增加甚至大于1的現象。

從同期（1999-2008年）我國能源消費情況看，能源彈性系數的變化情況（見表3）與污染-經濟時間彈性系數的變動情況基本吻合：1999年起能源消費彈性逐漸升高，2003年首次超過1.0，達到1.53。2003-2005年的3年間，能源消費彈性系數均大于1，能源消費增長率大于GDP增長率。

表3 我國1999-2008年能源消耗彈性系數值

Tab.3 Energy consumption elasticity of 1999-2008 in China

年份

Year1999200020012002200320042005200620072008能耗彈

性系數0.160.420.410.661.531.591.020.830.60.44數據來源：《中國統計年鑒2009》。

3 結 語

“污染-經濟時間彈性(PETE)”能夠從側面反映一定時期一國(或地區，行業)污染狀況與經濟增長的關系，揭示污染變化與經濟發展之間的動態變化情況，反映經濟發展的環境效率。影響PETE值變化的影響因素可能是復雜且多變的，國家經濟政策、環境政策、國際國內經濟形勢等都會對其產生影響，而最重要的影響因素則是經濟增長模式:通常，較低的PETE值意味著較為清潔的增長方式，而較高的PETE值則多與粗放和非清潔的增長方式相聯系。利用PETE，可以就這些問題進行空間(國家，地區)上和行業間的分析比較。

創建PETE評價指標，對完善環境與經濟綜合評價指標體系具有重要意義，可為進一步轉變經濟發展方式，加強環境保護提供更多指導性信息和決策依據。

（編輯：于 杰）

參考文獻(References)

［1］[ZK(#]Grossman G， Kreuger A. Environmental Impacts of a North American Free Trade Agreement［M］.Cambridge， MA: MIT Press，1993.

［2］Grossman G， Krueger A. Economic Growth and the Environment ［J］. Quarterly Journal of Economics， 1995，110(2):353-337.

［3］Shafik N， Bandyopadhyay S. Economic Growth and Environmental Quality: Time Series and CrossCountry Evidence ［J］. Background Paper for the World Development Report the World Bank， Washington DC，1992.

［4］Panayotou T. Demystifying the Environmental Kuznets Curve: Turning a Black Box into a Policy Tool［J］. Environment and Development Economics， 1997，2(4):465-484.

［5］He J， Richard P. Environmental Kuznets Curve for CO2 in Canada ［J］. Ecological Economics， 2010， (69): 1083-1093.

［6］Song Tao， Zheng Tingguo. An Empirical Test of the Environmental Kuznets curve in China: A Panel Cointegration Approach ［J］. China Economic Review， 2008，(19): 381-392.

［7］Bartz S， Kelly D L. Economic Growth and the Environment: Theory and Facts ［J］. Resource and Energy Economics， 2008， (30):115-149.

［8］Dinda S. A Theoretical Basis for the Environmental Kuznets Curve ［J］. Ecological Economics， 2005， 53(3):403-413.

［9］李智， 鞠美庭，等. 中國經濟增長與環境污染響應關系的經驗研究［J］. 城市環境與城市生態， 2008， 21(2): 45-47. ［Li Zhi， Ju Meiping， et al. Empirical Research on Response Relationship Between Economic Growth and Environmental Pollution in China ［J］. Urban Environmental and Urban Ecology， 2008， 21(2): 45-47.］

［10］吳玉萍， 董鎖成， 宋鍵峰. 北京市經濟增長與環境污染水平計量模型研究［J］. 地理研究，2002， 21，( 2) : 1-7. ［Wu Yuping， Dong Suocheng， Song Jianfeng. Modeling Economic Growth and Environmental Degradation of Beijing ［J］. Geographical Research. 2002， 21， (2): 1-7.］

［11］李貞， 袁秀娟， 毛顯強. 中國東中西部典型地區環境庫茲涅茨曲線比較分析［J］. 生產力研究，2008 (13): 69-71. ［Li Zhen， Yuan Xiujuan， Mao Xianqiang. Environment Kuznets Curve Analysis of Typical Area in Eastern， Central and Western China ［J］. Productivity Research，2008，(13): 69-71.］

［12］新華社. 《中共中央關于制定“十一五”規劃的建議》［EB/OL］. http://news.xinhuanet.com/politics/2005-10/18/content-[JX-+1mm]3640318.htm.［The Xinhua News Agency. ］

［13］國家環境保護總局. 關于調整《“十五”期間城市環境綜合整治定量考核指標實施細則》的通知［EB/OL］. http://www.66law.cn/channel/lawlib/2006-05-15/102777.aspx. ［Ministry of Environmental Protection of the People’s Republic of China. Comprehensive Urban Environmental Improvement Examination Indicators Rules During 2001-2005［EB/OL］. http://www.66law.cn/channel/lawlib/2006-05-15/102777.aspx］

［14］張志強， 曲建升， 曾靜靜. 溫室氣體排放評價指標及其定量分析［J］. 地理學報， 2008，63(7): 693-702. ［Zhang Zhiqiang， Qu Jiansheng， Zeng Jingjing. A Quantitative Comparison and Analytical Study on the Assessment Indicator s of Green House Gases Emissions ［J］. Acta Geographica Sinica， 2008，63(7): 693-702. ］

［15］安徽省經濟信息中心經濟預測處. 安徽二氧化碳減排空間分析［EB/OL］.http://www.ahpc.gov.cn/info.jsp?xxnr_id=10083394.

［16］Brookes L G. More on the Output Elasticity of Energy Consumption ［J］. The Journal of Industrial Economics. 1972， 21(1): 83-92.

［17］張志柏. 中國能源消費的彈性系數:估計與分析［J］. 數量經濟技術經濟研究， 2008，(7):42-53. ［Zhang Zhibo. The Elasticity Coefficients of Chinese Energy Consumption: Estimation and Analysis ［J］. Economic Research of Quantitative Economics Technology，2008， (7):42-53.］

［18］夏梅興， 唐憶文. 上海市經濟發展與能源彈性系數變動研究［J］. 上海經濟研究， 2006，(1):50-60. ［Xia Meixing， Tang Yiwen. The Changes of Economic Development and Energy Elasticity in Shanghai ［J］. Shanghai Economic Research， 2006，(1):50-60.］

［19］劉東霖， 張俊瑞. 我國能源消費需求的時變彈性分析［J］. 中國人口#8226;資源與環境， 2010，20(2):92-97.［Zhang Donglin， Zhang Junrui. Time Varying Elasticity of Energy Consumption Demand ［J］. China Population， Resources and Environment， 2010， 20(2):92-97.］

［20］李曉嘉， 劉鵬. 中國經濟增長與能源消費關系的實證研究——基于協整分析和狀態空間模型的估計［J］. 軟科學. 2009， 23(8):61-64. ［Li Xiaojia， Liu Peng. An Empirical Analysts For China’s Energy Consumption and Economic GrowthBased on Cointegration Analysis and State Space Model［J］. Soft Science. 2009， 23(8):61-64.］

Concept， Method and Application of the PollutionEconomy Time Elasticity

MAO Xianqiang YANG Shuqian LIU Zhaoyang XING Youkai LIU Shengqiang TANG Wei

(School of Environment， Beijing Normal University， Beijing 100875， China)

Abstract Environmental pollution changes as the economy develops. This paper uses “elasticity” methodology to describe the relationship between environmental pollution indicators and economic development indicators with a newly created concept named “PollutionEconomy Time Elasticity” (PETE)， which is basically the ratio of the annual variation of pollution indicators to the annual variation of economy indicators. PETE’s environmental economics implication and calculation method are also discussed. PETE could be used to describe the cleanliness of the economy development; in most situations， lower PETE means cleaner economy growth， while higher PETE could be associated with extensive and unclean development style. PETE could also be used to make comparison of the economy growth quality or efficiency in different areas or different industries. Then an example of application of PETE is taken with the data of national total pollutants (SO2， COD and dust) emission and GDP during 1999-2008. The example shows that PETE can reflect “the environmental efficiency of economic development”， and illustrate how environmental situation changes dynamically in proportion to the economic development. This example validates PETE a robust and practical indicator for environmenteconomy analysis.

Key words PollutionEconomy Time Elasticity; environment pollution; economic development中國人口#8226;資源與環境2011年第21卷第2期CHINA POPULATION， RESOURCES AND ENVIRONMENT Vol.21No.22011

收稿日期：2010-10-28

作者簡介：張樂才，博士后，主要研究方向為環境經濟學。