邢晶堯

(遼寧省沈陽水文局，遼寧 沈陽 110043)

當前，流域生態(tài)水環(huán)境是社會關注的熱點問題[1-2]，區(qū)域水環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展水平之間的矛盾也越來越為緊張，環(huán)境庫茲涅茲曲線正是基于這一緣由進行的理論假設，多個學者的研究表明環(huán)境庫茲涅茲曲線符合廢水與經(jīng)濟GDP之間的曲線關系[3-6]。近些年來，有學者對傳統(tǒng)環(huán)境庫茲涅茲曲線進行改進，增加區(qū)域社會發(fā)展水平因素，使得改進后的環(huán)境庫茲涅茲曲線在水環(huán)境影響要素里考慮更為全面，改進的環(huán)境庫茲涅茲曲線也在國內(nèi)一些流域的水環(huán)境影響要素中得到具體應用[7-9]，但是還未在遼河中進行相關應用。遼河為遼寧省第一大河，其流域生態(tài)水環(huán)境保護對于區(qū)域發(fā)展十分重要，為此文章引入改進的環(huán)境庫茲涅茲曲線(EKC曲線)，對遼河流域影響要素的貢獻度進行定量分析。

1 改進EKC曲線原理

傳統(tǒng)EKC曲線假定廢水排污量(C)，區(qū)域經(jīng)濟收入(Y)與水資源耗水量(E)之間存在一定的聯(lián)系，相關方程為：

C=a0+a1Y+a2Y+a3E+ε

(1)

式中，a0，a1，a2，a3—分別表示為相關方程變量系數(shù)；ε—變量誤差。

考慮到社會發(fā)展水平對區(qū)域水環(huán)境的重要影響，改進的EKC曲線綜合考慮傳統(tǒng)方程的三個要素外，增加區(qū)域社會發(fā)展水平HDI作為假定廢水排污量的指標，其計算方程為：

C=a0+a1Y+a2Y2+a3E+a4·MAN+a5·HDI+ε

(2)

式中，其他變量同式(1)中的變量含義；MAN—區(qū)域的生產(chǎn)附加值；HDI—區(qū)域社會發(fā)展水平系數(shù)。

為對改進EKC曲線進行檢驗，采用簡單計量經(jīng)濟方法論進行曲線的面板單位根檢驗，檢驗方程為：

(3)

式中，Wi,t—轉換向量；ΔX—統(tǒng)計量；i—統(tǒng)計量個數(shù)；j—轉換向量的個數(shù)；k—轉換向量的總數(shù)；t—時間維度；β—備選假設條件；ξ—檢驗方差的白噪聲干擾。

在進行面板單位根檢驗時，需要進行統(tǒng)計檢驗量λ的構造，構造方程為：

(4)

式中，σ—檢驗方差；w′—轉化變量；N—統(tǒng)計量的個數(shù)；A′—轉化變量矩陣。其他變量同式(4)中變量含義。

假定方程的回歸系數(shù)有效，其ADF檢驗方程表達式為：

注：Δ表示為一階差分格式值；BRETIUNG表示無效假設檢驗數(shù)據(jù)源；LLG和LPS表示為平穩(wěn)假設檢驗。

(5)

式中，r—回歸方程的自相關系數(shù)；v—回歸方程的自變量。

在進行面板單根檢驗后，還需要對面板根進行協(xié)整檢驗分析，其分析方程為：

(6)

式中，Wit及Xj,it—分別表示為不同水平的一階自積。該方程基于維度方法，包括面板v，R，PP，ADF的統(tǒng)計量。

2 實例研究

2.1 遼河流域概況

遼河為遼寧省境內(nèi)第一大河，流域總面積達到21.9×104km2，據(jù)2000年相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，流域內(nèi)總人口約為3500萬人，農(nóng)業(yè)耕地總面積約為480萬hm2，GDP生產(chǎn)總值高達4000億元，是我國重要的鋼鐵、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展水平較高。由于工業(yè)化快速發(fā)展，遼河流域水環(huán)境遭到一定程度的影響，綜合污染指數(shù)一直較高。經(jīng)過“十五”期間流域的生態(tài)環(huán)境保護，遼河流域的水生態(tài)環(huán)境逐步好轉。為重點剖析區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展對水環(huán)境的影響，結合改進的EKC曲線對遼河的水環(huán)境影響因素進行貢獻度的分析。

2.2 改進EKC曲線的單根檢驗結果

結合面板單根檢驗方法對改進的EKC曲線的單根進行檢驗測試，結果見表1。

從表1中可以看出，無效假設和IPS平穩(wěn)假設檢驗的一階差分格式值在各要素檢驗值都要小于均值的檢驗值，而LLG平穩(wěn)假設檢驗一階差分格式值均大于均值，可見在LLG平穩(wěn)假設檢驗下改進的EKC曲線檢驗較為平穩(wěn)。

2.3 改進EKC曲線的協(xié)整檢驗結果

在單根檢驗的基礎上，結合協(xié)整檢驗方法對改進EKC曲線進行數(shù)據(jù)的協(xié)整檢驗，檢驗結果見表2。

表2 各曲線面板數(shù)據(jù)協(xié)整統(tǒng)計結果

從各統(tǒng)計尺度檢驗結果可看出，兩種曲線下區(qū)域經(jīng)濟GDP和區(qū)域社會發(fā)展水平HDI之間均存在倒U型的關系，相比傳統(tǒng)EKC曲線，改進EKC曲線檢驗統(tǒng)計結果都有所減小。這主要是因為改進的EKC曲線，綜合考慮區(qū)域社會發(fā)展水平后，影響因素的增多，使得其檢驗統(tǒng)計結果及概率值的分布都有所縮減，也進一步表明改進的EKC曲線相比于傳統(tǒng)EKC曲線結果要更為合理。

2.4 基于改進EKC曲線的水環(huán)境影響因素統(tǒng)計結果

在EKC曲線檢驗的基礎上，結合改進的EKC曲線對不同影響要素的貢獻度進行分析，分析結果見表3和表4。

表3 采用改進EKC曲線的基于不同面板數(shù)據(jù)源的統(tǒng)計結果(C作為變量)

表4 采用改進EKC曲線的基于不同面板數(shù)據(jù)源的統(tǒng)計結果(GS作為變量)

對于假定廢水排污量C作為變量而言，各變量的面板估計系數(shù)分別為2.1257，-0.295，0.825，0.345，0.083以及1.487，表明人均排污量與區(qū)域人均GDP之間的彈性尺度為2.1257-0.295Y，人均水資源消耗量增加1%，區(qū)域排污量將增加0.825%；貿(mào)易開放度提高1%，排污量將增加0.345%；生產(chǎn)附加值增長1%，污水排放量將增加0.083%；區(qū)域發(fā)展水平MHDI增加1%，人均排污量將增加1.487%。而對于假定區(qū)域宏觀可持續(xù)經(jīng)濟度GS作為變量后，各變量的面板估計系數(shù)分別為1.745，-0.897，1.035，0.187，0.059，-0.0348及-7.125，表明社會發(fā)展水平增加1%，區(qū)域排污量將增加1.745%；貿(mào)易開放度提高1%，排污量將增加1.035%；生產(chǎn)附加值增長1%，污水排放量將增加0.187%；區(qū)域MAN增加1%，人均排污量將增加0.059%。

3 結論

(1)遼河流域人均水資源消耗量增加1%，區(qū)域排污量將增加0.825%，貿(mào)易開放度提高1%，排污量將增加0.345%，生產(chǎn)附加值增長1%，污水排放量將增加0.083%，區(qū)域發(fā)展水平MHDI增加1%，人均排污量將增加1.487%。

(2)水環(huán)境治理和保護是綜合工程，在水環(huán)境承載能力范圍內(nèi)，應重點關注社會發(fā)展水平以及人均水資源消耗量對遼河流域環(huán)境庫茲涅茲曲線形狀及內(nèi)在機理的影響。