河南省经济增长与资源环境的脱钩关系及驱动因素

郭鹏军， 刘海龙， 李丽琴，张妍

山西师范大学地理科学学院, 山西 临汾 041000

自联合国环境与发展大会之后，环境与经济协调发展的研究已受到普遍重视，经济发展与资源环境的协调可持续已成为中国科学发展进程中亟待解决的重大问题.党的十八大报告把可持续发展提升到绿色发展高度，对生态文明建设从经济增长方式的转变、生态环境保护等方面提出战略性部署.目前，我国高资耗、高能耗、高排放、高污染、低产出、低效益的发展现状仍未得到根本性扭转，经济增长的同时给资源环境带来了巨大的破坏，经济发展对资源依赖性较强，资源环境成为制约经济发展的重要因素.针对目前的状况，为转变粗放型的经济增长方式，有必要使资源消耗、环境污染与经济增速实现背离，实现低碳发展，在促进经济增长的同时降低资源消耗、减少污染物排放量成为构建可持续发展的首要工作.因此，系统研究经济发展与资源环境的脱钩问题，突破资源约束，转变经济发展方式，对进一步落实科学发展观极其重要.

从研究内容来看，作为衡量经济增长与环境冲击耦合破裂关系的“脱钩理论”已被学术界普遍接受.国外对脱钩理论的研究较早，如Ayres等基于脱钩理论，定量分析能源消费交通量与经济发展的关系[1]；Tapio通过建立Tapio脱钩指标体系，分析1997年～2001年欧洲交通运输业面对经济驱动力表现出的动态脱钩指数的情况[2]；Soytasa研究美国能源消耗、碳排放与经济发展的脱钩关系[3].而国内脱钩理论的研究则较晚，王崇梅运用脱钩指数法，实证分析了中国近十年来经济发展与能源消耗脱钩关系[4]；苑清敏运用无残差完全分解模型，研究了天津市经济增长与工业污染之间的脱钩程度[5]；盖美应用脱钩理论对长三角十年的环境与经济发展脱钩程度进行了分析[6]；张燕等运用熵值法、空间自相关等方法，研究了中国31个省市区经济发展和环境承载力的空间演变规律[7]；赵兴国等运用脱钩法研究了云南省经济发展和资源环境之间的脱钩程度[8]；刘惠敏通过构建脱钩模型研究了中国东部地区近35年以来脱钩指数变化情况[9].随着科学技术的发展，脱钩理论研究内容主要集中在环境污染、能源消耗等单一因素与经济增长之间的脱钩程度的研究，很少从综合视角研究资源消耗、环境污染物排放量与区域经济的脱钩关系.2015年，河南省能源消耗总量22 889.85×104吨标准煤，其中煤炭、石油、天然气消耗量占能源消耗总量的比重分别为78 %、12.6 %和4.5 %(全国同期为66.0 %、17.1 %和5.7 %)，这种高能耗、高污染的经济增长方式造成了严重的环境污染和生态破坏.因此，本文以中部地区能源消耗大省河南省为例，选取资源环境等9项指标，结合生态足迹与碳排放模型，全面核算人类活动对生态环境的影响，建立区域综合资源环境指标体系，基于Tapio脱钩理论对2000年～2015年河南省资源消耗、环境污染物排放量与经济发展的脱钩情况进行研究，利用STIRPAT模型分析影响经济增长与资源环境脱钩关系的主要因素，对研究区实现“生态—循环—低碳—绿色”的可持续发展道路具有重要的意义，同时也为制定节能减排政策提供科学依据.

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

(1)脱钩指数研究方法

本文运用DSR(Drive-State-Response)即驱动力、状态、响应模型分析区域经济活动对生态环境和自然资源状态的影响[10].该模型体现了经济活动与环境之间的相互作用关系，通过各种活动从自然环境中获取其生存与发展所必需的资源，同时又向环境排放废弃物，从而改变了自然资源储量与环境质量，而自然和环境状态的变化又反过来影响人类的社会经济活动和福利，进而社会通过环境政策、经济政策和部门政策，以及通过意识和行为的变化而对这些变化作出反应.通过构建资源消耗、环境污染物排放量与经济发展的脱钩指标体系(表1)，定量分析河南省经济发展对资源消耗、环境质量的影响.在模型中，驱动力指标用来反映经济造成的负荷；状态指标表征经济活动中的资源环境压力；响应指标表征人类面临生态环境恶化、自然资源状态较差时所采取的对策.构建脱钩模型如下：

(1)

式中，ε为脱钩弹性，E为资源环境压力指数；G为区域国内生产总值；△E、△G分别为资源环境压力指数和GDP的变化率.

表1 选取指标体系Tab.1 Select the index system

依据弹性值的不同可将脱钩类型分为八大类[11]，具体等级划分见表2.

表2 脱钩分类划分标准Tab.2 Classification criteria for decoupling model

(2)生态足迹模型

生态足迹是有效评价某一区域人类在利用自然资源过程中对生态系统造成影响的模型[12].本文综合考虑消费数据的可获得性，选取生物资源足迹中粮食、谷物、豆类、油料、棉花、烟叶、蔬菜、茶园、果园、水产品10项指标.计算能源足迹时根据世界单位面积化石能源土地的平均发电量将河南省能源消费量折算为各类化石能源土地，通过电力消耗换算获得建筑足迹.计算公式为

(2)

式中，EF为生态足迹总量(hm2)；N为总人口数；ef为人均生态足迹；rj为第j类生态生产性用地的均衡因子；Ci为单位内第i项消费品的年人均消费量(kg)；Pi为对应的生态生产性用地年生产第i项消费品的世界平均生产力(kg/hm2).

(3)碳排放模型

本文采用IPCC2006年提出的《国家温室气体排放清单指南》方法来计算碳排放量，公式为[13]

(3)

式中，CE为碳排放总量(万吨)；x为能源种类；Cx为x种能源的消费总量(万吨标准煤)；Fx为x种能源的碳排放系数；Ox为x种能源的碳氧化率，各类能源的Fx和Ox见表3.

表3 能源的碳排放系数与碳氧化率Tab.3 Carbon emission coefficient and carbon oxidation rate of energy

(4)STIRPAT模型

STIRPAT由IPAT模型演变而来，是关于人口(P)、富裕(A)和技术(T)对环境影响的随机回归模型，克服了IPAT模型中影响因素同比例线性变化的局限性，人口效应表示人口增长所产生的资源需求或污染物排放的变化量；富裕即规模效应，表示经济发展所引起的资源需求或污染物排放的变化量；技术即强度效应，表示资源利用率、科学技术的发展所带来的资源需求或污染物排放的变化量.其表达式为[14]

(4)

式中a为常数项，b、c、d为各变量的估计指数，模型的比例假设为a=b=c=d=1，为了将所有变量进行估计和检验，将模型两边取对数得到

lnIit=a+b(lnPit)+c(lnAit)+d(lnTit)+eit

(5)

式中，I为能源消耗量；A为人均GDP；P为人口规模，用常住人口表示；T为技术，用单位GDP的环境负荷表示；i表示4种因素在不同观测期的变化；t表示时间；e为误差项.

1.2 数据来源

以河南省为研究对象，数据源自《河南省统计年鉴》(2001～2016)、《中国统计年鉴》(2001～2016)，部分数据结合《中国环境统计年鉴》(2001～2016)进行补充.数据处理主要包括：河南省2000年～2015年的GDP数据均换算为2000年不变价格；统计年鉴中缺失数据采用均值法进行补充，保证数据的连续性.

2 结果及分析

2.1 总量趋势分析

从图1可知，河南省作为我国中部经济大省，GDP总量已从2000年的5 126×108元跃升至2015年的37 010×108元，呈快速增长趋势，增幅达673.3 %.GDP增长率高，年均增长11.12 %，波动幅度较大，增长率最低年份2015年为8.3 %，最高年份2007年为14.4 %.2008年～2015年由于经济增长方式的转变，产业结构的调整，以及世界经济整体放缓，使得GDP增长率总体上呈下降趋势.

图1 2000年～2015年河南省GDP变化趋势
Fig.1 Trend of GDP over 2000～2015 in Henan province

为分析河南省经济发展与资源环境的脱钩关系，研究以2000年为基期，通过资源环境指标数据的无量纲化处理，得到研究区2000年～2015年资源环境指标的变化情况(图2).

图2 2000年～2015年河南省资源环境指标变化
Fig.2 Trend of resource environment indicators over 2000～2015 in Henan province

图2显示，资源消耗量和环境污染排放量变化趋势基本同步，均呈现波动增长态势.

在环境污染物排放方面，2000年～2008年随着人口增长，城市化进程加快，资源消耗的增加，环境污染排放量呈快速增长趋势，其中能源消耗量从2000年7 380×104吨增长到2008年18 976×104吨，增幅达到157.13 %；由于经济危机造成经济速度的放缓，2008年～2009年污染排放量有所下降；随着经济规模和人口增长进一步扩大，2009年～2013年污染物排放量缓慢增长；2013年之后有下降趋势，这说明污染物排放由于技术的进步得到有效控制.在资源消耗方面，资源消耗量的波动较小，与环境污染排放量相比，增长率较缓慢，主要是由于技术的进步使得资源利用率提高，对经济扩张和人口增长引起的资源消耗有所削减，其次是随着新能源的开发以及利用率的提高，传统能源消耗量有下降趋势.

从整体发展趋势来看，2000年～2015年河南省经济增速逐步放缓的同时，资源消耗和污染物排放量有缓慢下降的趋势，资源消耗的缓慢减少，资源环境的压力逐渐减小，但整体能耗水平仍然较高，2015年达22 890×104吨，表明经济发展仍未突破资源的约束效应.

2.2 经济增长与资源环境脱钩关系分析

为便于表述研究结果，以2000年经济增长、环境污染物排放量、资源消耗量为基准值，将2001年～2015年划分为T1～T15(表4).

(1)经济增长与环境污染物排放量之间脱钩关系表现为由弱脱钩向强脱钩转变的过程.具体可分为三个阶段：T1时期是第一阶段，表现为扩张负脱钩状态，该阶段随着经济的较快增长，环境污染排放量急剧增加，环境压力大幅增加.由于受亚洲金融危机影响，国家实施扩大内需和增加投资的宏观政策，河南省采取了刺激经济发展的战略，使得一些高耗能产业大量增加.T2～T11(2002年～2011年)时期是第二阶段，该阶段主要以弱脱钩状态为主，随着经济的快速增长，环境压力也随之增长，说明在此期间河南省把减排作为经济工作的重点，淘汰了一些能耗高的产业，但是二者依赖程度依然较高.T12～T15(2012年～2015年)时期是第三阶段，该阶段经济增长与环境污染排放量间的脱钩状态较为稳定，均表现为强脱钩状态，经济增速放缓，环境压力下降，说明河南省加快转变经济发展方式，在节能减排方面采取的措施落实到位.

表4 2000年～2015年河南省经济增长与资源环境脱钩关系Tab.4 The decoupling relationship between economic-resource environment of Henan province from 2000～2015

(2)经济增长与资源消耗之间的脱钩程度表现出由弱脱钩向增长连接转变，最终向强脱钩转变的动态变化趋势.具体可分为三个阶段：T1～T7(2001年～2007年)时期是第一个波动阶段.该阶段经济增长与资源消耗量的脱钩关系呈现出弱脱钩向增长连接转变的过程，一方面在于亚洲金融危机的滞后效应导致经济增速放缓；另一方面在于研究区很多大型企业处在高能耗、低效率的发展模式中，对资源的依赖性仍然较强，2007年能耗万吨标准煤以上工业企业个数达到1 069个，其中制造业的煤炭消耗量高达7 193.99×104吨标准煤，占综合能源消耗量的35.71 %.T8～T13(2008年～2013年)时期是第二个波动阶段.该阶段经济增长与资源消耗量的脱钩程度呈现出强脱钩和弱脱钩交替转换的变化过程，原因在于自2008年之后河南省经济增长与资源消耗均保持上升势头，但经济增长速率要高于资源消耗速率.T14～T15(2014年～2015年)时期是第三个平稳阶段.该阶段经济增长与资源消耗量间的脱钩关系以强脱钩状态为主，随着经济增速放缓，资源消耗量和资源压力也随之下降.2015年单位GDP能耗降低了4.06 %，主要是由于科技的快速发展和国家节能减排政策的影响.

(3)从整体发展趋势来看，河南省经济增长与资源环境的脱钩关系表现出向强脱钩转变的趋势.在2014年～2015年呈现出强脱钩状态，经济速度发展放缓的同时，资源环境压力下降.2015年经济增长率为8.1 %，第二产业增加值增长7.5 %，第三产业增长值增加9.9 %，全年万元工业增加值能耗比上年下降10.98 %，这表明随着国家实施能源低碳化战略，河南省加大节能减排工作力度，不断采取新的技术，提高能源的利用率，优化产业结构，使得经济增长与资源环境向强脱钩转变.

3 脱钩因子分析

对河南省2000年～2015年资源消耗和污染物排放的人口效应、规模效应和强度效应进行测算得到影响经济增长与资源环境脱钩关系的影响因素.

图3 各效应对资源消耗的贡献度
Fig.3 The contribution of various effects on resource consumption

从图3可以看出，规模效应对资源消耗的贡献大小全为正值，贡献度较大.GDP从2000年5 126×108元增加到2015年37 010×108元，增长了7.22倍，较大程度地影响着经济发展与资源环境的脱钩关系；人口效应虽对资源消耗的贡献也为正值，但是贡献度较小，人口从2000年9 387×104人增长到2015年10 662×104人，增长了13.6 %，GDP的增长速度远高于人口增长速度；强度效应对资源消耗的贡献全部为负值，贡献大小随年份不同而有所变化，2008年强度效应值为-2 985.77，能源负荷较小，表明由于科学技术的发展，资源利用率得到提高，使得资源消耗量有所降低，其余年份贡献度相对较小.

图4 各效应对污染物排放的贡献度
Fig.4 The contribution of various effects on pollutant emission

从图4可以看出，规模效应对污染物排放的贡献大小为正值，贡献度较大；人口效应对污染物排放量的贡献大小均为正值，但贡献度较规模效应较小；强度效应对污染物排放的贡献度整体上为负，表明污染物排放由于科学技术的进步而得到抑制，但贡献度相对较低，贡献大小波动变化较小，说明人口的增加和经济的扩张使技术的进步所带来的潜在减排并没有完全实现.

4 结论与建议

本文基于Tapio弹性脱钩理论，定量分析了2000年～2015年河南省经济增长与资源环境的脱钩程度，得出以下结论:(1)河南省GDP以年均11.12 %的速度增长，拉动资源消耗和环境污染排放物以年均2.92 %和3.15 %的速度增长，显示出经济增长与资源消耗、环境污染排放之间呈正相关关系.2011年后，经济发展注重提高质量，资源消耗也随之减少，但是经济发展对资源环境的依赖性依然较高;(2)河南省2000年～2015年经济增长与资源环境二者的关系呈现出弱脱钩向强脱钩转变的态势，经济发展过程中的资源环境代价有所降低;(3)河南省资源环境压力受制于经济规模扩张、人口数量增长，其中经济规模的扩张是河南省资源消耗和污染物排放上升的主要原因，科学技术的发展使得资源利用率提高，资源消耗与污染物排放呈下降趋势.

为了使河南省加快转变经济发展方式，促进经济增长与资源消耗、环境污染排放间的脱钩程度完全向强脱钩转变，对研究区经济建设提出以下建议：首先，经济活动以资源环境容量为约束条件，制定多种类自然资源的生态红线，缓解人口规模扩大带来的资源加速枯竭的压力，减缓生态系统恶化的趋势；其次，促进新能源的开发和利用，发展低碳经济、循环经济降低经济发展过程中的资源环境破坏；最后，树立节能减排意识，加强节能减排宣传，推广低碳消费，提倡人们选择合理的绿色生活方式.