嘉兴市环境库茨涅兹曲线分析评价

李 莉 俞丽琅 陈 燕 马艳玲

（浙江省嘉兴生态环境监测站 浙江嘉兴 314000）

引言

环境库兹涅茨（Enviromental Kuznets Curve，EKC）曲线被认为是分析环境恶化和经济发展两者关系的一种工具[1]。EKC 是上世纪由诺贝尔奖获得者、经济学家库茨涅兹首先提出的。他认为人均财富差异与人均财富增长之间符合倒“U”型曲线规律[2][3]。1991 年，美国经济学家Grossman 和Krueger 将库兹涅茨曲线应用到了经济发展和环境污染的研究之中，提出了环境库兹涅茨曲线假说（EKC）[4～6]。当一个国家经济发展水平较低的时候，环境污染的程度较轻，但随着人均收入的增加，环境污染程度随经济的增长而加剧；当经济发展到一定水平后，到达某个临界点，随着人均收入的进一步增加，环境污染又由高趋低，环境质量逐渐得到改善，经济增长与环境污染呈现倒“U”型的曲线关系，驳斥了传统的“增长是有极限的”理论[3][7]。随着对EKC 曲线研究的发展，EKC 曲线的表现形式已经不局限于一种形状了。Yadong Mei 等人[8]发现EKC 曲线可以分为两大类型、八种形状：负单调线性、倒U 型、倒N 型、和M型构成了“好的EKC 曲线（good EKCs）”；而正单调线性、N 型和U 型则组成了 “不良的EKC 曲线（bad EKCs）”。

近年来，随着经济的高速增长，环境污染的问题也在加剧。经济增长与环境之间的关系也逐渐成为研究的热点。许多学者就环境库茨涅茨曲线是否适用于我国进行了研究。刘笑萍，Brajer 等人利用面板数据对我国环境污染与人均GDP 进行了实证研究，结果显示我国环境质量与经济增长关系复核环境库兹涅茨曲线[9～11]。王瑞玲等人利用SAS 统计软件分析了我国1985-2003年的“三废”排放的库兹涅茨曲线特征，发现我国的库兹涅茨曲线呈现不同的趋势，有“U”形、倒“U”形及三次曲线三中类型[12]。王敏等人考察了我国经济增长和大气环境污染曲线模型，发现所有的大气污染浓度指标都呈现出“U”形曲线关系[13]。省域市域性的研究表明环境库兹涅茨曲线的普遍存在。

本文选取了嘉兴市1996-2019 年人均GDP 和工业“三废”的排放量作为基础数据，研究了嘉兴市工业“三废”排放的库兹涅茨曲线，并对曲线的特征进行的分析和判断，希望可以为嘉兴市工业污染环境治理提供依据。

1 研究区域

1.1 概况

嘉兴市位于浙江省东北部、长江三角洲杭嘉湖平原腹心地带，是长江三角洲重要城市之一。自古为繁华富庶之地，素有“鱼米之乡”、“丝绸之府”的美誉，是中国共产党诞生地，也是长三角城市群、上海大都市圈重要城市、杭州都市圈副中心城市。

近年来，嘉兴市经济的高速发展的同时也出现了一些环境问题，解决好环境问题是经济可持续发展的基本条件和必要条件。研究嘉兴市的环境库兹涅茨曲线，对于厘清嘉兴市工业化过程中经济增长和环境污染之间的关系，从而为环境政策的制定提供参考。

1.2 数据来源

环境库兹涅茨曲线受到多种因素的影响，因此选择合适的测量指标对于科学地衡量当地的社会经济发展和生态环境状况之间的关系显得尤为重要。国际上一般采用GDP 和人均GDP 作为衡量经济发展的宏观指标和微观指标；在环境污染方面，我国一般采用污染物排放（大气污染物排放、污水排放、污染物排放以及噪声污染排放）来衡量[3]。所以相关学者提出利用“三废”的排放量来衡量环境污染的程度。基于此，本文选取嘉兴市1996-2019 年人均GDP 以及工业废水排放量、工业废气排放量和工业固体废物排放量的数据为研究对象；分析数据主要来源于嘉兴统计年鉴。

1.3 嘉兴市经济发展状况

1.3.1 经济状况

数据显示，1996-2019 年嘉兴市人均GDP 呈现持续上升趋势，2019 年比1996 年增长了11.1 倍，且比2018 年也增长了5.93%（图1）。

1.3.2 产业结构

1996-2019 年，嘉兴市不断调整和优化产业结构。第一产业比重持续下降，从1996 年的16.60%下降至2019 年的2.25%；第二产业比重处于波动状态，总体呈现轻微下降的状态，2019 年比1996 年下降了3.38个百分点；第三产业占比逐年上升，2019 年第三产业比重比1996 年上升了16.61 个百分点；到2019 年年末，嘉兴市第一、第二、第三产业的占比分别为2.25%、53.86%和43.89%。总体而言，嘉兴市产业结构还是以第二产业为主体，第三产业逐步增加的产业结构（图2）。

2 嘉兴市环境污染状况

2.1 工业废水排放情况

如图3 所示，1996-2019 年嘉兴市工业废水在排放总量上起落虽然比较明显，但是还是呈现总体上升的趋势。2012 年达到峰值，为23267 万吨，到2019 年，下降为18871.03 万吨，但是比1996 年还是上升了160.61%。

2.2 工业废气排放量

1996-2019 年期间，嘉兴市工业废气排放量呈现总体上升的趋势。其中，在1996-2006 年间工业废弃的排放量持续上升；2007 年到2016 年间呈现波动状态，从2017 起，废气排放量呈现直线上升的状态。与1996 年相比，2019 年的工业废气排放量上升了37.4倍（图3）。

2.3 固体废物排放量

如图3 所示，1996-2019 年之间，嘉兴市固体废物排放量除了2008、2013、2015 和2016 年略有波动外，都呈现稳定上升的趋势。与1996 年相比，2019 年的固废排放量上升了15.5 倍。

3 研究方法及模型建立

3.1 环境库兹涅茨曲线的拟合

在本文的研究中，选取典型的经济指标人均GDP和三个环境污染指标（人均工业废水、人均工业废气和人均一般工业固废排放量）作为数据分析统计的对象（表1）[14][15]。由于不同国家不同地区情况不同，EKC 模型并不是固定一种形式，在研究过程中，一般采用多种形式的回归分析来选取合适的EKC 拟合模型[14][16]。本文根据现有的文献和嘉兴市的经济、环境现状，选取人均GDP 为自变量、工业“三废”作为因变量，选择线性方程（Linear）、一元二次方程（Quadratic）、一元三次（Cubic）、对数方程（logarithmic）分别进行拟合。以上四种拟合方式对应的数学模型为：Y=a+b1X；Y=a+b1X+b2X2；Y=a+b1X+b2X2+b3X3；Y=a+b1lnX。式中，Y 代表环境污染指数，X 代表收入（一般用人均GDP），a 为常数，bk为系数。本文采用EXCEL 和SPASS 软件系统，对嘉兴市1996-2019 年的经济、环境质量数据进行曲线回归模拟，回归曲线的拟合度检验见表1。

表1 嘉兴市人均工业“三废”排放量与人均GDP拟合回归曲线检验

3.2 环境库兹涅茨曲线形态

在不同的条件下，环境库兹涅茨曲线呈现不同的形态。经济发展与环境之间不仅会出现“U”型的关系还会出现“N”型（倒“U”型）、“N”型（倒“N”型）或者同步关系，有时候还会出现同步关系[14]。

本文中，（1）如果b1=b2=b3=0，则表示经济增长不会对环境造成影响；

（2）如果b1＞0，b2=b3=0，则表示经济发展与环境呈现线性正相关关系，即经济发展会引起环境恶化；反之如果b1＜0，b2=b3=0，则表示经济发展不会引起环境恶化；这两种情况下经济发展都与环境状况呈同步的关系；

（3）如果b1＞0，b2＜0，b3=0，则经济发展与环境状况与库兹涅茨曲线吻合，呈现倒“U”型，表示随着经济的发展，环境质量状况会先恶化再逐渐转好；如果b1＜0，b2＞0，b3=0，则经济发展与环境之间的关系与环境库兹涅茨曲线相反，呈现出“U”型曲线，表示经济发展首先使环境质量状况好转而后恶化；

（4）在b1＞0，b2＜0，b3＞0 的情况下，经济增长与环境呈“N”型的关系，表示随着经济的发展环境质量先变好再恶化，当经济持续增长以后，环境质量会再次变好；如果b1＜0，b2＞0，b3＜0，则经济增长和环境质量之间存在倒“N”型的关系，意味着环境质量状况会随着经济的正常先出现恶化而后得以改善，最后再次出现恶化的趋势。

4 拟合结果分析

人均GDP 与工业废气排放量、工业废水排放量、工业固体废物产生量的拟合结果见表1。由表1 可知，这两者之间的四种拟合方程中，三次函数曲线的相关系数R2均最大，F 检验值显示这些指标的回归方程总体上是显著的。其中，工业废水排放量与人均GDP 的关系模型为：y=9E-15x3-6E-09x2+0.0009x+21.919；工业废气排放量与人均GDP 的关系模型为：y=2E-10x3-5E-05x2+3.5227x-17144；工业固废排放量与人均GDP的关系模型为：y=-8E-11x2+2E-05x-0.0431。

4.1 工业废气排放量与人均GDP的拟合结果分析

根据拟合结果可知（图4），工业废气排放量与人均GDP 之间的回归曲线呈现“N”型关系，为倒“U”型[16]和“U”型的复合产物，意味着随着经济的发展工业废气排放量先增加，再减少，当经济持续增长以后，工业废气排放量会再次增加。排放有所下降的EKC 拐点出现在人均GDP 47792 元/人，排放量再次上升的拐点出现在人均GDP 105979 元/人。由表1 可知，1996-2019年之间，当人均GDP 持续增加时，工业废气排放总量的整体趋势是上升的。其中，1996-2007 年间，工业废气排放总量随着人均GDP 的增加而迅速增加，2007年-2014 年间，工业废气排放总量基本保持平衡状态；从2015 年开始，工业废气排放总量又迅速上升。可以看出，嘉兴市在经济高速发展的前期和后期阶段，工业废气污染程度相随而言会较大，在经济发展的中期阶段，工业废气污染程度有所缓和。

整体而言，嘉兴市工业废气和人均GDP 之间的关系主要受到能源结构和产业结构的影响。在2007 年之前，嘉兴市的第二产业比重呈现整体上升的趋势，并且在2006 年达到了峰值，且这段时间嘉兴市燃煤用量的大幅度增加，导致废气排放量的大幅度增加[16]。之后由于产业结构的调整，工业废气排放量处于一个较为平稳的状态；2015 年以后，工业废气排放量呈直线上升，这主要是因为嘉兴市能源结构过于依赖传统能源，特别是原煤用量在2015 年以后大幅增加，导致大气污染的加重。

4.2 工业废水排放量与人均GDP的拟合结果分析

利用四种拟合方法分别对工业废水排放总量和人均GDP 进行了拟合以后发现，三项式曲线模型中R2最大，为0.850。表明指数曲线模型的拟合度最佳，表明嘉兴市人均GDP 与工业废水排放总量之间的回归曲线呈现“N”型关系，关系模型为y=9E-15x3-6E-09x2+0.0009x+21.919。

如图5 所示，1996 年-2019 年之间，工业废水排放量与人均GDP 两者之间呈现N 型曲线左半边特征。收入水平较低时，工业废水随着收入的增加而增加，在2012 年人均GDP 达到86435 元时达到一个峰值，而后随着收入的增加呈现一个波动下降的状态。说明工业废水治理和整治有了较好的效果。从工业废水的排放量来看，2013 年开始，嘉兴市工业废水排放量下降较快，2019 年的人均工业废水排放量较2012年下降了23.2%。并且在2012 年实施了治污水三年行动计划，全面排查、封堵排污口2.3 万个，完成工业污水全入网的任务，累计8864 家企业截污纳管，增加污水入网量40 万吨/日。完成重污染行业整治收官，整治完成喷水织机、纺织印染、热镀锌、纽扣、榨菜、表面处理、木业等9 个特色行业；关停低小散企业1100 多家；截止2019 年底，嘉兴市已经按时建成24 个工业集聚区“污水零直排区”。全面完成33 个入河排污口、16 个入海排污口规范化政治。大大减少了废水污染物的治理和排放。

4.3 工业固体废弃物总量与人均GDP的拟合结果分析

由表2 看出，二次曲线模型和三次曲线模型的拟合度优于线性和对数方程，R2也非常接近，结合拟合结果图形来看，最终将二次曲线方程设为工业固废排放量与人均GDP 的回归方程，拟合方程为y=-8E-11x2+2E-05x-0.0431（如图6 所示）。y=4E-16x3-2E-10x2+3E-05x-0.113。

由图6 可知，从1996 年开始到2019 年，随着人均收入的增加，固废排放量呈快速上升状态。嘉兴市近年来也一直关注固废处置能力的提升，2019 年底，已经建成34 个“五废共治”项目，占总项目数的73.9%，处置能力达到336.81 万吨/每年，按照2019 年固废产生量632.71 万吨来计算的话，可以处置超过一半的固废；2019 年填埋能力为54.2 万吨，生活垃圾已经基本实现产处平衡。随着嘉兴市清废净土政策的继续推行以及“五废共治”项目的建设推进，相信固废曲线不久以后应该会迎来倒“U”型的拐点。

5 结论及建议

本文通过对嘉兴市1996-2019 年期间经济发展与环境污染状况分析，构建了嘉兴市主要环境污染排放物和人均GDP 的回归模型，基于分析模型，得出以下结论：

（1）1996-2019 年期间，嘉兴市GDP 持续上升，2010 年增速最快，达到22.94%。2016 年至今仍然保持着平均9.8%的增长。产业结构也在不断调整，第一产业比重持续下降，第二产业占比稍有下降，变化不大；第三产业比重不断增加，逐渐逼近第二产业的占比量。但是，第二产业仍然是嘉兴市的主导产业；根据钱纳里标准产业结构和工业化阶段理论，嘉兴正处于工业化中级阶段向工业化后期阶段过渡的时期，经济增长是当前社会的重点，并且这种情况将维持很长一段时间，所以第二产业比重较高甚至处于主导地位的情况在短期内是比较难以改变的，因此工业“三废”的污染问题应该是一个较为长期的问题。此外，在能源利用方面，虽然清洁能源的利用率在升高，但是对传统能源的依赖依然比较严重。

（2）嘉兴市工业废气排放量与人均GDP 建立的3次曲线回归模型整体拟合较好，通过F 检验，回归方程显著，呈现典型的N 型曲线的特征。这主要是由于嘉兴市产业机构和能源结构造成。从回归模型来看，嘉兴市工业废气排放的压力依旧很大，特别是“十二五”期间，工业废气排放量呈直线上升。需要继续推进清洁能源的利用；进行产业结构的合理化调整，提高高新技术产业的占比，整治废气污染企业，推进重点废气污染企业的超低排放改造，利用新技术推进工业废气的治理。

（3）嘉兴市工业废水排放量与人均GDP 呈现N 型曲线的左半边特征。在2012 年人均GDP 达到86435元时达到顶峰后，随着人均GDP 增加有所下降。这说明嘉兴市对水污染环境治理控制措施起到了效果；但是为了防止在接下去的时间出现N 型曲线的右半段的恶化趋势，嘉兴市要继续推进产业结构调整升级，严格实施污染控制措施，继续加强污染企业监管，提升污水处理能力，努力使工业废水及相关污染指标呈下降趋势。

（4）嘉兴市工业固废排放量和人均GDP 拟合结果显示二次拟合方程和三次拟合方程的R2及其接近，根据曲线的形状，我们最后选取了二次方程，说明嘉兴市的工业废物从1996 年-2019 年呈现倒“U” 的前半部分，属于快速上升的阶段，相信在产业调整、处理技术的发展、政策的加强等因素下，在不久的将来会迎来下降的拐点。

（5）环境保护治理力度。随着社会的进度和人民群众环境意识的提高，嘉兴市对环境保护的重视与对环境污染的治理也在逐年增加。截止2019 年为止，已经建成了24 个工业集聚区“污水零直排区”。全面完成33 个入河排污口、16 个入海排污口规范化整治。在废气治理方面，实施工业废气治理“十百千”工程，完成VOCS 治理项目105 个、清理整顿“散乱污”企业1050家。在固废处置方面，在全省率先编制形成“1+12”固废处置能力平衡表。2019 年，嘉兴市环境污染治理投资总额61.36 亿元，占全市GDP 的1.14%；工业污染源治理投资41764 万元，占到总的环境污染治理投资的6.8%，且环境保护投入呈逐年增加的趋势。随着环境保护投入机制的建立和完善和环境污染治理技术的发展，相信嘉兴市的环境库兹涅茨曲线将会呈现良性的趋势。

结语

本文通过建立嘉兴市主要环境污染物与经济发展要素的库兹涅茨曲线模型，分析了1996 年-2019 年间嘉兴市经济发展与环境污染的关系，并对可能的趋势作出了预测。环境污染不但与经济发展相关，还与地方产业结构、能源利用结构、人们的环保意识、政府的环境保护投入和政策都息息相关，因此，在以后的经济发展建设中，需要进一步的调整产业、能源结构，提高环境污染治理投入，利用高科技新技术不断提高城市污染物的治理能力，提高人民群众的环保意识，实现经济环境两方面的可持续发展。