鄭州市大氣污染指數與區域經濟平穩增長關系研究

摘 要：改革開放以后我國經濟快速發展，尤其是進入到21世紀后我國經濟發展取得了世界矚目的成績，人民的生活水平得到了明顯的提高。但是，隨著經濟的發展，環境問題日益突出，其中，霧霾等大氣污染問題最為嚴重。由于大氣污染嚴重的影響著人們的健康，學者們通過反復的研究得出了經濟增長和環境污染關系的環境庫茨涅茲曲線，該曲線能夠較好的描述出社會經濟發展與環境污染之間的相關特征。但是由于我國幅員遼闊，各區域之間的資源稟賦、產業結構、自然環境等因素差別非常顯著，因而其經濟發展與環境污染的相關具體特征也不盡相同。然而對于幅員遼闊的我國來說，茨涅茲曲線是否適合于我國所有地區的經濟發展規律，以及在城鎮化加速發展、供給側改革步伐不斷加快的大背景下各區域產業結構、能源消耗會給其環境狀況產生何種影響。對于這些問題的有效解決能夠使得政府相關部門在了解到具體現狀的前提下制定出有效的經濟發展策略以及相應的宏觀調控政策具有重要的現實有意義。鑒于此，本文以鄭州市為例，通過對經濟發展與環境污染之間關系的研究現狀進行簡要介紹的基礎上，通過環境庫茲涅茨曲線理論，析探討了在1996 -2015 年時間序列內，鄭州市區域經濟發展與大氣污染的曲線擬合相關性關系。希望通過本文的討論，能夠對我國區域經濟發展和環境的治理研究方面具備一定的借鑒意義。

關鍵詞：鄭州市；大氣污染；區域經濟

基金項目：河南省政府招標課題：大氣污染防治與經濟平穩增長關系研究--以鄭州市為例。（編號：2017B035）。

自上世紀80年代以來以犧牲資源環境為代價的中國經濟取得了突飛猛進的發展，尤其是進入到21世紀后，我國的生態環境問題已經從量變進入到質變階段，對人們的身心健康和生活質量帶來了較大的威脅，環境問題已經成為影響生的最為重要的社會問題之一。資源作為經濟社會發展與生態環境的紐帶，對其開發的目的、開發方式以及利用程度直接影響著二者之間能否和諧發展。我國資源開發的目的具有明顯的緊急傾向性，過于偏重“資源-產業-經濟”的開發途徑，卻忽略了對資源與環境的保護，這樣就造成了經濟發展和生態環境的失衡，非常不利于區域經濟的可持續發展。鄭州市作為我國人口最多的省份，也處于我國的中心地帶，黃河的中下游，是中華民族的搖籃和發祥地，也是面積較大的省份，進入到新世紀后經濟高速發展，其城市化水平也得到了迅速的提升，然而高污染、高能耗以及低效率的粗放型經濟增長發展，使得空氣污染成為影響其面臨的主要環境問題，而由大氣污染所導致的公共健康風險和經濟損失日益凸顯。因此，為了更好的保護鄭州市經濟發展取得的成果，促進其資源與環境和諧發展，尋找大氣污染與區域經濟發展之間的規律，制定合理的大氣污染防治目標是措施已經迫在眉睫。

1研究現狀

Grossman 和 Krueger提出環境庫茲涅茨曲線，認為經濟增長通過規模效應、技術效應和結構效應三種方式對環境質量產生影響。Song以我國大部分省份為樣本對其動態環境數據進行分析，得出了工業污染物的排放量與國內生產總值之間呈現出典型的庫茲涅茨假說關系，并驗證了該模型也符合一些發展中國家的某些地區。蒂茲（Dietz）和羅薩（Rosa）應用社會統計分析工具提出了可拓展的隨機性環境影響評估模型（Stochastic Impacts byRe gression on Population，ffluenc and Technology），也稱為STIRPAT 模型。隨著我國環境問題日益嚴峻，我國部分學者也開始對環境與經濟發展之間的關系重視，傾向于對跨省的截面數據進行分析，但是由于不同的省份其資源、環境、產業結構不同，使得其分析的指標不具有很強的針對性。蘇為華和張崇輝在對污染物排放量聚類分析的基礎上采用結構聯立方程對我國是適合EKC模型進行檢驗。韓瑞玲等探討了投入產出模型、環境庫茲涅茨曲線等經濟與環境發展關系的研究進展。以上這些研究都不適合于鄭州市亟待解決的大氣污染問題。

2指標體系構建與模型設定

2.1指標體系的構建

由于區域是一個復雜的人工生態系統，而系統的數學模型是描述元素之間、子系統之間的相互作用的數學表達式。因此，在研究區域經濟發展與大氣污染指數的相關性分析中，采用單一的指標很難客觀、科學的側讀出二者之間的關系，應當綜合考慮區域經濟系統中各子系統以及其之間的關系，從而構建出一個較為完善和全面的綜合測度指標體系，使其能夠合理的反映出區域經濟發展水平和大氣污染之間的相關性。筆者根據在此方面的研究成果以及結合鄭州市的實際情況，選取反映區域經濟發展水平、居民生活質量及大氣污染狀況等因子，構建出鄭州市經濟發展與大氣污染擬合指標體系，如表1所示：

2.2模型設定

2.2.1指標標準化處理

在完成指標體系的構建后，由于指標在數量崗上的數值差異顯著，使得質變之間缺乏可對比性，因而需要對所有的數據進行標準化處理，以消除數量綱及差異的影響。本文采用SAS軟件對所有原始數據數值變量標準化為均值與標準差的標準數據。

正向指標的標準化公式為 （1）

負向指標的標準化公式為 （2）

公式中Xij表示第i年第j項指標的原始數據；Xij表示相應的標準化無量綱處理后的指標數值；為第j 項指標的均值； Sj為第 j 項指標的標準差。標準化后的矩陣為：

；

文獻來源：《鄭州市經濟統計年鑒》、《鄭州市環境狀況公報》

2.3.2權重的確定

綜合測度指標體系應根據各指標傳遞出的信息量來確定權重，時還應排除人為主觀因素的干擾。因此吧，筆者采用客觀賦權評價法的熵權法，確定綜合指標體系中各項指標的權重。具體計算過程如下：

第j項指標信息熵計算： （3）

（4）

式中： k > 0，n 為自然對數，k = 1 /ln m，0≤ej≤1，為避免出現ln0的情形，標準化后的0值代替為0.00001 計算。

確定各指標的熵值（ 權重）： （5）

2.2.3指標綜合指數的確定

經濟發展水平綜合指標計算公式： （6）

大氣污染綜合指數計算公式為為： （7）

2.2.4模型設定

關于區域經濟發展與大氣環境污染之間相關關系，用二次或三次曲線回歸擬合，其中三次多項式擬合效果要優于二次多項式，故模設定為：

（8）

式中： X 為城市化綜合指數，Y 為大氣污染綜合指數； α為回歸系數。若區域經濟發展綜合指數作為橫坐標，大氣污染綜合指數作為縱坐標，有城市化與大氣污染擬合曲線關系。如表2所示：

3結果分析

3.1區域經濟水平綜合評價

首先，采用熵權法確定綜合指標體系中各項指標的權重，運用公式（ 1） - （ 5） 計算出各指標的熵值（ 即權重）。然后再分別運用公式（ 6） 、（ 7） 計算出各一級指標綜合指數， 1996 -2015年期間鄭州市經濟發展綜合指數及大氣污染綜合指數，結果如表3所示：

根據鄭州市區域經濟發展綜合指數可以看出表可以看出，鄭州市經濟發展綜合指數在1996 年為 0.03882，至1997 年下降為0.019225，此后1997 -2015 年期間，其值一直處于不斷上升趨勢，從1997 年的0.019249 上升至 2015 年的0.099905，其上升度達到了429.02%。由此可見，近 20 年的時間內，鄭州市的經濟發展速度非常快。

3.2大氣污染狀況綜合評價

由鄭州市1996 -2015 年大氣污染各指標動態變化趨勢（ 圖1） 可以看出，吸入顆粒物（ PM10） 濃度年均值是鄭州市大氣污染物中濃度最大的指標，也為主要污染物。尤其是在 1996-2005 年間，污染相當嚴重，以后其值在 2003 年呈現出顯著下降趨勢，但整體來看仍較高于其他兩個指標，在2015年又出現了較為顯著的上升趨勢。同時， 1996-2001年間，二氧化硫濃度年均值顯著高于二氧化氮濃度年均值，2002 年開始二者之間沒有呈現出明顯的差異。總體來看，吸入顆粒物（ PM10） 濃度年均值在研究時間序列內呈顯著上升—顯著下降—平穩—上升趨勢。

根據模擬方程Y = -222.15X3+ 53.545X2—4.046X + 0.1344（R2= 0.4547） 對鄭州市1996-2015年時間序列內經濟發展與大氣污染進行擬合，其結構如圖所示：

區域經濟發展指數

從上圖可以看出鄭州市1996 -2015 年期間經濟發展化與大氣污染擬合曲線趨向" U 型" ，但并不是十分典型。這表明鄭州市經濟發展初期化發展速度較為緩慢，甚至在1997年出現了下降趨勢，大氣環境污染降低，隨著經濟的繼續發展，大氣環境污染問題開始凸顯，由于近年來鄭州市在加大了大氣污染的治理力度，從而使得這種上升趨勢并不十分顯著。

3.3區域經濟發展與大氣污染曲線擬合相關性分析

考慮到大氣污染各指標中可吸入顆粒物（ PM10） 變化波動性相當顯著，筆者進行了大氣污染各指標與城市化之間的曲線擬合。發現二氧化硫、二氧化氮與城市化之間的曲線擬合效果不顯著，可考慮到大氣污染各指標中可吸入顆粒物（ PM10） 變化波動性十分顯著，此外，通過大氣污染各指標與城市化之間的曲線擬合發現二氧化硫、二氧化氮與經濟發展之間的曲線擬合效果不顯著，可吸入顆粒物（ PM10） 指標與經濟發展之間的曲線擬合效果良好（見圖3），R2為 0.8223，其模方程為 Y =-800.53X3+ 305.76X2-31.232X +1.0167。

曲線擬合回歸結果表明，吸入顆粒物（ PM10） 與大氣污染擬合曲線亦為" U 型" 曲線，與城市化和大氣污染曲線擬合結果一致。由此可見，吸入顆粒物（ PM10） 為呼和浩特市大氣污染主要污染物，目前影響大氣環境質量的重要因子。

4結論與建議

4.1結論

鄭州市正處于經濟高速發展時期，在今后一段時期內這一趨勢仍將延續； 通過構建三次多項式模型發現，鄭州市經濟發展與大氣污染的曲線擬合表現為" U 型" 的特殊曲線關系，其中可吸入顆粒物（ PM10） 為大氣環境污染的主要貢獻因子，是典型的顆粒物型污染省份，其在經濟發展較為緩慢的初期，氣環境污染降程度低，而隨著經濟發展的進程加快，大氣環境污染問題開始凸顯。

4.2建議

1）注重重投資方式和投資方向轉變。鄭州市經濟發展初期，由于其缺乏投資經驗和環境治理經驗，沒有建立完善的環境保護規章制度，政府部門片面強調經濟發展成果，對于大氣污染的重視程度不夠，環境治理的投資方式主要以末端治理為主，從而導致其各項環境治理投資并沒有顯著的改善大氣污染的程度。因此，要加大環境投資，尤其是在技術創新方面，盡量從源頭上扼殺住工業污染物的排放。其環境投資不能夠僅限于末端治理方面，要更加注重投資的方向和方式，使得企業從末端治理向生產全過程治理的方向轉變，將調整產業結構和轉變環境治理投資方式進一步落實。

2）走防治污染一體化道路鄭州市要共防共治，積極推行清潔生產，嚴格把控排污關，將政府的撥款治理向和企業治理給予補貼相結合。從清潔生產入手，從根源上防治污染。

3）制定汽車環保標準，開發新能源汽車。隨著鄭州市經濟的發展，其汽車數量也必然會大幅度的增加，而汽車的尾氣排放是污染大氣的主要因素。因此，鄭州市要在加強汽車尾氣處理投資的同時，要制定出嚴格的汽車環保標準，實施限號政策，同時加新能源汽車的研究與投入。

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作者簡介

胡忠玲（1972-），女，鄭州工程技術學院（原中州大學）副教授，碩士研究生。