山东省经济发展与环境污染关系研究

2011-05-02王志晓唐海滨

山东农业大学学报（自然科学版） 2011年1期

赵凯，王志晓，唐海滨

(1.西北农林科技大学经济管理学院，陕西杨凌 712100;2.西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌 712100)

1 引言

20世纪90年代初美国经济学家Grossman和Krueger通过对42个国家环境与经济的横截面数据的分析，发现环境污染与经济增长的长期关系呈倒“U”形［1］。由于这与反映经济增长与收入分配之间关系的库兹涅茨曲线(Kuznets，l955)相像，Panayotou将其称之为环境库兹涅茨曲线(EKC)。其基本涵义为是指当一国经济发展初始阶段，环境会随着经济的发展而不断恶化，但当经济发展到一定程度时环境恶化会逐渐好转，随着经济的进一步发展，环境会得到很好的改善。从长期来看环境污染水平与经济增长的关系呈倒U形曲线特征。

在环境库兹涅茨曲线的概念提出之后，国内外众多专家学者基于不同国家和地区的数据对其进行了大量的分析和验证，这些研究一部分证实了EKC的存在，但有些研究结论却与之不符。韩玉军［2］等对165个国家进行分组运用CO2排放量数据检验发现，“高工业、高收入”国家出现了“倒U”型趋势，“低工业、低收入”国家出现微弱“倒U”型趋势，“低工业、高收入”国家表现出了“～”型趋势，而“高工业、低收入”国家环境污染与收入增长同步。吴玉萍等［3］对北京以及陈华文等［4］对上海进行实证研究，发现环境变化与经济发展之间符合倒“U”型曲线关系;中科院可持续发展战略研究组研究表明，我国经济增长与环境污染水平存在弱环境库兹涅茨曲线关系［5］。但彭水军在分析我国经济发展与环境污染之间的关系时得出我国在1985～2003间并不存库兹涅茨曲线［6］;Cropper和Griffiths在研究非洲森林减少量与经济发展的关系时也没有发现倒“U”型曲线走势［7］。张晓、沈满洪、班春峰等的研究则发现了正“U”型、“N”型、三次曲线及凹函数等特殊的曲线形式［8-10］。综观国内外众多学者的研究，一方面，虽然对于不同国家和地区的实证研究较为丰富，但有关山东省的实证研究鲜见。另一方面，研究中大多采用名义GDP进行计算，少有利用实际GDP进行的研究，难以反映经济发展的真实情况。

本文运用1981～2007年持续27年的数据，选取SO2排放量和烟尘排放量、工业废水排放量、工业固体废弃物产生量四项环境指标，计算得出其与人均实际GDP相关性定量模型，并在此基础上对山东省的经济与环境的协调发展提出了一些建议。

2 研究区域、数据及模型选取

2.1 山东省概况

山东省地处中国东部，黄河下游，东临渤海、黄海。全省陆地总面积15.67×104hm2，人口8700多万。山东省一直把农业作为发展经济的基础产业，农业产值居全国第一。中国改革开放以来，山东省国内生产总值以年均10%以上的速度递增，人均国内生产总值早已突破万元大关，国民经济主要指标居全国前列，成为中国东部沿海经济大省。但与此同时，随着工业的发展，“三废”排放逐年增加，以1981年为基期，2007年工业“废水”、“废气”排放量和“固体废弃物”产生量分别增加了190%、117%和473%，对水体、大气、土壤及人们的生活环境造成了相当大的影响，阻碍了山东省经济、社会的持续发展。

2.2 数据来源

本文选取1982～2008年山东省统计年鉴作为数据来源，选取1981～2007年人均实际GDP为经济指标(以1952年的居民消费价格指数为100计算的实际GDP/人口)，选取工业废水排放量、工业固体废弃物产生量、工业废气中的SO2排放量和烟尘排放量作为环境指标。具体数据如图1、图2和图3所示。

2.3 模型的选取

计量模型的选取既要有一定的统计意义，能够保证统计学所需的模拟精度又要具有现实意义，能够对指标间的关系予以合理的解释。根据以上原则以及前人研究的经验［1-11］，本文选取对数模型和多项式模型，分别进行计算，选取拟合程度最好的方程作为环境指标与经济指标的关系反映。模型如下:

图1 工业废水排放量及固体废弃物产生量年际变化图Fig.1 The inter-annual change of the discharged volume of industrial waste water and solid waster

Y 是污染物排放量(产生量)，X 是人均 GDP，α1、α1、β0、β1、β2、β3是模型参数，ε是随机误差项。如模型①中 α0、α1都不为零，则环境指标与经济指标之间呈现倒“U”型关系，即符合环境库兹涅茨曲线;模型②中，β0、β1、β2、β3随着取值的不同，可以反映出不同的环境质量和经济发展之间的关系，具体如下:

(1)当β1≠0，β2=0，β3=0时，环境状况与经济发展之间呈现线性关系;

(2)当 β1＞0，β2＜0，β3=0时，环境状况与经济发展之间符合倒“U”型关系;

(3)当 β1＜0，β2＞0，β3=0时，环境状况与经济发展之间呈现“U”型关系;

(4)当β1＞0，β2＞0，β3=0时，环境状况与经济发展之间呈现“凹函数”关系;

(5)当β1、β2、β3都不为0时，环境状况与经济发展之间呈现三次曲线关系。

3 结果分析

3.1 模型参数估计

借助EXCEL，在SPSS16.0软件的支持下，依据山东省1981年～2007年相关环境质量数据和人均实际GDP数据，得到模拟结果如下:

表1 山东省工业废物排放量与人均GDP对数模型模拟检验结果Table 1 The fitting results of the discharged volume between industrial waster and GDP per capita with the logarithm model in Shandong province

表2 山东省工业废物排放量与人均GDP多项式模型模拟检验结果Table 2 The fitting results of the discharged volume between industrial waster and GDP per capita with the polynomial models in Shandong province

Note:“＊＊＊”、“＊＊”、“* ”in table 1，2 showed the probab:lity was 99%，95%，90%respectively.由表1 的对数模型模拟结果可知，除SO2排放量以外(修正后R2未通过检验)，工业废水排放量、烟尘排放量以及工业固体废弃物产生量与人均GDP的对数值拟合都较好。在表2的多项式模型中，除工业废水排放量以外，SO2、烟尘排放量以及工业固体废弃物产生量与人均GDP的拟合程度都较好，选取两组结果中的通过检验且拟合程度最高的方程，得到山东省环境指标和经济指标的相关关系如下表所示:

表3 山东省工业废物排放量与人均GDP模拟检验结果Table 3 The fitting and tested results between industrial waster discharged volume and GDP per capita in Shandong province

拟合结果表明，山东省在研究时段内(1981～2007年)工业废水排放量与人均实际GDP之间呈倒“U”型关系，而SO2排放量、烟尘排放量及工业固体废弃物排放量与人均实际GDP之间呈“三次曲线”关系。废水排放量的拐点还没有出现，SO2排放量、烟尘排放量的最大值分别出现在人均实际GDP约为3211和2379元的时候，根据人均实际GDP与年份的SO2排放量和烟尘排放量的相关关系(如图3所示)可以得出，大约是1995和1993年。

3.2 工业废水排放量和人均实际GDP的关系

研究期内，山东省“工业废水”排放量和人均实际GDP存在较为显著倒“U”型函数关系(R2=0.651)，符合环境库兹涅茨曲线，但由图1可知，工业废水排放量呈现逐年波动递增趋势，还没有出现拐点。同时，由图4可知，近年来随着人均GDP的增量的急剧上升，废水排放增量也呈现出明显的波动上升状态，这应该引起社会和政府部门的充分关注，虽然废水排放量与人均GDP的关系呈现倒“U”型，理论上意味着将来会出现拐点，随后废水排放量就会递减，但是，拐点的出现绝对离不开环境的治理与保护。因此，加大废水排放的控制和治理力度仍将是今后环境工作的重点，以期拐点早日出现。

3.3 SO2排放量与人均实际GDP的关系

SO2排放量与人均实际GDP基本呈现三次曲线关系(R2=0.5933)，在图5中可以看出拟合曲线并不能很好的反映SO2排放量的变化趋势。在图2中可以看出SO2排放量在1997年之前逐年递增，在1997年到达顶点然后开始逐年下降至2004年然后又呈现再上升在下降趋势。火电厂是SO2排放的一个重大源头，1997年山东省紧抓SO2减排工作，关闭了一大批小型火电厂，并对全省范围内的火电机组进行脱硫整改。2005年山东省继续推行火电机组脱硫措施，抑制SO2排放，整治效果令人满意。因为三次拟合曲线并不完美，SO2的变化还可能出现其他形式，因此，应加强对SO2排放的监测力度，有针对性的做好其治理工作。

3.4 工业固体废弃物产生量与人均GDP的关系

表3中R2=0.988说明固体废弃物产生量与人均GDP呈显著的三次函数关系，正如图6中所示固体废弃物产生量与人均GDP的三次拟合较好。在图1中可以看出，固体废弃物产生量在2003年之前平稳增加，在2003至2007年迅速增加。在2003～2007年期间山东省经济迅速发展，但是这些工业大多属于能源与原材料领域，资源消耗大，副产品多，污染严重，是导致固体废弃物产生量大幅增长的一个重要原因。因此为降低固体废弃物的排放量，减轻环境污染，改进原始的粗放型生产，实现集约化生产势在必行。

图6 工业固体废弃物产生量与人均实际GDP的三次拟合曲线图Fig.6 The fitting cubic curve between industrial wasters discharged volume and per capita real GDP

3.5 烟尘排放量与人均GDP的关系

烟尘排放量与人均GDP呈显著的三次曲线关系(R2=0.733)，虽然曲线的拟合度并不是很低，但在图7中可以看出烟尘排放量随着人均GDP的增加而呈现波动下降的趋势，拟合曲线并不能很好的反映这一趋势。另外，在图2中可知，1993年之前呈波动上升状态，在1993～2007年呈现下降趋势，后继发展趋势不明，为防止烟尘排放量的再度上升，政府部门应继续做好烟尘排放量的控制及治理工作。

图7 烟尘排放量与人均GDP的三次拟合曲线图Fig.7 The fitting cubic curve between dusts discharged volume and per capita real GDP

4 结论及建议

山东省在研究时段内(1981～2007年)工业废水排放量与人均实际GDP之间呈倒“U”型关系，而SO2排放量、烟尘排放量及工业固体废弃物排放量与人均实际GDP之间呈“三次曲线”关系。虽然拟合结果可以通过理论上的检验，但是SO2排放量、烟尘排放量的变化趋势仍然难以确定，且废水排放量的拐点还没有出现。山东省还正处于工业化中期，而且还保持着以规模的扩大为主的“高增长，高污染”的经济增长方式，环境随着经济的发展有可能会继续恶化。同时，我们应当认识到，山东省环境状况与经济发展的关系只是一种趋势，经济发展并不能促使环境自动好转，因此，从长远来看，为实现山东省的经济与环境的协调发展，必须做好以下几点:

(1)继续加大环保投资比例。根据发达国家的经验，一个国家或地区在经济高速增长期，环保投入要占到国民生产总值的1%到1.5%才能有效控制住环境污染;达到3.0%才能使环境质量得到明显改善。但山东省2006年才达到1.76%，刚刚属于有效控制环境污染，保护环境仍然任重而道远。

(2)改变发展模式，改进生产技术，走资源消耗少，环境污染小的新型工业化道路。实现环境与经济的协调发展。

(3)由于环境走势的不确定性，必须加大环保力度和对环境的监测力度，避免环境“阀值”的出现，为“极值”的尽早到来做好准备。

［1］ Grossman G M，Krueger A B.Environmental Impacts of the North American Free Trade Agreement［Z］.NBER Working Paper，1991，3914

［2］韩玉军，陆旸.经济增长与环境的关系:基于对CO2环境库兹涅茨曲线的实证研究［J］.经济理论与经济管理，2009(3):5-11

［3］吴玉萍，董锁成，宋键峰.北京经济增长与环境污染水平计算模型的研究［J］.地理研究，2002，21(2):239-246

［4］陈华文，刘康兵.经济增长与环境质量:关于环境库兹涅茨曲线的经验分析［J］.复旦学报(社会科学版)，2004(2):87-94

［5］中国科学院可持续发展研究组.2001年中国可持续发展报告［R］.北京:科学出版社，2001

［6］彭水军.中国经济增长与环境污染——基于时序数据的经验分析(1985～2003)［J］.当代财经，2006(7):96-100

［7］ Cropper M，Griffiths C.The interaction of population growth and environment quality［J］.American Economic Review，1994(84):250-254

［8］张晓.中国环境政策的总体评价［J］.中国社会科学，1999

［9］沈满洪.一种新型的环境库兹涅茨曲线——浙江省工业化进程中经济增长与环境变迁的关系研究［J］.浙江社会科学，2000，4(4):53-57