工業污染的環境庫茲涅茨曲線檢驗與脈沖響應分析

余嘉瑤

摘 要： 基于1995-2013年福建省數據，采用工業廢氣、工業廢水、工業固體廢物、工業煙粉塵、工業等SO2五類工業污染指標，對我國經濟增長與工業污染之間的EKC曲線關系進行實證檢驗與脈沖響應分析。結果表明，不同的環境污染指標得到的EKC曲線形狀不同，福建省工業污染物排放（除工業固體廢物）與人均實際GDP之間均存在長期穩定的協整關系。各地區在發展經濟的同時，須重視對環境污染的治理。

關鍵詞： 工業污染； 經濟增長； EKC曲線； 協整檢驗； 脈沖響應分析

中圖分類號： F 403.8 文獻標志碼： A 文章編號： 1671-2153（2015）01-0088-05

0 引 言

自改革開放以來，中國經濟的發展取得了舉世矚目的成就，然而在獲得經濟高速發展的同時，我國的環境問題卻不容樂觀，尤其是快速工業化帶來的工業污染問題。關于經濟增長與環境污染的關系研究，最有代表性的是美國經濟學家Grossman和Krueger提出的環境庫茲涅茨曲線（EKC）：環境污染物質量與人均收入水平之間呈“倒U型”關系[1-2]。目前，國內學者對經濟增長與環境污染關系的研究主要集中于環境庫茲涅茨曲線特征的驗證[3-7]，但較少研究工業污染與經濟增長之間的相互作用機制。因此，本文在前人的研究基礎上，基于1995-2013年期間福建省數據，檢驗工業污染與經濟增長的庫茲涅茨曲線關系，并利用脈沖響應分析進一步研究工業污染與經濟增長的相互作用關系。

1 工業污染的環境庫茲涅茨曲線的驗證

1.1 指標和數據選取

以1995年為基期，扣除人均實際GDP的價格因素，得福建省1995-2013年人均實際GDP，以表征經濟增長；選取工業廢氣排放量、工業廢水排放總量、工業SO2、工業煙粉塵排放總量和工業固體廢物產生量等指標，以表征工業污染。其中， 2010年之前，工業煙塵與工業煙塵的數據是分別公布的，而2010年之后只公布工業煙粉塵數據，因此，1995-2009工業煙粉塵數據是工業煙塵與工業粉塵的加和得出來的。各指標數據來源于1995-2013年福建省歷年環境公報、《中國環境統計年鑒》和《中國統計年鑒》。為避免數據的大幅波動，減少異方差的影響，對相關變量的數據進行對數化，各類符號含義與具體指標如表1所示。

1.2 估計模型與方法

建立如下回歸方程模型：

TPt=C+β1Yt+β2Yt2+β3Yt3+？著t， （1）

式中：TPt為第t年福建省某種工業污染物的產物總量（取對數）；Yt為第t年福建省的實際人均GDP（取對數）；C，β1，β2，β3為回歸模型的系數；？著t為隨機擾動項。

由式（1）可以預見：若①β1≠0，β2=0，β3=0，EKC曲線為線型；②若β1>0，β2<0，β3=0，EKC曲線呈“倒U型”；③β2>0，β3=0，EKC曲線呈“U型”；④β1>0，β2<0，β3>0，EKC曲線呈“N型”；⑤β1>0，β2<0，β3<0，EKC曲線呈“U型+倒U型”。

1.3 數據的單位根檢驗

根據計量經濟學原理，經典回歸模型是建立在平穩數據變量的基礎上，對于非平穩變量，不能使用經典回歸模型，否則會出現虛假回歸等諸多問題。為防止偽回歸現象，應用Eviews7.0對人均實際GDP、工業廢氣、工業廢水、工業煙（粉）塵、工業SO2、工業固體廢棄物等變量，進行單位根檢驗，結果如表2所示。由表2可以看出，各變量均為一階單整。

2 工業污染物與經濟增長的庫茲涅茨曲線檢驗

2.1 工業廢氣與人均實際GDP的EKC檢驗

回歸結果表明，β1=-147.9762<0，β2=15.58636>0，β3=-0.541119<0，所以工業廢氣排放量與人均實際GDP之間呈“U型+倒U型”的曲線關系，且R2=0.986875，F統計檢驗的P值=0.00<0.01，因此回歸方程總體擬合度高。模型回歸結果為

G=471.3739-147.9762Y+15.58636Y2-

0.541119Y3，（2）

R2=0.986875， F= 375.9439， D.W=1.14。

式中：G與Y均為對數值。根據式（2）估計結果可以計算出“U型+倒U型”曲線的兩個拐點分別為5356.35元/人和40806.23元/人，而據統計2013年福建省的人均實際GDP為40755.13元/人，說明已經達到了“U型+倒U型”的拐點。因此，可以預測，隨著福建省人均實際GDP不斷增長，工業廢氣的排放量將隨之降低。

2.2 工業廢水與人均實際GDP的EKC檢驗

回歸結果表明，β1=30.73629<0，β2=30.73629>0，β3=-1.071488<0，因此工業廢水排放量與人均實際GDP之間也是呈“U型+倒U型”的曲線關系，且R2=0.895180，F統計檢驗的P值=0.000000<0.01，因此回歸方程擬合度高。模型的回歸結果為

W=936.1918-292.6420Y+30.73629Y2-

1.071488Y2，（3）

R2=0.895180， F= 42.70065， D.W=1.57。

式中：W與Y均為對數值。根據式（3）的回歸方程可以計算出，工業廢水排放量與人均實際GDP的“U型+倒U型”曲線關系中，兩個拐點分別為7609.65元/人和26544.28元/人。這說明：當福建省人均實際GDP低于7609.65元/人時，福建省工業廢水排放量將隨著人均實際GDP上升而減少；當福建省人均實際GDP突破7609.65元/人時，工業廢水排放量會隨人均實際GDP的增長而增長；當福建省人均實際GDP突破26544.28元/人時，人均實際GDP的上升將有利于工業廢水排放的減少。通過觀察歷史統計數據可知，兩個拐點分別于1997年、2009年突破，因此福建省正處于工業廢水排放減少的階段。

2.3 工業固體廢物與人均實際GDP的EKC檢驗

回歸結果表明，β1=18.75970>0，β2=-0.901264<0，β3=0，因此工業工體廢物產生量與人均實際GDP之間呈典型的環境庫茲涅茨倒U型曲線關系，且R2=0.866930，F統計檢驗的P值=0.000000<0.01，回歸效果顯著。模型的回歸結果為

S=-88.80196+18.75970Y-0.901264Y2，（4）

R2=0.866930， F=52.11895， D.W=1.17。

式中：S與Y均為對數值。由回歸結果計算可得，倒U型曲線的拐點為33104.98元/人，福建省在2011年已經突破這個拐點，因此隨著人均實際GDP的提高，工業固體廢物的產生量將降低。

2.4 工業煙粉塵與人均實際GDP的EKC檢驗

通過回歸可得，β1=-0.195941>0，β2=0，β3=0，因此工業煙粉塵與人均實際GDP之間不存在庫茲涅茨倒U型曲線關系，而是呈負相關的線性關系。模型的回歸結果為

D=5.186205-0.195941Y， （5）

R2=0.196312， F= 4.152488， D.W=1.35。

式中：D與Y均為對數值。由式（5）可以看出，工業煙粉塵的擬合效果不佳，從福建省的情況來看，近年的工業粉塵排放量的確呈下降趨勢。從表3可知，從2005年開始，工業煙粉塵大幅下降，這應該與近年來福建省的節能減排目標和環境政策的落實有關。

2.5 工業SO2與人均實際GDP的EKC檢驗

通過回歸可得，β1=-205.9353<0，β2=21.99803>0，β3=-0.778337<0，因而工業二氧化硫的排放量與人均實際GDP之間呈U型+倒U型的曲線關系，且R2=0.913284，F統計檢驗P值= 0.000000<0.01，回歸方程擬合度高。模型的回歸結果為

SO2=641.6706-205.9353Y+21.99803Y2-

0.778337Y3，（6）

R2=0.913284， F= 52.65943， D.W=1.44。

式中：SO2與Y均為對數值。根據模型的回歸結果計算得出，曲線的兩個拐點分別為5841.611元/人和26085.76元/人。其中前面一個拐點1994年已經突破，第二個拐點2009年已經突破，說明福建省的經濟發展已經突破了工業二氧化硫排放的改善點。

3 工業污染與經濟增長的脈沖響應分析

3.1 變量間的JJ協整檢驗

由表2可以看出，人均實際GDP、工業廢氣、工業廢水、工業煙（粉）塵、工業SO2、工業固體廢棄物等變量都是一階單整的，因而可進行協整檢驗。用Eviews將各工業污染指標與人均實際GDP進行協整檢驗，JJ檢驗的結果如表4所示。

由表4可以看出，GDP與變量G，D，SO2，W均存在協整關系，即存在長期穩定的關系，表明隨著經濟的增長，福建省的工業廢氣、工業煙粉塵、工業SO2、工業廢水等工業污染的排放從長期來看仍然有增長趨勢。雖然從各工業污染物的EKC曲線可知，福建省已經跨過或即將跨過曲線的拐點，處于工業污染下降的階段，但由于各工業污染物的排放與GDP之間存在長期穩定關系，經濟增長與工業污染物排放之間的矛盾仍需重視。GDP與S之間不存在協整關系。這可能與工業固體廢物綜合利用率顯著提高有關，據統計，1995年工業固體廢物的綜合利用率僅為27.9%， 2012年工業固體廢物的綜合利用率為89.2%。

3.2 變量間的脈沖響應分析

用Eviews7.0軟件，分別將人均實際GDP與五種工業污染物進行脈沖響應分析，結果如表5所示。由表5可以看出，人均實際GDP對工業SO2、工業廢水、工業廢氣三種工業污染物沖擊的反應均為正面反應，其中工業SO2、工業廢水對人均實際GDP的正面影響效應不斷增加，工業廢氣對人均實際GDP的沖擊正面影響效應先增加，到第7期時達到最大，隨后降低。這說明福建省工業SO2、工業廢水、工業廢氣三種工業污染物的排放對人均實際GDP的正面影響效應大于其負面影響效應，人均實際GDP對工業煙粉塵的沖擊產生了負面反應，并隨著時間的推移該負面反應將擴大。

表6為各污染物對人均實際GDP的脈沖響應。由表6可以看出，工業二氧化硫對人均實際GDP的反應均為負，說明經濟增長對工業二氧化硫排放有改善作用；初期工業廢水對人均實際GDP的沖擊反應為正面反應，隨后隨著經濟增長逐漸減少，到第7期時沖擊反應轉變為負； 第2～4期人均實際GDP對工業煙粉塵有正面影響，但很快轉變為負面影響。以上說明隨著經濟增長，人民的生活水平不斷提高，對環境的質量要求越來越高，對環境問題越來越重視，促進了工業結構的轉型、治污技術水平的提高，再加上環保政策的實施，工業污染得到了較大的改善。

4 結果與討論

本文主要基于1995-2013年間福建省數據，對工業污染與工業污染物之間的環境——收入曲線關系進行實證驗證，并通過分析工業污染與經濟增長的脈沖響應，得出如下結論。

（1） 度量指標的選取在很大程度上決定了環境庫茲涅茨曲線的估計結果。對于不同的環境污染指標，實證研究得到的曲線形狀與環境拐點均不同。表7總結了工業廢氣、工業廢水、工業固體廢物、工業煙（粉）塵、工業SO2等五種工業污染物的度量指標與人均實際GDP的曲線關系。從目前福建省的人均實際GDP來看，近年來各個工業污染物的曲線拐點均已突破，這表明隨著經濟的增長，各工業污染物的排放水平將會下降。

（2） 對人均實際GDP和五個工業污染物排放量進行單位根檢驗，并分別將五個工業污染物排放量與人均實際GDP進行協整檢驗，發現工業廢氣排放量、工業廢水排放量、工業煙粉塵排放量、工業SO2排放量與人均實際GDP之間均存在協整關系，說明這些工業污染與經濟增長之間的矛盾將長期存在，雖然通過實證表明福建省已經跨過各EKC曲線的拐點，但仍需要注重環境保護與經濟增長之間的協調發展。工業固體廢物產生量與人均實際GDP之間不存在協整關系，這可能與工業固體廢物綜合利用率顯著提高有關。

（3） 基于VAR模型基礎上，分別對各工業污染變量與人均實際GDP進行脈沖響應分析。從GDP對各污染物的脈沖響應分析可知：福建省工業SO2、工業廢水、工業廢氣三種工業污染物的排放對人均實際GDP的正面影響效應大于其負面影響效應；人均實際GDP對工業煙粉塵的沖擊產生了負面反應，并隨著時間的推移該負面反應將不斷擴大。從工業SO2排放量、工業廢水排放量、工業煙粉塵排放量對人均實際GDP的脈沖響應可知，初期快速的經濟迅速增長導致工業污染水平上升，但當經濟發展到一定程度后，經濟的增長會帶動工業污染水平下降。這是因為：在經濟發展初期，人均收入水平較低，公眾更注重經濟的快速發展，而對環境質量的需求較低。另外，發展初期政府財政收入有限，對環境治理投入不足，對環境污染監控力較差，因而環境污染會隨著經濟增長惡化。但當經濟發展到一定階段，產業結構得到優化，環保技術水平提高，工業污染排放將逐步降低。另外，隨著生活水平的提高，民眾對環境質量需求增加，環保意識增強，政府的財力水平增加，增強了對環境污染的治理力度，環境污染得到有效控制。但是，一旦產業結構轉型不夠順利，或者經濟發展過程中環境保護沒有受到足夠的重視，或者環境政策實施不力，都將加重環境污染水平。

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（責任編輯：徐興華）