青島經濟增長的資源約束實證分析

李敏

摘要：在新古典經濟增長模型框架下構建了一個測度資源要素對經濟增長約束的模型，利用1980～2015年的樣本數據測算了能源、土地和水資源對青島經濟增長的阻尼系數。結果表明：能源、土地資源是青島經濟可持續增長的兩大主要制約因子。青島市應加快經濟增長方式轉變，尤其是要依靠技術進步來沖銷能源和土地資源約束對經濟可持續增長的制約。

關鍵詞：資源約束；增長阻尼；實證分析

中圖分類號：F062

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）6-0204-05

1 引言

經濟發展需要資源輸入和環境容量作為支撐。實際經濟增長速度因受資源環境承載力限制的拖累，比不受資源環境承載力限制的潛在增長速度要低。Nordhaus、Romer把由于資源約束而導致經濟增長速度降低的程度稱之為增長阻尼（growth drag）[1，2]。他們在索洛新古典增長模型基礎上納入資源環境要素，分別建立了一個有資源約束和無資源約束的新古典增長模型，定量測度了資源環境要素對一國潛在經濟增長的制約程度。Nordhaus測算出由于資源和土地限制而引起的美國經濟增長阻尼值是0.0024[1]。Bruvoll、Glomsroda和Vennemo（1993）等人用動態的CGE模型度量了由于環境“阻尼”引起的挪威福利損失情況[3]。Noel分析了能源不足對美國經濟增長的影響，發現在1889～1992年原油不足對美國的經濟增長影響顯著[4]。國內學者也開展了有關資源環境要素對中國經濟增長制約的研究。薛俊波、謝書玲等測度了水土資源損耗對中國經濟增長的制約程度[5，6]，李影分析了能源對中國經濟增長的制約[7]，劉耀彬重點分析了能源、土地、水等自然資源對中國城市化進程的阻滯作用[8，9]。他們的研究表明，經濟增長的資源阻尼在中國是存在的，資源環境約束已成為中國經濟可持續增長的最大障礙。

新世紀以來，青島工業化、城市化快速推進，第二產業尤其是重工業加速發展，進入了工業化發展中期階段即重化工業發展階段，資源消耗迅速增長，環境污染日趨嚴重，能源、土地、水等環境要素對青島經濟發展的瓶頸制約日益強化。本文基于科學發展觀和可持續增長的認識和要求，分析環境資源對青島經濟增長的約束問題，科學測度能源、土地和水資源對青島經濟增長的影響效應大小，有助于青島市正確認識市情，合理安排經濟增長與資源環境的關系，針對性地提出經濟增長突破資源環境約束的策略，從而促進青島經濟可持續增長。

2 經濟增長的資源要素約束模型

良好的生態環境是經濟社會可持續發展的物質基礎。能源、土地、水不僅是經濟發展的投入要素，更重要的是一種環境資源，是決定經濟長期持續增長的重要約束變量。考慮到資源環境承載力限制對經濟增長的制約，本文在新古典經濟增長模型的基礎上通過將能源、土地、水等有關環境資源變量內生化，并假定規模報酬不變，構建出一個測度資源約束下的青島經濟增長模型，且使用Cobb—Douglas生產函數對模型進行高度簡化，簡化后的青島生產函數見式（1）。

式（1）中α>0，β>0，γ>0，θ>0，α+β+γ+θ<1；Y（t），K（t），R（t），T（t），W（t），L（t），A（t）分別表示總產出、資本存量、能源數量、土地數量（非農林用地）、水資源數量、勞動力數量、技術進步程度，t表示時間，α，β，γ，θ分別表述資本、能源、土地和水資源的產出彈性，ε表示隨機擾動項。即總產出是資本、能源、土地、水資源、勞動力、技術進步和隨機擾動項的函數。與索洛的新古典增長模型一致，資本、勞動和技術進步分別按以下模式進化：

由（11）、（13）、（14）、（15）知，總的資源阻尼系數恰好等于能源、土地、水資源三類資源的阻尼系數之和，阻尼系數與資源的產出彈性（β，γ，θ），勞動力增長率n以及資本的產出彈性α成正相關。這說明：如區域經濟增長過度依賴于能源、土地、水資源投入而不是技術進步，當資源投入因供給原因停止增長甚至負增長時，資源約束對經濟增長的阻尼自然增大，這說明依靠資源投入的粗放型經濟增長方式難以為繼。為減少經濟增長對資源投入的依賴，可加快技術進步，提高資本和有效勞動的產出彈性，以抵消能源、土地、水資源投入的較少引致的潛在經濟增長率下降。

3 青島能源、土地、水資源對經濟增長的約束測度

3.1 指標、數據選取和變量說明

為能夠定量測度能源、土地、水資源對青島經濟增長的制約，本文以《青島統計年鑒》（1980～2016）、《青島市土地利用總體規劃》（1997～2010）、《青島市土地利用總體規劃》（2006～2020）、《青島市水資源公報》（2000～2016）的統計資料為數據來源，從中采集1980～2016年青島GDP、社會從業人員總數、能源消費總量、用水總量、土地資源（非農建設用地）等數據分別表示總產出（Y）、勞動力（L）、能源（R）、水資源（W）和土地資源（T），并假設技術進步變量A反映在勞動力L中。其中，GDP是以1980年為基準經過折算的不變價。

固定資本K是一個存量指標，由于年鑒中只有固定資產投資I的流量數據，需要將流量數據I轉化為存量數據K。假如固定資本年折舊率為5%，采用永續盤存法[10]計算青島市每年的固定資本存量，即：

式中，Kt、Kt-1分別表示當年和上一年的資本存量。不同年分的資本存量均按1980年不變價格進行調整。

3.2 數據的平穩性和協整性檢驗

時間序列數據的統計規律常因某種原因隨時間的推移而變化，出現非平穩。如果時間序列數據不是平穩的，直接進行回歸分析，就可能出現“偽回歸”現象，高斯—馬爾可夫定理（Gauss–Markov theorem）不再成立，用普通最小二乘法（OLS）估計的參數也不再是具有最小方差的線性無偏估計量。因此，在對時間序列數據進行回歸前，需要檢驗各序列數據的平穩性。通常用ADF（Augmented Dickey-Fuller Test）法檢驗時間序列的平穩性，用ADF檢驗時間序列的平穩性，即對時間序列進行如下回歸分析[11]：

通過比較ADF值與臨界值的大小來判斷序列的平穩性。若ADF值小于臨界值，則序列不存在單位根，說明序列是平穩的。若ADF值大于臨界值，序列服從單位根過程，則認為該序列非平穩。非平穩序列通常需要進行差分變換后再進行平穩性檢驗。若一個非平穩序列Xt至少需要進行k階差分后才能實現平穩，說明原序列存在k個單位根，則稱序列Xt是k階單整序列[12]。

經對原始數據進行分析發現：青島市生產總值、固定資產存量、能源消費量、勞動力、土地資源這5個時間序列總體呈上升趨勢，可能存在異方差。將原始時間序列取自然對數，數據仍然存在增長趨勢，對取對數后的數據進行ADF單位根檢驗，得到結果如表1所示。

平穩性檢驗表明，盡管LnY、LnK、LnR、LnL、LnW、LnT不是平穩序列，但經過一階差分后，6個序列均為平穩序列，即其均服從一階單整，有可能存在協整關系。現利用跡檢驗和最大特征根檢驗方法對六個序列進行Johansen協整檢驗，得到檢驗結果如表2所示。

跡統計檢驗、最大特征根檢驗表明：LnY、LnK、LnR、LnL、LnW、LnT這6個變量在5%的顯著性水平下之間存在著長期協整關系。

3.3 回歸分析

由平穩性和協整檢驗的結果可知，盡管LnY、LnK、LnR、LnL、LnW和LnT并非平穩序列，但其差分序列為一階單整且存在協整關系，可對其進行回歸分析。在回歸分析中發現序列之間存在異方差和自相關問題，為此采用取差分和加權最小二乘法（Weighted Least Square， WLS）的方法來消除[13]。通過對序列進行一階差分并進行WLS回歸分析，得到青島經濟增長的最終方程：

由回歸結果可知，資本對產出的影響力最大，能源消費次之，隨后依次為土地、水資源和有效勞動，且在統計意義上皆是顯著的。得到資本的產出彈性α約為0.317845，能源產出彈性β約為0.254623，土地產出彈性γ約為0.224571，水資源產出彈性θ約為0.098465，包含技術進步在內的勞動產出彈性為0.104492。

定義勞動力的年均增長率計算公式如下：

其中，Lt和L0分別表示終期和基期的社會從業人員數，t為期數。據此得到1979～2012年勞動力的年均增長率n為0.025265。

將有關α，β，γ，θ，n的值代入（13）、（14）、（15）式分別計算得到能源、土地、水資源對經濟增長的阻尼系數各自約為 0.94%，0.83%，0.36%。能源的阻尼系數最大，在三類資源中對經濟增長的約束作用最為顯著，主要是因為青島經濟增長進入重化工業發展階段后能源投入驅動因素顯著，能源投入的數量增長顯著地高于同期土地資源和水資源，而青島的能源消費結構又主要以非再生的化石能源為主，非再生資源對經濟的影響通常大于土地資源、水資源等可再生資源對經濟的影響。

4 結論與建議

（1）能源對青島經濟可持續增長的制約較為顯著，能源占總的資源阻尼系數的44.08%，對經濟增長的約束作用最大。中國政府承諾到2020年單位GDP二氧化碳排放量要比2005年下降40%～45%。履行碳減排國際承諾，傳統能源消費要求停止增長甚至負增長，重視能源約束對青島經濟增長的影響具有積極的現實意義。能源的阻尼系數與能源的產出彈性系數成正比，降低能源的彈性系數可以降低對經濟增長的制約，其經濟含義是通過降低能源在經濟中的作用來減少能源約束對經濟增長的影響。青島一方面要通過大力推動產業結構轉型升級，發展低碳產業，降低高耗能產業比重，提高能源使用效率；另一方面要優化能源利用結構，大幅度降低煤炭等傳統化石能源比重，依靠技術進步大力開發利用太陽能、風能、海洋能等可再生能源。

（2）土地對青島經濟可持續增長制約的強度僅次于能源，土地的阻尼系數占總的資源阻尼系數的38.876%。降低土地資源阻尼系數，緩解經濟發展的土地資源壓力，為當前政府提倡土地集約使用與保護耕地資源提供了很好的理論解釋與依據。根據最新的青島市土地資源調查結果，全市人均耕地面積目前僅0.8畝，大大低于國家規定的確保糧食安全的人均耕地擁有量不低于1.5畝的紅線。隨著永久性農田立法保護的實施，城市建設用地增長空間將極為有限，土地對青島經濟增長的制約作用將日益強化。青島應進一步加大非農用地土地資源資源集約利用，避免“攤大餅”式傳統城市發展路徑，積極探尋現代化、集約式、生態型的城市化發展新模式，大幅度提高單位非農用地面積的投資強度和GDP產值，提高土地資源效益。

（3）水資源的阻尼系數占總的資源阻尼系數的17.0455%，對經濟增長的約束作用最小。這主要得益于長期以來青島注重發展節水灌溉農業以及在工業、城市等領域推動節水措施降低水資源產出彈性有關。青島屬于全國水資源嚴重稀缺城市，全市多年平均淡水資源總量為31億m3，全市人均占有水資源量僅344 m3，不到全國人均占有量的1/7，僅為世界人均占有量的1/24，位居全國各主要城市倒數。青島一方面要繼續鞏固現有的節水措施，另一方面要更加注重水資源的保護，避免水源污染，同時利用沿海優勢發展海水淡化產業，增加新的可用水源。

（4）能源、土地、水資源的阻尼系數之和約為2.1395%。也就是說，青島經濟增長速度在能源、土地、水資源投入停止增長的情況下，理論上每年要降低約2.1395%，20年后青島經濟增速將只有現在增長水平的57.21%。青島市要維持現有的經濟增速水平，必須提高技術進步對經濟增長的貢獻度（表現為增加資本和勞動的產出彈性），理論上技術進步對經濟增長的貢獻率每年要增加2.14%，才能抵消將來因資源約束導致經濟增速的逐年降低。其政策含義是青島市必須加快經濟增長方式轉變，將經濟增長從主要依靠資源投入轉到主要依靠科技進步。鑒于能源和土地資源阻尼系數占總的資源阻尼系數高達82.95%，青島應重點突破能源和土地資源約束對經濟可持續增長的制約，著力提升產業自主創新能力，提高技術進步對經濟增長的貢獻度，走創新驅動的經濟發展模式緩解資源環境承載力約束對經濟可持續增長的壓力。

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