京津冀環境污染與經濟增長關系的實證研究

姜天翔；王俊煥

（①北京信息科技大學，經濟管理學院，北京100192；②北京衛戍區海淀第五十一離職干部修養所，北京100142）

0 引言

一直以來，京津冀地區的環境污染與經濟增長之間的矛盾十分地尖銳，并且地區之間經濟環境水平很不平衡。北京由于其獨特的地位，環境問題倍受關注，之前多是采用污染外遷的方式，將污染企業遷到周邊，特別是河北地區，北京的各項污染指標雖有所下降，但卻加重了周邊地區的環境污染。并且部分污染擴散性較強，比如大氣污染，即使污染源被遷出，也會對本地區造成較大影響。近年來國家大力推動京津冀一體化戰略布局，其中就包括環境一體化，因此需要著重考慮京津冀地區整體的環境污染影響。

1 文獻綜述

對于環境污染與經濟增長之間的關系，主要有兩種觀點，一種是經濟增長有可能促進環境質量的提高，另一種是經濟增長必然導致環境質量的下降。Grossman 和Krueger 于1991 年首次發現了環境污染與人均收入之間存在倒U 型關系，即一個地區的污染水平隨人均收入的增長先上升，到達一定的拐點后，又隨人均收入的增加下降。Panayotou 于1996 年借用Kuznets 提出的人均收入與收入分配之間的倒U 型曲線，將這種環境污染水平與人均收入之間存在的倒U 型關系稱為環境庫茲涅茨曲線。近年來，隨著中國經濟的迅速發展，經濟增長與環境問題之間的矛盾日益突出，國內的學者也進行了大量的相關研究。彭水軍等利用1996-2002 年中國省際面板數據，實證了經濟增長與六項環境污染指標之間的關系，發現環境庫茲涅茨曲線關系很大程度上取決于污染指標以及估計方法的選取[1]。馬樹才等利用中國1986-2003 年的數據，發現工業固廢與人均收入之間存在倒U 型結構，而工業廢水及工業廢氣與人均收入不存在這種關系，需要采取一定的政策和措施，或通過產業轉型，才能阻止環境的惡化[2]。周亞敏等利用北京市1985-2007 年的數據，設想EKC 曲線可能存在三次以上的關系，選取了包括工業“三廢”在內的七項環境污染指標，發現它們同人均GDP 之間存在著線性、二次、四次曲線關系[3]。

環境庫茲涅茨曲線理論先于脫鉤理論出現，它描述了環境污染與經濟發展之間的函數曲線關系，側重于絕對量，而脫鉤理論揭示了二者之間發展的同步性，更側重于相對量。若能將二者之間有機結合，通過研究環境污染與經濟增長之間絕對變化與相對變化的情況，從而得到更加詳實可靠的結果。脫鉤模型最初來源于物理學，脫鉤指的是兩個事物之間關系的背離，即環境污染與經濟增長之間關系的阻斷。馬海良等基于2009-2014 年中國31 個省區的數據，構建工業廢水與經濟增長的脫鉤模型，分析兩者之間的相互作用程度，發現脫鉤狀態成“南強北弱”的局勢，并進一步從產業和資源角度對脫鉤狀態進行因素分解，得到脫鉤的主導因素[4]。李琪等分析了北京市1985-2015 年工業“三廢”排放量和人均GDP 數據，建立聯立方程組模型，研究經濟增長與環境污染之間的雙向影響，發現工業廢氣及工業固廢與經濟增長之間存在倒U 型關系，但工業廢水與經濟增長存在著U 型關系，并進一步分析脫鉤狀態的演變過程，得到環境污染與經濟增長之間依存關系的多種效應[5]。

本文響應京津冀一體化戰略，并未孤立地分析三個地區，而是將京津冀作為一個整體，利用面板數據，以脫鉤模型及環境庫茲涅茨曲線理論及脫鉤模型為基礎，從定量分析的角度，研究了京津冀地區環境污染與經濟增長之間從2004-2016 年的演變過程，并探討了目前所處的發展階段，估計了未來的發展趨勢，為今后經濟環境政策提供理論支撐。

2 數據與模型

2.1 變量選取與數據

由于不同的環境指標與經濟增長之間可能具有不同的關系，故本文分別選取了工業廢氣排放量（單位：億標立方米）、工業廢水排放量（單位：萬噸）以及工業固體廢棄物產生量（單位：萬噸）作為衡量環境污染的指標。選取人均GDP（單位：元/人）作為衡量經濟發展水平的指標，并將人均GDP 以2004 年為基期進行了價格指數調整，以消除價格因素的影響。數據來源于《中國統計年鑒》、《中國環境年鑒》、《中國環境統計年鑒》以及北京市、天津市、河北省的地區年鑒。其中，2016 年北京市及河北省的工業廢氣排放量數據缺失，故采用預測值代替。

2.2 模型設定

2.2.1 環境庫茲涅茨曲線模型

本文采用三次環境庫茲涅茨曲線，基于面板數據進行分析。面板數據模型主要包括混合回歸模型、固定效應模型以及隨機效應模型等，經過F 檢驗及hausman 檢驗，選擇固定效應模型，又經過LR 檢驗，最終選擇雙向固定效應模型，基本模型設定如下：

通過式中分析可知，Pit表示第i 個地區在第t 年的環境污染指標，包括工業廢氣、工業廢水排放量和工業固體廢棄物產生量。RGDPit表示第i 個地區第t 年的人均GDP。αi表示地區截面效應，λt表示時間效應，εit表示隨機誤差項。βj（j = 1，2，3）為估計參數，β 的取值影響模型的曲線關系，可分為以下幾種情況：

①β1= β2=β3=0，環境污染指標與人均GDP 之間不存在相關關系；

②β1>0，β2=β3=0，環境污染指標與人均 GDP 之間成單調上升的線性關系，環境隨人均GDP 增加而惡化；

③β1<0，β2=β3=0，環境污染指標與人均 GDP 間存在單調下降的線性關系，環境隨人均GDP 增加而改善；

④β1>0，β2<0，β3=0，環境污染指標與人均 GDP 之間呈倒“U”型關系，即EKC，拐點在曲線的最高處；

⑤β1<0，β2>0，β3=0，環境污染指標與人均 GDP 之間呈“U”型關系，人均GDP 較低階段，環境隨人均GDP 增加而改善，人均GDP 較高階段，環境隨人均GDP 增加而惡化；

⑥β1>0，β2<0，β3>0，環境污染指標與人均 GDP 之間呈“N”型關系，人均GDP 增加過程中，環境先惡化再改善，最后又惡化；

⑦β1<0，β2>0，β3<0，環境污染指標與人均 GDP 之間呈倒“N”型關系，人均GDP 水平增加過程中，環境先改善再惡化，最后又改善；

⑧除以上之外的其他情況。

2.2.2 脫鉤模型

通過環境經濟學中庫茲涅茨曲線理論可以確定京津冀地區環境污染與經濟增長之間的函數關系，而通過脫鉤狀態的測算可以了解二者之間的依賴性強弱變化關系。脫鉤模型現在主要用于研究資源消耗、環境污染與經濟發展之間的關系，主要分為OECD 和Tapio 兩種模型。OECD 脫鉤模型是用末期的環境污染指標與經濟指標之比除以末期的環境污染指標與經濟指標之比構建脫鉤指數，從而基期的選擇會對模型的結果產生較大的影響，存在著一定的隨意性。Tapio 脫鉤模型是由OECD 脫鉤模型發展而來的，采取相對量與絕對量結合的方法，借用彈性的概念，克服了OECD 脫鉤模型基期選擇的問題，是目前的主流研究方法，故本文采用Tapio 脫鉤模型，模型設定如下：

在式（2）中，e 為脫鉤彈性系數，P 為環境污染指標，分為工業廢水、工業廢氣以及工業固廢三種污染指標，ΔP 為環境污染指標變化量。R 為人均GDP，ΔR 為人均GDP 變化量。由于環境污染指標和人均GDP 的變化率不同，導致了不同的脫鉤彈性種類，具體的劃分見表1。

表1 環境污染與經濟增長之間的脫鉤狀態分類

3 實證分析

3.1 環境庫茲涅茨曲線的結果及分析

3.1.1 工業廢水排放量與人均GDP 的關系分析

通過表2 估計結果可分析出工業廢水排放量與人均GDP 之間呈U 型相關關系，拐點值為65129 元/人，即工業廢水排放量隨著經濟的增長而先減少再增加。截止到2018 年，北京市及天津市的人均GDP 均已超過65129 元/人的拐點值，處于U 型曲線的右側，即工業廢水排放量隨著經濟的增長而增加。而河北省的人均GDP 并未達到拐點值，處于U 型曲線的左側，即工業廢水排放量隨著經濟的增長而減少。

3.1.2 工業廢氣排放量與人均GDP 的關系分析

工業廢水排放量與人均GDP 之間呈N 型相關關系，兩個拐點值分別為48907 元/人和87273 元/人，即工業廢水排放量隨著人均GDP 的增長而先增加再減少再增加。截止到2018 年，北京市及天津市的人均GDP 均已超過87273 元/人的拐點值，處于N 型曲線第二次上升階段，即工業廢氣排放量隨著經濟的增長而增加。而河北省的人均GDP 并未達到48907 元/人的拐點值，處于N 型曲線第一次上升階段，即工業廢氣排放量隨著經濟的增長而增加。

表 2 環境污染指標與人均GDP 的估計結果

表3 京津冀地區2005-2016 年工業三廢與經濟增長的脫鉤狀態

3.1.3 工業固體廢棄物產生量與人均GDP 的關系分析

工業固體廢棄物產生量與人均GDP 之間呈N 型相關關系，兩個拐點值分別為40199 元/人和78406 元/人，即工業廢水排放量隨著人均GDP 的增長而先增加再減少再增加。截止到2018 年，北京市及天津市的人均GDP 均已超過78406 元/人的拐點值，處于N 型曲線第二次上升階段，即工業固體廢棄物產生量隨著經濟的增長而增加。而河北省的人均GDP 并未達到40199 元/人的拐點值，處于N 型曲線第一次上升階段，即工業廢氣排放量隨著經濟的增長而增加。

3.2 脫鉤模型的狀態測算

根據式（2），經過描述性統計，可以得到ΔP 與e 的數值，從而得到京津冀地區2005-2016 年工業三廢與經濟增長之間的脫鉤狀態，由于ΔR 恒為正，故只需要關注ΔP 與e 的大小即可，具體的脫鉤狀態見表3。

從表3 的結果可以得出，工業廢水與經濟之間的脫鉤狀態基本上處于強脫鉤和弱脫鉤的循環，而工業廢氣和工業固體廢棄物與經濟之間的脫鉤狀態都經歷了擴張性負脫鉤和強脫鉤之間的循環，只是二者的規律有所不同。工業廢氣的脫鉤狀態基本處于擴張性負脫鉤之間夾雜著強脫鉤。而工業固體廢棄物的脫鉤狀態是一個完整的強脫鉤到擴張性負脫鉤再到強脫鉤的過程，并且兩種脫鉤狀態之間，大致存在著弱脫鉤作為過渡狀態。總的看來，三種污染指標與經濟之間的脫鉤狀態的波動性較強，二者之間并未實現完全脫鉤，環境狀況并未隨著經濟的發展而明顯改善，同時也驗證了之前的結論，即可能并不存在倒U 型的EKC 曲線。

4 結論

本文在2004-2016 年的京津冀地區的工業“三廢”排放量及人均GDP 的實證分析基礎上，利用環境庫茲涅茨曲線分析了環境污染與經濟增長之間的關系。得到以下相關結論：

工業廢水排放量與人均GDP 之間為U 型關系，而工業廢氣排放量及工業固體廢棄物產生量與人均GDP 之間為N 型關系。因此，京津冀地區環境污染與經濟增長之間的關系并不符合環境庫茲涅茨曲線的倒U 型曲線形狀，說明環境污染并不會隨著經濟的發展而自發地改善，需要人為地治理和調控，才能控制住環境惡化的局面。

河北省處于U 型曲線或N 型曲線左側，而北京、天津兩市均處于右側，故河北省的經濟環境水平相比較于北京、天津兩市具有一定的滯后性，但總體的發展趨勢是一致的。因此，河北省應當充分汲取北京、天津兩市的經驗和教訓，制定合理的政策，調整產業結構，從而實現經濟增長與環境保護的協調。

經過脫鉤狀態的測算，京津冀地區的環境污染與經濟增長之間并不存在穩定的強脫鉤，即二者之間并未實現關系的阻斷，具有一定的同步變化性。