基于VAR模型的山东省经济增长与环境污染实证研究

滕召建+魏海伟

[摘要]党的十八届五中全会上提出的“五大发展理念”以及习近平总书记提出的“供给侧结构性改革”都对山东省经济的发展提出了新的挑战。在新的背景下，更加注重生态环境与经济发展的和谐，更加关注经济的绿色发展。本文利用1981—2014年衡量山东省经济增长与环境污染的数据，建立经济增长与环境污染的VAR模型，对山东省经济增长与环境污染的双向作用机制进行了研究，并根据模型预测出未来5年的发展趋势，最后根据研究结果为山东省经济的绿色发展提出合理的建议。

[关键词]VAR模型；经济增长；环境污染

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.34.012

1 研究背景

近年来，中国经济的绿色、可持续发展备受关注。2015年10月26日—29日，以习近平为总书记的党中央在党的十八届五中全会上明确提出创新、协调、绿色、开放、共享的“五大发展理念”。“五大发展理念”是对我国经济社会发展实践的理论总结，在“十三五”时期，“五大发展理念”将会成为引领经济发展的指导思想。在“五大发展理念”下，正确处理好经济增长与环境的关系，成为迫切而又现实的问题。2015年11月10日，习近平总书记在中央财经领导小组第十一次会议上，首次提出了“供给侧结构性改革”的概念。这项改革的任务是“去产能、去库存、去杠杆、降成本、补短板”，涉及各个地区与行业的发展，并对经济的绿色发展提出了新的要求。

在“五大发展理念”和“供给侧结构性改革”这一背景下，山东省积极抓住机遇，并结合自身的实际情况，于2016年3月出台了《山东省2016年国民经济和社会发展计划》。计划中提出牢固树立和贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享发展理念，适应经济发展新常态，并着力加强生态环境建设，突出绿色低碳循环，推动生态山东建设。近年来，山东省一直致力于发展循环经济、节能经济和低碳经济。但是山东是传统的工业大省，在发展经济的同时保证生态环境的有效治理还存在一定的难度。因此，十分有必要对山东经济的发展与环境污染的关系进行研究，并通过建立的计量模型预测出未来5年的发展趋势，根据研究结果为山东省经济的绿色发展提出合理的建议。

2 数据选取与模型简介

2.1 数据与指标选取

文章所使用的数据来自《山东省统计年鉴2015》，共有4个时间序列变量，分别是1981年到2014年的人均GDP（单位：元）、工业废水排放量（单位：万吨）、二氧化硫排放量（单位：万吨）、工业固体废物产生量（单位：万吨）。其中用来衡量经济增长的指标为人均GDP；用来衡量环境污染的指标为工业废水排放量、二氧化硫排放量、工业固体废物产生量。“相关变量”的定义与简称如表1所示。

2.2 模型简介

VAR模型是Christopher Sims于1980年提出的向量自回归模型（Vector Autoregressive Model）。该模型是基于数据的统计性质建立起来的，VAR模型把系统中每一个内生变量作为系统中所有内生变量的滞后值的函数来构造模型，从而将单变量自回归模型推广到由多元时间序列变量组成的“向量”自回归模型。

3 实证分析

3.1 经济增长与环境污染的描述性分析

山东省属于我国的经济大省，改革开放近40年来，山东省的经济一直处于平稳较快的发展。2015年，山东省的GDP为63002.3亿元，首次迈入6万亿元大关，较2014年增长了8%，全国排名第三，仅次于广东省和江苏省。1981年山东省的人均GDP为472元，经过30多年的增长，2014年增加到了60879元，具体增长变化如图1所示。从产业结构来看，从1981年到2014年，第一产业在GDP中所占的比重不断下降，第三产业比重不断上升。而第二产业在GDP中所占的比重基本上处于领先地位，只有1983年略微低于第一产业所占的比重。2014年山东省三大产业的比例为8.1∶48.4∶43.5，说明山东省的产业结构一直处于优化升级中。

山东省经济的快速增长也带来了一定的环境问题，从1981年到2014年主要的污染物排放量整体上都处于上升的趋势，如图2所示。其中工业废水排放量从1981年的87673万吨一直增长到2010年的208257万吨，之后出现缓慢的下降，2014年下降到了180022万吨，这应该与“十二五”时期山东省一直致力于发展循环经济、节能经济和低碳经济有关。二氧化硫的排放量整体上处于先平稳地上升后缓慢下降的趋势，先由1981年的119万吨上升到1997年的247万吨，之后缓慢下降到2014年的159万吨。工业固体废物产生量与工业废水排放量类似，先由1981年的2522万吨上升到2011年的19533万吨，之后出现缓慢下降。

3.2 单位根检验

VAR模型预测的可靠性依赖于变量的平稳性，如果变量为非平稳的时间序列，则需要对变量进行差分将其变成平稳变量。为了使变量更容易平稳，我们将原变量进行取对数处理。用ADF单位根检验方法对变量lnagdp、lninwater、lnSO2、lninsolid、dlnagdp 、dlninwater、dlnSO2、dlninsolid进行平稳性检验，检验形式为每个变量均加入了截距项和时间趋势项，检验结果如表2所示。

由检验结果可以看出，变量lnagdp、lninwater、lnSO2、lninsolid均为非平稳序列，但是进行一次差分后均转换成为平稳的。因此变量lnagdp、lninwater、lnSO2、lninsolid均有1个单位根，都是1阶单整的I（1）。可以初步判断，变量lnagdp、lninwater、lnSO2、lninsolid两两之间可能是协整的，它们之间可能存在着长期关系，下面对变量lnagdp、lninwater、lnSO2、lninsolid进行E-G协整检验。

3.3 E-G协整检验

如果若干时间序列的线性组合的单整阶数小于其成分的单整阶数，则称这些序列存在协整。协整意味着向量分量之间存在着长期关系。E-G协整检验的思想是：先用时间序列变量互相做普通最小二乘（OLS）回归，再通过单位根检验它们的残差是否为I（0），如果是，则这些变量存在协整关系。回归的结果如表3所示。

从表3可以看出，回归的结果比较显著，说明山东省经济增长与环境污染的各个衡量指标之间存在显著的相关关系。但由于普通最小二乘的检验条件不一定符合，不足为据，因此需要对残差进行ADF单位根检验，检验结果如表4所示。

由以上检验结果可以看出，四个残差的检验统计量都比0.05显著水平下的ADF临界值小。这就可以说在0.05的显著性水平下可以拒绝零假设，认为残差不存在单位根，为I（0）序列，因而各变量之间存在长期均衡关系，可以用VAR模型对数据进行拟合和预测。

3.4 VAR模型拟合与预测

前文中对数据进行了单位根检验和协整检验，判断出了这些变量之间存在着长期均衡关系，为了探索出变量之间的具体关系，需要用VAR模型对数据进行拟合。文章中将变量lnagdp、lninwater、lnSO2、lninsolid都放入内生变量，模型中加上了常数项和趋势项，滞后阶数取为2。拟合后的模型用矩阵形式表达为：

由拟合的模型可以看出，对于人均GDP，上一期的人均GDP对当期的人均GDP有正的影响，上上期的人均GDP对当期的人均GDP有负的影响；上一期的工业废水排放量对当期的人均GDP有负的影响，上上期的工业废水排放量对当期的人均GDP有负的影响；上一期的二氧化硫排放量对当期的人均GDP有负的影响，上上期的二氧化硫排放量对当期的人均GDP有正的影响；上一期的工业固体废物产生量对当期的人均GDP有正的影响，上上期的工业固体废物产生量对当期的人均GDP有正的影响。类似地，对于其他的每个指标，由该模型都可以分析出相互之间的影响，进而可以分析出经济增长与环境污染的双向作用机制。

用拟合得到的VAR模型对未来5年的lnagdp、lninwater、lnSO2、lninsolid做预测，包括95%的置信带，如图3所示。

由图3可以看出，用VAR拟合模型对未来5年山东省人均GDP、工业废水排放量、二氧化硫排放量以及工业固体废物产生量的预测均为平缓的上升趋势，其中人均GDP的置信带最窄，而工业废水排放量以及二氧化硫排放量的置信带比较宽。说明未来5年山东省的经济可能会继续保持稳定增长，但若继续按照以往的模式来发展，不进行产业结构的调整与绿色发展措施的制定，将会使得污染物的排放量也继续增长。

4 相关建议

山东省若想在实现经济稳定增长的同时对环境污染进行有效控制，需要紧跟国家的相关政策，加大发展循环经济、节能经济和低碳经济的力度，不断调整产业结构，进行产业融合升级。同时制定相关的环保法规并加大监督管理力度，引领山东经济实现创新、协调、绿色、开放、共享式发展。

（1）加大发展循环经济、节能经济和低碳经济的力度

“十二五”时期，山东省一直致力于发展循环经济、节能经济和低碳经济。2011年以来，山东省的工业废水排放量、二氧化硫排放量以及工业固体废物产生量都有所下降，说明该措施取得了一定的成效，在“十三五”时期，山东省应该加大发展循环经济、节能经济和低碳经济的力度，实现经济的绿色发展。

（2）调整产业结构，进行产业融合升级

一直以来，山东省的第二产业在GDP中所占的比重最大。第二产业相对于其他产业能源消耗较多，产生的环境污染物较多。山东省应加大产业的调整，逐渐淘汰掉高能耗、高污染的企业，加大科技创新的力度，推进企业进行清洁生产。同时应注重产业的融合升级，结合传统农业优势与丰富的旅游资源优势，鼓励发展生态农业、乡村旅游业，实现第一产业与第三产业的融合升级。

（3）吸收国内外绿色发展经验，走具有山东特色的绿色发展模式

目前，包括美国、欧盟以及日本在内的世界主要经济体都十分注重经济的绿色发展。美国在绿色经济发展方面，实施了“绿色经济发展计划”。日本针对环境友好型企业，实施零利率贷款政策。山东省应积极吸收国内外的绿色发展经验，并结合本身的特点，制定出符合本省绿色发展的模式。

（4）制定相关的环保法规，加大监督管理力度

实现经济的绿色发展，需要法律法规体系的支撑。山东省应完善环保法规，充分利用经济杠杆手段，继续加大对环境治理的投入力度，加大政策的扶持力度，促进本省绿色产业体系的建设。同时应加大生态环境的监督管理制度，建设生态补偿机制，对于做出突出贡献的企业单位给予生态补偿，发挥生态补偿机制的积极作用。

参考文献：

[1]Grossman G.M.，Krueger A.B..Environmental Impacts of North American Free Trade Agreement，the US Mexico Free Trade Agreement[M].P Garber.Cambridge，MA：MIT Press，1993.

[2]马树才，李国柱.中国经济增长与环境污染关系的Kuznets曲线[J].统计研究，2006（8）.

[3]于峰，齐建国，田晓林.经济发展对环境质量影响的实证分析：基于1999—2004年间各省市的面板数据[J].中国工业经济，2006（8）.

[4]王维国，夏艳清.辽宁省经济增长与环境污染水平关系研究[J].社会科学辑刊，2007（1）.

[5]吴喜之，刘苗.应用时间序列分析[M].北京：机械工业出版社，2014：112-124.

[6]万胜国.山东省绿色经济发展现状及对策分析[J].绿色科技，2016（5）：173-175.