河北省经济发展与环境污染关系的实证研究

（河北工业大学 经济管理学院，天津 300401）

河北省经济发展与环境污染关系的实证研究

俞会新，林晓彤

（河北工业大学 经济管理学院，天津 300401）

目前，中国的环境污染问题严重，其中最严重的就是河北省，研究河北省的经济发展与环境污染的关系具有实际意义。本文利用Eviews9.0软件，建立VAR模型和VEC模型，对河北省近年来经济发展和环境污染之间的长期和短期关系做了详尽的实证分析。研究发现：河北省经济发展与环境污染的关系是稳定的协整关系，经济的快速增长使得河北省环境总体趋于恶化。现阶段河北省发展所面临的最大难点就是经济发展与环境治理之间的博弈，需要采取适当的方法来实现经济与环境的协调发展。

经济增长；环境污染；VAR模型；VEC模型；脉冲响应函数

一、研究现状

最近几年，学者们利用各种相关数据和时间序列模型来研究经济增长与环境污染的关系，研究主要集中在有关环境库兹涅茨曲线（EKC）的研究。Agras和Chapman（1999）[1]的研究表明，在已有的收入范围内，并且在资源单价以及影响国际贸易的各种因素不变的条件下，经济发展与不同的环境污染指标之间呈现出不同的曲线关系，有的是倒U型，有的不是倒U型的。通过对加拿大五个地区 1970—2000年间的数据研究，Lantz和 Feng（2006）[2]得出人均生产总值和二氧化碳排放量并不相关，但二氧化碳排放量与人口数量呈现出倒U型曲线关系，与技术水平呈现出U型的曲线关系。

对于经济与环境关系的研究在我国也掀起了一阵热潮。蒋妮姗和李新（2007）[3]利用1990年到2004年的数据，对苏州市进行研究，得出人均国内生产总值与环境污染之间的二次拟合曲线呈倒U型的曲线，但大多数环境污染指标并没有超过U型的拐点。原志华、延军平等（2008）[4]对山西省进行实证分析，研究结果显示，人均国内生产总值的增长使得山西省的环境污染不断加剧。陈桂月、李海涛等（2012）[5]利用内蒙古1986年到2009年人均GDP和环境污染指标的数据，分析内蒙古经济发展与环境污染的关系，发现内蒙古环境污染的加重并没有大幅度地促进人均GDP的增加，但是人均GDP的增加却促进了环境污染物的排放。张乐柱、吴颖懿（2013）[6]利用VAR模型分析了广东省1985年到2010年农业经济增长与环境污染的相互关系，结果表明，农业生产会加大环境压力，但环境污染对农业经济增长存在着反作用。许正松和孔凡斌（2014）[7]对江西省进行实证分析，结果显示，江西省人均GDP与环境污染指标之间呈N型曲线关系。

从这些相关文献中可以看出，不同的分析理论和实证模型在对环境污染与经济发展的研究中提供了有效的分析依据和工具，值得借鉴。本文接下来将检验河北省1995年至2014年的经济与环境的关系，利用VAR模型和VCE模型构建时间序列数据，对二者的关系进行深入的分析探讨，得到经济增长与工业三废之间的动态影响轨迹，并为河北省经济与环境的协调发展的后续研究做出一定的贡献。

二、实证分析

1、指标选取和数据来源

本文选取的数据区间为1995年到2014年，数据来源于《河北省统计年鉴》和《河北省环境状况公报》。对于环境污染指标，本文选用工业废水排放量（fs，单位是万吨）、二氧化硫排放量（so2，单位是万吨）和工业固体废物排放量（gt，单位是万吨）这3个比较有代表性的指标。经济增长指标选用人均GDP（pergdp，单位是元/人），人均GDP是以1978年的物价水平为基期计算得到的，从而消除价格因素的影响。

本文在做实证分析时对时间序列数据做了对数化的处理，分别记为lnfs、lnso2、lngt和lnpergdp。这样可以消除异方差的影响和数据剧大幅度的波动，并且不会改变数据本身的特征，从而得到一个平稳时间序列以建立VAR模型。

2、单位根检验

VAR模型建立的前提是时序数据是平稳的。最正式的时序数据平稳性的检验方式是单位根检验。本文采用的是ADF检验法。

通过Eviews9.0软件对指标的对数化数据进行检验，得到的结果均为非平稳的，但是其一阶差分后的检验结果是平稳的，结果见表1。在5%的显著水平下，这些指标一阶差分后的ADF检验值都比临界值要小，接受原假设。也就是说，本文所选取的指标构成的时间序列数据都是一阶的单整序列，这几个变量都不含有单位根，满足一阶平稳的条件。

遵循AIC和SC指标最小的原则，经过验证，河北省各指标构成的VAR模型可选择的最佳滞后期为2。

表1 一阶差分的检验结果

图1 AR根图

图1中单位圆中的点表示的是AR特征根的倒数的模，这些点都在单位圆内， 表示VAR模型是平稳的，具备协整检验分析的条件。

3、VEC模型实证结果及分析

（1）Johansen协整检验。使用Eviews9.0软件对各个指标做协整检验，得到表2和表3。从中可以看出，在5%的显著水平下，VAR模型中的各个变量之间具有协整关系，并且包含2个协整向量，说明经济增长与工业三废具有明显的协整关系。

（2）变量误差修正模型结果分析。经济增长与环境污染之间形成的长期的稳定关系一旦受到外界的影响，就会打破原有的平衡，这时可以通过一定的误差修正机制来恢复原有的均衡状态。因此，本文运用Eviews9.0软件做VEC模型并进行分析，得到表示为误差修正项形式的协整关系式：

表2 Johansen迹检验结果

表3 Johansen最大特征值检验结果

图2 误差修正曲线图

从上式可以看到，二氧化硫的调整系数为正，工业废水和工业固体的调整系数为负，表明二氧化硫排放量过多偏离常态时，可修正的力度较大。

为了更清晰明了地将河北省经济增长与环境污染的短期关系与长期关系联系起来，本文给出了协整方程的误差修正曲线图（见图2）。图2中坐标轴的横向表示年份，纵向表示修正系数。

由图2可知，二氧化硫排放量的误差修正项的值在1999年之前比较大，之后逐渐趋于平稳接近于0，也就是接近长期均衡的稳定状态，在2007年之后又开始在零值线上下大幅度地波动。工业固体废物排放量的误差修正项的值开始处于接近零值线的长期均衡状态，在2003年之后开始大幅度地上升下降，围绕零值线上下波动，在2012年以后波动幅度逐渐减小，并趋于稳定。工业废水排放量的误差修正项的值在一开始便围绕零值线大幅度地上下波动，之后波动的幅度越来越小，并趋于稳定。由此可见，河北省的经济增长会加剧其环境污染，二者之间形成了长期的稳定关系。

4、VAR模型实证结果及分析

（1）脉冲响应函数结果分析。VAR模型的主要分析工具就是脉冲响应函数，它可以非常全面地反映VAR模型中的各变量之间的动态反应关系。运用Eviews9.0软件生成经济指标与环境污染指标之间的脉冲响应函数图，如图3和图4所示。

从图3能够看到，工业废水排放量对人均GDP的脉冲反应在初期时便不断下降至最低点，之后逐渐上升，在第3期达到极大值，之后又开始下降，在第4期达到极小值，之后开始回升并逐渐接近于0，在第8期达到最开始的状态，其影响都是负的，表明经济的高速发展使得工业废水排放量增加了。工业固体排放量对人均GDP的脉冲反应初期处于平稳状态，之后上升，达到极大值之后开始下落，在第4期达到极小值，之后震荡幅度逐渐减小，在第5期达到最大值，之后开始下降并逐渐趋向于0，其影响都是正的，表明经济增长使得工业固体排放量增加，但持续一段时间后，便开始减少了。二氧化硫排放量对人均GDP的脉冲反应在初期时便开始下降，达到最小值之后开始回升并逐渐接近于0，其影响都是负的，表明经济的不断发展使得二氧化硫排放量快速增加，并且持续了很长一段时间，说明经济发展和环境污染之间密切相关。从图4可以看出，在各个脉冲反应前期，经济发展对环境污染指标的脉冲反应有明显的上升趋势，人均GDP对工业废水的脉冲反应从开始便持续大幅度地增加，在第3期期末时达到极大值，之后逐渐平稳地下降。表明经济发展会使环境污染增加，但当环境污染增加到一定程度就会造成经济衰退。人均GDP对工业固体排放量的脉冲反应一直呈持续下降的趋势，说明环境污染加重会阻碍经济的加速发展。人均GDP对二氧化硫排放量的脉冲响应初期时不断上升并且达到最大值，之后便开始平缓的下降、上升交替进行，最后趋于平稳并逐渐接近于0。表明经过一段时间后环境污染会使得经济发展速度减慢。

图3 环境污染对人均GDP的冲脉冲响应结果

图4 人均GDP对环境污染的脉冲反应结果

图5 人均GDP方差分解结果

（2）方差分解结果分析。一般情况下，可以通过脉冲响应函数看出变量A对变量B的冲击的动态影响，而要想得到变量A对变量B的影响程度就需要进行方差分解。在VAR模型中，方差分解可以通过变量A对变量B的方差贡献水平来评价其对变量B的影响程度。

从图5可以看到，工业固体排放量对人均GDP的方差贡献度在初期开始上涨，达到最大值之后便开始大幅度地下落，并且逐渐趋于平缓，贡献度在25%左右，说明其对经济增长有较小的影响。二氧化硫排放量对人均GDP的方差贡献度在初期不断上涨，达到最大值后便开始平稳地下落，贡献度在6%左右，说明其对经济增长有微小的影响。工业固体废水排放量对人均GDP的方差贡献度在初期开始下落，达到最小值之后便开始大幅度地上涨，并且逐渐趋于平缓，贡献度在62%左右，说明其对经济增长起到了最主要的抑制作用。

三、结论及建议

本文使用VAR模型和VEC模型，对河北省经济和环境之间的关系做了详尽的实证分析，实证检验结果显示：河北省的经济增长使得环境污染逐渐加重，并且持续时间较长，但是污染物排放量的增多并没有大幅度地促进经济的增长。工业固体、二氧化硫和工业废水排放量的不断增多使得工业三废问题已经成为抑制河北省经济增长的重要因素。

因此，要调整产业结构，发展循环经济。通过河北省主导产业拉动，引导河北省产业结构向科技型、服务型、节能型、可循环的生态城市环境承载力产业构成转变。同时加快工业污染防治体制创新与技术创新步伐，使要素资源得以高效利用。还要大规模推进市区绿化建设。在进行绿植选择时，充分利用原有的人文和自然条件，优先培育和种植区域适应性强、体现本地特色的绿化植物种类，同时提高大型绿地之间的连通性，建立绿地之间物种交流的生态廊道。建立城市绿地保护区，并严格实施城市绿化管理制度，彻底杜绝因建设用地而牺牲绿化用地的情况，提高河北省城市绿化率。

[1] Agras J，Chapman D.A Dynamic Approach to the Environmental Kuznets Hypothesis[J].Ecological Economics，1999（28）.

[2] Lantz，Feng. Assessing Income，Population，and Technology Impacts on CO2 Emissions in Canada：Where’s the EKC?[J]. Ecological Economics，2006（57）.

[3] 蒋妮姗、李新：苏州市经济发展与环境污染耦合关系的实证研究[J].环境科学与管理，2007，32（3）.

[4] 原志华、延军平、刘宇峰：山西省经济增长与环境污染水平计量模型研究[J].工农业系统科学与综合研究，2008，24（2）.

[5] 陈桂月、李海涛、梁涛：内蒙古经济发展与环境污染之间关系的检验[J].自然资源学报，2012，27（11）.

[6] 张乐柱、吴颖懿：环境污染与农业经济增长互动发展的机理——基于广东省1985—2010年数据的实证分析[J].山东农业大学学报（社会科学版），2013（3）.

[7] 许正松、孔凡斌：经济发展水平、产业结构与环境污染——基于江西省的实证分析[J].当代财经，2014（8）.

（责任编辑：刘冰冰）

河北省住房和城乡建设厅项目，河北省生态城市建设环境承载力研究。