環境庫茨涅茲曲線在中國的現實考證

【摘要】改革開放以來中國取得了經濟上的迅速發展，但同時也伴隨著一定的環境污染。本文利用1995～2012年中國31個省市地區的面板數據，基于環境庫茨涅茲曲線假說，以各省市人均工業廢水排放量、人均工業排放量、人均工業煙粉塵排放量與人均GDP數據進行建模，研究我國環境污染與經濟增長之間的關系。結果表明：我國從整體來看，人均工業排放量與人均GDP之間滿足“N”形曲線特征。人均工業煙粉塵排放量與人均GDP之間尚未呈現出明顯的“N”形曲線關系。從時間發展階段來看，2005年之后，人均工業廢水排放與人均GDP之間呈現出較為明顯的倒“N”形曲線關系；從區域來看，部分經濟發達地區的人均工業廢水排放量與人均GDP之間滿足“N”形曲線關系特征。

【關鍵詞】經濟發展 環境污染 環境庫茨涅茲曲線 面板數據

一、引言

隨著我國經濟的發展，資源、環境所面臨的壓力也日益增加。根據1995～2012《中國環境統計年鑒》的數據顯示，1995年全國工業廢水排放總量為221.89億噸；全國廢氣中工業二氧化硫排放量為1405.02萬噸，工業煙塵和工業粉塵排放量分別為836.97萬噸和638.99萬噸。直至2012年，工業廢水排放量221.59億噸，比上年減少4.02%；工業二氧化硫排放量為1911.71萬噸，比上年減少5.23%；工業煙粉塵排放量1029.31萬噸，比上年減少6.50%。

可見，隨著經濟發展水平的不斷提高，近些年中國工業各項環境污染指標數值有所緩減，但中國仍然面臨著環境和資源的壓力。因此，研究中國經濟發展與環境污染的關系，考慮應采取什么措施來緩解當前所面臨的問題是至關重要的。

本文以中國31個省市的人均GDP作為經濟發展的考慮指標，通過對過去幾年數據進行分析，重點關注一些環境污染指標的人均排放量與人均GDP的關系。

二、環境污染指標變量的選擇

由于中國目前的經濟發展主要還是以工業發展為主要組成部分，對環境污染指標的選取也將集中在工業廢物排放方面。

（一）變量解釋

1.人均工業廢水排放量。工業廢水排放量是指報告期內經過企業廠區所有排放口排到企業外部的工業廢水量。工業的發展伴隨著工業廢水的產生與排放。因此在本文研究中，考慮將人均工業廢水排放量作為變量之一。

2.人均工業SO2排放量。工業SO2排放量是指報告期內企業在燃料燃燒和生產工藝過程中排入大氣的SO2總量。在我國的能源消耗結構中，煤和石油還是占有較大部分比例，因此在對我國的能源消耗進行研究時，在工業廢氣中，SO2為代表具有一定的科學性。

3.人均工業煙粉塵排放量。在氧化、升華、蒸發的冷凝的熱過程中形成的懸浮于氣體中的固體微粒稱為煙塵，工業粉塵是指企業在生產工藝過程中排放的顆粒物。由于我國第二產業是拉動經濟發展的主要力量，其中鋼鐵工業、有色金屬工業等重要產業部門的生產制造排入大氣的污染物主要有粉塵、煙塵、SO2。因此，煙粉塵的排放可作為研究中的重要指標①。

4.人均GDP。人均國內生產總值，即“人均GDP”，常作為發展經濟學中衡量經濟發展狀況的指標。在選取指標時，本文使用了人均指標作為變量，這樣可以更直觀地與一個地區的居民的生活水平結合。

（二）變量符號說明

研究環境污染與經濟發展的關系，大多采用以環境污染指標作為被解釋變量，人均收入作為解釋變量來擬合方程。本文以GDP，FeiS，SO2，YFC分別表示人均國內生產總值，人均工業廢水排放量，人均工業SO2排放量和人均工業煙粉塵排放量。研究數據來源于1995～2012年的《中國統計年鑒》和《中國環境統計年鑒》。

三、模型實證研究

（一）模型建立

關于環境污染程度和人均國內生產總值關系的EKC研究，通常有三種形式的簡化模型來進行：一是線性形式；二是二次多項式形式；三是三次多項式形式。本文以31個省市1995～2012年的面板數據為基礎，采用三次函數模型進行分析研究，考察環境污染與經濟發展之間的三次曲線關系。建立模型如下：

FeiSit=β0+β1GDPit+β2GDP2it+β3GDP3it+uit （模型1）

SO2it=β0+β1GDPit+β2GDP2it+β3GDP3it+uit （模型2）

YFCit=β0+β1GDPit+β2GDP2it+β3GDP3it+uit （模型3）

（二）中國環境污染與經濟發展水平的關系研究

對于面板數據，首先判斷其符合哪種類型的結構模型。對以上三個模型檢驗判斷，結果表明：模型1的F檢驗與Hausman檢驗均顯示P值明顯小于顯著性水平1%。而模型2和模型3的Hausman檢驗顯示P值分別為0.1070和0.6617。因此，模型1為個體固定效應模型，模型2和模型3為個體隨機效應模型。對三個模型進行參數估計，回歸結果如下表所示：

三個模型的回歸結果

注：括號內的數據為相應的t檢驗值；*、**、***分別表示在10%、5%、1%的顯著性水平上顯著。

由回歸結果看出：人均工業SO2排放量與人均GDP的個體隨機效應模型中，二者之間呈現出明顯的“N”形曲線關系；人均工業廢水排放量與人均GDP、人均工業煙粉塵排放量與人均GDP的回歸系數顯著性較弱。

模型2中通過計算得出，在人均GDP為28771.47元和81690.82元時到達拐點。隨著經濟發展，人均工業SO2排放量增長到達28771.47元后，轉而呈現出下降趨勢，之后到達81690.82元時，又繼續呈現增長的趨勢。在這些省市中，如上海在2011年時人均GDP就已經到達了第二個拐點；對于北京、天津等省市，在2012年時即將到達第二個拐點；河南、湖南等省市在2012年時剛剛超過第一個拐點；山西、江西、安徽等省市即將到達第一拐點；而對于云南、西藏、貴州等省市目前仍然處于人均工業SO2排放量的增長階段且到達第一個拐點還有較長的距離。

而另一方面，模型1和模型3的回歸結果不顯著，人均工業廢水排放量、人均工業煙粉塵排放量與人均GDP之間尚未呈現出明顯的三次函數關系特征。從整體上來看，這兩類污染指標排放量并未呈現出較為明顯的規律性，因此，考慮對他們做出適當的調整與分類，再次觀察其與人均GDP之間的關系。

（三）對其他變量的進一步調整

通過上述的分析可知，以人均工業廢水和人均工業煙粉塵排放量對人均GDP的回歸中，解釋變量參數不顯著。為了對模型進一步做出調整，考慮引進不同的虛擬變量后模型回歸結果是否有所改進。

1.年份上引入虛擬變量。通過對數據進行圖形列示可以看出，對于大多數省市而言，其人均工業廢水、煙塵、粉塵排放量在2005年之前規律性變動相對不明顯，而2005年之后則相對呈現出遞減的規律性，因此考慮以2005年作為分界點考察關系特征在該年前后是否存在差異。建立如下模型：

FeiSit=β0+β1GDPit+β2（D1tGDPit）+β3GDP2it+β4（D1tGDP2it）+ β5GDP3it+β6（D1tGDP3it）+uit （模型4）

YFCit=β0+β1GDPit+β2（D1tGDPit）+β3GDP2it+β4（D1tGDP2it）+ β5GDP3it+β6（D1tGDP3it）+uit （模型5）

其中：

D1t=1. t≥20050. t<2005

基礎類型（2005年之前）

FeiSit=β0+β1GDPit+β2GDP2it+β3GDP3it+uit

YFCit=β0+β1GDPit+β2GDP2it+β3GDP3it+uit

比較類型（2005年之后）

FeiSit=β0+（β1+β2）GDPit+（β3+β4）GDP2it+（β5+β6）GDP3it+uit

YFCit=β0+（β1+β2）GDPit+（β3+β4）GDP2it+（β5+β6）GDP3it+uit

對兩個模型進行影響結構判斷：對于模型4，F檢驗與Hausman檢驗均顯示P值明顯小于顯著性水平1%。模型5中F檢驗和Hausman檢驗的P值也小于顯著性水平1%。因此可判斷兩個模型均屬于個體固定效應模型。因此以個體固定效應為基礎，分別對這兩個模型進行回歸，進而比較出EKC是否受到不同發展階段的影響。結果顯示，模型4回歸結果顯著，人均工業廢水排放與人均GDP之間呈現明顯的倒“N”形關系，而模型5仍不顯著。模型4具體回歸結果如下：

FeiSit=18.5736-0.0006GDPit+4.24×10-8GDP2it-6.69×10-13 GDP3it+uit

對方程求導計算拐點時，觀察到方程一階導數在給定區間范圍內均小于零，說明在2005年之后，從全國整體上來看，隨著經濟的發展人均工業廢水排放呈現下降的趨勢。

以人均工業煙粉塵作為被解釋變量的模型回歸結果仍然不顯著。相關文獻顯示，我國部分省市的工業廢氣模型并不符合經典的庫茨涅茲曲線，大概趨勢屬于倒“U”形曲線的左半邊呈波浪形波動，即還未達到環境庫茲涅茨曲線的拐點[1]。另一方面，通過本文的相關數據也可看出，煙粉塵的排放只是廢氣中很小的一部分比例，不同地區及年份的排放波動規律并不顯著，目前國家及地區的相關治理政策措施和力度也相對不夠完善。

2.區域上引入虛擬變量。通過前文在不同時間上引進虛擬變量，可知從時間發展上來看，全國整體工業煙粉塵排放并未呈現明顯的“N”形關系。因此，考慮在地區上劃分，從而考察是否不同省市的曲線關系是否存在差別。經濟欠發達地區主要是指人均國民生產總值、人均財政收入、農民人均純收入三項主要經濟指標低于平均水平的地區，經濟發達地區主要是指人均國民生產總值、人均財政收入、農民人均純收入三項主要經濟指標高于平均水平的地區[2]。按照此標準，目前我國的31個省市中經濟相對屬于發達地區的有上海、北京、江蘇、浙江、廣東、山東，另外則屬于相對欠發達地區。由于重點突出經濟發達地區的EKC關系，因此將發達地區的模型作為比較類型。建立如下模型：

FeiSit=β0+β1GDPit+β2（Di2GDPit）+β3GDP2it+β4（Di2GDP2it）+ β5GDP3it+β6（Di2GDP3it）+uit （模型6）

YFCit=β0+β1GDPit+β2（Di2GDPit）+β3GDP2it+β4（Di2GDP2it）+ β5GDP3it+β6（Di2GDP3it）+uit （模型7）

其中：

Di2=1. t為經濟相對發達地區0. t為經濟相對欠發達地區

基礎類型（經濟相對欠發達地區）

FeiSit=β0+β1GDPit+β2GDP2it+β3GDP3it+uit

YFCit=β0+β1GDPit+β2GDP2it+β3GDP3it+uit

比較類型（經濟相對發達地區）

FeiSit=β0+（β1+β2）GDPit+（β3+β4）GDP2it+（β5+β6）GDP3it+uit

YFCit=β0+（β1+β2）GDPit+（β3+β4）GDP2it+（β5+β6）GDP3it+uit

對兩個模型進行影響結構判斷，采用與前文相同的判斷方法：模型6和模型7中，F檢驗與Hausman檢驗均顯示P值明顯小于顯著性水平1%。可判斷這兩個模型均為個體固定效應模型。通過對以上兩個模型的回歸，分析經濟發展程度不同的地區是否呈現不同的環境污染與經濟增長關系。結果顯示，以人均工業廢水排放量作為解釋變量對人均GDP的模型回歸結果顯著，與添加時間虛擬變量的結果不同的是，該模型呈現“N”形曲線關系，具體方程如下：

FeiSit=12.8626+0.0021GDPit-5.41×10-8GDP2it+3.54×10-13DP3it +uit

隨著經濟的發展，人均工業廢水排放先呈現遞增的趨勢，到達28159.81元時，開始逐漸下降，接著，隨著人均GDP到達76817.01元，又轉而繼續呈現上升的趨勢。在這些發達省市中，北京和上海已經到達第二個拐點；而江蘇、浙江、山東和廣東處于兩個拐點中間部分。另外，與這些發達地區相比，湖南等省市剛剛到達第一拐點，很多省市與到達第二拐點有很長一段距離，而對于西藏、甘肅、云南、貴州等省市尚未到達第一拐點。

另一方面，以人均工業煙粉塵排放量作為解釋變量對人均GDP的回歸結果在引進地區上的虛擬變量后仍不顯著。

四、結論及政策建議

（一）結論

本文利用1995～2012年中國31個省市地區的面板數據，通過對中國的經濟發展水平與環境污染之間相互關系的分析研究，可以得出以下結論：

1.建立個體隨機效應的三次多項式面板模型分析人均工業SO2排放量與人均GDP的相互關系具有較高的參數顯著性，二者呈現倒“N”形關系。

2.建立三次多項式面板模型分別分析人均工業廢水、煙粉塵排放量與人均GDP的關系結果不顯著，以所給的數據為基礎，就中國整體上而論，其目前與中國經濟增長的三次曲線關系還不甚明顯。

3.引入時間上的虛擬變量后，建立個體固定效應的三次多項式面板模型得出人均工業廢水排放量與人均GDP之間呈現明顯的倒“N”形曲線關系。2005年之后，人均工業廢水排放量處于隨著經濟的發展不斷減少的階段。而人均工業煙粉塵排放就經濟增長之間三次曲線關系仍然不顯著。

4.引入區域上的虛擬變量后，建立個體固定效應的三次多項式面板模型得出人均工業廢水排放量與人均GDP之間呈現明顯的“N”形關系。而人均工業煙粉塵排放與經濟增長的三次曲線關系在發達省市中仍然不顯著。

（二）政策建議

目前中國的經濟增長大體上依然是依靠物質消耗、人力與勞動力資源來推動的。通過本文的分析也可看出，經濟的增長依然伴隨著一定的環境污染。因此，加強污染控制與治理，有利于中國經濟的健康增長和有效落實可持續發展。基于分析，本文試圖提出以下政策建議：

1.區域協調發展。由于污染與經濟增長在區域上存在差異，從前文對區域劃分研究以及曲線上的省市分布狀況分析也可以看出，中國部分經濟較為發達地區在環境治理、產業結構、技術進步上具有突出優勢。這些地區更為積極地引入先進技術，較其他地區也有著更加迅速的產業結構優化升級步伐。因此為了使中國整體上實現協調發展，發達地區應進一步實現向知識密集型產業轉換的步伐，同時為其他地區提供資金和技術支持。另外，不同地區應發揮區域優勢，如西部較多省份旅游資源豐富，積極發展旅游業，促進本地區經濟的長期發展。

2.選擇性接受外商轉移。由于發達省市的廢水排放量與經濟增長呈現“N”形曲線關系，考慮到該部分省市作為吸引外商投資和轉移的先鋒，為了降低環境污染，需要對外商的產業轉移進行選擇性接受。即選擇對技術和人才有較高需求的知識密集型產業或第三產業，而對于一些高耗能產業需要謹慎地加以規避。

3.優化產業結構。中國整體目前尚處于依靠第二產業拉動的經濟增長階段，而服務業具有高產出和低污染的優勢。對于一些發達省市來說，第三產業及高新產業的發展更具有優勢，因此，通過引進先進生產和管理技術，發展資本和知識密集型產業，提高附加值，發展綠色工業、循環工業、使用清潔能源，提高廢物利用率和資源利用率。對于欠發達省市，在發揮自身優勢的同時，也要積極引進發達地區的技術經驗，共同實現產業結構的優化升級。

注釋

①一般情況下，固體廢棄物也是廢棄物排放中重要的組成部分，是工業“三廢”之一，也是環境污染的重要指標。它是指將所產生的固體廢物排到固體廢物污染防治設施、場所以外的數量，不包括礦山開采的剝離廢石和掘進廢石。但是由于數據局限，缺少工業固體廢棄物的部分相關數據，因此在這里暫時不將該指標列入本文研究范圍。

參考文獻

[1]戴澍.基于庫茨涅茲曲線的江蘇省經濟發展與工業“三廢”排放關系的實證分析[J].科技致富向導，2013（2）.

[2]屠高，唐琳，唐德善.沿海發達省份欠發達區域經濟增長要素研究[J].科學與管理，2005年03期.

作者簡介：明冰清（1995-），女，漢族，安徽阜陽人，就讀于西南財經大學工商管理學院，研究方向：金融服務與管理。