基于EKC下经济增长与碳排放关系的研究——以四川省为例

◎张西容

引言：经过改革开放40年的发展积累，四川已经形成了较大的体量规模和较广的经济纵深，培育形成了一批优势产业和新兴产业，交通、能源等基础条件不断改善。作为中国西部地区重要的经济大省、人口大省、农业大省和生态大省，在全国发展大局中具有重要的地位。但随着经济的发展，环境污染也日渐凸显出来。

上世纪末，经济学家库兹涅茨提出环境质量与收入水平存在联系，并建立了环境库兹涅茨曲线（简称EKC）。EKC揭示了环境质量开始随着收入增加而退化，收入水平上升到一定程度后随收入增加而改善，即环境质量与收入为倒U型关系。本文通过对四川省1997-2015年经济发展情况和碳排放量分析，建立数学模型构建EKC，并基于EKC分析四川省各产业与环境的关系，评价各产业碳减排潜力，为四川省产业结构调整升级提供经济理论依据。

一、产业结构分析

从图1产业结构可知，四川省的国民生产总值呈指数型函数增长，在2015年就突破了三万亿的产值，且在2018年突破四万亿。这高速发展的经济背后污染也在大幅度增加，碳排放总量也在高速增长，与经济发展的趋势相同。随着经济不断发展，四川省产业结构也在不断变化。根据图一可知，1997-2018年间，四川省第一产业呈逐渐下降状态，说明农业生产所占比重正不断的减少。其次，第二产业在2015年之前占比一直处于三者中的第一位，表明2015年之前四川省经济发展依然是以第二产业发展为主，但在2015年之后第三产业占比已处于三者首位。第三产业的比例占据首位，标志着四川省的产业结构由制造业的第二产业转向第三产业，三种产业的占比变化标志着四川省已经在迈向低碳经济。

图2 碳排放总量与各产业碳排放

从图2碳排放总量与各产业碳排放的相对关系可知，第二产业的碳排放量上升趋势与总碳排放上升趋势一致，且在2013年碳排放总量呈下降趋势，其主要原因是第二产业的碳排放量减少。因此，四川省要大幅度减排还应从第二产业的节能减排入手，采取严格管制工厂排放，提高能源利用效率等措施。

二、数据与方法

1.数据来源与指标处理。

省域国民生产总值能较好地衡量一个地区的发展情况，能很好地与各种环境指标结合，因此选用四川省省域生产总值作为经济增长指标。由于本文研究的是经济发展对各产业的碳排放量的影响，因此选取各产业碳排放量作为环境指标。

对四川省1998-2018年省域生产总值与总碳排放量、第一产业碳排放量、第二产业碳排放量、第三产业碳排放量相关性分析，即用EXCEL软件的数据分析里的分析工具得出表格1相关性系数（省域生产总值与总碳排放量、第一产业碳排放量、第二产业碳排放量、第三产业碳排放量之间）。结果表明：生产总值与碳排放量的相关性很高，且相关性系数第三产业碳排放量＞碳排放总量＞第二产业碳排放量＞第一产业碳排放总量。因此，建立生产总值与碳排放总量、第一产业碳排放量、第二产业碳排放量、第三产业碳排放量的计量模型有一定的研究意义。

表格1 相关性系数

描述EKC的函数模型应用较多的是：一元线性函数、二元多次函数、三元多次函数、四次多元函数。

式子中，Y表示各类环境污染指标；X代表经济指标；b0代表特征相关数，常数项；b1,b2,b3,b4代表系数。

本研究以四川省1997年-2018年经济与环境数据，借助R软件，分别构建以上四中模型，并从中筛选出最有模型。

2.模型的选择与EKC曲线的绘制。

对四川省经济数据和环境数据进行多次多项式拟合，并绘制四川省的环境库兹涅茨曲线，纵轴表示环境指标，横轴表示经济指标。（如图三所示）

图3 生产总值与碳排放量趋势线

三、结果分析

1.省域生产总值与碳排放总量。四川省1997-2018年省域生产总值与碳排放总量库兹涅茨曲线呈指数上升趋势，较弱的倒“U”型，有明显的峰值，无明显拐点。1997-2014年，碳排放总量随着省域生产总值的增加呈现上升趋势，2014年之后碳排放总量随着省域生产总值的增加，呈现下降趋势。目前，四川省的碳排放总量已经越过倒“U”型曲线的峰值，说明随着社会的进一步发展，四川省碳排放总量将呈现下降趋势。

2.省域生产总值与第一产业碳排放量。四川省1997年-2018年省域生产总值与第一产业碳排放库兹涅茨曲线呈波动上升趋势“，S”型，无明显的峰值与拐点。四川省省域生产总值与第一产业碳排放之间呈上升趋势，表明四川省经济发展在一定程度上还依赖于第一产业的发展。虽然第一产业在省域生产总值中占比小，但农业经济的发展对四川省经济的发展业起到一定的推动作用。

3.省域生产总值与第二产业碳排放量。四川省1997-2018年省域生产总值与第二产业碳排放量库兹涅茨曲线呈指数上升，较弱的倒“U”型，有明显峰值，无明显拐点。与省域生产总值与碳排放总量环境库兹涅茨曲线趋势大致一致，表明第二产业的碳排放对四川省碳排放总量的影响是最大的。1997年-2013年，第二产业碳排放随着省域生产总值的增加呈上升趋势，2013年之后第二产业碳排放量随着省域生产总值的上升呈下降趋势。四川省第二产业碳排放总量已经越过倒“U”型曲线的峰值，说明随着经济的进一步增长，四川省第二产业碳排放总量不会再呈现上升式的增长，相反，应该有所下降。

4.省域生产总值与第三产业碳排放量。四川省1997-2015年省域生产总值与第三产业碳排放库兹涅茨曲线呈单调上升，直线型，无峰值，无拐点。这说明在1997-2015年第三产业的发展迅速，其快速发展的同时也会带来环境问题。从四川省的产业结构图中我们可以知道的是第二产业的占比在下降，第三产业在上升，第三产业已经超过了第三产业，成为四川省占比最大的产业。第三产业的发展带动经济的发展，但二氧化碳排放量却远不及第二产业多。以上说明发展第三产业，即可以带动经济发展又可以在降低碳排放。因此，四川省要大力发展绿色低碳的第三产业。

四、结论及建议

本文以四川省1997-2018年环境经济数据，通过对四川省生产总值与碳排放关系进行实证研究，得出四川省生产总值与碳排放总量、第二产业碳排放总量的环境库兹涅茨曲线符合环境库兹涅茨倒“U”型，且均已通过倒“U”型峰值，说明四川省碳排放总量和第二产业碳排放量会随着经济的增长呈下降趋势。四川省省域生产总值与第一产业的库兹涅茨曲线呈较弱的“S”型，无明显峰值和拐点。省域生产总值与第三产业的库兹涅茨曲线呈单调上升型，表明第三产业的碳排放会随着经济的增长而增长，但相对第二产业，发展第三产业对碳排放的减少更有益。

为提高经济发展的同时降低碳排放量，建议可以从以下几个方面着手：1.减少制造业的高污染、高排放，提高能源利用效率。2.政府出台有效的、可实行的环保政策，同时政府应强化对环保政策执行的监督。3.大力发展第三产业，减少经济增长对第二产业的依赖。