新時期山東省環境庫茲涅茨曲線實證研究

王鐘杰，王有邦

(山東師范大學地理與環境學院，山東濟南250000)

20世紀90年代，Grossman等［1］提出了EKC曲線(Environmental Kuznets Curve)的假說。假定一個國家的環境破壞程度會隨著經濟水平的提升而增加，達到一定程度后，污染程度又會隨著經濟水平的提升而降低［2］，即在二維的平面空間，以污染水平為縱坐標，以人均GDP為橫坐標，根據兩種指標的變化情況描繪出曲線圖，即EKC曲線。隨后，大量學者展開了對EKC曲線的分析。Shafik［3］對大氣中的SO2和懸浮微粒含量的“U”型曲線的最值點進行了估值。Panayotou［4］、Markus［5］、Lopez［6］等也分別從國家發展的不同方面對EKC進行了研究。Friedl等［7］應用奧地利20世紀后40年的GDP增長情況與CO2排放量的數據驗證EKC假說，卻發現“N”型的數據擬合結果更適合于該國的實際情況。

20世紀末EKC的研究也引起了我國學者的關注。吳玉萍等［8］通過分析北京市20世紀80年代后半期到20世紀末的相關數據，總結得出:北京市實施了一項行之有效的環境政策，各研究指標符合EKC的特征，但倒“U”形的關鍵點與發達國家有明顯的區別。莊宇等［9］分析了我國西部人均收入水平與廢水排放量的關系，得出經濟水平與水質呈現出EKC曲線的右側部分。沈滿洪等［10］根據浙江省相關指標數據分析得到當地EKC曲線呈“倒U型+U型”。吳開亞等［11］分析安徽省相關數據，得出該省EKC曲線呈“U型+倒U型”。王西琴等［12］1978～2002年天津市的指標數據，擬合得到的EKC曲線形態為“倒U型+U型”，并分析了引起曲線波動的原因。此外，還有學者對我國東部地區的經濟水平變化與環境破壞進行了一系列研究［10，13－17］。山東省緊鄰環渤海經濟圈和長三角經濟圈，研究其經濟發展對環境的影響具有重要意義。筆者立足于前人研究成果，根據1981～2013年經濟與環境數據，建立相關的計量模型，從更長的時間層面上展現EKC的變化曲線并分析其成因，從而為相關決策提供參考。

圖1 山東省污染物排放變化情況

1 山東省經濟發展與環境概況

改革開放以來，山東省經濟發展整體水平有了很大提升。2013年山東省的GDP總量為54 684億元，人均GDP增加到51 768元，相比改革開放之初有了明顯的上漲。近幾年山東省工業企業聚集現象越來越明顯，帶動山東省經濟不斷發展，2013年第二產業對山東省經濟增長的貢獻率達到了61．4%，對經濟的推動作用明顯。但在經濟持續發展的同時環境污染和破壞的程度卻令人擔憂。2013年山東省水利廳數據顯示，全省例行監測河流斷面中，60．7%的水質優于III類，14．9%處于Ⅳ類水質，19．4%處于V類，而劣V類水質占到了14．9%。另外，環境破壞方面也同樣引起人們關注，大氣中PM10(可吸入顆粒物)、SO2和NO2年均濃度分別為0．16、0．071、0．048 mg/m2，同比分別上升 24．0%、7．8%、17．1%。1981～2013年山東省 SO2、煙塵以及工業廢水、固體廢棄物的排放量見圖1。如圖1所示，1981～2013年山東省總的污染物排放量呈波動上升趨勢。近年來盡管部分地區環境有所改善，但是經濟水平的提高與自然環境破環的矛盾仍然存在，不可忽視。

2 山東省經濟發展與環境的EKC曲線分析

2．1 指標選取與數據來源 為了使最終的擬合效果更加明顯準確，選取以下指標:人均GDP、工業廢水、煙塵、SO2以及工業廢棄物排出量。選取1981～2013年山東省相關數據，采用基期轉換的方法對指標數據進行轉換。數據均來源于1982～2014年《山東統計年鑒》。

2．2 模型設定 運用SPSS19．0統計軟件對所選取的指標數據進行擬合，根據最終效果來篩選出最佳的曲線圖，通常使用的主要有線性函數、二次函數、三次函數以及指數函數。根據擬合的準確情況，該研究選擇三次函數作為研究模型。采用如下環境－經濟回歸方程:

式中，x表示經濟增長;y表示環境污染;b為自變量系數;ε表示誤差項。根據最終自變量系數的不同，可以得出不同的曲線形態，其中b1=b2=b3=0，為一條平滑的直線或是不相關關系;b1＞0，而b2=b3=0，為一元遞增或線性關系;b1＜0，而b2=b3=0，為一元遞減關系;b1＞0，b2＜0，而 b3=0，呈倒“U”型曲線;b1＜0，b2＞0，而 b3=0，為“U”型曲線;b1＞0，b2＜0，而 b3＞0，呈N 型曲線;b1＜0，b2＞0，而b3＜0，呈“N”型曲線。

2．3 結果與分析

2．3．1 模型結果分析。經濟水平是影響環境質量的重要因素。1981～2013年山東省環境經濟計量模型估計結果見表1，相對應的曲線見圖2。結合表1和圖2可知，煙塵、工業廢水、固體廢棄物排放量的擬合曲線相關性比較明顯，而SO2排放量則呈現一定的波動性。如圖2所示，廢水排放量的EKC曲線形態為倒“U”型曲線左側部分，且沒有達到最大值，在一定時間范圍內仍然會呈上升趨勢;SO2排放量的EKC曲線形態為明顯的“N”型。并且可以明顯地看出，開始階段人均GDP上漲的同時，SO2排放量也先不斷增加，然后經歷了一段下降時期，現在又處于上升階段，說明SO2排放量與經濟指標并不是單獨的相關性而是會出現反復，“N”型的EKC曲線在我國比較發達的省份具有一定的普遍意義，而在西部比較落后的省份則呈現波動性比較明顯的趨勢［18］。針對這一現象有研究人員認為，“十五”期間我國東部地區的重化工發展戰略直接導致了環境污染急劇上升［19］。煙塵排放量的EKC曲線為“U”型。從山東省目前的收入狀況來看，其排放量還會呈現增長的態勢;而廢水和固體廢棄物排放量的EKC曲線形態為倒“U”型曲線左側部分，在轉折點到來之前，它們的數值將會一直攀升。另外，從SO2和煙塵的環境庫茲涅茨曲線可以看出，污染物排放量的最低值大約在人均GDP為3萬～5萬元時期出現，即2008～2013年，2008年山東省強調了經濟體制改革的工作重點是繼續推進省管企業實施戰略性重組，加快企業集體建設的步伐等一系列調整措施，使污染物排放量處在下降的趨勢，并取得了一定的成果。

表1 1981～2013年山東省環境經濟計量模型估計結果

2．3．2 結果解釋。作為工業和能源消耗大省，山東省應提高工業技術含量，重點加強對主要污染源頭的控制，淘汰落后產能企業，提高廢水以及工業垃圾循環利用率，但是第二產業的蓬勃發展仍然是山東省經濟提升的支柱產業，加強環境保護仍然是重中之重，面對環境污染出現的一系列新問題，經濟發展與環境保護間的矛盾仍十分強烈。

20世紀80年代，山東省積極響應國家的重工業化戰略。如圖3所示，山東省第二產業占GDP比重一直處居高不下的狀態，尤其是在2003年這種比例增加顯著，并一直延續到2013年，雖然有波動但是整體還是處在較高的比例中。第一、二、三產業所帶來的經濟效益比例也由1981年的42．0∶25．2∶32．8 變為 2013 年的 3．3∶61．4∶35．3。經濟發展之初必須依靠工業，工業的迅速發展帶來經濟的提高，隨之而來的也是污染物的大量排放，環境污染程度在逐漸的加深。1993～1994年輕工業所占比例最低，相反的重工業所占比例最大，結合圖1可看出，SO2和煙塵的排放量也在這一年達到了一個小高峰。2002年以后，輕工業所占比例明顯下降，而第二產業與重工業所占比例明顯增加，圖1也顯示工業廢水、SO2、煙塵以及工業固體廢棄物排放量在2002～2006年間也不斷上升。說明了第二產業的組成比例變動會引起EKC曲線的變化。

從環境保護政策來看，改革開放以來，由于國家環保政策的指引，山東省政府也有針對性地實施了多種污染治理措施，著手從源頭上加大處理力度，對于環境保護標準不合格的企業限期治理，加快淘汰一些落后生產工藝和生產方式的企業并鼓勵其轉型。“九五”期間山東政府的工作重點是到20世紀末，所有工業排污水平達到政府或省規定的標準，主要垃圾總量控制在省規定的指標范圍之內;全省自然環境惡化的蔓延程度得到有效的掌控，水質要求達到標準。這一階段SO2和煙塵的排放量并沒有降低(圖1)，與山東省“消煙”與“脫硫”技術的落后有直接的關系。到20世紀90年代中期，政府部門加大了對相關行業以及部門的技術支持和投資力度，使得SO2和煙塵的有效排放量不斷得到控制并逐漸降低。2008年山東省強化了經濟體制改革重點，鼓勵有實力的省管企業跨地區跨行業整合資源，提出要改制，退出和關閉污染企業，加快困難企業退出的步伐，這些舉措也取得了不錯的成果。由此得出:未來山東省應該充分利用環境庫茲涅茨曲線背后的“黃金定律”，調整經濟部門與環境部門之間的平衡，使相互之間實現有效傳導;2013年底山東省政府制定《關于加快發展節能環保產業的實施意見》，2014年10月又出臺了《山東省2014－2015年節能減排低碳發展行動實施方案》積極響應國家的環保政策，同時也應該實施循環經濟發展戰略，加快發展綠色產業和循環產業鏈;走經濟與環境協調發展的新路子，實現經濟能力快速提升的同時，降低環境的污染程度。

圖2 山東省1981～2013年人均GDP與污染物排放量的環境庫茲涅茨曲線

圖3 山東省工業及輕重工業產值比重變化趨勢

3 結論

根據統計數據，該研究分別對1981～2013年山東省廢水、SO2、煙塵、固體廢棄物4類污染物排放指標的EKC曲線進行實證檢驗，分析總結出:

(1)1981～2013年山東省SO2排放量的EKC曲線呈“N”型，跟前人的分析結果趨同，說明EKC曲線的變化是一個長期的趨勢。隨著人均收入水平的上漲，大氣中SO2的含量也處在不斷地波動中;而廢水和固體廢棄物的EKC曲線仍然表現為倒“U”型的左側部分，轉折點仍然沒有出現，這也表明隨著人均收入的提高，工業廢水和固體廢棄物的排放量也在不斷遞增，這也為山東省工業更快提升與轉型提出了更高標準的技術要求。

(2)各相關指標的選取直接影響擬合效果的準確性，所以對指標的選取和實際相關指標數據的取得，將會對研究產生很大的影響。

(3)山東省是工業大省，工業的發展狀況直接影響經濟的發展，同時也會對環境造成一定的影響，而各種環境保護政策的出臺與實施，政府的投資以及產業結構的調整將會直接影響地區經濟發展，同時也會影響到經濟和環境指標數據，進而影響曲線的擬合效果，因而要根據實際情況采取積極的應對措施。

(4)針對擬合曲線，2014年山東新型城鎮化發展的要求中提出一系列應對措施，如明確要求推進城鎮生態文明建設，加強環境污染治理以及推進綠色城鎮建設;2014年1月山東省又印發了《關于加快發展節能環保產業的實施意見》。

此外，環境與經濟增長的相互作用，既表現在經濟增長對環境的影響上，也表現在環境對經濟的反饋作用上，對于后者，還有待更進一步的研究。

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