攀枝花市环境质量变化与经济发展相关性分析——基于环境库兹涅茨曲线(EKC)特征

龚兴涛，代 佼，周国彪

(攀枝花市环境监测中心站，四川 攀枝花 617000)

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攀枝花市环境质量变化与经济发展相关性分析
——基于环境库兹涅茨曲线(EKC)特征

龚兴涛，代 佼，周国彪

(攀枝花市环境监测中心站，四川 攀枝花 617000)

根据环境库兹涅茨曲线原理，选取攀枝花市2006～2016年的经济与环境数据，运用Eviews软件对经济因子与环境因子进行相关性分析，建立了模拟经济因子与环境因子之间动态回归模型。研究结果表明，攀枝花市环境空气质量、工业废气首要污染物二氧化硫排放量、废水排放量和人均GDP均呈现显著相关性，符合库兹涅茨曲线倒“U”或倒“N”模型，拐点均出现在人均GDP达60 391元的2012年前后，说明攀枝花市政府严格执行了各项环境保护政策，环境监管力度和环保投入也日益加大，当地环境质量得到大幅改善，经济发展与环境质量改善实现双赢，环保效益日益显现。

环境库兹涅茨曲线；环境质量；人均GDP

2004年，攀枝花市环境空气质量优良率仅为16%，被国家环保总局列为全国十大空气污染城市，“十二五”期间，全市可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)平均浓度分别下降31.2%、60%、20%，三项污染物综合污染指数降低39.1%，2015～2016年，全市空气质量优良率分别为98.9%、100%，位居四川省第二和第一，是四川省5个空气质量全面达标城市之一。市域内各流域水质状况均满足Ⅲ类水质标准要求并持续改善，其中，金沙江流域满足Ⅱ类的断面比例达93.4%，雅砻江流域满足Ⅱ类的断面比例达100%。十年时间，攀枝花环境质量尤其是空气质量显著改善，攀枝花不仅摘掉了“黑帽子”，还被评为全国呼吸环境十佳城市之一，实现了从十大污染城市到呼吸环境十佳城市的华丽转身。从2012年起，攀枝花市政府以国家环保模范城市创建为抓手，坚持问题导向，不断改革创新，大力开展大宗物料运输转变和工业扬尘综合污染整治，对钢铁冶炼、球团、火力发电、水泥生产、钛白粉等行业的730多个工业污染源和区域环境进行了综合整治、生态治理，加快环境基础设施建设、农村环境连片政整治等生态环境综合整治，累计投入资金60余亿元，全市环境质量不断改善，全面向好。

随着攀枝花环境质量不断改善的趋势日益明显，为实现攀枝花市政府 “十三五规划”中提出的全市环境质量由“改善”向“稳定保持”转变的目标，有必要对攀枝花市2006～2016年环境质量变化与经济发展相关性进行系统分析，得出环境质量变化的主要原因。该文立足攀枝花社会经济和环境状况，以科学的环境统计和环境评价为基本原则，以2006～2016年攀枝花市环境监测数据、环境管理统计数据、社会经济统计数据为基础，采用环境库兹涅茨曲线模型分析、Eviews软件分析、统计学检验等方法科学阐明了攀枝花市环境质量变化与社会经济发展的关系，剖析了两者变化的根本原因，评价了环保政策执行、环境监督管理、环境保护投入的绩效，为“十三五”期间环境保护决策提供理论支撑。

1 分析方法

1.1 环境库兹涅茨曲线分析模型

环境库兹涅茨曲线分析模型最早是由美国环境学家Grossman等[1]提出的，主要观点是认为一个国家或地区的污染水平在经济发展到一定程度之前会随着经济的增长而污染水平上升，以后又会随着收入的上升而污染水平下降，即为倒“U”，此时曲线方程呈现二次函数的关系，曲线的拐点表明经济的发展开始向有利于环境改善的方向发展，该分析模型能普遍反映欧、美等发达国家工业化时期经济发展与环境变化之间的关系[2-3]。国内的研究成果表明[4-5]，中国城市的环境库兹涅茨曲线有部分呈现“倒N”型关系，曲线方程呈现三次函数的关系，即经济发展较低的时期环境质量变化不大甚至有改善的趋势，经济高速发展导致环境质量迅速恶化，此时出现曲线第一个拐点，当经济发展到一定高度，环境质量开始逐渐改善，此时出现曲线的第二个拐点。该分析模型针并不是一个普遍规律，只能分析经济与环境的关系和评价环境政策执行的效能，并不能用于预测环境质量改善的结果。

根据国内针对该模型的研究成果[6～8]，该文归纳分析模型如下:

Y=a3x3+a2x2+a1x+a

式中Y表示环境质量数据，如环境空气质量综合指数、三废排放量等；x为人均GDP，单位为元/人；a、a1、a2、a3为对应系数。

拟合曲线方程有以下几种表现形式，分别代表不同意义：

(1)当a2=a3=0，a1>0时，表示随着经济发展，环境质量状况急剧恶化。

(2)当a2=a3=0，a1<0时，表示随着经济发展，环境质量状况迅速改善。

(3)当a3=0，a2>0，a1<0时，表明经济发展与环境质量存在正“U”型关系，环境质量随经济发展先改善，但是随后又逐渐恶化。

(4)当a3=0，a2<0，a1>0时，表明经济发展与环境质量存在倒“U”型关系，环境质量随经济发展先恶化，但是随后又逐渐改善。这是经典的环境库兹涅茨曲线的表现形式。

(5)当a3>0，a2<0，a1>0时，表明经济发展与环境质量存在正“N”型关系，环境质量随经济发展先恶化，但是随后又逐渐改善，之后又再次恶化。

(6)当a3<0，a2>0，a1<0时，表明经济发展与环境质量存在倒“N”型关系，环境质量随经济发展先改善，但是随后又逐渐恶化，之后又再次改善。

1.2 指标选取

攀枝花是一座典型的资源型工业城市，二产占比达70%以上，全市工业发展主要包括钢铁、钒钛、能源、化工四大支柱产业，其产值占据全市规模以上工业总产值的主导。除了作为生产要素的能源和为钢铁钒钛配套的硫酸、氯碱、焦炭、冶金辅料等产业外，攀枝花的主要终端工业品主要是矿产品、钢材、钒钛制品、黄磷等。

通过对攀枝花市环境质量和社会经济数据各项指标进行比较筛选，本文选择以2006～2016年环境空气质量综合指数(二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物三项指标计算)代表环境空气质量指标，选取同期的攀枝花市人均国内生产总值(GDP)代表经济发展指标，选取废气首要污染物二氧化硫排放量、废水排放量、工业固体废物产生量代表污染排放指标(数据来源于各年度攀枝花市年鉴和环境统计数据)。

1.3 分析步骤

一是采用统计软件Eviews对数据进行一元相关性分析；二是对曲线拟合度检验、F检验、t检验、Durbin-Watson检验等结果进行统计学分析，综合判定模型估计的回归方程有效性；三是采用环境库兹涅茨曲线(EKC)分析模型对经济发展与环境空气质量、污染物排放量之间的关系进行分析，计算拐点位置，评价环境政策执行、环境监督管理、环境保护投入的绩效；四是结合攀枝花市环境污染综合治理政策和措施对统计分析结果进行原因分析。

2 结果分析与讨论

2.1 统计学分析结果

采用统计软件Eviews6.0分别对攀枝花市环境空气质量综合指数与人均GDP、废气首要污染物二氧化硫排放量与人均GDP、废水排放量与人均GDP、工业固废产生量与人均GDP四组数据采用一元相关性分析，结果见表1、表2。根据软件计算出的四个统计指标，判定两参数的相关性和因果关系，进而验证模型的有效性。一是拟合度检验指标调整R2，一般情况下，当R2>0.8时，可初步判定曲线拟合度较好；二是分析拟合曲线F值，P<0.01表明差异极显著，两者的回归关系具有高度的统计学意义；三是Durbin-Watson检验值，对模型估计的回归方程进行Durbin-Watson残差自相关性检验计算DW值，根据样本容量n和解释变量数目k查Durbin-Watson界值表，得到临界值dl和du，然后按照考察计算得到的DW值，以判断模型的自相关状态，如判定模型估计的回归方程存在自相关，则须按相关方法对回归方程进行修正以消除自相关；四是各自变量的t值，P<0.01表明差异极显著，P<0.05表明差异较显著，P<0.1表明差异显著，判定各自变量通过t检验。只有上述四个统计指标同时符合，最终才能说明模型估计的回归方程有效可信。

表1 曲线拟合度检验、F检验、Durbin-Watson检验结果统计Tab.1 Result list of curve used bycurve fitting test, F test and Durbin-Watson test

注：**表示极显著(P<0.01)，*表示较显著(P<0.05),n=11。

表2 各自变量T检验结果统计Tab.2 Statistical result of T test of each independent variable

注：**表示极显著(P<0.01)，*表示较显著(P<0.05)，#表示显著(P<0.10),n=11。

2.2 攀枝花市环境空气质量与人均GDP相关性分析

通过对攀枝花市环境空气质量综合指数与人均GDP进行函数拟合，四个检验结果全部符合模型要求，模型估计的回归方程呈现显著的二次函数关系，该回归方程有效可信，从图1可看出，攀枝花市环境空气质量与人均GDP符合环境环境库兹涅茨曲线的“倒U”型,计算出拐点位置大概在2012年前后，表明此后攀枝花市环境空气质量改善与经济发展出现良好态势。

图1 环境空气质量综合指数与人均GDP变化趋势图Fig.1 Correlation between air quality index and GDP per person

以“巩固和改善环境质量、支持和保障科学发展、防范和控制环境风险”为目标，以国模创建和污染治理为主轴，以提升环境质量为核心，攀枝花市积极开展国模创建，大力实施蓝天行动，健全大气污染防治区域联防联控机制,不断加强大气污染防治工作。一是“十二五”期间，攀枝花市通过结构减排、工程减排、管理减排三大措施，积极推进总量减排工作，上报并完成涉气减排项目166个，完成了攀钢集团攀枝花钢钒有限公司炼铁厂新1#、新2#、6#烧结机烟气脱硫升级改造、全市球团生产企业烟气脱硫、攀枝花钢城集团瑞丰水泥有限公司脱硝、攀枝花钢城集团瑞达水泥有限公司脱硝等工程，2015年，攀枝花市二氧化硫排放总量较2010年削减了3.162 7万t，削减比例达27.28%；氮氧化物排放总量较2010年削减了0.840 0万t，削减比例达21.99%，圆满完成“十二五”总量减排目标任务。二是攀枝花市制定并实施了《攀枝花市建成区环境空气质量达标方案》、《攀枝花市大气污染防治行动计划实施细则》及年度实施计划、《攀枝花市2014、2015燃煤小锅炉淘汰工作方案》、《攀枝花市重点行业烟粉尘治理实施方案》等大气污染治理配套方案。三是加强扬尘污染治理，编制完成了《攀枝花市大宗物料运输方式转变专项规划》、实施了《攀枝花市工业扬尘污染综合整治工作实施方案》，将33家工业企业无组织排放扬尘污染纳入整治范围。四是加强机动车尾气治理，2011～2016年累计淘汰黄标车24 318辆。

2.3 二氧化硫排放量与人均GDP相关性分析

2006～2016年，攀枝花市废气中主要污染物年均排放量15.7万t，其中二氧化硫年均排放9.4万t，等标污染负荷比为65.6%，是攀枝花市工业废气中首要污染物，黑色金属冶炼和压延加工业、电力热力生产和供应业两大行业排放的二氧化硫占到全市排放总量的85%以上。通过对攀枝花市二氧化硫排放量与人均GDP进行函数拟合，四个检验结果全部符合模型要求，模型估计的回归方程呈现显著的三次函数关系，该回归方程有效可信，从图2可以看出，人均GDP和二氧化硫排放量呈现EKC模型的倒“N”型关系，随着经济的发展，二氧化硫排放量总体呈现下降趋势。2006～2012年，攀枝花多家火力发电公司、攀钢炼铁厂及能动中心、攀枝花钢城集团下属多家球团厂等二氧化硫主要排放企业虽按要求对脱硫设施进行改造，但效果不明显，当地二氧化硫排放总量下降缓慢，曲线的拐点位置出现在2012年前后，2013～2016年，随着新的发电行业、钢铁行业环保标准实施，攀枝花市创建国家环保模范城市工作启动，攀枝花市委、市政府不断加大环保投资、加强日常监管，全市各主要二氧化硫排放企业严格按照新标准对脱硫设施进行升级改造，此后，全市工业废气主要污染物二氧化硫排放量显著下降，环境空气质量显著改善。

图2 二氧化硫排放量(废气首要污染物) 与人均GDP变化趋势图Fig.2 Correlation between sulfur dioxide emissions(exhaust gas primary pollutant) and GDP per person

以开展总量减排攻坚为载体，全力推进总量减排工作。按照规划完成相关球团、电厂等烟气脱硫设施建设；以钢铁行业排放新标准为目标，整改攀钢烧结烟气脱硫系统；加大对烧结、球团、电厂等烟气脱硫设施的运行管理力度，确保设施正常稳定运行，发挥减排效益。实施企业限期整治，促进工业企业全面、稳定达标排放，一是近年来，攀枝花大力开展二氧化硫治理及减排，2016年二氧化硫排放总量3.13万t，较2006年二氧化硫排放总量11.36万t削减8.23万t，削减比例达72.45%，尤其是攀钢集团公司采用第三方投资、建设、运营的BOO模式，投资近两亿元先后对烧结厂1号、2号、6号烧结机开展脱硫治理，实现了全烟气脱硫，SO2排放浓度≤200mg/Nm3，综合脱硫率从以前的50%左右提高到95%以上，每年新增SO2减排量约1.5万t，减少排污费约950万元。攻克了钒钛磁铁矿烧结烟气脱硫这一世界性难题，实现了二氧化硫稳定达标排放，彻底解决了长期困扰我市的二氧化硫污染问题，实现了减排增效双向驱动发展。二是“十二五”期间，对全市65家企业环境综合整治进行挂牌督办，并对66家企业实行限期治理，从根本上促进工业企业大气污染物全面、稳定达标排放。

2.4 废水排放量与人均GDP相关性分析

通过对攀枝花市废水排放量与人均GDP进行函数拟合，四个检验结果全部符合模型要求，模型估计的回归方程呈现显著的三次函数关系，该回归方程有效可信，从图3可以看出，攀枝花市废水排放量与人均GDP呈现EKC模型的倒“N”型关系，2006年到2013年，攀枝花市废水排放总量不断增加，其中2011年、2012年随着全国经济形势全面向好，攀枝花市洗选行业、钛白粉行业出现多个项目新建，多家企业扩能一倍以上，由于工业废水在废水排放总量中占比超过60%，当地废水排放量随之猛增，曲线拐点出现的时间在2012年前后，2013年到2016年，攀枝花市创建国家环保模范城市工作启动，攀枝花市委、市政府不断加大环保投资、加强日常监管，各主要工业废水排放企业严格按环保要求实施废水再利用，全市各生活污水收集管网也不断完善，此后，全市废水排放量逐渐下降。

图3 废水排放量与人均GDP变化趋势图Fig.3 Correlation between wastewater discharge and GDP per person

攀枝花市大力开展“碧水”行动，实施流域污染综合防治，进行污染水体整治、良好水体保护、水污染防治设施建设、饮用水环境安全保障“四大工程”，确保境内断面水质全面达标。(1)编制印发并实施了《攀枝花市水环境保护规划》《〈水污染防治行动计划〉攀枝花市实施方案》等水污染防治配套文件。(2)2012年后，按照攀枝花市国模创建规划要求，全市启动“五河五沟”小流域专项整治、金沙江沿江综合整治等区域环境综合整治工作。(3)“十一五”和“十二五”期间，大力开展水污染防治，先后建成8座城市生活污水处理厂，全面治理生活污水。(4)重点开展了工业企业排污整治、沿江区域污染综合整治，实施了攀钢江5#、江6#排污口综合整治、攀钢江0#、江3#排污口综合整治、污水处理厂主管网建设改造等重点水环境整治工程。(5)攀枝花市政府不断加大城市污水管网建设力度，完成了东区、西区污水处理厂配套管网、炳三区污水处理厂配套管网、江南片区渡口桥至密地桥之间入江生活污水收集项目、清香坪污水处理厂污水主管网等项目的建设或改造，进一步提高了污水处理率。

2.5 工业固废产生量与人均GDP相关性分析

通过对攀枝花市工业固废产生量与人均GDP进行函数拟合，虽然F值、DW值符合要求，但是曲线相关系数和各自变量的t检验未通过，最终判定该回归方程不能有效地解释两者的因果关系，2006～2016年攀枝花市工业固废产生量与人均GDP不符合EKC模型。多年来，攀枝花市政府一直严格坚持对工业固体废物实行全过程控制，以强化综合利用为重点，极力推行减量化、资源化、无害化，在产生单位和产生量逐年增多的情况下，通过加强管理和综合利用，工业固废处理率仍然连续多年超过98%。国内文献采用工业固废排放量与人均GDP进行EKC模型分析[9～11]，攀枝花因工业固废外排量极少，对当地环境质量影响贡献也极小，故将工业固废产生量指标不纳入本次分析。

2.6 攀枝花市能源消耗对环境质量的影响

从图4可看出，2006～2016年攀枝花市万元地区生产总值(GDP)能耗逐年下降，环境空气质量得到明显改善。近年来攀枝花市严格执行国家节能减排相关政策，持续淘汰落后产能，发展循环经济，积极优化产业结构。“十二五”期间，大力推行清洁生产，淘汰落后产能企业共75户，其中：列入全省淘汰落后产能名单73户；列入工信部公告名单的11户。通过淘汰落后产能累计节能163.7万t，单位GDP能耗累计下降27.72%，减少二氧化碳排放419.9万t、碳粉尘排放111.3万t、氮氧化物排放6.1万t。

图4 2006～2016年攀枝花市万元GDP能耗变化趋势图Fig.4 Trend of electricity consumption per unit of GDP in 2006～2016

3 结 语

攀枝花市环境质量变化与经济发展符合环境库兹涅茨曲线(EKC)特征，模型呈现倒“U”或倒“N”关系，经济发展已朝着有利于环境保护的方向进行，环境政策执行得力，环境监管到位，环保投入效果凸显，环境效益日益显现，当地环境质量改善与经济发展实现双赢。“十三五”期间，攀枝花市政府应继续加大环保政策执行力度，加强环境日常监督管理，逐年提高环保投入，坚决打好大气、水、土壤污染防治“三大战役”,将攀枝花打造成天更蓝、地更绿、水更清、空气更清新、环境更优美的中国阳光康养胜地、中国钒钛之都、中国阳光花城。

[1] Grossman G M,Krueger A B.Environmental impacts of North American free trade agreement．In: the US -Mexico Free Trade Agreement[M].Peter Garber, ed, MA: MIT Press, 1994．

[2] Selden T,SongD.Environmental quality and development:is there a Kuznets curve for air pollution estimates[J]. Journal of Environmental Economics and Management, 1994，(27):147-162.

[3] 胡 聃,许开鹏,等.经济发展对环境质量的影响-环境库兹涅茨曲线国内外研究进展[J],生态学报,2004,24(6):1259-1265.

[4] 安虎森,王雷雷,吴浩波.中国环境库兹涅茨曲线的验证-基于省域数据的空间面板计量分析[J].南京社会科学, 2014,(9):1-8.

[5] 沈满洪,许云华.一种新型的环境库兹涅茨曲线：浙江省工业化进程中经济增长与环境变迁的关系研究[J]. 浙江社科学,2000,(4):53-57.

[6] 樊庆锌,丁 达,等.哈尔滨市人均GDP和大气污染的关系研究[J].干旱区资源与环境,2016,30(5):71-76.

[7] 李明娜.内蒙古空气质量评价及其与经济增长的关系[D].呼和浩特:内蒙古大学,2010:27-41.

[8] 邓 林,程 炜,等.江苏省污染减排与空气质量变化相关性分析[J].污染防治技术，学,2011,24(2):12-15.

[9] 张湖杰,吴 霄.东莞市经济发展与环境质量关系的实证分析[J].特区经济,2009,(12):39-41.

[10] 邵 云.经济增长与环境污染水平的计量模型研究[J].经济研究导刊,2016,(25):1-4.

[11] 韩 君.中国区域环境库兹涅茨曲线的稳定性检验-基于省际面板数据[J].统计与信息论坛，2012,27(8):56-62.

Analysis on the Relationship Between Environmental Quality and Economic Growth of Panzhihua based on Environmental Kuznets Curve

GONG Xing-tao, DAI Jiao, ZHOU Guo-biao

(PanzhihuaEnvironmentalMonitoringCenter，Panzhihua，Sichuan617000，China)

Based on the EKC theory and the 2006～2016 economic and environmental data of Panzhihua, this paper analyzed the relationship between economic growth and environmental quality by the Eviews software and established a regression dynamic model of economic factors and environmental factors. The results showed that the environmental factors (air quality, the major pollutant sulfur dioxide emissions and discharge of the industrial wastewater) and GDP per person had significant correlation, which followed the inverse-U-shaped pattern or the inverse-N-shaped pattern of environmental kuznets curve. The inflection point appeared when GDP per person is 60391yuan before and after 2012, which proved that the government has strictly implemented environmental policies, environmental supervision investment have been strengthened gradually, the local environmental quality has been improved, economic development and environmental quality improvement have realized a win-win situation, environmental benefit has gradually appeared.

Environmental Kuznets Curve; environmental quality;GDP

2017-04-05

龚兴涛(1981- )，男，四川攀枝花人，2003年毕业于四川农业大学农业资源与环境专业，硕士，工程师，主要研究方向为环境监测与统计分析。

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1001-3644(2017)03-0173-06