基于库兹涅茨曲线的濮阳市经济与环境间关系研究

2015-04-14李青松邓素君郭子龙孟庆香郝晨晨

河南农业大学学报 2015年1期

李青松，邓素君，郭子龙，孟庆香，郝晨晨

(河南农业大学资源与环境学院，河南省高校农业资源与环境工程技术研究中心，河南郑州450002)

随着中国经济的发展和城市化进程的加快，经济与环境间的矛盾问题也越来越突出，以往消长互损型的环境经济模式不能很好地满足现代经济社会和人类自身发展的客观需要。如何做到经济与环境的协调发展日益受到各界人士的广泛关注，也引起了学术界众多学者的深入研究和讨论。在分析经济增长和环境保护关系、寻求环境质量和经济增长演进规律方面，美国环境学家 GROSSMAN等［1］早在1991年，就将库兹涅茨曲线引入经济增长和环境污染关系的研究中。而中国此方面的研究起步较晚，且国内对库兹涅茨曲线研究主要集中于(北京、浙江，江苏，上海，广州、南京、青岛等)沿海发达地区和城市［2-10］。而作为中国中部地区，地理位置重要、市场潜力巨大，在全国改革发展大局中具有重要战略地位。2011年国庆前夕，建设中原经济区上升为国家战略。2012年11月，国务院正式批复中原经济区规划。濮阳市作为中原经济区重要出海通道，中原经济区与环渤海经济圈衔接融合的前沿、省际交会区域性中心城市，在中原经济发展中举足轻重，研究其经济增长与环境的相关问题无疑具有很强的理论和现实意义。因此，本研究利用环境库兹涅茨曲线，探寻其经济增长与环境污染(主要指工业废水、工业二氧化硫和工业烟尘排放量)间的定量关系，以期为濮阳市经济与环境的可持续发展提供参考。

1 研究区域的基本概况

濮阳市位于河南省的东北部，地理坐标为东经114°52'0″～ 116°5'4″，北纬 35°20'0″～ 36°12'23″。东西长125 km，南北宽100 km;总面积4 266 km2(约占全省面积的2.5%)，城市建成区面积49.5 km2，全市总人口约387万人。濮阳市辖5县1区(濮阳县、清丰县、南乐县、范县、台前县和华龙区)，是随着中原油田的开发而兴建的一座石油化工城市，是河南省确定的重点石油化工基地。长期的石油开采和工业迅速发展，使濮阳市经济发展强劲，人均GDP由2003年的7 495元增加到2012年的27 654元，平均年同比增长率保持在12%以上。与此同时，也产生了严重的生态环境问题，从2003年对流经市辖区的马颊河、卫河、金堤河、徒骇河等6个检测断面中，所有河段均未达到或优于地表水环境质量Ⅲ类标准，100%的监控断面水质超出IV类;城市地下水和地面水饮用水源水质也受到不同程度的污染［11-13］，直到现在水环境污染尚未根本解决，局部区域大气污染有恶化趋势;工业污染造成的环境问题，已成为制约濮阳市经济持续发展的一个重大障碍。

2 经济增长与工业污染物排放量模型模拟

2.1 指标因素的选取

环境库兹涅茨曲线研究的是经济增长与环境污染之间的关系，典型的指标选取应反映经济和环境的变化状况。人均GDP能较好地表现经济增长状况且有利于不同地市之间的研究成果比较，因此本研究选取人均GDP为描述经济增长的指标。由于濮阳市的工业发展状况，主要集中在石油化工和制造业，本研究选取工业废水排放量，工业二氧化硫排放量和工业烟尘排放量为环境指标，以2003—2012年为研究时段进行分析。

2.2 计量模型的选取

计量模型的选择，首先应有一定的统计意义，能保证统计学所需的模拟精度;其次应有实践意义，模型能对指标间的相互关系给以合理的解释。描述经济环境库兹涅茨曲线的函数模型通常有线性函数、二次多项式、三次多项式、logistics函数、指数函数等［4］，本研究依据濮阳市2003—2012年的数据，借助SPSS软件对上述模型进行筛选，结果见表1。

表1 模型拟合度Table 1 Fitting of the model

由表1知，二次多项式和三次多项式的拟合度 (R2)较好，对数据进行多项式模拟，结果见表2。

表2 参数估计值Table 2 Estimation of index

针对所选指标，二次多项式和三次多项式的模型的拟合度相近，但二次多项式的概率值却更优于三次多项式(表2)。因此选择二次多项式(即y=b0+b1x+b2x2)为最佳模型。二次多项式模型得到的环境指标均与人均GDP存在着显著关系，而且曲线拟合度R2的值都大于0.70，说明所选择的模型和数据的拟合度较好，Sig f作为实际显著性水平均远小于SPSS中要求的显著水平0.05，计量模型符合统计学要求。

2.3 计量模型的建立

借助SPSS和EXCEL软件系统进行二次曲线回归模型分析，二次曲线较能全面地反映人均GDP与工业污染物排放量之间的关系，纵轴表示环境指标，横轴表示经济指标，建立二次曲线模型，具体见图1、图2和图3。

图1 人均GDP与工业废水排放量拟合曲线Fig.1 Fitting curve of per capita GDP and industrial waste water discharge

图2 人均GDP与工业二氧化硫排放量拟合曲线Fig.2 Fitting curve of per capita GDP and industrial sulfur dioxide emissions

图3 人均GDP与工业烟尘排放量拟合曲线Fig.3 Fitting curve of per capita GDP and industrial fume emissions

2.4 模型的结果分析

人均GDP与工业废水排放量的二次曲线拟合见图1和式1。

由图1知，其曲线特征符合环境库兹涅茨曲线的倒“U”型，其拐点出现在2008年(即人均GDP为16 803元·人-1)，经过拐点工业废水排放量呈现下降趋势。濮阳市由于大量石油化工、造纸厂等企业的存在，废水排放污染一直都很严重，在“十一五”期间，全市开展了造纸行业、化工行业等高污染、高耗能重点行业综合整治工程和濮水河、马颊河、第三濮清南河等生态保护重点流域综合整治工程。全市关闭搬迁企业17家，停产治理企业15家，初步建立了落后产能淘汰机制;建设完善了市县2级污水、垃圾处理体系，全面加强了对资源和环境的保护力度，地表水主要污染物浓度明显下降。2008年后濮阳市工业废水污染状况有所改善。

人均GDP与工业二氧化硫排放量的二次曲线拟合见图2和式2。

y=1294.114+2.500x-6.731 ×10-5x2(2)

由图2知，其曲线特征符合环境库兹涅茨曲线的倒“U”型，其拐点出现在人均 GDP为18 855元·人-1(2009年)，之后虽然在2010年又有所上升，但是整体还是呈现出缓慢下降的趋势。二氧化硫一直是影响全市空气环境质量的主要因素，每年生态建设和环境保护规划都会对其进行减排的要求，“十一五”期间，对全市2台装机容量21万kW燃煤机组建成脱硫设施，改进生产工艺，二氧化硫年减排能力得到加强，同时还推进了石油石化行业催化裂化装置烟气脱硫等工程建设;对中原大化集团有限责任公司煤化工项目和濮阳市龙宇化工有限责任公司克劳斯炉进行改造，提高了综合脱硫效率，使工业二氧化硫的排放量呈现减少的趋势。

人均GDP与工业烟尘排放量的二次曲线拟合见图3和式3。

y=33068.489-2.606x+8.493 ×10-5x2(3)

由图3知，其曲线特征不符合环境库兹涅茨曲线的倒“U”型，而表现出正“U”型，其工业烟尘拐点出现在人均GDP为14 976元·人-1(2007年)，接下来的2年却并没有随着拐点的出现而迅速上升，反而是2008年降到最低，然后2009年有所上升，2009年和2010年烟尘排放量迅速攀升。出现这种状况的原因，是在“十五”期间，淘汰了一批高耗能、高污染、低水平、低效益的产品和工艺，全市取缔和关停了一批污染严重的“十五小土”企业，包括小水泥厂和小炼油厂等烟尘排放量较大的企业，使得烟尘排放总量得到消减。近几年濮阳市的耐火材料濮耐集团的扩建以及大项目的上马和范县金属制造加工产业园、化工新材料产业、水泥业的大力发展，增加了工业烟尘的排放量。从模拟曲线上看，近几年工业烟尘排放量呈现递增趋势，接下来很可能会继续上升。

总之，工业废水排放量和工业二氧化硫排放量在2008年之前大体上随着人均GDP的增长呈现出同步增长的趋势，之后开始下降;而工业烟尘排放量却与二者呈现出相反的趋势。可见，随着经济的增长，濮阳市环境污染问题处于局部有所改善，总体尚未遏制的基本情况下，其中除了生产技术水平的改进和环保意识的提高，环境保护政策对环境的改善起到了明显的作用。但还需要付出更多的努力去治理，实现经济增长，环境改善的双赢局面。

3 濮阳市环境污染影响因素分析

为了进一步探析濮阳市环境库兹涅茨曲线成因，借鉴陆根尧等［14］研究成果的基础上，采用多元线性回归法，从经济规模、经济结构、技术进步角度，定量分析影响濮阳市环境质量的成因。其中环境质量具体指工业废水排放量 (Y1)、工业二氧化硫排放量(Y2)、工业烟尘排放量 (Y3);规模因素用规模以上工业企业单位数(X1)、规模以上工业总产值(X2)来衡量;结构因素用工业生产总值占GDP比重(X3)、第三产业产值占GDP比重(X4)来衡量;技术因素用外商直接投资金额(X5)、单位GDP能耗(X6)来衡量。考虑到自变量(衡量因子)间可能存在多重共线性，本研究采用逐步回归法，对污染变量估计结果见表3。

由表3知，衡量规模因素的2个指标中，规模以上工业企业单位数和规模以上工业总产值均正向显著影响了工业烟尘排放量，而对工业废水排放量和工业二氧化硫排放量没有显著影响。说明经济总量的增大，特别是近几年当地高烟尘排放的行业的发展严重影响了环境。

衡量技术因素的2个指标中，外商直接投资金额(X5)和单位GDP能耗(X6)均正向显著影响了工业废水排放量，负向显著影响了工业烟尘排放量，而对工业二氧化硫排放量没有显著影响。说明外商直接投资对工业废水的环境负面效应大于其技术溢出效应，节能减排技术的提高，会导致能耗降低，从而减少工业污水的排放。然而外商直接投资(X5)对工业烟尘技术外溢效应大于环境负面效应，节能减排技术的提高并没有降低工业烟尘排放，反而促使其排放量增加，这主要是当地大力发展高烟尘排放行业(如水泥业)所致;

表3 多元线性回归结果Table 1 Multivariable linear regression results

衡量结构因素的2个指标中，工业生产总值占GDP比重(X3)正向显著影响了工业二氧化硫排放量，负向显著影响了工业烟尘排放量(Y3)，而对工业废水排放量没有显著影响。说明工业的发展在废水处理和循环再利用方面做的较好，而能源消耗的的增加必然会导致工业二氧化硫排放量的增加，但工业产业内部以高烟尘排放的行业只是基础性行业，在工业中所占比重越来越小;第三产业产值占GDP比重(X4)对工业废水排放量 (Y1)和工业烟尘排放量(Y3)均有着负向显著影响，说明低污染、高附加值的第三产业发展能够有效减少污染物排放，改善生态环境。

总之，濮阳市在环境污染物排放量方面，规模因素对工业烟尘排放量起主导作用。产业结构调整有助于其环境污染物排放量的下降，技术因素在工业废水处理和循环再利用方面做的较好，技术因素的发展并不足以抵消大规模发展高烟尘排放的行业所带来的负影响。

4 结论和建议

4.1 结论

(1)2003—2012年，濮阳市工业废水排放量和工业二氧化硫排放量的模型与经济发展间基本上符合标准环境库兹涅茨曲线的倒“U”型，刚跨过拐点，开始出现下降的趋势;工业烟尘排放量与经济发展间表现为正“U”型，处在曲线的右侧，呈上升趋势。

(2)经济发展规模对濮阳市工业烟尘排放量起主导作用。第二产业(特别是工业)的发展，是引起工业二氧化硫排放的主要原因。在工业废水处理和循环再利用方面，技术因素起到很好的作用，但在高烟尘排放的行业，技术因素的发展，并不足以抵消其大规模发展所带来的负影响。

4.2 建议

结合2003—2012年的环境和经济数据分析的结果和影响因素，提出相关建议:

1)优化产业结构，转变经济增长方式，建立现代新兴产业体系。

巩固第一产业，壮大第二产业，提升第三产业。在发展油气勘探采掘、化工、装备制造等传统优势产业基础上，努力培育以新材料、生物、节能环保为主导的特色化、专业化、高端化战略性新兴产业体系，走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的新型产业化道路。

2)调整工业内部结构，加快经济转型，优化产品结构和行业结构。

严格限制能源消耗高、资源浪费大、污染严重的企业的发展，积极发展接替产业，转变经济增长方式，走新型工业化道路。努力提高工业的整体素质;积极引进国内外先进技术，增强自主创新能力，充分发挥自身比较优势。大力发展循环经济，高效利用资源，推进经济增长方式从粗放型向集约型转变，推进企业对工业废水、废气、废渣的处理和综合利用能力。

3)加大生态环境建设和保护力度

提高政府对环境治理的投资投入力度和合理的政策调控，利用市场机制，强化环境管理，实现环境污染的外部成本内部化，注重生态效益和经济效益的有机结合，完善环境监测体系，提高环境监管能力，增强对污染行为的约束力和处理强度，建设资源节约型、环境友好型社会。

［1］ GROSSMAN G M，KRUEGER A B.Environmental impacts of a North American free trade agreement［N］.National Bureau of Economic Research Working Paper，1991-11-01(10).

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