环境库兹涅茨曲线与“十一五”约束性指标——基于中国省际面板数据的实证分析

郑恒、董波

(1浙江财经学院、2浙江省发展规划研究院，浙江 杭州 310018、310012)

环境库兹涅茨曲线与“十一五”约束性指标
——基于中国省际面板数据的实证分析

郑恒1、董波2

(1浙江财经学院、2浙江省发展规划研究院，浙江 杭州 310018、310012)

本文利用省际面板数据对我国“十一五”期间环境库兹涅茨曲线进行验证，并对产业结构调整、污染治理成效等因素进行分析，提出从减排效果来看，工业内部转型升级比三次产业间结构调整更显著，而清洁技术和减排设施的运用是关键。

环境库兹涅茨曲线；约束性指标；面板数据

一、引 言

1993年，Panayotou首次提出了环境库兹涅茨曲线（EKC）的概念，用于描述环境污染和经济增长的倒U型关系，此后，国内外学者纷纷展开相应的实证研究。改革开放30多年来，中国经济快速增长，2010年国内生产总值（GDP）达到6.04万亿美元，超越日本成为世界第二大经济体。但伴随经济高速增长的，是巨大的环境代价，世界银行统计表明，中国每年空气和水污染造成的经济损失相当于当年GDP的8%-12%。2006年美国耶鲁大学、哥伦比亚大学和欧盟委员会联合研究中心首次发布的世界环境绩效排名（EPI）中，中国在133个国家或地区里位居第94位。意识到环境问题的紧迫性，中国在“十一五”规划纲要中明确提出了有关环境维护的约束性指标，其具有法律效力，并分解落实到各省市区，具体如单位GDP能耗降低20%左右、单位工业增加值用水量降低30%、主要污染物排放总量减少10%、森林覆盖率达到20%等。“十一五”规划中约束性指标的制定和实施，倒逼各地采取多种措施加大节能减排力度，也对中国EKC演进路径产生了影响。

本文在EKC假设的基础上，分析经济增长是通过哪些传导机制作用到环境并产生正面的改善作用，利用“十一五”有关数据进行计量分析，研究中国实施约束性指标这一污染控制手段后对EKC带来的现实影响，同时将经济增长促进环境改善的各因素纳入计量分析，分析“十一五”期间哪些减排措施发挥了较大作用，以便对“十二五”时期的节能减排工作提出针对性的建议。

二、污染排放与经济增长倒U型关系的理论解释

《世界发展报告1992》（IBRD，1992）指出：“经济规模的扩张不可避免地会损害环境的观点，是建立在对技术、偏好和环境投资的静态假定基础上的”。如果用简单的数理模型表示，某种污染物的人均排放量为s，人均收入为y，那么这个观点可表达为：

其中α系数为常数，因此随着人均收入的持续增长，环境污染将相应快速增长。然而在现实经济世界中，经验表明，由于经济增长带来的弹性效应、结构效应和技术效应，会使污染排放系数逐渐变小，用公式表示，即α系数本身也是y的线性负相关函数：

这种负相关性，主要以三种效应进行传导并产生影响的：一是收入弹性效应。随着经济持续增长人们收入不断提高，在消费者效用函数中物质财富的边际效应递减，环境质量的边际效应逐渐增强。当环境质量需求的收入弹性大于1时，人们将为了改善环境质量而放弃经济增长。表现在现实世界就是当地民众开始要求关停污染企业，抵制企业排污，甚至爆发环保问题的群体性事件，最终影响地方政府在生态环境和经济增长间权衡决策。二是结构升级效应。结构效应体现在两个方面：一方面是第一、第二、第三产业间的产业结构调整，随着经济增长，产业结构将会从以污染排放较少的农业经济为主，转为环境污染严重的工业经济为主，最后又调整为以污染排放较少的服务业经济为主；另一方面是工业内部的结构升级，从原来的高污染、高能耗、高排放的制造业转型升级为资源消耗低、环境污染少的先进制造业。三是技术进步效应。这种效应主要体现在两个方面：一方面是随着经济持续增长，使得生产技术的进步成为可能，清洁技术、循环经济等应用使得同类产业单位产值所产生的污染大大降低；另一方面是治理污染的科研投入持续增多，环境技术日新月异，使得污染“末端治理”的强度和成效大大提高。

以上三种效应使得α系数成为y的线性负相关函数，将公示②带入公式①，S和y的关系即为：

由公式③可知，人均污染排放s和人均收入y将呈倒U型。

三、对“十一五”环境约束性指标的库兹涅茨曲线检验

（一）变量选取和处理

检验EKC，首先确定环境污染、经济增长，以及经济增长对环境污染影响因素等变量的选取。

1.环境污染指标：“十一五”规划纲要中确定了“全国主要污染物排放总量减少10%”这一约束性指标，其中“主要污染物”指化学需氧量（COD）和二氧化硫（SO）。考虑到

2SO2作为主要由工业生产导致的重要空气污染物，自上世纪70年代就受到严格监测，排放量的申报和核定计算方法更为严密，相比其他污染物指标更具统计连续性和准确性。因此本文选取人均SO排放量作为环境污染变量。

2.经济增长指标：选取人均GDP作为经济增长变量，并通过GDP平减指数处理，采用以2000年为基期价格计算的不变价人均GDP。

3.产业结构调整指标：以工业增加值占GDP的比重来表现产业结构调整带来的效应，反映工业规模对污染排放量的影响。

4.产业内部升级指标：用污染密集行业（PIIs）占工业总产值的比重，表现产业内部优化升级带来的影响效应。污染密集行业是指生产过程中如果不加以治理，就会直接或间接产生大量污染物的行业。可从排污总量和单位产值排污量两个维度来衡量，从2010年统计数据来看，中国工业行业中SO2排放总量和单位产值SO2排放量排名都处于前十的共有7个行业：电力、热力的生产和供应业，黑色金属冶炼及压延加工业，非金属矿物制品业，化学原料及化学制品制造业，有色金属冶炼及压延加工业，石油加工、炼焦及核燃料加工业，造纸及纸制品业。本文以7个行业的工业产值加总占工业总产值比重作为产业内部升级指标，指标越小，说明工业内部优化越成功。

5.污染治理成效指标：以污染物去除量在初始排放量中的占比，作为反映污染治理成效的指标，以此间接反映经济增长的收入弹性效应、技术进步效应在环境污染治理中取得的成效。具体计算方法为：工业二氧化硫去除量/（工业二氧化硫排放量+工业二氧化硫去除量）×100%。

（二）样本选择和计量模型

由于EKC的拐点往往出现在经济增长达到较高水平，如Grossman & Krueger（1991）的研究证明SO2的EKC拐点在人均4772-5965美元。因此在对EKC的研究中经济增长指标必须具有较大区间跨度，以便完整反映出倒U型轨迹。2010年中国人均GDP尚不足4500美元，以全国数据进行时间序列分析无法真实表现EKC的轨迹。但中国区域经济发展极不平衡，发达省市如北京、天津、上海，2010年人均GDP已达到10000美元以上，因此本文样本采用中国31个省、市和自治区的面板数据，以更好地分析检验EKC的倒U型特征。在时间跨度上，本文以“十一五”规划期间2006-2010年的数据，验证实施约束性指标下EKC的轨迹及各因素作用力大小，以此分析我国实施约束性指标这一污染控制手段的实际成效及传导作用机制。

本文EKC模型采用二次多项式模型，并纳入产业结构调整、内部升级、污染治理等三个指标，作为对经济增长的结构升级效应、收入弹性效应和技术进步效应的测算。模型设定为：

其中下标i代表各地区的不同省份，t为时间变量。sit为i省份在第t年的SO2人均排放量；yit为i省份在第t年的人均GDP；Git为i省份在第t年的产业结构调整指标（当年该省工业增加值占GDP的比重）；Wit为i省份在第t年的产业内部升级指标（当年该省7个污染密集行业的工业产值加总占该省工业总产值的比重）；Zit为i省份在第t年的污染治理成效指标（工业二氧化硫去除量/（工业二氧化硫排放量+工业二氧化硫去除量）× 100%）；θt为年度虚拟变量，主要代表经济增长以外随时间变化的因素影响，如价格变动、环保意识等；γi为省份虚拟变量，反映省际间由于地位位置、资源禀赋、地方政策等导致的持续存在的差异；εit则是与时间和地区都无关的随机扰动项。

（三）实证结果

根据《中国统计年鉴》（2006-2011）、《中国工业经济统计年鉴》（2006-2011）上的各省数据进行整理，将31个省、市和自治区的5年数据纳入模型进行计量检验。首先经豪斯曼检验，确定建立个体固定影响回归模型，再通过F检验确定采用变截距模型固定影响回归模型，得出如下回归方程：

调整R2=0.9954 F=640.0949 DW=1.2388

从回归方程来看，中国地区经济增长与污染排放呈现倒U型形态，符合EKC假设。根据该模型对计量样本的估计参数，EKC在人均GDP达到22700元（2000年价格）时接近拐点，开始步入SO2人均排放随经济增长逐步下降的良性阶段。以该经济增长水平为标准，在31个省市区中，2010年已越过EKC拐点的有上海、天津、北京、江苏、浙江、辽宁、福建、广东、山东、内蒙古、黑龙江、湖北共12个省市，而吉林和河北也已非常接近EKC拐点。

对经济增长促进环境改善的各因素分析来看，也完全符合预期。工业占GDP比重和污染密集行业占工业总产值比重的提高，均会导致人均SO2排放的加大，而污染治理成效的提高将大大减低污染排放水平。但从显著性来看，污染密集行业占比、污染治理成效与污染排放的相关性要远大于工业占比与污染排放的相关性。从样本估计系数来看，工业占比每增加一个百分点，人均SO2排放将增加0.01公斤；污染密集行业占比每增加一个百分点，人均SO2排放将增加0.21公斤；污染治理成效比例每增加一个百分点，人均SO2排放将减少0.14公斤。

四、结论与启示

本文通过对“十一五”时期31个省份的SO2排放数据进行面板分析，可看到污染排放和经济增长确实符合环境库兹涅茨曲线的演进轨迹。从 “十一五”规划中减排约束性指标的实施情况来看，其成效是显著的。至2009年底，全国SO2排放量已累计较2005年下降13.14%，提前一年完成了规划确定的约束性指标。而从省际面板数据分析，全省31个省市区中，至“十一五”末已有12个省市区跨过环境库兹涅茨曲线拐点，开始进入到生态环境逐渐改善的发展阶段。通过对省际数据分析，还可得到如下启示：

一是将减排等约束性指标分解落实到各省份时，要充分考虑到各地区所处发展阶段的不同。环境库兹涅茨曲线显示，不同的经济发展水平推动环境质量改变的内在动力是不同的，进行减排的空间和余量也各不相同。一般而言，对处在环境库兹涅茨曲线拐点左侧下半段的地区，下达的减排约束性指标不宜过重，其正处于工业化加快阶段，区域经济刚要起飞，应避免过严的环境管控以挫伤地区经济活力。对处在环境库兹涅茨曲线拐点右侧下半段的地区，下达的减排约束性指标也不宜过重，因为其已拥有降低污染的内在动力，环境质量已在稳步改善，继续大幅减排的空间和余量不多。而对正处在环境库兹涅茨曲线拐点附近的地区，应相对加重减排约束性指标的分解任务，因其正处于环境继续恶化还是稳步改善的转折关头，污染排放总量也正处于最高峰，加强环境管控力度后减排效果将是最佳。

二是从减少SO排放污染来看，工业内部的转型升级，比三次产业间的结构调整效果更为显著。“十一五”期间省际面板数据的回归检验已经证明了这一论点，这对今后的减排工作具有较强的指导意义。目前我国正处于工业化中期，考虑到我国巨大的经济体量和人口总量，各地加快实现以服务业为主的高级化产业结构尚不现实。因此可以通过工业内部的转型升级，发展先进制造业，降低污染密集行业比重，这对改善环境质量而言更可行也更有效。

三是清洁技术和减排设施的投入运用，是当前降低SO2排放的关键。“十一五”时期为减少SO2排放总量，采取了加快和强化脱硫设施建设与运行监管、重点污染行业推行清洁生产、发展循环经济、推行降耗减污技术等措施取得了显著效果。“十一五”期间各省污染治理成效指标均提高了20多个百分点，污染“末端治理”的强度和成效得到极大提高。从2010年数据来看，各省份之间还存在较大的差异，如安徽、江西、海南、贵州、云南、甘肃等地该项指标已超过70%，而吉林、黑龙江、四川、西藏、青海、新疆等地该指标尚不到50%，说明进一步推广清洁技术和减排设施建设投入尚有空间和潜力，各省区间污染治理的力度和成效不一，也为今后实施排污权交易等方式提供了可能。

[1]Grossman, G.M. and A.B. Krueger. 1991. “Environmental impacts of the North American Free Trade Agreement.” NBER Working Paper 3914.

[2]Selden, T., Song, D., 1994. Environmental quality and development: is there a Kuznets Curve for air pollution emissions? Journal of Environmental Economics and Management 27, 147-162.

[3]马树才,李国柱．中国经济增长与环境污染关系的Kuznets曲线[J]．统计研究，2006年第8期．

[4]张红凤，周峰，杨慧，郭庆．环境保护与经济发展双赢的规制绩效实证分析[J]．经济研究，2009年第3期．

[5]方行明，刘天伦．中国经济增长与环境污染关系新探[J]．经济学家，2011年第2期．

（责任编辑：张巧燕）

10.3969/j.issn.1674-8905.2012.06.010