環境庫茲涅茨曲線與“十一五”約束性指標
——基于中國省際面板數據的實證分析

鄭恒、董波

(1浙江財經學院、2浙江省發展規劃研究院，浙江 杭州 310018、310012)

環境庫茲涅茨曲線與“十一五”約束性指標
——基于中國省際面板數據的實證分析

鄭恒1、董波2

(1浙江財經學院、2浙江省發展規劃研究院，浙江 杭州 310018、310012)

本文利用省際面板數據對我國“十一五”期間環境庫茲涅茨曲線進行驗證，并對產業結構調整、污染治理成效等因素進行分析，提出從減排效果來看，工業內部轉型升級比三次產業間結構調整更顯著，而清潔技術和減排設施的運用是關鍵。

環境庫茲涅茨曲線；約束性指標；面板數據

一、引 言

1993年，Panayotou首次提出了環境庫茲涅茨曲線（EKC）的概念，用于描述環境污染和經濟增長的倒U型關系，此后，國內外學者紛紛展開相應的實證研究。改革開放30多年來，中國經濟快速增長，2010年國內生產總值（GDP）達到6.04萬億美元，超越日本成為世界第二大經濟體。但伴隨經濟高速增長的，是巨大的環境代價，世界銀行統計表明，中國每年空氣和水污染造成的經濟損失相當于當年GDP的8%-12%。2006年美國耶魯大學、哥倫比亞大學和歐盟委員會聯合研究中心首次發布的世界環境績效排名（EPI）中，中國在133個國家或地區里位居第94位。意識到環境問題的緊迫性，中國在“十一五”規劃綱要中明確提出了有關環境維護的約束性指標，其具有法律效力，并分解落實到各省市區，具體如單位GDP能耗降低20%左右、單位工業增加值用水量降低30%、主要污染物排放總量減少10%、森林覆蓋率達到20%等。“十一五”規劃中約束性指標的制定和實施，倒逼各地采取多種措施加大節能減排力度，也對中國EKC演進路徑產生了影響。

本文在EKC假設的基礎上，分析經濟增長是通過哪些傳導機制作用到環境并產生正面的改善作用，利用“十一五”有關數據進行計量分析，研究中國實施約束性指標這一污染控制手段后對EKC帶來的現實影響，同時將經濟增長促進環境改善的各因素納入計量分析，分析“十一五”期間哪些減排措施發揮了較大作用，以便對“十二五”時期的節能減排工作提出針對性的建議。

二、污染排放與經濟增長倒U型關系的理論解釋

《世界發展報告1992》（IBRD，1992）指出：“經濟規模的擴張不可避免地會損害環境的觀點，是建立在對技術、偏好和環境投資的靜態假定基礎上的”。如果用簡單的數理模型表示，某種污染物的人均排放量為s，人均收入為y，那么這個觀點可表達為：

其中α系數為常數，因此隨著人均收入的持續增長，環境污染將相應快速增長。然而在現實經濟世界中，經驗表明，由于經濟增長帶來的彈性效應、結構效應和技術效應，會使污染排放系數逐漸變小，用公式表示，即α系數本身也是y的線性負相關函數：

這種負相關性，主要以三種效應進行傳導并產生影響的：一是收入彈性效應。隨著經濟持續增長人們收入不斷提高，在消費者效用函數中物質財富的邊際效應遞減，環境質量的邊際效應逐漸增強。當環境質量需求的收入彈性大于1時，人們將為了改善環境質量而放棄經濟增長。表現在現實世界就是當地民眾開始要求關停污染企業，抵制企業排污，甚至爆發環保問題的群體性事件，最終影響地方政府在生態環境和經濟增長間權衡決策。二是結構升級效應。結構效應體現在兩個方面：一方面是第一、第二、第三產業間的產業結構調整，隨著經濟增長，產業結構將會從以污染排放較少的農業經濟為主，轉為環境污染嚴重的工業經濟為主，最后又調整為以污染排放較少的服務業經濟為主；另一方面是工業內部的結構升級，從原來的高污染、高能耗、高排放的制造業轉型升級為資源消耗低、環境污染少的先進制造業。三是技術進步效應。這種效應主要體現在兩個方面：一方面是隨著經濟持續增長，使得生產技術的進步成為可能，清潔技術、循環經濟等應用使得同類產業單位產值所產生的污染大大降低；另一方面是治理污染的科研投入持續增多，環境技術日新月異，使得污染“末端治理”的強度和成效大大提高。

以上三種效應使得α系數成為y的線性負相關函數，將公示②帶入公式①，S和y的關系即為：

由公式③可知，人均污染排放s和人均收入y將呈倒U型。

三、對“十一五”環境約束性指標的庫茲涅茨曲線檢驗

（一）變量選取和處理

檢驗EKC，首先確定環境污染、經濟增長，以及經濟增長對環境污染影響因素等變量的選取。

1.環境污染指標：“十一五”規劃綱要中確定了“全國主要污染物排放總量減少10%”這一約束性指標，其中“主要污染物”指化學需氧量（COD）和二氧化硫（SO）。考慮到

2SO2作為主要由工業生產導致的重要空氣污染物，自上世紀70年代就受到嚴格監測，排放量的申報和核定計算方法更為嚴密，相比其他污染物指標更具統計連續性和準確性。因此本文選取人均SO排放量作為環境污染變量。

2.經濟增長指標：選取人均GDP作為經濟增長變量，并通過GDP平減指數處理，采用以2000年為基期價格計算的不變價人均GDP。

3.產業結構調整指標：以工業增加值占GDP的比重來表現產業結構調整帶來的效應，反映工業規模對污染排放量的影響。

4.產業內部升級指標：用污染密集行業（PIIs）占工業總產值的比重，表現產業內部優化升級帶來的影響效應。污染密集行業是指生產過程中如果不加以治理，就會直接或間接產生大量污染物的行業。可從排污總量和單位產值排污量兩個維度來衡量，從2010年統計數據來看，中國工業行業中SO2排放總量和單位產值SO2排放量排名都處于前十的共有7個行業：電力、熱力的生產和供應業，黑色金屬冶煉及壓延加工業，非金屬礦物制品業，化學原料及化學制品制造業，有色金屬冶煉及壓延加工業，石油加工、煉焦及核燃料加工業，造紙及紙制品業。本文以7個行業的工業產值加總占工業總產值比重作為產業內部升級指標，指標越小，說明工業內部優化越成功。

5.污染治理成效指標：以污染物去除量在初始排放量中的占比，作為反映污染治理成效的指標，以此間接反映經濟增長的收入彈性效應、技術進步效應在環境污染治理中取得的成效。具體計算方法為：工業二氧化硫去除量/（工業二氧化硫排放量+工業二氧化硫去除量）×100%。

（二）樣本選擇和計量模型

由于EKC的拐點往往出現在經濟增長達到較高水平，如Grossman & Krueger（1991）的研究證明SO2的EKC拐點在人均4772-5965美元。因此在對EKC的研究中經濟增長指標必須具有較大區間跨度，以便完整反映出倒U型軌跡。2010年中國人均GDP尚不足4500美元，以全國數據進行時間序列分析無法真實表現EKC的軌跡。但中國區域經濟發展極不平衡，發達省市如北京、天津、上海，2010年人均GDP已達到10000美元以上，因此本文樣本采用中國31個省、市和自治區的面板數據，以更好地分析檢驗EKC的倒U型特征。在時間跨度上，本文以“十一五”規劃期間2006-2010年的數據，驗證實施約束性指標下EKC的軌跡及各因素作用力大小，以此分析我國實施約束性指標這一污染控制手段的實際成效及傳導作用機制。

本文EKC模型采用二次多項式模型，并納入產業結構調整、內部升級、污染治理等三個指標，作為對經濟增長的結構升級效應、收入彈性效應和技術進步效應的測算。模型設定為：

其中下標i代表各地區的不同省份，t為時間變量。sit為i省份在第t年的SO2人均排放量；yit為i省份在第t年的人均GDP；Git為i省份在第t年的產業結構調整指標（當年該省工業增加值占GDP的比重）；Wit為i省份在第t年的產業內部升級指標（當年該省7個污染密集行業的工業產值加總占該省工業總產值的比重）；Zit為i省份在第t年的污染治理成效指標（工業二氧化硫去除量/（工業二氧化硫排放量+工業二氧化硫去除量）× 100%）；θt為年度虛擬變量，主要代表經濟增長以外隨時間變化的因素影響，如價格變動、環保意識等；γi為省份虛擬變量，反映省際間由于地位位置、資源稟賦、地方政策等導致的持續存在的差異；εit則是與時間和地區都無關的隨機擾動項。

（三）實證結果

根據《中國統計年鑒》（2006-2011）、《中國工業經濟統計年鑒》（2006-2011）上的各省數據進行整理，將31個省、市和自治區的5年數據納入模型進行計量檢驗。首先經豪斯曼檢驗，確定建立個體固定影響回歸模型，再通過F檢驗確定采用變截距模型固定影響回歸模型，得出如下回歸方程：

調整R2=0.9954 F=640.0949 DW=1.2388

從回歸方程來看，中國地區經濟增長與污染排放呈現倒U型形態，符合EKC假設。根據該模型對計量樣本的估計參數，EKC在人均GDP達到22700元（2000年價格）時接近拐點，開始步入SO2人均排放隨經濟增長逐步下降的良性階段。以該經濟增長水平為標準，在31個省市區中，2010年已越過EKC拐點的有上海、天津、北京、江蘇、浙江、遼寧、福建、廣東、山東、內蒙古、黑龍江、湖北共12個省市，而吉林和河北也已非常接近EKC拐點。

對經濟增長促進環境改善的各因素分析來看，也完全符合預期。工業占GDP比重和污染密集行業占工業總產值比重的提高，均會導致人均SO2排放的加大，而污染治理成效的提高將大大減低污染排放水平。但從顯著性來看，污染密集行業占比、污染治理成效與污染排放的相關性要遠大于工業占比與污染排放的相關性。從樣本估計系數來看，工業占比每增加一個百分點，人均SO2排放將增加0.01公斤；污染密集行業占比每增加一個百分點，人均SO2排放將增加0.21公斤；污染治理成效比例每增加一個百分點，人均SO2排放將減少0.14公斤。

四、結論與啟示

本文通過對“十一五”時期31個省份的SO2排放數據進行面板分析，可看到污染排放和經濟增長確實符合環境庫茲涅茨曲線的演進軌跡。從 “十一五”規劃中減排約束性指標的實施情況來看，其成效是顯著的。至2009年底，全國SO2排放量已累計較2005年下降13.14%，提前一年完成了規劃確定的約束性指標。而從省際面板數據分析，全省31個省市區中，至“十一五”末已有12個省市區跨過環境庫茲涅茨曲線拐點，開始進入到生態環境逐漸改善的發展階段。通過對省際數據分析，還可得到如下啟示：

一是將減排等約束性指標分解落實到各省份時，要充分考慮到各地區所處發展階段的不同。環境庫茲涅茨曲線顯示，不同的經濟發展水平推動環境質量改變的內在動力是不同的，進行減排的空間和余量也各不相同。一般而言，對處在環境庫茲涅茨曲線拐點左側下半段的地區，下達的減排約束性指標不宜過重，其正處于工業化加快階段，區域經濟剛要起飛，應避免過嚴的環境管控以挫傷地區經濟活力。對處在環境庫茲涅茨曲線拐點右側下半段的地區，下達的減排約束性指標也不宜過重，因為其已擁有降低污染的內在動力，環境質量已在穩步改善，繼續大幅減排的空間和余量不多。而對正處在環境庫茲涅茨曲線拐點附近的地區，應相對加重減排約束性指標的分解任務，因其正處于環境繼續惡化還是穩步改善的轉折關頭，污染排放總量也正處于最高峰，加強環境管控力度后減排效果將是最佳。

二是從減少SO排放污染來看，工業內部的轉型升級，比三次產業間的結構調整效果更為顯著。“十一五”期間省際面板數據的回歸檢驗已經證明了這一論點，這對今后的減排工作具有較強的指導意義。目前我國正處于工業化中期，考慮到我國巨大的經濟體量和人口總量，各地加快實現以服務業為主的高級化產業結構尚不現實。因此可以通過工業內部的轉型升級，發展先進制造業，降低污染密集行業比重，這對改善環境質量而言更可行也更有效。

三是清潔技術和減排設施的投入運用，是當前降低SO2排放的關鍵。“十一五”時期為減少SO2排放總量，采取了加快和強化脫硫設施建設與運行監管、重點污染行業推行清潔生產、發展循環經濟、推行降耗減污技術等措施取得了顯著效果。“十一五”期間各省污染治理成效指標均提高了20多個百分點，污染“末端治理”的強度和成效得到極大提高。從2010年數據來看，各省份之間還存在較大的差異，如安徽、江西、海南、貴州、云南、甘肅等地該項指標已超過70%，而吉林、黑龍江、四川、西藏、青海、新疆等地該指標尚不到50%，說明進一步推廣清潔技術和減排設施建設投入尚有空間和潛力，各省區間污染治理的力度和成效不一，也為今后實施排污權交易等方式提供了可能。

[1]Grossman, G.M. and A.B. Krueger. 1991. “Environmental impacts of the North American Free Trade Agreement.” NBER Working Paper 3914.

[2]Selden, T., Song, D., 1994. Environmental quality and development: is there a Kuznets Curve for air pollution emissions? Journal of Environmental Economics and Management 27, 147-162.

[3]馬樹才,李國柱．中國經濟增長與環境污染關系的Kuznets曲線[J]．統計研究，2006年第8期．

[4]張紅鳳，周峰，楊慧，郭慶．環境保護與經濟發展雙贏的規制績效實證分析[J]．經濟研究，2009年第3期．

[5]方行明，劉天倫．中國經濟增長與環境污染關系新探[J]．經濟學家，2011年第2期．

（責任編輯：張巧燕）

10.3969/j.issn.1674-8905.2012.06.010