基于PVAR模型的我國經濟增長與環境污染關系實證分析

段顯明 許 敏

(杭州電子科技大學管理學院，浙江杭州310018)

20世紀90年代以來，環境問題已經嚴重的制約了我國經濟的可持續發展，成為影響社會和諧的突出因素。在經濟增長與環境污染關系的研究中，針對EKC假說的相關研究最為普遍，但有學者認為一些國家或地區并不存在EKC曲線關系［1］.此外，EKC模型主要有兩大局限性:一是在非平穩時間序列條件下，模型的殘差過程可能會出現“偽回歸”現象［2］;二是該模型只反映了經濟增長對環境污染的影響，而忽略了環境污染與經濟增長的反向作用，因此可能使變量產生內生性偏差［3］。而VAR模型則彌補了EKC的缺陷。但是，國內外學者運用VAR模型研究經濟增長與環境污染兩者關系時，通常是基于單國家或地區的時間序列數據。如 Chebbi等［4］、劉坤等［5］、吳丹［6］等對各個地區的經濟增長與環境污染關系進行了分析模擬。VAR主要考慮了變量之間的時間效應，但是變量之間的地區效應如何研究?本文采用面板向量自回歸模型(Panel Data Vector Autoregression，PVAR)研究兩者之間的動態關系，主要通過脈沖響應函數和方差分解來考察。

1 研究方法與數據說明

1.1 研究方法

本文采用的是面板向量自回歸(PVAR)方法。PVAR模型主要步驟有三個:①利用GMM方法估計相關系數;②脈沖響應函數;③通過方差分解進一步說明各個影響因素的大小。本文估計了一到四階滯后的PVAR模型，蒙特卡洛仿真500次，根據AIC準則，確定最優滯后階數為三階。式子如下:

1.2 指標選取與數據說明

本文選取1997－2009年中國30個省(西藏除外)為樣本區間，采用各省人均GDP(gdp)來衡量經濟發展水平，并以1996年為基期。選取同時期的單位GDP工業廢氣排放量(agas)、單位GDP工業廢水排放量(awater)、單位GDP工業固體廢棄物產生量(asolid)來表征環境污染程度，均作自然對數處理后，各變量分別表示為lgdp，lagas，lawater，lasolid。

2 實證分析

2.1 面板單位根檢驗

本文首先采用LLC檢驗，IPS檢驗等方法對各個變量進行平穩性檢驗，從中發現各變量的一階差分序列均為平穩序列。這表明上述 lgdp，lagas，lawater，lasolid序列是同階的單整序列，可以建立PVAR模型。

2.2 在面板數據上估計VAR

本文主要使用Lnessa Love博士提供的PVAR程序得到GMM估計系數。使用軟件為stata12.0。表1給出了估計結果。其中h_，h2_，h3_分別代表滯后一、二、三期。

表1 PVAR模型的GMM估計結果

1%顯著水平的檢驗值表示關系非常顯著。表中顯示滯后1期的lgdp，lasolid，lagas對其自身都有著顯著的正向影響，且影響系數分別達到 1.72，0.92，0.60。

5%顯著水平的檢驗值表示關系比較顯著。表中顯示滯后2期的lgdp對其自身有著顯著負向影響，影響程度達到－0.48。滯后3期的lawater對自身有著0.35的顯著正向影響，滯后3期中lgdp和lagas對lasolid分別產生了具有－1.52，0.13大小的顯著影響。滯后1期的lgdp對lagas的影響系數是2.36。

10%顯著水平的檢驗值表示關系一般顯著。表中滯后3期的lawater對lgdp有著－0.01的顯著影響，影響程度很微弱。滯后3期的lagas對lawater有著0.23的顯著正向影響，滯后3期的lgdp對lasolid產生了具有－1.52大小的顯著影響。滯后2期的lgdp對lagas產生了具有－2.86大小的顯著影響。

以上結果表明，lgdp對 lasolid，lawater，lagas所產生顯著影響的滯后期雖然有所不同，但顯著水平都達到了10%以上，這說明經濟增長是影響環境污染的重要原因。此外，環境污染對經濟增長直接作用并不顯著。

圖1 脈沖響應圖

2.3 脈沖—響應函數所顯示的分析結果

脈沖響應函數(IRF)描述的是模型中某一變量的正交化新生(innovation)對系統中每一個變量的影響。圖1給出的IRF圖，置信區間為95%(圖中的中間線條為IRF點估計值，上下兩條分別為95%置信區間的上下邊界)，橫軸s則表示滯后期數。

環境污染對經濟增長沖擊的反應。面對人均GDP的一個正交化新生，b1中lawater在同期呈現負響應到滯后6期開始逐漸收斂。響應程度在逐漸減小，收斂過程中也不斷“向好”。可見人均GDP正的沖擊對單位GDP工業廢水排放量的影響比較波動，不同的時期響應程度不同。c1和d1中可見經濟增長的沖擊是導致這兩類污染物增長的主要原因。

經濟增長對環境污染沖擊的反應。從a2來看，lgdp面對lawater的沖擊的后一直不斷增加。這在一定程度上反映了單位GDP工業廢水排放量正的沖擊可以持續的提高人均GDP，然而這種程度較小;a3和a4中可以看到，lasolid和lagas正的沖擊對人均lgdp均產生負響應，隨著時間的推移，這種負響應慢慢加強。可見環境污染對經濟增長具有微弱的負效應，且這個負效應具有時滯性。但是，考慮到污染物本身的性質，由于空氣的循環和自由的流動，對于廢氣污染較為嚴重的地區，其經濟增長的部分環境成本將由其他污染相對較輕的地區承擔，從而產生了負的外部性，在市場不完全的條件下，這種負外部性不會得到相應的懲罰。因此，對于廢氣污染較為嚴重的地區，長期廢氣排放對經濟增長的負效應反而會逐漸減少。相反，固體廢物排放的“產權”是明確界定的，它們對一地區經濟增長帶來的負效應一般不會轉嫁到其他地區。因此，這種負效應將得以延續。

lasolid，lawater，lagas之間的內部聯系。d2和b4中說明單位GDP工業廢水排放量和工業廢氣排放量之間也存在著相互促進的動態關系。b3和c2中說明單位GDP工業廢水排放量和工業固體產生量之間也具有相互促進的動態關系。d3和c4中表明lagas與lasolid之間的效果就不是很明顯。

2.4 方差分解

方差分解提取的是每個隨機擾動對模型中的變量產生影響的相對重要性。本文利用面板模型的方差分解進一步說明各個影響因素的貢獻度。

從表2來看，人均GDP對自身的前期值沖擊反應在第10期，第20期，第30期都達到50%以上的水平。這意味著經濟增長存在明顯的正反饋現象，過去的經濟增長能夠較大程度地解釋當期經濟的增長。重點觀察人均GDP和環境各指標之間相互影響的情況發現，總體來說，經濟增長沖擊對環境污染變化的影響大于環境污染沖擊對經濟增長的反作用。在廢氣排放量和固體廢棄物產生量的模型中，污染指標對于經濟增長預測方差的貢獻幾乎可以省略。但從第二、六、十行可以看出，在經濟增長預測誤差分解中，工業廢水排放量的貢獻度相對較大，在第30期接近達到38%，說明目前我國經濟的增長是建立在一定的廢水排放量基礎上的。從第二列的數據也可以看出，在各類污染物指標的方差分解中，經濟增長對工業固體廢棄物產生量和工業廢氣排放量的貢獻程度要大于對工業廢水排放量，在工業固體廢棄物產生量和廢氣排放量模型中，貢獻率都幾乎達到50%。說明經濟增長是導致污染增加的主要原因。

表2 方差分解結果

3 結論與對策

本文通過建立PVAR模型構建了我國經濟增長與環境污染之間的長期均衡方程，進一步利用脈沖響應和方差分解分析了這兩者之間動態響應過程。得出如下結論:

第一，經濟增長是影響污染排放的重要原因;環境變化對經濟增長也存在著反向作用，但不明顯。就污染排放對經濟增長的沖擊效果而言，除了個別時期外，經濟增長將導致各類污染物排放量的上升。

第二，人均GDP對環境指標的沖擊影響則表明環境改善對經濟增長產生正效應，但這一反饋作用往往具有一定的滯后。同時，自然資源的投入可以在短期內促進經濟增長，但是，從我國目前的經濟情況來看，現期的消費在一定程度上是在透支未來資源，因此，環境污染在一定程度上會影響到經濟增長。所以在保障經濟發展的同時，控制水污染，加大治理污染物排放的力度，對我國而言已顯得刻不容緩。

第三，經濟增長指標對解釋環境污染指標的預測方差分解的貢獻度較高，說明我國目前的工業發展還是偏重型化。同時，我國經濟的增長是建立在一定的環境代價上，因此，我們必須合理利用環境，不能突破環境的底線。要通過一定的政策和措施減少企業單位產出的污染強度，以形成環境污染對經濟發展的長效良好反饋機制。

(編輯:劉呈慶)

［1］Akbostanci E，Turut-Asik S，Tunc GI.The Relationship Between Income and Environment in Turkey:Is There an Environmental Kuznets Curve?［J］.Energy Policy，2009，37(3):861 －867.

［2］Coondoo D，Dinda S.Causality Between Income and Emission:A Country Group-specific Econometric Analysis［J］.Ecological Economics，2002，40:351 －367.

［3］Dinda S.Environmental Kuznets Curve Hypothesis:A survey［J］.Ecological Economics，2004，49(4):431 －455.

［4］Chebbi H E，Boujelbene Y.CO2Emissions，Energy Consumption and Economic Growth in Tunisia［C］.European Association of Agricultural Economists.UK:Oxford University Press，2008:1 －5.

［5］劉坤，劉賢趙，常文靜.煙臺市經濟增長與環境污染關系實證研究——基于VAR計量技術的檢驗分析［J］.環境科學學報，2007，(11):1929－1936.

［6］吳丹，吳仁海.不同地區經濟增長與環境污染關系的VAR模型分析——基于廣州、佛山、肇慶經濟圈的實證研究［J］.環境科學學報，2011，(4):880 －888.