湖南省农业环境库兹涅茨曲线的检验与分析——基于碳排放的视角*

田 伟,谢 丹

(湖南农业大学商学院,湖南长沙 410128)



湖南省农业环境库兹涅茨曲线的检验与分析
——基于碳排放的视角*

田 伟,谢 丹

(湖南农业大学商学院,湖南长沙 410128)

伴随着我国现代化农业的快速发展，造成的环境问题也日益突出，本文以湖南省为例，以环境库兹涅茨曲线假说为理论基础，选取1998～2012年的相关数据，计算出农业人均GDP代表经济增长，以农业人均二氧化碳排放量作为环境质量的研究指标，运用Eviews6.0进行实证分析，研究农业环境质量与农业经济增长之间是否表现为环境库兹涅茨曲线关系，探讨农业经济增长对环境的影响，并提出相关环境改善的措施，为湖南省更好的处理经济与环境之间的关系、实现环境与经济的双赢提出有效的政策建议.

湖南省;经济增长;环境质量;库兹涅茨曲线

引言

二氧化碳是导致全球变暖的主要原因，近些年来已经引起了世界的热切关注，于1997年签订的《京都议定书》是《联合国气候变化框架公约》下的重要议定书，表明温室气体的大量排放在一定程度影响了各国经济的发展与环境质量.其中农业发展中排放的温室气体仅次于工业，成为全球温室气体的主要来源之一，有数据显示，农业面源所排放的温室气体是全球温室气体排放量的13.5%，其中二氧化碳的排放比例达到75%，因此对农业中的经济增长与二氧化碳排放量进行研究与探讨从而寻求两者的规律性十分重要，而环境库兹涅茨曲线(EKC)认为经济增长与环境质量呈倒U型曲线关系，本文在环境库兹涅茨曲线假说的基础上运用相关计量软件对湖南省1998～2012年的经济与环境数据进行研究分析，检验湖南省农业经济增长与二氧化碳的排放是否符合环境库兹涅茨曲线假说.

国外对经济增长与环境质量之间相关关系的研究较早，美国经济学家Grossman和Krueger(1991)[1]首次证明人均收入与环境质量之间呈倒U型曲线关系，Panayotou(1996)首次提出环境库兹涅茨曲线(EKC)，揭示了环境质量与人均收入水平呈倒U型，此后有大量的学者对此进行研究表明“倒U型曲线”的存在及可行性，如Bandyopadhyay(1992)[2]、Selden与Song(1994)[3]、Shafic(1994)[4]等的研究标明二氧化硫与人均收入之间呈倒U型曲线关系；Panayotou 和Sachs 等(1999)[5]、Galeotti(2006)[6]等的研究发现二氧化碳与人均收入之间也呈现倒U型曲线关系，表明大多数环境污染指标随着经济的增长表现为先恶化后改善的趋势，但是也有一些学者的研究发现经济增长与环境质量之间并不仅仅存在倒U型这一曲线关系，如Dinda 等(2000)[7]对人均收入与固体悬浮颗粒密度之间的关系进行研究后发现这两者之间呈正型曲线关系，Holtz-Eakin与 Selden (1995)[8]等发现人均收入与一氧化碳排放量呈单调递增关系. Friedl(2003)[9]等认为奥地利在1999年时其国内二氧化碳的排放量与人均收入呈N型，Moomaw 和 Unruh ( 1997)[10]等发现经济增长与环境质量呈线倒 V 型曲线关系.

与国外相比，我国对环境库兹涅茨曲线的研究起步较晚，研究相对较少.由于基本国情的不同以及研究对象的差异性，结果也存在较大的分歧.潘习平(2014)[11]对安徽铜陵市1998～2011年人均GDP与“三废”之间进行的环境库兹涅茨曲线验证发现他们之间存在明显的倒U型关系；张丽峰(2013)[12]、崔和瑞等(2014)[13]经过对不同地区的经济增长与二氧化碳排放之间的曲线关系进行残差平稳性检验发现二者之间是协整的，模型有效、呈倒U型，符合环境库兹涅茨曲线假说，此外，张晖等(2014)[14]、付加锋等(2008)[15]也发现两者之间符合倒U型曲线关系；徐莉等(2014)[16]、韩玉军等(2009)[17]分别用不同的计算与计量方法研究探讨了经济增长与碳排放之间的关系，认为人均碳排放与人均GDP 之间并不符合呈倒U型的环境库兹涅茨曲线.李明贤等(2010)[18]研究发现我国二氧化碳排放量与人均GDP存在长期线性关系且是平稳的.赵雨等(2015)[19]对景德镇市 2003～2014 年工业用水数据、 经济指标分析发现景德镇市工业用水量随着经济增长表现为“N”型关系；张陈俊等(2014)[20]基于 2002～2010 年省际面板数据模型研究我国工业用水与经济增长的关系，发现同一时期段全国、东部地区与西部地区呈现不同的相关关系，具体表现为N型、倒U型或者呈单调递增.

1 数据来源与模型构建

1.1 数据选取

本文利用Eviews6.0对1998～2012年湖南省农业人均 GDP和人均二氧化碳排放量建立时间序列数据以分析两者之间的关系.以人均GDP代表经济增长，人均二氧化碳的排放量代表农业环境污染数据，为了保证数据具有可比性，把各年的GDP折算到2004年，即人均GDP调整为2004年不变价.人均GDP与CO2数值均通过计算得到，数据分别来源于《中国统计年鉴》、《中国林业统计年鉴》、《中国畜牧业统计年鉴》、《中国渔业统计年鉴》、《中国农业年鉴》、《中国农村统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》、《中国农村能源年鉴》.数据详情见表1.

表1 1998～2012年湖南省人均GDP和人均CO2排放量

1.2 模型选取

本研究利用Eviews6.0进行软件建模，在模型中输入湖南省农业人均GDP数据与“人均二氧化碳”排放量(见表1 )数据，制作散点图并运用最小二乘法进行模型估计，根据曲线拟合度及其显著性水平来选取模型，得到结果并进行分析.在模型选取上本文采取国内外学者基于“环境库兹涅茨假说”提出的EKC简化模型，如下：

lnY=β0+β1lnX+ε，

(1)

Y=β0+β1X+β2X2+ε，

(2)

Y=β0+β1X1+β2X2+β3X3+ε，

(3)

式中:Y为农业环境污染指标;X为农业人均 GDP，β0、β1、β2、β3为系数；ε为误差项.将模型 (2) 和 (3) 取对数后为如下变换:

lnY=β0+β1lnX+ε，

lnY=β0+β1lnX+β2lnX2+ε，

(4)

lnY=β0+β1lnX+β2lnX2+β3lnX3+ε

(5)

2 农业人均二氧化碳排放量的实证分析

2.1 方程估计

运用Eviews6.0软件进行OLS模型估计，得出湖南省1998～2012年农业人均GDP与农业人均二氧化碳的库兹涅茨曲线，如图1所示，整体上呈递增关系.图中横坐标InX代表农业人均GDP(单位：万人/万元)，纵坐标InY(单位：万吨/万人)代表农业人均二氧化碳排放量.

图1 湖南省1998～2012年农业人均GDP与农业人均二氧化碳之间库兹涅茨曲线

运用Eviews6.0软件进行OLS模型估计后综合分析结果见表2，三次模型的R2=0.953 1，均高于一次模型和二次对数模型，另外，从各个参数的t值绝对值来看，均大于5%显著水平下自由度为n-2=13的临界值t0.025(13)=2.160，通过了变量的显著性检验，因此选取三次对数模型为最优，EKC拟合曲线方程为InY=0.6558InX3-17.7562InX2+160.4268 InX-476.0655，经计算发现此方程没有实数解，即不存在拐点.从回归结果分析与EKC拟合曲线(图2)显示可知，湖南省农业人均GDP增长与碳排放之间表现为倒U型，但无法判断二氧化碳排放量在何时会出现拐点，因此也可以大致认为农业经济增长与碳排放之间为单调递增关系，即随着农业的GDP增长，二氧化碳排放量也会随之增加.

表2 湖南省农业人均二氧化碳排放量OLS分析结果

注：括号内为t值；*代表在5%水平下通过检验；一阶代表模型存在一阶自相关；0阶代表模型不存在自相关.

图2 EKC拟合曲线

2.2 残差平稳性检验(ADF检验)

运用Eviews进行残差平稳性检验可知，ADF检验值为-4.494129，其绝对值大于任一水平下的临界值，拒绝原假设即不存在单位根，属于一阶序列平稳.由此可知，Y与X之间的关系稳定，即通过协整检验，以上模型建立有效.

3 结论与政策建议

3.1 结论

本文以湖南省农业环境污染与农业经济增长之间是否存在环境库兹涅茨曲线为研究对象，通过对湖南省1998～2012年农业人均GDP与人均二氧化碳进行回归分析得出以下三点结论：1)湖南省农业环境污染与农业经济增长呈N型，可证明在环境库兹涅茨曲线中并非都符合倒U曲线关系；2)随着经济的增长，湖南省农业二氧化碳的排放量整体呈上升趋势，对环境的污染与日俱增；3)湖南省农业人均GDP已经达到“拐点”，但是环境质量并未伴随经济增长而得到相应的改善，有必要采取有效的措施和有效的政策来协调经济增长与环境质量的关系.

3.2 政策建议

近些年来，环境污染逐渐引起了人们的关注，环境与生活质量息息相关，盲目的发展经济而以牺牲环境为代价得不偿失.建议：第一：在宏观层面，政府应积极制定农业方面相关的环境保护政策，完善相关法律法规体系，对高投入、高消耗、高排放等农业企业采取一定的治理措施，提高农业企业的环境保护意识，引导相关企业进行绿色生产，并承担相应的社会责任；第二：能源结构的优化升级十分重要，现代化农业正在全省乃至全国推广，湖南省作为现代化农业发展的典型代表，正在逐步实现农业发展的机械化、规模化、集中化，大规模的农业机器如拖拉机、整耕机、烘干机等大量使用柴油与煤炭等燃料，增加了二氧化碳的排放量，对环境污染造成了一定的影响，因此实现能源结构的升级，加快清洁能源的开发与使用能有效减少碳排放，在一定程度上加强对环境的保护；第三，提高农民的环保意识，减少化肥、农药的使用，提高测土配方技术等高新农业技术手段且落实到农村地区，以及促进农业合作社的发展，加快现代化农业发展的脚步以尽快实现传统农业模式的转型至关重要.

[1]Grossman G, Krueger A B. Environmental Impacts of a North American Free Trade Agreement[R]. NBER Working Pa-per Number 3914, 1991.

[2]Shafik N, Bandyopadhyay S. Economic Growth and Environmental Quality:Time-Series and Cross-Country Evidence[R]. World Bank Policy Research Working Paper Number 904, 1992.

[3]SeldenT., Song D.,1994,Environmental Quality and Development: is there a Kuznets Curve for air pollution emission,Journal of Environmental Economics and Management,Vol(27),pp.147-162.

[4]Shafic and Bandyopadlyay, 1994,Economic Growth and Environmental Quality: time series and cross country evidence,Washington D.C.,the World Bank.

[5]Panayotou,T., Sachs, J. and Peterson, A., 1999, “Devel-oping Countries and the Control of Climate Change: A Theoretical Perspective and Policy Implications”, CAERⅡ Discussion Paper, No. 44.

[6]Galeotti, M., Lanza, A. and Pauli, F., 2006, “Reassessing the Environmental Kuznets Curve for CO2Emissions: A Robustness Exercise”, Ecological Economics, Vol.57, pp.152-163.

[7]Coondoo D D. Air Quality and Economic Growth: An Empirical study[J]. Ecological Economics, 2000(34):409-423.

[8]Holtz-Eakin, D. and Thomas M. Selden, 1995, “Stoking the Fires? CO2Emissions and Economic Growth”, Journal of Public Economics, vol.57, pp.85-101.

[9]Friedl, B., Getzner, M., 2003, “Determinants of CO2 E-missions in a Small Open Economy”, Ecological Economics, Vol.45, pp.133-148.

[10]Moomaw W. R and Unruh G. C., 1997, “Are Environ-mental Kuznets Curve Misleading US? The Case of CO2Emis-sions, Special Issue on Environmental Kuznets Curves ”, Environmental and Development Economics, Vol.2, pp.451-463.

[11]潘习平,沙景华,张宏亮. 铜陵市经济增长与环境污染关系研究——基于环境库兹涅茨曲线假说[J]. 资源与产业,2014,01:121-126.

[12]张丽峰. 北京碳排放与经济增长间关系的实证研究——基于EKC和STIRPAT模型[J]. 技术经济,2013,01:90-95.

[13]崔和瑞,尤丽君. 河北省碳排放的环境库兹涅茨曲线实证研究[J]. 华北电力大学学报(社会科学版),2014,01:11-14.

[14]张晖,胡浩. 农业面源污染的环境库兹涅茨曲线验证——基于江苏省时序数据的分析[J]. 中国农村经济,2009,04:48-53+71.

[15]付加锋,高庆先,师华定. 基于生产与消费视角的CO2环境库茨涅兹曲线的实证研究 [J]. 气候变化研究进展,2008,06:376-381.

[16]徐莉,张斌. 湖北省碳排放与经济增长关系的实证研究——基于EKC和Tapio脱钩模型[J]. 科技和产业,2014,03:73-77.

[17]韩玉军，陆旸． 经济增长与环境的关系——基于对CO2环境库兹涅茨曲线的实证 研究[J]． 经济理论与经济管理，2009(3) :5- 11．

[18]李明贤,刘娟. 中国碳排放与经济增长关系的实证研究[J]. 技术经济,2010,09:33-36+118.

[19]赵雨,胡赟,韦丽. 库兹涅茨曲线在工业用水与经济增长关系分析中的应用——以景德镇市为例[J]. 江西水利科技,2015,05:369-373.

[20]张陈俊,章恒全. 新环境库兹涅次曲线:工业用水与经济增长的关系[J]. 中国人口·资源与环境,2014,05:116-123.

Inspection and Analysis of the Kuznets Curve of Agricultural Environment in Hunan Province——Based on the Perspective of Carbon Emission

TIAN Wei, XIE Dan

(Business School, Hunan Agricultural University, Changsha Hunan 410128, China)

With the rapid development of modern agriculture in China, the environmental problems have become increasingly prominent. Taking Hunan Province as an example, this paper takes the environmental Kuznets curve hypothesis as the theoretical basis, selects the relevant data from 1998 to 2012, and calculates the agricultural per capita GDP represents the economic growth. Taking the agricultural carbon dioxide emissions per capita as the research index of environmental quality, the paper uses Eviews6.0 to examine whether the agricultural environmental quality and agricultural economic growth have the environmental Kuznets curve relationship, investigates the influence of agricultural economic growth on the environment and puts forward relevant measures and effective suggestions to realize the relationship between economy and environment and the win-win environmental and economic goals in Hunan.

Hunan Province; economic growth; environmental quality; Kuznets curve

1673-2103(2016)05-0046-05

2016-05-05

湖南省省情与决策咨询研究项目(2015ZZ058)

田伟(1977-)，男，湖南长沙人，副教授，博士后，硕士生导师,研究方向:农业经济管理.

S11+4

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