基于EKC的全面小康中国与发达国家环境质量比较

王金南，张静，刘年磊，蒋洪强，张伟，秦昌波，王倩

(环境保护部环境规划院，国家环境规划与政策模拟重点实验室，北京 100012)

基于EKC的全面小康中国与发达国家环境质量比较

王金南，张静，刘年磊，蒋洪强，张伟*，秦昌波，王倩

(环境保护部环境规划院，国家环境规划与政策模拟重点实验室，北京 100012)

以2020年全面建成小康社会目标为依据，比较了我国2020年与主要发达国家同等经济水平阶段在能源消耗、大气环境、水环境等方面的差距。研究发现：主要发达国家环境质量拐点出现在20世纪70年代末到80年代初，人均GDP在1.4万～1.5万美元左右。人均GDP在1.1万～1.2万美元阶段时，我国大气污染物排放强度低于发达国家，但大气环境质量差于发达国家；主要水污染排放量高于主要发达国家，但水环境质量基本可达到发达国家同期水平。建议要正确认 识环境与经济之间的EKC曲线关系，制定具有中国特色的环境问题解决路线图，提出具有阶段性、差异化、适度超前的环境质量目标。

环境库兹涅茨曲线；2020年目标；小康社会；发达国家；比较分析

引言

中国共产党十六大报告首次明确提出了“全面建设小康社会”的目标，即在优化结构和提高效益的基础上，国内生产总值到2020年力争比2000年翻两番，综合国力和国际竞争力明显增强。2012年，中共十八大提出中国特色社会主义五位一体总体布局，充实和完善了全面建成小康社会的目标，其中经济发展目标设定为到2020年实现国内生产总值（GDP）和城乡居民人均收入比2010年翻一番。2020年是“十三五”时期的目标年，确定“十三五”时期环境保护目标是目前国家“十三五”环境保护规划中的一个难题。发达国家经验表明，环境保护与经济发展之间存在环境库兹涅茨（Environmental Kuznets Curve, EKC）拐点[1,2]，其在一定程度上体现了“先污染后治理”的发展历程，表明环境质量显著改善是随着经济发展阶段逐步实现的长期过程。环境EKC是环境发展领域的研究热点，反映的是不同国家、不同发展阶段经济发展与环境保护之间的统计规律。本文分析比较了2020年我国全面建成小康社会的经济发展水平与同等发展阶段美国、日本、欧盟等主要发达国家的环境状况，相关经验借鉴对于我国科学制定全面小康社会的环境质量目标和开展“十三五”环保重点工作具有重要意义。

1 全面小康与发达国家对应期识别

根据预测[3]，到2020年我国人均GDP将达到1.1万美元左右（按照2010年不变价），城镇化率将达到60%左右，基本实现工业化和城镇化，进入中上等收入国家水平，实现小康社会的目标。另外，能源消费总量将不断增长，但增速将逐步下降，煤炭消费总量将趋于稳定，结构更加清洁化，预计到2020年煤炭占一次能源的消费比重下降至60%左右，水电、核电、风能等清洁能源比重上升至10%以上。随着环境治理力度加大，主要污染物排放总量继续下降。到2020年，二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）的排放量将分别下降到1900万t、1800万t、1700万t、188万t左右[4]。

本文将主要发达国家等同于我国全面建成小康社会的经济发展水平的历史时期，称为发达国家的“经济小康年”，以便于进行比较。假设2020年我国已经全面建成小康社会，人均GDP预计达到1.1万美元左右，那么美国、日本和欧盟的经济小康时期分别在1979年、1983年和1987年左右（表1）。我国的“十三五”时期大致相当于美国1975—1980年、日本1978—1985年、欧盟1979—1986年[5]。

表1 主要发达国家的经济小康时期

2 大气污染排放与空气质量比较

2.1 能源消费结构比较

发达国家经验表明（图1），能源消费总量的增长与其人均GDP水平密切相关。当人均GDP低于0.5万～0.6万美元时，能源消费呈现缓慢增长；当人均GDP进入0.5万～1万美元区间时，能源消费出现快速增长；当人均GDP进入1万～1.5万美元区间时，即进入后工业化社会，能源消费再次出现平缓增长；而当GDP超过1.5万美元之后，能源消费又出现加速趋势。美国在1979—1982年期间人均GDP从1.2万美元增长到1.5万美元，能源消耗总量达到峰值19.5亿t油当量并呈现下降趋势。英国在1971—1987年期间人均GDP从1万美元增长到1.5万美元，能源消耗总量保持在2亿～2.2亿t油当量，处于增长较为缓慢的阶段。同样，日本在1972—1984年期间人均GDP从1万美元增长到1.5万美元，能源消耗总量也保持在3亿～3.5亿t油当量，增长也较为缓慢。到2020年，中国人均GDP达到1.2万美元时，能源消费总量增长速度与发达国家进入后工业化时期类似。随着经济增长速度主动下调，未来能源消耗增长速度会趋于平缓，预计到2020年达到44.1亿t标准煤，年均增速2.5%，将远低于“十一五”、“十二五”时期的增速。

图1 中国及主要发达国家历年能源消费总量

发达国家在工业化中后期，能源消费结构发生变化，从以煤为主转向以油气为主。20世纪初叶，美国能源消费结构中，煤炭所占比例为70%左右，油气消费不到10%；20世纪60年代，英国煤炭消费占70%左右，油气消费占30%左右；日本煤炭消费占60%左右，油气消费占30%左右。但此后，上述国家能源消费结构发生显著变化，煤炭消费比重逐渐减少，而油气资源消费逐渐占据主导地位。到2000年，美国、英国、日本等国煤炭消费比重下降到20%左右，油气消费比重则上升到60%～70%（图2）。据预测，未来10～20年中国煤炭消费占能源消费总量的比例呈逐年下降趋势，石油、天然气及其他能源的消费比例将逐年上升，到2020年，中国煤炭消费所占比重将下降到60%左右，油气消费在20%左右，基本可达到发达国家经济小康时期水平，但要达到这些国家当前阶段水平，难度仍较大。

2.2 主要大气污染物排放

图2 中国和主要发达国家一次能源消费结构比较

发达国家在工业化进程中，主要污染物排放量呈现快速增长之后稳步下降的趋势。在工业化早期，随着经济规模的扩大，能源资源消费增长加快，导致污染物排放量加大，环境质量也因此急剧下降。进入工业化晚期，能源资源消费增速减缓，污染物排放量在达到峰值点后趋于下降，环境EKC拐点出现。在进入后工业化社会后，能源消费增速减缓，经济增长与资源消费逐步脱钩，此时污染物排放量继续稳步下降，环境质量趋于好转（表2）。其中，美国的SO2排放量峰值出现在1974年（2714万t），人均GDP为7242万美元；随后SO2排放量与经济发展脱钩，开始呈现持续下降趋势[6-8]。日本的SO2排放峰值出现在1976年（500万t），人均GDP在5000美元左右；到1987年，SO2排放量下降为94万t。欧洲主要工业化国家自20世纪70年代以来，人均GDP达到7240美元时，SO2排放量也呈大幅度下降趋势。与主要发达国家相比较，由于中国在“十一五”、“十二五”期间实施主要污染物约束性指标，加大了SO2、NOx减排力度，中国大气污染物排放出现拐点的时间（SO2排放峰值为2007年，NOx排放峰值为2012年，人均GDP在3000～6000美元左右），要早于发达国家同期水平，但排放总量仍然很大，预计到2020年，SO2排放量仍为1900万t、NOx排放量为1800万t，远高于发达国家现有的污染物排放量。

从单位GDP排放强度来看，综合考虑产业转型升级、技术进步、减排措施等因素，预计到2020年中国单位GDP的SO2、NOx排放量分别为0.0120 t/万美元、0.0116 t/万美元。对比发达国家经济小康时期，除日本外，中国单位GDP的主要污染物排放强度远低于美国、英国、波兰、韩国、法国等国家同期水平，大致与美国2000年左右相当（图3（a））。从人均排放强度来看，预计到2020年中国人均SO2、NOx排放量分别为0.0137 t/人，0.0132 t/人。对比发达国家经济小康时期，除日本外，中国人均主要污染物排放强度同样低于其他几个发达国家同期水平（图3（b））。从单位国土面积排放强度来看，预计到2020年中国单位国土面积的SO2、NOx排放量分别为1.975 t/km2、1.902 t/km2，同样低于其他发达国家同期水平（图3（c））。

表2 主要发达国家大气污染物排放峰值时点比较

图3 中国2020年与发达国家经济小康年大气污染排放强度比较

2.3 大气环境质量比较

发达国家当人均收入达到1万美元后，其空气质量逐渐改善。如世界经济最为发达的美国，自1979年人均GDP达到1.1万美元后，空气质量逐渐改善，SO2、NOx、 PM10、PM2.5年均浓度呈逐年下降趋势（图4）。例如，其SO2年均浓度从1981年的134μg/m3持续下降到2013年的30μg/m3，32年间下降了78%。另外，PM2.5年均浓度从2000年的13.5μg/m3下降到2013年的9μg/m3，空气质量持续向好。中国近10年人均GDP快速增长的阶段，各项大气污染物浓度并没有较大改善。但在2013年中国人均GDP达到7000美元后，中国大气污染质量呈现改善趋势（各项污染物执行新标准）。与美国相比，中国空气治理改善的阶段基本等同于甚至要早于美国相同时期。

图4 中国和美国历年主要大气污染物年均浓度变化

主要发达国家的经济小康时期，PM10浓度约在25～63μg/m3区间（图5），平均值为44μg/m3，大致相当于中国环境空气质量一级水平（PM10为40μg/m3）。如果到2020年中国PM10浓度要达到发达国家历史同期水平（中国2015年为105μg/m3），PM10浓度需在2015年基础上降低58%。西班牙、希腊、波兰等国家在经济小康时期的PM2.5浓度介于18～25μg/m3之间，平均约为21μg/m3，略高于中国空气质量一级水平（PM2.5为15μg/m3）。由此可见，到2020年，中国大气环境质量要达到发达国家经济小康时期水平，还存在较大难度。另外，根据美国健康效应研究所《2010年全球疾病负担评估》报告，中国2010年室外空气颗粒物污染（主要指PM2.5）导致了120万人过早死亡以及超过2500万健康生命年损失（包括因早死所致的寿命损失年和伤残所致的健康寿命损失年），分别占全球37.5%和32.9%，与其他发达国家相比，中国空气污染导致的疾病负担是全球最高[9]。

图5 中国及主要发达国家在人均GDP 1.1万美元时期的PM10浓度比较

3 水污染排放与水环境质量比较

3.1 水污染物排放

主要发达国家经济小康时期在水污染控制方面已取得较大成效，水污染物排放峰值基本在这一时期出现。美国的水污染控制起始于20世纪70年代，在1972年到1992年的20年间，二级以上污水处理设施服务人口翻了一番，使得BOD的排放量下降了接近50%。日本加大水污染物减排力度，经过多次总量减排计划实施，城镇污水处理率大幅度上升，污染负荷较大幅度降低[10]。欧盟由于水环境立法的实施，在20世纪80年代后，主要污染物排放大幅度减少，水环境质量得到根本改善[11]。在我国，从1984年到2014年，COD排放量先后出现了3个拐点，如图6所示。由于1998年亚洲金融危机影响和随后“一控双达标”作用，2000年前后出现了一个COD排放量拐点；进入“十一五”总量减排，2006年又出现了第二个COD排放量峰值拐点；由于2007年全国污染源普查，调整了农业面源COD和氨氮排放量，统计数据到2010年进行了调整，因此2011年又出现了第三个COD排放量的峰值拐点。由此可见，与发达国家在人均GDP达到1万美元左右出现污染排放拐点相比，我国水污染物排放出现拐点的时间要比发达国家提前。预计到2020年，我国COD和氨氮排放量将分别为1715.4万t和188.7万t，分别比2014年下降约25.3%和20.9%。尽管我国加大污染治理力度，主要水污染物排放拐点出现较早，主要水污染物排放量有所下降，但主要排放总量要远高于同时期各发达国家水平。比例约为77%，V类河流比例约为12%，劣V类河流比例为0。根据《水污染防治行动计划》，到2020年我国长江、黄河、珠江、淮河、海河、辽河、松花江等七大流域干流及主要支流优于III类的断面比例将达到80%左右，基本消除黑臭水体，与发达国家同期水平基本吻合。但通过与发达国家对比判断，我国水环境质量形势严峻，劣V类河流比例也高于发达国家当年9个百分点，特别是次级支流和城市河段黑臭突出，全面改善仍需要15年乃至更长时间的努力，在“消化”经济增长和城镇化产生的污染增量的同时，需要大规模削减污染存量。

图6 中国COD排放总量变化情况（1984—2014）

3.2 水环境质量

通过对比分析近40年来我国与主要发达国家水环境质量变化情况（图7），可见水环境质量改善是一个长期动态、循序渐进的过程。美国自20世纪70年代开始实施《清洁水法》，到80年代初，美国共有21个州的水质数据呈持续改善的趋势。根据1984—2012年美国环境保护局向国会提交的《全国水质报告》相关数据（图7（a）），从总体变化趋势上来看，近30年美国水体达到指定用途的比例呈明显下降趋势。2012年河流达到指定用途的河长为48.39万英里，占46%（1980年河长为23.72万英里，占73%）；湖库达到指定用途的面积为583.16万英亩，占32%（1984年744.20万英亩，占78%）。日本自1974年以来水质达标情况总体呈稳步上升状态（图7（b）），但封闭性海域的达标情况则并不完全在逐步上升，自20世纪90年代以来，濑户内海和伊势湾的水质情况不但未见好转，反而还有一定程度的恶化。欧盟自20世纪80年代陆续发布相关法规，采取严格的控制措施和政策，河流水质呈现逐年好转。特别是从1992—2012年，欧洲河流和湖泊水体BOD、硝酸盐、总磷、铵盐的浓度呈现逐年下降趋势，BOD在20年间下降了52%，硝酸盐、铵盐、总磷含量分别下降了21%、75%和59%（图7（c））。

从我国1984—2014年水环境质量变化情况来看，20世纪90年代中期以前，我国水体呈现明显恶化趋势，劣V类水质断面占比不断攀升，I～III类水质断面占比不断下降。上世纪90年代中期至后期，我国水环境质量状况基本持平，I～III类水质断面占比波动提升，但劣V类水体未见好转。2001年起，我国水环境质量逐步好转，截至2014年，全国I～III类水质断面占比已达到71.2%，劣V类断面占9%。由图7（d）可见，我国主要江河水质于2001年前后开始向改善方向转变，实现水质改善“拐点”。

发达国家与我国全面建成小康社会的历史同期，即人均GDP约1.1万～1.2万美元时，发达国家优于III类河流

4 结论和建议

4.1 主要结论

（1）发达国家环境质量出现的拐点在20世纪70年代末到80年代初期，人均GDP在1.4万～1.5万美元。发达国家的环境问题与经济结构、发展阶段、技术进步紧密相关，具有明显的阶段性特征。如大气方面，前期是煤烟污染、“酸雨”问题，中期是机动车尾气排放造成的NOx和VOCs引发的光化学烟雾污染以及持续性有机化合物（POPs）污染，2000年至今，细颗粒物（PM2.5）以及地面臭氧（O3）是发达国家大气污染的主要问题。随着这些国家经济发展进入后工业化时期，资源能源消费增速放缓，环境污染治理的法规和政策不断完善和严格，主要污染物排放总量出现拐点，环境质量逐步改善。

（2）人均GDP在1.1万～1.2万美元时，我国大气污染物排放强度低于发达国家，但大气环境质量可能差于发达国家。与发达国家在历史同期相比，我国大气污染物排放出现拐点的时间要比发达国家提前，但排放总量较大。到2020年，我国大气主要污染物排放强度，如单位GDP排放强度、人均排放强度以及单位国土面积排放强度等指标均低于主要发达国家相同发展阶段水平。但大气环境质量主要指标（PM10、PM2.5）仍然无法达到发达国家相同发展阶段水平，重要原因之一就是煤炭为主的能源消费结构。

（3）主要水污染排放量高于发达国家，水环境质量基本可达到发达国家同期水平。水污染排放方面，与发达国家在历史同期相比，我国污染物排放出现拐点的时间要比发达国家提前，但排放总量较大。预计到2020年长江、黄河、珠江、淮河、海河、辽河、松花江等七大流域干流及主要支流优于III类的断面比例达到80%左右，与发达国家同期水平基本持平。但我国城市内河黑臭现象普遍，消除劣V类、黑臭水体任务十分繁重，要想达到发达国家现有水平，实现水环境质量全面改善，仍需要15年乃至更长时间的努力。

图7 中国与主要发达国家历年水环境质量变化情况比较

4.2 政策建议

（1）正确认识环境与经济之间的EKC曲线关系，制定具有中国特色的环境问题解决路线图。EKC拐点背后表征的是产业结构变化、技术水平进步、环境治理、环境监管、环境意识等因素共同作用的结果。不同国家对污染物排放量统计、环境质量监测和评估方法有时不具有完全可比性。因此，要认真和慎重对待EKC曲线的使用。在认识EKC曲线规律同时，关键是要加速产业转型升级、能源结构调整、环境污染治理，在人均GDP较低阶段、污染峰值较低时突破EKC拐点，制定符合中国国情的环境污染治理路线图。

（2）合理看待小康社会的历史定位，制定阶段性差异化环境质量目标。全面建成小康社会的环境目标必须与我国所处的发展阶段相适应，应在借鉴主要发达国家同期环境质量目标经验、平衡公众环境质量诉求以及目标可行可达的基础上，确定与经济社会发展相适应的阶段性环境质量改善目标；应兼顾经济发展水平和环境现状的区域差异，注重中西部地区、少数民族地区等“环境精准化扶贫”，制定重点区域、重点城市差异化的环境质量目标。

（3）重视后发优势与制度优势，制定适度超前环境质量目标。我国经济长时间保持高速增长，经济实力明显加强，东部经济发达地区主要经济指标基本与发达经济体相当，到2020年，我国经济发展应该能够达到发达国家实现环境质量好转的阶段。既有欧美国家在污染治理过程中的经验教训可以借鉴，也有我国30多年环境保护工作积累的工作基础，更有社会主义制度可以集中力量办大事的政治和制度优势。因此，在一些经济发达地区、环境承载力较好地区可以适度制定比发达国家同时期超前的水、大气、生态等环境质量目标[12]。

[1] Dinda S. Environmental kuznets curve hypothesis: A survey[J]. Ecological Economics, 2004, 49(4): 431-455.

[2] Stern D I, Common M S, Barbier E B. Economic growth and environmental degradation: The environmental Kuznets curve and sustainable development[J]. World Development, 1996, 24(7): 1151-1160.

[3] 蒋洪强, 祁京梅, 于森, 等. 全面建成小康社会的环境经济预测研究报告[M]. 北京: 中国环境出版社, 2015.

[4] 蒋洪强, 张伟, 于森, 等. 经济新常态下的“十三五”环境压力预测[J]. 中国环境管理, 2015, 7(3): 47-51.

[5] 王金南, 秦昌波, 吴悦颖, 等. 中国与发达国家传统环境污染库兹涅茨曲线比较研究[J]. 重要环境决策参考(中国环境规划院内刊), 2015, 11(13): 1-29.

[6] Environment Protection Agency(EPA). National emissions inventory air pollutant emissions trends data[DB/OL]. [2015-03-05]. http://www.epa.gov/ttn/chief/trends/.

[7] Environment Protection Agency(EPA). National air pollutant emission trends: 1900-1998[DB/OL]. [2008-10-31]. http:// www.epa.gov/ttn/chief/trends/trends98/.

[8] Environment Protection Agency(EPA). National trends in sulfur dioxide levels[EB/OL]. [2014-10-08]. http://www.epa. gov/airtrends/sulfur.html.

[9] Lim S S, Vos T, Flaxman A D, et al. A comparative risk assessment of burden of disease and injury attributable to 67 risk factors and risk factor clusters in 21 regions, 1990-2010: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2010[J]. The Lancet, 2013, 380(9859): 2224-2260.

[10] 中日水污染物总量控制研究课题组. 中日水污染物总量控制研究[M]. 北京: 中国环境出版社, 2013.

[11] European Environment Agency. Data visualisations: River water quality[DB/OL]. [2015-05-06]. http://www.eea.europa. eu/data-and-maps/daviz/sebi16-water-quality-trend.

[12] 吴舜泽, 万军, 秦昌波, 等. “十三五”环境挑战及环境管理转型战略与政策研究[J]. 重要环境决策参考(中国环境规划院内刊), 2015, 11(15): 1-60.

A EKC-based Comparison of Environmental Quality between China with Overall Well-being and Developed Countries

Wang Jinnan, Zhang Jing, Liu Nianlei, Jiang Hongqiang, Zhang Wei*, Qin Changbo, Wang Qian
(State Environmental Protection Key Laboratory of Environmental Planning and Policy Simulation, Chinese Academy of Environmental Planning, Beijing 100012)

Based on the objective of building an overall well-being society in 2020, this paper compared the differences between China in 2020 and developed countries in the same economic development stage in ways such as energy consumption pattern, atmospheric and water quality. According to the research in the most developed countries, the turning point of the main environmental quality appeared from 1970s to 80s, with annual GDP of around $14,000 to 15,000 per capita. And when the GDP per capita reaches $11,000～12,000, China will have lower air pollution intensity, but worse air quality than developed countries. In terms of water quality, China will have more water pollution emissions but the same water quality relative to developed countries in the same economic development stage. The results of the paper suggest that it is necessary to have a clear understanding of EKC relationship between environment and economy. In addition, in order to provide periodical, differentiated and advanced environmental quality targets, a roadmap specifically designed to solve Chinese environmental problems needs to be developed.

Environmental Kuznets Curve；target in 2020；well-being society；developed countries；comparative analysis

X22

1674-6252（2016）02-0009-08

A

10.16868/j.cnki.1674-6252.2016.02.009

王金南（1963—），男，环境保护部环境规划院副院长兼

总工，研究员，主要研究领域为环境规划、环境政策等。

*责任作者：张伟（1984—），男，环境保护部环境规划院助理研究员，主要从事环境经济模拟与预测等。