中國經濟增長對環境質量影響的實證檢驗

周 茜，胡慧源

（1.中國藥科大學 國際醫藥商學院，南京 211198；2.華東政法大學 人文學院，上海 201620）

0 引言

環境保護與經濟發展是對立而又統一的兩個方面，環境為人類的生存和發展提供了物質基礎，而人類活動和經濟發展又對生態和環境帶來了污染與破壞。圍繞經濟增長是解決環境問題的動力還是引起環境惡化的原因這一課題，國內外學者開展了大量研究工作。在國外的很多相關文獻中，國外學者在研究環境問題和經濟增長協調發展關系時，主要的研究方法有投入產出模型、可計算的一般均衡模型、環境庫茲涅茨曲線（簡稱EKC）等。其中，環境庫茲涅茨曲線常被表示成污染物排放量隨人均國內生產總值（GDP）的增長而先增后減的“倒U型”關系，并為Grossman和Krueger首次實證證明[1]。Grossman和Krueger（1991）通過對42個國家的面板數據分析，發現環境污染物如顆粒物、二氧化硫等排放量與經濟增長關系呈現倒U型曲線。Panayotou（1993）[2]證實了這個結論，并將這個假說命名為環境庫茲涅茨曲線[3]，用以描述經濟發展與環境質量之間的關系。基于環境庫茲涅茨曲線，筆者運用1995～2010年間各項環境質量指標數據，深入分析我國總體經濟增長對環境質量的影響，從而為相關政策制定提供經驗支持與理論解釋。

1 我國總體經濟增長與環境污染關系的實證分析

1.1 模型的設定及數據收集

早期研究采用的模型比較簡單，以二次或三次線性函數估算為主，近些年才開始使用對數模型，原因在于對數模型有利于得到平穩的時間序列，如對數二次、三次多項式，并且對數模型被認為是標準的EKC回歸模型。因此，基于Selden和Song（1994）等人的理論模型[4]，本文對環境污染和經濟增長之間采用對數三次多項式來建立模型：

式中，Et為第t年的環境污染指標；Xt為第t年的人均收入水平，代表經濟增長；εt為隨機誤差項；β0、β1、β2、β3為待估參數。當其取不同值時，曲線形狀會有所不同，具體來說：（1）當 β1≠0、β2= β3=0時，環境污染與經濟增長呈線性關系；（2）當 β1＞0、β2＜0、β3=0時，環境污染與經濟增長之間呈“倒U型”；（3）當 β1＜0、β2＞0、β3=0時，環境污染與經濟增長之間呈“U型”；（4）當β1＞0、β2＜0、β3＞0時，環境污染與經濟增長之間呈“N型”；（5）當 β1＜0、β2＞0、β3＜0時，環境污染與經濟增長之間呈“倒N型”；（6）當 β1=0、β2=0、β3=0時，環境污染與經濟增長之間沒有關系。

經濟增長與指標選擇。經濟增長指標選取人均GDP來度量，與總量GDP相比，人均GDP（元/人）能夠更加真實地反映出經濟變化情況。為了便于比較，GDP數據選擇經過平減指數調整后的實際值。環境指標選取從三個方面考慮：生產污染排放、生活污染排放和能源消耗。

（1）生產污染。考慮到作為國民經濟支柱產業，工業是環境污染的主要制造者，選取指標為：工業廢水排放總量（萬噸）、工業固體廢物排放總量（萬噸）、工業廢氣排放總量（億標立方米）、工業煙塵排放總量（萬噸）、工業二氧化硫排放總量（萬噸）。采用這五大指標來衡量污染程度目前在中國較為普遍，并且這五大指標具有長期性，便于統計分析。

（2）生活污染。眾多有關經濟增長與環境質量關系的研究對于環境指標的選取都局限于工業污染指標，但作為一個人口超過13億的人口大國，生活性污染不容忽視，尤其是尾氣排放隨著機動車數量的增加而不斷增加?；诖?，筆者將生活性污染排放指標納入模型，選取指標為：生活污水排放量（萬噸）、城市生活垃圾清運量（萬噸）、生活煙塵排放量（噸）、生活二氧化硫排放量（噸）。這四個指標與生產性環境指標基本對應，其中，城市生活垃圾清運量用以衡量生活固體廢棄物，生活性廢氣主要指生活煙塵和生活二氧化硫。

（3）能源消耗。生產性污染和生活性污染是衡量環境的表面指標，產生這些污染最根本的是資源的耗竭，尤其是礦產資源的耗竭。本文選取與經濟增長密切相關的能源消費總量（萬噸標準煤）為環境資源消耗的指標。

所有數據均來源于《中國統計年鑒1996～2011》。

1.2 實證檢驗

1.2.1 單位根檢驗

基于ADF，分別對lngdp、lniww 、lnisw 、lniso2、lnid、lniwg、lnlww、lnlg、lnlso2、lnld、lntec進行單位根檢驗，得出所研究的變量都含有一階單位根（表1）。

表1 1995～2010年環境質量指標單位根檢驗

1.2.2 協整檢驗

由于變量的時間序列都含有一階單位根，需對其進行協整檢驗，結果表明所有環境質量指標與人均GDP都存在協整（表2）。

1.2.3 誤差修正估計

傳統的經濟模型通常表述的是變量之間的一種“長期均衡”關系，而實際經濟數據卻是由“非均衡過程”生成的。絕大多數學者僅僅關注經濟增長與環境污染指標之間的長期關系，卻忽略了經濟增長對與長期均衡路徑在短時間內的影響。本節通過建立誤差修正模型（ECM）進一步分析經濟增長對環境質量在長期和短期狀態下的影響。借鑒Engle和Granger（1981）兩步法思想，第一步進行協整回歸，得到長期協整方程以及殘差序列，第二步估計ECM（error correction model）。

通過協整回歸得到簡化模型，然后估計ECM結果（表3）：

表2 1995～2010環境質量指標與人均GDP的Johansen協整檢驗

（1）誤差修正估計的曲線形狀與協整回歸一致，且都不符合傳統的“倒U型”曲線，說明“倒U型”庫茲涅茨曲線并不適用于中國。

（2）10個環境指標的誤差修正項都小于零并且都是顯著的，表示10個環境污染指教對長期均衡狀態的偏離都將在下一期回到均衡狀態。即當10個環境指標偏離均衡狀態的時候，它們會以lniww（-1.42），lnisw（-1.06），lniso2（-1.22），lnid（-1.09），lniwg（-1.416），lnlww（-0.79），lnlg（-0.55），lnlso2（-1.07），lnld（-1.05），lntec（-0.57）的引力線作用將非均衡狀態拉回到均衡狀態。通過對比，可知工業廢水排放量的協整關系式起到的引力線作用最強。

（3）誤差修正估計模型的系數除了能源消費總量，其余都是顯著的。也就是說，10個環境指標中除了最后一個能源消費總量指標，都受到到人均GDP的短期波動的影響。同時由于10個環境指標的誤差修正項都是顯著的且都為負，說明它們都能通過協整關系式起到引力線作用，將非均衡狀態拉回到均衡狀態。換言之，能源消費主要受到均衡狀態的偏離程度的影響，人均GDP的短期變化一般對能源消費總量的變化趨勢并無太大影響，而主要受長期均衡關系的影響。

（4）三大類污染排放分析。生產污染排放分析：工業廢水排放從1999年起隨著人均GDP的增長而不斷增加，但當人均GDP大于17820.05元時，即2008年前后，開始隨著人均GDP的增長下降；工業固體廢棄物排放在1995～2000之間隨人均GDP的增長不斷增加，2000年后隨著人均GDP的增長而呈現下降趨勢，第二個拐點出現在人均GDP為26949.91元點；工業二氧化硫排放從1996年起隨著工業生產規模的不斷擴大而不斷增長，直到2007年開始呈現下降趨勢；工業煙塵排放自1995年起一直到2002年，隨著人均GDP增長而不斷增加，2002年后開始呈下降趨勢；當人均GDP達4004.62元時，工業廢氣排放量開始隨人均GDP的增長而不斷增加，直至人均GDP達28393.08元時開始下降。

生活污染排放：目前，我國生活污水排放遠遠超過兩個拐點（人均GDP68.41元和2135.3元），呈持續增長趨勢；城市生活垃圾清運從1995年起隨人均GDP增長而增長，2008年前后達第二拐點，開始呈下降趨勢；生活二氧化硫排放從1995年起隨人均GDP增加而增加，目前仍然沒有達到第二個拐點；生活煙塵從1995年起隨人均GDP增加而不斷增加，至2010年初開始呈下降趨勢。

能源消耗：人均GDP達5353.84元時，我國能源消費總量隨人均GDP的增加而增加，直至人均GDP達21779.13元，隨人均GDP的增加而下降。

隨著經濟的增長，目前我國工業廢水、工業固體廢棄物、工業二氧化硫、工業煙塵、城市生活垃圾清運量、生活二氧化硫以及生活煙塵排放量都處于下降階段，而工業廢氣、生活污水排放量以及能源消費總量則不斷增長（表4）。

表3 誤差修正模型估計結果

1.3 環境與經濟增長的VAR模型

為更好的說明環境質量指標對經濟增長的動態影響，建立向量自回歸（VAR）模型，分析經濟增長與環境變量的雙向沖擊及其影響：首先，對VAR模型滯后階數的選擇（表5）；其次，進行脈沖響應函數分析；最后，進行方差分解分析（表6）。

表4 我國環境指標與人均GDP關系現狀

（1）人均GDP增長率的正向沖擊對十個環境指標的影響。除了對工業煙塵排放增長率、城市生活垃圾清運量增長率、生活二氧化硫排放增長率有波動性影響，即經濟增長會使得以上三個指標先增加后減少，其他七個環境污染指標都將隨著經濟增長不斷增加，但增加幅度在不斷減小。

（2）十個環境變量增長率的下降對人均GDP增長率的影響。工業固體廢棄物排放增長率和工業廢氣增長率的下降都會對人均GDP增長率帶來負面影響。能源消費增長率的下降會對人均GDP增長率產生先負后正的影響。

這些結果表明，政府制定的相關針對工業固體廢棄物排放和工業廢氣排放的政策可能一開始會對經濟增長造成負面影響，而且，政府不能簡單通過直接減少能源消費來達到環保的目的，這樣會直接影響經濟的增長，而應該不斷完善各種環保機制，尋找清潔能源等，從根本上節能環保，同時在經濟發展到一定程度的時候，減少能源消費對經濟增長的影響會由負轉為正。

通過表6可以看出，人均GDP對10個環境指標的貢獻率基本上都超過了50%。表明人均GDP能很好解釋各類環境指標的變化。換言之，經濟的增長在很大程度上是導致工業廢水、工業固體廢棄物、工業二氧化硫、工業煙塵、工業廢氣、生活污水、城市垃圾、生活二氧化硫、生活煙塵排放以及能源消費不斷增加的主要原因，從而導致了環境的污染加重。人均GDP增長率沖擊對工業污染排放增長率的貢獻率相對與生活污染排放的貢獻率較大，這也說明經濟增長對工業污染的影響已經非常明顯，生活污染正在逐漸增加。按照人均GDP增長率沖擊對10個環境指標的貢獻率，我們應著重加強對工業煙塵、工業二氧化硫、工業廢氣、工業廢水、工業固體廢棄物排放的控制。此外，我們發現，人均GDP增長率沖擊對能源消費總量增長的貢獻率約55%左右，明顯低于人均GDP增長率沖擊對其他四種工業污染排放增長的貢獻率，這正好與誤差修正模型分析的能源消費主要受到均衡狀態的偏離程度的影響，人均GDP的短期的變化一般對能源消費總量的變化趨勢并無太大影響，而主要受到長期均衡關系的影響這一結論相一致。

2 我國總體經濟發展對環境質量影響的要素分析

實證分析結果表明，中國10個環境指標的EKC之間存在差別。借鑒Grossman和Krueger（1991）相關研究，從規模效應、結構效應、技術效應、資源稟賦效應以及政策規制效應五個方面對此予以解釋。

（1）規模效應

規模效應對環境質量的影響，可以通過中國的經濟總量進行分析。如前述，中國經濟增長對各項環境指標的沖擊，目前都會對環境污染排放帶來擴大影響，造成環境污染的加重。正是因為經濟的不斷增長使得經濟規模不斷擴大，產生了較大規模的污染排放量。規模效應在我國現階段基本存在，即經濟規模擴大對中國絕大多數省份的環境污染排放起到了放大作用。

（2）結構效應

結構效應特別是產業結構的變化是環境污染重要的影響因素。一般地，第二產業尤其是工業需要消耗大量的能源和資源，在生產過程中排放出大量的污染物，對環境的污染最大[5]；第一產業主要是農業，對環境的污染源主要是來自農藥和化肥，但農業生產過程中對能源及自然資源的需求相對較低，因此對環境的污染程度相對較??；第三產業更加強調對知識、人力資本等要素的需求，對能源及自然資源的需求比較低，因此對環境的污染也相對較小。因此，第二產業的比重越高，對環境污染越嚴重；第三產業的比重越高，對環境污染就越小。

（3）技術效應

經濟發展是技術進步的前提，反之，技術進步亦會相應降低單位產出的污染排放量，從而實現環境污染的技術效應。隨著新技術的出現，工業污染排放處理技術的不斷完善，污染排放量不斷降低。

從長期來看，上述三種效應在不同階段對環境質量的影響及其強度有所不同。規模效應的影響主要體現在經濟起步階段，會導致環境污染隨著經濟的增長而加劇；結構效應和技術效應在經濟發展到一定水平之后才會逐漸發揮作用，促使環境質量隨著經濟的進一步增長不斷改善。

（4）資源稟賦效應

作為產業結構的基礎，要素稟賦的改變將會影響產業結構繼而決定經濟的發展階段，經濟發展的不同階段則又會引致不同程度的環境污染。因此對要素稟賦的深入分析，可以更好地解釋中國環境質量的差異。以水資源為例。水資源的供給會給工業、特別是耗水量大的工業的發展產生重大影響，進而對經濟發展產生擾動；同時，水資源與廢水排放也有密切關系，水資源豐富的地區，污染容量通常也較大。根據《中國環境公報1995～2011》，中國水資源豐富，生活和工業用水以及農業用水的利用率偏低，農業用水的比重逐漸增大，產生廢水污水隨之增多。

（5）政策規制效應

一國的環保政策對環境和經濟都有重要影響。目前，我國已形成一個以《憲法》中“環境保護規定”為基礎、以《環境保護法》為主的較為系統和全面的環境法律法規體系。各級政府通過建立環境標準制度、環境檢測和報告制度、環境資源規劃制度、環境保護目標責任制度和城市環境綜合整治定量考核制度、環境影響評價制度等等，在政策和資金上向環境治理和規制傾斜，旨在改善環境質量。國民經濟和社會發展“十二五規劃”更是明確指出，2015年底主要污染物排放總量應顯著減少，水質比2010年提高5個百分點，二氧化硫排放比2010年減少8%。

3 結論

本文研究結果表明：我國經濟增長與環境污染之間的關系與傳統的“倒U型”庫茲涅茨曲線并不相符，經濟增長對不同的污染排放有不同的影響。截至2011年，經濟增長使得工業廢水、工業固體廢棄物、工業二氧化硫、工業煙塵、城市生活垃圾清運、生活二氧化硫、生活煙塵排放量呈現下降趨勢，而工業廢氣、生活污水排放以及能源消費量仍然處于上升趨勢。通過人均GDP增長率與十個環境污染指標的相互沖擊分析可知，直接降低工業固體廢棄物、工業廢氣排放以及能源消費量會減緩經濟發展，這意味著政府不能簡單通過強制性措施減少污染排放。環境和經濟的發展是相輔相成的，經濟的不斷發展會產生環境污染，環境則為經濟增長限定了約束條件。如若產生污染之后，政府只是簡單地控制某些或者某類環境污染，可能會帶來阻礙經濟增長的負面影響，這種方式治標不治本。因此，我們應綜合考慮經濟和環境之間的關系，有針對性地制定環境政策。

[1]Grossman,G.M.,Krueger A.B.Environmental Impacts of the North American Free Trade Agreement[C].NBER,Working Paper3914,1991.

[2]Panayotou,T.Emprical Tests and Policy Analysis of Environmental Degradation at Different Stages of Economic Development,ILO[Z].Technology and Employment Programme,Geneva,1993.

[3]Panayotou.Population and Environment[C].CID Working Paper No.54,2000.

[4]Selden,T.,Song,D.Environmental Quality and Development:is there a Kuznets Curve for Air Pollution Emissions?[J].Journal of Environmental Economics and Management,1994,27(2).

[5]馬子紅.中國區際產業轉移與地方政府的政策選擇[M].北京：人民出版社，2009.