劉躍軍，李素瑩

（中原工學院，鄭州450007）

經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量關系實證研究
——以河南省18個省轄市為例

劉躍軍，李素瑩

（中原工學院，鄭州450007）

基于2009年河南省18個省轄市的經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)，以及環(huán)境庫茲涅茨假說，利用二次多項式和三次多項式模型對河南省工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展與工業(yè)“三廢”排放量的關系進行檢驗.結(jié)果顯示，河南省環(huán)境庫茨涅茨曲線不同于典型的倒“U”型曲線，工業(yè)總產(chǎn)值和環(huán)境質(zhì)量、固體廢棄物排放量之間均呈倒“N”型曲線關系，和廢氣排放量之間呈倒“U”型曲線關系，而和廢水排放量之間呈弱正相關關系，整體環(huán)境呈現(xiàn)向好趨勢.但是經(jīng)濟增長并不能自動改善環(huán)境質(zhì)量，只有經(jīng)歷“后治理”這一階段，環(huán)境質(zhì)量才會出現(xiàn)好轉(zhuǎn).曲線陡峭以及拐點的提前出現(xiàn)是經(jīng)濟和環(huán)境沒有協(xié)調(diào)發(fā)展所致，在以后的發(fā)展過程中應抓好兩者的協(xié)調(diào)工作.

環(huán)境質(zhì)量；經(jīng)濟發(fā)展；工業(yè)三廢；環(huán)境庫茲涅茨曲線

庫茨涅茨曲線（Environmental Kuznets Curve，即EKC）是20世紀50年代中期Kuznets S用來研究經(jīng)濟發(fā)展與收入分配之間關系的一種學說［1］.該學說認為，在經(jīng)濟發(fā)展的初期，收入不均現(xiàn)象會隨著經(jīng)濟發(fā)展先升后降，兩者呈倒“U”型曲線關系.上世紀90年代初，美國經(jīng)濟學家Grossman和Krueger在分析NAFTA協(xié)議的環(huán)境效應時，發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染物排放總量與經(jīng)濟發(fā)展之間也呈倒“U”型曲線關系，并由此提出了環(huán)境庫茨涅茨曲線假說，即當一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平較低的時候，環(huán)境污染的程度較輕，隨著經(jīng)濟發(fā)展水平的提高，環(huán)境污染程度由低趨高；當經(jīng)濟發(fā)展達到一定水平后，環(huán)境污染程度逐漸減緩，環(huán)境質(zhì)量也得到改善［2］.

隨著我國工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，國內(nèi)學者也對經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境質(zhì)量的關系進行了研究.丁煥峰等運用中國1998－2007年區(qū)域污染與經(jīng)濟發(fā)展數(shù)據(jù)分析了經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境質(zhì)量的關系，發(fā)現(xiàn)工業(yè)廢水中污染物化學需氧量與人均GDP之間存在倒“U”型曲線關系［3］；李春米根據(jù)陜西省經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)驗證了陜西省環(huán)境庫茨涅茨曲線特征，得到兩者的倒“U”型曲線關系基本存在［4］.然而，也有許多關于環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展的實證分析表明，環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展之間的關系并不一定符合典型的環(huán)境庫茨涅茨曲線特征，而是更多地呈“N”型曲線或“U”型＋倒“U”型曲線，也有可能是對數(shù)、指數(shù)等多種關系.李瑞娥等利用1981－2004年28個省份的面板數(shù)據(jù)研究了我國主要環(huán)境污染物的EKC特征，結(jié)果顯示，人均GDP與工業(yè)廢水之間為負相關關系，與工業(yè)廢氣排放量、SO2之間則都呈“N”型曲線關系［5］；朱金山等采用EKC曲線模型擬合重慶市1995－2006年經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)污染之間的關系，發(fā)現(xiàn)重慶市的工業(yè)“三廢”排放量和人均GDP之間的關系曲線呈“N”型和EKC曲線的左半部分，并且“三廢”排放量都呈現(xiàn)增長趨勢［6］.以上研究文獻也存在不足.例如，在研究中使用人均GDP來衡量經(jīng)濟發(fā)展，GDP只追求產(chǎn)量而不顧耗費多少自然資源以及對環(huán)境造成的污染，不僅不能衡量環(huán)境質(zhì)量，甚至將環(huán)境質(zhì)量下降作為對經(jīng)濟的貢獻［7］；另外，有些學者在研究經(jīng)濟與環(huán)境的問題時設定的模型不夠合理，僅對各種污染物排放量與人均GDP之間的關系進行了分析，而忽視了環(huán)境質(zhì)量是一個綜合指標.因此，本文擬在環(huán)境庫茲涅茨曲線理論的基礎上，運用二次多項式和三次多項式模型，對河南省經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量的關系進行研究.

1 模型構(gòu)建

1.1 指標確定

環(huán)境庫茨涅茨曲線理論研究的變量主要包括經(jīng)濟發(fā)展變量與環(huán)境質(zhì)量變量.根據(jù)河南省經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境變化的實際，可以把工業(yè)總產(chǎn)值作為衡量經(jīng)濟發(fā)展的指標，以“工業(yè)三廢”作為衡量環(huán)境質(zhì)量變化的指標.這是因為改革開放以來河南省經(jīng)濟發(fā)展的貢獻主要來自于工業(yè)發(fā)展，而環(huán)境質(zhì)量問題主要來自于“工業(yè)三廢”的排放.其中，工業(yè)固體廢棄物排放量包括工業(yè)粉塵排放量，工業(yè)廢氣排放量包括工業(yè)SO2排放量和工業(yè)煙塵排放量.本文擬采用工業(yè)廢水排放量、工業(yè)廢氣排放量、工業(yè)固體廢棄物排放量、工業(yè)粉塵排放量、工業(yè)SO2排放量和工業(yè)煙塵排放量6個指標對環(huán)境質(zhì)量進行評價.

1.2 數(shù)據(jù)選取

以2009年河南省18個省轄市的經(jīng)濟發(fā)展及環(huán)境變化的截面數(shù)據(jù)為樣本［8］，對環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展之間的關系進行實證分析.

1.3 模型構(gòu)建

在描述環(huán)境庫茨涅茨曲線的實證研究中，多數(shù)學者采用二次多項式和三次多項式結(jié)合的實證分析方法.有一些學者建議在分析中加入其他變量，如個體差異等，但是由于時間原因［9］，有些附加變量在短期內(nèi)并不能給分析帶來有意義的指導.這里運用二次多項式和三次多項式結(jié)合的方法進行實證分析.構(gòu)建的模型如下：

式中：Yi為環(huán)境變化指標 （其中Y1為工業(yè)廢氣排放量，Y2為工業(yè)固體廢棄物排放量，Y3為廢水產(chǎn)生量）；X 為工業(yè)總產(chǎn)值；α0表示常數(shù)項；α1、α2、α3分別表示估計系數(shù)；?為隨機誤差項.

模型（1）可以表示經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量的2種關系：①當α2＞0，α1＜0時，表示經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量之間為“U”型關系；②當α2＜0，α1＞0時，表示經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量之間為倒“U”型關系.當模型參數(shù)關系顯著、線性關系不顯著等情況存在時，采用較為復雜的模型（2）.

模型（2）可以表示經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量的5種關系：①當α1＝0，α2＝0，α3＝0時，表示經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量之間無聯(lián)系；②當α1＞0，α2＝0，α3＝0時，表示伴隨著經(jīng)濟發(fā)展，環(huán)境急劇惡化，圖形為向上傾斜的直線；③當α1＜0，α2＝0，α3＝0時，表示經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量之間是相互促進的和諧關系，圖形為向下傾斜的曲線；④當α1＞0，α2＜0，α3＞0時，表示經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量之間為“N”型關系；⑤當α1＜0，α2＞0，α3＜0時，表示經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量之間為倒“N”型關系.

2 實證分析

2.1 環(huán)境質(zhì)量整體估算

為了探究河南省經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量之間的關系，對6個環(huán)境質(zhì)量指標進行提取公因子，通過計算綜合因子得分來評估環(huán)境質(zhì)量，并且據(jù)此繪出EKC曲線.

首先運用SPSS19.0軟件對6個環(huán)境指標的相關性進行檢驗，結(jié)果見表1.由表1知，KMO值為0.753（大于0.7），即可以認為6個變量間具有較強的相關性，適用于因子分析.

表1 原始變量相關性的KMO和球形Bartlett檢驗結(jié)果

為了使分析結(jié)果盡可能易于解釋且更為合理，對因子進行旋轉(zhuǎn)，結(jié)果見表2.經(jīng)過旋轉(zhuǎn)，前2個主因子的累積貢獻率為86.849%.可以說這2個主因子對6個變量已經(jīng)具有了一定的代表性，反映了環(huán)境質(zhì)量86.849%的信息.

根據(jù)因子模型計算出6個環(huán)境質(zhì)量指標在2個主因子上的得分，分別用F1、F2表示，然后以每個因子的方差貢獻率為權(quán)重計算環(huán)境質(zhì)量總分F0：

表3所示為2009年河南省18個省轄市的環(huán)境質(zhì)量分別在2個主因子上的得分F1、F2以及環(huán)境質(zhì)量總分F0.

表2 總方差解釋矩陣

表3 河南省18個省轄市環(huán)境質(zhì)量因子得分表

2.2 模擬結(jié)果與分析

借助SPSS19.0軟件，將河南省2009年工業(yè)總產(chǎn)值和環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)代入模型（1）和模型（2），得出河南省工業(yè)總產(chǎn)值與環(huán)境質(zhì)量關系模型的模擬結(jié)果，見表4.

2.2.1 工業(yè)總產(chǎn)值與環(huán)境質(zhì)量的關系

由表4知，模型（1）和模型（2）的擬合優(yōu)度相同，根據(jù)統(tǒng)計學理論，這時選擇決定系數(shù)大的模型.模型（1）的決定系數(shù)為0.597，小于模型（2）的決定系數(shù)0.67，所以模型（2）較模型（1）準確.環(huán)境質(zhì)量與工業(yè)總產(chǎn)值的EKC曲線見圖1.這時，EKC曲線不是呈典型的倒“U”型，而是呈倒“N”型.該軌跡有2個轉(zhuǎn)折點：第一個轉(zhuǎn)折點對應的工業(yè)總產(chǎn)值大約為392億元，越過第一個轉(zhuǎn)折點之后，隨著工業(yè)總產(chǎn)值的升高，環(huán)境破壞程度逐漸加重；第二個轉(zhuǎn)折點對應的工業(yè)總產(chǎn)值大約為1329億元，越過第二個轉(zhuǎn)折點之后，環(huán)境質(zhì)量開始得到改善.

2.2.2 工業(yè)總產(chǎn)值與工業(yè)廢氣排放量的關系

表4 工業(yè)總產(chǎn)值與環(huán)境質(zhì)量關系模型的模擬結(jié)果

模型（1）的擬合優(yōu)度為0.001，小于模型（2）的擬合優(yōu)度0.003.因此，二次曲線即倒“U”型曲線能夠更好地解釋兩者的關系.隨著工業(yè)產(chǎn)值的增長，廢氣排放量呈現(xiàn)明顯增長的趨勢（見圖2），這表明隨著各省轄市經(jīng)濟的增長，環(huán)境質(zhì)量明顯惡化.顯然，在河南省的18個省轄市中，還沒有出現(xiàn)環(huán)境轉(zhuǎn)好的拐點.但是可以預計，未來轉(zhuǎn)折點處的工業(yè)總產(chǎn)值為2253億元.

圖1 整體環(huán)境質(zhì)量與工業(yè)總產(chǎn)值的擬合曲線圖

圖2 工業(yè)廢氣排放量與工業(yè)總產(chǎn)值的擬合曲線圖

2.2.3 工業(yè)總產(chǎn)值與工業(yè)固體廢棄物排放量的關系

由于模型（1）、模型（2）的擬合優(yōu)度相同，選取決定系數(shù)較大的模型.模型（2）的決定系數(shù)為0.635，大于模型（1）的決定系數(shù)0.563，因此可以認為三次曲線能較好地解釋工業(yè)總產(chǎn)值與固體廢棄物之間的關系.這時，曲線呈倒“N”型，有2個轉(zhuǎn)折點（見圖3），這2個轉(zhuǎn)折點對應的工業(yè)總產(chǎn)值分別為309億元和1331億元.可以看出，在越過第二個轉(zhuǎn)折點之后，隨著經(jīng)濟水平的提高，固體廢棄物排放量有減少的趨勢.

圖3 工業(yè)固體廢棄物排放量與工業(yè)總產(chǎn)值的擬合曲線圖

2.2.4 工業(yè)總產(chǎn)值與工業(yè)廢水排放量的關系

由模型（1）、模型（2）的擬合優(yōu)度及決定系數(shù)可知，工業(yè)總產(chǎn)值和工業(yè)廢水排放量之間并不存在明顯的曲線關系.從圖4只能看出兩者大致的變化趨勢.工業(yè)總產(chǎn)值低于500億元的省轄市，其工業(yè)廢水排放量很相近；工業(yè)總產(chǎn)值在500～1000億元之間的一些省轄市，其工業(yè)總產(chǎn)值相近，但是工業(yè)廢水的排放量卻存在很大差別；工業(yè)總產(chǎn)值高于1000億元的省轄市，其廢水排放量又出現(xiàn)增加的趨勢.

圖4 工業(yè)廢水排放量與工業(yè)總產(chǎn)值的擬合曲線圖

3 結(jié) 語

通過對2009年河南省環(huán)境庫茨涅茨曲線的分析，說明河南省的環(huán)境質(zhì)量有向好的趨勢.然而，典型的環(huán)境庫茨涅茨曲線是發(fā)達國家經(jīng)歷“先污染，后治理”的工業(yè)模式的外在表現(xiàn)［10］，只有經(jīng)歷“后治理”這個關鍵階段，才會出現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量的改善.因此，我們不能盲目樂觀地認為河南省的環(huán)境和經(jīng)濟已步入?yún)f(xié)調(diào)發(fā)展軌道.另外，相對于典型的庫茨涅茨曲線來說，河南省的環(huán)境庫茨涅茨曲線比較陡峭，拐點出現(xiàn)也比較提前，這表明河南省的環(huán)境與經(jīng)濟并沒有很好地協(xié)調(diào)發(fā)展.要使經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量出現(xiàn)雙贏的局面，需要在環(huán)境保護上下大功夫，形成長期有效的環(huán)境保護體系，使兩者能夠互相扶持、協(xié)調(diào)發(fā)展.

［1］ Kuznets S.Economic Growth and Income Equality［J］.American Economic Review，1955，45（1）：1－281.

［2］ Grossman G M，Krueger A B.Environmental Impacts of A North American Free Trade Agreement［M］.Princeton：Woodrow Wilson School，1992.

［3］ 丁煥峰，李佩儀.區(qū)域污染與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展——中國1998－2007年面板數(shù)據(jù)分析［J］.經(jīng)濟與管理研究，2010（6）：63－69.

［4］ 李春米.經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境規(guī)制與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)－基于陜西省環(huán)境庫茨涅茨曲線的分析［J］.蘭州大學學報（社會科學版），2010，38（5）：96－102.

［5］ 李瑞娥，張海軍.中國環(huán)境庫茲涅茨曲線的變化特征（1981－2004）［J］.西安交通大學學報（社會科學版），2008，28（4）：35－43.

［6］ 朱金山，王定勇.重慶市經(jīng)濟增長與環(huán)境污染關系及成因分析［J］.西南大學學報（自然科學版），2008，30（11）：109－113.

［7］ 顏日初，朱喜安.論 GDP的作用和缺陷［J］.數(shù)量經(jīng)濟技術(shù)經(jīng)濟研究，2003（1）：141－144.

［8］ 河南省統(tǒng)計局.河南省統(tǒng)計年鑒（2010）［M］.北京：中國統(tǒng)計出版社，2010.

［9］ 許廣月，宋德勇.中國碳排放環(huán)境庫茲涅茨曲線的實證研究－基于省域面板數(shù)據(jù)［J］.中國工業(yè)經(jīng)濟，2010（5）：37－47.

［10］ 韓玉軍，陸旸.經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境的關系——基于對二氧化碳環(huán)境庫茲涅茨曲線的實證研究［J］.經(jīng)濟理論與經(jīng)濟管理，2009（3）：5－11.

Empirical Analysis of Industrial Economic Growth and Environmental Quality：Based on 18 Provincial Cities in Henan Province

LIU Yue－jun，LI Su－ying
（Zhongyuan University of Technology，Zhengzhou 450007，China）

Based on the data of economic growth and environmental quality of 18provincial cities in Henan Province in 2009，as well as the environmental Kuznets hypothesis，the relationship of the industrial growth and industrial“three wastes”emissions was tested by quadratic polynomial and cubic polynomial model.The results showes that the environment kuznets curve of Henan province is different from the typical inverted“U”type，except of emissions diacharge.The relationship of industrial output value and environment quality is inverted“N”type consistent with industrial output value and solid waste discharge，weakly positively relationship is related to industrial output value and waste water discharge.So the overall environmental quality will have a good trend.

environmental quality；economic growth；industrial“three wastes”；environmental Kuznets curve

F4

A

10.3969／j.issn.1671－6906.2012.05.007

1671－6906（2012）05－0028－05

2012－09－25

河南省哲學社會科學規(guī)劃項目（2011FJJ050）

劉躍軍（1963－），男，河南孟州人，教授，碩士.