我国空气污染的区域发展趋势分析

朱其忠

（云南财经大学商学院，云南 昆明 650221）

一、引言

随着改革开放、西部大开发和中部崛起战略的实施，东、中、西部地区企业单位数量都呈快速增长之势。它在带来经济增长、居民收入水平的提高和社会福利水平改善的同时，也导致环境污染越来越严重。最近十年，无论是环境污染事件的发展规模，还是损害后果、污染类型等，均日趋扩大，如起自北方的雾霾已经扩散到东、中部地区，给人们的工作、生活和身体健康带来了重大的影响。《民主与法制》周刊记录了从2002年到2012年39起重大环境污染事件，遍及东、中、西部地区，使人民的生命、财产遭受了巨大损失，违背了科学发展观和阻碍了和谐社会的构建。经济增长与环境污染关系的研究已经成为近几年国内外经济学家和环境学家关注的热点问题，既有理论分析，如EKC（环境库兹涅茨曲线，即经济增长和环境污染之间呈“倒U”关系）[1]及运行机理的数学证明、Kaufman曲线（经济增长和环境污染之间呈“正U”关系）[2]Hettige曲线（经济增长和环境污染之间呈“驼峰”关系）[3]等，也有实证研究，如Selden&Song(1994)利用Forster新古典主义环境增长模型证明了EKC的存在[4]符淼和黄灼明(2008)依据全国各省市数据验证了EKC关系[5]等；既有两者单向作用关系研究，也有两者双向作用关系研究，如Dinda(2004)对悬浮颗粒物的研究[6]彭水军和包群(2006)对我国省际面板数据研究[7]等。文章首先基于1995-2011年国内生产总值、能源消费总量、废水排放量、工业废气排放量、工业固体废物排放量的统计数据，运用相关性分析，确定环境污染的主要成分，然后再运用R/S分形方法，研究该主要成分的演变趋势，并分析其原因。

表1 1995-2011年全国能源消费总量、国内生产总值、各类污染项目数值的指数化

二、经济增长与环境污染的相关性分析

根据《中国统计年鉴》 和 《中国环境统计年鉴》 中统计数据，对国内生产总值、能源消费总量、废水排放量、工业废气排放量、工业固体废物排放量进行相关性分析，找出环境污染的主要成分。

众所周知，国内生产总值是指一段时期内生产的所有最终产品和劳务的市场价值总和，它等于各生产部门所生产产品和劳务的增加值之和，而产品的生产过程则是资源和能源的消费过程，它们之间是一种直接的投入-产出关系，因为“人类的再生产活动，需要不断地从环境取得资源，再经过一系列劳动加工，把资源转化为社会经济产品，以满足人类生存和发展的需要”[8]。由于在资源和能源的消费过程中，不可避免地产生废水、废气和固体废物（简称“三废”），所以从某种意义上说，“三废”与能源消费和国内生产总值之间也是一种直接的关系，Stern&Suri把能源使用量作为环境质量的代表性指标[9]，陆旸认为不论能源使用量还是碳排放量都与一个国家的经济发展存在高度的正相关关系，见图1。在粗放型生产方式中，“三废”和国内生产总值之间呈正相关性，即国内生产总值越高，“三废”的产生量越大。但在集约型生产方式中，两者之间则呈负相关性，即随着国内生产总值的增加，“三废”的产生量将逐渐减少。Chirok对此进行了论证，他使用动力模型对19个OECD国家的面板数据进行分析，得出的结论是：随着技术进步，经济增长将带来较少的环境污染。现阶段，我国的环境污染主要来自于“三废”的排放，其特点是产生量大，流动性大、分布范围广，所以事后控制和消除难度大。文章分别用x1、x2、x3表示工业废水排放量、工业废气排放量和工业固体废物排放量，用y表示国内生产总值，用x表示能源消费总量，选取时序长度为1995-2011年各类污染变量数据以及能源消费总量和地区生产总值。考虑到这些数据度量单位的差异，须对其进行指数化处理，即以1995年数据为基数，其他年份取其相对数，见表1。使用SPSS软件对国内生产总值、能源消费总量、“三废”进行Partial偏相关分析。从表2可知，如果没有控制变量——能源消费总量的影响，国内生产总值与“三废”、能源消费总量之间具有很强的相关性，并通过显著性检验；从表3可知，如果有控制变量的影响，国内生产总值只与工业废气排放量具有较强的正相关性，并通过显著性检验。所以，工业废气排放量是导致当今环境污染加重的主因。

表2 无控制变量的Partial偏相关分析

图1 资源消费、能源消费、产品、“三废”、国内生产总值之间的关系

三、工业废气排放的R/S分形模型

R/S分形分析是一种非线性的、定量的时序分析方法，广泛应用于自然和社会经济发展研究中[8]，其目的在于从无序中找出有序，以揭示复杂的自然和社会现象中所隐藏的规律性、层次性和标度不变性规律。

首先，对全国范围内的工业废气排放进行R/S分形分析。以X(t)代表全国工业废气排放量从1995-2011年的时间序列，其中t为离散时间，t=0，1，…，16。ζ(t)为对应的差值序列，ζ(t)=X(t)-X(t-1)，为对应的均值序列，其中 τ为时间区段长度；设 X(t，τ)为对应的累积离差，设 R(τ)为对应的极差，设 S(τ)为对应的标准差，运用EXCEL统计软件计算出相应的值，见表4。

表3 有控制变量的Partial偏相关分析

根据工业废气排放的时间变化规律，建立工业废气排放的R/S(Rescaled Range Analysis)模型，即:

式中，α为系数，H为Hurst指数，取值范围是0

对(1)式取同底对数，得：

使用 SPSS软件，估算1995-2011年 ln[R(τ)/S(τ)]与 lnτ之间的一元线性回归模型：Y=0.3491X+0.3109，拟合优度R2=0.9686，Hurst指数H=0.3491，分维值D=1.6509。

然后，对东、中、西部地区工业废气排放进行R/S分形分析。按照上面同样的方法，得出：东部地区的回归模型为：Y=0.2883X+0.6319，拟合优度 R2=0.9692，Hurst指数 H=0.2883，分维值为D=1.7117，参见图3(a)；中部地区的回归模型为：Y=0.3348X+0.4571，其拟合优度为：R2=0.9145，Hurst的指数为：H=0.3348，分维值为：D=1.6652，参见图3(b)；西部地区的回归模型为：Y=0.2784X+0.4903，拟合优度R2=0.9739，Hurst指数H=0.2784，分维值D=1.7216，见图3(c)。

从它们的拟合优度可以看出，这四个模型的解释能力都非常强，能够应用于工业废气排放量发展趋势的分形分析。

图2 全国工业废气排放的R/S值与时滞的关系

三、工业废气排放的R/S分形原因

从图 2、3中可以看出，无论是全国，还是东、中、西部地区，其Hurst指数均介于0和5之间，不仅说明这种时间序列比随机序列具有更强的突变性，而且还说明该四个模型均为分形布朗运动，它们的工业废气排放量的未来变化均呈长期负相关性，即将来的总体趋势与过去相反。由于东部和西部地区的H值较小，所以东部和西部地区工业废气排放的反持续性较强。之所以出现这种变化趋势，其依据有以下几方面：首先，产业转型和升级初见成效。从宏观上来看，产业转型和升级包括两个方面：一是，劳动密集型、资源密集型产业逐渐向技术密集型、知识密集型产业转化，从1995年到 2010年，高新技术企业单位数量和产值分别以年均3.1%和108%的速度递增。二是，第三产业比重在不断提高，从1995年的32.9%上升到2011年的43.4%。从微观上来看，一方面一些企业加快了陈旧设备淘汰步伐，实施技术升级和产品换代，走质量至上之路；另一方面一些企业还改革经营方式，在横向集聚的基础上，突破地域限制，增强纵向集聚能力，控制利润水平较高的产品研发和市场营销，走技术和品牌经营之路，尽快实现从加工中心向工业中心转变。但是，这些转变在东、中、西部地区之间的分布却不平衡。其次，企业环境保护意识的逐渐增强。随着经济的发展和环境保护知识的宣传，一方面，一些企业逐渐意识到环境污染不仅会危害生态系统，影响人类的生活质量、身体健康，而且还会危害企业自身的生产活动和长期利益；另一方面，一些企业还把环境保护作为提高自身竞争力的手段。为此，它们主动采取一些措施，以便更有效地利用资源，降低成本，如加强节能产品的研发、不断改善生产流程、采用更有效率的机器或设备、应用新材料、资源的再利用等。但是，这些环境保护意识增强还存在着区域差别。再次，绿色消费的引力作用。环境污染迫使人们更加关注自身的健康和环境问题，他们将食品营养、保健、生态安全、清洁生产等作为消费的选择标准，甚至还愿意为证明是绿色的产品支付高昂的额外费用。消费方式的改变迫使一些企业改变了传统的生产模式，开展生态技术创新和生态文化建设，并逐渐内化为一种企业的价值观念和道德标准，如开发绿色产品、实施清洁生产等。但是，目前国内仍有很多企业明显低估了消费者对“绿色问题”的认知度和关注度。最后，环保法律的规范和政策的鼓励作用。近年来，我国不断加强环境保护立法、司法和监督工作，加大环境污染案件的惩治力度，不仅充分发挥了法律的威慑作用，而且还提高了企业环境污染的违法成本，促使企业不得不重视环境保护工作，如投资建设环保设施、加强污染源管理等。

图3 东、中、西部地区工业废水排放的R/S值与时滞的关系

表4 国范围工业废气排放量的差分、均值、标准差、极差、R/S值

全国和各区域工业废气排放量发展趋势的差异在于它们的分维值不同。由于全国范围和中部地区的分维值距1.5较近，所以两者的反持续性较东、西部地区弱，其原因在于中部地区在承接产业转移过程中，没有完全遵循升级原则，带来了部分环境污染的转移和扩散，所以今后中部地区所面临的环境压力将增大，并将成为国家监控和治理的重点。

四、结论与启示

综合上述实证研究可以认为我国工业化进程带来的最大环境污染源是工业废气排放量，它既受国内生产总值的反馈影响，又受能源消费总量的影响。工业废气排放量R/S分形的结果既验证了我国经济增长和环境污染之间的EKC关系，又说明了我国环境污染具有区域不平衡性。这种不平衡性一方面表明了我国环境污染治理所取得的阶段性成绩，另一方面表明了我国环境保护任务的艰巨性、复杂性和长期性。成绩既来自于消费者绿色需求的引力作用，又来自于政府环境法律和政策的规范和引导作用；为了促进我国经济与环境的协同发展，建议如下：

1.大力发展环保产业

造成工业废气排放的主要原因有二：一是生产工艺落后所导致的能源利用效率低；二是，环保设施缺乏所导致的工业废气直接排放。这两个原因都要求政府必须大力发展环保产业，如研发和推广烟气脱硝和硫、汽车尾气高效催化及工业有机废气治理等技术与装备，加快先进袋式除尘器、电袋复合式除尘技术及细微粉尘控制技术的应用等。

2.重点关注产业转移带来的新环境问题

产业转移不是工厂的简单搬迁，而必须与产业升级、区域转型同时进行，不能重复东部地区产业发展的老路。而应注重产业的环保化，如加强生态产业园区建设，实现“零排放”循环生产。中、西部有些地区在积极承接东部产业转移时，对环境问题认识不足，甚至有意识地以环境为代价招商引资，导致污染转移，带来了环境破坏的风险。这种风险要求政府加强监控，并予以规制。

3.不断提高环境标准，加强公益诉讼

一方面，有了环境标准，才能做到有法可依，违法必究；另一方面，环境标准还是一个动态概念，将随人们生活水平的上升而不断提高。由于环境污染涉及到公众利益，所以必须建立环境公益诉讼制度，打破原有的原告需与损害间有直接利害关系的规定，以契合环境污染广泛性的特点。公益诉讼既有利于强化政府的环境监管职责，又有利于预防利益损害和纠纷的产生。

4.强调环境保护的“先行优势”

经济和环境的协调发展是社会未来发展的方向，越早抓越具有优势，所以各地应因地制宜，积极寻求本地区符合绿色发展理念的经济决策和环境决策，争取尽早跨越EKC拐点，实现环境污染和经济增长之间的解耦。同时，政府还应该运用产品领先计划，采取多种市场化手段，引导企业主动按照行业标准实施各自的节能环保和资源再利用计划，鼓励优秀企业主动增加技术和设备投资，把绿色制造作为企业降低成本、提高竞争力的重要手段。

[1]Grossman，G.and A.Krueger.Economic Growth and the Environment[J].Quarterly JournalofEconomics，1995，110(2)：353-77.

[2]Kaufman R，BDavidsdotterand DGarnham.TheDeterminantsofAtmospheric SO2Concentration：Reconsidering the Environmental Kuznets Curve[J].EcologicalEconomics，1998，25：209-20.

[3]Hettige，H.，M.Maniand D.Wheeler.Industrialpollution in Economic Development:The Environmental Kuznets Curve Revisited[J].Journal of DevelopmentEconomies，2000，62:445-76.

[4]Selden TM，SongD.EnvironmentalQualityand Development IsThereaK-uznetsCurve for Air Pollution?[J].JournalofEnvironmentalEconomicsand EnvironmentalManagement，1994，27：147-162.

[5]符淼，黄灼明.我国经济发展阶段和环境污染的库兹涅茨关系 [J].中国工业经济，2008(6)：35-43.

[6]Dinda，D.Coondoo，M.Pal.Air quality and economic growth：An empirical study[J].EcologicalEconomics，2004，34：409-423.

[7]彭水军，包群.中国经济增长与环境污染—基于广义脉冲响应函数法的实证研究 [J].中国工业经济，2006(5)：15-23.

[8]杨树旺，冯兵.环境库兹涅茨曲线与自回归模型用于三废污染预测的比较分析 [J].管理世界，2007(3):162-163.

[9]Stern，D.I.，M.S.Common and E.B.Barbier.Economicgrowth and environmentdegradation:TheenvironmentalKuznetscurveand sustainabledevelopment[J].World Development，1996，24，1151-1160.