上海市经济增长与工业污染关系研究——基于环境库兹涅茨曲线假说

常 宁,李 娜

(上海财经大学统计与管理学院,上海200433)

一、引 言

随着科学技术的进步,人类的生产力水平不断增加,改造自然的能力空前扩大,不仅从自然界掠取越来越多的资源,而且向自然界排放越来越多的废弃物,导致资源枯竭,环境污染,生态破坏等现象日益严重。严峻的资源与环境问题唤醒了人类,使人们在注重发展经济的同时也开始关心赖以生存的环境,开始致力于经济增长和环境污染关系的研究。1992年 Grossman和 Krueger对多个国家和地区的空气污染物和水污染物的变动情况进行了研究。他们发现大多数污染物的变动趋势与人均国民收入的变动趋势间呈倒U型的关系,进而提出了环境库兹涅茨曲线(Environmental Kuznets Curve,简称EKC)假说。该假说认为,经济增长与一些环境污染指标之间的关系不是单纯的负相关或正相关,而是呈现倒U型曲线的关系,即环境质量随经济增长先恶化后改善。当经济发展处于低水平时,环境污染的程度处于较低水平;当经济增长加速时,资源消耗速率开始超过再生速率,产生的废弃物数量也随之迅速增长,环境质量呈现不断恶化的趋势;但当经济发展到更高水平时,经济结构的良性转变,人们环保意识的提高,更先进的技术和更多的环境投资,使环境恶化现象逐渐减缓,并开始出现改善的趋势。

基于环境库兹涅茨曲线假说,本文首先用上海市1981-2007年的历史数据,分析经济增长与工业污染之间的关系,即检验各污染物排放量与经济增长之间是否存在倒U型的曲线;然后通过因素分解法,试图找出上海市经济发展中影响工业污染的主导因素;最后在上述分析的基础上,对上海经济与环境的协调发展提出一些政策建议。

二、国内外相关文献综述

EKC假说一经提出,它的研究便在全球范围内展开,成为20世纪90年代以来关于环境和经济发展的讨论中最热门的话题之一,国内外大量的研究取得了丰硕的成果。但由于所选择的研究对象、数据类型与计量方法的不同,EKC假说是否成立至今尚无定论。

(一)国外研究文献综述

西方学者对环境库兹涅茨曲线的研究较为领先,一些代表性文献简述如表1:

表1 国外学者对环境质量与经济增长关系实证研究一栏表

可以看出,国外对于环境质量与经济增长的实证研究有以下三个特点:第一,多数文献都选用了面板数据;第二,多数研究都证明了倒U型曲线的存在;第三,大部分学者侧重于研究空气质量和水环境质量与经济增长之间的关系,或者单独研究某一污染物与经济增长的关系,少数学者涉及到了生态环境与经济增长的关系,并得到了倒U型曲线的结论。

(二)国内研究文献综述

我国关于环境库兹涅茨曲线的研究起步较晚,但进展很快,一些代表性成果见表2:

表2 国内学者对环境质量与经济增长关系实证研究一栏表

可以看出,国内有关环境质量与经济增长关系的实证研究,主要有以下两个特点:一是多数学者都是采用某一特定地区的时间序列数据进行研究;二是多数研究都没有得出我国环境质量与经济增长之间呈现倒U型曲线关系的结果,而是呈现出各种形状。

EKC假说的不同研究结论值得进一步深思,但其拐点的涵义提醒我们,该假说有一个适用条件,即经济发展到了较高的水平。基于这个原因,本文选择上海市为研究对象。改革开放以来,上海经济取得了巨大的发展成就。自1992年以来,上海市 GDP增长率连续16年维持在10%以上;2008年上海市人均 GDP突破了1万美元 ,按照联合国衡量一个国家财富水平的标准,已达到了中等发达经济体水平。但是,社会经济的快速发展,同样也使上海面对着巨大的环境压力,因此,探寻上海经济增长与工业污染之间的关系,进而规划一条经济与环境协调发展的路径便成为迫在眉睫的问题。

三、上海市环境库兹涅茨曲线假说的检验

(一)统计指标的选取

基于环境库兹涅茨曲线假说,本文选择人均GDP作为衡量经济增长的指标。考虑到近年来工业污染是导致各国环境质量恶化的最主要因素以及数据的可获取性,本文仍然采用工业“三废”排放量来表征环境质量水平。

(二)计量模型的建立

综观国内外已有文献,为研究经济发展与环境质量之间的关系,可以建立以下四种模型:

其中:X表示人均GDP;Yi表示污染水平(i=1,2,3,4,5),其中,Y1为工业废水排放量, Y2为工业COD排放量,Y3为工业二氧化硫排放量,Y4为工业粉尘排放量,Y5为工业固体废物产生量,ε为误差项。

(三)上海市环境库兹涅茨曲线假说的检验

本文从《中国环境统计资料汇编》和《上海统计年鉴》中取得了上海市1981—2007年相关经济指标和环境指标的数据①。在散点图分析的基础上,结合消除时间序列数据波动性需求,初步选定对数线性和对数二次模型。借助统计软件EView s5.0进行实证分析,结果如下。

1.工业废水排放量

表3 上海市工业废水排放量模型估计结果

表3表明,采用广义最小二乘法(GLS)估计的对数二次模型较好。拟合曲线在样本期间近似为倒U型,估算的工业废水排放量拐点对应的人均GDP为5389元,即在1988—1989年期间工业废水排放量达到最大,目前已处于下降阶段。

2.工业废水COD排放量

表4 上海市工业废水COD排放量模型估计结果

表4中,采用普通最小二乘法估计的对数二次模型较好。拟合曲线在样本期间也近似为倒U型,估算的工业废水COD排放量拐点对应的人均 GDP为3 669元,即在1984—1985年期间COD排放量达到最大,目前已处于下降阶段。

3.工业二氧化硫排放量

表5 上海市工业二氧化硫排放量模型估计结果

表5中,采用OLS估计的对数二次模型存在1阶序列相关,用GLS估计的对数二次模型未能通过显著性t检验和F检验。从统计角度来看,上海市的工业二氧化硫排放量与经济增长在样本区间内没有显著的相关性。

4.工业粉尘排放量

表6 上海市工业粉尘排放量模型估计结果

表6表明,采用GLS估计的对数二次模型较好。拟合曲线在样本期间近似为倒U型,估算的工业粉尘排放量拐点对应的人均 GDP为5 177元,其排放量在1988—1989年期间达到最大,目前已处于下降阶段。

5.工业固体废物产生量

表7 上海市工业固体废物产生量模型估计结果

表7表明,采用GLS估计的对数线性模型较好。在样本期间,两者之间的关系近似一条直线。随着人均GDP的增加,工业固体废物的产生量也会增加,即上海市工业固体废物产生量与经济增长之间不存在倒U型曲线。

四、上海市经济发展与工业污染关系的成因分析

前述分析确定了上海市的经济发展与多数工业污染物之间存在规律性的关系,接下来采用因素分解法探寻规律性关系背后的成因。基于对经济发展中污染物产生机理的定性认识,本文选择了经济总量(GDP)、产业结构(工业增加值/GDP)和污染物排放强度(工业污染物排放量/工业增加值)三个影响因素对排放量进行分析。采用拉氏因素分解法,可将工业污染物排放量写成:

用Y表示工业污染物排放量,G表示上海市GDP总量,P表示工业增加值占上海市GDP的比重,用E表示污染物排放强度,则

其中,ΔYG代表经济总量的影响,ΔYP代表产业结构的影响,ΔYE代表污染强度(或技术)的影响,r为残差项。由于篇幅所限,因素分解的绝对和相对变动数据从略,文中只给出因素分解图形②。

(一)工业废水排放量

以1989年(拐点)为分界点,分别作其前后时段的因素分解,结果见图1和图2。

图1 1981-1988年废水排放量的因素分解 图2 1989-2007年废水排放量的因素分解注:时段1代表1981-1982年,时段2代表1982-1983年,以此类推(下同)。

图形表明:1981—1987年间,经济总量增长率(以1981年可比价计算)为8.82%,工业废水排放强度每年平均减少7.47%,而产业结构每年仅调整0.56%,因此这段时间内经济总量因素对排放量增长的影响是主要的。1989年以后致使排放量减少的主导因素是工业废水排放强度的降低(每年减少15.7%),而产业结构每年仅调整0.16%,影响相对较小。

(二)工业废水COD排放量

由于1986年前的COD排放量数据无法取得,所以只对其后的数据变化做因素分解,见图3。

COD排放量在1986年以后呈现逐年下降的趋势,从图3可以看出,COD排放量的减少几乎都由排放强度的降低所导致的。样本期间,以不变价计算的GDP年均增长率为11.1%,这一因素导致了排放量的增加;而工业废水COD排放强度每年平均减少18.6%,所以技术因素的主导性作用使COD排放量总体上呈现下降的趋势。

图3 1986-2007年COD排放量的因素分解

(三)工业粉尘排放量

以1989年(拐点)为分界点,分别作其前后时段的因素分解,如图4和图5所示。

图4 1981-1988年粉尘排放量的因素分解 图5 1989-2007年粉尘排放量的因素分解

可以看出,1981-1988年间,GDP年均增长8.82%,排放强度年均减少8.6%,产业结构平均每年调整0.57%,导致工业粉尘排放量增加的主要因素是经济总量的增加;1989-2007年间GDP年均增长11.8%,工业粉尘排放强度年均减少20.7%,产业结构平均每年调整0.163%;显然对工业粉尘排放量减少贡献最大的是排放强度的降低。

(四)工业固体废物排放量

图6 1981-2007年固体废物产生量的因素分解

如图6所示,工业固体废弃物的增长主要是经济总量增加导致的,而排放强度与产业结构两个因素都导致了固体废弃物排放的减少。1981-2007年间,GDP年均增长10.6%,工业固体废物排放强度年均减少5.3%,产业结构年均调整0.07%。因此,经济总量是导致固体废弃物排放增加的最主要因素。

五、政策建议

近30年来上海市的经济增长与部分工业污染之间呈现出了一些协调发展的迹象,但完全实现两者的良性耦合,还有很长的路要走。对此,本文提出以下三点政策建议:

第一,优化上海市产业结构,挖掘工业污染物减排潜力。

研究表明,当前上海市产业结构的变动对工业污染物排放量的降低起到了一定的积极作用,但影响还十分有限。因此,在经济发展中通过进一步深化产业结构调整,来减轻环境污染的压力,还有很大的潜力和空间。一方面,上海应该积极加快旧设备的更新换代能力和速度,推行工业低排放的清洁生产,走新型工业化道路;另一方面,在上海市的工业发展中要重视重工业与第二产业中的其他部门的协调,以及第二产业与其他产业之间的协调。

第二,扩大科研与环保投资,以科技推动工业污染物减排进程。

从长远来看,依靠技术进步,降低能耗水平、提高资源利用效率始终是减轻环境污染的治本之策。对于技术进步,上海一是要加强科技创新能力建设,充分挖掘科技潜在能力;二是在立足自主研发的基础上,通过引进消化吸收,努力掌握环保核心技术和关键技术,提高本市环保产品的生产能力。

第三,树立绿色国际大都市形象,广泛开展国际环境合作与交流。

作为充满经济活力、正处于工业化和现代化进程中的国际大都市,无论在经济方面还是生态方面,上海都是国际舞台上的一个重要角色。因此,上海既要顺应经济全球化和环境问题国际化的新形势,全方位开展国际环境合作与交流,积极参加国际环境公约和相关项目合作,又要借鉴国际环境保护和生态建设的有益经验和做法,树立绿色都市形象,增强其国际竞争力。

注释:

①由于资料所限,工业废水COD排放量缺少了1981-1985年的数据。

②影响因素为负值表示对污染物排放量变动的影响是积极的,即减少排放量;正值表示对变动的影响是消极的,即增加排放量。

[1]Grossman G.M,Kreuger A.B.Environmental impacts of a North American free trade agreement[Z]. NBERWorking Paper 1992,No.3914.

[2]Grossman G.M,Krueger A.B.Economic Grow th and the Environment[J].The Quarterly Journal of E-conom ics,1995(5):353-377.

[3]Shafik N,Bandyopadhyay S.Economic Grow th and Environmental Quality:Time Seriesand Cross-country Evidence[Z].Wo rld Bank Working Paper,1992.

[4]Selden T.M,Song D.Environmental quality and development:Is there a Kuznets Curve for air pollution emissions[J].Journal of Environmental Economics and Management,1994(2):147-162.

[5]Panayotou T.Empirical tests and policy analysisof environment degradation at different stagesof economic development[A].Technology and Emp loyment Programme Wo rking Paper,WP238.

[6]Angela Canas,Paulo Ferrao.A new environmental Kuznets Curve relationship between directmaterial input and income per capita[J].Ecological Economies,2003(46):217-229.

[7]Van Lantz.Is there an Environmental Kuznets Curve fo r Clear Cutting in Canadian Fo rests[J].Journal of Forest Economic,2002(81):199-212.

[8]杨凯,叶茂,徐启新.上海市城市废弃物增长的环境库兹涅茨特征研究[J].地理研究,2003,(1):60-66.

[9]肖彦,王金叶.广西环境库兹涅茨曲线研究[J].西北林学院学报.2006,(4):9-12.

[10]肖蓉蓉.湖南省经济发展与环境污染关系研究[D]:[硕士学位论文].湖南:湖南大学,2007.

[11]孙可.天津市环境库兹涅茨曲线的实证研究[D]:[硕士学位论文].天津:天津师范大学,2008.

[12]王伟.陕西环境质量与经济增长关系的实证研究[D]:[硕士学位论文].西北大学,2008.

[13]宋涛,郑挺国,佟连军.基于面板协整的环境库茨涅兹曲线的检验与分析[J].中国环境科学,2007,(4): 572-576.

[14]实施“中国21世纪议程”上海领导小组.中国21世纪议程——上海行动计划[M].上海:译文出版社, 1999:13-65.

[15]上海市统计局.上海统计年鉴[M].2008.

[16]齐志新,陈文颖.结构调整还是技术进步?——改革开放后我国能源效率提高的因素分析[J],上海经济研究,2006:8-16.

[17]彭秀丽,陈柏福.新循环经济的“绿色效率”及其实现机制[J].湖南师范大学社会科学学报,2008,(1).