广西经济增长与环境污染水平的环境库兹涅茨曲线关系的实证分析.doc

1、1广西经济增长与环境污染水平的环境库兹涅茨曲线关系的实证分析【摘要】 本文采用 19982012 年广西时间序列数据分别建立广西经济增长与综合环境污染水平、工业“三废”之间的环境库兹涅茨曲线计量模型，模型结果显示，广西经济增长与综合环境污染水平的环境库兹涅茨曲线存在“倒 U 型”特征，与工业废水、废气、固体废弃物存在“N 型” 、 “线性”和“U 型”曲线特征，根据这些环境库兹涅茨曲线的特征分析其产生的原因，并在此基础上提出广西环境库兹涅茨曲线对广西生态文明建设的启示。 【关键词】 经济增长 环境污染 库兹涅茨曲线 一、引言 改革开放以来，广西经济取得了快速的发展，到 2013 年，广西的GD

2、P 已经达到 1.4 万亿元，是 10 年前（2003 年）的 5.12 倍。但经济的高速发展也会带来环境污染、生态恶化等问题。19982012 年，除了二氧化硫和工业固体废弃物有较大幅度减少外，广西的环境污染总体来说有不断恶化的趋势，特别是工业废气排放量由 1998 年的 4152 亿标立方米增加到 2012 年的 27611 亿标立方米，其排放量增加了近 6 倍多。2013年，广西首府南宁的空气污染指数已经出现 PM2.5，空气质量在某些时候显示为严重污染，广西其他主要城市也正遭遇着大气的严重污染。工业废水虽然经历先上升后下降的状态，但其排放总量仍然较大。经济增长2伴随环境污染，不利于广西

3、经济的可持续发展。Grossman 和 Krueger 在1991 年首次研究了环境质量与人均收入之间的关系。Panayotou（1993）指出环境质量与人均收入之间的关系成为环境的库兹涅茨曲线（简称EKC） 。EKC 反映了环境质量与人均收入之间的动态关系，表示环境污染排放水平随着经济增长先增加而后通过改善降低的趋势。因此，研究广西环境污染水平与经济增长之间的实证关系，验证环境库兹涅茨曲线在广西是否存在以及广西环境库兹涅茨曲线的具体特征，对促进广西经济与环境协调发展具有十分重要的意义。 二、广西环境质量与经济增长的库兹涅茨曲线关系的实证分析 1、EKC 模型介绍 根据 Grossman 和

4、Krueger 于 1991 年提出的 EKC 假说，结合国内外现有的文献资料来看，EKC 模型的主要形式为： Y=0+1X+2X2+3X3+u （1） 其中 Y 为环境污染排放水平，X 为人均国民收入（也即人均 GDP） ，u为随机扰动项，0、1、2、3 均为待估参数。 2、指标的选取和数据来源 本文选取广西 19982012 年广西工业废水排放量 Y1、工业废气排放量 Y2（包括二氧化硫排放量 Y3） 、工业固体废弃物排放量 Y4 为广西污染排放水平，选取广西人均 GDP 为经济增长水平，用 X 表示。 （数据来源于19992013 年广西统计年鉴 。 ） 3、经济增长与广西综合污染排放水

5、平之间的关系 3为了显示广西总的污染质量与经济增长之间的关系，需要将工业“三废” （废水、废气和固体废弃物）构建一个综合的环境污染水平指标，由于工业“三废”的计量单位不同，不能进行直接的对比和加总，因此需要对工业三废的数据进行无量纲化处理，得出一个标准化的赋值，本文采取的是典型的数据归一化处理，其处理公式为： 其中 Y=表示标准化的污染水平，Yi 表示 i 年的污染排放水平，Ymax与 Ymin 分别表示样本期内的污染排放水平的最大值与最小值，运用上式公式（2）分别对广西工业废水、工业废气（包括二氧化硫） 、工业固体废弃物数据进行标准化处理。然后计算出综合的环境污染水平： Y=wjY（i=19

6、98，1999，2012;j=1，2，3） （3） 其中，Y 表示第 i 年的综合的环境污染水平指标，j 表示工业污染排放的类型（工业废水、废气和固体废弃物三种类型） ，Y 表示 j 种类型第i 年的经过标准化处理后的环境污染排放水平，wj 表示 j 种污染物排放量的权重。 对于污染物排放量权重值 wj 的计算，本文将采用层次分析法（Analytic Hierarchy Process，简称 AHP） ，结合当前广西污染形势以及专家打分的方法，运用 EXCEL 软件构建环境污染水平的判断矩阵，并对结果进行一致性检验，最终得出广西工业废水排放量、工业废气排放量（包括二氧化硫） 、工业固体废弃物排

7、放量的权重分别为 0.35、0.534和 0.12。该权重结果虽然与有些学者所得出的结果有差异，但在“谈霾色变”的形势下，广西的大气污染与过去相比，形势较为严峻，因此工业废气污染排放量 0.53 的权重值也符合广西当前的形势。利用权重数据，并结合公式（3） ，运用 EXCEL 软件计算出综合的环境污染水平 Y。同时运用公式（2）对广西人均 GDP 进行标准化处理得到标准化的人均 GDP 为X。 运用公式（1） ，构建广西综合污染排放水平 Y 与标准化人均 GDPX 之间的环境库兹涅茨曲线模型，采用统计软件 evews6.0 进行回归模拟，广西综合环境污染排放水平对标准化人均 GDP 首先进行三

8、次函数模型进行回归模拟，结果显示三次函数回归系数 3 显著为 0，为了获得更为精确的结果，改为二次函数模型进行回归，回归模型结果及模拟图形如图 1。 由系数 10、20、3=0，并结合 R2=0.68，模拟程度较高，可以得出，广西标准化人均 GDP 与综合环境污染排放水平存在较强的“倒 U 型”的二次曲线关系，由此可以说明广西的综合环境污染排放水平随着经济增长会逐渐增加，达到一定高度后，会随着经济增长，综合污染排放水平会逐渐下降，从图 1 可以看出，目前广西的环境库兹涅茨曲线虽然存在“倒 U 型”的二次曲线关系，但还处于“倒 U 型”的左测，至于最高点虽然目前出现在 2011 年，但由于后面的

9、很多年份污染排放水平处于未知状态，广西的“倒 U 型”环境库兹涅茨曲线是否已经达到拐点还有待未来继续去验证。 三、经济增长与工业“三废“之间的关系 1、经济增长与工业废水排放量之间关系 5将人均 GDP 和工业废水排放量的数据带入公式（1）中的模型，运用统计软件 eviews6.0 进行回归模拟，回归模拟图形和模型如图 2。 根据表 1 中的系数 10、20、30，表明经济增长与人均 GDP 之间存在“N 型”三次曲线关系，结合图 2 与 R2 的值 0.4 可以看出，表明工业废水排放量与人均 GDP 之间存在较弱的“N 型”曲线关系，在 2000 年人均 GDP 为 4378.11 元时，工

10、业污水排放量为 81571 万吨，为样本期内的最低值;而在 2003 年人均 GDP 为 5631.316 元时，工业污水排放量达到 214814 万吨，为样本期内的最高值在 2004 年下降到 122731万吨，2005 年略有上涨，2006 年下降到 128932 万吨后，2007 年与 2008年工业废水排放量一路上涨，在 2008 年人均 GDP 为 14203.96 元时，工业废水排放量达到 205745 万吨，达到样本期第二高峰值，之后几年工业废水排放量就一直降低。 2、经济增长与工业废气排放量之间关系 模型与方法同上，运用 eviews6.0 软件对经济增长与工业废气排放量进行回

11、归模拟，回归模拟图形和模型如图 3。 首先对模型进行 EKC 三次曲线模拟，经显著性检验二次函数和三次函数的系数都显著为 0，然后重构线性模型，据表 1 的系数判断表可以看出，模型中的 10、2=3=0，同时由于 R2 的值为 0.89，结合图3，可见广西经济增长对工业废气排放量的环境库兹涅茨曲线具有十分明显的线性关系，即随着经济的增长，广西工业废气排放量处于不断上升6的趋势，从 1998 年的 4125 亿标立方米上升到 2011 年的 29853 亿标立方米，达到样本期内的最大值，2012 年虽然有所下降，但从目前广西大气污染的现有形势看，广西的大气污染仍遭遇着前所未有的严峻形势。 同理可

12、以得到经济增长与大气中的二氧化硫排放量的环境库兹涅茨曲线模型及模拟图 4。 通过模型的系数 10、20、3=0 以及 R2 的值为 0.78可以看出来，广西经济增长对二氧化硫的环境库兹涅茨曲线也呈较强的“倒 U 型”三次曲线关系，从图 4 可以看出，该环境库兹涅茨曲线处于“倒 U 型”曲线的右侧， “倒 U 型”曲线右侧的拐点出现在 2005 年，也即人均 GDP 为 8275.6 元的时候，二氧化硫排放量达到 97 万吨，从 2005年之后，空气中的二氧化硫排放量一直处于下降的趋势，在 2012 年，达到样本期内的最低，为 47.16 万吨。 3、经济增长与工业固体废弃物排放量之间关系 方法

13、以及原理同上，利用 eviews6.0 软件对广西经济增长对工业固体废弃物排放量进行回归模拟，回归模型及模拟图形如图 5。 根据模型的系数 10、20、3=0 判断，广西经济增长对工业固体废弃物排放量的环境库兹涅茨曲线呈“U 型”二次曲线关系，且 R2 的值为 0.707，表明“U 型”曲线特征较为显著，从图 5 可以看出，广西经济增长对工业固体废弃物排放量的环境库兹涅茨曲线处于“U 型”曲线的左侧，19982012 年，广西工业固体废弃物的排放量最高的年份7为 1998 年，在人均 GDP 为 4070.67 元的时候，工业固体废弃物的排放量达到 245 万吨，样本期内，广西工业固体废弃物的

14、排放量最低的年份是2012 年，2012 年广西的人均 GDP 为 24876.15 元，而工业固体废弃物的排放量仅为 0.41 万吨，表明广西的工业固体废弃物的排放治理已取得显著的成绩。 四、广西环境污染库兹涅茨曲线特点的原因分析 通过对广西 19982012 年的经济增长与综合环境污染排放水平的相关分析表明，从总体上看，广西的环境库兹涅茨曲线满足“倒 U 型”特征，只是目前广西的环境库兹涅茨曲线处于“倒 U 型”曲线的左侧位置，广西经济的不断增长以及不合理的产业结构加剧地区环境污染，在“十五”时期，广西 GDP 年均增长 15.4%左右;到“十一五”时期，广西 GDP年均增长在 16.3%

15、左右。2012 年，广西 GDP 总量达到 13035.10 亿元，人均 GDP 达到 24876.15 元，其中第一产业占地区生产总值的比重为 8.1%，第二产业占地区生产总值的比重为 61.6%，第三产业占地区生产总值的比重为 30.3%，从广西人均 GDP 水平和产业结构来看，人民的生活水平得到极大的提高，广西的经济也已步入到工业快速发展的阶段，城市化进程加快，基础设施建设不断的推进，使得广西的经济增长、能源消耗、环境污染排放水平处于上升阶段。 从广西 19982012 年的经济增长与广西工业“三废”的相关分析可以看出，广西仍然走发达国家和发达地区“先污染、后治理”的老路，经济增长对工业

16、废水排放量的 EKC 存在较弱的“N 型”三次曲线特征，且工业废水排放量的波动较大，也表明工业废水排放量与经济增长的相关性较弱，近几年工业废水排放量有轻8微下降的趋势，可见广西的污水治理措施初见成效，但工业废水排放总量仍很大，广西大量的制糖造纸、冶金、化工等很多中小企业为了节约成本，不做污水处理，这也是广西工业废水排放总量高的主要原因。 广西经济增长对工业废气排放量的 EKC 呈线性特征，即随着工业经济的增长，工业废气污染也在不断的加剧。近年来，广西工业产值也在不断增加，2012 年广西的工业总产值为 15657.2173 亿元，比 2010 年的9644.1278 亿元增加了 62.35%，

17、比 2005 年的 2547.3188 亿元增加了近5.15 倍，工业产值的快速增长，也伴随着大气污染物排放量的增加，特别是近两年来，广西的主要城市如南宁、柳州、桂林等已出现“雾霾”天气，广西的大气污染已显示较为严峻的状态。广西经济增长对空气中的二氧化硫 EKC 与对工业废气排放量的 EKC 不同，广西经济增长对空气中的二氧化硫 EKC 呈“倒 U 型”特征，且处于“倒 U 型”曲线的右侧，广西经济增长对工业固体废弃物的 EKC 呈“U 型”特征，且在“U 型”曲线的左侧，虽然两者在函数的表现形式不一样，可曲线却有共同的特征，即随着经济增长，二氧化硫和工业固体废弃物排放量逐渐下降，根本原因在于

18、，广西实施治理和综合利用等措施在降低二氧化硫和工业固体废弃物的排放方面取得了卓越成效，高效脱硫设备的大量使用，使得二氧化硫排放量逐年降低，2012 年广西二氧化硫排放量为 47.16 万吨，二氧化硫的去除量为 113.5 万吨，去除率达到 70.6%。工业固体废弃物的降低更是效果显著，随着技术的进步，工业固体废弃物的再利用是工业固体废弃物急剧下降的根本原因，2012 年广西工业固体废弃物产生 7964 万吨，其中处置 2218 万吨，综合利用 5369 万吨，最终只排放了 0.41 万吨，是91998 年工业固体废弃物排放量的 0.17%。二氧化硫和工业固体废弃物的治理虽然成果显著，但工业废气

19、和废水的治理还需要不断的加强，2012年广西环境污染源治理投资总额为 1976067 万元，占工业总产值的1.2%，与发达国家和发达地区存在较大的差距，总体来说广西环境污染治理任重道远。 五、广西环境库兹涅茨曲线对生态文明建设的启示 1、正确认识经济发展与环境保护之间的辩证关系 关于经济发展与环境保护之间的关系，不能单纯认为二者是矛盾的对立体，发展经济必定带来环境的污染，带来生态环境的恶化或者保护环境会限制经济的发展，从环境库兹涅茨曲线可以看出来，经济与环境是一个相互影响又相互制约的一个有机整体，经济增长为环境保护、污染治理提供保障和经济基础，同时又因经济发展带来更多的环境问题;环境保护为经济

20、发展提供良好的条件，又在一定程度上限制经济的发展，因此应该正确认识二者之间的关系，不能盲目追求经济增长而以牺牲环境为代价，要追求环境保护与经济增长齐头并进。 2、走循环经济道路，建设资源节约型社会 循环经济坚持“减量化、再利用、再循环”的“3R”原则，从广西目前的环境库兹涅茨曲线可以看出，当前广西综合环境污染排放水平随着经济的增长逐渐提高，即表明广西的高污染工业发展迅速，因此必须加强产业结构调整，淘汰能耗高、污染重、经济效率低的工艺和设备，推进污染型企业走循环经济道路，积极发展能耗低、污染少、科技含量高的新兴产业。促进资源节约和资源的综合利用，构建再生资源回收利10用体系，鼓励再生资源产业发展

21、，政府机关应大力宣传循环经济理念，努力建设资源节约型社会。 3、推进生态文明建设，走科技创新之路 环境库兹涅茨曲线体现了科技在协调环境与经济发展中的作用，广西的生态文明建设，必须依靠科技创新，通过科技创新，减少能源消耗，降低污染排放，促进再生资源的回收利用，促进产业结构优化升级，提高生产效率。创建良好的生态科技创新体系，通过大力发展和使用节能技术、污染无害化处理技术、再生资源的综合利用技术等，提高生态系统的自我生产能力、自我净化能力、自我修复能力，构建一条生态文明建设的科技创新之路。 （注：本文系广西财经学院数量经济学重点实验室 2014 年开放性课题，项目编号：2014SYS08。 ） 【参考文献】 1 蒋萍、余厚强：EKC 拐点类型、形成过程及影响因素J.财经问题研究，2010（6）. （责任编辑：柯秋萍）