海洋经济增长与海洋环境污染的库兹涅茨曲线实证研究

秦 雪，宋维玲，魏秀兰，邓丽静，赵龙飞

（国家海洋信息中心，天津 300171）

引 言

2013年11月，党的十八届三中全会通过的《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》明确提出“改革生态环境保护管理体制”，要求建立和完善严格监管所有污染物排放的环境保护管理制度，体现了国家对当前生态环境的重视程度。2015年5月，中共中央国务院印发的《关于加快推进生态文明建设的意见》提出将“从根本上缓解经济发展与资源环境之间的矛盾，必须构建科技含量高、资源消耗低、环境污染少的产业结构”列为生态文明建设的一项目标。此后，中共中央国务院印发《生态文明体制改革总体方案》、十八届五中全会通过《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》以及国家海洋局印发《国家海洋局海洋生态文明建设实施方案》对该项要求进行了细化落实，进一步明确构建环境治理和生态保护的市场体系，协调生态环境保护与经济发展之间关系的重要性。

当前，环境污染与经济发展之间关系研究比较成熟的理论是环境库兹涅茨曲线（EKC），即人均收入为横轴，环境污染为纵轴的曲线形态，在表现形式上，经济增长初期环境污染程度较轻，随着人均收入的增加，污染程度趋于严重；然而，当人均收入达到一定程度后，环境污染会随着人均收入的增加而减少，曲线呈现倒“U”型[1]。

当前学术界对环境库兹涅茨曲线的研究热点主要集中在3个方面：在研究视角上，包括EKC的空间效应[1-4]、经济循环发展[5]、生态效应[6-7]等；在研究方法上，包括面板数据分析[8-10]、对数曲线方程[11]、时间序列分析[12-13]等；在研究范围上，包括单个省市[14-17]、大尺度区域[18]、国家范围[19]、洲际区域[20-21]、环渤海区域[22]等。不同的研究方面对环境库兹涅茨曲线问题做出了多角度的研究与考察，得出多个有价值的结论。但是，当前涉及海洋经济与海洋环境方面的研究尚还缺乏，为更好地验证我国海洋经济增长与环境污染排放的EKC关系，本文首先将我国11个沿海省（市、区）划分出北部、东部、南部海洋经济圈，北部海洋经济圈由辽东半岛、渤海湾、山东半岛沿岸及海域组成，包括辽宁、河北、天津和山东；东部海洋经济圈由江苏、长江口、浙江、福建沿岸及海域组成，包括江苏、浙江和上海；南部海洋经济圈由珠江口及其两翼、北部湾、海南岛沿岸及海域组成，包括福建、广东、广西和海南。本文选取2001-2014年沿海省市的面板数据对我国海洋经济发展与海洋环境污染之间的关系进行实证分析，以期更为准确地描述区域范围上的海洋环境污染与海洋经济增长的关系。

1 模型构建及数据说明

本文研究侧重点是从海洋经济视角出发，选择沿海省市的工业废气、工业废水及工业固体废弃物3类环境污染排放，鉴于同阶段时间序列数据的可得性问题，固体废弃物排放量则以工业固体生产量代替；经济产出数据采用第二、三产业增加值为经济指标，以为了确保指标数据的可比性，所有数据均采取人均值。此外，为了消除通货膨胀对增加值的影响，以1990年为基期，将海洋经济增加值通过平减指数转变为可比价。数据主要来源于《中国海洋统计年鉴》《中国环境统计年鉴》《中国统计年鉴》《新中国六十年统计资料汇编》以及各沿海省市的统计年鉴。以各沿海省市的人均第二、三产业增加值为解释变量，人均工业废气、人均工业废水及人均工业固体废弃物排放为被解释变量，分别研究三项排污指标与产出指标之间的关系。在实证研究上，分为两个阶段，第一步，建立面板回归模型，分析海洋经济增长与海洋环境污染之间的参数关系；第二步，运用非参数局部多项式来对指标的关系进行曲线拟合，回归曲线走势。

1.1 面板数据模型

面板数据是时间序列与截面相混合的数据，即截面上个体在不同时点所重复观察的数据。面板模型可划分为固定效应模型（fixed effects model）、混合回归模型（mixed effect model）及随机效应模型（random effect model）。

1.1.1 固定效应模型

固定效应模型适用于各独立研究间无差异，或差异较小的研究。固定效应模型分为3种：个体固定效应模型、时点固定效应模型和个体时点固定效应模型。

1.1.2 随机效应模型

随机效应模型将原来（固定）的回归系数看作是随机变量，回归结果是随机效应模型的所有的个体具有相同的截距项，个体差异主要反应在随机干扰项的设定上。随机效应模型分为三种：个体随机效应模型、时点随机效应模型和个体时点随机效应模型。

1.1.3 混合效应模型

混合效应模型是指既包含固定效应又包括随机效应的模型。混合效应模型是指假设截距项和斜率都不随个体和时点的变化而变化的模型，可以直接把面板数据混合在一起，用普通最小二乘法估计参数。估计模型如下：

模型的选择需要进行3步：首先通过F检验识别使用混合效应模型还是固定效应模型，之后利用LM检验识别使用混合效应模型还是随机效应模型，最后用Hausman检验使用随机效应模型还是固定效应模型。

经检验，本文面板数据更适合混合效应模型。选取库兹涅茨三次函数形式对海洋环境污染和海洋经济增长之间采取简约线性回归方程进行分析。基本模型如下：

其中，Yit为第i个省在第t年的污染物指标，β0为回归系数，Xit为第i省在第t年海洋经济发展指标，uit为随机误差量。

β1、β2、β3不同的取值会影响回归曲线的形状，具体可分为以下几种：

（1）β1＜ 0 且 β2=β3=0，海洋环境污染与海洋经济增长呈现正相关关系；

（2）β1＞ 0且 β2= β3=0，海洋环境污染与海洋经济增长呈现逆相关关系；

（3）β1＜ 0、β2＞ 0且 β3=0，海洋环境污染和海洋经济增长之间存在“U”型关系；

（4）β1＞ 0、β2＜ 0且 β3=0，海洋环境污染和海洋经济增长之间存在倒“U”型关系；

（5）β1＜ 0、β2＞ 0且 β3＜ 0，海洋环境污染和海洋经济增长之间存在倒“N”型关系；

（6）β1＞ 0、β2＞ 0且 β3＞ 0，海洋环境污染和海洋经济增长之间存在“N”型关系。

1.2 非参数回归

选取非参数局部多项式回归模型进行拟合研究，其基本模型为：

运用泰勒级数展开式m（·）：

对x点邻域内的多项式进行拟合，通过对下面方程核加权最小化来实现。

与参数最小二乘相比，估计量是随着变量x而变动的，是由来表示，回归方程m的局部多项估计为：

通过对所有的x点进行局部多项式估计就可以得到整个曲线

得到局部线性回归估计量[22]：

综上所述，对尿道肉阜患者实施尿道肉阜环切、尿道-阴道间距延长术联合使用治疗，可以有效的促进对尿道肉阜患者的治疗效果，具有手术时间短、手术出血量少等特点，值得在临床中推广和应用。

2 实证结果及分析

2.1 面板模型结果

本文基于2001-2014年11个沿海省份的面板数据，通过之前的库兹涅茨三次函数公式对人均第二、三产业增加值与海洋环境污染的3类指标进行回归分析，采用固定效应模型进行变量估计，通过人均第二、三产业增加值、人均第二、三产业增加值二次方、人均第二、三产业增加值三次方的方程进行回归估计，具体结果见表2。

2.2 非参数曲线拟合结果

为了验证面板回归结果的有效性，本文进一步开展曲线拟合，来比较直观的反应EKC曲线的形态走势，具体的拟合效果如下。

（1）人均第二、三产业增加值与人均工业废气排放量之间的EKC检验

表1 人均第二、三产业增加值与海洋环境污染三类指标的回归结果Tab.1 The regression results of the output of second and third industry per capita and marine environmental pollution indicators

图1 人均第二、三产业增加值与人均工业废气排放量之间的关系走势Fig.1 The relationship between the output of second and third industry per capita and industrial waste gases discharge per capita

从曲线上看，全国沿海省市人均第二、三产业增加值与沿海地区人均工业废气排放量之前符合“正相关”曲线走势，以“2 160”及“2 247”为节点分为3段，人均第二、三产业增加值低于“2 160”阶段，沿海地区人均工业废气排放量呈增长态势，且增速较快，人均第二、三产业增加值处于“2 160”～“2 247”阶段，沿海地区人均工业废气排放量增速放缓，人均第二、三产业增加值高于“2 247”阶段，沿海地区人均工业废气排放量增速加快且达到最高。从曲线上看，北部海洋经济圈人均第二、三产业增加值与人均工业废气排放量之间符合“正相关”曲线走势，以“1 840”、“1 920”为节点分为3段，人均第二、三产业增加值低于“1 840”阶段，北部海洋经济圈人均工业废气排放量呈增长趋势，且增速渐增，人均第二、三产业增加值处于“1 840”～“1 920”阶段，北部海洋经济圈人均工业废气排放量增速趋于“0”，人均第二、三产业增加值高于“1 920”阶段，北部海洋经济圈人均工业废气排放量持续增加，增速较高；东部海洋经济圈人均第二、三产业增加值与人均工业废气排放量之间符合“M”型曲线走势，以“2 567”、“2 700”及“2 800”为节点分为4段，人均第二、三产业增加值低于“2 567”阶段，东部海洋经济圈人均工业废气排放量呈增长趋势，且增速递增，人均第二、三产业增加值处于“2 567”～“2 700”阶段，东部海洋经济圈人均工业废气排放量保持平稳，略有回落，人均第二、三产业增加值处于“2 700”～“2 800”阶段，东部海洋经济圈人均工业废气排放量呈现快速下降态势，人均第二、三产业增加值高于“2 800”阶段，东部海洋经济圈人均工业废气排放量呈现快速下降态势；南部海洋经济圈人均第二、三产业增加值与人均工业废气排放量之间符合倒“N”型曲线走势，以“2 020”及“2 300”为节点分为3段，人均第二、三产业增加值低于“2 020”阶段，南部海洋经济圈人均工业废气排放量呈现下降态势，人均第二、三产业增加值处于“2 020”～“2 300”阶段，南部海洋经济圈人均工业废气排放量呈现增长态势，人均第二、三产业增加值高于“2 300”阶段，南部海洋经济圈人均工业废气排放量呈现快速回落态势。可见，随着人均第二、三产业增加值的增加，东部海洋经济圈与南部海洋经济圈人均工业废气排放量有所下降，北部海洋经济圈人均工业废气排放量处于增长阶段，全国沿海地区人均工业废气排放量趋势受北部海洋经济圈沿海影响较大。

（2）人均第二、三产业增加值与人均工业废水排放量之间的EKC检验

图2 人均第二、三产业增加值与人均工业废水排放量之间的关系走势Fig.2 The relationship between the output of second and third industry per capita and industrial waste water discharge per capita

从曲线上看，全国沿海省市人均第二、三产业增加值与沿海地区人均工业废水排放量之前符合“M”型曲线走势，以“2 010”、“2 160”及“2 220”为节点分为4段，人均第二、三产业增加值低于“2 010”阶段，沿海地区人均工业废水排放量呈增长态势，且增速较快，人均第二、三产业增加值处于“2 010”～“2 160”阶段，沿海地区人均工业废水排放量呈现下降态势，人均第二、三产业增加值处于“2 160”～“2 220”阶段，沿海地区人均工业废水排放量呈现回升态势，人均第二、三产业增加值高于“2 220”阶段，沿海地区人均工业废水排放量呈现快速下降态势。从曲线上看，北部海洋经济圈人均第二、三产业增加值与人均工业废水排放量之间符合“M”型曲线走势，以“1 760”、“2 020”及“2 320”为节点分为4段，人均第二、三产业增加值低于“1 760”阶段，北部海洋经济圈人均工业废水排放量呈轻微波动型增长趋势，人均第二、三产业增加值处于“1 760”～“2 020”阶段，北部海洋经济圈人均工业废水排放量呈现下降态势，人均第二、三产业增加值处于“2 020”～“2 320”阶段，北部海洋经济圈人均工业废水排放量呈现缓速增长态势，人均第二、三产业增加值高于“2 320”阶段，北部海洋经济圈人均工业废水排放量呈现快速下降态势；东部海洋经济圈人均第二、三产业增加值与人均工业废水排放量之间符合“N”型曲线走势，以“2 500”及“2 800”为节点分为3段，人均第二、三产业增加值低于“2 500”阶段，东部海洋经济圈人均工业废水排放量呈增长趋势，且增速递增，人均第二、三产业增加值处于“2 500”～“2 800”阶段，东部海洋经济圈人均工业废水排放量呈现增速略带波动的下降态势，人均第二、三产业增加值高于“2 800”阶段，东部海洋经济圈人均工业废水排放量呈现回升态势；南部海洋经济圈人均第二、三产业增加值与人均工业废水排放量之间符合倒“N”型曲线走势，以“2 000”及“2 200”为节点分为3段，人均第二、三产业增加值低于“2 000”阶段，人均工业废水排放量呈现高速下降态势，人均第二、三产业增加值处于“2 000”～“2 200”阶段，南部海洋经济圈人均工业废水排放量呈现高速上升态势，人均第二、三产业增加值高于“2 200”阶段，人均工业废气排放量呈现快速回落态势。可见，随着各人均第二、三产业增加值的增加，北部海洋经济圈和南部海洋经济圈人均工业废水排放量有所下降，东部海洋经济圈人均工业废水排放量呈现增长态势，全国沿海地区人均工业废水排放量态势受东部海洋经济圈影响较小。

（3）人均第二、三产业增加值与人均工业固体废弃物排放量之间的EKC检验

图3 人均第二、三产业增加值与人均工业固体废弃物排放量之间的关系走势Fig.3 The relationship between the output of second and third industry per capita and industrious solid wastes discharge per capita

从曲线上看，全国沿海省市人均第二、三产业增加值与沿海地区人均工业固体废弃物排放量之前符合“正相关”曲线走势，以“2 200”为节点分为2段，人均第二、三产业增加值高于“2 200”阶段，沿海地区人均工业固体废弃物排放量呈增长态势，且增速相比之前大幅度提升。从曲线上看，北部海洋经济圈人均第二、三产业增加值与人均工业固体废弃物排放量之间符合“N”曲线走势，以 “2 020”、“2 326”为节点分为3段，人均第二、三产业增加值低于“2 020”阶段，北部海洋经济圈人均工业固体废弃物排放量呈现增速略有波动的增长态势，人均第二、三产业增加值处于“2 020”～“2 326”阶段，北部海洋经济圈人均工业固体废弃物排放量呈现下降态势，人均第二、三产业增加值高于“2 326”阶段，北部海洋经济圈人均工业固体废弃物排放量呈现上升态势且最高值已超过GOP为2 020元时对应的人均工业固体废弃物排放量；东部海洋经济圈人均第二、三产业增加值与人均工业固体废弃物排放量之间符合“正相关”曲线走势，以“2 600”为节点分为2段，人均第二、三产业增加值高于“2 600”阶段，东部海洋经济圈人均工业固体废弃物排放量增速较低，呈缓慢增长态势；南部海洋经济圈人均第二、三产业增加值与人均工业固体废弃物排放量之间符合倒“N”型曲线走势，以“1 900”及“2 020”为节点分为3段，人均第二、三产业增加值低于“1 900”阶段，人均工业固体废弃物排放量呈现缓速增长态势，人均第二、三产业增加值处于“1 900”～“2 020”阶段，南部海洋经济圈人均工业固体废弃物排放量呈现下降态势，人均第二、三产业增加值高于“2 020”阶段，人均工业固体废弃物排放量呈现增长态势，在人均第二、三产业增加值达到“2 200”处增速放缓。可见，随着人均第二、三产业增加值的提升，北部、东部、南部海洋经济圈均呈现增长态势。因此，全国沿海地区人均工业固体废弃物排放量也必然呈现增长态势。

2.3 实证结果分析

从之前的回归结果可以看出，三种海洋环境污染物与海洋经济增长呈现的不仅仅是倒“U”型关系，还有正相关、“N”型、倒“N”型等多种形态。从工业废气角度看，北部海洋经济圈呈现持续快速增长，而东部、南部在人均第二、三产业增加值达到一定高度后就会随着人均第二、三产业增加值的增长而下降；从工业废水角度看，东部海洋经济圈在人均第二、三产业增加值达到一定高度后有人均废水排放量有上升趋势，而北部、南部则处于下降态势；从工业固体废弃物角度看，当前3个海洋经济圈皆处于伴随人均第二、三产业增加值上升人均工业固体废弃物同步上升的发展态势。

东部海洋经济圈区位优势明显，经济开放程度较大，经济活力较强。从产业结构看，东部海洋经济圈的海洋经济产业主要以滨海旅游业、海洋交通运输业、海洋油气业、海洋渔业为主。其中，海洋交通运输业、海洋渔业等传统产业占海洋经济主产业的比重不断下降，而海洋风能、滨海旅游业等新兴海洋产业的比重逐渐上升。据统计数据分析，2015年，该经济圈海洋第三产业占全国海洋生产总值的比例接近55%。上海、浙江的海洋产业结构比例分别为10∶36∶64及8∶36∶56，江苏相对较差，为7∶50∶43，东部海洋经济圈海洋产业结构的优化具有很大的潜力。伴随传统产业下降，新兴产业的不断壮大，东部海洋经济圈在总能耗也呈现下降趋势。

南部海洋经济圈是大陆与东盟自由贸易区及我国经济开放发展的前沿。自2001年以来，广东省GOP在11个沿海省市中多次排名第一。从产业结构看，南部海洋经济圈海洋产业以海洋渔业、海洋交通运输业、海洋化工业、海洋油气业、滨海旅游业为主。自2001年，该经济圈海洋第三产业占GOP的比例持续高于海洋第二产业所占比例，以广西、海南的海洋第三产业占比最高。从数据上看，福建省海洋渔业、海洋矿业发展较好；广东省海洋交通运输业、海洋油气业、滨海旅游业、海洋矿业发展较好；广西壮族自治区海洋产业发展整体落后，主要依靠海洋渔业、滨海旅游业带动海洋经济；海南省海洋产业发展整体处于中下水平，海洋矿业增加值在沿海省市中排名较靠前，主要依靠滨海旅游业、海洋渔业带动海洋经济，且海洋渔业对该省GOP的贡献值最高。从回归结果看，南部海洋经济圈的人均工业废气排放量与人均第二、三产业增加值的比值以及人均工业废水排放量与人均第二、三产业增加值的比值均处于下降趋势。

3 结论与建议

本文基于2001-2014年11个沿海省市的面板数据，对11个省市的3种工业废物与人均第二、三产业增加值的关系进行了实证研究。最终得到以下结论：

（1）本文尝试探索海洋环境污染与海洋经济发展的EKC关系，构建了沿海省市的废气、废水及固体废弃物三类污染物排放与海洋经济增加值之间的模型，并通过面板模型和非参数局部多项式模型进行了实证研究进行验证，在模型拟合方法上，面板模型可以通过回归直接从系数上获取曲线的走势关系，而非参数局部线性拟合可以忽略参数估计和检验的一些模型假定偏差及随机干扰项的正态分布问题，并且拟合的效果较好，两种方法相结合更加适合环境污染与经济增长曲线关系的拟合与检验。

（2）海洋环境污染与GOP增长曲线呈现多种形式。海洋环境污染与GOP增长之间呈现多种过线，区域经济结构和影响指标的选取决定了两者之间的关系。基于全国数据，人均工业废气排放量、人均工业废水排放量和人均工业固体废弃物排放量与人均第二、三产业增加值分别呈现正相关、“M”型、正相关关系；北部海洋经济圈的三种污染物与人均第二、三产业增加值分别呈现正相关、“M”型、“N”型关系；东部海洋经济圈的三种污染物与人均第二、三产业增加值分别呈现“M”型、“N”型、正相关关系；南部海洋经济圈的三种污染物与人均第二、三产业增加值分别呈现倒“N”型、倒“N”型、“N”型关系。可见，拟合曲线的差别性既与指标相关，也受区域海洋经济影响。

（3）当前海洋经济发展模式不可避免的会导致工业固体废弃物排放量增大。回归结果可见，人均工业固体废弃物排放量与人均第二、三产业增加值的关系普遍呈现正相关关系，北部海洋经济圈虽然呈现“N”型关系，但是以当前北部的海洋经济发展水平看，两者呈现明显的正相关关系，工业固体废弃物作为经济生产最主要的附属产出品，在享受经济发展成果的同时，也不可避免地带来了工业废弃物的堆砌。目前，国家宏观经济发展正处于工业化阶段向后工业化阶段过渡时期，发展经济与保护环境之间的矛盾较为突出，海洋经济的发展模式上也是沿着高物耗、高能耗、高污染的粗放型发展走向，造成了巨大浪费和海洋环境的恶化，在满足工业化快速发展对海洋空间需求的同时，海洋环境污染是不容忽视的问题。

基于上述结论，本文针对海洋经济发展与海洋环境污染之间的协调关系上应将海洋经济向“新常态”模式引导，具体提出以下建议：

（1）海洋经济总量由高速向中高速发展转变。

我国海洋经济总量从2001-2011年年均17.1%的快速增长，海洋经济的飞速发展引起了世界的关注。之后的2011-2016年，分别增长10.1%、9.1%、10.9%、7.9%、6.8%，2017前三季度增长6.9%可以看出，我国海洋经济增速已经开始出现放缓，伴随稳增长、调结构、推进供给侧结构性改革的综合作用[23]，海洋经济增长将更趋平稳，增长动力更为多元。

（2）调整海洋产业结构不断优化升级

沿海地区海洋产业结构与海洋环境具有高度的相关性。不同的海洋产业结构对海洋资源的依赖性及海洋生态环境的影响度不同。沿海各省应该依据自身的海洋资源与环境特点以及产业技术经济关联的客观比例关系，以提高海洋资源开发利用水平、改善海洋环境质量为主攻方向，调整产业结构，淘汰落后产能，推动形成节约集约利用海洋资源和有效保护海洋生态环境的产业结构、增长方式，加快构建现代化海洋产业体系，促进产业结构与空间布局日益优化。

（3）海洋经济发展模式应从要素和投资驱动向创新驱动转变

为保障海洋经济快速增长，遏制海洋环境恶化，需要从经济发展质量入手，改变原有的依靠投资和要素投入的粗放的数量型经济增长模式，依靠科技创新驱动海洋经济向质量效益型方向转变，在增长途径上，必须坚持质量第一、效益优先，以供给侧结构性改革为主线，推动经济发展质量变革、效率变革、动力变革，提高全要素生产率，以科技创新带动和促进制度创新、管理创新、产业组织创新、商业模式创新和业态创新，从依靠海洋资源要素驱动向技术驱动转变，推动高附加值海洋产业、海洋循环经济、服务型经济发展。