常州市经济发展与工业污染物排放关系分析

周美春 程翠云 李雯香

(1.江苏省常州市环境科学研究院，江苏常州 213022;2.环境保护部环境工程评估中心，北京 100012)

美国经济学家Grossman和Krueger利用环境监控系统(GEMS)提供的数据研究发现环境质量与人均收入呈倒U型曲线关系—环境库兹涅茨曲线(Environmental Kuznets Curve，EKC)［2-3］，之后 Shafik 用 EKC 对不同国家经济增长和环境质量的关系进行了分析，验证了环境库兹涅茨曲线的存在［4］。

我国关于EKC的分析和研究结果表明［5-11］，大部分地区污染物质排放量尚未到达EKC转折点，但北京、上海等环境污染排放量的EKC已经通过了转折点;也有学者认为环境库兹涅茨曲线的形状不一定就是倒“U”型，在一定阶段，也可能是正“U”、U型+倒U型(N型)，甚至可能是向后弯曲的［12-16］。

本文以1986-2011年常州市经济发展与工业污染物排放数据为基础，多视角研究常州市经济发展与工业污染物排放特征，探究经济发展与工业污染排放之间的关系，以把脉经济发展健康程度，探索实现经济与环境可持续发展的途径，以实现常州市经济的“又好又快”发展。

1 经济发展与工业污染物排放特征分析

1.1 数据来源

经济发展指标选取人均GDP，污染物排放指标选取工业废水排放总量、工业COD排放总量、工业SO2排放总量、工业烟尘排放总量、工业粉尘排放总量，数据来源为《常州统计年鉴》(2012)，常州市1986-2011年经济发展与工业污染物排放状况见表1。

1.2 产业结构变化分析

常州市1986-2011年三次产业结构变化情况见图1。常州市三产结构由1986年的21.5:59.9:18.6发展为2011 年的 3.1:54.5:42.4，第一产业比重持续下降，第三产业比重稳健提升，第二产业比重平稳发展，“十一五”时期略有下降。按照经济发展阶段划分方法，常州市正处于工业化的中后期阶段［17］，“十一五”时期是产业结构升级转型的启动期。

图1 常州市1986-2011年各产业GDP所占比例

1.3 弹性系数趋势分析

工业污染物排放弹性系数是指工业污染物排放量年均增长率与GDP年均增长率的比例，常州市1987-2011年工业污染物排放弹性系数变化趋势见图2。

图2 常州市1987-2011年工业污染物排放弹性系数变化趋势

由图2可知，除1999年、2001年、2005年外，工业废水排放增长率均低于GDP增长率，有13年呈现负增长;工业COD排放增长率25年中有20年低于GDP增长率，有17年呈现负增长;工业SO2排放增长率25年中有19年低于GDP增长率，13年呈现负增长;工业烟尘排放增长率25年中有18年低于GDP增长率，有15年呈现负增长;工业粉尘排放增长率25年中有17年低于GDP增长率，有13年呈现负增长。

从整体趋势看，上世纪80年代末至90年代初、90年代末至本世纪初，工业污染物排放弹性系数呈现大幅度波动态势，其余时间段均较平稳，且污染排放增长速度整体远低于经济增长速度。

表1 常州市1986-2011年经济发展与工业污染物排放状况

1.4 排放强度趋势分析

工业污染物排放强度为单位GDP工业污染物排放量，常州市1986-2011年工业污染物排放强度变化趋势见图3。

由图3可知，1986-2011年，工业废水、COD排放强度持续削减，尤其是上世纪80年代后期至90年代初期，呈现急剧削减趋势;SO2、烟尘、粉尘排放强度上世纪80年代末稍有上升，90年代初急剧削减，之后维持削减态势。

2 经济发展与工业污染排放关系分析

以人均GDP为自变量x，以废水排放量、COD排放量、SO2排放量、烟尘排放量、粉尘排放量为因变量y，选用二次方程、三次方程、复合曲线模型进行曲线拟合分析经济发展与工业污染排放关系。根据曲线拟合结果、模型检验参数，在各个函数模型中进行优选。

2.1 曲线拟合结果

1986-2011 年常州市工业污染物排放与人均GDP曲线拟合图见图4，曲线拟合参数及方程式见表2。

从拟合结果可知:

(1)工业污染物排放与人均GDP各曲线估计模型F值概率均很小，显著水平较低;从各模型判定系数R2可看出，三次方程模型判定系数R2均最大，分别为0.749、0.377、0.233、0.593 和 0.421。

(2)工业废水、COD、SO2、烟尘排放量随经济发展呈现“U型+倒U型”曲线特征;工业粉尘排放量随经济发展整体呈现弱“倒U型”曲线特征。

(3)综合判断，1986-2011年长时间尺度人均GDP与工业污染物排放之间的关系不具典型EKC曲线特征。

图3 常州市1986-2011年工业污染物排放强度变化趋势

图4 常州市1986-2011年工业污染物与人均GDP曲线估计图

2.2 分时段拟合结果

改革开放后，计划经济向市场经济转型，苏南模式逐步形成，上世纪80年代中期常州市启动了农村工业化和城镇化的进程，乡镇企业快速发展，劳动密集型的轻工业占主体;90年代中期开始发展外向型经济，大规模外商投资企业涌现，改革开放直至上世纪末以体制创新为主，进入本世纪后，开始了增长方式的创新，转为依靠科技进步的低投入、低消耗、低污染和高效率的增长方式［18-19］，经济发展呈现明显分阶段特征。为此，分时段拟合经济发展与污染物排放量，以探索其相关关系，拟合结果见图5。从拟合结果可知:

图5 常州市工业污染物与人均GDP分时段曲线估计图

(1)1986-1995年，工业废水、COD排放量与经济发展拟合效果较好(R2分别为0.925和0.882，方程式分别为 y=27786-2.869x+0.00012x2和 y=119700-45.167x+0.007 ×10-5x2-3.1 ×10-7x3)，排放量随经济增长而削减;1996年-2011年，工业废水、COD排放量与经济发展呈现“倒U型”曲线关系(R2分别为0.814 和 0.709，方程式分别为 y=-159.9+0.946x+2.89×10-6x2-1.5 × 1010x3和 y=-25189+4.176x-8.3 ×10-5x2+4.55 ×1010x3)。

(2)1986-1997年，粉尘排放量与经济发展拟合效果较好(R2为0.941，方程式为 y=27731+5.936x-0.002x2+1.44×10-7x3)，排放量随经济增长长期持平后于90年代中后期上升;1998年-2011年，呈现“倒U型”曲线关系(R2为0.812，方程式为y=-61209+9.447x+1.59 ×10-9x3)，但曲线有拖尾现象。

(3)1986-2004年，SO2、烟尘排放量与经济发展拟合效果较差(R2为0.266和0.656)，SO2随经济发展呈波动变化，无明显规律，烟尘排放量随经济发展略有削减;2005年-2011年，SO2和烟尘排放量与经济发展拟合效果较好(R2为0.985和0.930，方程式分别为y=1266310-1.264x+2.92 ×10-11x3和 y=62664-0.911x+6.86×10-11x3)，SO2随经济发展呈现“倒U型”右侧曲线特征，烟尘随经济发展呈弱“U型”曲线特征。

表2 曲线拟合参数及方程式一览表

2.3 拟合结果分析

驱动环境质量变动的影响因素中，目前主要研究视角为经济发展的环境效应，包括规模效应、结构效应和广义技术(减排)效应［20］-［23］。

(1)规模效应是指随着经济规模扩大，如果经济结构和技术减排水平不变，经济规模作用结果将使污染增加，环境质量退化。常州市1992-1994年经济超高速增长，年均增长率超40%，1996年经济总量超400亿，随着经济的增长，随后10年内工业废水、COD、粉尘排放量持续增加，规模效应显著。

(2)结构效应是指经济规模和技术减排水平不变，经济结构导致产业结构的变动对环境质量的改善表现出先负后正的效应作用的效果。常州市1986-2011年，主要为第一产业向第三产业转变，第二产业比重较为平稳，结构效应尚不明显。

(3)广义技术(减排)效应指的是通过技术进步、环境经济政策使单位经济产出的污染排放量下降。常州市1986-2011年，单位GDP污染物排放强度急剧下降，工业污染物排放增长速度显著低于GDP增长速度。尤其是“十一五”期间，从工程减排、结构减排和管理减排三方面全力推进污染减排，共关闭化工企业963家，非化工类企业118家，搬迁污染企业160家，淘汰高耗能高污染设备748台(套)，污染物排放水平明显好转，除烟尘外，污染物排放量与经济发展均呈现“倒U型”右侧曲线特征。

3 结论

(1)常州市产业结构自1986年至今，第一产业比重持续下降，第三产业比重稳健上升，第二产业比重平稳发展略有下降。常州市正处于工业化的中后期阶段，同时产业升级转型期效果逐步显现。

(2)世纪之交，污染物排放弹性系数呈现大幅度波动态势。从长时间尺度看，污染物排放增长速度整体远低于GDP增长速度。

(3)污染物排放强度除上世纪80年代末稍有上升外，持续下降，尤其是90年代初，随着外向型经济的发展和高新技术企业的迅猛兴起，污染物排放强度急剧削减。

(4)常州市1986-2011年经济发展与污染水平尚不具有典型的EKC曲线变化特征，而分时段拟合结果显示，1996-2011年经济发展与工业废水、COD、粉尘排放量呈“倒U型”曲线特征;2005-2011年，经济发展与工业SO2排放量呈“倒U型”右侧曲线特征;经济发展与烟尘则呈弱“U型”曲线特征。

(5)常州市1986-2011年经济增长对污染物排放的规模相应最为显著，结构效应尚未显现，广义技术(减排)效应较为显著。

(6)未来，常州市应坚持产业结构优化，加快产业升级转型，转变经济发展方式，加快发展高端产业和产业的高端环节;与此同时，深挖减排潜力，建立健全总量减排政策管理体系，严格控制新增量，加强减排设施投运的监督管理，实现经济增长与环境的典型“倒U型”发展。

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