江苏造纸业经济增长与环境污染关系的实证分析

杨加猛，饶永志，蔡志坚，张智光

（1.南京林业大学 经济管理学院，江苏 南京 210037；2.南京大学 环境学院，江苏 南京 210046）

一、引 言

在国外学术界关于经济增长与环境变化关系的研究中，以Grossman和Krueger［1］提出的库兹涅茨环境曲线（Environmental Kuznets Curve，EKC）假说影响最大。一般认为，污染物排放量与人均收入之间呈现倒“U”形的变化关系，即环境污染会随着经济增长而加重，但当到达某个拐点后又会有所下降，环境质量会逐渐好转［2］。围绕EKC假说，国内外学者对国家或区域层面的经济增长与环境质量之间的关系进行了大量的验证研究，并得出了不同的结论。

例如，David［3］对1960-2000年OECD国家以及1950-2000年其他97个国家的CO2和人均GDP的关系进行了回归估计，结果都证实了二者之间存在着显著的库兹涅茨环境曲线。Jalil和Mahmud［4］对1975-2005年间中国的CO2排放和人均收入之间的关系进行了研究，发现EKC曲线也是存在的。但是，也有针对OECD国家的研究发现，并没有足够的证据证明EKC的存在［5-6］。在Massimiliano等［7］看来，EKC的形状受到其所选研究样本的影响，其中工业化程度高的国家存在倒“U”形曲线，并且有可能发展为“N”形曲线，而发展中国家则表现为正向的线性关系。

国内学者对我国不同地区的EKC研究表明，我国的经济增长与环境污染之间存在着倒“U”形［8］、正“U”形［9］、倒“N”形［10］、“N”形［11］等不同的曲线关系。事实上，环境库兹涅茨倒“U”形曲线是否存在，一方面在很大程度上受到选取的环境污染指标和估计方法的影响［12］，另一方面取决于不同国家（地区）和行业在经济发展和环境污染方面存在的空间异质性。

毋庸置疑，产业发展是地区经济增长的最重要的推动力量，但相对而言，关于产业发展对环境变化影响的研究较为缺乏，尤其是造纸等传统高耗能、高污染产业发展对环境的影响，还较少有学者涉及。作为与经济社会发展密切相关的行业之一，造纸既是资金、技术密集型产业，又是资源、能源消耗型产业。据环境保护部统计，2012年我国造纸工业废水排放量为34.27亿吨，占全国工业废水总排放量的16.9%；排放废水中化学需氧量（COD）62.3万吨，占全国工业COD总排放量的20.5%；排放废水中氨氮为2.1万吨，占全国工业氨氮总排放量的8.7%［13］。同其他高耗能、高污染产业类似，中国造纸业在经过近20年的蓬勃发展之后，正面临着巨大的环境压力。

江苏是我国纸张产量超过千万吨的四强省份之一。2013年，江苏纸与纸板产量达到1210万吨，占全国总产量的11.97%［13］。由于总量规模较大，江苏“十一五”末的机制纸及纸板综合能耗总量达到444万吨标煤，比“十五”期末的330万吨增长了33.3%［14］。因此，依靠先进技术，降低吨纸能耗，减少污染物排放，是江苏造纸业在“十二五”时期急需解决的关键问题。本文基于江苏省造纸业“十五”以来的纸与纸板产量及污染排放数据，分析江苏造纸业经济增长与环境污染之间的关系，这对于明确江苏造纸业发展对环境变化的影响效应，进而推进造纸等传统高耗能、高污染产业的绿色低碳发展具有重要的现实意义。

二、方法与数据

本文以纸与纸板产量作为反映造纸业发展的经济变量，选取造纸业的相关特征污染物指标为环境变量，考察江苏造纸业经济增长与环境污染的关系。EKC计量模型如下：

其中，yit为第i种特征污染物指标在第t年的排放量；xt为第t年的纸与纸板产量；εt为第t年影响环境质量变化的其他控制变量；β0为特定的截面效应；β1、β2和β3为各次解释变量的系数。经济变量与环境变量之间可能的主要关系为：

（1）β1＜0，β2＞0，且β3=0时，呈“U”型曲线关系；

（2）β1＞0，β2＜0，且β3=0时，呈倒“U”型曲线关系；

（3）β1＞0，β2＜0，且β3＞0时，呈“N”型曲线关系；

（4）β1＜0，β2＞0，且β3＜0时，呈倒“N”型曲线关系。

模型拟合中的纸与纸板产量数据来自于《中国造纸年鉴》（2000-2012），《江苏造纸年鉴》（2000-2012），其中2012、2013年数据来自于《中国造纸工业2013年度报告》［13］；造纸业的工业废水排放总量、工业废气排放总量、工业源SO2排放量和工业烟（粉）尘排放量数据来自于《江苏统计年鉴》（2001-2013），见表1。CO2排放量为依据《2006年IPCC国家温室气体清单指南》所提供的基准方法核算出的数据［15］。

表1中，考虑到时间序列模型并不适宜做长期预测，且高次曲线模型的预测精度会随预测时间增加而降低，因此仅对2013-2015年江苏纸和纸板产量及造纸业主要特征污染物排放量进行预测。基于SPSS曲线估计模块中的10个曲线模型（剔除了三次模型），对2000-2012年各变量数据进行时间序列的曲线估计，选出拟合度最高的预测模型，见表2。

表1 江苏纸与纸板产量及特征污染物指标数据

表2 江苏纸与纸板产量及特征污染物指标的预测模型

三、结果与讨论

分别选取江苏造纸业的工业废水排放总量、工业废气排放总量、工业源SO2排放量和工业烟（粉）尘排放量4个特征污染物指标为因变量，以纸与纸板产量为自变量，进行曲线模型估计，见图1-图4。

图1 江苏造纸业工业废水排放量的EKC估计

图2 江苏造纸业工业废气排放量的EKC估计

图3 江苏造纸业工业SO2排放量的EKC估计

图4 江苏造纸业工业烟尘排放量的EKC估计

由图1-图4看出，4个江苏造纸业特征污染物变量和纸与纸板产量的关系，除工业废水外，均以三次函数的拟合优度最高，相应拟合参数见表3。其中，工业废水的R2统计量为0.714（略小于该变量关系中的逆曲线模型拟合度0.716，计算过程略），但工业烟尘的R2统计量仅为0.197。对照前述关系类型可以发现，除工业烟尘关系的统计意义不显著之外，江苏造纸业产量增长与工业废水、工业废气和工业源SO2排放之间均呈现出“N”型波动关系。即“十五”至“十二五”期间，工业废水、工业废气和工业源SO2排放量都随着江苏纸与纸板产量的增长而增长，此后有所下降，但近期又呈现增长势头。

表3 江苏造纸业环境变量与产业发展的拟合参数

众所周知，造纸业以植物纤维作为原料，生产过程中会涉及大量CO2的排放。为此，进一步设CO2为特征污染物变量，以此对江苏造纸业经济增长与环境污染之间的关系进行综合考察。将曲线估计中拟合优度较高的3个模型列出，见表4。

表4 江苏造纸业CO2排放量与产量的模型估计

由表4可知，在江苏造纸业产量增长与CO2排放关系上，仍以三次函数的拟合优度最高，其R2统计量达到0.960，反映出江苏造纸业产量增长与环境污染之间在倒“U”形关系出现后，又进一步向“N”形关系发展。

究其原因，江苏造纸业产量规模的快速增长，是推动各个特征污染物指标以及碳排放增加的主要因素。据统计［14］，“十一五”期末，全省机制纸及纸板总产能达到1 400万吨，比“十五”期末增长75%，年均递增率为11.84%；完成总产量1 101万吨，比“十五”期末增长82.72%，年均递增率为12.81%；实现销售收入总额达到454亿元，比“十五”期末增长89.17%，年均递增率为13.6%。“十一五”期间的江苏造纸产业规模的迅猛扩增，无疑推动了污染排放总量的增加。

另外，能源消耗的增加必然会对环境产生负面影响。2001年以来，在造纸产业规模大幅提升的过程中，江苏造纸业的能源消耗总量一直在持续增加，这必然导致CO2排放的同步增加。2001年，江苏造纸业的能源消耗为126.82×104t标准煤，到2011年已增加至509.60×104t标准煤，年复合增长率达14.92%，其占全国造纸能源总消耗量的比例由2001年的6.1%逐步上升到2011年的12.8%，且能耗占比增长明显快于产量占比的增长，见图5。可见，江苏造纸耗能的降低对造纸业污染物排放以及全国造纸总能耗的降低具有重要作用。

图5 江苏造纸能耗和产量的全国占比状况

四、结论与建议

基于“十五”以来江苏纸和纸板产量，以及江苏造纸业工业废水排放量、工业废气排放量、工业源SO2排放量、工业烟（粉）尘排放量和CO2排放量的特征污染物指标数据，运用EKC曲线模型分析发现：江苏造纸业经济增长总体上呈现“N”型环境曲线。其中，江苏造纸业工业废水排放量和工业废气排放量随着纸和纸板产量的增加而增加，在2006年达到峰值后开始下降，但从2009年又开始回升；工业源SO2排放量和工业烟（粉）尘排放量则在2004年达到峰值后下降，而后又从2007年，特别是2010年开始快速回升。

总体来看，江苏造纸业迅速增长的产量规模对污染物和CO2排放都具有明显的增量效应。作为占全国纸及纸板产量的11.3%，能耗占全国造纸业总能耗12.8%的造纸工业大省，江苏造纸业的环境倒“U”型曲线并非是一个自发的过程，需要整合政府、企业、科研机构和社会公众等多方力量，采取综合措施促进“N”型环境曲线向“M”型曲线的转变。

首先，要继续培育和固化造纸企业及消费者的环保意识。实践证明，环境污染的治理成效与企业和公众的责任意识密切相关。虽然江苏造纸业在清洁生产、淘汰落后产能或相对低端产能等方面已取得明显成效，但鉴于当前造纸行业依然严峻的节能减排形势，仍需要继续大力开展清洁生产培训和技术指导工作，建立企业环境信用体系，固化公众节约用纸、废纸回送等绿色消费意识。

其次，进一步优化能源结构，提高能源效率。在江苏造纸业的能源消耗中，原煤、柴油、燃烧油、汽油、液化石油气和电力的消费占到了能源消耗总量的95%以上，并且原煤、柴油、电力和热力的消耗在过去10年中随着造纸业的产量增长而大幅增长。因此，江苏造纸业应加快能源结构调整步伐，降低煤炭的低效消费，大力发展新能源，增加清洁能源和可再生能源的利用比例。

再次，加大对能耗和特征污染物排放强度与总量的控制，完善行业污染物排放指标的细分统计工作，在严格执行国标要求的基础上，适当提高制浆、造纸企业的污染物排放标准。对照美国国际纸业、芬兰芬欧汇川、APP（中国）等国际先进企业，督促规模较小企业从源头做好减量化工作，在能耗、水耗和污染物排放等指标上缩小与标杆造纸企业的差距。

最后，针对细分市场加快绿色新产品的开发力度。例如深化基于纳米技术的高性能纸基功能材料，高阻隔、安全、卫生食品包装纸与纸板和包装容器及低定量的包装物结构减重等方面的研究与开发应用，围绕纸和纸板生产过程中的固废、废液和纤维组分的高效、循环利用，不断优化污染物减量和无害化的处置方案，生产高附加值副产品和环保型产品。上述工作都将有助于江苏造纸业的资源节约与环境友好。

［1］Grossman G M，Krueger A B.Environmental Impacts of a North American Free Trade Agreement［R］.Cambridge MA：National Bureau of Economic Research Working Paper 3914，NBER，1991.

［2］Selden TM，Song D.Neoclassical Growth，the Curve for Abatement and the Inverted UCurve for Pollution［J］.Journal of Environmental Economics and management，1995，29（2）：161-168.

［3］David I S.Between Estimates of the Emissions-Income Elasticity［J］.Ecological Economics，2010，69（11）：2173-2182.

［4］Jalil A，Mahmud S F.Environment Kuznets Curve for CO2Emissions：A Cointegration Analysis for China［J］.Energy Policy，2009，37（12）：5167-5172.

［5］Iwata H，Okada K，Samreth S.Empirical Study on the Determinants of CO2Emissions：Evidence from OECD Countries［J］.Applied Economics，2012，44（27）：3513-3519.

［6］Aaron K，Mary R.A Further Inquiry into the Pollution Haven Hypothesis and the Environmental Kuznets Curve［J］.Ecological Economics，2010，69（4）：905-919.

［7］Massimiliano M，Roberto Z.Environmental Efficiency and Labor Productivity：Trade-Off or Joint Dynamics?A Theoretical Investigation and Empirical Evidence from Italy Using NAMEA［J］.Ecological Economics，2009，68（4）：1182-1194.

［8］王志华，温宗国，闫芳，等.北京环境库兹涅茨曲线假设的验证［J］.中国人口·资源与环境，2007，17（2）：40-47.

［9］肖忠海，袁虹.徐州经济发展的环境承载力实证研究——基于环境库兹涅茨曲线理论［J］.华东经济管理，2008，22（6）：12-16.

［10］司爱丽，徐德云.芜湖市环境库兹涅茨曲线分析——基于1992-2012年人均GDP与环境压力关系研究［J］.华东经济管理，2014，28（2）：21-25.

［11］张捷，张玉媚.广东省的库兹涅茨环境曲线及其决定因素——广东省工业化进程中经济增长与环境变迁关系的实证研究［J］.广东社会科学，2006（3）：17-23.

［12］包群，彭水军，阳小晓.是否存在环境库兹涅茨倒U型曲线——基于六类污染指标的经验研究［J］.上海经济研究，2005（12）：3-13.

［13］中国造纸协会.中国造纸工业2013年度报告［R］.北京：中国造纸协会，2014.

［14］王国荣，李长林.江苏造纸工业“十一五”回顾及“十二五”展望［J］.中华纸业，2011，32（11）：19-24.

［15］张玲，陈伟，饶永志，等.江苏省制浆造纸行业CO2排放状况分析［J］.中华纸业，2013，34（21）：54-56.