我國空氣污染的區域發展趨勢分析

朱其忠

（云南財經大學商學院，云南 昆明 650221）

一、引言

隨著改革開放、西部大開發和中部崛起戰略的實施，東、中、西部地區企業單位數量都呈快速增長之勢。它在帶來經濟增長、居民收入水平的提高和社會福利水平改善的同時，也導致環境污染越來越嚴重。最近十年，無論是環境污染事件的發展規模，還是損害后果、污染類型等，均日趨擴大，如起自北方的霧霾已經擴散到東、中部地區，給人們的工作、生活和身體健康帶來了重大的影響?！睹裰髋c法制》周刊記錄了從2002年到2012年39起重大環境污染事件，遍及東、中、西部地區，使人民的生命、財產遭受了巨大損失，違背了科學發展觀和阻礙了和諧社會的構建。經濟增長與環境污染關系的研究已經成為近幾年國內外經濟學家和環境學家關注的熱點問題，既有理論分析，如EKC（環境庫茲涅茨曲線，即經濟增長和環境污染之間呈“倒U”關系）[1]及運行機理的數學證明、Kaufman曲線（經濟增長和環境污染之間呈“正U”關系）[2]Hettige曲線（經濟增長和環境污染之間呈“駝峰”關系）[3]等，也有實證研究，如Selden&Song(1994)利用Forster新古典主義環境增長模型證明了EKC的存在[4]符淼和黃灼明(2008)依據全國各省市數據驗證了EKC關系[5]等；既有兩者單向作用關系研究，也有兩者雙向作用關系研究，如Dinda(2004)對懸浮顆粒物的研究[6]彭水軍和包群(2006)對我國省際面板數據研究[7]等。文章首先基于1995-2011年國內生產總值、能源消費總量、廢水排放量、工業廢氣排放量、工業固體廢物排放量的統計數據，運用相關性分析，確定環境污染的主要成分，然后再運用R/S分形方法，研究該主要成分的演變趨勢，并分析其原因。

表1 1995-2011年全國能源消費總量、國內生產總值、各類污染項目數值的指數化

二、經濟增長與環境污染的相關性分析

根據《中國統計年鑒》 和 《中國環境統計年鑒》 中統計數據，對國內生產總值、能源消費總量、廢水排放量、工業廢氣排放量、工業固體廢物排放量進行相關性分析，找出環境污染的主要成分。

眾所周知，國內生產總值是指一段時期內生產的所有最終產品和勞務的市場價值總和，它等于各生產部門所生產產品和勞務的增加值之和，而產品的生產過程則是資源和能源的消費過程，它們之間是一種直接的投入-產出關系，因為“人類的再生產活動，需要不斷地從環境取得資源，再經過一系列勞動加工，把資源轉化為社會經濟產品，以滿足人類生存和發展的需要”[8]。由于在資源和能源的消費過程中，不可避免地產生廢水、廢氣和固體廢物（簡稱“三廢”），所以從某種意義上說，“三廢”與能源消費和國內生產總值之間也是一種直接的關系，Stern&Suri把能源使用量作為環境質量的代表性指標[9]，陸旸認為不論能源使用量還是碳排放量都與一個國家的經濟發展存在高度的正相關關系，見圖1。在粗放型生產方式中，“三廢”和國內生產總值之間呈正相關性，即國內生產總值越高，“三廢”的產生量越大。但在集約型生產方式中，兩者之間則呈負相關性，即隨著國內生產總值的增加，“三廢”的產生量將逐漸減少。Chirok對此進行了論證，他使用動力模型對19個OECD國家的面板數據進行分析，得出的結論是：隨著技術進步，經濟增長將帶來較少的環境污染。現階段，我國的環境污染主要來自于“三廢”的排放，其特點是產生量大，流動性大、分布范圍廣，所以事后控制和消除難度大。文章分別用x1、x2、x3表示工業廢水排放量、工業廢氣排放量和工業固體廢物排放量，用y表示國內生產總值，用x表示能源消費總量，選取時序長度為1995-2011年各類污染變量數據以及能源消費總量和地區生產總值?？紤]到這些數據度量單位的差異，須對其進行指數化處理，即以1995年數據為基數，其他年份取其相對數，見表1。使用SPSS軟件對國內生產總值、能源消費總量、“三廢”進行Partial偏相關分析。從表2可知，如果沒有控制變量——能源消費總量的影響，國內生產總值與“三廢”、能源消費總量之間具有很強的相關性，并通過顯著性檢驗；從表3可知，如果有控制變量的影響，國內生產總值只與工業廢氣排放量具有較強的正相關性，并通過顯著性檢驗。所以，工業廢氣排放量是導致當今環境污染加重的主因。

表2 無控制變量的Partial偏相關分析

圖1 資源消費、能源消費、產品、“三廢”、國內生產總值之間的關系

三、工業廢氣排放的R/S分形模型

R/S分形分析是一種非線性的、定量的時序分析方法，廣泛應用于自然和社會經濟發展研究中[8]，其目的在于從無序中找出有序，以揭示復雜的自然和社會現象中所隱藏的規律性、層次性和標度不變性規律。

首先，對全國范圍內的工業廢氣排放進行R/S分形分析。以X(t)代表全國工業廢氣排放量從1995-2011年的時間序列，其中t為離散時間，t=0，1，…，16。ζ(t)為對應的差值序列，ζ(t)=X(t)-X(t-1)，為對應的均值序列，其中 τ為時間區段長度；設 X(t，τ)為對應的累積離差，設 R(τ)為對應的極差，設 S(τ)為對應的標準差，運用EXCEL統計軟件計算出相應的值，見表4。

表3 有控制變量的Partial偏相關分析

根據工業廢氣排放的時間變化規律，建立工業廢氣排放的R/S(Rescaled Range Analysis)模型，即:

式中，α為系數，H為Hurst指數，取值范圍是0

對(1)式取同底對數，得：

使用 SPSS軟件，估算1995-2011年 ln[R(τ)/S(τ)]與 lnτ之間的一元線性回歸模型：Y=0.3491X+0.3109，擬合優度R2=0.9686，Hurst指數H=0.3491，分維值D=1.6509。

然后，對東、中、西部地區工業廢氣排放進行R/S分形分析。按照上面同樣的方法，得出：東部地區的回歸模型為：Y=0.2883X+0.6319，擬合優度 R2=0.9692，Hurst指數 H=0.2883，分維值為D=1.7117，參見圖3(a)；中部地區的回歸模型為：Y=0.3348X+0.4571，其擬合優度為：R2=0.9145，Hurst的指數為：H=0.3348，分維值為：D=1.6652，參見圖3(b)；西部地區的回歸模型為：Y=0.2784X+0.4903，擬合優度R2=0.9739，Hurst指數H=0.2784，分維值D=1.7216，見圖3(c)。

從它們的擬合優度可以看出，這四個模型的解釋能力都非常強，能夠應用于工業廢氣排放量發展趨勢的分形分析。

圖2 全國工業廢氣排放的R/S值與時滯的關系

三、工業廢氣排放的R/S分形原因

從圖 2、3中可以看出，無論是全國，還是東、中、西部地區，其Hurst指數均介于0和5之間，不僅說明這種時間序列比隨機序列具有更強的突變性，而且還說明該四個模型均為分形布朗運動，它們的工業廢氣排放量的未來變化均呈長期負相關性，即將來的總體趨勢與過去相反。由于東部和西部地區的H值較小，所以東部和西部地區工業廢氣排放的反持續性較強。之所以出現這種變化趨勢，其依據有以下幾方面：首先，產業轉型和升級初見成效。從宏觀上來看，產業轉型和升級包括兩個方面：一是，勞動密集型、資源密集型產業逐漸向技術密集型、知識密集型產業轉化，從1995年到 2010年，高新技術企業單位數量和產值分別以年均3.1%和108%的速度遞增。二是，第三產業比重在不斷提高，從1995年的32.9%上升到2011年的43.4%。從微觀上來看，一方面一些企業加快了陳舊設備淘汰步伐，實施技術升級和產品換代，走質量至上之路；另一方面一些企業還改革經營方式，在橫向集聚的基礎上，突破地域限制，增強縱向集聚能力，控制利潤水平較高的產品研發和市場營銷，走技術和品牌經營之路，盡快實現從加工中心向工業中心轉變。但是，這些轉變在東、中、西部地區之間的分布卻不平衡。其次，企業環境保護意識的逐漸增強。隨著經濟的發展和環境保護知識的宣傳，一方面，一些企業逐漸意識到環境污染不僅會危害生態系統，影響人類的生活質量、身體健康，而且還會危害企業自身的生產活動和長期利益；另一方面，一些企業還把環境保護作為提高自身競爭力的手段。為此，它們主動采取一些措施，以便更有效地利用資源，降低成本，如加強節能產品的研發、不斷改善生產流程、采用更有效率的機器或設備、應用新材料、資源的再利用等。但是，這些環境保護意識增強還存在著區域差別。再次，綠色消費的引力作用。環境污染迫使人們更加關注自身的健康和環境問題，他們將食品營養、保健、生態安全、清潔生產等作為消費的選擇標準，甚至還愿意為證明是綠色的產品支付高昂的額外費用。消費方式的改變迫使一些企業改變了傳統的生產模式，開展生態技術創新和生態文化建設，并逐漸內化為一種企業的價值觀念和道德標準，如開發綠色產品、實施清潔生產等。但是，目前國內仍有很多企業明顯低估了消費者對“綠色問題”的認知度和關注度。最后，環保法律的規范和政策的鼓勵作用。近年來，我國不斷加強環境保護立法、司法和監督工作，加大環境污染案件的懲治力度，不僅充分發揮了法律的威懾作用，而且還提高了企業環境污染的違法成本，促使企業不得不重視環境保護工作，如投資建設環保設施、加強污染源管理等。

圖3 東、中、西部地區工業廢水排放的R/S值與時滯的關系

表4 國范圍工業廢氣排放量的差分、均值、標準差、極差、R/S值

全國和各區域工業廢氣排放量發展趨勢的差異在于它們的分維值不同。由于全國范圍和中部地區的分維值距1.5較近，所以兩者的反持續性較東、西部地區弱，其原因在于中部地區在承接產業轉移過程中，沒有完全遵循升級原則，帶來了部分環境污染的轉移和擴散，所以今后中部地區所面臨的環境壓力將增大，并將成為國家監控和治理的重點。

四、結論與啟示

綜合上述實證研究可以認為我國工業化進程帶來的最大環境污染源是工業廢氣排放量，它既受國內生產總值的反饋影響，又受能源消費總量的影響。工業廢氣排放量R/S分形的結果既驗證了我國經濟增長和環境污染之間的EKC關系，又說明了我國環境污染具有區域不平衡性。這種不平衡性一方面表明了我國環境污染治理所取得的階段性成績，另一方面表明了我國環境保護任務的艱巨性、復雜性和長期性。成績既來自于消費者綠色需求的引力作用，又來自于政府環境法律和政策的規范和引導作用；為了促進我國經濟與環境的協同發展，建議如下：

1.大力發展環保產業

造成工業廢氣排放的主要原因有二：一是生產工藝落后所導致的能源利用效率低；二是，環保設施缺乏所導致的工業廢氣直接排放。這兩個原因都要求政府必須大力發展環保產業，如研發和推廣煙氣脫硝和硫、汽車尾氣高效催化及工業有機廢氣治理等技術與裝備，加快先進袋式除塵器、電袋復合式除塵技術及細微粉塵控制技術的應用等。

2.重點關注產業轉移帶來的新環境問題

產業轉移不是工廠的簡單搬遷，而必須與產業升級、區域轉型同時進行，不能重復東部地區產業發展的老路。而應注重產業的環?；?，如加強生態產業園區建設，實現“零排放”循環生產。中、西部有些地區在積極承接東部產業轉移時，對環境問題認識不足，甚至有意識地以環境為代價招商引資，導致污染轉移，帶來了環境破壞的風險。這種風險要求政府加強監控，并予以規制。

3.不斷提高環境標準，加強公益訴訟

一方面，有了環境標準，才能做到有法可依，違法必究；另一方面，環境標準還是一個動態概念，將隨人們生活水平的上升而不斷提高。由于環境污染涉及到公眾利益，所以必須建立環境公益訴訟制度，打破原有的原告需與損害間有直接利害關系的規定，以契合環境污染廣泛性的特點。公益訴訟既有利于強化政府的環境監管職責，又有利于預防利益損害和糾紛的產生。

4.強調環境保護的“先行優勢”

經濟和環境的協調發展是社會未來發展的方向，越早抓越具有優勢，所以各地應因地制宜，積極尋求本地區符合綠色發展理念的經濟決策和環境決策，爭取盡早跨越EKC拐點，實現環境污染和經濟增長之間的解耦。同時，政府還應該運用產品領先計劃，采取多種市場化手段，引導企業主動按照行業標準實施各自的節能環保和資源再利用計劃，鼓勵優秀企業主動增加技術和設備投資，把綠色制造作為企業降低成本、提高競爭力的重要手段。

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