陕西省环境库兹涅茨曲线特征及成因分析

2015-09-09杨帆王皓

湖北农业科学 2015年14期

杨帆王皓

摘要：近年来随着经济的快速发展，如何在经济增长的同时防治环境污染和改善生态环境质量成为研究关注的焦点。选取14个环境污染指标、9个生态环境指标和人均GDP，对陕西省1986-2012年的数据建立数学模型，得出了环境质量与经济增长之间关系的环境库兹涅茨曲线（EKC）；并选取8个影响因素进行多元线性回归，分析了影响环境指标和陕西省环境质量的主要因素。结果表明，23种环境指标对经济增长的影响呈现不同的发展趋势和特点；除经济增长外，人口数量、城市结构、产业结构、人口素质、技术水平、污染治理投资是影响陕西省环境质量的主要因素，对环境库兹涅茨曲线具有重要解释意义。该研究为陕西省环境污染和生态环境的治理修复、产业结构的科学调整提供依据，同时对西部其他省份具有重要的借鉴意义。

关键词：环境库兹涅茨曲线；环境质量；生态环境；经济增长；陕西省

中图分类号：F127；X22 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）14-3384-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.14.014

Analysis of Characteristics and Origin of Environmental Kuznets Curve

in Shaanxi Province

YANG Fan，WANG Hao

（College of Geology and Environment， Xian University of Science and Technology， Xian 710054， china）

Abstract： In recent years，with the rapid development of economy，how to prevent and control environmental pollution and improve the ecological environment quality along with the economic growth at the same time becomes the focus of attention. Starting from the present environmental Kuznets curve （EKC） research，this article analyzes the research progress of environmental pollution and ecological environment. By choosing 14 pollution indicators，9 indicators of ecological environment and GDP per capita， establishing the mathematical model for the data of Shaanxi Province during 1986-2012，the environmental Kuznets curve relationship between environmental quality and economic growth was obtained； 8 factors were selected to analyze multiple linear regression，and the main influence factors of environmental indicators and environmental quality in Shaanxi Province were analyzed. 23 environmental indicators to affect the economic growth show different trends and characteristics. In addition to economic growth，the main factors affecting the quality of the environment also include population，city structure，industrial structure，population quality，technical level and pollution control investment，which is of important significance to explain the environmental Kuznets curve in Shaanxi Province. The research result can provide the basis for the environmental pollution and ecological environment remediation，rational adjustment of industrial structure， and important reference significance for other western provinces.

Key words： environmental Kuznets curve； environmental quality； ecological environment； economic growth； Shaanxi province

环境库兹涅茨曲线（EKC）是兹涅茨曲线在经济发展和环境质量方面的一项应用。该理论假定，如果没有一定的环境政策干预，一个国家或区域的环境污染随着经济的增长先恶化，越过转折点后逐步改善，即环境污染变动与经济发展变动趋势间呈现倒U型关系。后来经过大量学者实证研究完善，EKC的形式除了典型的倒U型外，还有直线型、N型以及U型等[1]。Grossman等[2]在1991年首次采用EKC对城市大气数据做了分析，发现SO2及烟尘与人均GDP之间存在倒U型曲线关系。Shafik等[3]拟合了10个生态环境因素与人均GDP的关系，提出倒U型EKC关系。国外大多关于EKC的研究都以大气环境指标为基础，如Stern等[4]、Cole等[5]对大气污染物做过深入的研究。国内近些年对EKC的研究主要集中在环境污染方面。如王奇等[6]通过EKC曲线构建了29个国家污染排放与收入之间的关系；周璇等[7]对多个省工业废水排放量与经济增长的关系进行了研究；赵连阁等[8]选取浙江省农业面源污染指标及经济增长数据，验证浙江省农业面源污染与经济增长之间的关系；庄大昌等[9]通过对广州市30年的经济发展与废水排放相关数据进行分析，建立了广州市经济增长与废水排放的EKC模型；战永辉等[10]通过对山东省三废排放与人均GDP 的数据分析，得出了各种环境污染物与经济增长的曲线特征；陈景辉等[11]根据陕西省20年工业总产量和工业三废、工业SO2以及烟尘排放量的数据，建立了EKC模型。

现阶段采用EKC主要对大气、工业废水中的主要污染物指标（排放量和浓度）做实证研究，生态环境方面的研究较少，较多集中在碳排放方面。如王鹏等[12]选取6个城市，研究了城市经济增长与土地生态安全之间的相关关系，并进行生态安全评价；陈勇等[13]利用农业和经济数据对西南地区农业生态系统碳排放、碳吸收和碳足迹进行了计算和时空特征分析，并建立了EKC模型；许广月等[14]选用中国省域面板数据，研究中国碳排放环境库兹涅茨曲线的存在性；邵锋祥等[15]通过建立CO2排放的环境库兹涅茨曲线，实证研究了陕西省碳排放与经济增长的关系。

目前还没有一个综合的一般性指标来反映整个生态环境与经济发展之间的关系，特别是缺少环境退化或改善对经济的作用方面的内容。研究生态环境指标和经济的关系是未来的一个重要方面[16]。将EKC应用于陕西省环境质量与经济关系的研究，分析其成因，可以为陕西省环境污染和生态环境的治理修复、产业结构的科学调整提供依据，同时对西部其他省份具有重要的借鉴意义。

1 研究指标与计量模型

本文选取陕西省1986-2012年间相关数据进行分析，数据来源于1986-2012年陕西统计年鉴、中国统计年鉴、陕西统计公报和陕西省环境状况公报等资料。

1.1 研究指标

选用常规的人均GDP作为经济指标。国内外的环境指标包括环境污染类、生态资源类和发展效益类，但研究最多的是环境污染类，其他2种指标研究较少，根据数据来源选用环境污染和生态环境2类指标，并且每一类包含绝对量和相对量，具体见表1。

1.2 计量模型

借助于EXCEL和SPSS软件，对环境质量和经济增长关系研究的主要计量模型[17]如式（1）。

E=a+g（Y）（1）

式中E代表环境（环境污染使用原指标，生态环境使用原指标的倒数），Y代表人均GDP，为了使分析全面、客观，选用线性、二次、三次、对数、指数、对数线性、对数二次、对数三次等多种函数模型作曲线拟合。根据曲线模型检验参数，在各个函数模型中进行优选。

2 环境质量与经济增长拟合结果

采用多种曲线模型进行回归拟合比较，仅列出显著性较高的拟合模型。经过指标的选择、计量模型的建立和环境质量与经济增长关系的拟合回归分析，得出了环境污染及生态环境与人均GDP的拟合结果，见表2。

环境污染中工业固体废物产生强度、工业粉尘排放量、工业粉尘排放强度、生活垃圾产生量及生活垃圾产生强度5个指标与人均GDP的回归为倒U型EKC曲线，反映出非常显著的EKC曲线特征；生态环境中森林面积、森林覆盖率和耕地面积3个指标呈现降低的趋势，不过所有的环境指标均已跨过其顶点，说明随着经济的发展，这3个生态环境指标，尤其森林面积和森林覆盖率的降低需要引起重视；工业废气排放量、生活垃圾产生量、人均森林面积、森林覆盖率、草地面积、人均草地面积和人均耕地面积这7个环境指标呈恶化趋势，说明这7个环境指标呈恶化趋势；其他16个指标总体呈好转趋势；各指标与经济增长之间的N型、倒N型关系说明政策或者技术等外部因素能有效地改变环境指标，这也表示政策对于控制环境污染和生态环境具有有效性。

3 环境质量与经济增长关系的成因

3.1 影响指标选取

环境库兹涅茨曲线的变化通常会受到不同发展阶段的产业结构、技术水平、宏观经济以及环境政策等因素的影响[18，19]，据此影响因素选取以下8个指标，环境指标为表1所列23个指标。Y1为经济增长，用人均GDP（元）表示；Y2为人口数量，用全省人口数量（万人）表示；Y3为人口素质，用年终中等教育以上人口数占人口总数的比重（%）表示；Y4为城市结构，用城乡比（%）表示；Y5为产业结构，用第二产业增加值占生产总值比重（%）表示；Y6为技术水平，用工业增加值与工业三废排放量的比（%）表示；Y7为国际贸易，用外贸出口总额（万美元）表示；Y8为污染治理投资，以全省工业污染治理投资总额（万元）表示。

3.2 模型的构建

以影响因素指标为自变量，环境指标为因变量，做多元线性回归分析。多元线性回归模型如式（2）。

E=bo+b1Y1+b2Y2+…bpYp （2）

为了消除量纲不同和数量级的差异所带来的影响，运用SPSS软件对数据进行标准化处理。在多元线性回归分析中，并不是所有自变量都对因变量有显著的影响，因此，选用逐步回归法以得到最优回归方程。

3.3 成因分析

经回归得到的标准化系数见表3。表3中，环境污染类指标E1-E14表示污染物的绝对量和相对量，其标准化系数正负值表示的意义相反，正值表示对环境质量有负面影响，负值表示为正面影响；生态环境类指标E15-E23的系数对环境质量的影响和实际正负一致，即正值表示对环境质量有正面影响，负值表示为负面影响。表中对环境质量影响程度高低依次为人口数量、城市结构、产业结构、人口素质、技术水平、经济增长、污染治理投资、出口贸易；人口数量影响的环境指标最多，为15个，且均为负面影响，可见人口为陕西省环境质量的首要因素；其次是城市结构，为7正4负，虽然城市化的提高加大了生活垃圾的排放量，加快了人均森林面积、耕地面积和人均城市绿化面积的退化程度，但是降低了工业废水排放量、工业废气排放量、工业烟尘排放量和人均生活垃圾排放量，提高了森林面积、森林覆盖率和人均草地面积，总体呈正面影响，可见城市化的提升对陕西环境保护有一定的积极意义；产业结构为3正6负，虽然增大了森林面积、森林覆盖率和人均草地面积，但是加大了工业废水排放量和SO2排放量，加快了人均森林面积、草地面积、耕地面积和人均城市绿化面积的退化程度，总体呈负面影响，可见陕西的产业结构有待进一步优化；人口素质对8个环境指标的影响均为负，可见陕西的人口素质亟需提升；技术水平表现为1正5负，且都是对环境污染指标的影响，可见目前，陕西技术进步还处于非对称阶段，具有开发和生产功能的科技进步占居优势，而具备环境治理和环境优化功能的环境科技进步和兼有经济功能和环保功能的环境友好型“绿色”科技进步处于劣势；经济增长对环境污染指标呈负面影响，对生态环境指标呈正面影响；最后是污染治理投资，降低了工业粉尘的排放量，目前陕西对环境污染治理的投入不足，且效果甚微；出口贸易基本上对陕西环境质量无影响。

表3显示出环境污染和生态环境两种类型指标与各影响因素的相关性程度。具有显著EKC曲线特征的5个指标中工业固体废物产生强度与人口数量、人口素质及技术水平呈正相关，人口数量的影响最大；工业粉尘排放量与人口数量正相关，与污染治理投资负相关；工业粉尘排放强度与人口数量、人口素质正相关；生活垃圾产生量与人口数量、城市结构相关；生活垃圾产生强度与城市结构和技术水平负相关。

呈恶化趋势的7个环境指标中工业废气排放量与经济增长正相关，与城市结构负相关；生活垃圾产生量与人口数量、城市结构正相关；人均森林面积与经济增长正相关，与人口数量、人口素质、城市结构及产业结构负相关；森林覆盖率与城市结构、产业结构正相关；草地面积与人口数量、产业结构负相关；人均草地面积与城市结构、产业结构正相关；人均耕地面积与人口数量负相关。其余环境污染和生态环境指标由于受各8个影响因素不同程度的相关性而呈现出多种曲线特征。

4 结论

1）在影响因素不同程度的作用下，23个环境污染和生态环境指标对经济增长的反映呈现出不同的发展趋势和特点，说明政策或者技术等外部因素能有效地改变环境指标。

2）除经济增长本身外，人口数量、城市结构、产业结构、人口素质、技术水平、污染治理投资是影响陕西省环境质量的主要因素，对其环境库兹涅茨曲线具有重要解释意义。

3）陕西省环境质量变化影响因素分析显示，环境质量与其影响因素的关系较为复杂。经济增长、人口结构、产业结构、技术水平、出口贸易和城市结构对环境质量的影响具有双面性；人口素质和污染治理投资对环境质量呈正面影响，人口数量对环境质量呈负面影响，且影响的程度在所有指标中最大。

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