河南省环境库兹涅茨曲线的实证研究

第33卷第9期环境科学与管理VoL33 Na.92008年9月ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENTSep. 2008文章编号:1673 - 1212(2008 )09 -0036 -06河南省环境库兹涅茨曲线的实证研究班春峰' ,徐梦洁' ,赵紫玉' ,刘勤’(1.南京农业大学公共管理学院，江苏南京210095;2.中科院南京土壤研究所,江苏南京20008)摘要:文章在总结 国内外学者对EKC曲线研究的基础上,采用河南省1990年-2006年的经济和环境数据，建立了单位GDP污染物排放量模型和人均CDP污染物排放量模型,分析了典型环境指标与经济发展之间的关系。结果表明,河南省环境状况和经济发展之间并不存在传统的库兹涅茨倒“U"型曲线,而是呈现“凹函数”和三次曲线两种形式。由于河南省正处于工业化发展中期，为避免今后对环境造成不可逆转的危害,必须改变外延扩张的发展模式,加大环保投资和加强执法力度。关键词:环境库兹涅茨曲线;河南省;实证研究中围分类号:X2文献标识码:AAn Empirical Study on the Relationship Between Environmental Changeand Economic Development in Henan ProvinceBan Chunfeng' , Xu Mengite' , Zhao Ziyu' , Liu Qin?(1. College of Publie Management, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095 , China;2. Institute of Soil Science ,， Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China)Abstract: Based on the summarization of the documentations on environmental Kuznets curve( EKC)in and abroad, an empiri-cal study of Henan province during the period 1990 - 2006 was done. To analyze the relationship between environmental change andeconomic development, the plluant discharge model per unit GDP and the pollulant discharge model per capita GDP were set up.The results showed that the concave curve and the cubic curve instead of the conventional inverted U - shaped EKC could be used todescribe the relalionship between environmental change and econonie development in Henan province. During the process of indus-trialization , the econonic expansion mode by simply increasing the inpul factor should be improved, the environmental investment beincreased and the implementation of environmental laws be enforced in order to avoid the deterioration of environment.Key words: EKC; Henan province; empinical study环境问题一直备受人们关注。伴随经济发展,本涵义是一个国家的环境质量在经济发展初期会随环境质量的变化趋势也是近年来学者研讨的热点。着国民收人的提高而逐渐恶化;在该国经济发展到20世纪90年代初美国经济学家Grossman和Krue-一定程度的时候，环境质量的恶化会逐渐呈现平缓ger提出了环境库兹涅茨曲线(EKC,Enviromental状态;进而,环境质量则会随着国民收入的增加出现Kuznets Curve)的概念"。他们对66个国家和地区好转。因此从整体看,环境随着经济的发展呈现倒1979年- 1990年间的14种空气污染物和1977年“U" 型。-1988年间的水污染物质变化情况进行研究,发现在Crossman和Krueger提出EKC概念之后,不大多数污染物的变动趋势与人均国民收入的变动趋少国外学者对环境与经济的关系做了进-步的分析势呈倒“U”型关系(2)。这一揭示环境与经济发展关和验证。比较有影响力的有Panayotou, Hilton和系的倒“U"型曲线被称为环境库兹涅茨曲线,其基Levinson, List和Gallet, Stem和Common, Markus,Cropper和Grifths等人的研究[3-8] ,他们的研究结收稿日期:2008-02 -27产在,也有一些研基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)(2005CB121107)究得出中国煤化工Gifhs的研究作者简介:班春峰(1983 -),男,河南省平顶山市人,南京农业大学公共管理学院在读硕士研究生,研究方向:土地资源可持续中,非HCNMHG济的发展出现倒利用。“U"型曲线走势。.36.第33卷第9期VoL33 Na. 9班春峰等●河南省环境库兹型茨曲线的实证研究2008年9月Sep. 2008国内学者在这方面的研究起步较晚,这些研究大业的投资,是拉动河南经济的重要动力刊。但与此致可分为两类。-类证实了倒“U"型曲线的存在,例同时,随着工业的发展,污染物排放快速增加,特别如陈宗胜对倒“U"型曲线所做的理论推导[9) ;李周等是九十年代以来,能源、原材料、重化工等重工业的人分别对全国、北京、上海、江苏进行的实证研究,这快速发展、重工业比例、规模不断扩大,“三废”排放些理论和实证研究的结果也表明环境变化与经济发逐年增加。以1990年为基期,2006年工业“废水"、展之间符合倒“U”型曲线关系(10-1] ;范金对中国81“废气”排放量和“固体废弃物”产生量分别增加了个大中城市的大气污染状况与经济水平之间的关系24% 350%和266% ,对大气、土壤、水及人们的生进行了研究,结果证明除氮氧化物外其余污染物与收活环境造成了相当程度的影响，已成为制约河南经人之间确实存在倒“U"型关系[4)。另-类的研究成，济持续发展的一 一个重大障碍。果则提出其他的曲线类型,例如张晓认为全国烟尘排1.2 计量模型的选取放量和悬浮颗粒物浓度与经济发展之间呈正“U"型为揭示环境变化与经济发展的定量关系，首先曲线关系([15] ;沈满洪指出浙江省的“三废”排放量和要确定计量模型。计量模型的选择必须要有一定的人均GDP之间呈现“N”型关系(16] ,王瑞玲、张玉媚、统计意义,能够保证统计学所需的模拟精度。另外，徐丽华的研究结论也与此类似(17-191 ;凌亢在对南京还要有实际的意义,能够对指标间的关系予以合理市相关数据分析后发现，EKC曲线呈凹(凸)函数递的解释。根据以上原则以及前人研究的经验[9-18),增(。总体说来,不同地区经济发展与环境变化指本文选择以下模型:标之间的关系不尽相同。E =Bq+B,Y+B2Y +B,Y +ε①河南省是传统农业大省,近年来,经济发展迅.式中E是污染物排放量(产生量),Y是人均速,同时环境问题也逐渐凸现, ,研究其经济发展过CDP ,B。、B,、B2、B3是模型参数,ε是随机误差项。其程中的环境变化规律,既是对EKC假说的一次验中B。、B,、B2、B.随着取值的不同,可以反映出不同证,同时也能为制定相关的环境保护政策提供-定的环境质量和经济发展之间的关系,具体如下:的依据。本文选取了五项环境指标,计算得出了这(1)当B,≠0,B2 =0,B3 = 0时,环境状况与经些指标与经济变化的相关性定量模型,并对其动态济发展之间呈现线性关系;变化规律进行了总结,在此基础上,提出了未来一段(2)当B >0,B2 <0,B, = 0时,环境状况与经时间内河南省的经济发展战略。济发展之间符合倒"U"型关系;(3)当B <0,B2 >0,B, = 0时,环境状况与经1研究背景济发展之间呈现“U"型关系;.1 研究区概况(4)当B，>0,B2 >0,B, = 0时,环境状况与经河南省位于中国中部偏东、黄河中下游,是传统济发展之间呈现“凹函数”关系;的农业大省。改革开放以来,河南省经济迅速发展，(5)当B,.B,B,都不为0时,环境状况与经济2006年河南CDP已达到12 496亿元,位居全国第发展之间呈现三次曲线关系。五。工业投资增长率达60%以上,明显高于其他行1.3环境 、经济指标及时间段的选取(见表1)表1 河南省1990年-2006年污染物排放量与人均GDP工业废水工业废气工业二氧化工业姻尘工业固废人均年份排放量硫排放量排放量.产生量CDP(万吨)(亿标立方米)(元)1990104 9343 726. 8648.7358.962 0391 6031 090.6199195 6484 185.07 .51.759.432 2901179.1 201.2199294 9794 468. 3357.7260.4 .1 1971 452.3199392 5184 865.640.943.923511 3091 864.6199493 2395149.14 .56. 9565.7237513062 466. 8199598 3545 9995369.12 7921 5393 297.1199691 2186171.951.544.9中国煤化工3978.41997128 96983.3o4 388.9199892 7376618.9288. 3666.67,MYHCNMHGon1999691167.4865. 363 465. 741 685.34 831.5●37.第33卷第9期VoL.33 Na9班春峰等●河南省环境库兹涅茨曲线的实证研究2008年9月Sep. 2008(续)表1河南省 1990年-2006年污染物排放量与人均CDP工业废水工业废气工业二氧化工业烟尘工业固废人均年份排放量硫排放量产生量.CDP(万吨)(亿标立方米)(万吨) .(元)2000 .109 2417 43674. 7469.063 624.991 609.15449.72001109 6459 23975.7564.193 931.551 358.455959.1.2002114 43110 64580.7462.314 250.921 537.866 4872003114 22411 99290. 1763.374 467.21 352.37375.92004117 32813 1031115 1401 5669 200.62005123 47615 499147. 115 185.721 16 178. 191 934. 1911 346.52006130 15816 770146. 428 572. 520 37463.62.2 195.4713 313.4(注:数据来源:河南省统计年鉴(1991 -2007)。)指标选取的原则是①跨越不同发展阶段且具有2参数计算与结果分析一定长度的时间序列;②有一定代表性;③可获取性。基于以上原则,本文选取人均GDP为经济指2.1模型参数计算标,选取工业废气中的SO2排放量和“烟尘”排放借助EXCEL,在SAS软件的支持下,依据河南量、“工业废水”排放量、“工业废气”排放量、“工业省1990年- 2006年相关环境质量数据、GDP总量固体废弃物"产生量为环境指标,以1990年-2006和人均CDP数据,得到曲线模拟结果(见表2)。拟年为研究时段进行分析(见表1)。虽然对一部分固合结果表明，河南省在研究时段内(1990年- 2006体废弃物采用了掩埋、焚烧或者其他形式加以处理年)污染物排放量(产生量)和经济发展之间并不存没有得到排放,但是它对环境也有间接影响,为了综在传统的倒“U"型,而是出现了“凹函数”型和“三合反映出固体废弃物对环境的影响，在分析时使用次曲线”两种类型。另外,对于烟尘排放量的模拟了产生量而非排放量。二次和三次均不显著。表2河南省工业废物排放 与人均GDP计量模型模拟检验结果环境常数项GDP/人CDP/人CDP/相关F检验曲线变量(Bg)(B)(B2)(B系数Pob)转折点类型废水*103 491.807-7.18140.001 701 -7.7172E-8 0.848222. 365 47 347. 732三次(0.0000)废气4 059. 829-0.1617 0.000234 -1.1413E-8 0.984 3272. 520 26 859. 974(0. 000)固废1 752. 439.0.2956 9. 423 876E-60.994 51 284.757凹函数(0.00)O241. 662 80.0050 2. 631 199E-70.914675.017 65.燜尘54.744 60.001 9-1. 141 653E-80.406 0(0. 026 0)(注:●由于数据异常,分析时剔除了1997 年工业废水排放敏数据。因为在1997年,河南省扩大了环境统计范围,首次将乡镇企业、事业单位和第三产业的重点污染源纳入统计范围。在包含此点的拟合中,采用二次和三次拟合的结果均不显著。在去除此点后,拟合较好,并且通过了T检验和F检验。所以在最终结果中没有加人此点的数据。)单位GDP污染物排放量可以反映出在一个时便对中国煤化工建立了环境指标间段内资源利用和控制污染的效率、力度,为进一步与时间.MHCNMHG考察河南省单位GDP污染物排放量的动态变化，以lnY=Ina+bx●.38.第33卷第9期VoL 33 Na.9班春峰等.河南省环境库兹涅茨曲线的实证研究2008年9月Sep. 2008其中Y为单位GDP污染物排放量,x为对应利用1990年-2006年相关数据进行模型模拟,结于单位CDP污染物排放量的时间,a、b为系数。果见表3。表3河南省单位CDP污染物排放量模型拟合结果环境指标bR2F检验值Prob废水3.277 5E+118-0.134 900.929 3197.285 10.00废气1.737 6E+54.-0.062 16 .0.747 444.39550.000固废2.303 OE +114-0.132 24 .0.951 7295.823 90.000 0烟尘3.434 SE+114-0.134 030.917 4166.702 3SO27.544 5E +72-0.085 960.774 151.40790.00002.2结果分析型污染,据统计,1990年-1995年间河南省能源消2.2.1工业废水.耗量年均仅增加4.87% ,2000年- 2003年年均增研究期内,河南省“工业废水”排放量和人均加12.09%,而2004年、2005年分别比上年增加GDP存在较为显著的“三次曲线”关系,并且随着人23. 4%、11.86% ,同曲线变化趋势一致。②从环保均GDP增加呈现递增趋势(见图1)。根据拟合方程投资方面,治理“废气”的投资额占治理工业污染总计算出曲线的拐点在2003年人均GDP为7347.732投资额的比例从2003年到2005年- -直呈现下降趋元处,依据此点把曲线分为两部分,2003年以前排放势。2000年以来,河南省有色金属工业发展十分迅量先减后增,在1996年出现了一个暂时的低谷,随后速,特别是铅工业。到2003年河南省成为中国产铅排放量迅速增加,直到2002年前后增速才有所放缓,第一大省,到2004年河南省铅产量占到全国的但是在2003年以后排放量基本呈现线性递增。36. 8%。能源、原材料等重工业的发展又加重了河依据单位GDP排放量曲线，在1998年-2003年南省“废气"污染防治的负担。间,单位GDP"废水”排放量曲线下降趋势有所缓和，14从侧面反映出以外延扩张为主的发展模式。1997 年130前后关闭了-大批小造纸厂也是1996年排放量出现12极低值的一个重要原因。另外,2003年后废水排放量110的变化与河南省近年来防治污水的举措关系密切。2003年河南省政府开展水污染防治专项行动,当年全省共查处环境违法企业327家，“十五小”、“新五小”5 00010 00015 000污染企业1195家。此次行动后,全省水污染负荷降人均GDP(元/人)幅均在30%以上,取得了显著的成果。2007 年国家图1“工业废水"排放量拟合 曲线发改委下拨专项资金对河南省内污水处理厂等19个项目进行续建,继续加大防治力度。业17 500150002.2.2工 业废气持12500河南省“废气"排放量和人均GDP之间也是存.10000在较为显著的“三次曲线”关系,随着人均CDP的增7 500加“废气"排放量增加较明显(见图2)。根据拟合方程计算出曲线的拐点位于2003年人均GDP62 500859. 974元处。1990 年- 1999年,工业废气排放量虽然一直在增加,但速度较为缓慢。从2000年开人均CDP (元/人)始,“工业废气”排放量便-路上升,直到2003年增图2“工业废气" 排放划拟合曲线速才有所放缓,但紧接着又有所加剧,2004年一2.2.3固体废弃物2005年-年间“工业废气”排放量增加了2396万标中国煤化工GDP之间呈现立方米,是2000年- 2003年排放量增加量的一半. “凹函三年为分界点。在还多。出现这一趋势的原因主要有两点:①与能源2003MHCNM H. G平均年增加量为消费量的增长有直接关系。河南省大气污染属煤烟6. 37%,最大值为17. 56% ,最小值呈现负增长为●39●第33卷第9期VolL33 Na9班春峰等●河南省环境库兹涅茨曲线的实证研究2008年9月Sep. 2008-4.98%。而2003年- 2006年平均增长率为16018. 68%。最小值就为15. 06% ,2005和2006年连40续两年增长率为20%以上,速度惊人。1997 年一20 I2002年前后,单位GDP废弃物产生量减小趋势有所00放缓,再次反映出这段时期偏重于外延扩张的发展80tf模式。20世纪90年代以来,河南工业经济发展呈60持续.上升趋势,2002年以来进人快速发展阶段,到2005年工业对经济增长的贡献率已经达到了2056. 7%。但是,这些工业大多属于能源与原材料领5 00010 00015 000域,资源消耗大,副产品多,污染严重,是导致固体废人均CDP (元/人)弃物产生量大幅增长的一一个重要原因。另外,固体图4工业SO,排放拟合曲线废弃物排放量在2005年、2006年间迅速增加,这和2.2.5工 业烟尘固体废弃物的治理投资大幅下降有直接的关系。河南省“工业烟尘”排放量和人均GDP之间总2.2.4工 业SO2工业SO,和人均GDP之间也是呈现出“凹函体呈现上升趋势(见图5),据相关资料, 1993年、1996年河南省焦炭、化工产品产量以及1996年水数"关系(见图4)。在1993年SO2排放量出现一个泥产量与.上年相比均有大幅下降;2006年河南省下较大下滑,而1997年排放量出现大幅上涨,比1996大力气对传统水泥、耐火材料生产设备进行淘汰,关年增加61.75%。到2003年排放量又- -次大幅上闭了一批生产线。这些因素导致1993年、1996年、涨,直到2006年上涨幅度才得到一定缓和。根据单2006年三年的“烟尘”排放量数据较为异常。在包位GDP SO2排放量拟合曲线,1993年单位GDP排含这三年数据的拟合中,二次或三次的拟合均不显放量呈现大幅下降,而1994年和1997年都有较大著,也无法通过相关检验。但考虑到样本个数的有幅度上升,从2003年前后排放量便逐年增加直到限性,无法把它们剔除。所以以现有的数据而言,烟.2005年结束,2006年排放量出现下降走势,同样和人均GDP排放量走势是一-致的。尘排放量和人均CDP之间的建模效果不佳。火电厂是SO2排放的一个重大源头。“八五”95时期,河南省计划扩建、新建了-批火电厂,1997年85前后,这些新上的机组纷纷开机发电,再加上统计范75围的扩大,导致1997年排放量陡增。2006 年河南.65..◆%省紧抓SO2减排工作,关闭了一-大批小型火电厂,并58对全省范围内的火电机组进行脱硫整改,当年SO2减排率为17. 4% ,高出国家规定的3.4%十四个百45◆”◆分点。2007年河南省继续推行火电机组脱硫措施,35抑制SO2排放,整治效果令人满意。因此我们可以人均GDP(元/人)预见，随着节能减排力度的不断加大,河南省SO2排围5“工 业烟尘”排放量拟合曲线放量最终会达到其“极值" ,呈现下降趋势。8 0003结语7 0006000河南省还正处于工业化中期,而且还保持着以规模的扩大为主的“高增长,高污染”的经济增长方告4000式,环境随着经济的发展不断恶化。从结果分析可3000以看出，环保政策及防治污染的力度是影响环境变D . 2000化及曲线走向的--个重要因素,因此必须完善环境100010000 15 000法制建中国煤化工我Y片CNMHG河南存在的可能围3“工业固废”产生 拟合曲线性,由于河南省仍处于工业化进程,环境库兹涅茨曲●40.第33卷第9期Vol: 33 Na. 9班春峰等.河南省环境库兹涅茨曲线的实证研究2008年9月Sep. 2008线的形状还难以判定。但是我们应当认识到,河南126 -141.省环境状况与经济发展的关系只是一种趋势,经济[5]John A. List, Craig A. Gallet. The Environmental发展并不能促使环境自动好转,环保意识.环境投Kuznets Cutve:Does One Size Fit AlI[ J]. Ecological Econom-资能源利用、产业结构等因素都会对曲线的形状产ica,1999 ,31(3) :409 - 423.[6]David 1. Stem, Michael s. Common. Is There an Envi-生影响;同时环境污染程度存在-一个“闽值”,超过ronmental Kuznets Curve for Sulfur[ J]. Jourmal of Environmen-了这个“阀值”,环境恶化将不可逆转[16)。因此从长tal Economics and Management ,2001 ,41(2):162 - 178.期来看,如果不改变这种不合理的发展模式,实现产[7]Markus P. Technical Progress , Structural Change, and业结构升级,即使EKC曲线达到了转折点,也会对the Environmenal Kuznets Curve[J]. FEcological Economics,环境造成不可挽回的破坏。2002 ,42 :381 -389.基于河南省的发展现状和对历史数据的分析,[8]Cropper, M. and C. Grifiths , The interaction of popula-本文从环保的角度对河南省今后的发展提出以下几tion growth and environment qualiy[J]. American Eeconmic Re-条建议:view,1994(84) :250 -254.(1)加大环保投资比例。根据发达国家的经[9]陈宗胜.改革、发展和收入分配[M].上海:复旦大.验,一个国家或地区在经济高速增长期,环保投入要学出版社1999.占到国民生产总值的1%到1.5%才能有效控制住[10]李周,包晓斌中国环境库兹涅茨曲线的估计[J].环境污染;达到3.0%才能使环境质量得到明显改资源环境,2002(4):57 -58.[11]吴玉萍,董锁成，宋键峰.北京经济增长与环境污染善。但河南省2005年和2006年才分别达到0.78%水平计算模型的研究[J].地理研究,2002,21(2):239-246.和0.76% ,和国际水平还有很大差距。[12]陈华文，刘康兵.经济增长与环境质量:关于环境(2)改变发展模式,改进生产技术,避免重复建库兹涅茨曲线的经验分析[J].复旦学报(社会科学版),设,走资源消耗少,环境污染小的新型工业化道路。2004(2):87 -94.实现环境与经济的协调发展。[13]高振宁,缪旭波,邹长新.江苏省环境库兹涅茨特征(3)由于环境走势的不确定性,我们必须加大分析[J].农村生态环境,2004 ,20(1):41 -43 ;59.环保力度,完善相关法律、法规制度,严格执法,避免[14]范金.可持续发展下的最优经济增长[M].北京:经.环境“阀值"的出现,为“极值"的尽早到来做好政策济管理出版社,2002.[15]张晓.中国环境政策的总体评价[J].中国社会科上的保证。学,999[16]沈满洪.一种新型的环境库兹涅茨曲线-浙江参考文献:省工业化进程中经济增长与环境变迁的关系研究[J].浙江[1]GrossmanC. M.， Krueger, A. B. Economic growth社会科学,000,4(4):53 -57. .and the environment[ J]. Quarterly Joumal of Economics , 1995,[17]王瑞玲,陈印军.中国”三废”排放的库兹涅茨曲线110(2) :353 -377.特征及其成因的灰色关联度分析[J].中国人口资源与环境, .[2]CrossmanG. M., Krueger A. B. Envionmental Im-2005 ,2(15).pacts of a North American Free Trade Agreement[ R]. National[18]张玉媚.广东省工业化进程中经济增长与环境变Bureau of Economic Research Working Paper 3914，NBER,化之间关系的实证研究[ D].2006(3):19 -22.Cambridge MA,1991.[19]徐丽华,王立本.济南市工业“三废"排放的环境库[3]Panayotou T. Demystifing the Environmental Kuznets兹涅茨曲线特征分析[J].山东科学,2007 ,2(20).Curve:Tuming a Black Box into a Policy Tool[J]. Environment[20]凌亢.城市经济发展与环境污染关系的统计研and Development Eeonomies,1997(2) :465 -484.究一-以南京市为例[J].统计研兖,2001(10) :46 -52.[4]Hilton F G H, Levinson A. Factoring the Environmen-[21]王晓华.河南省环境质量与经济增长关系探析tal Kuzents Curves: Evidence form automotive emissions [J].[J].当代经济,2006( 10).Joumal of Environmental Economics and Management , 1998 ,35:,中国煤化工MYHCNMHG●41.