可持續發展理念下人口規模、工業經濟發展與水污染的關系研究

羅昌鋒 王春霞

摘要：利用官方統計數據和省際面板回歸模型，對2005—2015年中國東部、中部和西部地區廢、污水排放量的主要影響因素——人口規模和工業經濟增長進行回歸分析，同時引入城鎮化、污水治理投資和工業企業技術創新3個主要控制變量。研究結果表明，從全國范圍來看，人口規模不斷擴大始終是造成水污染的主要因素，工業經濟發展對水污染的正向作用在一定程度上被工業企業技術創新減緩。從區域范圍來看，人口規模和工業經濟增長對水污染造成的影響具有較大的區域差異。最后，基于可持續發展戰略提出了防治水污染的建議。

關鍵詞：人口規模；工業經濟發展；水污染；隨機效應模型；可持續發展

中圖分類號：F124.9 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2018）07-0131-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.07.032

The Relationship Between Population Size， Industrial Economy and Water Pollution Under the Idea of Sustainable Development

LUO Chang-feng1，2，WANG Chun-xia1

（1.School of Public Administration， Hohai University，Nanjing 211100，China；

2.Organization Department of Nanjing Municipal Committee，Nanjing 210000，China）

Abstract： By adopting Chinese official statistics and interprovincial regression model， as well as using the urbanization，sewage treatment investment and industrial enterprises technological innovation as 3 main controlled variables，the 2 major influence factors of the sewage emission in the east，middle and west regions of China from 2005 to 2015：population size and industrial economic growth，were regressed. The results showed that，from the nationwide scope，population size was always one of major contributors for the amount of water pollution，and the positive association between industrial economic development and water pollution could be relieved by industrial enterprises technological innovation to a certain extent. And from a regional scope，the impact of population size or industrial economic growth on water pollution had a large regional difference. Finally，based on the requirement of the sustainable development strategy，the suggestions for prevention and control of water pollution were put forward.

Key words： population size； industrial economy； water pollution； random effect model； sustainable development

中國人均水資源貧乏，水污染嚴重，水資源形勢十分嚴峻。隨著工業經濟的發展和人口規模的擴大，消耗水資源的同時也排放了大量的廢、污水，成為水污染的主要原因。可持續發展理論作為指導人類發展的根本戰略，強調生態可持續是人類發展的基礎，為了解決人水矛盾，必須堅持公平性、持續性和共同性的原則。為了更好地分析當前中國水污染的現狀及其原因，本研究運用省際面板隨機效應模型分地區對水污染的影響因素進行分析，以期提出合理的對策與建議。

1 文獻綜述

1）從水污染的影響因素進行分析。李崇梅等[1]利用省級面板回歸模型實證檢驗了人口規模與廢、污水排放量的動態穩定性，并指出中國正進入人口規模與水環境動態穩定的窗口期。丁煥峰等[2]基于EKC曲線的面板數據分析，發現經濟發展水平、科技水平、貿易開放水平、產業結構和能源利用率對區域污染具有顯著影響。易志斌等[3]在研究跨界水污染問題時，指出跨界河流的準公共物品屬性、地方保護主義、跨界治理與行政分割體制不協調、法律法規不足是導致跨界水污染的主要原因。朱德米等[4]基于交易成本視角對水污染防治進行政策分析，指出水污染防治政策過程中的交易成本受到交易自身的特征、交易主體的特征以及交易的制度環境影響。王立平等[5]采用空間面板數據EBA模型，實證檢驗了中國各省工業水污染與經濟增長之間不存在環境庫茲涅茨曲線倒“U”型關系，工業化水平、出口貿易、財政分權與工業水污染呈穩健正相關關系，自主研發知識存量、有效征收率、環境污染治理投資與工業水污染呈穩健負相關關系。

2）從水污染現狀和影響進行分析。肖羽堂[6]在分析中國水資源與水工業的可持續發展時，指出水資源貧乏與水污染嚴重、水工業基礎設施薄弱、水工業管理不善等問題成為影響中國水資源可持續發展的主要限制因素。王書明等[7]通過分析《全國環境統計公報》的相關數據和典型水污染時間，指出水污染是影響河流上下游地區之間、城鄉之間和代際之間環境問題的重要原因。張曉[8]通過設計“河流污染指數”對中國水域污染進行評價，指出中國水域污染呈現總體上升趨勢，水污染嚴重影響了農村飲用水安全和公眾健康，成為當前中國最為緊迫的環境安全問題。

3）對水污染治理現狀進行評價并提出改進意見。張軍等[9]對城鎮生活廢水排放量影響因素進行情景模型分析時，以人口增長、社會發展和技術進步等因素作為解釋變量，設定了維持現狀型情境、滾動發展型情境、環境友好型情境，研究結果表明環境友好型發展方案最符合未來發展趨勢。王鵬等[10]總結了當前中國針對工業污染防治的兩大途徑：通過建設治污設施對污染排放物的末端治理和通過革新技術并作用于生產系統的前端預防，指出污染治理的前端預防效果要優于末端治理，進一步提出適度增加治污投資，推動技術創新，提高治污效率等政策建議。綜上所述，當前對中國水污染的研究主要從宏觀角度進行整體性研究，較少考慮到中國區域發展不平衡對水污染可能造成的影響。本研究按照廢、污水排放的主要來源，認為人口規模和工業經濟增長是造成水污染的主要影響因素，同時借鑒其他文獻，引入工業企業技術創新、污水處理設施建設和城鎮化作為控制變量，分地區考察水污染的主要影響因素，以期為水污染治理提供理論依據。

2 理論基礎

從“增長理論”到“發展理論”再到“可持續發展理論”，人類對發展的認識逐漸深化[11]。自1987年首次明確提出，經過近30年的發展，可持續發展理論已經形成了較為完備的理論體系。近年來，可持續發展理論形成了以地球系統觀、生態文明思想和低碳經濟概念為核心思想的最新理論體系[12]。通常意義上的可持續發展理論指既滿足當代人的需要，又不對后代人滿足其需要的能力構成危害的發展。在經濟增長、人口壓力、資源短缺、環境破壞等多重壓力下，可持續發展戰略成為實現自然—經濟—社會系統協調發展的必然選擇。以公平性、持續性和共同性為基本原則的可持續發展共包括三項共識：①必須堅持以科技創新克服增長停滯（提供發展動力）；②必須保持財富的增加不以犧牲生態環境為代價（維系發展質量）；③必須實現共建共享，促進社會和諧，克服社會的動亂與無序（尋求發展公平）[13]。在水資源管理領域，可持續發展主要指維持水資源的可持續性（不超過水資源可持續再生能力）和保證生態系統整體性的前提下，滿足人口、資源、環境與經濟協調發展的代際和代內用水的水資源開發利用模式[14-16]。

3 理論模型構建與變量說明

3.1 理論模型構建

水污染的主要原因是廢、污水排放，包括工業廢水排放和生活污水排放，由此本研究認為人口規模擴大和工業經濟發展是造成水污染的直接因素。以廢、污水排放量為被解釋變量，衡量水污染狀況；以各省份歷年人口規模和工業增加值衡量作為解釋變量；此外，為了使模型回歸結果更加穩健，還需考慮影響水污染的其他因素，綜合之前學者的研究，選取城鎮化水平、污水處理設施建設和工業技術發展作為控制變量[1，5，9，17-19]。考慮到中國經濟發展的地區差異，各區域人口規模、工業經濟增長與水污染的關系未必遵循統一規律，因此，本研究按照傳統意義上中國區域劃分，將中國分為東部、中部和西部地區分別進行考察。東部地區包括遼寧、河北、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、北京、天津、上海和海南11個省級單位；中部地區包括吉林、黑龍江、山西、河南、安徽、江西、湖北和湖南8個省級單位；西部地區包括新疆、甘肅、陜西、寧夏、四川、重慶、貴州、云南、廣西、青海、內蒙古共11個省級單位（由于西藏地區多年數據缺失，分析中不包括西藏地區）。

3.2 變量說明

3.2.1 被解釋變量 以廢、污水排放量為被解釋變量。廢、污水排放是造成水污染的主要原因，包括工業廢水排放和生活污水排放。其中，工業廢水指工礦企業生產過程中用于制造、加工、冷卻、空調凈化、洗滌產生的廢水廢液，其中含有隨水流失的工業生產用料、中間產物、副產品以及生產過程中產生的污染物。工業污水排放量指報告期內經過企業廠區所有排放口排到企業外部的工業廢水量，包括生產廢水、外排的直接冷卻水、超標排放的礦井地下水和與工業廢水混排的廠區生活污水。生活污水包括城鎮生活廢污水和農村生活廢污水，其中城鎮生活污水由居民生活污水和公共污水組成。生活污水排放來源主要包括廁所污水、廚房污水、生活洗滌污水、第三產業及建筑業污水。本研究以廢污水排放總量（sewage）為水污染衡量指標。

3.2.2 解釋變量

1）人口規模。人口與環境關系的討論一直是環境社會科學領域研究的重點，不少西方學者實證分析了污染排放與人口增長之間呈正相關關系[17，19]。人口規模擴大導致生活用水量增加和生產規模擴大，水資源壓力增大，廢、污水排放增多。人口對水資源作用的強度及兩者之間的動態變化關系到人類與水資源的和諧發展，水資源管理政策的制定尤其應當注意人口與水資源關系的動態變化。本研究以歷年各省份常住人口（pop）為人口規模衡量指標。

2）工業經濟增長。現有研究已經證實工業用水與工業經濟增長之間存在長期均衡關系[20，21]，工業化的快速發展消耗了大量水資源的同時也造成了嚴重的水污染，相較于生活污水，工業廢水中含有大量有毒物質，造成水污染的程度更甚。本研究以傳統意義上的工業增加值（ieva）為工業經濟發展的衡量指標。

3.2.3 控制變量

1）城鎮化。現有實證分析表明城鎮化對水污染的影響包括兩方面：負向影響上，城鎮化能夠促進工業經濟發展與結構升級[22，23]，增加水資源消耗強度，排放大量工業污水，導致水污染加重；正向影響上，城鎮化帶動科技創新能力提高[24]，居民環保意識增強，有利于從技術層面和意識層面防治水污染。本研究以城鎮人口占總人口比重（ur）為城鎮化衡量指標。

2）污水處理設施建設。自20世紀70年代起，中國的污水處理事業逐步開始步入正常發展軌道，直到近10年，污水處理設施的建設和運營才有了飛速的發展[25]。治污設施的污水處理能力、污水處理總量、污水處理效率均對廢污水排放量具有顯著影響，通過建設治污設施對污染排放物進行末端處理可以在一定程度上降低污染排放程度，以治理污染投資為代表末端治理對治污效率的影響主要體現在資金投入上[10]。借鑒此思路，本研究以治理水污染完成投資額（inv）為污水處理設施建設的衡量指標。

3）工業企業技術創新。科技進步和技術創新與污染排放呈負相關關系[26，27]，技術進步對資源效率和環境保護具有顯著促進作用，提高水資源利用效率能夠減少廢水排放量，同時提高廢水處理率和回收利用率，改善水污染狀況。本研究以規模以上工業企業研究與試驗發展（R&D;）經費內部支出（rde）為工業企業技術創新衡量指標。

3.3 數據來源與研究方法

本研究采用中國2003—2015年省級面板數據進行回歸分析。為保證數據的權威性和一致性，所采用的數據均來自各年份的《中國統計年鑒》、《中國科技統計年鑒》、《中國環境統計年鑒》和國家統計局數據庫。考慮到數據的可獲得性，本研究不包括香港、澳門、臺灣和西藏（數據缺失較多）。為消除物價因素影響，工業增加值（ieva）以2005年為基期的工業生產者出廠價格指數進行平減；治理污水完成投資（inv）以2005年為基期的固定資產投資價格指數進行平減；規模以上工業企業R&D;經費支出（rde）以2005年為基期的研發價格指數進行平減，其中，研發價格指數構成借鑒朱平芳等[28]的研究方法，即研發價格指數=0.55×居消費價格指數+0.45×固定資產投資價格指數。為了消除時間序列中的異方差現象且不改變變量之間的原有關系，對所有變量取自然對數處理。

4 實證分析

4.1 面板數據的單位根檢驗

為了確保面板數據的平穩性，避免偽回歸，首先進行單位根檢驗，選擇相同單位根檢驗（LLC檢驗）和不同單位根檢驗（IPS檢驗），檢驗結果見表1和表2。當對各變量的水平值進行單位根檢驗時，部分變量不能拒絕“存在單位根”的原假設，變量是非平穩的；進而對變量的一階差分值進行單位根檢驗，均顯著拒絕“存在單位根”的原假設。由此認為，各變量均為一階單整序列。

4.2 模型設定

4.2.1 模型選擇 面板數據主要有三種回歸模型：混合估計模型、固定效應模型和隨機效應模型。首先經過F檢驗證明固定效應模型優于混合回歸模型；再通過LM檢驗證明隨機效應模型優于混合回歸模型；最后通過Hausman檢驗證明隨機效應模型優于固定效應模型。研究故選擇隨機效應模型進行回歸分析。

4.2.2 模型設定 共建立6個面板數據隨機效應模型。在這6個模型中，模型1、模型2和模型3分別是東部、中部和西部地區未考慮城鎮化、污水處理設施建設和工業企業技術創新3個控制變量的情況下，人口規模、工業經濟發展對水污染的影響模型；模型4、模型5和模型6分別是東部、中部和西部地區考慮3個控制變量的情況下，人口規模、工業經濟增長對水污染的影響模型。

模型1 lnsewageit=ai+β1lnpopit+β2lnievait （1）

模型2 lnsewageit=ai+β1lnpopit+β2lnievait （2）

模型3 lnsewageit=ai+β1lnpopit+β2lnievait （3）

模型4 lnsewageit=ai+β1lnpopit+β2lnievait+β3rdeit+β4lninvit+β5 （4）

模型5 lnsewageit=ai+β1lnpopit+β2lnievait+β3rdeit+β4lninvit+β5 （5）

模型6 lnsewageit=ai+β1lnpopit+β2lnievait+β3rdeit+β4lninvit+β5 （6）

各模型中，i為省份，t為年份，ai、β1、β2、β3、β4、β5為代估參數，εit和μit為隨機誤差項。

4.3 結果與分析

按照以上設定的模型，利用Stata13.0針對6個模型進行了參數估計。對隨機效應模型進行序列相關和截面異方差性檢驗時，發現各模型均存在不同程度的序列相關和截面異方差，為了緩減序列相關和異方差對估計帶來的不良影響，選擇可行廣義最小二乘法（FGLS）進行估計，結果見表2。

由表2可知，當未考慮城鎮化、工業企業技術創新和污水治理投資3個控制變量時，就全國而言，人口規模擴大與工業經濟發展對水污染均有正向影響，人口規模擴大對水污染的影響大于工業經濟增長對水污染的影響，但影響強度具有區域差異。①東部地區，人口規模每增加1.00%，廢、污水排放會增加0.66%；工業增加值每增加1.00%，廢、污水排放會增加0.30%。②中部地區，人口規模每增加1.00%，廢、污水排放會增加0.83%；工業增加值每增加1.00%，廢、污水排放會增加0.25%。③西部地區，人口規模每增加1.00%。污水排放會增加0.60%；工業增加值每增加1.00%，廢、污水排放會增加0.33%。由此可以推斷，就人口規模對水污染的影響而言，中部地區所受影響最大，東部地區次之，西部最小；就工業經濟發展對水污染的影響而言，西部地區影響最大，東部地區次之，中部地區最小。

當考慮城鎮化、工業企業技術創新和污水治理投資3個控制變量時，就全國而言，人口規模、城鎮化對水污染有正向影響，東部和中部地區的工業增加值和污水處理設施建設均未通過顯著性檢驗，與未考慮控制變量時有較大的差異，說明在工業企業技術創新、城鎮化的作用下，工業經濟增長對水污染的促進作用不明顯。同時中國現階段污水治理投資對水污染的減緩作用仍未完全發揮出來，根據國際經驗，當治理環境污染的投資占GDP的比例達到2%～3%時，環境質量才能有所改善，中國治理污水投資年度波動較大，并未形成固定比例。另外，中部地區規模以上工業企業R&D;經費對水污染的影響也未通過顯著性檢驗，說明中部地區工業企業技術創新對防治水污染的作用還未發揮。

5 結論和建議

本研究以2005—2015年中國30個省級單位的相關數據為基礎，通過構建面板數據隨機效應模型，實證分析了人口規模、工業經濟增長和水污染之間的關系。研究結果表明，人口規模始終是造成污水排放的主要原因。隨著城鎮化進程的加快，越來越多的人口聚集于城市，城鎮化成為污水排放的重要因素；工業經濟發展造成的水污染在很大程度上被工業企業技術創新所減緩，但是污水治理投資對水污染的控制作用還未發揮出來。基于可持續發展理論的3個衡量指標——以科技創新提供發展動力，以平衡經濟發展與保護生態環境關系維系發展質量，以實現共享促進社會和諧尋求發展公平[13]，從政策制定角度提出如下建議。

1）推動工業企業生產技術創新和治污技術創新，提高水資源利用效率和治污效率。科技是第一生產力，實現水資源的可持續利用和水環境—社會—經濟的協調發展必須以先進的科學技術為依托，技術創新是實現資源節約，減輕環境污染的根本途徑。上文通過實證檢驗，分析了工業企業技術創新對于防治水污染具有正向作用，因此政府應當通過稅收優惠、財政補貼等政策手段鼓勵工業企業技術創新，注重基礎性技術研發和生產工藝創新，并及時將新技術應用于各工業生產階段，從源頭上減少污水排放。

2）形成固定比例的污水治理投資，提高排污成本。中國污水治理投資尚未形成固定的比例，據中國環境科學院的研究表明，當環境保護投融資占GDP的1.5%～1.8%，環境問題才能得到基本控制；當環境保護投融資占GDP的2%～3%，環境質量才能有明顯改善[29]。其中污水治理作為防治污染的主要組成部分，近10年來，中國污水治理完成投資不足0.05%（據官方統計數據推算）。因此一方面需要通過加大政府財政投入，引入第三方治理，構建穩定的水污染治理資金增長機制，保障治污投資總量的增長；另一方面，廢污水排放造成水污染這一行為具有負外部性，排污單位或個人應當承擔治污成本。需要依據不同污染程度制定不同的排污稅，“誰污染誰負責”，提高違法排污成本。同時需要政府加強監管，既要對污染企業進行監管，也要防止城市污水向農村轉移，避免造成二次污染。

3）因地制宜制定治污政策。水污染防治需要社會公眾的積極參與，強化全社會對可持續發展理念的認知，實現發展共享，尋求公平發展需要全社會的共同努力。倡導節約型社會、環保型社會的同時，依據地區差異制定防治水污染的政策。東部地區人口密集，城鎮化水平高，科技創新能力強，因此東部地區應提高技術創新能力推動環保產業發展，減少水污染的同時帶動中西部地區科技創新，加強經驗交流；中部地區要注重科技創新投入，提高生產技術創新能力和治污能力，提高前端預防和末端治理的效率；西部地區經濟發展相對落后，中央應當加強政策傾斜力度，加大污水處理投資力度，給予積極進行污水治理的單位或個人財政補貼，借鑒中部、東部地區治污經驗，避免工業化、城鎮化過程中對水環境造成過大壓力。

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