新旧动能转换背景下烟台市环境库兹涅茨曲线及影响因素研究

(山东工商学院 经济学院，山东 烟台 264003)

0 引 言

坚持经济发展与环境质量相协调一直以来都是党和国家的重点工作。习近平总书记在谈到环境保护问题时曾多次强调“绿水青山就是金山银山”。为进一步推动经济与环境协调发展，培育和增强经济发展的新动力，山东省率先开启了新旧动能转换的探索之路。改革开放以来，烟台市利用其得天独厚的区位优势，经济迅速发展，但也产生了严重的环境污染问题。因此，实施新旧动能转换战略，是烟台市发展的必由之路。

研究城市经济增长与环境质量关系的文献中，王西琴等(2011)[1]探究湖州市人均GDP与工业化学耗氧排放量、工业固体废弃物产生量以及工业排放量的关系，结果显示，湖州市的EKC曲线大体呈现倒“U”型曲线特征，且已到达的转折点。王陆军等(2015)[2]通过对2001-2013年铜川市人均GDP与环境污染数据作相关性分析得出，铜川市各污染物的EKC曲线并未呈现出完整的倒“U”型，而是线性增长、倒“U”型左半部分、“N”型的曲线特征。李玉平等(2017)[3]等运用EKC理论发现，2003—2014年邢台市大气污染物的EKC曲线不符合倒“U”型关系, 而是属于“N”型三次曲线关系，并进一步运用灰色预测模型对人均GDP与大气污染物浓度进行了预测。此得出结论，不同的城市，研究结论有较大差别。

现阶段研究烟台市经济增长与环境质量关系的文献较少，刘坤等(2007)[4]利用烟台市1986-2003年数据，通过一系列的VAR计量技术实证分析，认为在烟台市的经济-环境系统内,倒“U”曲线并不是一般规律，选取不同的污染指标，经济与环境的关系则会呈现出的不同的表现形式。

利用现阶段的数据来研究烟台市经济增长与环境质量之间的关系，为进一步促进烟台市经济与环境协调发展，推进新旧动能转换，发挥其在全省的引领带头作用提供了决策依据，同时也为其他实施新旧动能转换战略的城市提供借鉴与参考。

1 烟台市环境库兹涅茨曲线模型检验

1.1 模型方法

经济增长与环境质量之间的关系一直以来都是环境经济学领域所研究的重点问题。环境库兹涅茨曲线(Environmental Kuznets Curve,EKC)假说是Grossman和Krueger提出的用来解释人均收入与环境质量之间关系的曲线[5]。环境库兹涅茨曲线假说的含义是，当一个国家或地区人均收入较低的时，环境污染程度较低，但是随着人均收入的增加，环境污染程度由低趋高，但当环境污染达到一定程度后，随着人均收入进一步增加，环境污染程度减轻，环境质量得到改善。以人均收入为水平坐标轴，环境污染程度为垂直坐标轴，环境库兹涅茨曲线则在坐标轴上呈现出倒“U”型曲线，但由于选取的研究地区、研究阶段、污染物指标以及模型形式等的不同，EKC曲线还会出现线性、正“U”型、“N”型、倒“N”型等多种关系。

环境库兹涅茨曲线常用的模型有一次函数、二次函数、三次函数模型。计量模型分别为:

Y=α+β1X+ε

(1)

Y=α+β1X+β2X2+ε

(2)

Y=α+β1X+β2X2+β3X3ε

(3)

其中，Y表示烟台市环境质量，用污染物的产生量或排放量数据表示；X表示烟台市经济发展水平，用当年价格的人均GDP表示；α为常数项；β1、β2、β3为模型的待定系数，ε为模型的随机误差项。

1.2 数据选取

选取烟台市2001-2017年时间序列数据为研究对象，数据来源于《烟台市国民经济和社会发展统计公报》(2001—2017年)和《烟台统计年鉴》(2001—2017年)。在经济指标上选择人均GDP，在环境指标上选择工业固体废物产生量、二氧化硫排放量、烟(粉)尘排放量、废水排放量。

1.3 结果分析

1.3.1 拟合结果

运用计量经济学方法，使用Eviews 7.0软件, 分别采用一次模型、二次函数与三次函数的模型形式对已获得的数据进行一元线性回归分析，并通过比较调整后的R2值以及进行F检验、t检验，最终确定统计学意义显著的模型(见表1)，模型对应曲线如图1-4所示。

表1 烟台市环境库兹涅茨曲线的计量模型

1.3.2 各污染物拟合曲线分析

图1 烟台市人均GDP与工业固体废物产生量的拟合曲线

人均GDP与工业固体废物产生量的拟合曲线呈现很好的倒“N”型，从图1可以看出，2001-2017年，该环境库兹涅茨曲线处于倒“N”型的右侧，即工业固体废物产生量先伴随经济增长而增长，后达到转折点后随经济增长出现下降趋势。经计算，人均GDP与工业固体废物产生量的理论拐点为11 073.98与85 883.455元，2014年烟台市人均GDP为85 795元,因此,第二个转拐点比第一个拐点有更高的经济意义。第二个拐点发生的时间在2014年，这表明目前烟台市已经度过了工业固体废物EKC曲线的第二个拐点。人均GDP与二氧化硫排放量的拟合曲线形状成倒“U”型，符合环境库兹涅茨曲线假说，该曲线至2008年出现理论拐点，理论拐点的人均 GDP 为47 179.93元，二氧化硫排放量为10.418万吨。人均GDP与烟(粉)尘排放量的拟合模型呈倒“N”型，但是这种关系较为不明显。经计算，该模型不存在拐点。人均GDP与废排放量的拟合曲线废呈现出较完整的倒“N”型曲线，即随着经济的发展，废水排放量先下降，经过第一个拐点后又上升，经过第二个拐点后又下降。经计算，第一个理论拐点出现在2004年，拐点的人均GDP约为24 055.39元，第二个理论拐点出现在2015年，拐点的人均GDP约为88 925.42元。

图2 烟台市人均GDP与二氧化硫排放量的拟合曲线

图3 烟台市人均GDP与烟(粉)尘排放量的拟合曲线

图4 烟台市人均GDP与废水排放拟合曲线

2 烟台市环境库兹涅茨影响因素的灰色关联分析

为进一步探讨烟台市环境库兹涅茨曲线的影响因素，采用灰色关联分析法计算烟台市环境质量与各影响因子的灰色关联度γ。通过比较关联度的大小，进而确定影响烟台市环境库兹涅茨曲线的主要因素。Grossman和Krueger认为经济增长通过规模效应、技术效应与结构效应三种途径影响环境质量，因此选取经济规模(GDP总量)、城市发展(建成区面积)、国际贸易(进出口总值)、环保投资(市容环境卫生投资)、技术进步(单位GDP能耗)、产业结构(第二、三产业比重)作为烟台市环境库兹涅茨曲线的影响因子。经计算，烟台市环境质量与各影响因子的灰色关联度见表2。

表2 烟台市环境质量与各影响因子的灰色关联度

工业固体废物产生量与建成区面积(γ=0.881)、第三产业比重(γ=0.734)、GDP总量(γ=0.730)关联度较大。可以看出，工业固体废物产生量的变化主要是由城市发展、经济结构、经济规模共同作用的结果。研究期内，工业固体废物产生量经历了先增加后减少的过程。城市的快速发展会刺激对工业产品的需求，加之经济规模的扩大，工业固体废物的产生量势必会增加，但在经济发展的后期，第三产业的崛起在则一定程度上减少了工业固体废物产生量。

二氧化硫排放量与单位GDP能耗(γ=0.961)、第二产业比重(γ=0.945)、第三产业的比重(γ=0.873)有极大的关联度。由此得出结论，影响二氧化硫排放量的主要因素有技术进步和产业结构。研究期内，二氧化硫排放量持续减少。技术进步是二氧化硫排放量减少的主要原因，技术进步提高了能源配置与利用效率，降低了单位GDP能耗，减少了能源消费总量，从而使减少了二氧化硫排放量。第二产业比重的减少与第三产业比重的增加则有助于进一步减缓二氧化硫的排放。

烟(粉)尘排放量与单位GDP能耗(γ=0.937)、第二产业比重(γ=0.862)、市容环境卫生投资(γ=0.820)密切相关，说明影响烟(粉)尘排放量的主要因素有技术进步、经济结构、环保投资。研究期内，烟(粉)尘排放量大致呈下降趋势。一方面，烟(粉)尘与二氧化硫同为工业排放的主要污染物，降低单位GDP能耗可以显著减少烟(粉)尘排放量，同时第二产业比重的减少，进一步削减烟(粉)尘排放量；另一方面，城市中过多的烟(粉)尘可诱发多种疾病，加大对烟(粉)尘的环保投资，可减少烟(粉)尘排放量，为居民的健康保驾护航。

废水排放量与建成区面积(γ=0.934)、第三产业比重(γ=0.863)、第二产业比重(γ=795)有较大的关联度，由此可以看出，影响废水排放量的主要因素有城市发展与经济结构。研究期内，废水排放量总体呈上升趋势，原因有两个：第一，城市快速发展伴随着城市人口增长，城市人口中增长必然导致生活用水量与生活污水排放量的增加。第二，第三产业的发展虽然会带来一定的环境收益，但无法遏制废水排放量增加的趋势。

3 研究结论与政策建议

文中借助环境库兹涅茨曲线假说探讨了烟台市经济增长与环境质量的关系，并进一步运用灰色关联分析法分析了烟台市环境库兹涅茨曲线的影响因素,得出以下结论：

(1)烟台市EKC曲线均已达到拐点，正步入经济与环境协调发展的新时期。从4种污染物EKC曲线的形状可以看出，除二氧化硫的EKC曲线呈符合环境库兹涅茨曲线假说的倒“U”型来看，其他污染物的EKC曲线均呈倒“N”型，由此得出结论，对烟台市来说，环境库兹涅茨曲线的假说并不完全成立，即随着人均GDP的提高,污染物的排放量或产生量并非必然经历一段先上升后下降的过程,还会出现反复。

(2)烟台市环境库兹涅茨曲线影响较大的因素有产业结构、技术进步、城市发展。过高的第二产业比重是烟台市环境质量恶化的主要原因，城市发展带来的人口增加、住房面积紧张、交通拥挤等问题则会进一步促使环境恶化。单位GDP能耗反映了能源消费结构和经济增长方式,且降低单位GDP能耗对污染物有显著抑制作用。第二产业比重的减少，第三产业比重的提高，以及由技术进步带来的治理污染技术与能源利用效率的提高，会在一定程度上缓解由第二产业带来的环境污染，但现阶段还无法完全将其抵消。经济总量、国际贸易、环保投资对烟台市环境库兹涅茨曲线影响较小。

当期环境污染与前期的污染积累有着显著的正向关系, 说明环境污染存在“滚雪球”效应。在研究区域内污染排放随着经济发展不断累积, 城市前期的污染若未能有效治理, 将会加剧当期环境质量恶化从而进入环境“恶性循环”状态[6]。烟台目前已达到环境库兹涅茨曲线的拐点，正在朝经济发展和环境友好的“双赢”局面发展，在这个紧要关头，不能放松治理污染的决心。基于以上结论，从助力烟台市推进新旧动能转换的角度，给出以下发展建议：

(1)实施严格的环境规制政策，继续坚持生态保护与污染防治并重。进一步优化环境功能区划，形成齐全的城市环境基础设施和污染预防控制系统，有效控制环境污染和生态破坏，有效保障环境安全；划定和严守生态保护红线，开展生态红线区规范化建设；积极推进生态环境空间管治，坚决打赢烟台市蓝天保卫战。

(2)积极推进产业结构与能源结构调整与优化，大力发展低碳经济、循环经济、绿色经济。烟台市产业结构对环境质量有着显著的影响，为此应改造能耗高、污染重的传统产业向着低碳化方向发展，加快能源消费结构调整，提高低碳能源消费比重，积极推广可再生能源使用，实现产业低碳化发展；化解落后产能[7]，并通过加强对废物的循环利用以减少污染物的产生与排放，为推进新旧动能转换创造良好条件，切实提升烟台市绿色GDP。

(3)合理推进烟台市城市化进程，建设生态友好型城市。要形成可持续性城市设计的理念,以可持续发展为原则指导烟台市城市规划与城市建设；合理控制烟台市人口规模，避免其过快增长；配套建设社区的公共设施与服务设施，减少市民的交通运输需求，推行公共交通，减少汽车尾气排放[8]，改革环境管理体制，完善相关法律，提高市民保护环境 、节约资源的意识。