环境污染和经济增长的关系——基于中国环境库兹涅茨曲线的实证分析

杨春生

（安徽三联学院 经济管理学院，安徽 合肥 230601）

一、引言

第二次工业革命后，随着经济快速发展，环境恶化给人们的日常生活带来了越来越多的危害。20世纪70年代，罗马俱乐部的研究报告《增长的极限》指出，人类的经济增长存在极限，即随着经济的增长，资源枯竭，人口爆炸，必然会限制经济的进一步发展。这份报告不仅给人类的传统发展模式敲响了警钟，还在全球范围掀起了一场环保革命。随着改革开放的深入，中国经济迅猛发展，人民生活水平不断提高，中国也同样面临比较严峻的环境问题。中国在环境治理中，必须走真正的可持续发展之路，实现人和自然和谐相处。

二、国内外研究综述

Grossman和Krueger（1995） 在对世界各国的环境污染和人均国民收入之间关系进行实证研究时提出了环境库兹涅茨曲线（EKC）假说。该研究表明，环境污染和人均收入水平之间存在一个“倒U型”关系：随着经济的增长，环境污染一开始是不断恶化的；但当经济发展到一定水平后，两者之间的关系趋于平衡；随着人均收入水平的不断提高，环境污染得到了有效的控制和改善[1]。该研究反驳了罗马俱乐部的《增长的极限》报告对人类发展前途作出的带有悲观情绪的判断，说明为了提高环境质量，经济的不断增长不仅是必要的，也是可能的。很多学者对此作了验证或质疑，使环境库兹涅茨曲线（EKC）研究不断深入。

国内很多学者对中国的环境库兹涅茨曲线（EKC）进行了实证研究。在研究方法上，一部分学者采用了时间序列分析方法，一部分学者采用了面板数据分析方法，还有少部分学者使用了截面数据分析方法。

国内学者对中国的环境库兹涅茨曲线研究的主要结论有以下三种：第一，吴玉萍、董锁成、宋键峰[2]，高振宁、缪旭波、邹长新[3]，刘荣茂、张莉侠、孟令杰[4]和安丽洁、桑金琰、赵好[5]等的研究表明，中国存在近似于“倒U型”环境库兹涅茨曲线（EKC）；第二，马树才、李国忠[6]，卢宁、李国平[7]，许广月、宋德勇[8]，王谦、高军[9]，宋马林、王舒鸿[10]，邓晓兰、鄢哲明、武永义[11]，陈向阳[12]，何枫、马栋栋、祝丽云[13]等的研究表明，中国并不存在显著的“倒U型”环境库兹涅茨曲线，即虽然中国存在倒U型的环境库兹涅茨曲线（EKC），但其参数的估计值并没有通过显著性检验；第三，凌亢、王浣尘、刘涛[14]，王星[15]等的研究表明，中国的环境库兹涅茨曲线（EKC）并不是传统的“倒U型”，而是呈现出其他形状。

仔细梳理现有的文献发现，由于在确定污染指标、时间间隔、控制变量选择等方面的不同，国内学者在对环境库兹涅茨曲线研究中得到的结论也大相径庭。同时，上述研究几乎都忽略了政府行为对环境污染的影响。但有一点可以肯定，那就是现有的文献表明了中国的环境库兹涅茨曲线（EKC）形状与西方国家的环境库兹涅茨曲线（EKC）形状存在明显的差异。

三、中国环境库兹涅茨曲线的实证分析

（一）模型中的变量选取

按照Grossman和Krueger（1995） 的环境库兹涅茨曲线（EKC）假说，环境污染和人均收入的增长呈“倒U型”关系。Grossman和Krugger的研究对象主要是西方工业化国家，它们的产业结构比较稳定，城市化水平也相对较高，因此，该研究只需要聚焦于经济增长对环境污染的“水平效应”。随着收入的提高，人们对环境的质量要求也会越来越高，因此，西方工业化国家的环境库兹涅茨曲线呈现出“倒U”型。这一结论暗示，随着收入水平的提高，即使环境问题具有很强的外部性，市场这只“看不见的手”也可以解决环境污染问题。但在研究中国的环境库兹涅茨曲线（EKC）时，需要注意中国经济增长的现实性因素：其一，我国的人均收入水平比较低，和发达国家比有较大差距，因此，能否出现收入的“水平效应”，以及收入的“水平效应”方向，只能通过实践来验证。其二，在研究我国的环境污染问题时，必须注意我国经济结构和社会结构变化所产生的“结构效应”。在我国的改革开放过程中，第一产业占国民经济的比重不断下降，而第二产业则经历了一个震荡的过程，从1978年到1990年，我国的第二产业占国民经济的比重从47.88%下降到41.34%；然后又不断增加，在2008年达到47%；从2008年到2018年，第二产业所占比重则经历了一个相对稳定但逐渐降低的过程。和这一过程相联系的是我国的城市化水平不断提高，从1978年的17.90%提高到2018年的59.98%①数据是根据《中国统计年鉴》计算所得。。产业结构的变化和城市化水平的飞速发展，对我国的环境问题产生了深远的影响。在建立我国环境污染问题的计量经济学模型时，必须考虑这些因素的影响。其三，在我国的经济发展过程中，政府的推动和主导作用尤为明显。2013年前，我国虽有比较完善的环境保护法律制度，但并没有得到有效执行，2013年9月10日国务院颁布了《大气污染防治行动计划》中明确指出，我国大气污染形势严峻，以可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出，损害人民群众身体健康，影响社会和谐稳定。该计划规定，将大气污染治理作为地方政府领导干部的重要考核指标。因此，在建立计量经济学模型时，本文用虚拟变量的形式将政府的环境规制措施纳入我国环境库兹涅茨曲线（EKC）的分析框架。

综上所述，为了正确估计我国的环境污染和经济发展水平之间的关系，本文选择了被解释变量、解释变量和控制变量如表1所示。

表1 变量解释汇总

1.环境污染指标。由于中国部分城市从2012年才开始统计PM2.5的相关数据，根据数据的可得性和完整性，参考王书斌、徐盈之[16]的做法，在雾霾污染的量化过程中，用各省会城市的可吸入颗粒物（PM10）的年均浓度来刻画雾霾的污染程度。PM10的相关数据来源于2005—2018年的《中国环境统计年鉴》。

2.经济发展指标。用各地区人均生产总值来反映，数据均来源于2005—2018年《各省市统计年鉴》和国家统计局网站。统计年鉴和国家统计局网站中的数据是各地区名义GDP，所以对名义GDP进行处理，化为以2005年为基期的实际GDP。人均GDP是以2005年为不变价的实际GDP除以各省市年末常住人口而得。

3.工业化水平和城市化水平。数据来源于2005—2018年《各省市统计年鉴》、国家统计局网站以及林坚[17]的论文。

4.政府政策。2013年9月10日国务院颁布了《大气污染防治行动计划》，即“国十条”，印发至各省市政府，用以治霾。因此本文引入政府政策这一变量作为虚拟变量。用“1”表示政府在2013年之后高度重视，以规章制度防治雾霾污染，用“0”表示政府在2013年及之前对雾霾污染的治理力度很小，尚未采取有力措施。

（二）模型建立

本文利用2005—2018年30个省市的面板数据建立二次多项的参数估计模型。由于使用最小二乘法对现实的模型进行参数估计时，单一的时间序列数据或者横截面数据会产生估计的偏误，故本文采用时间序列和截面数据合成的面板数据进行研究，能很大程度上考虑到各省市的差异。模型如下：

其中i为地区指标（i=1，2，3…N），t为时间指标（t=1，2，3…T），PM10it为第i省、第t年的雾霾污染指标PM10的年均浓度值；PGDPit为第i省、第t年的人均生产总值；SGDPit为第i省、第t年的工业化水平；CITYit为第i省、第t年的城镇化水平；POLICYit表示第i省、第t年政府政策虚拟变量；PM10i,t-1为第i省、第t-1年的PM10的年均浓度；uit为随机扰动项；β0为截距项。在模型的估计过程中对上述除政策变量以外的变量均取了自然对数。

（三）模型检验和估计

1.混合回归模型

先看各参数的数值大小及正负方向，是否符合经验事实和相关的经济理论，然后看方程总体的F检验及各参数的T检验，是否能通过检验。回归结果如表2所示。

表2 混合模型回归结果

2.模型设定检验

在混合回归模型的基础上进行F检验，确定模型中是否存在个体效应，结果如表3所示。

表3 个体效应检验结果

由F检验的结果可知，该模型中存在显著的个体效应，因此，采用混合回归模型是不适合的，应当采用个体效应模型。为了确定是采用固定效应模型合适还是随机效应模型合适，对该模型进行豪斯曼检验，结果如表4所示。

表4 豪斯曼检验结果

豪斯曼检验结果表明，应该建立固定效应模型。

除了豪斯曼检验外，从面板数据研究的历史经验来看，使用个体随机效应模型系数的估计往往是有偏误的，因此，对分省的面板数据模型而言，应当采用固定效应模型。其参数的估计结果如表5所示。

由表5可以看出，在随机效应模型中，Ln(PGDP)和Ln(PGDP)^2都没有通过显著性检验，所以随机效应模型不能有效地刻画经济增长和雾霾污染的关系；相反，固定效应模型则可以很好地反映两者之间的联系。

表5 固定效应和随机效应对比

（四）模型估计结果分析

首先，根据模型中对人均生产总值的一次方、二次方的系数估计，可以知道我国的环境库兹涅茨曲线和西方发达国家的环境库兹涅茨曲线的“倒U”形特征正好相反，呈现出“正U”形特征。对模型求偏导，得到一个“拐点”，为22381.56元/人。也就是说，当我国的人均国内生产总值在达到22381.56元前，PM10排放的增长速度低于人均GDP的增长速度，和高速的经济增长所带来的生活质量改善相比，我国的环境污染一直处于可以接受的范围之内，但是，当我国的人均GDP达到22381.56元后，PM10的排放速度迅速提高，导致我国的环境随着经济的增长而恶化，呈现出环境污染随着经济的增长先改善、后恶化的形态。

其次，模型中工业化指数的系数符号方向为负，并没有通过检验。对此可以理解为，产业结构的调整、对重工业企业的改造和整顿，是否能有效地减轻雾霾污染的程度并不能确定。产生这一结果主要有两个方面原因，一方面，工业化水平的提高，标志我国经济增长方式的根本性转变，即从过去单纯依靠要素的投入导致生产规模的扩大推动经济增长的外延式发展，转向主要利用技术进步导致的生产力水平和对要素利用率提高推动经济增长的内涵式发展。这一转变过程无疑会推动我国产业结构的升级和优化，从而减轻我国经济发展中面临的环境污染压力，促进环境改善；另一方面，联系产业结构升级发展的实际可以发现，我国的产业结构调整和优化速度缓慢，一直难以取得重大的进展和突破，加上我国重工业企业在环境治理问题上面临的“软约束”，在局部地区，出现工业化指数提高对环境的治理和改善产生了消极的影响。回归的结果反映了工业的发展对我国的环境治理是产生积极影响还是消极影响，不仅取决于我国的经济增长方式转变，也取决于环境治理程度，取决于政府所出台的各种环境规制的“硬度”。

再次，模型中城镇化水平的系数为0.407，符号方向为正，表明随着城镇化水平的提高，环境污染不仅得不到改善，反而会进一步恶化，即城镇化水平每提高一个单位，环境污染会提高0.407%。这一点同欧美等发达国家城市化进程中的环境改善形成了鲜明的对比。产生这一结果的原因主要有以下三点：首先，环保具有公共物品的性质，但在样本期内，由于财力的限制，政府对与环境有关的公共物品的供给力度滞后于我国城镇化发展的要求，一定程度上加剧了我国经济增长和环境保护之间的矛盾；其次，随着城镇化水平的提高，基础设施的建设，楼房的建造，道路的修缮，铁路的建设，会显著增加城市空气中的颗粒悬浮物，对城市的环境会造成一定的影响。城市核心区的重化企业外移导致政府监管力度的不断减弱，使得重化企业的环境约束日益“软化”，给城市边缘、卫星城市，甚至是农村地区的环境治理带来不可估量的影响；最后，我国城镇化发展过程中，人的城镇化一直滞后于城镇化的需要，城市居民的环境保护意识淡漠，生活方式和行为方式的不文明，给城市的环境治理带来一系列问题，这也是城镇化水平提高之下，环境污染产生的一个重要原因。

然后，雾霾污染的滞后一期的系数显著地通过检验，说明我国在环境治理过程中，政府对现有的环境污染进行治理的同时，还要面对过去在环境治理方面的历史欠账，造成这一问题的主要原因在于我国过去发展思路上的“唯GDP论”，20世纪90年代开始，由于连续受到中国经济“硬着陆”、亚洲金融危机和“非典”的影响，中国政府不得不将经济发展作为一项压倒一切的政治任务，通过经济增长解决中国面临的经济萧条和就业压力，一定程度上忽视了对环境的保护和立法规制，使得我国的环境问题最终凸显出来。一方面加大了我国环境治理的难度，另一方面也导致了我国环境问题错综复杂，各种矛盾和利益冲突交织在一起，使得我国的环境质量问题面临日益复杂的局面。

最后，政府政策这一虚拟变量的系数为-0.161且显著，表明政府对于环境治理进行政策上的管控可以有效地降低我国经济增长和环境污染之间的矛盾。这一结果的意义在于，如果政府采取恰当的措施，我国经济增长中的环境问题并非得不到解决。

四、结论和政策建议

（一） 结论

通过对面板数据回归模型的结果分析，得到如下结论：

第一，我国并不存在标准的“倒U”形环境库兹涅茨曲线，相反，我国的环境库兹涅茨曲线呈现“正U”形的特征。其最低点的人均GDP的数学期望值为22381.56元。对比《中国统计年鉴》可知，我国的人均GDP在2010年时就已经超过这一水平。正是2010年以后，我国环境问题日益突出。

第二，由于政府对环境方面的公共物品投入不足，过快的城镇化进程本身对环境有着不可避免的影响，城镇化过程中政府对重化企业监管力度的弱化和城镇化滞后等原因，导致了我国的城镇化在提高人民生活水平的同时，也带来了环境恶化问题。

第三，中国的环境治理不仅要解决当前面临的主要难题，还要解决历史遗留问题，因此，政府在环境治理方面面临相当严峻和复杂的局面。不过，我们也应当看到，政府制定的环境规制措施已经初步显现成效。从现实层面看，我国的环境问题从2010年开始变得日益突出，但随着政府对环境问题的重视，2014年之后，我国的经济增长和环境污染之间的矛盾得到极大的改善。

（二）政策建议

第一，本文的回归结果也已说明，在处理经济发展和环境治理关系时，我国不能重走当年发达资本主义国家经历的“先污染，后治理”的传统发展模式。一方面，我们不能为了发展经济而不顾环境污染，经济增长和环境优良都是关乎民生的大事。另一方面，我们也不能因循罗马俱乐部在《增长的极限》里面提出的朴素的自然主义观点，片面追求自然环境的改善，丧失目前我国经济发展的重要战略机遇期。这就要求在我国的经济发展问题上，既要反对“唯GDP论”，又要反对“唯自然论”，坚持可持续发展的理念，在经济发展过程中，积极应用先进技术，调整产业结构，实现产业的优化和升级，实现我国经济增长方式的根本性改变。

第二，在我国城市化进程中，政府不仅要加大对环境方面的公共物品的供给，还要积极引导居民树立环保健康的生活理念，倡导低碳生活方式。一方面，大力投资公共交通产业，完善公共交通体系，为人民的出行提供环保且便捷的公共交通；另一方面，雾霾污染的改善不仅依靠政府的宏观政策，更要依靠微观视角下的低碳行为。人民环保意识增强，是雾霾污染改善的一个必不可少的条件。政府在做好自身节能减排的同时，要通过各种途径宣传低碳生活理念，提高居民环保意识，将环境治理和现代生活理念普及推广结合起来。

第三，政府要加强环境治理执法力度，精准施策，建立我国环境治理长效机制；同时，在经济发展中，政府应当转变发展理念，逐步完善我国的环境保护法律体系，为实现人和自然和谐相处、共同发展提供法治保障。