基于EKC假說的經濟增長與資源和環境協調性分析——以鐵嶺市為例

徐建偉,傅澤強,謝園園，鄔娜,李琳琳

中國環境科學研究院，北京 100012

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基于EKC假說的經濟增長與資源和環境協調性分析
——以鐵嶺市為例

徐建偉,傅澤強*,謝園園，鄔娜,李琳琳

中國環境科學研究院，北京 100012

經濟增長與環境污染之間的協調性關系常用環境庫茲涅茨曲線(EKC)來描述。基于EKC假說，根據鐵嶺市的經濟和資源、環境的相關數據，定量分析鐵嶺市經濟增長與資源消耗和環境污染的關系。結果表明：鐵嶺市工業新鮮水用量及煙塵排放量與人均GDP擬合曲線呈U形；廢水和SO2排放量與人均GDP擬合曲線呈倒U形；COD排放量隨人均GDP增長呈U形曲線的左半段；工業固體廢物產生量總體上隨人均GDP呈增長趨勢。針對鐵嶺市發展的現狀，從調整主導產業結構、推進清潔生產及促進循環經濟發展等方面，提出了發展循環經濟，擴大三產和優化增量的對策建議。

經濟增長；資源消耗；環境污染；環境庫茲涅茨曲線

自20世紀90年代初，學術界提出環境庫茲涅茨曲線(Environment Kuznets Curve，EKC)以來，環境質量與經濟增長之間的關系逐漸成為熱點問題。經濟和社會發展與環境的協調成為可持續發展的核心內容。協調人口生產、物質生產和環境生產的同時，促進經濟協調是可持續發展的關鍵[1]。如何防止環境污染和突破資源制約一直是工業化進程中的重大問題，因此，對經濟增長與環境保護的關系、環境對經濟發展約束機制的研究成為當前生態經濟領域研究的重點問題。EKC假說從宏觀尺度上提供了科學有據的探索方法。筆者運用EKC模型，對鐵嶺市經濟增長和資源消耗與環境污染的宏觀過程進行研究和分析。

1 EKC簡介

1995年，美國著名經濟學西蒙·庫茲涅茨提出了EKC假說，其利用西方國家的經濟和收入水平的數據，證明了“倒U形”曲線的存在，并由此提出了在經濟發展過程中，收入差距先擴大再縮小，貧富差距和人均收入之間的倒U形關系這一假說[2]。環境質量在經濟發展的過程中也會出現先惡化后好轉的情況：經濟發展較低階段，由于經濟活動水平較低，因此環境污染水平較低；隨著生產力的提高，資源消耗超過其再生速率，污染物排放超過環境自凈能力，環境開始惡化，資源開始衰竭；隨著經濟結構的改變，污染產業的停止或轉移，生產技術水平的提高，環境質量開始逐步得到改善；經濟發展到一定水平，其增長對于環境質量的改善有一定的促進作用。

EKC假說提出以后，Grossman等[3]將其引入分析環境污染和經濟增長關系的研究中。1992年，Shafik等[4]的《世界發展報告》采用了EKC假說，由此帶動EKC假說的迅速流行。隨后國外學者開展了大量的研究工作。Panayotou等[5]的研究表明，SO2和TSP等污染物與人均GDP的關系存在倒U形關系，證明了環境庫茲涅茨曲線理論假說。但也有一些學者的研究認為EKC假說成立的證據不足[6]。

國內學者也試圖通過EKC假說來研究全國及各省市經濟增長與環境變化的內在聯系。如謝賢政等[7]研究了安徽省1990—2001年經濟增長與工業環境污染指標之間的關系，結果表明，安徽省人均GDP與工業污染指標之間沒有典型的EKC關系；王瑞玲等[8]采用我國1985—2003年經濟與環境數據，得出“三廢”排放量與經濟發展的關系曲線呈倒U、正U和三次曲線3種類型；穆紅莉[9]選取北京市1989—2006年3種主要污染物進行EKC模擬，結果發現曲線呈波浪形，有多個極值點，即先是倒U形，后是U形；閆蘭玲等[10]選取杭州市1995—2012年環境和經濟數據，得出杭州市工業廢氣排放量及氮氧化物排放量分別與人均GDP呈倒U形關系，工業二氧化硫排放量與人均GDP呈倒N形關系。

綜上所述，根據國內外學者的研究得出，環境指標和經濟指標建立的擬合曲線主要表現為倒U形、U形、N形和同步關系等，且每種關系對所研究區域的問題都有較好的解釋。

2 鐵嶺市經濟增長與資源和環境的協調性分析

為促進鐵嶺市資源、環境與經濟的協調發展，采用EKC假說分析并評價鐵嶺市人均收入與環境資源、污染水平之間的關系。選取人均GDP、資源消耗量及主要環境污染物產排量數據進行曲線擬合。

2.1 指標選取

選取3類指標：1)資源消耗指標，包括工業新鮮水用量；2)環境污染指標，包括廢水排放總量、COD排放量、SO2排放量、煙塵排放量、工業固體廢物產生量；3)經濟指標，即鐵嶺市的人均GDP。研究所用數據來源于《鐵嶺市統計年鑒》(2000—2013年)。

2.2 經濟環境計量模型構建

EKC假說的一般經濟模型如下[11-15]：

Y=β0+β1x+β2x2+β3x3+ε

(1)

式中：Y為資源消耗量和污染物產排量；x為人均GDP；β0、β1、β2和β3為經濟產出影響系數；ε為隨機干擾項。

由1章可知，經濟發展指標與環境質量指標間的關系主要呈倒U形、U形、N形和同步關系等4種，具體如下：

(1)β1>0，且β2=β3=0，環境質量和經濟增長呈線性正相關，污染排放水平隨經濟增長而同步增加，環境質量隨著經濟增長持續惡化。

(2)β1<0，且β2=β3=0，環境質量和經濟增長呈線性負相關，污染排放水平隨經濟增長而減少，環境質量隨著經濟增長持續提高。

(3)β1>0，β2<0，且β3=0，環境質量和經濟增長存在二次多項式函數關系，這也是EKC假說的基本關系方程，環境質量隨著經濟增長過程出現先降低，再改善的情況，即呈倒U形曲線。

(4)β1>0，β2<0，β3>0，環境質量和經濟增長之間存在三次多項式函數關系，即呈N形曲線。

2.3 結果分析

2.3.1 經濟增長與工業新鮮水用量的關系

以1999—2012年鐵嶺市工業新鮮水用量數據為基礎，對工業新鮮水用量與人均GDP進行擬合，結果見圖1。由圖1可以看出，工業新鮮水用量與人均GDP擬合曲線呈U形，最低點出現在人均GDP為20 737.5元，時間為2009—2010年。2010年后，工業新鮮水用量隨人均GDP的增加呈緩慢上升趨勢。工業新鮮用水量增加的主要原因是電力和煤炭等高耗水行業的比例增加。2009—2012年，鐵嶺市電力行業和煤炭行業占工業總產值的比例增加了4%。由此可見，鐵嶺市以目前的經濟發展勢頭和用水水平，若不認清區域內水資源匱乏的狀況，合理進行產業結構調整，加強節水措施的實施，努力提高水資源利用率，工業新鮮水用量還將隨人均GDP的增長而增加。

注： e為無理數，全文同。圖1 人均GDP與工業新鮮水用量擬合曲線Fig.1 The fitting curve between industrial fresh water consumption and per capita GDP

圖2 人均GDP與廢水排放總量擬合曲線Fig.2 The fitting curve between per capita GDP and quantity of wastewater

2.3.2 經濟增長與廢水排放總量的關系

以1999—2012年鐵嶺市廢水排放總量數據為基礎，對廢水排放總量與人均GDP擬合，結果見圖2。由圖2可見，擬合曲線呈倒U形。廢水排放總量最高點出現在人均GDP為25 737.5元，時間為2010—2011年。此后，廢水排放總量隨人均GDP增加開始呈略有下降的趨勢。由此可見，鐵嶺市在發展經濟的同時，通過加強減排措施，逐漸開始進入經濟增長與廢水排放總量的“脫鉤”階段。

2.3.3 經濟增長與COD排放量的關系

以1999—2012年鐵嶺市COD排放量數據為基礎，對鐵嶺市COD排放量與人均GDP進行擬合，結果見圖3。由圖3可知，鐵嶺市COD排放量與人均GDP擬合曲線符合U形曲線左半段。1999—2012年COD排放量隨人均GDP的增加整體呈持續降低的趨勢，COD排放量的最低點出現在人均GDP為33 333.3元。以目前的經濟發展勢頭和污染排放水平，若不采取嚴格的源頭治理和減排措施，COD排放量有可能隨人均GDP的增長而增加。

圖3 人均GDP與COD排放量擬合曲線Fig.3 The fitting curve between per capita GDP and quantity of COD

2.3.4 經濟增長與SO2排放量的關系

以1999—2011年鐵嶺市SO2的排放量數據為基礎，對SO2排放量與人均GDP擬合，結果見圖4。由圖4可見，擬合曲線呈倒U形。SO2排放量最高點出現在人均GDP為11 666.7元，時間為2006—2007年。此后，SO2排放量隨人均GDP增加開始逐漸下降，2011年SO2排放量較2006年下降了50%。鐵嶺市在“十一五”期間強化機械制造加工、汽車零部件配套和輕工等行業的技術改造，使其成為技術先進、帶動力強的工業骨干企業，該政策使鐵嶺市在經濟發展的同時產業結構得到優化，并通過加強源頭治理和減排措施，減少了SO2排放量，逐步實現SO2排放量的最小化，開始進入經濟增長與SO2排放量“脫鉤”的階段。

圖4 人均GDP與SO2排放量擬合曲線Fig.4 The fitting curve between per capita GDP and quantity of SO2

2.3.5 經濟增長與煙塵排放量關系

以1999—2012年鐵嶺市煙塵排放量數據為基礎，對煙塵排放量與人均GDP擬合，結果見圖5。由圖5可見，擬合曲線呈U形。煙塵排放量最低點出現在人均GDP為31 250元，時間為2011—2012年。此后，煙塵排放量隨人均GDP增加開始呈上升趨勢。以目前的經濟發展勢頭和污染排放水平，若不采取嚴格的源頭治理和減排措施，煙塵排放量有可能隨人均GDP的增長而增加。

圖5 人均GDP與煙塵排放量擬合曲線Fig.5 The fitting curve between per capita GDP and quantity of smoke

2.3.6 經濟增長與工業固體廢物產生量的關系

以1999—2012年鐵嶺市工業固體廢物產生量數據為基礎，對工業固體廢物產生量與人均GDP擬合，擬合結果見圖6。由圖6可知，擬合曲線呈U形曲線右半段。鐵嶺市工業固體廢物產生量隨人均GDP的增加整體呈持續上升趨勢，表明鐵嶺市仍以傳統工業模式發展工業，工業結構不合理，產品粗加工的資源開發型工業所占比例較大，工業結構型污染問題嚴重。今后應加快推進工業發展模式和經濟增長方式的轉變，促進工業產業的健康發展。根據地區的實際情況，大力建設生態工業園區，形成產業鏈，使其達到最大限度利用。同時大力發展清潔生產和循環經濟，不斷淘汰落后的生產工藝，使工業固體廢物產生量隨人均GDP的增長而增加的趨勢逐漸變緩。

圖6 人均GDP與工業固體廢物產生量擬合曲線Fig.6 The fitting curve between per capita GDP and output of industrial solid wastes

3 討論

鐵嶺市在發展初期，由于資金、政策和發展需求等因素，工業體系為重污染構成，導致其規模效應大于技術效應，環境污染程度隨經濟增長而加劇。隨著技術水平的提升、吸引投資的需要以及民眾環保意識的提高，在引進技術和投資的同時加大對環境保護的力度，使得經濟和環境的關系得到好轉。政府在促進經濟環境和諧發展上起著決定性的作用。

對于不同的污染物，鐵嶺市資源、環境與經濟增長的EKC具有不同的表現形式，并未完全呈現出發達國家所描述的倒U形。鐵嶺市工業新鮮水用量與人均GDP擬合曲線呈U形，如不加強各類節水措施的實施，努力提高水資源利用效率，工業新鮮水用量還將隨人均GDP的增長而增加；廢水排放總量和SO2排放量與經濟增長開始進入“脫鉤”的階段；COD排放量與人均GDP擬合曲線呈U形曲線的左半段，COD排放量仍有可能反彈增長；煙塵排放量隨人均GDP增長的趨勢呈U形曲線，煙塵排放量有反彈增長的趨勢；工業固體廢物產生量總體上呈隨人均GDP增長而增加的趨勢。因而，必須采取嚴格的源頭治理和減排措施，工業新鮮水用量、COD和煙塵排放量、工業固體廢物產生量才有可能得到有效控制，否則，產業發展與資源、環境之間的矛盾將更加尖銳。

4 對策建議

總體看來，鐵嶺市的資源保護和環境質量狀況不容樂觀，經濟增長與資源、環境保護壓力較大。為緩和經濟發展與資源、環境保護之間的矛盾，促進鐵嶺市環境質量改善需從以下幾方面開展工作：

(1)轉變經濟增長方式，進一步發展清潔生產、循環經濟和低碳經濟，提高產業生態化水平，將節能降耗措施進一步深入、深化，從而使全市用水量隨人均GDP的增加而增長趨勢逐漸變緩，同時強化減排措施，控制COD排放量和固體廢物產生量，緩解經濟發展與資源、環境之間的矛盾。

(2)按照“保持一產、做優二產、擴大三產”的基本思路，為提升產業的帶動能力，各區、市、縣應優化資源配置，積極協調二、三產業的發展；逐步淘汰落后產能，積極引進戰略性新興產業，吸引投資，促進進出口貿易發展；大力發展綠色農畜產品加工業；推動工業產業結構優化調整，淘汰落后的技術工藝：通過這些措施促進產業結構的合理化和高級化。

(3)實施“調整存量、優化增量”策略。以環境承載力為約束條件，統籌謀劃未來產業發展方向，力求從源頭降低或消除經濟增長的環境風險和資源壓力。與此同時，鐵嶺市還應認真貫徹國家和遼寧省的各項環境政策，促使企業開展資源節約綜合利用和發展循環經濟，加大環境污染治理資金的投入，盡可能使ECK曲線變緩和，努力縮短其跨度。通過這些措施的實施，將經濟活動對自然環境的負面影響降到最低程度，資源和環境得到合理配置和永續發展，從而實現鐵嶺市經濟、社會和環境的和諧發展。

[1] 葉文虎.可持續發展引論[M].北京:高等教育出版社,2001:174-176.

[2] KUZNETS S.Economic growth and income inequality[J].The American Economic Review,1955,45(1):1-28.

[3] GROSSMAN G M,KRUEGER A B.Environmental impacts of a North American free trade agreement[R].Cambridge:National Bureau of Economic Research,1991:1-36.

[4] SHAFIK N,BANDYOPADHYAY S.Economic growth and environmental quality:time series and cross-county evidence[R].Washington DC:World Bank,1992.

[5] PANAYOTOU T.Empirical test and policy analysis of environmental degradation at different stages of economic development[A].Geneva:International Labor Office,1993.

[6] HUNG M F,SHOW D.Economic growth and the Environmental Kuznets Curve in Taiwan[J].Asimultaneity Model Analysis,1999,6(2):28-30.

[7] 謝賢政,萬靜,高亳洲.經濟增長與工業環境污染之間關系計量分析[J].安徽大學學報(哲學社會科學版),2003,27(5):144-148.

XIE X Z,WAN J,GAO B Z.Econometric analysis of the relationship between economic growth and industrial pollution[J].Journal of Anhui University(Philosophy and Social Sciences),2003,27(5):144-148.

[8] 王瑞玲,陳印軍.我國"三廢"排放的庫茲涅茨曲線特征及其成因的灰色關聯度分析[J].中國人口·資源與環境,2005,15(2):42-49.

WANG R L,CHEN Y J.Kuznets characteristics of three waste in China and the gray incidence analysis of their causes of formation[J].China Population,Resources and Environment,2005,15(2):42-49.

[9] 穆紅莉.北京市環境庫茲涅茲曲線特征分析[J].生態環境,2008(1):366-368.

MU H L.Analysis on characteristics of Environmental Kuznets Curve of Beijing[J].Ecological Environment,2008(1):366-368.

[10] 閆蘭玲,徐海嵐, 唐偉,等.城市大氣污染物排放與產業發展關系研究:基于杭州市EKC曲線的實證分析[J].中國人口·資源與環境,2014,24(5):147-150.

YAN L L,XU H L,TANG W,et al.On the relationship between the atmospheric pollutant emission and industrial development based on EKC in Hangzhou[J].China Population,Resources and Environment,2014,24(5):147-150.

[11] 梁志揚.中國環境庫茲涅茨曲線拐點探討[D].北京:北京林業大學,2011.

[12] 趙一新.吉林省環境庫茲涅茨曲線研究[D].長春:吉林大學,2009.

[13] 高新才,馬麗.基于脫鉤和EKC理論的西部地區環境污染與經濟發展關系研究[J].西南民族大學學報(人文社會科學版),2014(6):117-122.

[14] 謝園園,傅澤強.基于生態效率視角的循環經濟分析[J].綠色經濟,2012(9):49-51.

XIE Y Y,FU Z Q.Analysis of circular economy based on eco-efficiency[J].Green Economy,2012(9):49-51.

[15] 鄔娜,傅澤強,謝園園,等.基于生態承載力的產業布局優化研究進展述評[J].生態經濟,2015,31(5):21-25.

WU N,FU Z Q,XIE Y Y,et al.Review on the research progress of industrial layout optimization based on ecological carrying capacity[J].Ecological Economy,2015,31(5):21-25.□

智靜，喬琦，張玥.生態工業園區自然資源資產負債表編制的問題與思考[J].環境工程技術學報,2016,6(3):295-300.

ZHI J, QIAO Q, ZHANG Y.Problems and considerations on natural resources balance sheet of eco-industrial parks in China[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2016,6(3):295-300.

Coordination Analysis on Economic Growth and Resources and Environment Based on EKC: A Case Study on Tieling City

XU Jianwei, FU Zeqiang, XIE Yuanyuan, WU Na, LI Linlin

Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China

The Environmental Kuznets Curve (EKC) can well measure the relationship between economic growth and environmental pollution. Based on the EKC theory, a quantitative analysis of the relationship between the economic growth and the resource consumption and environmental pollution in Tieling city was performed. It was found that the U-shaped curve exists between industrial freshwater usage, smoke dust emission and per capita GDP; the inverse U-shaped curve exists between wastewater discharge, SO2emission and per capita GDP; the left section of U-shaped curve exists between COD discharge and per capita GDP; industrial solid waste generation, on the whole, increases with per capita GDP growth. According to the development actuality of Tieling city and based on industry structure, cleaner production and circular economy, some countermeasures and suggestions were put forward, including promoting recycling economic, expanding the third industry and optimizing the incremental capital, to promote coordinated development of economic growth and resource and environment.

economic growth; resource consumption; environmental pollution; Environment Kuznets Curve

2015-12-22

國家水體污染控制與治理科技重大專項(2013ZX07501-005-01)

徐建偉(1991—)，男，碩士研究生，主要研究方向為區域循環經濟、工業生態學、產業經濟學的理論與方法，xujw@craes.org.cn

*責任作者:傅澤強(1963—)，男，研究員，博士，長期從事區域循環經濟、工業生態學和戰略環境評價的理論與方法研究，zqfu@craes.org.cn

X820.3

1674-991X(2016)03-0290-05

10.3969j.issn.1674-991X.2016.03.043