基于VAR模型的山東省經濟增長與環境污染實證研究

滕召建+魏海偉

[摘要]黨的十八屆五中全會上提出的“五大發展理念”以及習近平總書記提出的“供給側結構性改革”都對山東省經濟的發展提出了新的挑戰。在新的背景下，更加注重生態環境與經濟發展的和諧，更加關注經濟的綠色發展。本文利用1981—2014年衡量山東省經濟增長與環境污染的數據，建立經濟增長與環境污染的VAR模型，對山東省經濟增長與環境污染的雙向作用機制進行了研究，并根據模型預測出未來5年的發展趨勢，最后根據研究結果為山東省經濟的綠色發展提出合理的建議。

[關鍵詞]VAR模型；經濟增長；環境污染

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.34.012

1 研究背景

近年來，中國經濟的綠色、可持續發展備受關注。2015年10月26日—29日，以習近平為總書記的黨中央在黨的十八屆五中全會上明確提出創新、協調、綠色、開放、共享的“五大發展理念”。“五大發展理念”是對我國經濟社會發展實踐的理論總結，在“十三五”時期，“五大發展理念”將會成為引領經濟發展的指導思想。在“五大發展理念”下，正確處理好經濟增長與環境的關系，成為迫切而又現實的問題。2015年11月10日，習近平總書記在中央財經領導小組第十一次會議上，首次提出了“供給側結構性改革”的概念。這項改革的任務是“去產能、去庫存、去杠桿、降成本、補短板”，涉及各個地區與行業的發展，并對經濟的綠色發展提出了新的要求。

在“五大發展理念”和“供給側結構性改革”這一背景下，山東省積極抓住機遇，并結合自身的實際情況，于2016年3月出臺了《山東省2016年國民經濟和社會發展計劃》。計劃中提出牢固樹立和貫徹落實創新、協調、綠色、開放、共享發展理念，適應經濟發展新常態，并著力加強生態環境建設，突出綠色低碳循環，推動生態山東建設。近年來，山東省一直致力于發展循環經濟、節能經濟和低碳經濟。但是山東是傳統的工業大省，在發展經濟的同時保證生態環境的有效治理還存在一定的難度。因此，十分有必要對山東經濟的發展與環境污染的關系進行研究，并通過建立的計量模型預測出未來5年的發展趨勢，根據研究結果為山東省經濟的綠色發展提出合理的建議。

2 數據選取與模型簡介

2.1 數據與指標選取

文章所使用的數據來自《山東省統計年鑒2015》，共有4個時間序列變量，分別是1981年到2014年的人均GDP（單位：元）、工業廢水排放量（單位：萬噸）、二氧化硫排放量（單位：萬噸）、工業固體廢物產生量（單位：萬噸）。其中用來衡量經濟增長的指標為人均GDP；用來衡量環境污染的指標為工業廢水排放量、二氧化硫排放量、工業固體廢物產生量。“相關變量”的定義與簡稱如表1所示。

2.2 模型簡介

VAR模型是Christopher Sims于1980年提出的向量自回歸模型（Vector Autoregressive Model）。該模型是基于數據的統計性質建立起來的，VAR模型把系統中每一個內生變量作為系統中所有內生變量的滯后值的函數來構造模型，從而將單變量自回歸模型推廣到由多元時間序列變量組成的“向量”自回歸模型。

3 實證分析

3.1 經濟增長與環境污染的描述性分析

山東省屬于我國的經濟大省，改革開放近40年來，山東省的經濟一直處于平穩較快的發展。2015年，山東省的GDP為63002.3億元，首次邁入6萬億元大關，較2014年增長了8%，全國排名第三，僅次于廣東省和江蘇省。1981年山東省的人均GDP為472元，經過30多年的增長，2014年增加到了60879元，具體增長變化如圖1所示。從產業結構來看，從1981年到2014年，第一產業在GDP中所占的比重不斷下降，第三產業比重不斷上升。而第二產業在GDP中所占的比重基本上處于領先地位，只有1983年略微低于第一產業所占的比重。2014年山東省三大產業的比例為8.1∶48.4∶43.5，說明山東省的產業結構一直處于優化升級中。

山東省經濟的快速增長也帶來了一定的環境問題，從1981年到2014年主要的污染物排放量整體上都處于上升的趨勢，如圖2所示。其中工業廢水排放量從1981年的87673萬噸一直增長到2010年的208257萬噸，之后出現緩慢的下降，2014年下降到了180022萬噸，這應該與“十二五”時期山東省一直致力于發展循環經濟、節能經濟和低碳經濟有關。二氧化硫的排放量整體上處于先平穩地上升后緩慢下降的趨勢，先由1981年的119萬噸上升到1997年的247萬噸，之后緩慢下降到2014年的159萬噸。工業固體廢物產生量與工業廢水排放量類似，先由1981年的2522萬噸上升到2011年的19533萬噸，之后出現緩慢下降。

3.2 單位根檢驗

VAR模型預測的可靠性依賴于變量的平穩性，如果變量為非平穩的時間序列，則需要對變量進行差分將其變成平穩變量。為了使變量更容易平穩，我們將原變量進行取對數處理。用ADF單位根檢驗方法對變量lnagdp、lninwater、lnSO2、lninsolid、dlnagdp 、dlninwater、dlnSO2、dlninsolid進行平穩性檢驗，檢驗形式為每個變量均加入了截距項和時間趨勢項，檢驗結果如表2所示。

由檢驗結果可以看出，變量lnagdp、lninwater、lnSO2、lninsolid均為非平穩序列，但是進行一次差分后均轉換成為平穩的。因此變量lnagdp、lninwater、lnSO2、lninsolid均有1個單位根，都是1階單整的I（1）。可以初步判斷，變量lnagdp、lninwater、lnSO2、lninsolid兩兩之間可能是協整的，它們之間可能存在著長期關系，下面對變量lnagdp、lninwater、lnSO2、lninsolid進行E-G協整檢驗。

3.3 E-G協整檢驗

如果若干時間序列的線性組合的單整階數小于其成分的單整階數，則稱這些序列存在協整。協整意味著向量分量之間存在著長期關系。E-G協整檢驗的思想是：先用時間序列變量互相做普通最小二乘（OLS）回歸，再通過單位根檢驗它們的殘差是否為I（0），如果是，則這些變量存在協整關系。回歸的結果如表3所示。

從表3可以看出，回歸的結果比較顯著，說明山東省經濟增長與環境污染的各個衡量指標之間存在顯著的相關關系。但由于普通最小二乘的檢驗條件不一定符合，不足為據，因此需要對殘差進行ADF單位根檢驗，檢驗結果如表4所示。

由以上檢驗結果可以看出，四個殘差的檢驗統計量都比0.05顯著水平下的ADF臨界值小。這就可以說在0.05的顯著性水平下可以拒絕零假設，認為殘差不存在單位根，為I（0）序列，因而各變量之間存在長期均衡關系，可以用VAR模型對數據進行擬合和預測。

3.4 VAR模型擬合與預測

前文中對數據進行了單位根檢驗和協整檢驗，判斷出了這些變量之間存在著長期均衡關系，為了探索出變量之間的具體關系，需要用VAR模型對數據進行擬合。文章中將變量lnagdp、lninwater、lnSO2、lninsolid都放入內生變量，模型中加上了常數項和趨勢項，滯后階數取為2。擬合后的模型用矩陣形式表達為：

由擬合的模型可以看出，對于人均GDP，上一期的人均GDP對當期的人均GDP有正的影響，上上期的人均GDP對當期的人均GDP有負的影響；上一期的工業廢水排放量對當期的人均GDP有負的影響，上上期的工業廢水排放量對當期的人均GDP有負的影響；上一期的二氧化硫排放量對當期的人均GDP有負的影響，上上期的二氧化硫排放量對當期的人均GDP有正的影響；上一期的工業固體廢物產生量對當期的人均GDP有正的影響，上上期的工業固體廢物產生量對當期的人均GDP有正的影響。類似地，對于其他的每個指標，由該模型都可以分析出相互之間的影響，進而可以分析出經濟增長與環境污染的雙向作用機制。

用擬合得到的VAR模型對未來5年的lnagdp、lninwater、lnSO2、lninsolid做預測，包括95%的置信帶，如圖3所示。

由圖3可以看出，用VAR擬合模型對未來5年山東省人均GDP、工業廢水排放量、二氧化硫排放量以及工業固體廢物產生量的預測均為平緩的上升趨勢，其中人均GDP的置信帶最窄，而工業廢水排放量以及二氧化硫排放量的置信帶比較寬。說明未來5年山東省的經濟可能會繼續保持穩定增長，但若繼續按照以往的模式來發展，不進行產業結構的調整與綠色發展措施的制定，將會使得污染物的排放量也繼續增長。

4 相關建議

山東省若想在實現經濟穩定增長的同時對環境污染進行有效控制，需要緊跟國家的相關政策，加大發展循環經濟、節能經濟和低碳經濟的力度，不斷調整產業結構，進行產業融合升級。同時制定相關的環保法規并加大監督管理力度，引領山東經濟實現創新、協調、綠色、開放、共享式發展。

（1）加大發展循環經濟、節能經濟和低碳經濟的力度

“十二五”時期，山東省一直致力于發展循環經濟、節能經濟和低碳經濟。2011年以來，山東省的工業廢水排放量、二氧化硫排放量以及工業固體廢物產生量都有所下降，說明該措施取得了一定的成效，在“十三五”時期，山東省應該加大發展循環經濟、節能經濟和低碳經濟的力度，實現經濟的綠色發展。

（2）調整產業結構，進行產業融合升級

一直以來，山東省的第二產業在GDP中所占的比重最大。第二產業相對于其他產業能源消耗較多，產生的環境污染物較多。山東省應加大產業的調整，逐漸淘汰掉高能耗、高污染的企業，加大科技創新的力度，推進企業進行清潔生產。同時應注重產業的融合升級，結合傳統農業優勢與豐富的旅游資源優勢，鼓勵發展生態農業、鄉村旅游業，實現第一產業與第三產業的融合升級。

（3）吸收國內外綠色發展經驗，走具有山東特色的綠色發展模式

目前，包括美國、歐盟以及日本在內的世界主要經濟體都十分注重經濟的綠色發展。美國在綠色經濟發展方面，實施了“綠色經濟發展計劃”。日本針對環境友好型企業，實施零利率貸款政策。山東省應積極吸收國內外的綠色發展經驗，并結合本身的特點，制定出符合本省綠色發展的模式。

（4）制定相關的環保法規，加大監督管理力度

實現經濟的綠色發展，需要法律法規體系的支撐。山東省應完善環保法規，充分利用經濟杠桿手段，繼續加大對環境治理的投入力度，加大政策的扶持力度，促進本省綠色產業體系的建設。同時應加大生態環境的監督管理制度，建設生態補償機制，對于做出突出貢獻的企業單位給予生態補償，發揮生態補償機制的積極作用。

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