嘉興市環境庫茨涅茲曲線分析評價

李 莉 俞麗瑯 陳 燕 馬艷玲

（浙江省嘉興生態環境監測站 浙江嘉興 314000）

引言

環境庫茲涅茨（Enviromental Kuznets Curve，EKC）曲線被認為是分析環境惡化和經濟發展兩者關系的一種工具[1]。EKC 是上世紀由諾貝爾獎獲得者、經濟學家庫茨涅茲首先提出的。他認為人均財富差異與人均財富增長之間符合倒“U”型曲線規律[2][3]。1991 年，美國經濟學家Grossman 和Krueger 將庫茲涅茨曲線應用到了經濟發展和環境污染的研究之中，提出了環境庫茲涅茨曲線假說（EKC）[4～6]。當一個國家經濟發展水平較低的時候，環境污染的程度較輕，但隨著人均收入的增加，環境污染程度隨經濟的增長而加劇；當經濟發展到一定水平后，到達某個臨界點，隨著人均收入的進一步增加，環境污染又由高趨低，環境質量逐漸得到改善，經濟增長與環境污染呈現倒“U”型的曲線關系，駁斥了傳統的“增長是有極限的”理論[3][7]。隨著對EKC 曲線研究的發展，EKC 曲線的表現形式已經不局限于一種形狀了。Yadong Mei 等人[8]發現EKC 曲線可以分為兩大類型、八種形狀：負單調線性、倒U 型、倒N 型、和M型構成了“好的EKC 曲線（good EKCs）”；而正單調線性、N 型和U 型則組成了 “不良的EKC 曲線（bad EKCs）”。

近年來，隨著經濟的高速增長，環境污染的問題也在加劇。經濟增長與環境之間的關系也逐漸成為研究的熱點。許多學者就環境庫茨涅茨曲線是否適用于我國進行了研究。劉笑萍，Brajer 等人利用面板數據對我國環境污染與人均GDP 進行了實證研究，結果顯示我國環境質量與經濟增長關系復核環境庫茲涅茨曲線[9～11]。王瑞玲等人利用SAS 統計軟件分析了我國1985-2003年的“三廢”排放的庫茲涅茨曲線特征，發現我國的庫茲涅茨曲線呈現不同的趨勢，有“U”形、倒“U”形及三次曲線三中類型[12]。王敏等人考察了我國經濟增長和大氣環境污染曲線模型，發現所有的大氣污染濃度指標都呈現出“U”形曲線關系[13]。省域市域性的研究表明環境庫茲涅茨曲線的普遍存在。

本文選取了嘉興市1996-2019 年人均GDP 和工業“三廢”的排放量作為基礎數據，研究了嘉興市工業“三廢”排放的庫茲涅茨曲線，并對曲線的特征進行的分析和判斷，希望可以為嘉興市工業污染環境治理提供依據。

1 研究區域

1.1 概況

嘉興市位于浙江省東北部、長江三角洲杭嘉湖平原腹心地帶，是長江三角洲重要城市之一。自古為繁華富庶之地，素有“魚米之鄉”、“絲綢之府”的美譽，是中國共產黨誕生地，也是長三角城市群、上海大都市圈重要城市、杭州都市圈副中心城市。

近年來，嘉興市經濟的高速發展的同時也出現了一些環境問題，解決好環境問題是經濟可持續發展的基本條件和必要條件。研究嘉興市的環境庫茲涅茨曲線，對于厘清嘉興市工業化過程中經濟增長和環境污染之間的關系，從而為環境政策的制定提供參考。

1.2 數據來源

環境庫茲涅茨曲線受到多種因素的影響，因此選擇合適的測量指標對于科學地衡量當地的社會經濟發展和生態環境狀況之間的關系顯得尤為重要。國際上一般采用GDP 和人均GDP 作為衡量經濟發展的宏觀指標和微觀指標；在環境污染方面，我國一般采用污染物排放（大氣污染物排放、污水排放、污染物排放以及噪聲污染排放）來衡量[3]。所以相關學者提出利用“三廢”的排放量來衡量環境污染的程度。基于此，本文選取嘉興市1996-2019 年人均GDP 以及工業廢水排放量、工業廢氣排放量和工業固體廢物排放量的數據為研究對象；分析數據主要來源于嘉興統計年鑒。

1.3 嘉興市經濟發展狀況

1.3.1 經濟狀況

數據顯示，1996-2019 年嘉興市人均GDP 呈現持續上升趨勢，2019 年比1996 年增長了11.1 倍，且比2018 年也增長了5.93%（圖1）。

1.3.2 產業結構

1996-2019 年，嘉興市不斷調整和優化產業結構。第一產業比重持續下降，從1996 年的16.60%下降至2019 年的2.25%；第二產業比重處于波動狀態，總體呈現輕微下降的狀態，2019 年比1996 年下降了3.38個百分點；第三產業占比逐年上升，2019 年第三產業比重比1996 年上升了16.61 個百分點；到2019 年年末，嘉興市第一、第二、第三產業的占比分別為2.25%、53.86%和43.89%。總體而言，嘉興市產業結構還是以第二產業為主體，第三產業逐步增加的產業結構（圖2）。

2 嘉興市環境污染狀況

2.1 工業廢水排放情況

如圖3 所示，1996-2019 年嘉興市工業廢水在排放總量上起落雖然比較明顯，但是還是呈現總體上升的趨勢。2012 年達到峰值，為23267 萬噸，到2019 年，下降為18871.03 萬噸，但是比1996 年還是上升了160.61%。

2.2 工業廢氣排放量

1996-2019 年期間，嘉興市工業廢氣排放量呈現總體上升的趨勢。其中，在1996-2006 年間工業廢棄的排放量持續上升；2007 年到2016 年間呈現波動狀態，從2017 起，廢氣排放量呈現直線上升的狀態。與1996 年相比，2019 年的工業廢氣排放量上升了37.4倍（圖3）。

2.3 固體廢物排放量

如圖3 所示，1996-2019 年之間，嘉興市固體廢物排放量除了2008、2013、2015 和2016 年略有波動外，都呈現穩定上升的趨勢。與1996 年相比，2019 年的固廢排放量上升了15.5 倍。

3 研究方法及模型建立

3.1 環境庫茲涅茨曲線的擬合

在本文的研究中，選取典型的經濟指標人均GDP和三個環境污染指標（人均工業廢水、人均工業廢氣和人均一般工業固廢排放量）作為數據分析統計的對象（表1）[14][15]。由于不同國家不同地區情況不同，EKC 模型并不是固定一種形式，在研究過程中，一般采用多種形式的回歸分析來選取合適的EKC 擬合模型[14][16]。本文根據現有的文獻和嘉興市的經濟、環境現狀，選取人均GDP 為自變量、工業“三廢”作為因變量，選擇線性方程（Linear）、一元二次方程（Quadratic）、一元三次（Cubic）、對數方程（logarithmic）分別進行擬合。以上四種擬合方式對應的數學模型為：Y=a+b1X；Y=a+b1X+b2X2；Y=a+b1X+b2X2+b3X3；Y=a+b1lnX。式中，Y 代表環境污染指數，X 代表收入（一般用人均GDP），a 為常數，bk為系數。本文采用EXCEL 和SPASS 軟件系統，對嘉興市1996-2019 年的經濟、環境質量數據進行曲線回歸模擬，回歸曲線的擬合度檢驗見表1。

表1 嘉興市人均工業“三廢”排放量與人均GDP擬合回歸曲線檢驗

3.2 環境庫茲涅茨曲線形態

在不同的條件下，環境庫茲涅茨曲線呈現不同的形態。經濟發展與環境之間不僅會出現“U”型的關系還會出現“N”型（倒“U”型）、“N”型（倒“N”型）或者同步關系，有時候還會出現同步關系[14]。

本文中，（1）如果b1=b2=b3=0，則表示經濟增長不會對環境造成影響；

（2）如果b1＞0，b2=b3=0，則表示經濟發展與環境呈現線性正相關關系，即經濟發展會引起環境惡化；反之如果b1＜0，b2=b3=0，則表示經濟發展不會引起環境惡化；這兩種情況下經濟發展都與環境狀況呈同步的關系；

（3）如果b1＞0，b2＜0，b3=0，則經濟發展與環境狀況與庫茲涅茨曲線吻合，呈現倒“U”型，表示隨著經濟的發展，環境質量狀況會先惡化再逐漸轉好；如果b1＜0，b2＞0，b3=0，則經濟發展與環境之間的關系與環境庫茲涅茨曲線相反，呈現出“U”型曲線，表示經濟發展首先使環境質量狀況好轉而后惡化；

（4）在b1＞0，b2＜0，b3＞0 的情況下，經濟增長與環境呈“N”型的關系，表示隨著經濟的發展環境質量先變好再惡化，當經濟持續增長以后，環境質量會再次變好；如果b1＜0，b2＞0，b3＜0，則經濟增長和環境質量之間存在倒“N”型的關系，意味著環境質量狀況會隨著經濟的正常先出現惡化而后得以改善，最后再次出現惡化的趨勢。

4 擬合結果分析

人均GDP 與工業廢氣排放量、工業廢水排放量、工業固體廢物產生量的擬合結果見表1。由表1 可知，這兩者之間的四種擬合方程中，三次函數曲線的相關系數R2均最大，F 檢驗值顯示這些指標的回歸方程總體上是顯著的。其中，工業廢水排放量與人均GDP 的關系模型為：y=9E-15x3-6E-09x2+0.0009x+21.919；工業廢氣排放量與人均GDP 的關系模型為：y=2E-10x3-5E-05x2+3.5227x-17144；工業固廢排放量與人均GDP的關系模型為：y=-8E-11x2+2E-05x-0.0431。

4.1 工業廢氣排放量與人均GDP的擬合結果分析

根據擬合結果可知（圖4），工業廢氣排放量與人均GDP 之間的回歸曲線呈現“N”型關系，為倒“U”型[16]和“U”型的復合產物，意味著隨著經濟的發展工業廢氣排放量先增加，再減少，當經濟持續增長以后，工業廢氣排放量會再次增加。排放有所下降的EKC 拐點出現在人均GDP 47792 元/人，排放量再次上升的拐點出現在人均GDP 105979 元/人。由表1 可知，1996-2019年之間，當人均GDP 持續增加時，工業廢氣排放總量的整體趨勢是上升的。其中，1996-2007 年間，工業廢氣排放總量隨著人均GDP 的增加而迅速增加，2007年-2014 年間，工業廢氣排放總量基本保持平衡狀態；從2015 年開始，工業廢氣排放總量又迅速上升。可以看出，嘉興市在經濟高速發展的前期和后期階段，工業廢氣污染程度相隨而言會較大，在經濟發展的中期階段，工業廢氣污染程度有所緩和。

整體而言，嘉興市工業廢氣和人均GDP 之間的關系主要受到能源結構和產業結構的影響。在2007 年之前，嘉興市的第二產業比重呈現整體上升的趨勢，并且在2006 年達到了峰值，且這段時間嘉興市燃煤用量的大幅度增加，導致廢氣排放量的大幅度增加[16]。之后由于產業結構的調整，工業廢氣排放量處于一個較為平穩的狀態；2015 年以后，工業廢氣排放量呈直線上升，這主要是因為嘉興市能源結構過于依賴傳統能源，特別是原煤用量在2015 年以后大幅增加，導致大氣污染的加重。

4.2 工業廢水排放量與人均GDP的擬合結果分析

利用四種擬合方法分別對工業廢水排放總量和人均GDP 進行了擬合以后發現，三項式曲線模型中R2最大，為0.850。表明指數曲線模型的擬合度最佳，表明嘉興市人均GDP 與工業廢水排放總量之間的回歸曲線呈現“N”型關系，關系模型為y=9E-15x3-6E-09x2+0.0009x+21.919。

如圖5 所示，1996 年-2019 年之間，工業廢水排放量與人均GDP 兩者之間呈現N 型曲線左半邊特征。收入水平較低時，工業廢水隨著收入的增加而增加，在2012 年人均GDP 達到86435 元時達到一個峰值，而后隨著收入的增加呈現一個波動下降的狀態。說明工業廢水治理和整治有了較好的效果。從工業廢水的排放量來看，2013 年開始，嘉興市工業廢水排放量下降較快，2019 年的人均工業廢水排放量較2012年下降了23.2%。并且在2012 年實施了治污水三年行動計劃，全面排查、封堵排污口2.3 萬個，完成工業污水全入網的任務，累計8864 家企業截污納管，增加污水入網量40 萬噸/日。完成重污染行業整治收官，整治完成噴水織機、紡織印染、熱鍍鋅、紐扣、榨菜、表面處理、木業等9 個特色行業；關停低小散企業1100 多家；截止2019 年底，嘉興市已經按時建成24 個工業集聚區“污水零直排區”。全面完成33 個入河排污口、16 個入海排污口規范化政治。大大減少了廢水污染物的治理和排放。

4.3 工業固體廢棄物總量與人均GDP的擬合結果分析

由表2 看出，二次曲線模型和三次曲線模型的擬合度優于線性和對數方程，R2也非常接近，結合擬合結果圖形來看，最終將二次曲線方程設為工業固廢排放量與人均GDP 的回歸方程，擬合方程為y=-8E-11x2+2E-05x-0.0431（如圖6 所示）。y=4E-16x3-2E-10x2+3E-05x-0.113。

由圖6 可知，從1996 年開始到2019 年，隨著人均收入的增加，固廢排放量呈快速上升狀態。嘉興市近年來也一直關注固廢處置能力的提升，2019 年底，已經建成34 個“五廢共治”項目，占總項目數的73.9%，處置能力達到336.81 萬噸/每年，按照2019 年固廢產生量632.71 萬噸來計算的話，可以處置超過一半的固廢；2019 年填埋能力為54.2 萬噸，生活垃圾已經基本實現產處平衡。隨著嘉興市清廢凈土政策的繼續推行以及“五廢共治”項目的建設推進，相信固廢曲線不久以后應該會迎來倒“U”型的拐點。

5 結論及建議

本文通過對嘉興市1996-2019 年期間經濟發展與環境污染狀況分析，構建了嘉興市主要環境污染排放物和人均GDP 的回歸模型，基于分析模型，得出以下結論：

（1）1996-2019 年期間，嘉興市GDP 持續上升，2010 年增速最快，達到22.94%。2016 年至今仍然保持著平均9.8%的增長。產業結構也在不斷調整，第一產業比重持續下降，第二產業占比稍有下降，變化不大；第三產業比重不斷增加，逐漸逼近第二產業的占比量。但是，第二產業仍然是嘉興市的主導產業；根據錢納里標準產業結構和工業化階段理論，嘉興正處于工業化中級階段向工業化后期階段過渡的時期，經濟增長是當前社會的重點，并且這種情況將維持很長一段時間，所以第二產業比重較高甚至處于主導地位的情況在短期內是比較難以改變的，因此工業“三廢”的污染問題應該是一個較為長期的問題。此外，在能源利用方面，雖然清潔能源的利用率在升高，但是對傳統能源的依賴依然比較嚴重。

（2）嘉興市工業廢氣排放量與人均GDP 建立的3次曲線回歸模型整體擬合較好，通過F 檢驗，回歸方程顯著，呈現典型的N 型曲線的特征。這主要是由于嘉興市產業機構和能源結構造成。從回歸模型來看，嘉興市工業廢氣排放的壓力依舊很大，特別是“十二五”期間，工業廢氣排放量呈直線上升。需要繼續推進清潔能源的利用；進行產業結構的合理化調整，提高高新技術產業的占比，整治廢氣污染企業，推進重點廢氣污染企業的超低排放改造，利用新技術推進工業廢氣的治理。

（3）嘉興市工業廢水排放量與人均GDP 呈現N 型曲線的左半邊特征。在2012 年人均GDP 達到86435元時達到頂峰后，隨著人均GDP 增加有所下降。這說明嘉興市對水污染環境治理控制措施起到了效果；但是為了防止在接下去的時間出現N 型曲線的右半段的惡化趨勢，嘉興市要繼續推進產業結構調整升級，嚴格實施污染控制措施，繼續加強污染企業監管，提升污水處理能力，努力使工業廢水及相關污染指標呈下降趨勢。

（4）嘉興市工業固廢排放量和人均GDP 擬合結果顯示二次擬合方程和三次擬合方程的R2及其接近，根據曲線的形狀，我們最后選取了二次方程，說明嘉興市的工業廢物從1996 年-2019 年呈現倒“U” 的前半部分，屬于快速上升的階段，相信在產業調整、處理技術的發展、政策的加強等因素下，在不久的將來會迎來下降的拐點。

（5）環境保護治理力度。隨著社會的進度和人民群眾環境意識的提高，嘉興市對環境保護的重視與對環境污染的治理也在逐年增加。截止2019 年為止，已經建成了24 個工業集聚區“污水零直排區”。全面完成33 個入河排污口、16 個入海排污口規范化整治。在廢氣治理方面，實施工業廢氣治理“十百千”工程，完成VOCS 治理項目105 個、清理整頓“散亂污”企業1050家。在固廢處置方面，在全省率先編制形成“1+12”固廢處置能力平衡表。2019 年，嘉興市環境污染治理投資總額61.36 億元，占全市GDP 的1.14%；工業污染源治理投資41764 萬元，占到總的環境污染治理投資的6.8%，且環境保護投入呈逐年增加的趨勢。隨著環境保護投入機制的建立和完善和環境污染治理技術的發展，相信嘉興市的環境庫茲涅茨曲線將會呈現良性的趨勢。

結語

本文通過建立嘉興市主要環境污染物與經濟發展要素的庫茲涅茨曲線模型，分析了1996 年-2019 年間嘉興市經濟發展與環境污染的關系，并對可能的趨勢作出了預測。環境污染不但與經濟發展相關，還與地方產業結構、能源利用結構、人們的環保意識、政府的環境保護投入和政策都息息相關，因此，在以后的經濟發展建設中，需要進一步的調整產業、能源結構，提高環境污染治理投入，利用高科技新技術不斷提高城市污染物的治理能力，提高人民群眾的環保意識，實現經濟環境兩方面的可持續發展。