海洋經濟增長與海洋環境污染的庫茲涅茨曲線實證研究

秦 雪，宋維玲，魏秀蘭，鄧麗靜，趙龍飛

（國家海洋信息中心，天津 300171）

引 言

2013年11月，黨的十八屆三中全會通過的《中共中央關于全面深化改革若干重大問題的決定》明確提出“改革生態環境保護管理體制”，要求建立和完善嚴格監管所有污染物排放的環境保護管理制度，體現了國家對當前生態環境的重視程度。2015年5月，中共中央國務院印發的《關于加快推進生態文明建設的意見》提出將“從根本上緩解經濟發展與資源環境之間的矛盾，必須構建科技含量高、資源消耗低、環境污染少的產業結構”列為生態文明建設的一項目標。此后，中共中央國務院印發《生態文明體制改革總體方案》、十八屆五中全會通過《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議》以及國家海洋局印發《國家海洋局海洋生態文明建設實施方案》對該項要求進行了細化落實，進一步明確構建環境治理和生態保護的市場體系，協調生態環境保護與經濟發展之間關系的重要性。

當前，環境污染與經濟發展之間關系研究比較成熟的理論是環境庫茲涅茨曲線（EKC），即人均收入為橫軸，環境污染為縱軸的曲線形態，在表現形式上，經濟增長初期環境污染程度較輕，隨著人均收入的增加，污染程度趨于嚴重；然而，當人均收入達到一定程度后，環境污染會隨著人均收入的增加而減少，曲線呈現倒“U”型[1]。

當前學術界對環境庫茲涅茨曲線的研究熱點主要集中在3個方面：在研究視角上，包括EKC的空間效應[1-4]、經濟循環發展[5]、生態效應[6-7]等；在研究方法上，包括面板數據分析[8-10]、對數曲線方程[11]、時間序列分析[12-13]等；在研究范圍上，包括單個省市[14-17]、大尺度區域[18]、國家范圍[19]、洲際區域[20-21]、環渤海區域[22]等。不同的研究方面對環境庫茲涅茨曲線問題做出了多角度的研究與考察，得出多個有價值的結論。但是，當前涉及海洋經濟與海洋環境方面的研究尚還缺乏，為更好地驗證我國海洋經濟增長與環境污染排放的EKC關系，本文首先將我國11個沿海省（市、區）劃分出北部、東部、南部海洋經濟圈，北部海洋經濟圈由遼東半島、渤海灣、山東半島沿岸及海域組成，包括遼寧、河北、天津和山東；東部海洋經濟圈由江蘇、長江口、浙江、福建沿岸及海域組成，包括江蘇、浙江和上海；南部海洋經濟圈由珠江口及其兩翼、北部灣、海南島沿岸及海域組成，包括福建、廣東、廣西和海南。本文選取2001-2014年沿海省市的面板數據對我國海洋經濟發展與海洋環境污染之間的關系進行實證分析，以期更為準確地描述區域范圍上的海洋環境污染與海洋經濟增長的關系。

1 模型構建及數據說明

本文研究側重點是從海洋經濟視角出發，選擇沿海省市的工業廢氣、工業廢水及工業固體廢棄物3類環境污染排放，鑒于同階段時間序列數據的可得性問題，固體廢棄物排放量則以工業固體生產量代替；經濟產出數據采用第二、三產業增加值為經濟指標，以為了確保指標數據的可比性，所有數據均采取人均值。此外，為了消除通貨膨脹對增加值的影響，以1990年為基期，將海洋經濟增加值通過平減指數轉變為可比價。數據主要來源于《中國海洋統計年鑒》《中國環境統計年鑒》《中國統計年鑒》《新中國六十年統計資料匯編》以及各沿海省市的統計年鑒。以各沿海省市的人均第二、三產業增加值為解釋變量，人均工業廢氣、人均工業廢水及人均工業固體廢棄物排放為被解釋變量，分別研究三項排污指標與產出指標之間的關系。在實證研究上，分為兩個階段，第一步，建立面板回歸模型，分析海洋經濟增長與海洋環境污染之間的參數關系；第二步，運用非參數局部多項式來對指標的關系進行曲線擬合，回歸曲線走勢。

1.1 面板數據模型

面板數據是時間序列與截面相混合的數據，即截面上個體在不同時點所重復觀察的數據。面板模型可劃分為固定效應模型（fixed effects model）、混合回歸模型（mixed effect model）及隨機效應模型（random effect model）。

1.1.1 固定效應模型

固定效應模型適用于各獨立研究間無差異，或差異較小的研究。固定效應模型分為3種：個體固定效應模型、時點固定效應模型和個體時點固定效應模型。

1.1.2 隨機效應模型

隨機效應模型將原來（固定）的回歸系數看作是隨機變量，回歸結果是隨機效應模型的所有的個體具有相同的截距項，個體差異主要反應在隨機干擾項的設定上。隨機效應模型分為三種：個體隨機效應模型、時點隨機效應模型和個體時點隨機效應模型。

1.1.3 混合效應模型

混合效應模型是指既包含固定效應又包括隨機效應的模型。混合效應模型是指假設截距項和斜率都不隨個體和時點的變化而變化的模型，可以直接把面板數據混合在一起，用普通最小二乘法估計參數。估計模型如下：

模型的選擇需要進行3步：首先通過F檢驗識別使用混合效應模型還是固定效應模型，之后利用LM檢驗識別使用混合效應模型還是隨機效應模型，最后用Hausman檢驗使用隨機效應模型還是固定效應模型。

經檢驗，本文面板數據更適合混合效應模型。選取庫茲涅茨三次函數形式對海洋環境污染和海洋經濟增長之間采取簡約線性回歸方程進行分析。基本模型如下：

其中，Yit為第i個省在第t年的污染物指標，β0為回歸系數，Xit為第i省在第t年海洋經濟發展指標，uit為隨機誤差量。

β1、β2、β3不同的取值會影響回歸曲線的形狀，具體可分為以下幾種：

（1）β1＜ 0 且 β2=β3=0，海洋環境污染與海洋經濟增長呈現正相關關系；

（2）β1＞ 0且 β2= β3=0，海洋環境污染與海洋經濟增長呈現逆相關關系；

（3）β1＜ 0、β2＞ 0且 β3=0，海洋環境污染和海洋經濟增長之間存在“U”型關系；

（4）β1＞ 0、β2＜ 0且 β3=0，海洋環境污染和海洋經濟增長之間存在倒“U”型關系；

（5）β1＜ 0、β2＞ 0且 β3＜ 0，海洋環境污染和海洋經濟增長之間存在倒“N”型關系；

（6）β1＞ 0、β2＞ 0且 β3＞ 0，海洋環境污染和海洋經濟增長之間存在“N”型關系。

1.2 非參數回歸

選取非參數局部多項式回歸模型進行擬合研究，其基本模型為：

運用泰勒級數展開式m（·）：

對x點鄰域內的多項式進行擬合，通過對下面方程核加權最小化來實現。

與參數最小二乘相比，估計量是隨著變量x而變動的，是由來表示，回歸方程m的局部多項估計為：

通過對所有的x點進行局部多項式估計就可以得到整個曲線

得到局部線性回歸估計量[22]：

綜上所述，對尿道肉阜患者實施尿道肉阜環切、尿道-陰道間距延長術聯合使用治療，可以有效的促進對尿道肉阜患者的治療效果，具有手術時間短、手術出血量少等特點，值得在臨床中推廣和應用。

2 實證結果及分析

2.1 面板模型結果

本文基于2001-2014年11個沿海省份的面板數據，通過之前的庫茲涅茨三次函數公式對人均第二、三產業增加值與海洋環境污染的3類指標進行回歸分析，采用固定效應模型進行變量估計，通過人均第二、三產業增加值、人均第二、三產業增加值二次方、人均第二、三產業增加值三次方的方程進行回歸估計，具體結果見表2。

2.2 非參數曲線擬合結果

為了驗證面板回歸結果的有效性，本文進一步開展曲線擬合，來比較直觀的反應EKC曲線的形態走勢，具體的擬合效果如下。

（1）人均第二、三產業增加值與人均工業廢氣排放量之間的EKC檢驗

表1 人均第二、三產業增加值與海洋環境污染三類指標的回歸結果Tab.1 The regression results of the output of second and third industry per capita and marine environmental pollution indicators

圖1 人均第二、三產業增加值與人均工業廢氣排放量之間的關系走勢Fig.1 The relationship between the output of second and third industry per capita and industrial waste gases discharge per capita

從曲線上看，全國沿海省市人均第二、三產業增加值與沿海地區人均工業廢氣排放量之前符合“正相關”曲線走勢，以“2 160”及“2 247”為節點分為3段，人均第二、三產業增加值低于“2 160”階段，沿海地區人均工業廢氣排放量呈增長態勢，且增速較快，人均第二、三產業增加值處于“2 160”～“2 247”階段，沿海地區人均工業廢氣排放量增速放緩，人均第二、三產業增加值高于“2 247”階段，沿海地區人均工業廢氣排放量增速加快且達到最高。從曲線上看，北部海洋經濟圈人均第二、三產業增加值與人均工業廢氣排放量之間符合“正相關”曲線走勢，以“1 840”、“1 920”為節點分為3段，人均第二、三產業增加值低于“1 840”階段，北部海洋經濟圈人均工業廢氣排放量呈增長趨勢，且增速漸增，人均第二、三產業增加值處于“1 840”～“1 920”階段，北部海洋經濟圈人均工業廢氣排放量增速趨于“0”，人均第二、三產業增加值高于“1 920”階段，北部海洋經濟圈人均工業廢氣排放量持續增加，增速較高；東部海洋經濟圈人均第二、三產業增加值與人均工業廢氣排放量之間符合“M”型曲線走勢，以“2 567”、“2 700”及“2 800”為節點分為4段，人均第二、三產業增加值低于“2 567”階段，東部海洋經濟圈人均工業廢氣排放量呈增長趨勢，且增速遞增，人均第二、三產業增加值處于“2 567”～“2 700”階段，東部海洋經濟圈人均工業廢氣排放量保持平穩，略有回落，人均第二、三產業增加值處于“2 700”～“2 800”階段，東部海洋經濟圈人均工業廢氣排放量呈現快速下降態勢，人均第二、三產業增加值高于“2 800”階段，東部海洋經濟圈人均工業廢氣排放量呈現快速下降態勢；南部海洋經濟圈人均第二、三產業增加值與人均工業廢氣排放量之間符合倒“N”型曲線走勢，以“2 020”及“2 300”為節點分為3段，人均第二、三產業增加值低于“2 020”階段，南部海洋經濟圈人均工業廢氣排放量呈現下降態勢，人均第二、三產業增加值處于“2 020”～“2 300”階段，南部海洋經濟圈人均工業廢氣排放量呈現增長態勢，人均第二、三產業增加值高于“2 300”階段，南部海洋經濟圈人均工業廢氣排放量呈現快速回落態勢。可見，隨著人均第二、三產業增加值的增加，東部海洋經濟圈與南部海洋經濟圈人均工業廢氣排放量有所下降，北部海洋經濟圈人均工業廢氣排放量處于增長階段，全國沿海地區人均工業廢氣排放量趨勢受北部海洋經濟圈沿海影響較大。

（2）人均第二、三產業增加值與人均工業廢水排放量之間的EKC檢驗

圖2 人均第二、三產業增加值與人均工業廢水排放量之間的關系走勢Fig.2 The relationship between the output of second and third industry per capita and industrial waste water discharge per capita

從曲線上看，全國沿海省市人均第二、三產業增加值與沿海地區人均工業廢水排放量之前符合“M”型曲線走勢，以“2 010”、“2 160”及“2 220”為節點分為4段，人均第二、三產業增加值低于“2 010”階段，沿海地區人均工業廢水排放量呈增長態勢，且增速較快，人均第二、三產業增加值處于“2 010”～“2 160”階段，沿海地區人均工業廢水排放量呈現下降態勢，人均第二、三產業增加值處于“2 160”～“2 220”階段，沿海地區人均工業廢水排放量呈現回升態勢，人均第二、三產業增加值高于“2 220”階段，沿海地區人均工業廢水排放量呈現快速下降態勢。從曲線上看，北部海洋經濟圈人均第二、三產業增加值與人均工業廢水排放量之間符合“M”型曲線走勢，以“1 760”、“2 020”及“2 320”為節點分為4段，人均第二、三產業增加值低于“1 760”階段，北部海洋經濟圈人均工業廢水排放量呈輕微波動型增長趨勢，人均第二、三產業增加值處于“1 760”～“2 020”階段，北部海洋經濟圈人均工業廢水排放量呈現下降態勢，人均第二、三產業增加值處于“2 020”～“2 320”階段，北部海洋經濟圈人均工業廢水排放量呈現緩速增長態勢，人均第二、三產業增加值高于“2 320”階段，北部海洋經濟圈人均工業廢水排放量呈現快速下降態勢；東部海洋經濟圈人均第二、三產業增加值與人均工業廢水排放量之間符合“N”型曲線走勢，以“2 500”及“2 800”為節點分為3段，人均第二、三產業增加值低于“2 500”階段，東部海洋經濟圈人均工業廢水排放量呈增長趨勢，且增速遞增，人均第二、三產業增加值處于“2 500”～“2 800”階段，東部海洋經濟圈人均工業廢水排放量呈現增速略帶波動的下降態勢，人均第二、三產業增加值高于“2 800”階段，東部海洋經濟圈人均工業廢水排放量呈現回升態勢；南部海洋經濟圈人均第二、三產業增加值與人均工業廢水排放量之間符合倒“N”型曲線走勢，以“2 000”及“2 200”為節點分為3段，人均第二、三產業增加值低于“2 000”階段，人均工業廢水排放量呈現高速下降態勢，人均第二、三產業增加值處于“2 000”～“2 200”階段，南部海洋經濟圈人均工業廢水排放量呈現高速上升態勢，人均第二、三產業增加值高于“2 200”階段，人均工業廢氣排放量呈現快速回落態勢。可見，隨著各人均第二、三產業增加值的增加，北部海洋經濟圈和南部海洋經濟圈人均工業廢水排放量有所下降，東部海洋經濟圈人均工業廢水排放量呈現增長態勢，全國沿海地區人均工業廢水排放量態勢受東部海洋經濟圈影響較小。

（3）人均第二、三產業增加值與人均工業固體廢棄物排放量之間的EKC檢驗

圖3 人均第二、三產業增加值與人均工業固體廢棄物排放量之間的關系走勢Fig.3 The relationship between the output of second and third industry per capita and industrious solid wastes discharge per capita

從曲線上看，全國沿海省市人均第二、三產業增加值與沿海地區人均工業固體廢棄物排放量之前符合“正相關”曲線走勢，以“2 200”為節點分為2段，人均第二、三產業增加值高于“2 200”階段，沿海地區人均工業固體廢棄物排放量呈增長態勢，且增速相比之前大幅度提升。從曲線上看，北部海洋經濟圈人均第二、三產業增加值與人均工業固體廢棄物排放量之間符合“N”曲線走勢，以 “2 020”、“2 326”為節點分為3段，人均第二、三產業增加值低于“2 020”階段，北部海洋經濟圈人均工業固體廢棄物排放量呈現增速略有波動的增長態勢，人均第二、三產業增加值處于“2 020”～“2 326”階段，北部海洋經濟圈人均工業固體廢棄物排放量呈現下降態勢，人均第二、三產業增加值高于“2 326”階段，北部海洋經濟圈人均工業固體廢棄物排放量呈現上升態勢且最高值已超過GOP為2 020元時對應的人均工業固體廢棄物排放量；東部海洋經濟圈人均第二、三產業增加值與人均工業固體廢棄物排放量之間符合“正相關”曲線走勢，以“2 600”為節點分為2段，人均第二、三產業增加值高于“2 600”階段，東部海洋經濟圈人均工業固體廢棄物排放量增速較低，呈緩慢增長態勢；南部海洋經濟圈人均第二、三產業增加值與人均工業固體廢棄物排放量之間符合倒“N”型曲線走勢，以“1 900”及“2 020”為節點分為3段，人均第二、三產業增加值低于“1 900”階段，人均工業固體廢棄物排放量呈現緩速增長態勢，人均第二、三產業增加值處于“1 900”～“2 020”階段，南部海洋經濟圈人均工業固體廢棄物排放量呈現下降態勢，人均第二、三產業增加值高于“2 020”階段，人均工業固體廢棄物排放量呈現增長態勢，在人均第二、三產業增加值達到“2 200”處增速放緩。可見，隨著人均第二、三產業增加值的提升，北部、東部、南部海洋經濟圈均呈現增長態勢。因此，全國沿海地區人均工業固體廢棄物排放量也必然呈現增長態勢。

2.3 實證結果分析

從之前的回歸結果可以看出，三種海洋環境污染物與海洋經濟增長呈現的不僅僅是倒“U”型關系，還有正相關、“N”型、倒“N”型等多種形態。從工業廢氣角度看，北部海洋經濟圈呈現持續快速增長，而東部、南部在人均第二、三產業增加值達到一定高度后就會隨著人均第二、三產業增加值的增長而下降；從工業廢水角度看，東部海洋經濟圈在人均第二、三產業增加值達到一定高度后有人均廢水排放量有上升趨勢，而北部、南部則處于下降態勢；從工業固體廢棄物角度看，當前3個海洋經濟圈皆處于伴隨人均第二、三產業增加值上升人均工業固體廢棄物同步上升的發展態勢。

東部海洋經濟圈區位優勢明顯，經濟開放程度較大，經濟活力較強。從產業結構看，東部海洋經濟圈的海洋經濟產業主要以濱海旅游業、海洋交通運輸業、海洋油氣業、海洋漁業為主。其中，海洋交通運輸業、海洋漁業等傳統產業占海洋經濟主產業的比重不斷下降，而海洋風能、濱海旅游業等新興海洋產業的比重逐漸上升。據統計數據分析，2015年，該經濟圈海洋第三產業占全國海洋生產總值的比例接近55%。上海、浙江的海洋產業結構比例分別為10∶36∶64及8∶36∶56，江蘇相對較差，為7∶50∶43，東部海洋經濟圈海洋產業結構的優化具有很大的潛力。伴隨傳統產業下降，新興產業的不斷壯大，東部海洋經濟圈在總能耗也呈現下降趨勢。

南部海洋經濟圈是大陸與東盟自由貿易區及我國經濟開放發展的前沿。自2001年以來，廣東省GOP在11個沿海省市中多次排名第一。從產業結構看，南部海洋經濟圈海洋產業以海洋漁業、海洋交通運輸業、海洋化工業、海洋油氣業、濱海旅游業為主。自2001年，該經濟圈海洋第三產業占GOP的比例持續高于海洋第二產業所占比例，以廣西、海南的海洋第三產業占比最高。從數據上看，福建省海洋漁業、海洋礦業發展較好；廣東省海洋交通運輸業、海洋油氣業、濱海旅游業、海洋礦業發展較好；廣西壯族自治區海洋產業發展整體落后，主要依靠海洋漁業、濱海旅游業帶動海洋經濟；海南省海洋產業發展整體處于中下水平，海洋礦業增加值在沿海省市中排名較靠前，主要依靠濱海旅游業、海洋漁業帶動海洋經濟，且海洋漁業對該省GOP的貢獻值最高。從回歸結果看，南部海洋經濟圈的人均工業廢氣排放量與人均第二、三產業增加值的比值以及人均工業廢水排放量與人均第二、三產業增加值的比值均處于下降趨勢。

3 結論與建議

本文基于2001-2014年11個沿海省市的面板數據，對11個省市的3種工業廢物與人均第二、三產業增加值的關系進行了實證研究。最終得到以下結論：

（1）本文嘗試探索海洋環境污染與海洋經濟發展的EKC關系，構建了沿海省市的廢氣、廢水及固體廢棄物三類污染物排放與海洋經濟增加值之間的模型，并通過面板模型和非參數局部多項式模型進行了實證研究進行驗證，在模型擬合方法上，面板模型可以通過回歸直接從系數上獲取曲線的走勢關系，而非參數局部線性擬合可以忽略參數估計和檢驗的一些模型假定偏差及隨機干擾項的正態分布問題，并且擬合的效果較好，兩種方法相結合更加適合環境污染與經濟增長曲線關系的擬合與檢驗。

（2）海洋環境污染與GOP增長曲線呈現多種形式。海洋環境污染與GOP增長之間呈現多種過線，區域經濟結構和影響指標的選取決定了兩者之間的關系。基于全國數據，人均工業廢氣排放量、人均工業廢水排放量和人均工業固體廢棄物排放量與人均第二、三產業增加值分別呈現正相關、“M”型、正相關關系；北部海洋經濟圈的三種污染物與人均第二、三產業增加值分別呈現正相關、“M”型、“N”型關系；東部海洋經濟圈的三種污染物與人均第二、三產業增加值分別呈現“M”型、“N”型、正相關關系；南部海洋經濟圈的三種污染物與人均第二、三產業增加值分別呈現倒“N”型、倒“N”型、“N”型關系。可見，擬合曲線的差別性既與指標相關，也受區域海洋經濟影響。

（3）當前海洋經濟發展模式不可避免的會導致工業固體廢棄物排放量增大。回歸結果可見，人均工業固體廢棄物排放量與人均第二、三產業增加值的關系普遍呈現正相關關系，北部海洋經濟圈雖然呈現“N”型關系，但是以當前北部的海洋經濟發展水平看，兩者呈現明顯的正相關關系，工業固體廢棄物作為經濟生產最主要的附屬產出品，在享受經濟發展成果的同時，也不可避免地帶來了工業廢棄物的堆砌。目前，國家宏觀經濟發展正處于工業化階段向后工業化階段過渡時期，發展經濟與保護環境之間的矛盾較為突出，海洋經濟的發展模式上也是沿著高物耗、高能耗、高污染的粗放型發展走向，造成了巨大浪費和海洋環境的惡化，在滿足工業化快速發展對海洋空間需求的同時，海洋環境污染是不容忽視的問題。

基于上述結論，本文針對海洋經濟發展與海洋環境污染之間的協調關系上應將海洋經濟向“新常態”模式引導，具體提出以下建議：

（1）海洋經濟總量由高速向中高速發展轉變。

我國海洋經濟總量從2001-2011年年均17.1%的快速增長，海洋經濟的飛速發展引起了世界的關注。之后的2011-2016年，分別增長10.1%、9.1%、10.9%、7.9%、6.8%，2017前三季度增長6.9%可以看出，我國海洋經濟增速已經開始出現放緩，伴隨穩增長、調結構、推進供給側結構性改革的綜合作用[23]，海洋經濟增長將更趨平穩，增長動力更為多元。

（2）調整海洋產業結構不斷優化升級

沿海地區海洋產業結構與海洋環境具有高度的相關性。不同的海洋產業結構對海洋資源的依賴性及海洋生態環境的影響度不同。沿海各省應該依據自身的海洋資源與環境特點以及產業技術經濟關聯的客觀比例關系，以提高海洋資源開發利用水平、改善海洋環境質量為主攻方向，調整產業結構，淘汰落后產能，推動形成節約集約利用海洋資源和有效保護海洋生態環境的產業結構、增長方式，加快構建現代化海洋產業體系，促進產業結構與空間布局日益優化。

（3）海洋經濟發展模式應從要素和投資驅動向創新驅動轉變

為保障海洋經濟快速增長，遏制海洋環境惡化，需要從經濟發展質量入手，改變原有的依靠投資和要素投入的粗放的數量型經濟增長模式，依靠科技創新驅動海洋經濟向質量效益型方向轉變，在增長途徑上，必須堅持質量第一、效益優先，以供給側結構性改革為主線，推動經濟發展質量變革、效率變革、動力變革，提高全要素生產率，以科技創新帶動和促進制度創新、管理創新、產業組織創新、商業模式創新和業態創新，從依靠海洋資源要素驅動向技術驅動轉變，推動高附加值海洋產業、海洋循環經濟、服務型經濟發展。