京津冀环境污染与经济增长关系的实证研究

姜天翔；王俊焕

（①北京信息科技大学，经济管理学院，北京100192；②北京卫戍区海淀第五十一离职干部修养所，北京100142）

0 引言

一直以来，京津冀地区的环境污染与经济增长之间的矛盾十分地尖锐，并且地区之间经济环境水平很不平衡。北京由于其独特的地位，环境问题倍受关注，之前多是采用污染外迁的方式，将污染企业迁到周边，特别是河北地区，北京的各项污染指标虽有所下降，但却加重了周边地区的环境污染。并且部分污染扩散性较强，比如大气污染，即使污染源被迁出，也会对本地区造成较大影响。近年来国家大力推动京津冀一体化战略布局，其中就包括环境一体化，因此需要着重考虑京津冀地区整体的环境污染影响。

1 文献综述

对于环境污染与经济增长之间的关系，主要有两种观点，一种是经济增长有可能促进环境质量的提高，另一种是经济增长必然导致环境质量的下降。Grossman 和Krueger 于1991 年首次发现了环境污染与人均收入之间存在倒U 型关系，即一个地区的污染水平随人均收入的增长先上升，到达一定的拐点后，又随人均收入的增加下降。Panayotou 于1996 年借用Kuznets 提出的人均收入与收入分配之间的倒U 型曲线，将这种环境污染水平与人均收入之间存在的倒U 型关系称为环境库兹涅茨曲线。近年来，随着中国经济的迅速发展，经济增长与环境问题之间的矛盾日益突出，国内的学者也进行了大量的相关研究。彭水军等利用1996-2002 年中国省际面板数据，实证了经济增长与六项环境污染指标之间的关系，发现环境库兹涅茨曲线关系很大程度上取决于污染指标以及估计方法的选取[1]。马树才等利用中国1986-2003 年的数据，发现工业固废与人均收入之间存在倒U 型结构，而工业废水及工业废气与人均收入不存在这种关系，需要采取一定的政策和措施，或通过产业转型，才能阻止环境的恶化[2]。周亚敏等利用北京市1985-2007 年的数据，设想EKC 曲线可能存在三次以上的关系，选取了包括工业“三废”在内的七项环境污染指标，发现它们同人均GDP 之间存在着线性、二次、四次曲线关系[3]。

环境库兹涅茨曲线理论先于脱钩理论出现，它描述了环境污染与经济发展之间的函数曲线关系，侧重于绝对量，而脱钩理论揭示了二者之间发展的同步性，更侧重于相对量。若能将二者之间有机结合，通过研究环境污染与经济增长之间绝对变化与相对变化的情况，从而得到更加详实可靠的结果。脱钩模型最初来源于物理学，脱钩指的是两个事物之间关系的背离，即环境污染与经济增长之间关系的阻断。马海良等基于2009-2014 年中国31 个省区的数据，构建工业废水与经济增长的脱钩模型，分析两者之间的相互作用程度，发现脱钩状态成“南强北弱”的局势，并进一步从产业和资源角度对脱钩状态进行因素分解，得到脱钩的主导因素[4]。李琪等分析了北京市1985-2015 年工业“三废”排放量和人均GDP 数据，建立联立方程组模型，研究经济增长与环境污染之间的双向影响，发现工业废气及工业固废与经济增长之间存在倒U 型关系，但工业废水与经济增长存在着U 型关系，并进一步分析脱钩状态的演变过程，得到环境污染与经济增长之间依存关系的多种效应[5]。

本文响应京津冀一体化战略，并未孤立地分析三个地区，而是将京津冀作为一个整体，利用面板数据，以脱钩模型及环境库兹涅茨曲线理论及脱钩模型为基础，从定量分析的角度，研究了京津冀地区环境污染与经济增长之间从2004-2016 年的演变过程，并探讨了目前所处的发展阶段，估计了未来的发展趋势，为今后经济环境政策提供理论支撑。

2 数据与模型

2.1 变量选取与数据

由于不同的环境指标与经济增长之间可能具有不同的关系，故本文分别选取了工业废气排放量（单位：亿标立方米）、工业废水排放量（单位：万吨）以及工业固体废弃物产生量（单位：万吨）作为衡量环境污染的指标。选取人均GDP（单位：元/人）作为衡量经济发展水平的指标，并将人均GDP 以2004 年为基期进行了价格指数调整，以消除价格因素的影响。数据来源于《中国统计年鉴》、《中国环境年鉴》、《中国环境统计年鉴》以及北京市、天津市、河北省的地区年鉴。其中，2016 年北京市及河北省的工业废气排放量数据缺失，故采用预测值代替。

2.2 模型设定

2.2.1 环境库兹涅茨曲线模型

本文采用三次环境库兹涅茨曲线，基于面板数据进行分析。面板数据模型主要包括混合回归模型、固定效应模型以及随机效应模型等，经过F 检验及hausman 检验，选择固定效应模型，又经过LR 检验，最终选择双向固定效应模型，基本模型设定如下：

通过式中分析可知，Pit表示第i 个地区在第t 年的环境污染指标，包括工业废气、工业废水排放量和工业固体废弃物产生量。RGDPit表示第i 个地区第t 年的人均GDP。αi表示地区截面效应，λt表示时间效应，εit表示随机误差项。βj（j = 1，2，3）为估计参数，β 的取值影响模型的曲线关系，可分为以下几种情况：

①β1= β2=β3=0，环境污染指标与人均GDP 之间不存在相关关系；

②β1>0，β2=β3=0，环境污染指标与人均 GDP 之间成单调上升的线性关系，环境随人均GDP 增加而恶化；

③β1<0，β2=β3=0，环境污染指标与人均 GDP 间存在单调下降的线性关系，环境随人均GDP 增加而改善；

④β1>0，β2<0，β3=0，环境污染指标与人均 GDP 之间呈倒“U”型关系，即EKC，拐点在曲线的最高处；

⑤β1<0，β2>0，β3=0，环境污染指标与人均 GDP 之间呈“U”型关系，人均GDP 较低阶段，环境随人均GDP 增加而改善，人均GDP 较高阶段，环境随人均GDP 增加而恶化；

⑥β1>0，β2<0，β3>0，环境污染指标与人均 GDP 之间呈“N”型关系，人均GDP 增加过程中，环境先恶化再改善，最后又恶化；

⑦β1<0，β2>0，β3<0，环境污染指标与人均 GDP 之间呈倒“N”型关系，人均GDP 水平增加过程中，环境先改善再恶化，最后又改善；

⑧除以上之外的其他情况。

2.2.2 脱钩模型

通过环境经济学中库兹涅茨曲线理论可以确定京津冀地区环境污染与经济增长之间的函数关系，而通过脱钩状态的测算可以了解二者之间的依赖性强弱变化关系。脱钩模型现在主要用于研究资源消耗、环境污染与经济发展之间的关系，主要分为OECD 和Tapio 两种模型。OECD 脱钩模型是用末期的环境污染指标与经济指标之比除以末期的环境污染指标与经济指标之比构建脱钩指数，从而基期的选择会对模型的结果产生较大的影响，存在着一定的随意性。Tapio 脱钩模型是由OECD 脱钩模型发展而来的，采取相对量与绝对量结合的方法，借用弹性的概念，克服了OECD 脱钩模型基期选择的问题，是目前的主流研究方法，故本文采用Tapio 脱钩模型，模型设定如下：

在式（2）中，e 为脱钩弹性系数，P 为环境污染指标，分为工业废水、工业废气以及工业固废三种污染指标，ΔP 为环境污染指标变化量。R 为人均GDP，ΔR 为人均GDP 变化量。由于环境污染指标和人均GDP 的变化率不同，导致了不同的脱钩弹性种类，具体的划分见表1。

表1 环境污染与经济增长之间的脱钩状态分类

3 实证分析

3.1 环境库兹涅茨曲线的结果及分析

3.1.1 工业废水排放量与人均GDP 的关系分析

通过表2 估计结果可分析出工业废水排放量与人均GDP 之间呈U 型相关关系，拐点值为65129 元/人，即工业废水排放量随着经济的增长而先减少再增加。截止到2018 年，北京市及天津市的人均GDP 均已超过65129 元/人的拐点值，处于U 型曲线的右侧，即工业废水排放量随着经济的增长而增加。而河北省的人均GDP 并未达到拐点值，处于U 型曲线的左侧，即工业废水排放量随着经济的增长而减少。

3.1.2 工业废气排放量与人均GDP 的关系分析

工业废水排放量与人均GDP 之间呈N 型相关关系，两个拐点值分别为48907 元/人和87273 元/人，即工业废水排放量随着人均GDP 的增长而先增加再减少再增加。截止到2018 年，北京市及天津市的人均GDP 均已超过87273 元/人的拐点值，处于N 型曲线第二次上升阶段，即工业废气排放量随着经济的增长而增加。而河北省的人均GDP 并未达到48907 元/人的拐点值，处于N 型曲线第一次上升阶段，即工业废气排放量随着经济的增长而增加。

表 2 环境污染指标与人均GDP 的估计结果

表3 京津冀地区2005-2016 年工业三废与经济增长的脱钩状态

3.1.3 工业固体废弃物产生量与人均GDP 的关系分析

工业固体废弃物产生量与人均GDP 之间呈N 型相关关系，两个拐点值分别为40199 元/人和78406 元/人，即工业废水排放量随着人均GDP 的增长而先增加再减少再增加。截止到2018 年，北京市及天津市的人均GDP 均已超过78406 元/人的拐点值，处于N 型曲线第二次上升阶段，即工业固体废弃物产生量随着经济的增长而增加。而河北省的人均GDP 并未达到40199 元/人的拐点值，处于N 型曲线第一次上升阶段，即工业废气排放量随着经济的增长而增加。

3.2 脱钩模型的状态测算

根据式（2），经过描述性统计，可以得到ΔP 与e 的数值，从而得到京津冀地区2005-2016 年工业三废与经济增长之间的脱钩状态，由于ΔR 恒为正，故只需要关注ΔP 与e 的大小即可，具体的脱钩状态见表3。

从表3 的结果可以得出，工业废水与经济之间的脱钩状态基本上处于强脱钩和弱脱钩的循环，而工业废气和工业固体废弃物与经济之间的脱钩状态都经历了扩张性负脱钩和强脱钩之间的循环，只是二者的规律有所不同。工业废气的脱钩状态基本处于扩张性负脱钩之间夹杂着强脱钩。而工业固体废弃物的脱钩状态是一个完整的强脱钩到扩张性负脱钩再到强脱钩的过程，并且两种脱钩状态之间，大致存在着弱脱钩作为过渡状态。总的看来，三种污染指标与经济之间的脱钩状态的波动性较强，二者之间并未实现完全脱钩，环境状况并未随着经济的发展而明显改善，同时也验证了之前的结论，即可能并不存在倒U 型的EKC 曲线。

4 结论

本文在2004-2016 年的京津冀地区的工业“三废”排放量及人均GDP 的实证分析基础上，利用环境库兹涅茨曲线分析了环境污染与经济增长之间的关系。得到以下相关结论：

工业废水排放量与人均GDP 之间为U 型关系，而工业废气排放量及工业固体废弃物产生量与人均GDP 之间为N 型关系。因此，京津冀地区环境污染与经济增长之间的关系并不符合环境库兹涅茨曲线的倒U 型曲线形状，说明环境污染并不会随着经济的发展而自发地改善，需要人为地治理和调控，才能控制住环境恶化的局面。

河北省处于U 型曲线或N 型曲线左侧，而北京、天津两市均处于右侧，故河北省的经济环境水平相比较于北京、天津两市具有一定的滞后性，但总体的发展趋势是一致的。因此，河北省应当充分汲取北京、天津两市的经验和教训，制定合理的政策，调整产业结构，从而实现经济增长与环境保护的协调。

经过脱钩状态的测算，京津冀地区的环境污染与经济增长之间并不存在稳定的强脱钩，即二者之间并未实现关系的阻断，具有一定的同步变化性。