郑州市大气污染指数与区域经济平稳增长关系研究

摘 要：改革开放以后我国经济快速发展，尤其是进入到21世纪后我国经济发展取得了世界瞩目的成绩，人民的生活水平得到了明显的提高。但是，随着经济的发展，环境问题日益突出，其中，雾霾等大气污染问题最为严重。由于大气污染严重的影响着人们的健康，学者们通过反复的研究得出了经济增长和环境污染关系的环境库茨涅兹曲线，该曲线能够较好的描述出社会经济发展与环境污染之间的相关特征。但是由于我国幅员辽阔，各区域之间的资源禀赋、产业结构、自然环境等因素差别非常显著，因而其经济发展与环境污染的相关具体特征也不尽相同。然而对于幅员辽阔的我国来说，茨涅兹曲线是否适合于我国所有地区的经济发展规律，以及在城镇化加速发展、供给侧改革步伐不断加快的大背景下各区域产业结构、能源消耗会给其环境状况产生何种影响。对于这些问题的有效解决能够使得政府相关部门在了解到具体现状的前提下制定出有效的经济发展策略以及相应的宏观调控政策具有重要的现实有意义。鉴于此，本文以郑州市为例，通过对经济发展与环境污染之间关系的研究现状进行简要介绍的基础上，通过环境库兹涅茨曲线理论，析探讨了在1996 -2015 年时间序列内，郑州市区域经济发展与大气污染的曲线拟合相关性关系。希望通过本文的讨论，能够对我国区域经济发展和环境的治理研究方面具备一定的借鉴意义。

关键词：郑州市；大气污染；区域经济

基金项目：河南省政府招标课题：大气污染防治与经济平稳增长关系研究--以郑州市为例。（编号：2017B035）。

自上世纪80年代以来以牺牲资源环境为代价的中国经济取得了突飞猛进的发展，尤其是进入到21世纪后，我国的生态环境问题已经从量变进入到质变阶段，对人们的身心健康和生活质量带来了较大的威胁，环境问题已经成为影响生的最为重要的社会问题之一。资源作为经济社会发展与生态环境的纽带，对其开发的目的、开发方式以及利用程度直接影响着二者之间能否和谐发展。我国资源开发的目的具有明显的紧急倾向性，过于偏重“资源-产业-经济”的开发途径，却忽略了对资源与环境的保护，这样就造成了经济发展和生态环境的失衡，非常不利于区域经济的可持续发展。郑州市作为我国人口最多的省份，也处于我国的中心地带，黄河的中下游，是中华民族的摇篮和发祥地，也是面积较大的省份，进入到新世紀后经济高速发展，其城市化水平也得到了迅速的提升，然而高污染、高能耗以及低效率的粗放型经济增长发展，使得空气污染成为影响其面临的主要环境问题，而由大气污染所导致的公共健康风险和经济损失日益凸显。因此，为了更好的保护郑州市经济发展取得的成果，促进其资源与环境和谐发展，寻找大气污染与区域经济发展之间的规律，制定合理的大气污染防治目标是措施已经迫在眉睫。

1研究现状

Grossman 和 Krueger提出环境库兹涅茨曲线，认为经济增长通过规模效应、技术效应和结构效应三种方式对环境质量产生影响。Song以我国大部分省份为样本对其动态环境数据进行分析，得出了工业污染物的排放量与国内生产总值之间呈现出典型的库兹涅茨假说关系，并验证了该模型也符合一些发展中国家的某些地区。蒂兹（Dietz）和罗萨（Rosa）应用社会统计分析工具提出了可拓展的随机性环境影响评估模型（Stochastic Impacts byRe gression on Population，ffluenc and Technology），也称为STIRPAT 模型。随着我国环境问题日益严峻，我国部分学者也开始对环境与经济发展之间的关系重视，倾向于对跨省的截面数据进行分析，但是由于不同的省份其资源、环境、产业结构不同，使得其分析的指标不具有很强的针对性。苏为华和张崇辉在对污染物排放量聚类分析的基础上采用结构联立方程对我国是适合EKC模型进行检验。韩瑞玲等探讨了投入产出模型、环境库兹涅茨曲线等经济与环境发展关系的研究进展。以上这些研究都不适合于郑州市亟待解决的大气污染问题。

2指标体系构建与模型设定

2.1指标体系的构建

由于区域是一个复杂的人工生态系统，而系统的数学模型是描述元素之间、子系统之间的相互作用的数学表达式。因此，在研究区域经济发展与大气污染指数的相关性分析中，采用单一的指标很难客观、科学的侧读出二者之间的关系，应当综合考虑区域经济系统中各子系统以及其之间的关系，从而构建出一个较为完善和全面的综合测度指标体系，使其能够合理的反映出区域经济发展水平和大气污染之间的相关性。笔者根据在此方面的研究成果以及结合郑州市的实际情况，选取反映区域经济发展水平、居民生活质量及大气污染状况等因子，构建出郑州市经济发展与大气污染拟合指标体系，如表1所示：

2.2模型设定

2.2.1指标标准化处理

在完成指标体系的构建后，由于指标在数量岗上的数值差异显著，使得质变之间缺乏可对比性，因而需要对所有的数据进行标准化处理，以消除数量纲及差异的影响。本文采用SAS软件对所有原始数据数值变量标准化为均值与标准差的标准数据。

正向指标的标准化公式为 （1）

负向指标的标准化公式为 （2）

公式中Xij表示第i年第j项指标的原始数据；Xij表示相应的标准化无量纲处理后的指标数值；为第j 项指标的均值； Sj为第 j 项指标的标准差。标准化后的矩阵为：

；

文献来源：《郑州市经济统计年鉴》、《郑州市环境状况公报》

2.3.2权重的确定

综合测度指标体系应根据各指标传递出的信息量来确定权重，时还应排除人为主观因素的干扰。因此吧，笔者采用客观赋权评价法的熵权法，确定综合指标体系中各项指标的权重。具体计算过程如下：

第j项指标信息熵计算： （3）

（4）

式中： k > 0，n 为自然对数，k = 1 /ln m，0≤ej≤1，为避免出现ln0的情形，标准化后的0值代替为0.00001 计算。

确定各指标的熵值（ 权重）： （5）

2.2.3指标综合指数的确定

经济发展水平综合指标计算公式： （6）

大气污染综合指数计算公式为为： （7）

2.2.4模型设定

关于区域经济发展与大气环境污染之间相关关系，用二次或三次曲线回归拟合，其中三次多项式拟合效果要优于二次多项式，故模设定为：

（8）

式中： X 为城市化综合指数，Y 为大气污染综合指数； α为回归系数。若区域经济发展综合指数作为横坐标，大气污染综合指数作为纵坐标，有城市化与大气污染拟合曲线关系。如表2所示：

3结果分析

3.1区域经济水平综合评价

首先，采用熵权法确定综合指标体系中各项指标的权重，运用公式（ 1） - （ 5） 计算出各指标的熵值（ 即权重）。然后再分别运用公式（ 6） 、（ 7） 计算出各一级指标综合指数， 1996 -2015年期间郑州市经济发展综合指数及大气污染综合指数，结果如表3所示：

根据郑州市区域经济发展综合指数可以看出表可以看出，郑州市经济发展综合指数在1996 年为 0.03882，至1997 年下降为0.019225，此后1997 -2015 年期间，其值一直处于不断上升趋势，从1997 年的0.019249 上升至 2015 年的0.099905，其上升度达到了429.02%。由此可见，近 20 年的时间内，郑州市的经济发展速度非常快。

3.2大气污染状况综合评价

由郑州市1996 -2015 年大气污染各指标动态变化趋势（ 图1） 可以看出，吸入颗粒物（ PM10） 浓度年均值是郑州市大气污染物中浓度最大的指标，也为主要污染物。尤其是在 1996-2005 年间，污染相当严重，以后其值在 2003 年呈现出显著下降趋势，但整体来看仍较高于其他两个指标，在2015年又出现了较为显著的上升趋势。同时， 1996-2001年间，二氧化硫浓度年均值显著高于二氧化氮浓度年均值，2002 年开始二者之间没有呈现出明显的差异。总体来看，吸入颗粒物（ PM10） 浓度年均值在研究时间序列内呈显著上升—显著下降—平稳—上升趋势。

根据模拟方程Y = -222.15X3+ 53.545X2—4.046X + 0.1344（R2= 0.4547） 对郑州市1996-2015年时间序列内经济发展与大气污染进行拟合，其结构如图所示：

区域经济发展指数

从上图可以看出郑州市1996 -2015 年期间经济发展化与大气污染拟合曲线趋向" U 型" ，但并不是十分典型。这表明郑州市经济发展初期化发展速度较为缓慢，甚至在1997年出现了下降趋势，大气环境污染降低，随着经济的继续发展，大气环境污染问题开始凸显，由于近年来郑州市在加大了大气污染的治理力度，从而使得这种上升趋势并不十分显著。

3.3区域经济发展与大气污染曲线拟合相关性分析

考虑到大气污染各指标中可吸入颗粒物（ PM10） 变化波动性相当显著，笔者进行了大气污染各指标与城市化之间的曲线拟合。发现二氧化硫、二氧化氮与城市化之间的曲线拟合效果不显著，可考虑到大气污染各指标中可吸入颗粒物（ PM10） 变化波动性十分显著，此外，通过大气污染各指标与城市化之间的曲线拟合发现二氧化硫、二氧化氮与经济发展之间的曲线拟合效果不显著，可吸入颗粒物（ PM10） 指标与经济发展之间的曲线拟合效果良好（见图3），R2为 0.8223，其模方程为 Y =-800.53X3+ 305.76X2-31.232X +1.0167。

曲线拟合回归结果表明，吸入颗粒物（ PM10） 与大气污染拟合曲线亦为" U 型" 曲线，与城市化和大气污染曲线拟合结果一致。由此可见，吸入颗粒物（ PM10） 为呼和浩特市大气污染主要污染物，目前影响大气环境质量的重要因子。

4结论与建议

4.1结论

郑州市正处于经济高速发展时期，在今后一段时期内这一趋势仍将延续； 通过构建三次多项式模型发现，郑州市经济发展与大气污染的曲线拟合表现为" U 型" 的特殊曲线关系，其中可吸入颗粒物（ PM10） 为大气环境污染的主要贡献因子，是典型的颗粒物型污染省份，其在经济发展较为缓慢的初期，气环境污染降程度低，而随着经济发展的进程加快，大气环境污染问题开始凸显。

4.2建议

1）注重重投资方式和投资方向转变。郑州市经济发展初期，由于其缺乏投资经验和环境治理经验，没有建立完善的环境保护规章制度，政府部门片面强调经济发展成果，对于大气污染的重视程度不够，环境治理的投资方式主要以末端治理为主，从而导致其各项环境治理投资并没有显著的改善大气污染的程度。因此，要加大环境投资，尤其是在技术创新方面，尽量从源头上扼杀住工业污染物的排放。其环境投资不能够仅限于末端治理方面，要更加注重投资的方向和方式，使得企业从末端治理向生产全过程治理的方向转变，将调整产业结构和转变环境治理投资方式进一步落实。

2）走防治污染一体化道路郑州市要共防共治，积极推行清洁生产，严格把控排污关，将政府的拨款治理向和企业治理给予补贴相结合。从清洁生产入手，从根源上防治污染。

3）制定汽车环保标准，开发新能源汽车。随着郑州市经济的发展，其汽车数量也必然会大幅度的增加，而汽车的尾气排放是污染大气的主要因素。因此，郑州市要在加强汽车尾气处理投资的同时，要制定出严格的汽车环保标准，实施限号政策，同时加新能源汽车的研究与投入。

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作者简介

胡忠玲（1972-），女，郑州工程技术学院（原中州大学）副教授，硕士研究生。