江苏省环境库兹涅茨曲线特征及其成因分析*

夏自兰,赵小风,王继军,3

(1.西北农林科技大学资源环境学院,陕西 杨陵712100;2.南京大学 地理与海洋科学学院,南京210093;3.中国科学院水利部水土保持研究所,陕西杨陵712100)

江苏地处长江三角洲,位于我国沿海开发和沿江开发构成的“T”字形开发战略的结合点。20世纪90年代江苏实行沿海开发战略以来,经济发展迅速,到2006年,江苏的GDP总量占据全国10.3%的经济总量。然而,江苏省经济持续高速增长一定程度上是以牺牲环境为代价的:环境负载率高达23.16,远高于世界大多数国家[1]。“十一五”奋斗目标中,江苏省提出了“环保优先”的社会经济发展新理念,首次把积极的生态建设和环境保护置于经济社会发展全局的优先位置[2]。为此,需要弄清江苏省工业化进程中经济增长与环境变迁之间的关系及其环境污染变化的主要社会经济因素之所在。

1 研究方法与资料来源

1.1 研究方法

运用环境库兹涅茨曲线(EKC)理论模型结合SPSS软件的模型拟合功能探讨江苏省工业化进程中经济增长与环境变迁之间的关系,运用灰色关联分析方法研究其成因。

20世纪90年代初美国经济学家Grossman和Krueger[3]提出了描述环境污染与经济发展之间演替关系的环境库兹涅茨曲线(EKC)理论。它假定,如果没有一定的环境政策干预,一个国家或区域的环境污染随着经济的增长先恶化越过转折点后逐步改善,即环境污染变动趋势与经济发展变动趋势间呈现倒“U”型关系。后来经过大量学者实证研究的完善,EKC的形式除了典型的倒U型外,还有直线型、N型以及U型等形式[4-11]。

灰色关联分析方法是根据各相关因素的时间序列曲线的几何相似程度,做发展态势的分析;曲线几何形状越接近,相应序列间的关联度就越大;反之就越小[12]。灰色关联度的计算可直接通过DPS软件中的灰色关联分析功能实现,其中分辨系数的选取原则参见参考文献[13]。

1.2 资料来源

数据来源于江苏省环境统计资料(1986-2006)、中国经济年鉴(1991-2006)、中国统计年鉴(1991-1998)、江苏省统计局网站(1999-2006)。

2 江苏省环境库兹涅茨曲线模拟分析

2.1 指标选取

江苏省是我国的工业大省,其环境污染主要来源于工业污染,因此选取江苏省工业“三废”指标表征其环境污染状况;经济增长指标选取江苏省1986-2006年人均GDP(表1)。

2.2 计量模型的选择及拟合结果

EKC研究中环境质量(污染水平)和经济增长(收入)的一般模型的形式如下:

在实际模型构建中,影响收入的其他因素Z项在计算和模拟过程中常忽略不计,国内外学者通常选用的简化模型有:

式中:Y——环境污染指标;X——收入(一般用人均GDP);α——常数 ;βk——系数;Z ——除收入之外影响环境的其他因素;ε——误差项。

表1 江苏省1986-2006年经济增长及“三废”污染指标

模型(5)实际上是模型(4)两边取对数后的变形,因此本文在统计分析软件SPSS中分别对模型(2)、(3)、(4)进行模拟,并根据曲线的拟合度及参数检验的显著性结果来选取模型。从SPSS软件输出结果看:

工业废水排放量与经济增长之间三种模型拟合结果都不理想,其中拟合优度(R2)最高的也只有0.631(三次函数模型),从拟合图(图1)也能直观地看出三种模型的拟合结果。

工业废气排放量与经济增长之间三种模型拟合结果中,三次函数模型拟合最理想(拟合优度达到0.973,F检验值200.797,通过检验,弃真概率P值小于0.01),根据参数估计结果,得出工业废气排放量(Y)与人均GDP(X)的函数关系为:Y=4672-0.27X+5.373E-5X2-1.011E-9X3,根据最优拟合结果,得到其环境库兹涅茨曲线如图2。

图1 工业废水排放量与人均GDP三种模型拟合结果

工业固体废弃物产生量与经济增长之间三种模型拟合结果中仍然是三次函数模型拟合最理想(拟合优度达到0.989,F检验值526.728通过检验,弃真概率P值小于0.01),根据参数估计结果,得出工业固体废弃物产生量(Y)与人均GDP(X)的函数关系为:Y=1967+0.128X-4.325E-6X2+2.177 E-10X3,根据最优拟合结果,得到其环境库兹涅茨曲线如图3。

以上通过对工业“三废”污染指标同人均GDP之间进行模型的建立及拟合,得出工业“三废”污染同经济增长各自的变化关系:江苏省工业废气排放量处于“倒U型”EKC左半部的上升阶段,在研究期末(2006年)刚刚出现转折点;固体废弃物产生量处于“U型”EKC的右半部的上升阶段,且到研究期末仍处于加剧趋势;工业废水排放量同人均GDP之间不符合EKC的某种形式。由表1可知,同废气排放量和固体废弃物产生量相比,废水排放量在一个较小的范围内变动,总体上呈现较平稳的变化趋势。考虑到工业“三废”的综合情况,得出:江苏省环境污染综合状况随经济增长而恶化。

图2 工业废气排放量与人均GDP最优拟合结果

图3 工业固体废弃物产生量与人均GDP最优拟合结果

EKC理论指出,EKC在到达一定的转折点(人均GDP 4 000～5 000美元)后,经济的增长有助于环境质量的改善。2006年江苏省的人均GDP已经接近这个标准,但是环境污染的综合状况却没有像典型的“倒U型”EKC那样越过转折点呈现好转的趋势。况且,“倒 U型”EKC只是环境污染随经济发展变化的一种经验模型,并不能说明环境状况变化的必然趋势。以环境污染为代价的高速经济增长以及政府和社会的不作为绝不会促进环境状况的改善。江苏省依据本省的特殊省情,在全国率先提出“环保优先”的新战略方针,是突破经济发展瓶颈的迫切要求,也是适应环境保护新形势的迫切需要。

3 江苏省环境库兹涅茨曲线成因的灰色关联分析

为了进一步探讨江苏省环境库兹涅茨曲线成因,本文计算环境污染的经济影响因子(表2)与环境质量状况之间的灰色关联度,探索江苏省环境污染的主要经济影响因素,剖析江苏省环境库兹涅茨曲线形成的深层次原因。

利用表2的数据,采用灰色关联分析法对江苏省环境污染指标与其各影响因子的关联程度进行实证分析。结果表明:工业废水排放量与各影响因子的关联度较大的为第三产业比重(r=0.72)、工业比重(r=0.71)环境科研人员从业人数(r=0.57)。由此可知产业结构及环保科技发展程度是影响江苏省工业废水排放量的主导因素。同时由图2,3已经得到,江苏省近20 a来,与废气污染和固体废物污染呈现的加剧趋势相比,废水排放量的变化相对平稳。这说明江苏省产业结构的调整尤其是第三产业的发展在很大程度上减缓了工业废水对水环境的污染。第三产业是三类产业中污染最小的产业,加快三产发展势必有利于循环经济的发展。另外,环保科技的发展、环境污染治理技术的提高也在一定程度上遏止了废水污染状况逐渐恶化的趋势。而工业比重的增加则加剧废水污染状况。

表2 江苏省环境状况的影响因素指标

工业废气排放量与外商直接投资的关联度最大(r=0.67),其次是GDP总量(r=0.64)和排污费征收额(r=0.63)。江苏省外商直接投资额(FDI)从1991年的2亿多美元逐年增加到2003年的150多亿美元,尤其是进入新世纪以来,江苏省的外商直接投资额增加迅猛(表2),这很大程度上导致了江苏省相应年间工业废气污染处于“倒U型”曲线的上升阶段(图2)。而2005年以来江苏省工业废气排放量逐年增加的态势已经缓和(图2),这主要是由于随着经济的发展,环境污染状况的恶化逐渐引起了环保部门的重视,环保政策逐步完善,排污费增收额逐年增加,到2005年时涨幅明显增加。

工业固体废弃物产生量的主要影响因素是城市化率(r=0.73)、环境科研人员从业人数(r=0.71)以及第三产业比重(r=0.61)。而固体废弃物产生量目前仍处于“U”型环境库兹涅茨曲线的上升阶段(图3)。这说明城镇人口的增加、城市规模的扩张和城市发展压力的过度增加使得城市垃圾日益增加,固体废弃物的污染逐渐加重。第三产业的发展虽然在很大程度上遏制了废水污染加剧的趋势,却并没有使得固体废弃物污染的逐步恶化状况得到好转。这主要是由于随着第三产业在经济中地位的不断提高,其范畴也不断扩展,产业结构的变化可能带来污染结构的改变:传统污染得到有效的控制,但是新兴污染种类更加繁杂,特别是高科技带来新的污染,污染处理的技术更加复杂[14]。

综合以上分析,江苏省环境污染的主要影响因素有产业结构、环保科技发展程度、国际贸易、环境保护政策以及城市发展。而环境治理投入的产出效果差,对改善环境污染状况的作用强度很小。

4 结论

江苏省“三废”的库兹涅茨曲线并不都符合典型的倒“U”型特征,其环境污染的综合变化状况随着经济增长呈恶化趋势,到“十一五”时期,江苏省人均GDP接近典型的“倒U型”EKC的拐点,但是环境综合状况并没有呈现好转趋势;除经济增长本身外,产业结构、环保科技发展程度、国际贸易、环境保护政策以及城市规模是影响江苏省环境污染的主导因子,对其环境库兹涅茨曲线具有重要解释意义。

环境质量的改善并不会随经济增长而自动发生,它有赖于全社会环保意识的提高、经济结构的调整、环境政策的实施和技术进步的支持。对江苏省而言,产业结构的调整、环保科技的发展、政府的环境政策和合理的城市化进程可能是减缓环境恶化、改善环境质量最为重要的手段。

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