中国经济增长对环境质量影响的实证检验

周 茜，胡慧源

（1.中国药科大学 国际医药商学院，南京 211198；2.华东政法大学 人文学院，上海 201620）

0 引言

环境保护与经济发展是对立而又统一的两个方面，环境为人类的生存和发展提供了物质基础，而人类活动和经济发展又对生态和环境带来了污染与破坏。围绕经济增长是解决环境问题的动力还是引起环境恶化的原因这一课题，国内外学者开展了大量研究工作。在国外的很多相关文献中，国外学者在研究环境问题和经济增长协调发展关系时，主要的研究方法有投入产出模型、可计算的一般均衡模型、环境库兹涅茨曲线（简称EKC）等。其中，环境库兹涅茨曲线常被表示成污染物排放量随人均国内生产总值（GDP）的增长而先增后减的“倒U型”关系，并为Grossman和Krueger首次实证证明[1]。Grossman和Krueger（1991）通过对42个国家的面板数据分析，发现环境污染物如颗粒物、二氧化硫等排放量与经济增长关系呈现倒U型曲线。Panayotou（1993）[2]证实了这个结论，并将这个假说命名为环境库兹涅茨曲线[3]，用以描述经济发展与环境质量之间的关系。基于环境库兹涅茨曲线，笔者运用1995～2010年间各项环境质量指标数据，深入分析我国总体经济增长对环境质量的影响，从而为相关政策制定提供经验支持与理论解释。

1 我国总体经济增长与环境污染关系的实证分析

1.1 模型的设定及数据收集

早期研究采用的模型比较简单，以二次或三次线性函数估算为主，近些年才开始使用对数模型，原因在于对数模型有利于得到平稳的时间序列，如对数二次、三次多项式，并且对数模型被认为是标准的EKC回归模型。因此，基于Selden和Song（1994）等人的理论模型[4]，本文对环境污染和经济增长之间采用对数三次多项式来建立模型：

式中，Et为第t年的环境污染指标；Xt为第t年的人均收入水平，代表经济增长；εt为随机误差项；β0、β1、β2、β3为待估参数。当其取不同值时，曲线形状会有所不同，具体来说：（1）当 β1≠0、β2= β3=0时，环境污染与经济增长呈线性关系；（2）当 β1＞0、β2＜0、β3=0时，环境污染与经济增长之间呈“倒U型”；（3）当 β1＜0、β2＞0、β3=0时，环境污染与经济增长之间呈“U型”；（4）当β1＞0、β2＜0、β3＞0时，环境污染与经济增长之间呈“N型”；（5）当 β1＜0、β2＞0、β3＜0时，环境污染与经济增长之间呈“倒N型”；（6）当 β1=0、β2=0、β3=0时，环境污染与经济增长之间没有关系。

经济增长与指标选择。经济增长指标选取人均GDP来度量，与总量GDP相比，人均GDP（元/人）能够更加真实地反映出经济变化情况。为了便于比较，GDP数据选择经过平减指数调整后的实际值。环境指标选取从三个方面考虑：生产污染排放、生活污染排放和能源消耗。

（1）生产污染。考虑到作为国民经济支柱产业，工业是环境污染的主要制造者，选取指标为：工业废水排放总量（万吨）、工业固体废物排放总量（万吨）、工业废气排放总量（亿标立方米）、工业烟尘排放总量（万吨）、工业二氧化硫排放总量（万吨）。采用这五大指标来衡量污染程度目前在中国较为普遍，并且这五大指标具有长期性，便于统计分析。

（2）生活污染。众多有关经济增长与环境质量关系的研究对于环境指标的选取都局限于工业污染指标，但作为一个人口超过13亿的人口大国，生活性污染不容忽视，尤其是尾气排放随着机动车数量的增加而不断增加。基于此，笔者将生活性污染排放指标纳入模型，选取指标为：生活污水排放量（万吨）、城市生活垃圾清运量（万吨）、生活烟尘排放量（吨）、生活二氧化硫排放量（吨）。这四个指标与生产性环境指标基本对应，其中，城市生活垃圾清运量用以衡量生活固体废弃物，生活性废气主要指生活烟尘和生活二氧化硫。

（3）能源消耗。生产性污染和生活性污染是衡量环境的表面指标，产生这些污染最根本的是资源的耗竭，尤其是矿产资源的耗竭。本文选取与经济增长密切相关的能源消费总量（万吨标准煤）为环境资源消耗的指标。

所有数据均来源于《中国统计年鉴1996～2011》。

1.2 实证检验

1.2.1 单位根检验

基于ADF，分别对lngdp、lniww 、lnisw 、lniso2、lnid、lniwg、lnlww、lnlg、lnlso2、lnld、lntec进行单位根检验，得出所研究的变量都含有一阶单位根（表1）。

表1 1995～2010年环境质量指标单位根检验

1.2.2 协整检验

由于变量的时间序列都含有一阶单位根，需对其进行协整检验，结果表明所有环境质量指标与人均GDP都存在协整（表2）。

1.2.3 误差修正估计

传统的经济模型通常表述的是变量之间的一种“长期均衡”关系，而实际经济数据却是由“非均衡过程”生成的。绝大多数学者仅仅关注经济增长与环境污染指标之间的长期关系，却忽略了经济增长对与长期均衡路径在短时间内的影响。本节通过建立误差修正模型（ECM）进一步分析经济增长对环境质量在长期和短期状态下的影响。借鉴Engle和Granger（1981）两步法思想，第一步进行协整回归，得到长期协整方程以及残差序列，第二步估计ECM（error correction model）。

通过协整回归得到简化模型，然后估计ECM结果（表3）：

表2 1995～2010环境质量指标与人均GDP的Johansen协整检验

（1）误差修正估计的曲线形状与协整回归一致，且都不符合传统的“倒U型”曲线，说明“倒U型”库兹涅茨曲线并不适用于中国。

（2）10个环境指标的误差修正项都小于零并且都是显著的，表示10个环境污染指教对长期均衡状态的偏离都将在下一期回到均衡状态。即当10个环境指标偏离均衡状态的时候，它们会以lniww（-1.42），lnisw（-1.06），lniso2（-1.22），lnid（-1.09），lniwg（-1.416），lnlww（-0.79），lnlg（-0.55），lnlso2（-1.07），lnld（-1.05），lntec（-0.57）的引力线作用将非均衡状态拉回到均衡状态。通过对比，可知工业废水排放量的协整关系式起到的引力线作用最强。

（3）误差修正估计模型的系数除了能源消费总量，其余都是显著的。也就是说，10个环境指标中除了最后一个能源消费总量指标，都受到到人均GDP的短期波动的影响。同时由于10个环境指标的误差修正项都是显著的且都为负，说明它们都能通过协整关系式起到引力线作用，将非均衡状态拉回到均衡状态。换言之，能源消费主要受到均衡状态的偏离程度的影响，人均GDP的短期变化一般对能源消费总量的变化趋势并无太大影响，而主要受长期均衡关系的影响。

（4）三大类污染排放分析。生产污染排放分析：工业废水排放从1999年起随着人均GDP的增长而不断增加，但当人均GDP大于17820.05元时，即2008年前后，开始随着人均GDP的增长下降；工业固体废弃物排放在1995～2000之间随人均GDP的增长不断增加，2000年后随着人均GDP的增长而呈现下降趋势，第二个拐点出现在人均GDP为26949.91元点；工业二氧化硫排放从1996年起随着工业生产规模的不断扩大而不断增长，直到2007年开始呈现下降趋势；工业烟尘排放自1995年起一直到2002年，随着人均GDP增长而不断增加，2002年后开始呈下降趋势；当人均GDP达4004.62元时，工业废气排放量开始随人均GDP的增长而不断增加，直至人均GDP达28393.08元时开始下降。

生活污染排放：目前，我国生活污水排放远远超过两个拐点（人均GDP68.41元和2135.3元），呈持续增长趋势；城市生活垃圾清运从1995年起随人均GDP增长而增长，2008年前后达第二拐点，开始呈下降趋势；生活二氧化硫排放从1995年起随人均GDP增加而增加，目前仍然没有达到第二个拐点；生活烟尘从1995年起随人均GDP增加而不断增加，至2010年初开始呈下降趋势。

能源消耗：人均GDP达5353.84元时，我国能源消费总量随人均GDP的增加而增加，直至人均GDP达21779.13元，随人均GDP的增加而下降。

随着经济的增长，目前我国工业废水、工业固体废弃物、工业二氧化硫、工业烟尘、城市生活垃圾清运量、生活二氧化硫以及生活烟尘排放量都处于下降阶段，而工业废气、生活污水排放量以及能源消费总量则不断增长（表4）。

表3 误差修正模型估计结果

1.3 环境与经济增长的VAR模型

为更好的说明环境质量指标对经济增长的动态影响，建立向量自回归（VAR）模型，分析经济增长与环境变量的双向冲击及其影响：首先，对VAR模型滞后阶数的选择（表5）；其次，进行脉冲响应函数分析；最后，进行方差分解分析（表6）。

表4 我国环境指标与人均GDP关系现状

（1）人均GDP增长率的正向冲击对十个环境指标的影响。除了对工业烟尘排放增长率、城市生活垃圾清运量增长率、生活二氧化硫排放增长率有波动性影响，即经济增长会使得以上三个指标先增加后减少，其他七个环境污染指标都将随着经济增长不断增加，但增加幅度在不断减小。

（2）十个环境变量增长率的下降对人均GDP增长率的影响。工业固体废弃物排放增长率和工业废气增长率的下降都会对人均GDP增长率带来负面影响。能源消费增长率的下降会对人均GDP增长率产生先负后正的影响。

这些结果表明，政府制定的相关针对工业固体废弃物排放和工业废气排放的政策可能一开始会对经济增长造成负面影响，而且，政府不能简单通过直接减少能源消费来达到环保的目的，这样会直接影响经济的增长，而应该不断完善各种环保机制，寻找清洁能源等，从根本上节能环保，同时在经济发展到一定程度的时候，减少能源消费对经济增长的影响会由负转为正。

通过表6可以看出，人均GDP对10个环境指标的贡献率基本上都超过了50%。表明人均GDP能很好解释各类环境指标的变化。换言之，经济的增长在很大程度上是导致工业废水、工业固体废弃物、工业二氧化硫、工业烟尘、工业废气、生活污水、城市垃圾、生活二氧化硫、生活烟尘排放以及能源消费不断增加的主要原因，从而导致了环境的污染加重。人均GDP增长率冲击对工业污染排放增长率的贡献率相对与生活污染排放的贡献率较大，这也说明经济增长对工业污染的影响已经非常明显，生活污染正在逐渐增加。按照人均GDP增长率冲击对10个环境指标的贡献率，我们应着重加强对工业烟尘、工业二氧化硫、工业废气、工业废水、工业固体废弃物排放的控制。此外，我们发现，人均GDP增长率冲击对能源消费总量增长的贡献率约55%左右，明显低于人均GDP增长率冲击对其他四种工业污染排放增长的贡献率，这正好与误差修正模型分析的能源消费主要受到均衡状态的偏离程度的影响，人均GDP的短期的变化一般对能源消费总量的变化趋势并无太大影响，而主要受到长期均衡关系的影响这一结论相一致。

2 我国总体经济发展对环境质量影响的要素分析

实证分析结果表明，中国10个环境指标的EKC之间存在差别。借鉴Grossman和Krueger（1991）相关研究，从规模效应、结构效应、技术效应、资源禀赋效应以及政策规制效应五个方面对此予以解释。

（1）规模效应

规模效应对环境质量的影响，可以通过中国的经济总量进行分析。如前述，中国经济增长对各项环境指标的冲击，目前都会对环境污染排放带来扩大影响，造成环境污染的加重。正是因为经济的不断增长使得经济规模不断扩大，产生了较大规模的污染排放量。规模效应在我国现阶段基本存在，即经济规模扩大对中国绝大多数省份的环境污染排放起到了放大作用。

（2）结构效应

结构效应特别是产业结构的变化是环境污染重要的影响因素。一般地，第二产业尤其是工业需要消耗大量的能源和资源，在生产过程中排放出大量的污染物，对环境的污染最大[5]；第一产业主要是农业，对环境的污染源主要是来自农药和化肥，但农业生产过程中对能源及自然资源的需求相对较低，因此对环境的污染程度相对较小；第三产业更加强调对知识、人力资本等要素的需求，对能源及自然资源的需求比较低，因此对环境的污染也相对较小。因此，第二产业的比重越高，对环境污染越严重；第三产业的比重越高，对环境污染就越小。

（3）技术效应

经济发展是技术进步的前提，反之，技术进步亦会相应降低单位产出的污染排放量，从而实现环境污染的技术效应。随着新技术的出现，工业污染排放处理技术的不断完善，污染排放量不断降低。

从长期来看，上述三种效应在不同阶段对环境质量的影响及其强度有所不同。规模效应的影响主要体现在经济起步阶段，会导致环境污染随着经济的增长而加剧；结构效应和技术效应在经济发展到一定水平之后才会逐渐发挥作用，促使环境质量随着经济的进一步增长不断改善。

（4）资源禀赋效应

作为产业结构的基础，要素禀赋的改变将会影响产业结构继而决定经济的发展阶段，经济发展的不同阶段则又会引致不同程度的环境污染。因此对要素禀赋的深入分析，可以更好地解释中国环境质量的差异。以水资源为例。水资源的供给会给工业、特别是耗水量大的工业的发展产生重大影响，进而对经济发展产生扰动；同时，水资源与废水排放也有密切关系，水资源丰富的地区，污染容量通常也较大。根据《中国环境公报1995～2011》，中国水资源丰富，生活和工业用水以及农业用水的利用率偏低，农业用水的比重逐渐增大，产生废水污水随之增多。

（5）政策规制效应

一国的环保政策对环境和经济都有重要影响。目前，我国已形成一个以《宪法》中“环境保护规定”为基础、以《环境保护法》为主的较为系统和全面的环境法律法规体系。各级政府通过建立环境标准制度、环境检测和报告制度、环境资源规划制度、环境保护目标责任制度和城市环境综合整治定量考核制度、环境影响评价制度等等，在政策和资金上向环境治理和规制倾斜，旨在改善环境质量。国民经济和社会发展“十二五规划”更是明确指出，2015年底主要污染物排放总量应显著减少，水质比2010年提高5个百分点，二氧化硫排放比2010年减少8%。

3 结论

本文研究结果表明：我国经济增长与环境污染之间的关系与传统的“倒U型”库兹涅茨曲线并不相符，经济增长对不同的污染排放有不同的影响。截至2011年，经济增长使得工业废水、工业固体废弃物、工业二氧化硫、工业烟尘、城市生活垃圾清运、生活二氧化硫、生活烟尘排放量呈现下降趋势，而工业废气、生活污水排放以及能源消费量仍然处于上升趋势。通过人均GDP增长率与十个环境污染指标的相互冲击分析可知，直接降低工业固体废弃物、工业废气排放以及能源消费量会减缓经济发展，这意味着政府不能简单通过强制性措施减少污染排放。环境和经济的发展是相辅相成的，经济的不断发展会产生环境污染，环境则为经济增长限定了约束条件。如若产生污染之后，政府只是简单地控制某些或者某类环境污染，可能会带来阻碍经济增长的负面影响，这种方式治标不治本。因此，我们应综合考虑经济和环境之间的关系，有针对性地制定环境政策。

[1]Grossman,G.M.,Krueger A.B.Environmental Impacts of the North American Free Trade Agreement[C].NBER,Working Paper3914,1991.

[2]Panayotou,T.Emprical Tests and Policy Analysis of Environmental Degradation at Different Stages of Economic Development,ILO[Z].Technology and Employment Programme,Geneva,1993.

[3]Panayotou.Population and Environment[C].CID Working Paper No.54,2000.

[4]Selden,T.,Song,D.Environmental Quality and Development:is there a Kuznets Curve for Air Pollution Emissions?[J].Journal of Environmental Economics and Management,1994,27(2).

[5]马子红.中国区际产业转移与地方政府的政策选择[M].北京：人民出版社，2009.