呼和浩特市工業發展與環境污染關系的實證分析

關鍵詞：工業發展；環境污染；呼和浩特市；環境庫茲涅茨曲線

習近平總書記曾強調，保護生態環境和發展經濟從根本上講是有機統一、相輔相成的。目前，經濟的高速增長使得環境污染問題隨之加劇，如何保障經濟增長與環境保護的協調發展，已成為我國生態文明建設的新任務[1]。

國外學者早在20世紀50年代就開始了關于經濟增長與生態環境關系的研究。1994年，SHAFIKN等[2]通過對美國城市的大氣質量數據研究表明，隨著人均收入的增加，懸浮顆粒先增加后下降，并呈現出“倒U型”環境庫茲涅茨曲線（EKC曲線）關系。2010年，BROCKW等[3]運用實證分析證明了EKC曲線的存在性，且得出結論，經濟增長和環境污染呈“倒U型”EKC曲線關系。

國內理論界于20世紀80年代開始研究環境污染與經濟增長的關系，且更多地是以實證研究為主。2016年，馬駿等[4]利用2001-2012年江蘇省與全國的時間序列數據研究得出，江蘇省經濟增長對生態環境的影響并未呈現典型的“倒U型”EKC曲線，而是呈現“N型”EKC曲線。2019年，趙璟等[5]研究了我國30個省份的數據，結果表明經濟增長與工業固體廢棄物和工業二氧化硫的排放量呈“N型”EKC曲線關系，與工業廢水的排放量呈“倒U型”EKC曲線關系。2021年，肖嚴華等[6]選取2001-2018年長三角城市群41個城市的數據，研究發現經濟增長與空氣污染并不存在典型的“倒U型”EKC曲線關系，相反地是兩者之間呈顯著的“正Ｕ型”EKC曲線關系，且至2018年我國大部分城市都已越過了拐點。

本文對內蒙古自治區呼和浩特市不同時期的工業發展與環境污染間的相關程度進行研究，判斷環境污染情況是否隨著經濟發展而加劇，分析呼和浩特市工業發展過程中所面臨的環境污染問題、關系特征及其演變規律。

1研究區概況

1.1自然環境

呼和浩特市地處110°46′～112°10′E，40°51′～41°8′N，位于內蒙古自治區的中心地帶，是全區的政治、經濟、文化、科教、金融中心。呼和浩特市北部與陰山山脈接壤，山前為洪積扇傾斜平原，大青山位于陰山山脈的中段；黃河、大黑河沖積平原分布在南部，丘陵和沙丘廣布；東南部有蠻罕山脈，土默川平原分布在南部和西南部；東部為湖積臺地。地勢特征為北高南低，東高西低。屬中溫帶大陸性季風氣候，冬季漫長嚴寒少雪，夏季短暫炎熱干燥，春季干燥多風，秋季降溫迅速，氣候變化劇烈。

1.2經濟發展情況

呼和浩特市地區生產總值（GDP）在2001-2020年呈持續增長趨勢，變化情況如圖1所示。2001年GDP為234.26億元，2020年增至2800.68億元，20年間增長了11倍，且GDP增速在2003年達到最大值（30%）。其中，第一產業增加值為126.5億元，增長1.2%；第二產業增加值為815.7億元，增長1.4%；第三產業增加值為1858.5億元，下降0.5%。三次產業比例為4.5∶29.1∶66.4。總體來看，呼和浩特市經濟增長主要集中于二、三產業，且更多依賴于第三產業。2020年，呼和浩特市經濟仍保持穩步發展，GDP相較于2019年增長了9.22億元，但增長率不高，僅為0.33%。

1.3產業結構

呼和浩特市產業結構在2001-2020年較為穩定，三大產業占比變化情況如圖2所示。第一產業占比逐漸降低；第二產業占比略有波動，但整體較為穩定；第三產業占比逐漸增加。自2001年起，三次產業一直呈現“三、二、一”的產業結構模式[7]，且二、三產業協調發展態勢明顯。截至2020年，第一產業占比為4.50%，第二產業占比為29.10%，第三產業占比為66.40%。

1.4工業發展情況

呼和浩特市工業生產總值2001年為70.19億元，2020年增至613.92億元，20年間增長了近8倍，且在2001-2020年呈持續增長趨勢。2020年，呼和浩特市工業仍保持穩步發展，工業生產總值相較于2019年增長了0.58億元，但增長率不高，僅為0.09%。

2環境污染狀況

2.1水污染

呼和浩特市的工業廢水排放量在2001-2020年呈現不斷波動的變化過程。2001-2003年呈由高到低的變化，在2003年達到第1個最低點，排放量為1367萬t；2005年達到首個高峰，排放量為2114萬t；2005-2007年有所減少；2008年出現第2個高峰，排放量為2977萬t；2010年達第3次峰值，排放量為2636萬t；2014年達第4次峰值，也是20年間的最大值，排放量為7246萬t；自2018年起，排放量逐年下降，至2020年降為1567萬t。總體來看，呼和浩特市的工業廢水排放量在20年間呈下降趨勢，但仍處于持續污染階段且持續波動。

2.2大氣污染

呼和浩特市的工業廢氣排放量在2001-2020年間，除個別年份呈下降變化外，其他時間均呈上升變化。2001年的年排放量為182億m3，2020年的年排放量達4889億m3，20年間增加了約26倍。這一變化情況表明，呼和浩特市的工業廢氣污染問題較為嚴重。

2.3固體廢棄物污染

呼和浩特市的工業固體廢棄物排放量在2001-2020年間，除2009年、2013年、2016年呈下降變化外，其他時間均為上升狀態，其中排放量最多的一年是2019年達1356萬t。

2001年的年排放量為36萬t，2020年的年排放量達1333萬t，20年間增加了約36倍。這一變化情況表明，呼和浩特市的工業固體廢棄物污染問題也較為嚴重。

3指標選取與模型構建

3.1指標選取

選取呼和浩特市工業GDP為經濟發展指標；選取工業廢水、工業廢氣、工業固體廢棄物的排放量為環境污染指標。數據來自2002-2021年的《呼和浩特統計年鑒》和《內蒙古統計年鑒》。

3.2模型構建

EKC曲線是在20世紀90年代由GROSSMANGM等[8]首次提出的假說，揭示了經濟增長與環境污染之間的內在關系，其主要內容為環境污染隨人均收入的增加呈先增后減的“倒U型”曲線關系。當前有研究認為，EKC曲線一共可能呈現出“U型”“倒U型”“N型”“倒N型”4種類型[9]。

描述EKC曲線時，應用較多的數學函數模型為一元線性方程（Linear）、二次函數（Quadratic）、三次函數（Cubic）。近年來，有學者加入了對數方程（Logarithmic）模型[10]。

以上數學函數模型分別如式（1）、式（2）、式（3）、式（4）所示。

式中 Y——環境污染指標（為因變量）；X——工業GDP（為自變量）；a——常數；b₁、b₂、b₃——回歸系數；c——隨機誤差項[11]。

本文將工業GDP分別與3項環境污染指標作EKC擬合曲線，并利用Spss軟件，以環境污染指標為因變量、工業GDP為自變量，采取多種形式的回歸分析，對呼和浩特市2001-2020年的經濟發展指標和環境污染指標進行曲線回歸模擬操作，回歸曲線的相關系數R²如表1所示。

3.3環境庫茲涅茨曲線（EKC曲線）形態

不同情況下，EKC曲線會呈現不同的形態。

①當b₁=0、b₂=0、b₃=0時，表示工業發展與環境污染毫無關系，即工業的發展對環境不會造成影響；②當b₁＞0、b₂＜0、b₃=0時，表示工業發展與環境污染呈“倒U型”EKC傳統曲線，即隨著工業的發展，環境污染狀況會先惡化，然后在工業發展突破拐點后，環境污染狀況會逐漸轉好；③當b₁＜0、b₂＞0、b₃=0時，表示工業發展與環境污染呈“U型”EKC擴展曲線，即隨著工業的發展，環境污染狀況會先轉好，然后在工業發展經過拐點后，環境污染程度將繼續惡化；④當b₁＞0、b₂＜0、b₃＞0時，表示工業發展與環境污染呈“N型”EKC擴展曲線，即隨著工業的發展，環境污染狀況會先惡化再好轉，但當工業發展到更高階段時，環境污染情況將會再次嚴重；⑤當b₁＜0、b₂＞0、b₃＜0時，工業發展與環境污染呈“倒N型”EKC擴展曲線，在工業發展前期與“U型”曲線相似，即隨著工業的發展，環境污染狀況會先好轉再惡化，當工業發展到更高階段時，環境污染狀況會再次轉好；⑥當b₁＞0、b₂=0、b₃=0時，表示工業發展與環境污染呈正相關關系，即工業發展會引起環境惡化；⑦當b₁＜0、b₂=0、b₃=0時，表示工業發展與環境污染呈負相關關系，即環境質量隨工業發展越來越好。

4結果分析

4.1廢水排放總量與工業GDP的擬合結果分析

根據表1可知，工業廢水的最佳擬合曲線為三次函數，但最佳擬合度僅有0.33，且未通過0.05水平的顯著性檢驗。呼和浩特市工業廢水排放量在2001-2013年間隨著工業的發展不斷波動，2014年出現大幅提升，之后又開始不斷波動。由此猜測，未來呼和浩特市在工業發展的同時，工業廢水排放量仍會不斷增加。如圖3所示，呼和浩特市工業廢水排放量的演變相對來看不太穩定，EKC曲線關系并不顯著，基本得出其不符合EKC曲線假說。

4.2 廢氣排放總量與工業GDP的擬合結果分析

根據表1可知，工業廢氣排放總量與工業GDP的擬合結果中，三次函數的相關系數R2為0.917，二次函數的相關系數R²為0.916，雖然二次函數擬合度略低于三次函數擬合度，但從F①值來看，二次函數的F值為93.268且P①值近似于0，而三次函數的F值為58.725，二次函數大于三次函數。綜合來看，二次函數擬合度更高，因此選擇二次函數作為模型。如圖4所示，呼和浩特市工業廢氣排放量與工業GDP的關系模型為Y=10.198X-0.004X²-314.753，式中b₁＞0、b₂＜0、b₃=0，說明工業廢氣排放總量與工業GDP的擬合結果呈“倒U型”曲線。但圖4的曲線中并未出現明顯的峰值和拐點，表明呼和浩特市正處于傳統EKC曲線的左側，因此判斷其工業廢氣排放量還未達到轉折點，且在將來一段時間內，仍會隨著經濟發展而持續增加，直至達到EKC曲線的拐點。（注：①F統計量用于檢驗整個回歸模型是否有顯著影響，F值越大，p值越小，表明整個回歸模型的預測能力越強。）

呼和浩特市2001-2020年工業生產總值與廢氣排放總量擬合曲線呈上升態勢，說明呼和浩特市的工業發展在一定程度上依托于廢氣產生行業的帶動作用。近年來，呼和浩特市工業廢氣排放總量持續上升，且隨著工業的發展，還有進一步加重的趨勢，因此應加強對產生廢氣的行業進行監督與管理，以盡快迎來工業廢氣擬合曲線的“倒U型”拐點。

4.3固體廢棄物排放總量與工業GDP的擬合結果分析

根據表1可知，固體廢棄物排放總量與工業GDP的擬合結果中，R²最大的是三次函數為0.949，F值為99.965，且P值近似于0，因此三次方程的擬合度更高。基于此，呼和浩特市工業固體廢棄物排放總量與工業GDP的數學關系模型為Y=9.115X-0.019X²+1.557E-5X³-564.7，如圖5所示。式中b₁＞0、b₂＜0、b₃＞0，說明工業固體廢棄物排放總量與工業GDP的擬合曲線為“正N型”，是“倒U型”與“U”型的組合曲線。但圖5曲線中同樣沒有出現明顯的峰值和拐點，且整條曲線的狀態是在不斷增長。

呼和浩特市在2001-2010年，隨著工業發展，工業固體廢棄物排放量增速較快；直至2011-2016年，排放量增速減緩；2017-2020年，曲線斜率再次增大，即排放速度再次加快。具體而言，呼和浩特市在2001-2021年的20年間，其工業固體廢棄物排放量除了2013年和2016年小幅下降，其他年份都在隨著工業發展而有所增加。整體來看，呼和浩特市的工業固體廢棄物排放情況正逐漸嚴重且可能會持續惡化。

5結論

本文通過分析呼和浩特市的工業發展和環境污染現狀，探究呼和浩特市工業發展對環境所產生的影響及二者之間的關系。首先，通過分析與比對時間序列數據，概括呼和浩特市經濟發展、工業發展、環境污染動態變化的情況和特點及其所呈現的大致趨勢；其次，利用2001-2020年的工業GDP數據和工業三廢排放數據，結合對4種回歸模型擬合度的比較，構建出最符合呼和浩特市工業GDP與各項環境污染指標的EKC曲線；最后，通過EKC曲線，探究呼和浩特市工業發展與環境污染的關系，得出由于進行擬合分析時所選取的指標不同，擬合結果也會呈現出不同形式的結論。

①呼和浩特市工業廢水排放與工業發展之間的EKC曲線關系不顯著，由于各模型的相關系數普遍太低，因此基本確定不符合EKC曲線假說。

②工業廢氣排放與工業發展呈典型的“倒U型”EKC曲線關系，目前正處于“倒U型”曲線的左半段，經過計算得出，曲線拐點將會出現在工業GDP為1274.75億元時，但在到達拐點之前，工業廢氣排放量將會隨著工業的發展持續增長。

③工業固體廢棄物排放與工業發展呈“正N型”EKC曲線關系，雖然不是典型的“倒U型”曲線，但也呈現了呼和浩特市工業發展與環境污染之間的關系，可以看出工業固體廢棄物排放量有持續增長的趨勢。

綜上所述，呼和浩特市在未來的城市發展中，應注意改善經濟增長方式，優化產業結構，實現產業結構的合理化調整；推進綠色環保工業發展，從污染高、耗能高的第二產業逐漸向環境相對友好的第三產業結構調整。同時，政府應高度重視工業污染治理，加快出臺相應的、有效的環境保護政策，并加強政策的實施與監督，加大力度整治污染企業。另外，還應注意增強公眾的環保意識，使其及時了解政府出臺的環保政策，積極監督工業企業污染物排放情況。總之，發展工業、發展經濟的同時也要保護好生態環境。

作者簡介

劉雨婷（2001—），女，蒙古族，內蒙古通遼人，碩士研究生在讀，研究方向為歷史城市地理研究。

編輯加工：王玥

收稿日期：2024-06-18