基于庫茲涅茨曲線的福州市經濟發展與環境污染關系研究

摘要：利用2001～2016年福州市環境經濟數據，選取具有代表性的環境污染與經濟發展指標，通過對經濟發展與環境污染狀況進行趨勢分析，構建了福州市“三廢”排放量與人均GDP計量模型，從而對福州市環境污染物排放的庫茲涅茨曲線特征進行了實證分析。結果表明：福州市2001～2016年工業廢水排放量、工業氨氮排放量、工業二氧化硫排放量與人均GDP擬合曲線呈現“N”型左半邊特征;工業化學需氧量排放量、工業煙（粉）塵排放量與人均GDP擬合曲線呈現倒“N”型特征;工業固體廢物產生量、工業廢氣排放量與人均GDP擬合曲線呈現倒“N”型右半邊特征。目前各項環境污染排放呈下降趨勢。

關鍵詞：經濟發展;環境污染;環境庫茲涅茨曲線;福州市

中圖分類號：X191

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2019）24-0143-05

1 引言

隨著工業化和城市化進程的加快，環境問題已成為制約我國經濟發展的瓶頸，同時也是危及人類生存與發展的全球性根本問題。而實現經濟的可持續發展，環境保護起著至關重要的作用。從黨的“十五大”報告提出“實施可持續發展戰略”，到“十九大”報告提出“堅持人與自然和諧共生，建設生態文明是中華民族永續發展的千年大計”。把“生態文明”提升到更高的戰略層面，表明要不斷加大對生態環境的保護力度，以期實現生態環境和經濟有效增長的可持續協調發展。為此，研究經濟發展與環境污染關系十分有意義。

研究經濟發展與環境污染間關系較為被學界所接受的假說是1991年美國經濟學家Grossman和Krue-ger提出環境庫茲涅茨曲線假說（EKC）[1]。當一個國家經濟發展水平較低，在沒有環境政策干預情況下，環境惡化程度隨經濟的增長而加劇;當經濟發展達到一定水平后，也就是說，到達某個臨界點或稱“拐點”以后，隨著人均收入的進一步增加，環境污染又由高趨低，其環境污染的程度逐漸減緩，環境質量逐漸得到改善，呈現倒U型曲線特征。國內關于經濟發展與環境污染之間關系研究以福州市為研究對象較少，大部分研究是針對全國或者東部沿海等發達省份[2]，本文利用福州市2001～2016年福州市環境經濟數據，選取具有代表性的環境污染與經濟發展指標，通過對經濟發展與環境污染狀況進行趨勢分析，構建福州市主要環境污染指標與人均GDP計量模型，通過探索福州市經濟發展與環境污染之間的關系，從而為福州市生態文明建設提供理論依據，并豐富環境庫茲涅茨曲線的相關理論假設。

2 福州市經濟發展狀況

2.1 經濟總量

福州市作為海峽西岸省會中心城市，經濟發展狀況良好，由圖1可以看出，福州市經濟16年來維持快速平穩增長態勢，2001～2011年間地區生產總值在波動中快速增長，年增長速度在2004年出現下降，但2005年經濟開始回溫，其中2007年增長率達到最高，為20.3%。2012年以后GDP年增長率逐步放緩，呈現經濟增長“新常態”，但仍保持在10%左右，超過全國平均水平，與2001年相比，2016年GDP增長了6倍。福州市經濟增長較為依賴投資拉動，固定資產投資占GDP比重從2001年的27. 10%增長為2016年的84. 19%。

2.2 產業結構

2001～2016年，福州市不斷調整和優化產業結構。第一產業比重持續下降，2016年下降至7. 94%，第二產業比重在波動中下降，下降速度較緩慢，第三產業比重呈現較穩定快速增長，2016年占比過半，達50. 26%。近年來，福州市突出發展服務業和高新技術產業，高新技術產業工業產值占工業總產值的比重不斷提升，初步形成以服務業為主體、高新技術產業為主導的產業結構（圖2）。

2.3 能源消費結構

由圖3可見，2001～2016年，福州市規模工業能源消費結果發生較大變化，天然氣比重逐步上升，到2016年占比達3. 41%;電力比重先升后降再上升過程;石油占比先升后隨著天然氣和電力消費增加在緩慢下降;煤消費比重經歷了先下降后上升再下降的過程，在2011年達到最大值，2012年以后，隨著節能減排工作的深入推進，煤消費比重持續下降，清潔能源比重上升。2006～2011年煤消費占比逐步上升原因主要是煤炭消耗大戶的鋼鐵廠陸續投產。2016年，福州市規模工業煤消費量較2011年峰值削減38. 3%。

3 福州市環境污染狀況

3.1 工業廢水及廢水主要污染物排放情況

如圖4所示，工業廢水排放量自2001年在波動中上升，到2007年達到最大值6220. 48萬t，增長23.90%，之后呈現較為平穩下降趨勢，到2016年工業廢水排放量為3696. 26萬t，與2007年峰值相比下降了40.58%。工業化學需氧量經歷先降后升，在2011年達到峰值后降過程，工業氨氮變化趨勢為先升后降，兩者都在2016年降到十六年來最低值，排放量分別為0. 24萬t、0. 015萬t，比2001年分別削減63. 07%、50. 02%，這與福州市2005年起實施嚴格總量減排控制有關。

3.2 工業固體廢物產生情況

如圖5所示，2001～2016年，福州市工業固體廢物整體呈現先升后降趨勢，到2013年達到峰值為809. 63萬t，2014年后呈下降趨勢，2016年固體廢物為489. 05萬t，比2013年下降39. 60%。

3.3 工業廢氣及廢氣主要污染物排放情況

2001～2016年，福州市工業廢氣排放量變化趨勢先升后降過程。2016年工業廢氣排放量2553. 96億m3，比上年下降18. 53%。工業二氧化硫排放量先升后降，排放量于2007年出現峰值，達10. 42萬t，其后平緩下降，至2016年底，二氧化硫排放量為3. 92萬t，較峰值共減少6.5萬t，削減62. 38%。

工業煙（粉）塵在波動中先下降后快速上升在2014年達到峰值后下降，2014年由于環統統計調查口徑變化，增加部分行業無組織塵排放量的統計，工業煙粉塵排放量急劇上升，達10. 57萬t，比2013年增加6.22萬t。隨著福州市政府不斷加大大氣污染整治力度，推廣清潔燃料使用，市區擴大“禁煤區”范圍，使得2014年后煙粉塵呈下降趨勢，到2016年為止，工業煙粉塵排放6. 75萬t，較峰值減少3.82萬t，削減36. 14%。

4 福州市經濟發展與環境污染的庫茲涅茨曲線實證分析

4.1 指標選取與數據來源

為了分析福州市經濟發展與環境污染關系，構建計量模型，本著科學性、可操作性、可量化原則，結合國內外研究以及相關文獻，選取人均GDP代表經濟發展指標，環境污染指標選取工業廢水排放量、工業化學需氧量排放量、工業氨氮排放量、工業固體廢物產生量、工業廢氣排放量、工業二氧化硫排放量、工業煙粉塵排放量7個指標。相關數據主要來源于2001～2016年度《福州市統計年鑒》以及2001～2016年度《福州市環境統計年報》。

4.2 模型構建

關于經濟發展與環境污染定量關系，最經典是環境庫茲涅茨曲線（ EKC）理論模型，該理論很好解釋了兩者定量關系以及內在機制。本文選擇建立三次曲線回歸模型并驗證進而判斷環境污染與經濟發展是否符合典型的EKC曲線關系。回歸模型y=β0十β1x+β2x2+β3x3+ε。y是環境污染排放量，x是人均GDP，￡是隨機誤差項，參數β1、β2、β3取值不同，反映經濟發展與環境污染關系不同，具體如下。

（1）β1 =β2 =β3=O，收入水平與環境質量之間沒有關系;

（2）β1 >0，且β2=β3=0，x與y之間呈單調遞增關系，環境隨收入上升而惡化;

（3）β1<0，且β2=β3=0，x與y之間存在單調遞減關系，環境隨收入增加而改善;

（4）β1>O，β2 <0，且β3=0，x與y之間呈倒U型關系，即EKC，且轉折點在;

（5）β <0，β2 >0，且β3 =0，x與y之間呈U型關系，收入水平較低階段，環境隨收入上升而改善，收入水平較高階段，環境隨收入上升而惡化;

（6）β1>O，β2 <0，且β3 >0，x與y呈N型，收入水平不斷上升，環境質量先惡化再改善，又陷入惡化境地;

（7）β1<0，β2>0，且β3 <0，x與y的關系與N型相反（倒N型），伴隨收入水平上升，環境質量先改善再惡化，后復歸改善。

4.3 環境污染排放與經濟發展的庫茲涅茨曲線特征分析

如表1所示，福州市環境指標與人均GDP建立模型均擬合較好，回歸方程都通過F檢驗，回歸方程顯著。曲線回歸模擬結果顯示，福州市環境污染與人均GDP之間關系并不符合標準的環境庫茲涅茨曲線（倒U型），而主要呈現N型與倒N型。

4.3.1 工業廢水及廢水主要污染物排放環境庫茲涅茨

曲線特征

如圖6所示，工業廢水排放量與人均GDP呈現N型左半邊曲線特征，擬合方程為y=3691. 574+892. 835x—127. 50lx2 +2. 577x3，收入水平較低時，工業廢水排放量隨著人均GDP增加而增加，在2007年人均GDP為3萬元時達到一個峰值，而后隨人均GDP增加在波動中緩慢減少。

工業化學需氧量與人均GDP呈現倒N型曲線特征，擬合方程為：y=0.855 -0.299 x+0.08lx2一0. 007x3，工業化學需氧量排放量隨著人均GDP不斷增加先降后升，在2011年人均GDP為5.22萬元時達到峰值后再下降。

工業氨氮排放量與人均GDP呈現N型曲線左半邊特征。擬合方程為：y= -0.008+0. 029x-0.003r2+5. 32×10^-6x3，回歸模型擬合較好，R2為0. 809，回歸方程顯著。隨著人均GDP不斷增加，工業氨氮排放量先升后降。

雖然工業氨氮擬合曲線與工業化學需氧量前半部分不一致，但是均在2011年人均GDP為5.22萬元時達到峰值后都隨著人均GDP增加而下降，說明工業污染整治起到很好效果。福州市“十一五”以來全面實施工業污水深度治理;重點推進工業集聚區污水集中處理，到2016年建成4座工業區污水處理廠，2016年工業廢水接入污水處理廠處理量占總廢水排放量的47. 06%;持續推動產業結構調整、升級，重點淘汰造紙、制革、印染等落后生產線，共淘汰關停廢紙造紙落后產能15.8萬噸，淘汰制革企業落后產能20萬標張，大大減少廢水污染物排放。

4.3.2 工業固體廢物產生的環境庫茲涅茨曲線特征

工業固體廢物產生量與人均GDP呈現倒N型曲線右半邊特征。擬合方程為y= -0. 002 -0.007x+0.008x2一0.001x3，三次回歸方程擬合較好，R2為0.977，且回歸方程顯著，在收入水平較低階段，工業固體廢物產生量隨著人均GDP增加不斷增加，在2013年人均GDP為6.41萬元時達到頂峰后，隨著人均GDP增加有所下降。這主要與產業結構以及能源消耗結構變化有關。

4.3.3 工業廢氣及廢氣主要污染物排放環境庫茲涅茨

曲線特征

工業廢氣排放量與人均GDP呈現倒N型曲線右半邊特征。擬合方程為y=904. 712 - 1086. 23x+529. 475x2—45. 582 x3，三次回歸方程擬合較好，R2為0. 963，回歸方程顯著，2001～2014年工業廢氣排放量隨著人均GDP增加直線上升，2014年達到峰值后在波動中緩慢下降。

工業二氧化硫排放量與人均GDP呈現N型曲線左半邊特征。擬合方程為：y= - 15. 053+15. 15x-2. 82x2 +0. 154x3，在收入水平較低階段，工業二氧化硫排放量隨著人均GDP增加而增加，在2007年人均GDP為3萬元達到峰值后開始緩慢下降。

工業煙粉塵排放量與人均GDP呈現倒N型曲線特征。擬合方程為：y=13. 656 -9.536x+2. 12lx2一0. 127x3，擬合方程擬合較好，R2為0. 833，回歸方程顯著，2001～2016年工業煙粉塵排放量在收入水平較低時，隨著人均GDP增加先下降后在波動中上升，在2014年人均GDP為7萬元時達到峰值，之后又呈下降趨勢。

整體而言，工業廢氣以及廢氣污染物排放量目前都隨著人均GDP增加而呈現下降趨勢，這與福州市實施嚴格總量減排控制有關，目前，所有火電廠、鋼鐵廠全面完成了脫硫、除塵設施建設以及煙氣旁路取消工程。市區實施全面禁煤，對中小工業爐窯重點實施源頭治理，實施工業集中區集中供熱，對分散的小爐窯逐步實施清潔能源改造，對福州市大氣污染整治起到很好效果。

5 結論

本文通過對福州市2001～2016年經濟發展與環境污染狀況進行趨勢分析，選取具有代表性的環境經濟指標，構建福州市環境主要污染排放量與人均GDP計量回歸模型，分析環境污染與經濟發展的關系，得出以下結論。

（1）福州市2001～2011年間地區生產總值在波動中快速增長，2012年以后GDP年增長率逐步放緩，呈現經濟增長“新常態”，但仍保持在10%左右增長。第三產業比重不斷攀升，第一產業、第二產業比重不斷下降，16年來能源消費結構也發生較大變化，清潔能源比重持續上升，煤消費在波動中先下降后隨著鋼鐵廠投入上升，隨著節能減排工作的深入推進，2012年后持續降。

（2）福州市2001～2016年間主要環境污染排放大體經歷階梯狀先升后降變化，環境污染控制措施對環境質量改善起到明顯效果。

（3）福州市主要環境污染指標（工業三廢排放量）與人均GDP建立三次曲線回歸模型整體擬合較好，均通過F檢驗，回歸方程顯著。福州市環境污染指標與人均GDP之間關系并不符合標準的環境庫茲涅茨曲線（倒U型），福州市2001～2016年工業廢水排放量、工業氨氮排放量、工業二氧化硫排放量與人均GDP擬合曲線呈現“N”型左半邊特征;工業化學需氧量排放量、工業煙（粉）塵排放量與人均GDP擬合曲線呈現倒“N”型特征;工業固體廢物產生量、工業廢氣排放量與人均GDP擬合曲線呈現倒“N”型右半邊特征。這與福州市進行產業結構調整升級，推行使用清潔能源，實施嚴格污染控制措施有關，這些措施對全市環境質量改善起到很好效果，目前各項污染指標均呈現下降趨勢。

本文庫茲涅茨曲線實證分析較好解釋了福州市環境污染與經濟發展關系，但除了經濟發展水平外，能源消耗與能源結構、產業結構、環保意識，環境污染治理投資、環境污染結構等都會影響環境質量。因此，在經濟發展同時，就必須不斷調整產業結構，發展高附加值低污染產業，開展節能降耗，推廣清潔能源與清潔技術應用，提高全民環保意識，在環保規制與市場機制作用下，使得經濟與環境相互協調，實現經濟可持續發展，實現山青水綠，碧海藍天。

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收稿日期：2019-11-20

作者簡介：魏雪梅（1982-），女，統計師，研究方向為環境統計、環境監測。