環渤海地區海洋經濟與海洋環境污染關系研究

(遼寧師范大學 海洋經濟與可持續發展研究中心,遼寧 大連116029)

環渤海地區海洋經濟與海洋環境污染關系研究

王子王月,李 博

(遼寧師范大學 海洋經濟與可持續發展研究中心,遼寧 大連116029)

選取2001—2015年我國環渤海地區海洋生產總值作為海洋經濟增長指標,以赤潮累計發生面積、含油污水排海量、石油類污染物的點位超標率和無機氮點位超標率作為海洋環境污染指標,構建了環渤海地區海洋經濟增長和海洋環境污染的VAR模型,綜合運用廣義脈沖響應和方差分解兩種方法對環渤海地區海洋經濟增長與海洋環境污染的各指標之間的關系進行了探究。結果表明:①環渤海地區海洋生產總值與各海洋環境污染指標呈反向變動關系;②環渤海地區的海洋經濟增長對海洋環境污染水平的影響顯著,海洋環境污染有逐漸抑制海洋經濟增長的趨勢;③環渤海地區含油污水和石油類污染物的排海量是限制海洋經濟增長的主要環境污染因素。

海洋經濟增長;海洋環境污染;VAR模型

1 引言

伴隨著經濟社會的快速發展和科學技術的日益進步,公眾對海洋功能的認知逐步深入,對海洋產品與服務的需求不斷增多,海洋的經濟社會效益與日俱增。我國審議通過的《國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》明確提出以創新、協調、綠色、開放、共享為核心的五大發展理念,并首次將“綠色”納入“十三五”發展規劃之中,這說明我國未來的發展將把綠色發展作為生態文明的建設途徑,通過綠色理念引領走向可持續發展。把綠色發展的理念引入到海洋經濟建設上來,將對海洋生態文明建設起到積極作用,對我國的國民經濟和社會發展,乃至實現“海洋強國”的目標都具有重大意義。海洋環境是一種無法取代的資源,在海

洋經濟飛快增長的同時資源環境所付出的代價發人深省。因此,分析海洋經濟增長與海洋環境污染之間的關系,是海洋經濟綠色發展不可缺少的部分。

國外學者對環境污染和經濟增長的研究主要圍繞庫茲涅茨曲線展開。1990年,美國經濟學家Grossman、Kureger等在庫茲涅茨曲線的基礎上探討了多個國家進行了環境污染與經濟增長關系,首次提出了環境庫茲涅茨曲線(EKC),即大多數國家的環境污染水平與經濟增長之間的變化趨勢表現為由先嚴重惡化到后來逐步改善的倒“U”型曲線[1]。1992年,Bandyopadhyay[2]等擴大了時間、地域和指標范圍,進一步對經濟與環境之間的關系進行了研究。Lucas[3]、Panayotou[4]、AndreoniJ、Levinson A[5]等分別運用EKC對不同國家的經濟增長與二氧化碳、鉛排放量等空氣環境質量之間的關系進行了對比分析,結果均表明EKC假說是成立的。隨著研究的不斷深入,21世紀初環境庫茲涅茨曲線的形狀除了倒“U”形外,Kaufmann[6]等認為人均收入和SO2排放之間的關系呈現出正“U”形;De Bruyn的研究成果顯示呈“N”形[7];Stern的研究表明EKC曲線呈單調遞增趨勢[8]。此外，也有學者對倒“U”型曲線提出了質疑。21世紀初期,Egli通過對德國環境數據的研究,得出環境庫茲涅茨倒“U”型曲線并不顯著[9]。國內的相關研究最初主要是以全國為研究對象,運用不同的計量方法對我國環境污染與經濟增長之間是否存在環境庫茲涅茨曲線關系進行了實證研究[10]。21世紀初,張曉[11]、馬樹才[12]等分別對我國的經濟與環境之間的關系進行探究,但結論都認為它們之間不存在倒“U”型環境庫茲涅茨曲線;宋濤、鄭挺國、佟連軍[13]等對我國省區的“三廢”排放量和收入之間的關系進行研究,實證結果證明變量之間存在長期的EKC關系,只是所在的階段不同。同時,許多學者開始將研究對象轉向具體省份和城市。王維國[14]等對遼寧省經濟增長和環境污染進行了實證研究;彭文斌、田銀華[15]以湖南省為研究對象,探究經濟與環境的關系;周德田[16]等建立了青島市人均GDP和環境污染物排放量的VAR模型;周曙東[17]通過行業面板數據對江蘇省企業總產值與大氣污染之間的關系進行了分析。

從目前國內外現有研究看來,學者們的研究主要集中在陸域系統的經濟增長和環境污染關系的地域方面,海域系統經濟增長與環境污染關系的研究也僅局限于全國層面[18],缺少對區域海域系統中經濟增長與環境污染關系的全面分析。本文通過研究環渤海地區2001—2015年的數據,建立了環渤海地區海洋經濟增長與海洋環境污染之間的自相關模型,探析環渤海地區海洋經濟增長與海洋環境污染的雙向作用機制,從而找到海洋經濟增長與海洋環境污染兩者存在的內在聯系,為環渤海區域海洋環境的治理和海洋經濟的綠色發展提供合理的建議[9]。

2 研究區域和研究方法

2.1 研究區域和數據來源

環渤海地區借助得天獨厚的地理優勢、豐富的海洋資源和便捷的交通運輸條件,海洋經濟建設水平在不斷攀升。2015年,環渤海地區的海洋生產總值為2.3437萬億元,占全國的36.2%。然而,海洋經濟的發展卻給海洋環境帶來了負面影響,主要表現為海水環境質量降低、近岸海域主要污染物排放量增加和海洋災害頻發等。渤海海區的環境污染較嚴重,僅低于東海。2015年,渤海海區第二、三、四類、劣四類海水比例分別為48.9%∶21.8%∶13.6%∶15.6%。近年來,環渤海地區雖加大了對海洋環境污染治理的力度,但由于海洋經濟的能源消耗和發展速度不斷攀升,海洋環境污染給海洋經濟增長帶來的影響十分突出。

本文數據資料來源于2001—2015年的《中國海洋統計年鑒》[19]、2001—2015年的中國海洋環境狀況公報[20]和2001—2014年的中國近岸海域環境質量公報[21]。

2.2 研究方法

評價指標體系構建與數據選取:海洋生產總值作為海洋產業和海洋相關產業增加值之和,最能代表一個地區的海洋經濟發展情況[22]。全國近岸海域的主要超標污染因子是無機氮和活性磷酸鹽,近年來渤海海區的主要污染因子是無機氮、石油類、鉛、鎳。此外,造成海洋環境污染最主要的來源之一就是陸源污染物,而陸源污染中的工業廢水是主要的污染源[18]。

進入21世紀以來,國家開始重視海洋經濟發展,中國環境保護部、中國海洋信息網等開始對我國近岸海域環境質量、海洋災害、海域使用管理等方面的數據進行了統計和整理,故數據的起始年份定于2001年。而《中國海洋統計年鑒》的數據目前更新到2015年。因此,根據數據的可獲取性和代表性,結合上文所述海洋環境污染的表現形式,本文選取環渤海地區海洋生產總值作為海洋經濟指標,環渤海地區赤潮累計發生面積、含油污水排海量、無機氮和石油類點位超標率為海洋環境污染指標。選取2001—2015年海洋經濟增長指標和海洋環境污染指標的時間序列數據,構建環渤海地區海洋經濟增長與海洋環境污染的VAR模型。為消除可能存在的異方差而獲得較平穩的時間序列,對全部數據都采取了對數操作。

VAR模型構建:1980年,Sims提出了VAR模型,即向量自回歸模型[23]。該模型的構造是把系統中的每一個內生變量作為系統中所有內生變量滯后值的函數。隨后此模型被普遍應用到經濟學以及其他學科的動態性分析中。本文應用此模型,分析環渤海地區的海洋經濟增長與海洋環境污染變量之間存在的關聯性,并探析變量間彼此影響的因素。

VAR模型的數學表達式為:

yt=Φ1yt-1+…+Φpyt-p+εt(t=1,2,…,T)

(1)

式中,yt為k維內生變量列向量;p為滯后階數;T為樣本個數;Φ1,…,Φp為k×k維矩陣;εt為k維擾動列向量,它們相互之間可以同期相關,但不與自己的滯后值相關且不與等式右邊的變量相關[24]。

VAR模型的估計是否可靠主要取決于變量是否平穩,若變量是平穩的時間序列,則能夠直接建立沒有約束的VAR模型;若變量不平穩,就必須檢驗所有變量之間有沒有存在協整關系。若存在協整關系,則要利用模型修正向量的誤差；若既不平穩又沒有協整關系,則要利用差分將變量處理為平穩。在估算出平穩的VAR模型后,方可利用脈沖響應函數和方差分解繼續后續的分析。

3 海洋環境污染對海洋經濟的影響分析

3.1 數據描述性分析

海洋環境污染指標以2001—2015年環渤海地區赤潮累計發生面積、含油污水排海量、石油類污染物點位超標率和無機氮點位超標率為代表,海洋經濟指標以2001—2015年環渤海地區海洋經濟生產總值為代表進行分析。

從圖1可見,2001—2015年我國環渤海地區海洋經濟發展十分迅速,海洋生產總值從2001的1587.35億元增長到2015年的23437億元,15年間增長近15倍,呈直線上升趨勢。赤潮累計發生面積與海洋生產總值之間的關系較復雜,2004年達到最高值,突破了6000km2,而在2008年卻基本沒有發生赤潮現象。含油污水排海量總量在增長,2014年比2001年增長了近5倍,但在這13年含油污水排海量卻呈波動下降趨勢。2001—2015年,石油類污染物和無機氮的點位超標率呈波動下降趨勢,而無機氮的排放量多于石油類污染物。截止至2015年,環渤海海域無機氮的點位超標率與2001年相比,下降了約2倍；而石油類污染物的點位超標率與2001年相比,下降了2倍多。

圖1 海洋生產總值與各海洋環境污染指標關系

3.2 ADF檢驗

利用EViews軟件對2001—2015年環渤海地區海洋生產總值以及赤潮累計發生面積、含油污水排海量、石油類污染物的點位超標率和無機氮點位超標率的數據進行ADF平穩性檢驗,若ADF 所有統計檢驗值大于各顯著水平的臨界值，則代表該序列非平穩;反之,則說明該序列是平穩的,結果見表1。從表1的結果可見,lngop、lnchichao、lnyouwushui、lnwujidan和lnshiyoulei這五個時間序列在每一個顯著性水平下都無法拒絕存在單位根的原假設,均為不平穩序列。但是這些變量一階差分序列的ADF值比在10%的顯著性水平下的臨界值小,即均為平穩序列。所以,lngop、lnchichao、lnyouwushui、lnwujidan和lnshiyoulei均為一階單整序列,達到了協整檢驗的要求。

表1 單位根檢驗過程

3.3 協整檢驗

運用Eviews對以上五個變量進行協整檢驗,檢驗結果見表2。由表2可見,五個變量之間存在協整關系,所以可建立VAR模型。

表2 協整檢驗結果

表3 VAR模型滯后階數

圖2 VAR模型單位根

3.4 VAR模型的建立

在ADF檢驗和協整檢驗的基礎上,建立以環渤海地區海洋經濟生產總值和赤潮累計發生面積、含油污水排海量、石油類污染物的點位超標率和無機氮點位超標率為因變量,自變量為其滯后值的VAR模型，建立模型前要先得出最優滯后階數。根據表3可將VAR模型的滯后階數確定為3階,即建立VAR(3)。通過單位根圖(圖2)可知，全部根的倒數都位于單位圓中,這說明VAR(3)模型是穩定的。

3.5 脈沖響應和方差分解

脈沖響應分析就是分析一個變量擾動項受到一個標準差的沖擊時,對模型中的其他變量是怎樣造成動態變化的。它表示為加入一個標準差大小的沖擊對VAR模型中內生變量當期值與未來幾期值的影響,進一步分析一個隨機變量的沖擊對內生變量影響的重要性[22]。利用Eviews軟件對數據進行脈沖響應函數分析得出圖3、圖4。從圖3可見,橫軸代表沖擊作用的滯后期數；縱軸代表的是海洋生產總值；實線為脈沖響應函數,表示海洋生產總值，即海洋經濟對每一個海洋環境污染指標的沖擊反應；虛線代表的是正負兩倍的標準差偏離帶。從圖3可見,海洋生產總值受到一個正的沖擊之后,赤潮累計發生面積在前兩期內有明顯正增長,在第四期后趨于穩定。含油污水排海量在前四期呈上升趨勢,第四期后趨于平穩。石油類污染物在前三期呈下降趨勢,在第三期出現最小值,然后轉為上升,并在第七期后趨于平穩。無機氮排放量在前六期呈現波動趨勢,上升不明顯,并在第七期后開始穩定。

圖3 各海洋環境污染指標對海洋經濟污染的脈沖響應分析

給海洋生產總值一個正沖擊后,得到各海洋環境污染指標的脈沖響應圖。從圖4可見,在當期的響應值均為0,在剩余的期間里含油污水排海量和石油類污染物點位超標率均呈現先上升后下降的趨勢,分別在第五期和第四期之后趨于平穩。這種先上升后下降的趨勢說明了環渤海地區海洋經濟增長與含油污水排海量以及石油類污染物點位超標率呈現出一定程度上的環境庫茲涅茨倒“U”型曲線。赤潮累計發生面積在第二期達到最高值,第五期后趨于平穩,并始終為正值。無機氮點位超標率總體呈現波動下降后趨于平穩趨勢,從第二期后開始為負值。赤潮累計發生面積和無機氮點位超標率的基本不存在環境庫茲涅茨倒“U”型曲線。由此可見,環渤海地區海洋經濟增長對海洋環境的污染主要體現在含油污水排海量和石油類污染物兩方面,這與前文所提及的環渤海地區的海洋環境大體相符。

基于VAR模型的方差分解,研究各個結構沖擊影響內生變量變化的貢獻度。一般情況下方差是度量其貢獻度的方法,從而對不同結構沖擊的重要性給予判斷。所以,利用方差分解可得出VAR模型中各個隨機擾動使變量發生變化的有效信息[24]。利用Eviews軟件對數據進行方差分解分析,見圖5。通過VAR模型的結果顯示,海洋經濟對海洋污染的影響顯著。其中，對含油污水排海量及石油類污染物的影響較大,最高值分別超過40%和30%；對赤潮累計發生面積和無機氮的影響較小,但最高值均接近20%。從海洋環境污染對海洋經濟的總體影響上來看,盡管石油類污染物和無機氮對海洋經濟的影響在逐步加強,但它對海洋經濟作用的影響是非常有限的。石油類污染物和無機氮對海洋經濟影響的最高值為分別為0.9%和2.1%。赤潮累計發生面積和含油污水排海量對海洋經濟的影響較大,各期均超過20%。

圖4 海洋經濟增長對各海洋環境污染指標的脈沖響應分析

圖5 方差分解結果

3.6 結果分析

近年來我國為推動海洋經濟的發展,已在全國進行了海洋經濟發展試點,并出臺了《全國海洋經濟發展規劃綱要》、《全國海洋經濟發展“十二五”規劃》等一系列政策規劃,加之“一帶一路”建設,我國海洋經濟發展將面臨著史無前例的絕好時機,因此我國沿海省市和環渤海地區的海洋開發規模正在不斷擴大。在海洋大規模開發的同時,也伴隨著海洋環境污染。通過各海洋環境污染指標對海洋經濟的脈沖響應分析可知,海洋生產總值與各海洋環境污染指標呈反向變動關系。即隨著赤潮發生面積的增大,含油污水排海量、無機氮、石油類污染物排放量增加,對環渤海地區海洋經濟增長產生阻礙影響,因此在某種程度上也論證實了海洋環境質量對海洋經濟增長起反作用的觀點。

進入21世紀以來,我國環渤海地區經濟發展迅猛。渤海、黃海具有豐富的海洋資源,為環渤海地區提供了雄厚的物質基礎,使其成為繼長江三角洲、珠江三角洲之后的又一重要經濟發展地帶。 陸域經濟的飛速發展也給海洋經濟帶來了一定的影響,在對我國環渤海地區的海洋經濟增長與海洋環境污染的動態關系研究中可得出,環渤海地區的海洋經濟增長并非是以含油污水排海量和石油類污染物的排放量為代價的,但卻在很大程度上加劇了這種污染,而石油類污染物和無機氮污染物排放量對海洋經濟的影響有限。我們將海洋經濟增長對海洋環境污染物的各期沖擊響應值進行累加,目的是進一步比對海洋經濟增長與海洋環境污染之間相互作用關系的大小。其中，赤潮累計發生面積0.0711、含油污水排海量0.0872、石油類污染物-0.010、無機氮污染物-0.0344;將海洋環境污染對海洋經濟增長的各期沖擊響應值累加,得出赤潮累計發生面積0.5234、含油污水排海量0.3084、石油類污染物-0.0849、無機氮污染物-0.0628。通過比對得出:環渤海地區的海洋經濟增長對海洋環境污染水平的影響顯著,而海洋環境污染具有逐漸抑制海洋經濟增長的趨勢。

赤潮是海洋環境受到污染所引發,發生面積就成為用來衡量海洋環境污染的一項重要指標。赤潮累計發生面積和含油污水排海量對海洋經濟產生的影響較大。赤潮累計發生面積影響著海洋捕撈、海水養殖業的產量,而海洋第一產業占海洋生產總值的比重較大,因此赤潮累計發生面積對海洋經濟的整體是有影響的。通過數據可見, 2008年時環渤海地區的赤潮累計發生面積僅為30km2,這可能與2008年我國舉辦奧運會有直接關系,同時也間接說明赤潮累計發生面積在一定程度上可通過人為手段來控制。

一般而論,將不采取任何方式處理的含油污水排放到海水里,就不會產生投入處理污水的資金,因此不會降低海洋生產總值。但通過分析得知,含油污水的排放卻會給海洋經濟帶來十分嚴重的負面影響,其影響程度雖會隨著時間的推移慢慢減弱,但產生的不利影響仍然會持續較長時期。這是由于21世紀以來,環渤海地區石化、冶金、印染、造船等重工業企業眾多,陸源污染物排放數量巨大,工業“三廢”超標超量排放,每年都有因海洋污染造成海洋生物死亡事件發生,近岸海域海洋污染也較重,生態系統被嚴重破壞、資源衰退、生物多樣性下降,故含油污水和石油類污染物會對海洋漁業的產量和捕撈量造成影響,給海洋鹽業、海洋化工業、海水利用業等產業帶來影響,對濱海旅游業造成沖擊等。即對海洋第一、二、三次產業都產生不利影響,進而影響海洋經濟增長。

4 建議與展望

4.1 建議

本文運用VAR模型,探究了我國環渤海地區的海洋經濟增長和海洋環境污染之間存在的聯系。在此基礎上，運用廣義脈沖響應和方差分解分析,對2001—2015年環渤海地區海洋經濟增長和海洋環境污染各指標之間的關聯程度進行了較為深入的探析。探究海洋經濟增長與海洋環境污染之間的關系有利于進一步探究海洋經濟綠色轉型,使海洋經濟向健康、可持續的方向發展。

2017年5月,“一帶一路”國際合作高峰論壇在北京召開,我國倡議建立“一帶一路”綠色發展國際聯盟。聯合國環境規劃署和中國環境保護部作為共同發起方,將攜手各界共同落實這一倡議,讓綠色貫通整個“一帶一路”。環渤海地區是東北地區、乃至北方經濟發展的龍頭地區,有著領頭羊的作用,也是“一帶一路”北線的必經地區。不僅陸域經濟要綠色發展,海洋經濟也要順應時代要求,實現綠色轉型。環渤海地區的海洋環境污染具有抑制海洋經濟增長的趨勢,而海洋經濟增長也會對海洋環境污染帶來一定影響。因此,探究海洋經濟與海洋環境污染之間的關系就變得尤為重要,以期為海洋經濟綠色轉型提供依據,用綠色發展理念指導海洋經濟發展。

由于環渤海地區的海洋環境污染有抑制海洋經濟增長的趨勢,因此可大力推廣發展海洋循環經濟。一方面,從海洋環境污染方面來看,要減少含油污水排海量、減少石油類污染物和無機氮類污染物的排放;污水等污染物要經過嚴格處理，達標后方能排放入海;實行海洋垃圾分類回收,建立較為完善的海洋垃圾處理監管體系,設置相應的垃圾清收點等,逐步取消不可降解、不可循環使用的一次性產品的使用。另一方面,從海洋經濟增長方面來看,可對現有海洋產業進行循環型改造,在提高資源產出率的同時要降低廢棄物排放量;針對廢棄物產生量較大的海洋石油開發等重點產業,專門建立廢棄物回收處理體系,推動廢物再生利用;延伸傳統海洋行業循環產業鏈,培育新的海洋循環經濟增長點,如海洋服務業、海洋旅游綠色化、海洋戰略性新興產業等。

4.2 展望

基于VAR模型，本文探究了環渤海地區的海洋經濟增長和海洋環境污染間存在的聯系并進行了實證研究,但還存在一些不足:①體現海洋環境污染的指標多種多樣,受限于數據的可獲取性和真實性,本文選取的指標未能從各個方面來反映海洋環境污染的現實狀況。②本文研究的海洋經濟增長與海洋環境污染之間的聯系是海洋系統內部的相關性,并未將陸域系統對海洋環境造成的污染考慮進去。在能獲取數據的基礎上,可進一步探討環渤海地區的海洋經濟三次產業、主要海洋產業與海洋環境污染之間的關系,逐漸取替對海洋環境造成嚴重污染的產業,支持和推廣對海洋環境有利的產業;擴充海洋環境污染的相關指標,將環渤海地區的海洋經濟增長和海洋環境污染間的影響范圍和程度進行量化。

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StudyonRelationshipBetweenMarineEconomyandMarineEnvironmentalPollutioninBohaiSeaRingArea

WANG Zi-yue,LI Bo

(Center for Studies of Economy and Sustainable Development,Liaoning Normal University,Dalian 116029,China)

According to the GOP during 2001-2015 of Bohai Sea Ring Area as the economic growth indicators,as well as the marine environmental pollution indicators the amount of red tide occurrence cumulative area,oily sewage discharge into the ocean,petroleum pollutant rate of over-standard and inorganic nitrogen rate of over- standard,built the VAR model of ocean economic growth and marine environmental pollution,and used the generalized impulse response and variance decomposition for explore the relationship between the indicators of ocean economic growth and marine environmental pollution.The results showed that the GOP with the marine environmental pollution indicators was an inverse relationship.The marine economic growth in the Bohai Sea Ring Area had a significant effect on the pollution level of the marine environment,and the marine environmental pollution gradually reduced the trend of marine economic growth.The environmental pollution main factors of limit the growth the marine economy were the oily sewage discharge into the ocean and petroleum pollutant rate of over-standard in Bohai Sea Ring Area.

ocean economic growth;pollution of the marine environment;VAR mode

10.3969 /j.issn.1005-8141.2017.09.006

X196

A

1005-8141(2017)09-1051-07

2017-07-12；

2017-08-25

教育部人文社會科學重點研究基地重大課題項目(編號:16JJD790021);國家自然科學基金項目(編號:41401176)資助。

及通訊作者簡介：王子王月(1993-),女,遼寧省錦州人,碩士研究生,主要從事海洋經濟地理研究。