基于環境庫茨涅茲理論的蘭州市環境保護與經濟發展能力評價

王蓉

(蘭州理工大學科技處，甘肅 蘭州730000)

基于環境庫茨涅茲理論的蘭州市環境保護與經濟發展能力評價

王蓉

(蘭州理工大學科技處，甘肅 蘭州730000)

自2010年蘭州市被科技部確定為全國首批國家創新型試點城市以來，城市建設不斷完善。城市經濟發展與生態環境狀況相互作用的研究方興未艾，經濟發展與生態環境之間的復雜性要求科學、客觀評價城市生態環境建設，以便科學地指導城市建設和環境管理。首先，基于社會-經濟-自然環境建立生態環境評價指標體系，對2008-2014年間蘭州市的生態環境建設進行了綜合評估，結果發現，生態環境指數呈逐年上升趨勢；其次，分析了三次產業結構；最后，對選取的可吸入顆粒物濃度和人均地區生產總值作為模型指標進行環境庫茲涅茨曲線模擬，發現隨著人均地區生產總值增長，可吸入顆粒物濃度呈現逐步下降的趨勢。

生態環境評價指標體系；三次產業結構；環境庫茲涅茨曲線；蘭州市

城市數量與規模的爆發式增長，造成了城市自然環境的惡化、生態功能低下。城市生態環境的污染，已經明顯的影響著我國城市的健康可持續發展[1]。在過去的發展階段，注重經濟發展的同時沒有與環境保護協調發展，事實證明先發展后治理的路徑是無益于當前的發展情況。當前，低碳、環保、生態已成為城市文明的主題，“十二五”規劃提出的“生態文明”和十八大提出的“美麗中國”要求，說明我國已經開始發現環境保護的重要性。一個美好的城市生態一定是良好的，有學者從城市生態環境質量評價信息系統[2]，城市生態化程度[3]，衡量生態城市各子系統的狀態[4]等方面探討城市生態環境質量；也有學者從生物多樣性保護角度[5]提出城市生態環境評價，還有學者在流域基礎上探討環境對社會經濟的影響[6]。城市生態建設與城市經濟競爭力作為人與自然發展復合系統中的兩個重要子系統，它們相互作用、相互影響，共同促進城市的健康、快速及和諧發展[7]，已有以流域為單元開展社會經濟發展與水環境變化相互作用的研究[8]，而關于城市經濟發展與生態環境狀況相互作用的研究方興未艾。隨著習近平總書記在巴黎氣候大會開幕式中指出中國把應對氣候變化融入國家經濟社會發展中長期規劃，以及蘭州在本次大會榮獲“今日變革進步獎”，讓各界目光“吸睛”于“蘭州藍”，此時對蘭州市生態環境指數和經濟發展狀況之間關系的研究顯得尤為重要。

本研究以蘭州市生態環境建設和社會經濟發展之間的相互作用為研究目的，首先建立生態環境評價指標體系，對蘭州國家創新型試點城市生態環境建設進行評價；進而選取可吸入顆粒物濃度和人均國民生產總值作為模型指標進行環境庫茲涅茨曲線模擬，定量分析了2008-2014年間蘭州市生態環境和社會經濟發展之間的相互關系。本研究對城市建設和環境管理具有指向性作用，對城市健康可持續發展具有重要的意義。

1 城市生態環境評價指標體系

1.1 構建生態環境評價指標體系

城市生態環境是一個復合系統，其核心在于社會-經濟-自然環境系統中各組分的和諧進步。因此，考慮到城市生態環境的復雜性與多樣性，基于科學性、綜合性、簡明普適性、數據可獲取性、可持續性及動態性原則，并比較已有的研究成果[9～11]，選擇城市生態環境建設中最關鍵、最核心的指標，構建蘭州國家創新型試點城市生態環境評價指標體系，見表1。指標數據來源于《甘肅發展年鑒》及《蘭州市國民經濟和社會發展統計公報》等。

表1 蘭州國家創新型試點城市生態環境評價指標體系

1.2 確定指標權重

采用熵權法確定各指標權重。對原始數據進行預處理解決量綱統一的問題；對數值越大越好的正向指標根據式（1）、對數值越小越好的負向指標根據式（2）進行處理。

熵是系統無序程度的一個度量，熵值越小，系統無序度越小，故可用信息熵評價所獲系統信息的有序度及其效用。利用熵值法估算指標的權重，其本質是利用指標信息的價值系數來計算，價值系數越高，對評價的重要性就越大。蘭州國家創新型試點城市生態環境評價指標體系各指標權重見表2。

表2 指標權重的計算結果

2 環境庫茲涅茨曲線模擬方法

環境庫茲涅茨曲線（EKC）的基本涵義為：在經濟發展的最初階段，由于人口的增長，工業技術的落后，資源的無序開發，造成了環境污染的急速加劇，隨著經濟的發展，以科技進步為標志的產業發展對經濟的貢獻作用越來越突出，人們控制環境污染的意識、能力和投入逐漸提高，污染物排放逐步趨緩。

本研究將選取可吸入顆粒物濃度與人均地區生產總值數值進行環境庫茲涅茨曲線擬合，分析城市環境與經濟發展之間的關系。

3 結果與分析

3.1 蘭州市生態環境綜合指數

2008-2014年間，蘭州國家創新型試點城市生態環境指數不斷提高，2008年生態環境綜合指數為0.247，2010年達到0.358，增長了45.08%，指數向上趨勢較好。隨著創新型試點城市的建設，城市生態環境指數快速上升，2013年時達到0.733（表3），增長了104.41%；指數在2014年有所下降，為0.686。

表3 2006-2014年蘭州國家創新型試點城市生態環境綜合指數

評價指標體系各二級指標計算結果如圖1a所示，各評價指標變化差異較大。2008-2014年，自然資源指數呈線性增長 （R2=0.5272）， 增幅達154.27%。環境質量對指標體系的影響最大（權重為0.522），其變化呈線性增長（R2=0.9248）趨勢，增幅達669.61%，尤其在2011-2014年間增長最為明顯。說明在創新型城市建設期間，隨著經濟的發展，生態環境也越來越得到重視。受GDP增長率的不穩增長，社會經濟指數線性增長趨勢不明顯 （R2= 0.1808），其中2011年為一個明顯的增長峰。總體來看，自然資源、環境質量、社會經濟三項二級指標中，環境質量的實現程度最好，隨著蘭州市堅持不懈在南北兩山營造綠色林帶以及采取一系列措施[13]，有效改善了城市周邊生態環境。城市生產布局趨于合理，城市生態環境趨于優良，城市生態系統自維持能力不斷加強。另外，如圖1b所示，2008-2014年間，生態環境綜合指數與人均國民生產總值呈正相關性，2014年人均國民生產總值達5.22萬元，是2010年的1.72倍，表明隨著蘭州國家創新型試點城市的建設，生態環境與經濟增長較快，蘭州市經濟發展與生態環境協調發展。

圖1a 各二級指標指數動態變化圖；b 蘭州市人均國民生產總值與生態環境綜合指數關系

3.2 產值情況

3.2.1 GDP發展變化情況

2006年至2014年，蘭州市經濟高速增長。國內生產總值（GDP）年均增長速率為14.71%；2014年生產總值達1913.5億元，是2006年的3.0倍，人均生產總值是2006年的2.67倍。三次產業方面，2014年生產總值分別是2006年的2.36、2.86、3.17倍。說明蘭州市在發展過程中，三產增長速度較快（如圖2所示）。

圖2 蘭州國家創新型試點城市2006-2014年產業總產值

3.2.2 蘭州市產業結構演變情況

對蘭州市國民經濟三次產業比重變化的觀察發現，第一產業的演進可用直線進行擬合，第二產業和第三產業的演進在近年來與前期呈現出不同的變化趨勢，則采用二次方程對其進行擬合。

圖3 蘭州市第一產業比重演變圖

圖4 蘭州市第二產業比重演變圖

圖5 蘭州市第三產業比重演變圖

如圖3，4，5所示，蘭州市第一產業比重呈緩慢下降并保持相對穩定的趨勢。第二產業在“十一五”期間呈波動式上升狀態，“十二五”期間呈下降狀態。說明蘭州市意識到工業為代表的第二產業給環境帶來較大的污染，政府加強了對第二產業的監督和管理，限制了第二產業的發展。第三產業比重“十一五”期間呈波動式下降狀態，蘭州國家創新型試點城市建設期間一路以較快勢頭發展，呈現快速增長狀態，其所占比重增加值領先于第一、二產業。“十二五”開局以來，蘭州市致力于產業結構調整，大力發展戰略新興產業和現代服務業。經過四年的發展，產業結構進一步優化，2014年第三產業比重達到53.86%，其中戰略新興產業增加值達153億元，占全市規模以上工業增加值的27%。三次產業的演變趨勢基本符合庫茲涅茨提出的三次產業結構演變規律，第二產業占國民經濟的比重經歷了由上升到下降的倒U型變化。

3.3 環境庫茲涅茨曲線模擬

考慮到蘭州市的現實情況以及韓君[12]的研究結果發現工業粉塵、煙塵排放量估計的環境庫茲涅茨曲線穩定性相對較好等原因，選用可吸入顆粒物濃度值作為環境指標，經濟增長指標用人均GDP表示，對環境與經濟增長間的關系進行EKC曲線模擬，得到可吸入顆粒物與人均GDP之間的擬合方程。如圖6所示，蘭州市人均收入與環境污染間存在環境庫茲涅茨曲線的倒U關系，但不是典型EKC曲線倒U型特征。隨著人均GDP的持續提高，可吸入顆粒物濃度降低，污染隨著收入的增加減少。

圖6 蘭州市可吸入顆粒物濃度與人均GDP關系

擬合結果表明：可吸入顆粒物濃度隨著人均GDP增長，總體呈先上升，再下降的狀態，經歷上升、下降、再上升、再下降的階段。隨著人均GDP增長，吸入顆粒物濃度呈現逐步下降的趨勢，但下降趨勢不大。結合蘭州市空氣質量監測數據，綜合分析原因，可吸入顆粒物濃度一直都是蘭州市環境空氣的首要污染物，且其污染成因復雜，根據高鴻欣等的研究結果[13]，其35.38%來自于燃煤，33.49%來自于揚塵，18.26%來自于燃油和工業污染，12.84%來自于建材及其他，并且受到自然環境條件制約明顯，為多種因素相互作用的共同結果。因此，治理可吸入顆粒物污染是蘭州市環境空氣質量改善的關鍵所在。另一方面，社會經濟發展帶動了技術進步和產業結構的轉變，資源利用率提高，減少了生產污染；工業生產對環境影響較大，服務業對環境影響較小，在服務業占比不斷提高的過程中，環境污染便會逐漸減少，環境質量隨之改善，環境壓力和經濟增長間出現分離，兩者進入環境庫茲涅茨曲線的雙贏局面。

4 結論與討論

1）蘭州國家創新型試點城市生態環境指數呈逐年上升趨勢。開展城市生態環境質量評價，明確城市生態環境質量現狀，可為城市規劃的制定、城市的未來發展和城市生態環境管理提供重要基礎；可為城市生態環境質量的改善、城市生態環境質量治理措施的制定提供科學依據。根據本研究結果，蘭州市生態環境指數在逐年提升，尤其在創新型城市建設期間增長更快，但為了防止反彈，要保持現有生態環境管理強度，大力推進節能減排政策的實施，嚴格控制城市機動車尾氣排放量[14]。

2）蘭州市經濟發展與生態環境協調發展。協調經濟發展與環境保護，一方面要通過采用措施提高GDP增長率等經濟指標實現發展力水平的改善，另一方面通過增加建成區綠化覆蓋率等環境質量指標促進生態環境指數的提高；通過探索生態建設與產業協調發展模式，提高資源利用效率，不以犧牲生態環境換取一時發展；建立城市經濟發展與生態環境保護協同機制，促進城市生存空間向更有序、更穩定的方向發展；增加生態環境保護的投入，引進國外先進環境技術，培育環境自我更新率，提高資源利用與污染處理效率，進一步加強生態環境保護的宣傳，實現人和自然的和諧共生。

3）三次產業結構逐年優化。經濟增長不僅包含經濟總量的增加，還包含經濟結構的轉變、優化和升級[15]，Kuznets通過對經濟增長的研究認為經濟增長的10%是由產業結構變動造成的[16]。我國第三產業發展更多的是附屬于城市化進程，這就是說，第三產業的發展需要更多的以第二產業的不斷完善作為基礎[17]。從研究結果可以看出，目前，蘭州市第一產業比重呈緩慢下降并保持相對穩定的趨勢，第二產業占國民經濟的比重經歷了由上升到下降的倒U型變化，第三產業的經濟貢獻度已經超過第二產業，三次產業符合“三-二-一”的最優結構，帶來了更多的經濟增長。

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