剧烈人类活动区经济发展与环境污染水平关系——以广东省东莞市为例

陈玲玲，陈晓宏*，张云，丁华龙，陈珍，黄兢

1. 中山大学 水资源与环境研究中心，广东 广州 510275；2. 华南地区水循环和水安全广东普通高校重点实验室，广东 广州 510275

剧烈人类活动区经济发展与环境污染水平关系
——以广东省东莞市为例

陈玲玲1,2，陈晓宏1,2*，张云1,2，丁华龙1,2，陈珍1,2，黄兢1,2

1. 中山大学 水资源与环境研究中心，广东 广州 510275；2. 华南地区水循环和水安全广东普通高校重点实验室，广东 广州 510275

近年来，经济发展与环境污染之间的关系成了社会经济发展的热点问题。本研究选取东莞市1990—2010年经济与环境数据，探究环境库兹涅茨曲线演替轨迹，得出研究时段内东莞市环境库兹涅茨曲线大体呈“倒U型”特征，其中“倒U型”峰值大约出现在2007年人均GDP为4.51万元时；工业废水、工业废气以及工业废渣排放量3项指标的环境库兹涅茨曲线，分别呈现弱的“倒U型”、“倒U型上升阶段”、“倒U型+倒U型上升阶段”特征。结果表明，东莞市环境库兹涅茨曲线特征与污染物排放量、产业结构、环保政策及投资等有较为密切的关系。结论建议：东莞市可以通过调整产业结构、加大环境保护投资力度等措施促进经济转型，加速“倒U型”曲线后半段的形成。

生态环境；社会经济；环境库兹涅茨曲线；环境污染；经济转型；东莞市

环境库兹涅茨曲线（Environmental Kuznets Curve，EKC）由Panayotou于1997首次提出，他认为经济增长和环境污染之间呈“倒U型”的关系，即在经济发展初期，环境质量下降，但是经济发展超过某一临界值后，环境质量会逐步改善（Panayotou，1997）。国内外在该方面开展了大量的研究，很多研究得到了环境库兹涅茨曲线呈“倒U型”的结果，比如Shun等（Shun等，2002）发现日本二氧化硫浓度与人均GDP增长存在“倒U型”关系；Ahmed等（Ahmed和Long，2012）发现巴基斯坦CO2排放量和经济增长之间存在“倒U型”关系；张晓（张晓，1999）首次发现全国人均GDP与大气污染呈较弱的“倒U型”曲线关系；周静等（周静和杨桂山，2007）发现江苏省1997—2004年工业废水与人均GDP呈“ 倒U型”曲线关系。然而一些研究表明环境库兹涅茨曲线不一定是“倒U形”（洪阳和栾胜基，1999）。Kaufmann等（Kaufmann等，1998）发现SO2浓度与收入呈U型关系；Saboori等（Saboori和Sulaiman，2013）发现马来西亚经济发展与综合环境污染指标不存在“倒U型”曲线特征；黄一绥等（黄一绥等，2010）发现福建省工业废水和工业SO2排放曲线呈“U+倒U”形特征；陈汉林等（陈汉林和刘莉等，2013）发现湖北省经济增长与CO2排放量之间呈递增趋势。环境库兹涅茨曲线的“倒U型”演变规律是客观存在的，但受到其他因素影响，“倒U型”可能呈现其他曲线形式。目前我国整体污染水平仍处于持续上升阶段，只有东部沿海地区的少数城市真正出现“倒U型”曲线特征（洪阳和栾胜基，1999）。

地处我国南方珠江三角洲区域内的东莞市有“世界工厂”和“广东四小虎”之称，20世纪90年代以来，以制造业为支柱产业得到快速发展，但同时生态环境问题也日趋严重。因此，对其经济发展与环境污染之间关系的研究具有重要的现实意义。本文以东莞市为例，采用环境经济方面的基础数据，得出环境库兹涅茨曲线演替轨迹，并深入分析轨迹特征，以此为剧烈人类活动区域的经济与环境的协调发展提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

东莞市地处广东省中南部，珠江入海口东岸。截至2010年底，东莞市常住人口822.48万，总面积2465 km2。90年代以来，东莞市经济快速发展。1990—2010年期间，GDP和人均GDP快速增长，年均增长速度分别达到21.93%、11.33%，远远超过全国和广东省平均增长速度；到2010年东莞市GDP达4246.25亿元，人均为5.28万元；三产比重也从1990年的16.5∶50.4∶33.1调整到2010年的0.4∶50.9∶48.7。

经济快速增长的同时不可避免地对环境造成巨大压力。“十一五”期间，从水环境质量看，东江东莞段水质维持在Ⅱ类标准，东莞运河水质由劣Ⅴ类提升至Ⅵ-Ⅴ类，控制了黑臭现象，达到景观用水功能要求；从大气环境质量看，SO2、NO2、PM10等大气主要污染物的年平均浓度也逐年下降；固体废物管理得到加强，城市污泥和医疗垃圾也得到初步处理。尽管环境质量有所改善，但“十二五”期间经济增长依然以粗放增长为主，污染问题依然突出。

图1 东莞行政区划示意图Fig.1 Administrative map of Dongguan City

1.2 研究方法

（1）指标选取

环境污染评价指标选取工业废水、废气、废渣排放量；社会经济增长指标为人均GDP；经济结构指标选择三次产业结构比例——MS比率，本文MS比率采用第二产业与第三产业的比值（吴鹏举等，2009）；外资影响指标选择实际利用外资中的三来一补（指来料加工、来样加工、来件装配和补偿贸易）经济（梁亮峰和陈暖忠，2007）。

（2）指标量化

为了避免数据的剧烈波动情况，对所选取指标进行无量纲处理，同时建立综合环境污染水平指标，以表征综合的环境污染状况。

2 结果与讨论

2.1 结果分析

本文采用的基础数据主要来源于东莞市1991—2011年统计年鉴。根据上述研究方法，分别计算人均GDP标准化后的数值和环境指标标准化后的数值并绘制东莞市的环境库兹涅茨曲线（图2）。研究时段内，东莞市的环境库兹涅茨曲线呈现波动变化，大体呈现“倒U型”曲线前半部分的上升阶段，主要原因是近二十年来东莞市以牺牲环境为代价来实现经济高速发展。从图中可以看出拟合曲线R²=0.945，具有较高的统计显著性；环境污染状况在2007年人均GDP大约为4.51万元时达到顶峰，2007年后曲线微降，但仍处于峰值附近，说明环境污染程度依然较高，也说明了环境污染与经济发展关系比较复杂。

图2 东莞市环境库兹涅茨曲线图（综合污染水平）Fig.2 Environmental Kuznets Curve of Dongguan city（the integrated level of pollution）

工业废水排放量、工业废气排放量、工业废渣排放量等单项指标的环境库兹涅茨曲线（图3），分别呈现弱的“倒U型”、“倒U型上升阶段”、“倒U型+倒U型上升阶段”特征，除了废水排放量没有通过F检验，废气排放量和废渣排放量都通过了F检验，说明废水排放量和废渣排放量与经济指标的拟合度较好，废水排放量与经济指标的拟合度相对较差。

2.2 讨论

针对1990—2010年东莞市环境库兹涅茨曲线呈现“倒U型”曲线特征的前半部分上升阶段的特征，本文主要从污染物排放量的变化、产业结构的变动、实际利用外资中三来一补经济、环境保护投资和保护政策等方面进行深入分析影响原因。

图3 东莞市环境库兹涅茨曲线图（单指标污染水平）Fig.3 Environmental Kuznets Curve of Dongguan city（single indicator of pollution level）

2.2.1 经济增长与经济增长率

如图4所示，1990—2010年间，东莞市的经济发展呈持续上升趋势，从1991年起，人均GDP以稳步上升的趋势增长，2002年后人均GDP加速增长，2009年略为下降。根据GDP总量与人均GDP增长率变化情况图（图5）可看出，增长率变化呈现较为剧烈的波动，从1993年开始，随着东莞市经济总量的日益增长，GDP增长率逐步降低；1996-2008年，GDP增长率都波动在20%左右；受金融危机影响，2009年GDP增长率和人均GDP增长率分别下降15.57%、14.95%，但2010年又都重拾上升趋势，增长率分别为11.19%、10.72%。

分别以1990—2010年期间每百元GDP所包含的工业废水排放量年增长率、工业废气排放量年增长率、工业废渣排放量年增长率和GDP总量、人均GDP进行二次曲线拟合。结果具有的统计显著性均较低（R²均在0.00～0.23之间），表明GDP总量增长率、人均GDP增长率与3类污染排放量的变化并没有较大的相关性。

图4 1990-2010年东莞市GDP与人均GDP图Fig.4 GDP and per capita GDP of Dongguan City from 1990 to 2010

图5 1990-2010年东莞市GDP与人均GDP增长率图Fig.5 Growth rate of GDP and per capita GDP of Dongguan City from 1990 to 2010

图6 1990-2010年东莞市“三废”排放变化特征Fig.6 Emission of industrial waste in Dongguan from 1990 to 2010

2.2.2 工业“三废”排放量变化特征

1990—2010年，东莞市环境污染主要以工业废水为主；相对而言，这一时期工业废气和工业废渣处于较低水平，但主要都呈上升趋势。由于城市化进程加快和相关产业发展，工业废水所占的比重逐渐加大，虽然工业废渣排放量增长幅度不大，但大气污染随着废气排放量的日益增长而加重，即1990—2007年这一时间段环境质量受“三废”共同影响，致使环境库兹涅茨曲线在2007年出现“倒U型”峰值（图6）；2007年后，受金融危机影响，大量工厂停产或倒闭，同时东莞市政府通过产业结构调整升级、加大环境保护投资力度等行动，工业废水、废气和废渣排放量大幅下降，环境污染水平呈下降趋势。由此可知，工业“三废”排放量的变化是影响东莞市环境库兹涅茨曲线变化特征的主要原因之一。

2.2.3 产业结构

从图7中可看出，人均GDP与MS比率有较好的正向关联性。一般而言，服务业的污染排放量比制造业小，随着社会经济的发展，产业结构不断调整，制造业比重下降，服务业比重上升，即MS比率下降会导致工业废水排放量的减少。制造业的发展与服务业相比明显滞后，1990—2006年，第二产业增加值所占比例从50.38%波动上升至57.33%，后因金融危机，到2010年降至50.89%；而同期第三产业增加值所占比例从33.11%上升至48.72%。因此，产业结构的变化也是影响东莞市环境库兹涅茨曲线变化的主要原因之一。

图7 东莞市1990-2010年人均GDP与MS比率的关系Fig.7 Relationship between per capita GDP with MS in Dongguan City from 1990 to 2010

2.2.4 实际利用外资中三来一补经济

近年来，东莞市依其地理位置优势，吸引大量外资，发展三来一补经济，促进社会经济发展的同时必导致污染物排放量的增加。从图8中可看出，1990—2010年，三来一补经济所占比例从1990年的58.84%下降至2010年的13.63%。主要原因是随着东莞市经济的发展，土地和劳动力价格上升，一些外商投资开始转移；其次东莞市开始进行产业结构转型；此外外商投资方式发生了变化，从投资三来一补经济改为投资建筑业、金融业、服务业等产业。

图8 东莞市三来一补经济占实际利用外资比例Fig.8 Proportions of the actual use of foreign capital to economy in Dongguan City

如图9所示，环境污染水平与三来一补经济的二次拟合曲线近乎为直线，且R²=0.186，统计显著性不明显，说明三来一补经济增长与工业“三废”排放量的变化相关性较弱。

2.2.5 环保政策及投资

“十一五”期间，东莞市以经济社会双转型和产业结构调整升级两大战略为基础，引导全市环保工作，推进污染减排工作。通过一系列环境综合整治措施及投入巨资促进城市环境的改善。且规划“十二五”期间，投资350.86亿元落实水环境、大气环境、固体废物处理等六大重点工程。随着一系列行动的实施，东莞市环境污染得到有效控制。截至2010年底，工业废水排放达标率为96.29%，城市生活污水处理率30.7%；空气质量优良天数达357 d，大气主要污染物SO2、NO2、PM10等的年平均浓度亦逐年下降；工业固体废弃物综合利用率为94.98%，而“十一五”期间经济总量年均增长率为13.3%，即经济和排污呈现出排污总量随经济总量上升而下降的良好发展态势。

图9 东莞市环境污染水平与实际利用外资中三来一补经济的关系Fig.9 Relationship between environmental degradation and the actual use of foreign capital to economy in Dongguan City

3 结论

本文以经济相对发达、人类活动较为剧烈的东莞市为实例，采用20 a左右的经济和环境方面基础数据，对其经济发展与环境污染之间的关系进行定量和定性研究，得出如下主要结论：

（1）东莞市环境库兹涅茨曲线大体呈现“倒U型”前半部分上升阶段的变化特征，工业废水、工业废气、工业废渣排放量3项指标的环境库兹涅茨曲线分别呈现弱的“倒U型”、“倒U型上升阶段”、“倒U型+倒U型上升阶段”特征。东莞市的环境库兹涅茨曲线特征与污染物排放量、产业结构、环保政策及投资等有较为密切的关系。

（2）东莞市环境库兹涅茨“倒U型”曲线的峰值大约出现在2007年人均GDP为4.51万元处，可以认为，随着东莞人均GDP的持续增长，今后一段时间内东莞环境质量会逐步改善，且在这一段时间内，可以通过调整产业结构、加大环境保护投资力度等措施促进经济转型，并加速“倒U型”曲线后半段的形成。

（3）对还未达到转折点且正处于工业化发展的类似地区来说，可通过调整经济增长方式、发展循环经济，以及建立相应应急管理机制等措施，以促进EKC向有益的生态经济方向演变。

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The Relationship between economic development and environmental degradation in the intensive human activity area——Case of Dongguan city in Guangdong province

CHEN Lingling1,2, CHEN Xiaohong1,2*, ZHANG Yun1,2, DING Hualong1,2, CHEN Zhen1,2, HUANG Jing1,2
1. Center of Water Resources and Environment Research, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China; 2. Key Laboratory of Water Cycle and Water Security in Southern China of Guangdong High Education Institute, Guangzhou 510275, China

In recent years, the relationship between economic growth and environmental deterioration has become a hot issues of socio-economic development. The paper explored the succession trajectory of environmental kuznets curve based on economic and environmental data of Dongguan City from 1990 to 2010. The results showed that the curve presented a peak value in 2007 in the shape of “inverted U-type” with a per capita GDP of 45.1 thousand RMB yuan. As for the single indicators such as wastewater discharge, waste gas emission and solid waste storage volume representing environmental deterioration, they showed the shape of weak “inverted U-type” curve, the rising phase of the “inverted U-type” curve and “inverted U-type + the rising phase of the inverted U-type curve” respectively. It is concluded that the Environmental Kuznets Curve is closed to pollutant emissions, industrial reconstructing, environmental protection policies and environmental protection investment. In conclusion, Dongguan City can adjust the industrial structure, increase investment in environmental protection and take other measures to promote economic transformation and accelerate the formation of the second half "inverted U" curve.

ecological environment; socio-economic; Environmental Kuznets Curve(EKC); environmental deterioration; economic transformation; Dongguan city

X22

A

1674-5906（2014）02-0339-05

陈玲玲，陈晓宏，张云，丁华龙，陈珍，黄兢. 剧烈人类活动区经济发展与环境污染水平关系——以广东省东莞市为例[J]. 生态环境学报, 2014, 23(2): 339-343.

CHEN Lingling, CHEN Xiaohong, ZHANG Yun, DING Hualong, CHEN Zhen, HUANG Jing. The Relationship between economic development and environmental degradation in the intensive human activity area——Case of Dongguan city in Guangdong province [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(2): 339-343.

国家自然科学基金重大国际合作和重点项目（51210013；50839005）；水利部公益性行业科研专项经费项目专题（200901043-3）；广东省科技厅项目(2010B050300010)；广东省水利科技创新项目（2009-39）；中山大学重大项目培育和新兴交叉学科项目（10lgzd11）；国家重点基础研究发展计划（973）项目(2010CB428405)

陈玲玲（1990年生），女，硕士研究生，主要从事资源与环境方面的研究。E-mail:zilichenll@126.com

*通讯作者：陈晓宏（1963年生），男，教授，博士，博士生导师，主要从事水文、水资源及水环境等方面的研究。E-mail：eescxh@mail.sysu.edu.cn

2013-10-25