陜西省環境庫茲涅茨曲線特征及成因分析

楊帆 王皓

摘要：近年來隨著經濟的快速發展，如何在經濟增長的同時防治環境污染和改善生態環境質量成為研究關注的焦點。選取14個環境污染指標、9個生態環境指標和人均GDP，對陜西省1986-2012年的數據建立數學模型，得出了環境質量與經濟增長之間關系的環境庫茲涅茨曲線（EKC）；并選取8個影響因素進行多元線性回歸，分析了影響環境指標和陜西省環境質量的主要因素。結果表明，23種環境指標對經濟增長的影響呈現不同的發展趨勢和特點；除經濟增長外，人口數量、城市結構、產業結構、人口素質、技術水平、污染治理投資是影響陜西省環境質量的主要因素，對環境庫茲涅茨曲線具有重要解釋意義。該研究為陜西省環境污染和生態環境的治理修復、產業結構的科學調整提供依據，同時對西部其他省份具有重要的借鑒意義。

關鍵詞：環境庫茲涅茨曲線；環境質量；生態環境；經濟增長；陜西省

中圖分類號：F127；X22 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）14-3384-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.14.014

Analysis of Characteristics and Origin of Environmental Kuznets Curve

in Shaanxi Province

YANG Fan，WANG Hao

（College of Geology and Environment， Xian University of Science and Technology， Xian 710054， china）

Abstract： In recent years，with the rapid development of economy，how to prevent and control environmental pollution and improve the ecological environment quality along with the economic growth at the same time becomes the focus of attention. Starting from the present environmental Kuznets curve （EKC） research，this article analyzes the research progress of environmental pollution and ecological environment. By choosing 14 pollution indicators，9 indicators of ecological environment and GDP per capita， establishing the mathematical model for the data of Shaanxi Province during 1986-2012，the environmental Kuznets curve relationship between environmental quality and economic growth was obtained； 8 factors were selected to analyze multiple linear regression，and the main influence factors of environmental indicators and environmental quality in Shaanxi Province were analyzed. 23 environmental indicators to affect the economic growth show different trends and characteristics. In addition to economic growth，the main factors affecting the quality of the environment also include population，city structure，industrial structure，population quality，technical level and pollution control investment，which is of important significance to explain the environmental Kuznets curve in Shaanxi Province. The research result can provide the basis for the environmental pollution and ecological environment remediation，rational adjustment of industrial structure， and important reference significance for other western provinces.

Key words： environmental Kuznets curve； environmental quality； ecological environment； economic growth； Shaanxi province

環境庫茲涅茨曲線（EKC）是茲涅茨曲線在經濟發展和環境質量方面的一項應用。該理論假定，如果沒有一定的環境政策干預，一個國家或區域的環境污染隨著經濟的增長先惡化，越過轉折點后逐步改善，即環境污染變動與經濟發展變動趨勢間呈現倒U型關系。后來經過大量學者實證研究完善，EKC的形式除了典型的倒U型外，還有直線型、N型以及U型等[1]。Grossman等[2]在1991年首次采用EKC對城市大氣數據做了分析，發現SO2及煙塵與人均GDP之間存在倒U型曲線關系。Shafik等[3]擬合了10個生態環境因素與人均GDP的關系，提出倒U型EKC關系。國外大多關于EKC的研究都以大氣環境指標為基礎，如Stern等[4]、Cole等[5]對大氣污染物做過深入的研究。國內近些年對EKC的研究主要集中在環境污染方面。如王奇等[6]通過EKC曲線構建了29個國家污染排放與收入之間的關系；周璇等[7]對多個省工業廢水排放量與經濟增長的關系進行了研究；趙連閣等[8]選取浙江省農業面源污染指標及經濟增長數據，驗證浙江省農業面源污染與經濟增長之間的關系；莊大昌等[9]通過對廣州市30年的經濟發展與廢水排放相關數據進行分析，建立了廣州市經濟增長與廢水排放的EKC模型；戰永輝等[10]通過對山東省三廢排放與人均GDP 的數據分析，得出了各種環境污染物與經濟增長的曲線特征；陳景輝等[11]根據陜西省20年工業總產量和工業三廢、工業SO2以及煙塵排放量的數據，建立了EKC模型。

現階段采用EKC主要對大氣、工業廢水中的主要污染物指標（排放量和濃度）做實證研究，生態環境方面的研究較少，較多集中在碳排放方面。如王鵬等[12]選取6個城市，研究了城市經濟增長與土地生態安全之間的相關關系，并進行生態安全評價；陳勇等[13]利用農業和經濟數據對西南地區農業生態系統碳排放、碳吸收和碳足跡進行了計算和時空特征分析，并建立了EKC模型；許廣月等[14]選用中國省域面板數據，研究中國碳排放環境庫茲涅茨曲線的存在性；邵鋒祥等[15]通過建立CO2排放的環境庫茲涅茨曲線，實證研究了陜西省碳排放與經濟增長的關系。

目前還沒有一個綜合的一般性指標來反映整個生態環境與經濟發展之間的關系，特別是缺少環境退化或改善對經濟的作用方面的內容。研究生態環境指標和經濟的關系是未來的一個重要方面[16]。將EKC應用于陜西省環境質量與經濟關系的研究，分析其成因，可以為陜西省環境污染和生態環境的治理修復、產業結構的科學調整提供依據，同時對西部其他省份具有重要的借鑒意義。

1 研究指標與計量模型

本文選取陜西省1986-2012年間相關數據進行分析，數據來源于1986-2012年陜西統計年鑒、中國統計年鑒、陜西統計公報和陜西省環境狀況公報等資料。

1.1 研究指標

選用常規的人均GDP作為經濟指標。國內外的環境指標包括環境污染類、生態資源類和發展效益類，但研究最多的是環境污染類，其他2種指標研究較少，根據數據來源選用環境污染和生態環境2類指標，并且每一類包含絕對量和相對量，具體見表1。

1.2 計量模型

借助于EXCEL和SPSS軟件，對環境質量和經濟增長關系研究的主要計量模型[17]如式（1）。

E=a+g（Y） （1）

式中E代表環境（環境污染使用原指標，生態環境使用原指標的倒數），Y代表人均GDP，為了使分析全面、客觀，選用線性、二次、三次、對數、指數、對數線性、對數二次、對數三次等多種函數模型作曲線擬合。根據曲線模型檢驗參數，在各個函數模型中進行優選。

2 環境質量與經濟增長擬合結果

采用多種曲線模型進行回歸擬合比較，僅列出顯著性較高的擬合模型。經過指標的選擇、計量模型的建立和環境質量與經濟增長關系的擬合回歸分析，得出了環境污染及生態環境與人均GDP的擬合結果，見表2。

環境污染中工業固體廢物產生強度、工業粉塵排放量、工業粉塵排放強度、生活垃圾產生量及生活垃圾產生強度5個指標與人均GDP的回歸為倒U型EKC曲線，反映出非常顯著的EKC曲線特征；生態環境中森林面積、森林覆蓋率和耕地面積3個指標呈現降低的趨勢，不過所有的環境指標均已跨過其頂點，說明隨著經濟的發展，這3個生態環境指標，尤其森林面積和森林覆蓋率的降低需要引起重視；工業廢氣排放量、生活垃圾產生量、人均森林面積、森林覆蓋率、草地面積、人均草地面積和人均耕地面積這7個環境指標呈惡化趨勢，說明這7個環境指標呈惡化趨勢；其他16個指標總體呈好轉趨勢；各指標與經濟增長之間的N型、倒N型關系說明政策或者技術等外部因素能有效地改變環境指標，這也表示政策對于控制環境污染和生態環境具有有效性。

3 環境質量與經濟增長關系的成因

3.1 影響指標選取

環境庫茲涅茨曲線的變化通常會受到不同發展階段的產業結構、技術水平、宏觀經濟以及環境政策等因素的影響[18，19]，據此影響因素選取以下8個指標，環境指標為表1所列23個指標。Y1為經濟增長，用人均GDP（元）表示；Y2為人口數量，用全省人口數量（萬人）表示；Y3為人口素質，用年終中等教育以上人口數占人口總數的比重（%）表示；Y4為城市結構，用城鄉比（%）表示；Y5為產業結構，用第二產業增加值占生產總值比重（%）表示；Y6為技術水平，用工業增加值與工業三廢排放量的比（%）表示；Y7為國際貿易，用外貿出口總額（萬美元）表示；Y8為污染治理投資，以全省工業污染治理投資總額（萬元）表示。

3.2 模型的構建

以影響因素指標為自變量，環境指標為因變量，做多元線性回歸分析。多元線性回歸模型如式（2）。

E=bo+b1Y1+b2Y2+…bpYp （2）

為了消除量綱不同和數量級的差異所帶來的影響，運用SPSS軟件對數據進行標準化處理。在多元線性回歸分析中，并不是所有自變量都對因變量有顯著的影響，因此，選用逐步回歸法以得到最優回歸方程。

3.3 成因分析

經回歸得到的標準化系數見表3。表3中，環境污染類指標E1-E14表示污染物的絕對量和相對量，其標準化系數正負值表示的意義相反，正值表示對環境質量有負面影響，負值表示為正面影響；生態環境類指標E15-E23的系數對環境質量的影響和實際正負一致，即正值表示對環境質量有正面影響，負值表示為負面影響。表中對環境質量影響程度高低依次為人口數量、城市結構、產業結構、人口素質、技術水平、經濟增長、污染治理投資、出口貿易；人口數量影響的環境指標最多，為15個，且均為負面影響，可見人口為陜西省環境質量的首要因素；其次是城市結構，為7正4負，雖然城市化的提高加大了生活垃圾的排放量，加快了人均森林面積、耕地面積和人均城市綠化面積的退化程度，但是降低了工業廢水排放量、工業廢氣排放量、工業煙塵排放量和人均生活垃圾排放量，提高了森林面積、森林覆蓋率和人均草地面積，總體呈正面影響，可見城市化的提升對陜西環境保護有一定的積極意義；產業結構為3正6負，雖然增大了森林面積、森林覆蓋率和人均草地面積，但是加大了工業廢水排放量和SO2排放量，加快了人均森林面積、草地面積、耕地面積和人均城市綠化面積的退化程度，總體呈負面影響，可見陜西的產業結構有待進一步優化；人口素質對8個環境指標的影響均為負，可見陜西的人口素質亟需提升；技術水平表現為1正5負，且都是對環境污染指標的影響，可見目前，陜西技術進步還處于非對稱階段，具有開發和生產功能的科技進步占居優勢，而具備環境治理和環境優化功能的環境科技進步和兼有經濟功能和環保功能的環境友好型“綠色”科技進步處于劣勢；經濟增長對環境污染指標呈負面影響，對生態環境指標呈正面影響；最后是污染治理投資，降低了工業粉塵的排放量，目前陜西對環境污染治理的投入不足，且效果甚微；出口貿易基本上對陜西環境質量無影響。

表3顯示出環境污染和生態環境兩種類型指標與各影響因素的相關性程度。具有顯著EKC曲線特征的5個指標中工業固體廢物產生強度與人口數量、人口素質及技術水平呈正相關，人口數量的影響最大；工業粉塵排放量與人口數量正相關，與污染治理投資負相關；工業粉塵排放強度與人口數量、人口素質正相關；生活垃圾產生量與人口數量、城市結構相關；生活垃圾產生強度與城市結構和技術水平負相關。

呈惡化趨勢的7個環境指標中工業廢氣排放量與經濟增長正相關，與城市結構負相關；生活垃圾產生量與人口數量、城市結構正相關；人均森林面積與經濟增長正相關，與人口數量、人口素質、城市結構及產業結構負相關；森林覆蓋率與城市結構、產業結構正相關；草地面積與人口數量、產業結構負相關；人均草地面積與城市結構、產業結構正相關；人均耕地面積與人口數量負相關。其余環境污染和生態環境指標由于受各8個影響因素不同程度的相關性而呈現出多種曲線特征。

4 結論

1）在影響因素不同程度的作用下，23個環境污染和生態環境指標對經濟增長的反映呈現出不同的發展趨勢和特點，說明政策或者技術等外部因素能有效地改變環境指標。

2）除經濟增長本身外，人口數量、城市結構、產業結構、人口素質、技術水平、污染治理投資是影響陜西省環境質量的主要因素，對其環境庫茲涅茨曲線具有重要解釋意義。

3）陜西省環境質量變化影響因素分析顯示，環境質量與其影響因素的關系較為復雜。經濟增長、人口結構、產業結構、技術水平、出口貿易和城市結構對環境質量的影響具有雙面性；人口素質和污染治理投資對環境質量呈正面影響，人口數量對環境質量呈負面影響，且影響的程度在所有指標中最大。

參考文獻：

[1] PANAYOTOU T. Demystifying the environmental Kuznets curve： Turning a black box into a policy tool [J]. Environment and Development Economics， 1997， 2（4）： 465-484.

[2] GROSSMAN G M， KRUEGER A B. Environmental impacts of a North American Free Trade Agreement [R]. Cambridge： National Bureau of Economic Research Working Paper， 1991.

[3] SHAFIK N， BANDYOPADHYAY S. Economic Growth and Environmental Quality： Time Series and Cross country Evidence. Background Paper for the World Development Report [R]. Washington：World Bank Policy Research Working Paper Series，1994.

[4] STERN D I，COMMON M S. Is there an environmental Kuznets curve for sulfur[J]. Journal of Environmental Economics and Management，2001，41（2）：162-178.

[5] COLE M A. Trade，the pollution haven hypothesis and the environmental Kuznets curve：examining the linkages[J]. Ecological Economics，2004，48：71-81.

[6] 王 奇，劉巧玲，劉 勇.國際貿易對污染-收入關系的影響研究——基于跨國家SO2排放的面板數據分析[J].中國人口·資源與環境，2013，23（4）：73-80.

[7] 周 璇，孫 慧.中國工業廢水排放量與經濟增長關系的區域分異研究[J].干旱區資源與環境，2013，27（12）：15-19.

[8] 趙連閣，徐建芬，王學淵，等.浙江省農業面源污染的庫茲涅茨曲線驗證[J].浙江農業學報，2012，24（6）：1079-1085.

[9] 莊大昌，葉 浩，張慧霞.廣州市經濟發展與水環境污染的關系研究[J].經濟地理，2013，33（12）：38-41.

[10] 戰永輝，孟亞東.基于EKC的山東省經濟增長與環境污染關系研究[J].科學技術與工程2012，12（19）：4857-4860.

[11] 陳景輝，盧 新，陳燦燦，等.陜西省環境庫茲涅茨曲線分析與預測[J].環境保護科學，2010，36（4）：58-60.

[12] 王 鵬，曾 輝.基于EKC模型的經濟增長與城市土地生態安全關系研究[J].生態環境學報，2013，22（2）：351-356.

[13] 陳 勇，李首成，稅 偉，等.基于EKC模型的西南地區農業生態系統碳足跡研究[J].農業技術經濟，2013（2）：120-128.

[14] 許廣月，宋德勇.中國碳排放環境庫茲涅茨曲線的實證研究：基于省域面板數據[J].中國工業經濟，2010（5）：37-47.

[15] 邵鋒祥，屈小娥，席 瑤.陜西省碳排放環境庫茲涅茨曲線及影響因素：基于1978-2008年的實證分析[J].干旱區資源與環境，2012，26（8）：37-43.

[16] 虞依娜，陳麗麗.中國環境庫茲涅茨曲線研究進展[J].生態環境學報，2012，21（12）：2018-2023.

[17] 吳祁宗.系統工程[M].北京：北京理工大學出版社，2008.116-135.

[18] 范 金，胡漢輝.環境Kuznets曲線研究及應用[J].數學的實踐與認識，2002，32（6）：944-951.

[19] 李玉文，徐中民，王 勇，等.環境庫茲涅茨曲線研究進展[J].中國人口·資源與環境，2005，15（5）：7-14.