环境库兹涅茨曲线理论及研究的批评综论

2010-11-16 06:38钟茂初张学刚
中国人口·资源与环境 2010年2期
关键词:库兹涅环境质量污染物

钟茂初 张学刚,2

(1.南开大学经济研究所天津300071;2.天津商业大经济学院天津300134)

环境库兹涅茨曲线理论及研究的批评综论

钟茂初1张学刚1,2

(1.南开大学经济研究所天津300071;2.天津商业大经济学院天津300134)

在综述国内外有关环境库兹涅茨曲线(EKC)研究文献的基础上,对有关EKC研究存在的问题及对该理论的质疑进行了梳理与总结。现有研究也存在诸多缺陷,主要表现在以下方面:一,模型设定中经济与环境单向性假定以及不同国家同质性假定不符实际;二,对存量外部性以及生态阈值的忽视;三、指标选取随意性以及计量方法存在问题。本文的结论是:第一,不存在适合所有地区、所有污染物的单一关系模式。这种“不同的数据、不同的模型会有不同的结果”现象暗示着环境和收入水平间EKC关系的脆弱性;第二,经济增长与环境之间的关系是复杂的,笼统地把经济发展水平与环境污染程度相关联,是一种从外部考察“经济-环境”系统的“黑箱”方法,这种方法短于深刻性,难以揭示环境污染发生的内在根源与机制;第三,当前学界过于注重讨论EKC形状的及拐点,一定程度上使研究走向了歧途,剖开经济—环境“黑箱”去探寻EKC曲线背后的作用机制才是更重要、更有实际意义的工作,EKC研究还有许多不可回避的探索方向。

经济增长;环境质量;EKC;理论批判

自20世纪90年代初学术界提出环境库兹涅茨曲线(Environment Kuznets Curve,EKC)以来,环境质量与经济增长(收入)之间关系的探讨成为学术界的热点问题。与此同时,部分研究者也对EKC的存在性提出了质疑,从其解释力、政策适用性等方面进行了批判性思考,认为经济发展与环境之间并不存在所谓的倒U曲线,经济增长不可能带来环境问题的弱化或自动解决。本文拟从EKC模型内生缺陷、指标选取、模型解释力,以及政策适用性等角度对这些批判进行了梳理,试图为推进EKC研究的深化提供一些思路。

1 环境库兹涅茨曲线及其理论解释

1.1 环境库兹涅茨曲线的提出

关于EKC假设的最早研究是Grossman2Krueger,Shafik和Panayotou。1991年,Grossman2Krueger对 GEMS的城市大气质量数据做了分析,发现SO2和烟尘符合倒U形曲线关系[1]。1992年,Shafik根据世界银行提供的数据,使用3种不同的方程形式(线性对数,对数平方和对数立方)去拟合各项环境指标与人均G DP的关系[2]。1993年Panayotou借用1955年Kuznets界定的人均收入水平与收入不均等之间的倒U型曲线,首次将这种环境质量与人均收入水平间的关系称为环境库兹涅茨曲线[3](EKC)。EKC揭示出:环境质量,在经济发展初期阶段,随着人均收入水平提高而退化,经济发展到一定阶段,人均收入水平上升到一定程度后,随着人均收入水平提高而改善,即环境质量与人均收入水平呈倒U曲线型关系。

1.2 环境库兹涅茨曲线形成的理论解释

环境库兹涅茨曲线提出后,众多学者从经济结构、市场机制、收入需求弹性、科技水平、国际贸易、和政府政策等视角对EKC形成的动因进行了研究,大大丰富了人们对EKC形成机理的认识。

(1)经济结构。Grossman2Krueger,Panayotou等从经济结构的改变解释EKC现象,他们认为EKC现象是经济规模效应和经济结构自然演进作用的结果[1-2]。具体表现机制为:随着人均收入水平提高,经济规模变得越来越大,需要资源投入越来越多,而产出的提高意味着经济活动副产品——污染的增长,从而使得环境状况恶化,这就是规模效应。与此同时,伴随着经济发展水平提高,经济结构将发生变化,以能源密集型为主的重工业向服务业和技术密集型产业转移,导致环境质量的改善。

(2)市场机制。随着经济发展和市场机制的完善,“资源”和“污染”逐渐被纳入市场体系,原本被外部化的成本逐步转化为内部成本。Thampapillai等学者认为,随着经济增长,许多自然资源开始变得稀缺起来,致使自然资源价格上涨,迫使企业采用少原料消耗的技术来降低成本[4]。同时,经济发展到一定阶段后,市场参与者日益重视环境质量,如银行拒绝给环保不力的企业贷款,公众选择购买绿色企业的产品等,外部对企业施加的压力对维持或改善环境质量起到了重要作用[5]。

(3)需求者偏好变化。随着经济增长,人们对环境质量的需求将迅速上升。这一方面将促使人们增加用于环境保护的预算,如向环境组织捐款,或者选择消费更加环保的产品。另一方面会公众通过选举、游行等形式给执政者施加压力,促使政府采取更为严格的环境保护政策[6]。Manuelli指出,一个经济在变富的过程中,其成员对环境质量的需求量会急剧上升,这些会改变经济增长与环境之间的矛盾关系[7]。O2Sung利用内生经济增长模型证明,当经济个体的效用中环境舒适度对物质消费的边际替代弹性大于1时,经济增长与环境压力之间会出现环境库兹涅茨曲线中环境质量改善的阶段[8]。

(4)国际贸易。Lopez、Copeland2Taylor等从贸易对环境的影响角度讨论EKC。他们认为,污染会通过国际贸易和国际直接投资从高收入国家转移到低收入国家,使发达国家环境质量好转,使之进入倒U曲线的下降段,同时造成发展中国家环境质量进一步恶化,而处于倒U曲线的上升段[9-10]。

(5)科技进步。技术进步产生两方面的影响:一是技术进步提高生产率,改善资源的使用效率,削弱生产对自然与环境的影响;二是随着清洁技术不断开发以及对传统技术的取代,将有效地循环利用资源,降低单位产出的污染排放,两方面的影响都将有助于环境质量的改善[11-12]。

(6)国家政策。一般而言,经济发展水平达到一定程度以后,随着经济增长,政府将加大环境投资并强化环境监管,这将产生改善环境质量的政策效应。据此,一些学者认为,EKC关系下降段的出现,不是收入增加的结果,而是由于政府环境政策的正确实施[13-14]。Torras和Boyce发现一些发展中国家较少考虑政策对环境友好与否,而高效民主的国家更有利于环境友好政策的采纳与实施[15]。

2 关于环境库兹涅茨曲线的理论质疑

EKC理论假说提出后,实证研究不断,结论呈现多样化趋势。一方面,大量学者对不同国家(地区)、不同时期内的数据进行计量研究,论证了经济与环境之间倒U关系存在的结论。另一方面,也有大量研究显示经济-环境之间关系并非呈倒U型,而是出现N型、同步型、U型等多种类型[16],进而对倒U型EKC的认识提出了挑战。而且,这只是挑战的开始——因为此后,越来越多的研究从 EKC模型内生缺陷、计量方法问题、模型解释力等角度对EKC提出了质疑,以下是对这些质疑的简要梳理。

2.1 环境库兹涅茨模型的内生缺陷

EKC的本质是研究经济发展对生态环境的影响。而真实的经济-环境之间的影响关系不是单向性的,经济增长与环境是互动的大系统,经济增长会影响环境质量,环境恶化反过来也会影响经济增长。对此,DeBruyn等学者批评EKC研究中忽略了收入水平变化与环境质量之间的动态关联效应,它直接影响了模型估计的准确性[17]。

再者,在“经济-环境-社会”大系统中,经济并不是影响环境的唯一因素。大系统的其它部分,以外生变量的形式影响“经济-环境”子系统的运行,而且各子系统之间的关系也是互动的。有鉴于此,有学者主张从经济—社会水平上考察经济发展、社会变化与生态系统组成结构与功能之间的相互关系,进而主张将“环境库兹涅茨曲线”拓展为“社会环境库兹涅茨曲线(Society Environment Kuznets Curve,SEKC)”[16]。

2.2 环境库兹涅茨模型的论证缺陷

自从Grossman使用计量工具对经济增长与环境质量的关系进行研究以来,大量的计量模型涌现。这些模型在论证上或多少存在一些缺陷,主要表现以下方面:

2.2.1 模型假定前提的缺陷

(1)模型单向性。如前文所述,经济发展和环境质量之间是一种互动的双向关系,但是,目前多数 EKC研究,都假定只有经济对环境的单向影响,而忽略环境变化对经济增长反作用,这将导致变量内生性偏差(Endogenous Bias)问题。

(2)同质性假定。目前实证检验中EKC曲线上升段的数据来自于发展中国家或后行发展区域,曲线下降段的数据则来自于发达国家或先行发展区域,该方法实际上是将发展中经济体与发达经济体的数据进行简单“拼接”,而忽略了各国(各地区)的经济结构、资源禀赋、政治体制、基础设施等方面的差异,简单地假定所有经济体同质(Isomorphic),这种方法和结论值得怀疑[18]。对此,学者韩玉军在这方面做了颇具启发性的探索,他将考察对象细分为“低工业低收入”、“高工业低收入”、“高工业高收入”和“低工业高收入”四种不同类型,发现这些不同类型国家其经济增长与环境之间的关系表现出极大的差异[19]。

(3)存量外部性问题。环境污染可分为存量与流量污染,流量污染物仅对目前环境产生影响,存量污染物经一段时间累积后在将来对环境产生影响。众所周知,最终影响环境质量的是污染存量,而不是污染流量。当前研究中,主要考察当期污染物(即流量),而忽视前期累积(存量),产生了所谓“存量的外部性”问题[20]。

(4)对生态阈值的忽视。生态系统中,污染存量一旦超过某一限度——这一限度被称为生态阈值(Eco2threshold),自然生态系统将失去自我恢复能力,进而导致系统崩溃。当前EKC研究,很少考虑生态阀值问题[21]。

2.2.2 变量选取的随意性

影响环境的因素不胜枚举,如经济结构(包括投入结构和产出结构)、技术水平、贸易状况、收入的环境需求弹性、国家环境政策等[22]。目前多数EKC研究只有人均收入单一变量,少数模型虽然采用了收入水平附加其它变量来研究EKC,但普遍表现出变量选取的随意性,并未认真考虑所选变量是否重要和完全,导致明显的变量遗漏和变量选取非关键性的问题,结果造成模型不完整和计量偏差[23]。

2.2.3 计量方法问题

(1)依然是前文所述的模型单向性问题。当前绝大多数模型都是单方程的计量模型,这相当于假设环境对经济增长没有反馈作用。这种“只有经济影响环境”的单方向因果关系假定是不合适的,直接导致了估计的不准确。对此,一些学者避开了模型形式问题,如Daniel L采用美国各州的面板数据,采用非参数方法检验EKC[24];彭水军等则尝试构建反映经济增长与环境变化之间的双向反馈机制、包括产出方程与污染方程在内的联立方程组来考察中国是否存在EKC的问题[25]。

(2)截面数据一般都有异质性,当采用截面数据回归时,往往会出现异方差现象。EKC研究中的数据都含有时间序列数据的性质,而时间序列数据常存在自相关问题。而且,在经济领域里,多数变量特别是宏观变量都是非平稳的,只有这些变量间具有协整关系,才能得到正确的回归关系式,否则将能出现虚假回归现象[26]。Perman等对EKC研究中的协整问题进行了探讨,他们对数据和模型分别做了单位根检验和协整性检验,结果发现变量间的协整关系不明确[27]。Kathleen M.利用加拿大数据对人均收入和污染指标进行了单位根检验,结果发现二者都是非平稳的,格兰杰检验和最大特征根检验表明二者不存在协整关系[28]。

2.3 环境库兹涅茨模型的指标问题

EKC考察环境质量与收入水平之间的动态关系,主要涉及收入水平和环境质量指标。其中,收入水平指标一般为人均收入或中值收入。

关于环境质量指标的问题,则更为复杂。首先,在EKC研究领域中,目前还没有一个能够全面、科学地表征环境破坏和资源损耗整体水平的一般性环境指标。在绝大多数情况下人们只能采用各种各样的具体指标如“森林覆盖率”代表环境质量水平的高低,这其实是非常肤浅的,原始森林被完全毁灭后进行“生态建设”而成的人工林,与自然的生态系统是根本无法相提并论。这样,用单一指标表现的环境改善,很难说是真实的“改善”[29]。虽然有些研究中用了复合指标如产出指数(TI)和人文发展指数(HDI),比单一指标前进了一步,但它们还是不能代表全部的环境压力。而且,广义上的环境质量,不仅包括环境污染,还包括生态破坏,如土地沙化、草场退化、毁林、物种灭绝等,而目前对生态破坏与收入之间的关系研究还很少[18]。其次,表征环境破坏指标包括人均污染物排放量、污染物总排放量、污染物排放密度和污染物浓度,它们反映了事物的不同方面,具有不同的含义。例如一些污染严重、人烟稀少的产油国,其CO2排放密度很高,而人均CO2排放量却很少,在这种情况下分别用排放密度指标和人均排放指标去回归EKC,显然会得出不同甚至自相矛盾的结论[16]。例如,韩国学者Jackyu Lim以韩国为样本对经济增长与环境污染的关系实证研究后发现,对于大气污染物SO2浓度与经济增长存在倒U关系,而人均SO2与经济增长则呈现单调递增的关系[30]。Selden利用SO2和CO2的排放量得出大气污染物的转折点远高于Grossman用浓度数据计算得出的转折点。由此可见,对同样的环境数据,由于所选指标不同而可能得到完全不同的结论。这种研究的混乱局面,不仅降低了EKC研究的可信性,同时也会使决策无所适从[31]。

2.4 环境库兹涅茨曲线的形成机理问题

对于EKC形成机理,多数学者是从经济视角来阐释的,也有一些学者从更广泛的社会、政治角度等对EKC的形成机理作了深入研究,这些研究进展主要表现在以下方面:

(1)一些学者对结构效应、收入效应的质疑。首先,产业结构的变化影响的只是一个经济的产出结构,如果消费结构没有发生相应的变化,对环境密集型产品的需求必定要通过进口来满足,这意味着,污染产业和其它资源消耗量高的产业会转移给其他国家,本国环境压力的下降实际上是以他国环境压力的上升为代价的[2]。其次,假定收入的增加会转变人们对环境的态度,至少从目前来看是与现实不符的。一个普遍的现象是,人们收入提高之后更可能选择离开环境恶化的地区,而不是去改善环境。而且,当一种环境物品的消费不具有排他性时,每个经济个体难以形成以可持续方式使用环境资源的意愿,此时对环境质量需求的增加反而会导致环境退化。

(2)也有学者从消费与环境偏好、污染治理规模经济等角度对EKC的形成进行了探索。例如,Jaeger从经济个体偏好变化的角度,假定消费者对清洁环境的需求随着收入增长而提高,得出污染与收入具有倒U型关系的结论[32],Magnani的模型进一步论证了个体偏好如何转变成公共政策[33]。还有一些学者从治理污染的规模经济出发来对EKC进行论证,如Andreoni等的模型显示,污染治理的规模经济性就可保证EKC形成[34]。

(3)还有一些学者从更广泛的社会角度对EKC的形成进行了研究。Magnani、Heerink从环境保护政策与收入分配入手来研究EKC的实现条件[35-36]。Torras和Boyce则指出,在低收入国家,制度因素影响环境库兹涅茨关系,更广泛的知识和更大程度的政治自由及公民权利对环境质量产生积极的影响[15]。还有学者从政府腐败、国家民主程度等角度分析对环境污染的影响[37],López等的模型则也显示腐败是EKC的决定因素之一[38]。

2.5 环境库兹涅茨模型的解释力问题

(1)污染转化问题。经济活动不可避免地排放污染物,并且污染物的结构处在变动之中。Arrow指出,收入上升过程中,一些污染物排放减少,只反映出污染结构的变化,一种污染物排放的减少,往往与其他污染物排放增加并行。发达国家,伴随着环境规制强化和技术创新,单位产出的污染排放下降了,但废物混合体从硫磺、氮氧化物转向了二氧化碳和固体废物,因而总污染排放仍然很大,降低一种污染物的努力会加剧其它污染[39]。

(2)污染转移问题。有研究者认为如果存在污染与收入水平间的EKC关系,很大程度上是国际贸易产生的污染产业分配效应。一些资料表明发达国家生产结构的变化与消费结构的变化并非同步,其污染密集型产品的消费并未同幅度下降。在发达国家强化其环境规制的今天,发展中国家无法象发达国家那样从其他国家进口资源密集型和污染密集型产品,也无法将污染产业转移出去,难以在收入水平提高后改善环境。因此,世界范围的污染并非下降了,只是转移了(Problem Shifting)[40]。同样,当前国内EKC实证研究中,大多是研究大城市环境质量呈现先恶化后改善的关系,其实这种改善只代表考察的区域(城市)局部环境质量的好转,很大程度上只是污染从发达的区域向其它落后地区转移的结果[31]。

3 结 论

就EKC的研究状况,本文作了以上综述,刻画了该研究状况的基本轮廓。由此,或可得出以下几点认识:

第一,就经济增长和环境质量二者关系而言,不存在适合所有地区、所有污染物的单一关系模式,甚至对同一污染物,在同一地区,采用的计量方法或选用指标不同,我们都有可能得到不同的曲线形状。也就是说,环境状况和收入之间是否存在所谓倒U型关系,在很大程度上取决于污染物所在的国家(地区)、污染物类型、指标的选取以及所用的计量经济模型。这种“不同的数据、不同的模型会有不同的结果”现象暗示着环境和收入水平间EKC关系的脆弱性[41]。

当前,国内有关环境EKC的研究仍是热点,有关这方面的研究论文可谓汗牛充栋。遗憾的是这些研究大多“似曾相识”(绝大多数研究都是用时间序列数据进行简单回归,唯一的差别就是所研究的地区不同),鲜有创新。研究结论差异很大甚至互相矛盾。例如,同为南开大学研究者的赵细康和包群,使用大致相同的数据来研究全国的EKC,得出大相径庭的结果;凌亢和王宜虎分别研究南京的EKC,得出的结论却完全相反(表1)。

表1 同类型EKC研究中互相矛盾的结论对照[47]Tab.1 Contradictory results about SO2and industrial Gas in EKC Studies

第二,由于经济发展涉及到人口、经济规模、经济结构、技术水平、贸易、政治体制、政策变化等众多因素。同时,环境质量除了受经济活动直接影响外,还受到公民环境意识、环境教育、消费观念、文化传统等因素的间接影响。这些都表明经济增长与环境之间的关系是非常复杂的,简单地用收入水平去解释环境质量的变化是太过草率的。而且,即使环境质量与经济增长存在某种关系(比如倒U关系),它向我们表明的只是一种既成的事后结果,并没有揭示这种关系背后的作用机制,经济与环境之间的关系依然处于“黑箱”状态。显然,剖开“黑箱”去探寻 EKC曲线背后作用机制才是更重要、更有实践意义的工作,至于EKC到底呈现什么形状不是问题的关键。当前太多的力量集中于研究EKC具体呈现出什么形状而较少放在研究EKC的生成机理上。

第三,显然,EKC假说赖以成立的理论基础,并不是经济增长本身,而是隐含在经济增长过程中的产业结构升级(贸易结构优化)、技术进步(资源利用效率的提高)、政府对环境污染治理力度的加大以及人们环保意识的增强,等等。因此,理论研究和实证研究,如果简单地迷信环境质量的改善是经济增长所内生的结果,就会在实践中依靠粗放式生产方式去追逐更快的经济增长速度,将不仅不能带来环境质量的改善,反倒会由于环境质量的持续恶化阻碍经济的可持续增长。

第四,研究经济-环境的影响关系,有许多不可回避的研究方向,如:局部环境质量的好转是由于环境影响因素从发达区域向其它区域转移而实现的,EKC研究如何去考察这些转移?污染存量一旦超过生态阈值,将导致自然生态系统不可恢复的状态,各种因素的环境影响不是线性的,而是递增的(越接近生态阈值其边际环境影响越大),EKC研究如何去评判这样的经济行为及其环境影响后果?经济活动中的环境影响因素是动态变动的(一种污染物的减少可能意味着其它污染物的增加),EKC研究如何去考察这些因素的关联变动?EKC研究必须综合多种环境影响因素来考察经济-环境关系(取代单一因素考察),如何将各种因素的影响转化为可加总?EKC研究如何考察环境影响因素的存量及其影响(而不是流量的影响)?EKC实证研究方法上,在计量经济学方法之外如何有所突破(计量经济学方法显然不是适合整个领域的各种研究问题的)?

总之,我们认为笼统地把经济发展水平与环境污染程度相关联,是一种从外部考察“经济-环境”系统的“黑箱”(black box)方法,这种方法短于深刻性,难以揭示环境污染发生的内在根源与机制。犹如人们在对“索罗剩余”的不断探寻中深化了对经济增长的认识,并导出了新经济增长理论一样,可以预计,随着人们对“环境库兹涅茨曲线之谜”探讨的深入,经济-环境系统的“黑箱”将会逐步明朗化。

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Summary about the Critique of Environmental Kuznets Curve

ZHONG Mao2chu1ZHANG Xue2gang1,2
(1.Institute of Economics,Nankai University,Tianjin 300071,China;2.School of Economics,Tianjin Commerce University,Tianjin 300134,China)

On the basisof studying the literature about environmental Kuznets curves(EKC),authors summarize the critiques about EKC,and think those researches have flaws as follows:first,the unreasonable assumption of the bilateral relation between economic and environment,and the isomorphic assumption about the different countries,second,the neglecting about the eco2threshold and the stock externality problems,third,the arbitrary choosing of index,and the endogenous bias in econometric method.This article draws such conclusions:1)there is no the stable relation between economic and environment,which means the EKC is fragile.2)The relation between economic deveiopment and environmental quality is so complicated that only using the sole income index to infer environment quality is“black box”method,which ddeemsmed to be incredible.3)The tendency of sparing all efforts on quarreling about the shapes and speculating the transition points leads the research go astray,and hence should be halted.More inevitable researches are required to be explored in the studies of EKC.

economic development;environmental quality;EKC theory critique

X22

A

1002-2104(2010)02-0062-06

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.02.011

2009-08-23

钟茂初,教授,博导,主要研究方向为可持续发展、产业经济学。

张学刚,博士生,讲师,主要研究方向为可持续发展理论与方法。

(编辑:王爱萍)

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