佛山市经济增长、产业结构与环境污染关系实证研究——基于环境库兹涅茨曲线（EKC）假说视角

颜忠娥（顺德职业技术学院 经济管理学院，广东 佛山 528333）

珠三角研究

佛山市经济增长、产业结构与环境污染关系实证研究
——基于环境库兹涅茨曲线（EKC）假说视角

颜忠娥
（顺德职业技术学院 经济管理学院，广东 佛山 528333）

基于佛山市1990—2013年的统计资料，构建佛山市环境污染综合指数及产业结构升级系数，实证研究佛山经济增长的环境效应是否存在EKC曲线假说的“倒U型”。研究发现，佛山市的综合环境污染指数与人均GDP之间呈“正U型”曲线关系，产业结构升级对环境污染的影响为负。因此，调整优化产业结构及实施环境保护干预政策是解决佛山经济增长与环境保护之间的两难问题的主要途径。

经济增长；产业结构；环境污染；库兹涅茨曲线

经济增长与环境保护之间的两难问题一直倍受社会各界关注。从世界各个国家或地区工业化进程来看，环境质量恶化是工业化进程中所面临的必然问题。随着经济的高速增长、工业化进程的加快，佛山同样也面临着经济快速发展所带来的环境污染日益加重的问题：工业生产过程中废弃物、污染物排放总量巨大；水源、空气、土壤等受污染程度，均已超过五、六十年代发达国家污染最严重时期的水平。2013、2014年连续多次城市空气质量排名榜中，佛山空气质量都在珠三角城市中“垫底”。环境污染问题不仅严重地影响佛山居民的生活质量，同时也制约了佛山经济的进一步发展。佛山经济发展的现状也表明，当前佛山经济新一轮的高速增长已经面临环境的严重制约。如何协调好经济增长与环境质量之间的关系是佛山经济可持续发展的基础和前提，也是当今社会各界不可忽视的焦点问题。量之间的关系问题。上世纪90年代初美国经济学家家格鲁斯曼和克鲁格非常有影响力的环境库兹涅茨曲线（EKC）假说理论。该假说认为：在没有一定的环境政策干预时，一个国家的环境质量在经济发展起步阶段随着收入的增加而恶化；但当该国经济发展到较高水平时，环境质量的恶化开始趋于平稳；随着该国经济的进一步发展，收入水平的继续增加，其环境质量则会渐渐好转。即两者之间的关系曲线呈图1所示的“倒U型”。

图1　环境库兹涅茨曲线

1　相关理论研究

1.1环境库兹涅茨曲线（EKC）假说

国外很早就有学者开始关注经济发展与环境质

由于环境库兹涅茨曲线（EKC）假说具有强烈的现实意义，国内外许多学者针对不同国家或区域的相关数据进行经济发展的环境环境库兹涅茨曲线（EKC）的实证研究。但是，许多学者的研究结论不尽相同，并不全支持环境库兹涅茨“倒U型”曲线假说。近十年来，国内学者围绕环境库兹涅茨曲线（EKC），采用不同省份、不同区域的环境与经济数据进行了相关研究，研究结果表明不同区域的环境库兹涅茨曲线（EKC）形态存在明显差异，除了“倒U型”曲线，还有“N型”、“正U型”等多种形态。基于此，有学者对环境库兹涅茨曲线（EKC）假说提出质疑，认为“环境库兹涅茨曲线只能说是一个客观现象，并不一定是必然规律”［1］。

1.2产业结构与环境质量的关系

关于产业结构与环境质量的关系问题，主要观点为，在以农业为主导的经济发展初级阶段，第一产业农业由于经济活动空间范围不大，环境污染程度低；随着经济发展，工业化进程加快，第二产业工业逐渐成为国民经济的主导产业，生产规模越来越大的同时，技术限制与观念原因，生产过程中产生大量的污染物使得环境急剧恶化；当经济发展进入高级阶段，在技术进步与社会对环境服务的需求的双重因素影响之下，产业结构得到调整优化，表现为第三产发展迅速并逐渐成为国民经济的主导产业，经济发展也由高污染的资源密集型发展模式逐渐转向技术和资金密集型模式，这种发展模式有利于降低环境污染，产业结构与环境的关系才会出现一个拐点。产业结构与环境质量的这种变动关系如图2所示。

图2　产业结构变化与环境质量水平的关系

不同的产业结构模式或经济发展的不同阶段对环境质量影响有着显著的差异。因此，解决经济增长与环境污染的问题，产业结构是一个很好的切入点。

现有的有关经济发展与环境质量关系的研究大多只将经济增长作为影响环境质量变动的主要因素，少有学者将产业结构变化这一重要影响因素纳入模型中进行考察，以佛山市为对象的研究更少。本文以佛山市为研究对象，基于环境库兹涅茨曲线（EKC）假说视角，通过构建经济增长及产业结构变动的环境效应分析模型，研究佛山经济增长及产业结构对环境质量的影响机制，探究佛山经济与环境协调发展的途径与可能。

2　基于环境库兹涅茨曲线（EKC）的实证研究

2.1指标变量的选取和数据来源

环境污染主要来源于工业生产过程中产生的“三废”，而佛山市的经济结构中工业一直居经济主导地位，工业环境污染指标基本能反应佛山环境质量水平。本文研究中环境污染指标变量选用工业污染排放量指标，即工业废水排放量、工业废气排放量及工业固体废物排放量。由于工业废气中SO2是主要废气中主的成份，因此将作为重要的环境质量变量纳入统计分析范围，固体废物统计资料的有限性，在以下研究分析时不纳入研究分析范围。在经济增长水平指标方面，选取更能反映国民经济发展水平及国民收入变化水平及的人均GDP代表经济增长水平指标。数据来源由历年《佛山统计年鉴》及佛山市环保局历年监测统计数据整理得到。数据资料如表1所示。

2.2经济增长与环境污染关系的研究模型

国内外对于经济增长与环境质量环境库兹涅茨曲线研究的方法是针对动态的时间序列，运用协整理论或曲线回归进行分析。本文研究佛山市经济增长与环境质量的关系时，选用国际上通用的基于时间序列的回归分析方法，对环境污染指标与人均GDP之间的EKC曲线进行回归估计。回归方程如下所示：

式中，i表示年份，Ei为第i年佛山市环境污染排放物（包括工业废水排放量、工业固体废物产生量和工业废气排放量），Yi是第i年佛山市的人均GDP。α0为常数项，α1、α2、α3分别是解释变量的系数，εt是随机误差项。借助SPSS统计分析软件，根据公式进行回归分析，即分别对环境污染三类指标与人均GDP（Yi）之间的EKC曲线进行回归估计。根据参数估计结果α1、α2、α3不同取值，即可判断经济增长与环境污染之间是的相关性程度及曲线形态。模型估计结果存在以下几种情况，如表2所列。

表1　佛山市1990-2013年人均GDP与环境污染物排放量统计

表2　模型估计结果形态

2.3佛山市环境库兹涅茨曲线的初步考察

根据表1的统计数据，借助SPSS统计分析软件，分别对环境污染三类指标与人均GDP（Yi）之间的EKC曲线进行回归估计。回归结果如表3所示。

回归结果表明，三种污染物排放量与人均GDP之间的R＞0.87，说明拟合度较高，各类环境污染物指标与人均GDP之间具有较强的相关性。且其F值较大，表明回归方程的似合效果较好。

根据回归分析结果进一步绘制出各类污染物排放量与人均GDP的库兹涅茨曲线（EKC），分别如图3、4、5所示。

表3　佛山市1990—2012年环境污染与经济发展的计量模型回归估计结果

图3　1990—2012年佛山市工业废水排放量与人均GDP的关系曲线

图4　1990—2012年佛山市工业废气排放量与人均GDP的关系曲线

图5　1990—2012年佛山市SO2排放量与人均GDP的关系曲线

图3中，工业废水与人均GDP间的回归估计系数值满足α1＜0，α2＞0且α3＜0，表示工业废水与经济增长的库兹涅茨曲线（EKC）呈“倒N型”。这意味着随着佛山经济的进一步发展，工业废水的排放量会进一步得到缓解。

图4中，工业废气排放量与人均GDP间的回归估计系数值满足α1＞0，α2＜0且α3＞0，表示工业废气与经济增长的库兹涅茨曲线（EKC）呈现为“N”型或“～”型，但处于“N”型或“～”型的左边部分，这意味着随着佛山经济的进一步发展，工业废气的排放量还有可能进一步增长。

图5中，空气中SO2排放量与人均GDP的回归估计系数值满足α1＞0，α2＜0，且α3趋于0，表示SO2之间与经济增长的库兹涅茨曲线（EKC）呈“倒U型”，与环境库兹涅茨曲线相符合。

按美国经济学家钱纳里按人均GDP对工业化发展进程的划分标准，佛山市已处于经济发达水平阶段。理论上佛山市的库兹涅茨曲线应该呈“倒U型”形态。但本文实证研究结果显示其环境库兹涅茨曲线并不完全呈“倒U型”（仅SO2库兹涅茨曲线呈“倒U型”），且不同类别污染指标与经济增长指标之间的关系曲线形态呈现较大的差异。显然，这种复杂的关系并不能准确衡量佛山市环境质量与经济增长之间的内在关系。

为解决这一复杂问题，有学者提出利用信息熵的研究方法，将表征环境污染的不同污染类指标通过熵值赋权法，重新构建一个能综合反映环境污染水平的指标，再对环境污染综合指标与人均GDP之间的关系作进一步的回归分析。

同时，上述研究中所构建的计量模型也存在不足：模型中只考虑了经济增长对环境污染的影响，而环境质量的影响因素除了代表经济增长水平的人均GDP外，技术进步、经济结构调整、产业规模、国际贸易及市场机制、政策干预等因素也都可能会影响到环境质量水平的变动。由于技术进步属经济增长的内生变量，在人均GDP中已经得到体现；而经济结构调整方面，产业结构优化升级作为环境质量最主要的影响因素，并没有纳入以上研究模型中。

基于以上思考，本文拟将经济增长变量、产业结构变量同时纳入计量分析模型中，再对佛山市的环境库兹涅茨曲线作进一步的实证研究，以揭示佛山市经济增长及产业结构升级对环境质量的影响机制。

2.4佛山市环境库兹涅茨曲线的进一步考察

2.4.1环境污染综合指标的构建

选取表征环境污染的工业废水排放量、工业废气排放量、空气中SO2的排放量作为基础数据（由于工业固体废弃物产生量数据不全，没入纳入到综合污染指数的计算中），通过熵值赋权法，重新构建一个能反映佛山市环境污染整体变动状况的综合指标。具体处理步骤如下：

1） 采取功效系数法对表征环境污染的基础数据进行标准化处理，以消除数据纲量的影响。处理公式如下：

其中，i表示统计年份，j表示环境污染类别，xij（i=1，2，…24；j=1，2，3）表示第i年j类污染指标的原始基础数据值；pij表示进行标准化处理后的赋值；minj=min（xij），maxj=max（xij）分别代表j类污染物原始最小值与最大值。

2）计算第j类污染指标的熵值sj：

4）计算各年份的环境污染综合指标数值pi：

2.4.2产业结构升级系数

产业结构调整的根本目的在于促进产业结构的升级与优化。区域产业结构优化升级的特征表现是第一产业产值占国民经济总量的比重越来越小，第二产业产值比先升后降，第三产业产值比则越来越高。对于产业结构调整升级程度的测度采用如下教育处公式来反映产业结构调整优化升级程度。具体计算公式如下：

式（6）中，Xij（Xi1，Xi2，Xi3）分别为第i年份三次产业产值占当年国民经济总产值的比重，三次产业的权重系数分别是1、2、3。Ri为第i年的产业结构升级系数值，其取值范围1≤Ri≤3。当Ri=1或者趋近势于1，则说明对应年份的产业结构的层次越低，第一产业农业国民经济的主导产业；若Ri=3或者越趋近于3，说明产业结构的层次越高，以服务业为主的第三产业成为国民经济最重要组成部分，此时经济社会处于后工业化知识经济社会阶段；若Ri=2或接近于2，产业结构的层次介于前二者之间的状态，此时，工业是国民经济的主要支柱，社会经济处于工业化阶段。

受数据获取性限制，本文在计算环境污染综合指数（Pi）及产业结构升级系数（Ri）时，仍选取统计数据资料的时间跨度为1990—2013年。经计算得到佛山市产业结构升级系数和环境污染综合指数如表4所示。

2.4.3模型的建立及分析

进一步分析经济发展的环境效应时，以人均GDP、产业结构升级系数作为解释变量，环境污染综合指数为因变量。为了消除指标时间序列间的异方差，对指标时间序列数据进行取自然对数变换，分别记作lnPi、lnYi和lnRi。构建回归分析模型如下：

表4　1990—2013年佛山市环境污染指数与产业结构升级系数

借助SPSS统计分析软件，根据公式进行回归分析，即分别对环境污染综合指数与人均GDP（Yi）、产业结构升级系数进行回归估计，结果如表5所示。

表5　佛山市1990—2012年环境污染综合指数与人均GDP、产业结构升级的回归估计结果

由表5可以得出环境污染与经济增长、产业结构的关系模型：由回归结果可以看出，R大于0.8，表明模型对于经济增长、产业结构与环境质量间关系具有较强的解释力度，模型的拟合程度比较高，假设符合实际，模型有效。估计结果系数值α1＜0，α2＞0，α3=0，表示经济增长与环境质量之间呈“正U型”曲线关系，随着经济的进一步增长，环境污染程度会进一步恶化。而产业结构升级指标的系数值β＜0，说明产业结构变化是影响环境综合污染的重要因素，产业结构的调整升级，有助于佛山市环境综合污染程度的降低。

3　研究结论

基于环境库兹涅茨曲线（EKC）假说视角，采用佛山市1990—2013年相关指标的统计资料，研究了佛山市经济增长、产业结构与环境质量之间的关系，得出如下结论：

目前佛山人均GDP已达到并超过发达国家的水平（3 000～5 000美元），理论上其环境库兹涅茨曲线（EKC曲线）应该呈“倒U型”，且拐点在人均GDP达到3 000～5 000美元时出现。但研究结果并未出现EKC曲线假说中的“倒U型”，反呈“正U型”。这意味随着佛山经济的发展，其整体环境污染状况有进一步恶化的趋势。同时研究结果显示，佛山市不同类别污染物的EKC曲线形态呈明显的差异，这就增加了其环境污染的复杂性。而通过构建环境污染综合指标及产业结构升级系数后的进一步实证研究表明，佛山市产业结构升级与环境污染的之间表现出明显的负相关，产业结构的升级优化有利于环境污染的降低，产业结构的升级对防止环境污染有着积极的意义。

基于以上研究和分析，认为理论研究中不能盲目套用环境库茨涅茨曲线这一分析工具，而要具体问题具体分析。实践中，发展佛山经济的同时，若没有产业结构优化升级及环境污染政策的干预，环境库茨涅茨倒“U”型曲线不会自动出现。因此，加速产业结构的调整与升级、扶持环保产业发展，强化环境保护政策是解决佛山经济增长与环境污染间两难问题，实现佛山经济可持续发展的必由之路。

［1］张立柱，郭中华.我国产业结构优化及定量化方法研究综述［J］.山东科技大学学报：社会科学版，2007（3）：15-23.

［2］张红凤，周峰.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（3）：14-23.

［3］白琳.基于区位商的云南沿边地区产业结构分析［J］.改革与战略，2013（6）：62-65.

［4］蔡惠光，李怀政.人均收入、产业结构与环境质量［J］.经济与管理，2009（1）：15-17.

［5］蔡珞珈，黄蔚.湖北省经济增长与环境污染关系研究［J］.当代财经，2006（8）：90-93.

［6］方化雷.中国经济增长与环境污染之间的关系［D］.济南：山东大学，2011.

［7］徐德云.产业结构升级形态决定、测度的一个理论解释及验证［J］.财政研究，2008（1）：45-47.

［8］佛山科学发展蓝皮书（2013）［M］.广州：南方日报出版社，2014.

［责任编辑：钟艳华］

An Empirical Study on the Relationship between Economic Growth，Industrial Structure and Environmental Pollution of Foshan City:An Environmental Kuznets Curve（EKC）Hypothesis Perspective

YAN Zhong-e
（School of Business Administration，Shunde Polytechnic，Foshan Guangdong 528333，China）

Based on the statistical data during 1990～2013，this study sets up the composite index of environmental pollution and the coefficient of industrial structure upgrading of Foshan city，in order to testify whether‘inverted U type’exists between environmental impact and economic growth according to EKC curve hypothesis.The results show that there is a positive"U"curve between the composite index of environmental pollution and GDP per capita of Foshan city，and a negative relation between the effect of industrial structure upgrading and the environmental pollution.Therefore，adjustment and optimization of industrial structure and the implementation of environmental protection policy is the main approach to solve the problem between economic growth and environmental protection of Foshan.

economic growth；industrial structure；environmental pollution；Kuznets Curve

F127

A

1672-6138（2015）02-0075-06

10.3969/j.issn.1672-6138.2015.02.017

2015-03-20

佛山市哲学社会科学规划项目（2014-JG26）。

颜忠娥（1969—），女，湖北荆州人，副教授，硕士，研究方向：技术经济、企业管理。