基于EKC曲线假说的经济增长与环境污染关系探析——以河北省为例

贾秀飞

(河海大学 公共管理学院， 南京　211100)

· 环境经济 ·

基于EKC曲线假说的经济增长与环境污染关系探析——以河北省为例

贾秀飞

(河海大学 公共管理学院， 南京211100)

环境库兹涅兹曲线是描述环境污染问题与经济发展之间关系的常用经济模型，本文结合环境EKC曲线分析了河北省1991年～2010年的环境污染与经济增长之间的关系。通过河北省工业三废的排放量与人均GDP 之间的关系的回归研究，建立了环境污染指标与人均GDP的新型两次曲线模型。同时从环境保护效果、经济增长模式与环保投入层面评析了河北省宏观环境经济政策，并给出了结论与政策建议：提升环保措施的力度、促进经济效益的转变、优化产业结构，加大科技投入、优化相关投资环境，注重绿色引资，从而促进环境质量的提高。

环境库兹涅兹曲线；河北省；环境污染；经济增长

1　引　言

伴随着我国经济的高速增长以及工业化的逐步推进，资源与环境问题也日益突出，不同的区域污染状况是不同的。区域环境容量有一定的限度，当污染物的排放超过这一限度时就会引起环境问题，而环境带来的系列问题又会从客观上制约经济的发展。经济增长与环境污染之间存在着密切的关系，两者之间的关系的实证层面的研究一直是学术界关注与研究的重点。上世纪60 年代，Simon Kuznets 提出了一条关于收入差距与经济增长关系的“倒U 形”曲线，后来Gross-man和Krueger将该曲线引入环境污染与经济增长关系的研究，发现环境污染排放量与经济增长也呈现“倒U 形”的关系，这一关系就是环境库兹涅茨曲线(简称EKC)假说[1]。其假定一个国家的污染水平会随着国民收入与经济的发展而上升，当经济发展到一定程度时，污染水平又会随着收入的上升而下降。大量研究数据表明，发达国家以及新兴工业化国家，如美国、日本、西欧以及台湾、香港等，都普遍适用于这一曲线假说。但是，大多数国内学者在研究我国环境污染与经济增长关系过程中发现其并不适合中国的情况。有些学者认为，KEC的形状不一定就是倒U形，在某个阶段，曲线可能是倒U形，也可能是水平，甚至是弯曲的[2]。梁四宝在研究山西省经济增长与环境质量的关系中提出“直线形”与“N形”曲线[3]，朱平辉与袁加军基于空间面板模型研究我国30个省市后提出了“倒N形”曲线，而沈满洪等通过对1981年～1998 年浙江省经济增长与环境污染的研究结果并未验证EKC 假说的成立，而是得出了浙江省工业三废排放量与经济增长的关系为“N”型曲线[4]。

本文选取河北省1991年～2010年的环境经济数据，通过对人均GDP与工业污染三废排放量数据的计量分析，研究经济增长与环境污染水平之间的关系。结果表明较为符合一般意义的环境库兹涅茨曲线，通过建立新型的两次曲线模型，结合回归图形分析产生这一现象的背后因素，并为评价河北省环境与经济协调发展提出若干政策建议。

2　河北省经济增长与环境污染关系的实证分析

2.1指标选取

基于国内外学者共识以及环境库兹涅茨假说，本文仍选取人均GDP作为经济增长指标。工业污染作为环境污染的最主要因素，选取工业废水排放量、工业废气排放量、工业固体废物产生量及各自人均量作为环境污染指标，并与人均GDP进行列表对照(表1)。数据时间范围从1991年～2010年，原始数据来自于《中国统计年鉴》、《河北经济年鉴》。

表1　河北省1991年～2010年人均污染物与人均GDP

2.2关系模型的构建

首先我们设有设有Y和X的n对观测值数据，变量Y的每个观测值应由下式决定：

Yi=α+βXi+ui,i = 1， 2，…，n(1)

(1)式称为双变量线性回归模型或简单线性回归模型。其中α和为未知β的总体参数，也称为回归模型的系数(coefficients)，u表示个体偏差，下标i是观测值的序号。当数据为时间序列时，往往用下标 t来表示观测值的序号，(1)式变成：

Yt=α+βXt+ut,t = 1， 2，…，n

(2)

(3)

根据国内外研究结果的差异以及U型KEC理论已有的研究模型，笔者通过构建线性模型、二次曲线模型、三次曲线模型进行回归分析，并结合回归分析结果方程F的检验值和各项系数的显著性检验，结果发现在三组模型中修正拟合优度最好的是二次曲线模型。因此构建的人均工业废水、人均废气以及人均固体废物产生量与人均GDP的回归模型如下：

y1=β0+β1x+β2x2+ε

(4)

y2=β0+β1x+β2x2+ε

(5)

y3=β0+β1x+β2x2+ε

(6)

其中y1为人均废水排放量，y2为人均废气排放量，y3为人均固体废物产生量，x为人均GDP，β0、β1、β2分别是模型参数，ε是随机误差。

2.3曲线模型及结果分析

根据(4)式、(5)式、(6)式以及表1的数据，分别模拟了人均GDP与人均废水排放量、人均废气排放量以及人均固体废物产生量的关系。河北省人均GDP与各污染排放量回归模型估计见表2。

表2　河北省经济增长与环境水平的关系模拟结果

注：系数后带*的表示在0.05的显著性水平下通过检验。

从中可以看出y1的F检验值与各项系数均在95%的置信度下显著，虽然调整复测定系数R2相对比较低。但是根据F统计量得到的P值近似为0，远远小于显著水平0.05，说明回归方程有效，两者存在一定的相关性，不妨碍对其趋势的分析。

图1　河北省1991年～2010年人均GDP与人均工业废水排放量关系Fig.1　The correlation between per capita GDP and per capita emissions of industrial waste water during 1991 to 2010 in Hebei Province

图2　河北省1991年～2010年人均GDP与人均废气排放量关系Fig.2　The correlation between per capita GDP and per capita pollution exhaust emissions during 1991 to 2010 in Hebei Province

图3　河北省1991年～2010年人均GDP与人均固废产生量关系Fig.3　The correlation between per capita GDP and per capita solid waste produced volume during 1991 to 2010 in Hebei Province

y2与y3虽然各自的二次项系数与一次项系数没有通过0.05的显著性检验，但是其F值都通过了检验，调整复测定系数R2达到了93%，可见其拟合效果较为理想，由此可以说明本文选取的回归模型是准确恰当的。(注：y2与y3中二次项系数与一次项系数的t值较小，但是其R2却不低，说明存在多重共线性，但是对于趋势的分析与预测不影响。)为了更加直观的分析回归模型的估计结果，用图1～图3表示了回归模型的图形与方程。

图1～图3分别是人均工业废水、人均工业废气和人均工业固废的环境库兹涅兹曲线图。从河北省工业三废的EKC轨迹分析可以看出，曲线形状趋势符合EKC的曲线特征。

河北省人均工业废水排放量y1与人均GDP之间的关系为：y1=-1.7E-08x2+0.0006x+11.942，相关数据点分布于一条倒U型曲线两侧，长期趋势预测河北人均工业废水排放趋势大致符合环境库兹涅茨曲线。在U型的右侧排放量已经出现下降趋势，人均工业废水排放量已经可以看到转折点，转折点大约在人均GDP为20000元左右，而河北省与2007年达到这一点，目前河北省已经越过曲线的顶点，正处于顶点往下去的趋势，预测未来河北省人均工业废水排放量将处于逐渐下降的趋势。

河北省人均工业废气排放量y2与人均GDP之间的关系为：y2=1.54E-05x2+2.41x+428.88，从长期观测来看，此阶段应该处于倒U形曲线的初始上升阶段，而且具有明显加快的趋势。可以看到，随着人均地区生产总值的不断增长，人均工业废气排放量也在不断上升，二者呈现同步增长的关系。曲线的前半段散点比较集中且斜率较低，尤其人均GDP为1000～7500元这一区间，表现的更加明显。河北省在2003年之前人均工业废气排放量的不断增加主要是因为该地区的石油化工以及水泥等大型项目尚未产生一定的规模效应。曲线的后半段，集中在人均GDP大于7500元的部分，表明在2003年到2010年间，人均废气排放量随着河北经济的发展而高速增长。

河北人均工业固体废弃物排放量y3与人均GDP之间关系为：y3=2.23E-06x2+0.054x+715.75，目前的数据以及其表现出的趋势与人均工业废气排放量的曲线相似，二者呈现同步增长趋势，所有散点均离拟合曲线很近，这也与其R2和F值高度吻合。但是还无法预期其拐点的位置，其表现趋势处于快速上升阶段。截止2010年，河北人均工业固体废物产生量已经超过4吨，这表明河北省未来几年的固体废弃物污染形势依然十分严峻。

3　河北省环境保护政策评价

3.1环境保护效果

结合河北省人均三废与人均GDP所展现的类环境库兹涅茨曲线的特征，河北省人均工业废水已经渡过转折点，并且处于下降趋势，其转折点在2007年。这与河北省在近20多年的经济发展过程中，政府逐步提升对环境保护的重视及采取的环境政策密切相关。此外结合河北省整体区域处于较为缺水的地区，政府对于工业用水有一定的政策管制。因此在工业废水的排放上，河北省取得了一定的效果,但是河北省人均工业废气排放量与人均固体废物产生量还处于逐步攀升的阶段，尤其是人均废气排放量处于高速增长的阶段，两者的拐点还无法预测。现实情况的表现为河北近年来雾霾灾害频发，全国最严重的雾霾城市榜单中河北居大部分。因此河北省的工业废气与工业固体废物排放的减排仍然任重道远。

3.2经济增长模式

河北省作为经济大省，在全国各省GDP 排名中一直位居前列，根据1991年～2010年的数据，可得出河北省GDP的年均增长率高达16.7%。这与河北省近20多年来经济发展的主导模式是“高增长，高污染”的赶超型经济增长方式是相关的，河北省并没有跨过西方发达国家与新型工业化国家普遍走过的“先污染，后治理”的路子。但是从长远来看，“高增长，高污染”的经济增长模式是不科学且不可取的，这种经济发展模式最终会带来巨大的社会成本。当然，高污染带来的是经济损失，高增长带来的是为污染治理提供物质基础，如果高增长带来的收益大于高污染带来的成本(损失)，这种方式是可取的；反之则不可取[5]。然而各国的实践证明了“高增长，高污染”的经济增长方式是不符合可持续发展战略的。

3.3环境保护投入

在我国经济持续快速增长的大背景下，环境保护与经济发展在资金的分配上不可避免会产生一定的矛盾。根据发达国家的经验，即使在经济高速发展时期，环保投入也要占到GDP的1%～5%，如此才可以有效控制环境污染，而达到3%才可以使环境质量得到较为明显的改善。尽管我国每年对于环保的投入不断增加，但是投资额度占GDP 的比重不到1%。河北省在2013年公共财政预算为节能环保领域拟安排51.2亿元，拟安排环保专项支出3.564亿元，不及当年河北省GDP的0.3%，因此河北省对于环境污染的支出尤其是工业三废的资金支持还是不足的。

4　结论与政策建议

通过对河北省1991年～2010年经济增长与环境污染的实证分析，河北省的人均工业废水与人均GDP区间数据样本符合环境库兹涅茨曲线假说，这证明了EKC假说在中国的适用性。然而经济增长与环境污染之间的“倒U型”曲线关系并非自然而然形成，需要积极的人为努力。政府部门不能对倒U型的EKC盲目套用，环境质量随着经济的发展而自发改善并不是最优的选择，EKC不能成为“先污染，后治理”的借口[6]。政府需要制订相关合理的政策，从而促进环境质量的提高。

根据上述实证研究的相关结论，为了促进河北省经济与环境的协调发展，提出的政策建议如下。

4.1提升环保措施的力度，促进经济效益的转变

目前河北省多项环境指标仍然处于模型趋势线的上升阶段，如果政府依然不采取切实可行的环保措施，河北省的污染状况将得不到缓解，环境污染排放量会继续增加。河北省中小企业较多，在经济增长的规模效应中，规模以上企业数量的增加会降低环境污染水平。因此政府部门在制定经济政策以及相关产业的规划时，要改变过去片面追求经济总量的增长，向更加注重经济效益的层面进行转变，政府要注意规模以上企业的培育与相关政策支持，从而提升环境质量。

4.2优化产业结构，加大科技投入

目前河北省的产业结构依然以劳动密集型与资金密集型产业为主，因此要注重产业结构的优化与升级，逐步淘汰落后产能，积极探索先进工业园区的建设。走新型工业化道路，注重第三产业的培育与支持，促进现有服务业的内部结构升级与优化。要倡导清洁制造，清洁生产，加大相关科技投入与技术创新能力的建设。通过产业结构的调整与科技的较高投入，来降低能耗水平，提高资源的利用率，降低污染物排放，提高环境质量。

4.3优化相关投资环境，注重绿色引资

良好的投资软硬环境可以避免相关外企外溢效应的发生，即其直接投资的负面效应大大超过了技术的外溢效应。要优化投资环境，就要从多个方面入手，较为重要的是注重绿色引资。中国目前正在经历经济转型期的阵痛，未来各个经济大省，像河北省，经济结构优化与经济增长方式的转变是不可避免的。如何减小这种阵痛的持续时长，就需要从引资阶段就注重选优引优，对于一些高科技以及节能产业、清洁环保型产业的企业要大力引进，对于相关污染严重且技术落后的外企则要适时敢于拒之门外，从而优化投资环境。

[1]Grossman G M，Krueger A B. Environmental Im-pacts of a North American Free Trade Agreement [R]. NBER Working Paper，1991.3914.

[2]洪阳,等.环境质量与经济增长的库兹涅兹关系探讨[J].上海环境科学，1999，18(3)：112-114.

[3]梁四宝.经济增长与环境质量-基于山西省环境库兹涅茨曲线的实证检验[J].经济管理，2008，30(23):50-54.

[4]沈满洪，许云华.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):53-57.

[5]吴开亚，陈晓剑.安徽省经济增长与环境污染水平的关系研究[J].重庆环境科学，2003,(6):11.

[6]张炳，毕军，葛俊杰，等，江苏苏南地区环境库茨涅茨曲线实证研究[J].经济地理，2008,(3):379.

Analysis of the Relation between Economic Growth and Environmental Pollution Based on the Hypothesis of EKC Curve—A Case Study of Hebei Province

JIA Xiu-fei

(SchoolofPublicAdministration，HohaiUniversity，Nanjing211100，China)

Environmental Cruz Nez curve is a commonly used economic model to describe the relationship between environmental pollution and economic growth. This study analysed the relation between economic growth and environmental pollution in Hebei Province during 1991～2010 based on the environmental EKC curve. Through regression study of the relationship between Hebei Province industrial waste emissions and per capita GDP, a new quadratic curve model was established about environmental pollution indicators and GDP per capita. At the same time, from the aspects of environmental protection effect, economic growth pattern and environmental protection investment, the macro environmental economic policy was evaluated in Hebei Province, and the suggestions were proposed. Those were improving environmental protection measures, promoting the transformation of economic benefit, optimizing the industrial structure, increasing investment in science and technology, optimizing the related investment environment, and paying attention to green investment, so as to improve the environmental quality .

Environmental Cruz Nez curve; Hebei province; environmental pollution; economic growth

2014-10-18

贾秀飞(1989-)，男,河北张家口人，河海大学公共管理学院政治学专业2013级在读硕士研究生，研究方向为环境政治。

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1001-3644(2015)02-0115-05