基于库兹涅茨曲线的福州市经济发展与环境污染关系研究

2019-01-19魏雪梅

绿色科技 2019年24期

摘要：利用2001～2016年福州市环境经济数据，选取具有代表性的环境污染与经济发展指标，通过对经济发展与环境污染状况进行趋势分析，构建了福州市“三废”排放量与人均GDP计量模型，从而对福州市环境污染物排放的库兹涅茨曲线特征进行了实证分析。结果表明：福州市2001～2016年工業废水排放量、工业氨氮排放量、工业二氧化硫排放量与人均GDP拟合曲线呈现“N”型左半边特征;工业化学需氧量排放量、工业烟（粉）尘排放量与人均GDP拟合曲线呈现倒“N”型特征;工业固体废物产生量、工业废气排放量与人均GDP拟合曲线呈现倒“N”型右半边特征。目前各项环境污染排放呈下降趋势。

关键词：经济发展;环境污染;环境库兹涅茨曲线;福州市

中图分类号：X191

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2019）24-0143-05

1 引言

随着工业化和城市化进程的加快，环境问题已成为制约我国经济发展的瓶颈，同时也是危及人类生存与发展的全球性根本问题。而实现经济的可持续发展，环境保护起着至关重要的作用。从党的“十五大”报告提出“实施可持续发展战略”，到“十九大”报告提出“坚持人与自然和谐共生，建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计”。把“生态文明”提升到更高的战略层面，表明要不断加大对生态环境的保护力度，以期实现生态环境和经济有效增长的可持续协调发展。为此，研究经济发展与环境污染关系十分有意义。

研究经济发展与环境污染间关系较为被学界所接受的假说是1991年美国经济学家Grossman和Krue-ger提出环境库兹涅茨曲线假说（EKC）[1]。当一个国家经济发展水平较低，在没有环境政策干预情况下，环境恶化程度随经济的增长而加剧;当经济发展达到一定水平后，也就是说，到达某个临界点或称“拐点”以后，随着人均收入的进一步增加，环境污染又由高趋低，其环境污染的程度逐渐减缓，环境质量逐渐得到改善，呈现倒U型曲线特征。国内关于经济发展与环境污染之间关系研究以福州市为研究对象较少，大部分研究是针对全国或者东部沿海等发达省份[2]，本文利用福州市2001～2016年福州市环境经济数据，选取具有代表性的环境污染与经济发展指标，通过对经济发展与环境污染状况进行趋势分析，构建福州市主要环境污染指标与人均GDP计量模型，通过探索福州市经济发展与环境污染之间的关系，从而为福州市生态文明建设提供理论依据，并丰富环境库兹涅茨曲线的相关理论假设。

2 福州市经济发展状况

2.1 经济总量

福州市作为海峡西岸省会中心城市，经济发展状况良好，由图1可以看出，福州市经济16年来维持快速平稳增长态势，2001～2011年间地区生产总值在波动中快速增长，年增长速度在2004年出现下降，但2005年经济开始回温，其中2007年增长率达到最高，为20.3%。2012年以后GDP年增长率逐步放缓，呈现经济增长“新常态”，但仍保持在10%左右，超过全国平均水平，与2001年相比，2016年GDP增长了6倍。福州市经济增长较为依赖投资拉动，固定资产投资占GDP比重从2001年的27. 10%增长为2016年的84. 19%。

2.2 产业结构

2001～2016年，福州市不断调整和优化产业结构。第一产业比重持续下降，2016年下降至7. 94%，第二产业比重在波动中下降，下降速度较缓慢，第三产业比重呈现较稳定快速增长，2016年占比过半，达50. 26%。近年来，福州市突出发展服务业和高新技术产业，高新技术产业工业产值占工业总产值的比重不断提升，初步形成以服务业为主体、高新技术产业为主导的产业结构（图2）。

2.3 能源消费结构

由图3可见，2001～2016年，福州市规模工业能源消费结果发生较大变化，天然气比重逐步上升，到2016年占比达3. 41%;电力比重先升后降再上升过程;石油占比先升后随着天然气和电力消费增加在缓慢下降;煤消费比重经历了先下降后上升再下降的过程，在2011年达到最大值，2012年以后，随着节能减排工作的深入推进，煤消费比重持续下降，清洁能源比重上升。2006～2011年煤消费占比逐步上升原因主要是煤炭消耗大户的钢铁厂陆续投产。2016年，福州市规模工业煤消费量较2011年峰值削减38. 3%。

3 福州市环境污染状况

3.1 工业废水及废水主要污染物排放情况

如图4所示，工业废水排放量自2001年在波动中上升，到2007年达到最大值6220. 48万t，增长23.90%，之后呈现较为平稳下降趋势，到2016年工业废水排放量为3696. 26万t，与2007年峰值相比下降了40.58%。工业化学需氧量经历先降后升，在2011年达到峰值后降过程，工业氨氮变化趋势为先升后降，两者都在2016年降到十六年来最低值，排放量分别为0. 24万t、0. 015万t，比2001年分别削减63. 07%、50. 02%，这与福州市2005年起实施严格总量减排控制有关。

3.2 工业固体废物产生情况

如图5所示，2001～2016年，福州市工业固体废物整体呈现先升后降趋势，到2013年达到峰值为809. 63万t，2014年后呈下降趋势，2016年固体废物为489. 05万t，比2013年下降39. 60%。

3.3 工业废气及废气主要污染物排放情况

2001～2016年，福州市工业废气排放量变化趋势先升后降过程。2016年工业废气排放量2553. 96亿m3，比上年下降18. 53%。工业二氧化硫排放量先升后降，排放量于2007年出现峰值，达10. 42万t，其后平缓下降，至2016年底，二氧化硫排放量为3. 92万t，较峰值共减少6.5万t，削减62. 38%。

工业烟（粉）尘在波动中先下降后快速上升在2014年达到峰值后下降，2014年由于环统统计调查口径变化，增加部分行业无组织尘排放量的统计，工业烟粉尘排放量急剧上升，达10. 57万t，比2013年增加6.22万t。随着福州市政府不断加大大气污染整治力度，推广清洁燃料使用，市区扩大“禁煤区”范围，使得2014年后烟粉尘呈下降趋势，到2016年为止，工业烟粉尘排放6. 75万t，较峰值减少3.82万t，削减36. 14%。

4 福州市经济发展与环境污染的库兹涅茨曲线实证分析

4.1 指标选取与数据来源

为了分析福州市经济发展与环境污染关系，构建计量模型，本着科学性、可操作性、可量化原则，结合国内外研究以及相关文献，选取人均GDP代表经济发展指标，环境污染指标选取工业废水排放量、工业化学需氧量排放量、工业氨氮排放量、工业固体废物产生量、工业废气排放量、工业二氧化硫排放量、工业烟粉尘排放量7个指标。相关数据主要来源于2001～2016年度《福州市统计年鉴》以及2001～2016年度《福州市环境统计年报》。

4.2 模型构建

关于经济发展与环境污染定量关系，最经典是环境库兹涅茨曲线（ EKC）理论模型，该理论很好解释了两者定量关系以及内在机制。本文选择建立三次曲线回归模型并验证进而判断环境污染与经济发展是否符合典型的EKC曲线关系。回归模型y=β0十β1x+β2x2+β3x3+ε。y是环境污染排放量，x是人均GDP，￡是隨机误差项，参数β1、β2、β3取值不同，反映经济发展与环境污染关系不同，具体如下。

（1）β1 =β2 =β3=O，收入水平与环境质量之间没有关系;

（2）β1 >0，且β2=β3=0，x与y之间呈单调递增关系，环境随收入上升而恶化;

（3）β1<0，且β2=β3=0，x与y之间存在单调递减关系，环境随收入增加而改善;

（4）β1>O，β2 <0，且β3=0，x与y之间呈倒U型关系，即EKC，且转折点在;

（5）β <0，β2 >0，且β3 =0，x与y之间呈U型关系，收入水平较低阶段，环境随收入上升而改善，收入水平较高阶段，环境随收入上升而恶化;

（6）β1>O，β2 <0，且β3 >0，x与y呈N型，收入水平不断上升，环境质量先恶化再改善，又陷入恶化境地;

（7）β1<0，β2>0，且β3 <0，x与y的关系与N型相反（倒N型），伴随收入水平上升，环境质量先改善再恶化，后复归改善。

4.3 环境污染排放与经济发展的库兹涅茨曲线特征分析

如表1所示，福州市环境指标与人均GDP建立模型均拟合较好，回归方程都通过F检验，回归方程显著。曲线回归模拟结果显示，福州市环境污染与人均GDP之间关系并不符合标准的环境库兹涅茨曲线（倒U型），而主要呈现N型与倒N型。

4.3.1 工业废水及废水主要污染物排放环境库兹涅茨

曲线特征

如图6所示，工业废水排放量与人均GDP呈现N型左半边曲线特征，拟合方程为y=3691. 574+892. 835x—127. 50lx2 +2. 577x3，收入水平较低时，工业废水排放量随着人均GDP增加而增加，在2007年人均GDP为3万元时达到一个峰值，而后随人均GDP增加在波动中缓慢减少。

工业化学需氧量与人均GDP呈现倒N型曲线特征，拟合方程为：y=0.855 -0.299 x+0.08lx2一0. 007x3，工业化学需氧量排放量随着人均GDP不断增加先降后升，在2011年人均GDP为5.22万元时达到峰值后再下降。

工业氨氮排放量与人均GDP呈现N型曲线左半边特征。拟合方程为：y= -0.008+0. 029x-0.003r2+5. 32×10^-6x3，回归模型拟合较好，R2为0. 809，回归方程显著。随着人均GDP不断增加，工业氨氮排放量先升后降。

虽然工业氨氮拟合曲线与工业化学需氧量前半部分不一致，但是均在2011年人均GDP为5.22万元时达到峰值后都随着人均GDP增加而下降，说明工业污染整治起到很好效果。福州市“十一五”以来全面实施工业污水深度治理;重点推进工业集聚区污水集中处理，到2016年建成4座工业区污水处理厂，2016年工业废水接入污水处理厂处理量占总废水排放量的47. 06%;持续推动产业结构调整、升级，重点淘汰造纸、制革、印染等落后生产线，共淘汰关停废纸造纸落后产能15.8万吨，淘汰制革企业落后产能20万标张，大大减少废水污染物排放。

4.3.2 工业固体废物产生的环境库兹涅茨曲线特征

工业固体废物产生量与人均GDP呈现倒N型曲线右半边特征。拟合方程为y= -0. 002 -0.007x+0.008x2一0.001x3，三次回归方程拟合较好，R2为0.977，且回归方程显著，在收入水平较低阶段，工业固体废物产生量随着人均GDP增加不断增加，在2013年人均GDP为6.41万元时达到顶峰后，随着人均GDP增加有所下降。这主要与产业结构以及能源消耗结构变化有关。

4.3.3 工业废气及废气主要污染物排放环境库兹涅茨

曲线特征

工业废气排放量与人均GDP呈现倒N型曲线右半边特征。拟合方程为y=904. 712 - 1086. 23x+529. 475x2—45. 582 x3，三次回归方程拟合较好，R2为0. 963，回归方程显著，2001～2014年工业废气排放量随着人均GDP增加直线上升，2014年达到峰值后在波动中缓慢下降。

工业二氧化硫排放量与人均GDP呈现N型曲线左半边特征。拟合方程为：y= - 15. 053+15. 15x-2. 82x2 +0. 154x3，在收入水平较低阶段，工业二氧化硫排放量随着人均GDP增加而增加，在2007年人均GDP为3万元达到峰值后开始缓慢下降。

工业烟粉尘排放量与人均GDP呈现倒N型曲线特征。拟合方程为：y=13. 656 -9.536x+2. 12lx2一0. 127x3，拟合方程拟合较好，R2为0. 833，回归方程显著，2001～2016年工业烟粉尘排放量在收入水平较低时，随着人均GDP增加先下降后在波动中上升，在2014年人均GDP为7万元时达到峰值，之后又呈下降趋势。

整体而言，工业废气以及废气污染物排放量目前都随着人均GDP增加而呈现下降趋势，这与福州市实施严格总量减排控制有关，目前，所有火电厂、钢铁厂全面完成了脱硫、除尘设施建设以及烟气旁路取消工程。市区实施全面禁煤，对中小工业炉窑重点实施源头治理，实施工业集中区集中供热，对分散的小炉窑逐步实施清洁能源改造，对福州市大气污染整治起到很好效果。

5 结论

本文通过对福州市2001～2016年经济发展与环境污染状况进行趋势分析，选取具有代表性的环境经济指标，构建福州市环境主要污染排放量与人均GDP计量回归模型，分析环境污染与经济发展的关系，得出以下结论。

（1）福州市2001～2011年间地区生产总值在波动中快速增长，2012年以后GDP年增长率逐步放缓，呈现经济增长“新常态”，但仍保持在10%左右增长。第三产业比重不断攀升，第一产业、第二产业比重不断下降，16年来能源消费结构也发生较大变化，清潔能源比重持续上升，煤消费在波动中先下降后随着钢铁厂投入上升，随着节能减排工作的深入推进，2012年后持续降。

（2）福州市2001～2016年间主要环境污染排放大体经历阶梯状先升后降变化，环境污染控制措施对环境质量改善起到明显效果。

（3）福州市主要环境污染指标（工业三废排放量）与人均GDP建立三次曲线回归模型整体拟合较好，均通过F检验，回归方程显著。福州市环境污染指标与人均GDP之间关系并不符合标准的环境库兹涅茨曲线（倒U型），福州市2001～2016年工业废水排放量、工业氨氮排放量、工业二氧化硫排放量与人均GDP拟合曲线呈现“N”型左半边特征;工业化学需氧量排放量、工业烟（粉）尘排放量与人均GDP拟合曲线呈现倒“N”型特征;工业固体废物产生量、工业废气排放量与人均GDP拟合曲线呈现倒“N”型右半边特征。这与福州市进行产业结构调整升级，推行使用清洁能源，实施严格污染控制措施有关，这些措施对全市环境质量改善起到很好效果，目前各项污染指标均呈现下降趋势。

本文库兹涅茨曲线实证分析较好解释了福州市环境污染与经济发展关系，但除了经济发展水平外，能源消耗与能源结构、产业结构、环保意识，环境污染治理投资、环境污染结构等都会影响环境质量。因此，在经济发展同时，就必须不断调整产业结构，发展高附加值低污染产业，开展节能降耗，推广清洁能源与清洁技术应用，提高全民环保意识，在环保规制与市场机制作用下，使得经济与环境相互协调，实现经济可持续发展，实现山青水绿，碧海蓝天。

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