桂小丹 李慧明

(南開大學(xué)循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究中心,天津 300071)

環(huán)境庫茲涅茨曲線實(shí)證研究進(jìn)展＊

桂小丹 李慧明

(南開大學(xué)循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究中心,天津 300071)

經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境之間的矛盾愈演愈烈,推動(dòng)了環(huán)境庫茲涅茨曲線研究。EKC始于實(shí)證研究,是指經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境污染水平的倒U型關(guān)系,隨后的研究中也把經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量的曲線關(guān)系稱為EKC。從20世紀(jì)90年代初至今,國內(nèi)外對經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行了大量實(shí)證研究。本文概括環(huán)境庫茲涅茨曲線實(shí)證研究所用的擬合模型,主要有二次函數(shù)型、三次函數(shù)型和對數(shù)函數(shù)型。環(huán)境庫茲涅茨曲線實(shí)證研究所用到的數(shù)據(jù)有截面數(shù)據(jù)、面板數(shù)據(jù)和時(shí)間序列數(shù)據(jù),本文評價(jià)了選用三種數(shù)據(jù)的優(yōu)劣,并依據(jù)數(shù)據(jù)類型分類回顧了國內(nèi)外環(huán)境庫茲涅茨曲線的實(shí)證研究。在此基礎(chǔ)上,從數(shù)據(jù)選取、指標(biāo)選取和研究方法三個(gè)角度進(jìn)行了國內(nèi)外環(huán)境庫茲涅茨曲線實(shí)證研究的比較。最后,提出可對生態(tài)指標(biāo)拓寬、模型改進(jìn)和經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量的相互作用等方面進(jìn)行深入研究。

環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC);經(jīng)濟(jì)增長;環(huán)境質(zhì)量;實(shí)證研究

20世紀(jì)90年代初,Gross man和Krueger研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長初期環(huán)境污染程度較輕,但污染程度隨著人均收入的增加趨于嚴(yán)重;當(dāng)人均收入達(dá)到一定程度后,環(huán)境污染反而隨著人均收入的增加而減少,用曲線表示的話則形如一條倒U型的曲線[1]。Panayotou借用著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家?guī)炱澞膶?jīng)濟(jì)增長與人均收入分配關(guān)系研究所得到的倒“U”型曲線關(guān)系,將該曲線稱為“環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)”[2]。

在中國,改革開放30年以來,經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,但是資源及環(huán)境問題日漸突出,環(huán)境污染和生態(tài)破壞造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失。中科院測算,2003年環(huán)境污染和生態(tài)破壞造成的損失占GDP的15%,如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長與資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展是擺在我們面前的大難題。為了給經(jīng)濟(jì)增長和資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展提供參考依據(jù),本文系統(tǒng)梳理國內(nèi)外有關(guān)EKC的實(shí)證研究,并對識(shí)別出的關(guān)鍵問題進(jìn)行分析,希望能給國內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長與資源環(huán)境關(guān)系研究提供一些參考依據(jù)。

1 EKC實(shí)證研究的擬合模型

環(huán)境庫茲涅茨曲線是以經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為橫軸,環(huán)境指標(biāo)為縱軸的曲線,為了表述的方便,我們把在實(shí)證研究中以經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為自變量的環(huán)境指標(biāo)函數(shù)稱為EKC的擬合模型。最早的EKC擬合模型是簡單的二次多項(xiàng)式,Y=b0+b1X+b2X2,隨后,還有三次函數(shù)模型,Y=b0+b1X+b2X2+b3X3[1]。David stern基于假設(shè)在不同國家或地區(qū)收入彈性相同,則標(biāo)準(zhǔn)的EKC回歸方程應(yīng)該如下[3]:

其中E是排放量,P是人口數(shù)量,前兩項(xiàng)參數(shù)是隨著國家或地區(qū)i和年份變化的,這個(gè)方程一般用面板數(shù)據(jù),但也有的研究是用時(shí)間序列數(shù)據(jù)的。

在國內(nèi)外的實(shí)證研究中,用到最多的是三次函數(shù)的擬合模型。本文認(rèn)為由于不同國家或地區(qū)的情況不同,EKC擬合模型不是固定的一種形式,應(yīng)用多種形式進(jìn)行回歸分析,找到該地區(qū)較適合的EKC擬合模型。

2 EKC實(shí)證研究的數(shù)據(jù)選取

EKC研究用到的數(shù)據(jù)有截面數(shù)據(jù)、面板數(shù)據(jù)和時(shí)序數(shù)據(jù)。不僅同一個(gè)國家或地區(qū)的環(huán)境—經(jīng)濟(jì)增長曲線形狀在不同時(shí)間里不一致,具有時(shí)序維度特征,同時(shí)不同發(fā)展水平的國家的環(huán)境-人均收入曲線存在差異,也具有截面的特征。面板數(shù)據(jù)同時(shí)具有截面數(shù)據(jù)和時(shí)序數(shù)據(jù)的特征,就樣本數(shù)據(jù)量而言,面板數(shù)據(jù)包含較多數(shù)據(jù)點(diǎn),因而帶來較大的自由度,因此結(jié)合時(shí)序和截面兩維特征的面板數(shù)據(jù)能夠反映出人均收入水平變化和地區(qū)差異對環(huán)境—經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系的綜合影響。而中國區(qū)域間經(jīng)濟(jì)和文化的空間差異顯著,各時(shí)間階段環(huán)境與經(jīng)濟(jì)狀況也不一致,本文認(rèn)為采取面板數(shù)據(jù)模型能夠較好地處理我國區(qū)域發(fā)展不平衡的特點(diǎn),將有利判斷環(huán)境—經(jīng)濟(jì)增長曲線形狀。

3 EKC的實(shí)證研究

3.1 基于截面數(shù)據(jù)的實(shí)證研究

Panayotou直接用人均GDP作為經(jīng)濟(jì)指標(biāo),采用1985年的54個(gè)國家樣本,除了選取二氧化硫、氮氧化物、SPM污染物指標(biāo),還選取了生態(tài)破壞指標(biāo)森林砍伐率,研究發(fā)現(xiàn)三種污染物與人均收入的關(guān)系符合對數(shù)二次函數(shù)模型,呈現(xiàn)倒U型曲線。此外,建立了森林砍伐率與人均收入和人口密度之間的函數(shù),進(jìn)一步證實(shí)了環(huán)境庫茲涅茨曲線的存在[2]。Carson使用美國50個(gè)州的數(shù)據(jù),用七種污染物分別對人均收入作回歸,計(jì)算結(jié)果和EKC預(yù)測的結(jié)果相一致[4]。Wang et al.運(yùn)用1990年美國城市的有毒廢物橫截面數(shù)據(jù),研究結(jié)果認(rèn)為存在城市收入和有毒廢物之間的倒U型曲線[5]。Cropper和Griffiths研究了非洲、拉丁美洲和亞洲三個(gè)區(qū)域的森林砍伐率與人均GDP的關(guān)系。選取的環(huán)境指標(biāo)也是生態(tài)破壞指標(biāo)(森林砍伐率),樣本空間也更大了,結(jié)果表明經(jīng)濟(jì)增長并不能自行解決森林砍伐問題[6]。Bagliani等研究了141國家人均收入與環(huán)境壓力的關(guān)系,其中用生態(tài)足跡表征環(huán)境壓力,結(jié)果表明人均收入與環(huán)境壓力不存在倒U型關(guān)系[7]。

本文認(rèn)為從截面數(shù)據(jù)獲得的倒U型曲線只是表明所選樣本國家存在EKC特征,而不能預(yù)測這些國家或地區(qū)以后的環(huán)境形勢,因此從截面數(shù)據(jù)獲得的倒U型曲線的證據(jù)并不能令人信服。

3.2 基于面板數(shù)據(jù)的實(shí)證研究

1991年,Gross man和Krueger首次對EKC進(jìn)行了實(shí)證研究,他們利用GEMS(global environmental monitoring and security)的32個(gè)國家中的52個(gè)城市的1977-1988年的橫截面數(shù)據(jù),環(huán)境指標(biāo)選取SO2濃度、微塵和懸浮顆粒,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)采用按購買力(purchasing power parity)計(jì)算的人均GDP,研究發(fā)現(xiàn)三種污染物都與人均收入呈倒U形關(guān)系。他們通過論述得出結(jié)論:一旦達(dá)到一定的人均收入水平,空氣和水體質(zhì)量可能隨經(jīng)濟(jì)增長而得到改善[1]。

Shafik和Bandyopadhyay選取1960-1990年的149個(gè)國家的面板數(shù)據(jù),考察環(huán)境質(zhì)量的10個(gè)不同指標(biāo)與人均GDP關(guān)系時(shí),與Gross man和Krueger一樣,他們也用購買力來衡量人均GDP,采用一次、二次對數(shù)EKC方程,研究發(fā)現(xiàn)倒U型關(guān)系對于SO2與城市煙霧指標(biāo)是適用的,但飲用水質(zhì)量、城市衛(wèi)生與人均GDP之間不呈倒U型關(guān)系[8],他們認(rèn)為環(huán)境與經(jīng)濟(jì)增長之間存在的關(guān)系不是固定的形式,指出經(jīng)濟(jì)增長要緩解環(huán)境問題是可能的,但不存在一個(gè)環(huán)境自發(fā)改善的過程,只有當(dāng)環(huán)境問題產(chǎn)生了一定的成本或直接損害到人們的生存環(huán)境時(shí),才會(huì)驅(qū)使人們行動(dòng)起來保護(hù)環(huán)境。

Selden和Song采取30個(gè)國家的面板數(shù)據(jù),其中22個(gè)國家為高收入水平,6個(gè)國家為中等收入水平,2個(gè)國家為低收入水平,選取SO2、NOx、SPM、CO這四種氣體污染物的排放量,同樣采用按購買力計(jì)算的人均GDP作為經(jīng)濟(jì)指標(biāo),以二次線性函數(shù)為EKC方程,研究發(fā)現(xiàn)所選的污染物排放量與人均收入均呈倒U型關(guān)系,他們特別指出,由于轉(zhuǎn)折點(diǎn)高于大部分國家目前的經(jīng)濟(jì)水平,因此全球大氣污染在未來的年份里將進(jìn)一步趨于惡化,排放量將經(jīng)歷一個(gè)非常長的時(shí)期后才會(huì)下降[9]。

Bruyn、Bergh和Opschoor運(yùn)用新西蘭、西德、英國和美國1960-1993年數(shù)據(jù),對二氧化碳、二氧化氮和二氧化硫的簡化模型進(jìn)行估計(jì),所有模型均擬合很好,模型結(jié)果說明經(jīng)濟(jì)增長對污染排放具有正效應(yīng),即經(jīng)濟(jì)增長造成環(huán)境污染加劇[10],他們認(rèn)為污染排放的下降可能是由于技術(shù)進(jìn)步和結(jié)構(gòu)調(diào)整所造成。

Harris、Chambers和Kahn利用146個(gè)國家從1961-2000年的生態(tài)足跡和人均GDP數(shù)據(jù),他們認(rèn)為生態(tài)足跡指標(biāo)較為全面表征環(huán)境壓力,其實(shí)證研究結(jié)果表明生態(tài)足跡與人均GDP不存在倒U型曲線關(guān)系,并提出經(jīng)濟(jì)增長自身不會(huì)改善環(huán)境[11]。

國內(nèi)近年來也開始嘗試采用面板數(shù)據(jù)進(jìn)行EKC的研究。包群和彭水軍基于1996-2000年中國30個(gè)省(市、自治區(qū))6類環(huán)境指標(biāo)的面板數(shù)據(jù),通過構(gòu)建包括產(chǎn)出方程與污染方程的在內(nèi)的聯(lián)立方程組綜合考察中國是否存在環(huán)境庫茲涅茨曲線等問題,結(jié)果支持了經(jīng)濟(jì)增長與污染排放的雙向作用,并提出了同時(shí)提高治污能力與促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的政策組合[12]。許士春等利用1990-2005年中國28各省市的面板數(shù)據(jù),構(gòu)建包含污染方程和產(chǎn)出方程的模型來分析中國經(jīng)濟(jì)與環(huán)境污染的相互關(guān)系[13]。莊宇等運(yùn)用環(huán)境庫茲涅茨理論和自回歸分析模型,對1995-2004年我國西部地區(qū)人均GDP與廢水排放量進(jìn)行分析,結(jié)果表明經(jīng)濟(jì)增長伴隨著水環(huán)境質(zhì)量的持續(xù)惡化[14]。Song Tao利用中國29各省市1985-2005年數(shù)據(jù),研究人均GDP的廢氣、廢水、廢物排放量和人均GDP的關(guān)系,結(jié)果表明環(huán)境污染隨著經(jīng)濟(jì)增長而加劇,只有到達(dá)極高增長水平,環(huán)境才會(huì)得到改善,因而呼吁中國政府采取有效措施降低EKC的拐點(diǎn)以及保護(hù)環(huán)境[15]。

3.3 基于時(shí)間序列的實(shí)證研究

Vincent J.檢驗(yàn)了馬來西亞從70年代后期到90年代初期人均收入和大量空氣污染、水污染物質(zhì)之間的關(guān)系。從這種單個(gè)國家研究中得出兩個(gè)重要的結(jié)論:第一,跨國研究可能無法預(yù)測人均收入與環(huán)境在單個(gè)國家中的關(guān)系;第二,Vicent所檢驗(yàn)的污染物質(zhì)中沒有一個(gè)與人均收入呈倒U型關(guān)系。De Bruyn.et al.[10]等均利用時(shí)間序列數(shù)據(jù)對單一國家是否存在EKC做了研究,這些研究結(jié)果表明單一國家內(nèi)存在環(huán)境庫茲涅茨曲線是值得懷疑的。

國內(nèi)對經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境關(guān)系的研究起步較晚,并主要集中在環(huán)境庫茲涅茨曲線上。大多數(shù)研究均采用時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,所選的樣本地區(qū)、指標(biāo)和EKC擬合模型略不盡相同,得出的結(jié)果亦有不同。表1列舉了2006-2008年國內(nèi)利用時(shí)間序列數(shù)據(jù)對EKC的實(shí)證研究,可以看出,我國對單個(gè)地區(qū)是否存在環(huán)境庫茲涅茨曲線做了大量的研究,越來越注重經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系研究。

4 國內(nèi)外EKC實(shí)證研究的比較

第一,從數(shù)據(jù)選取來看,國外的實(shí)證研究在模型的設(shè)定和估計(jì)上多采用面板數(shù)據(jù),少量研究采用截面數(shù)據(jù)或時(shí)間序列數(shù)據(jù),而國內(nèi)大多數(shù)的研究利用時(shí)間序列數(shù)據(jù)驗(yàn)證某區(qū)域(省、市)或者是否存在倒U型的EKC,或是求證該區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境關(guān)系的曲線形狀,近幾年也有部分研究嘗試采用面板數(shù)據(jù),然而采用面板數(shù)據(jù)、截面數(shù)據(jù)還未成為國內(nèi)實(shí)證研究的主流。由于面板數(shù)據(jù)具有截面數(shù)據(jù)和時(shí)間序列數(shù)據(jù)的雙重特征,采用面板數(shù)據(jù)的研究將會(huì)成為國內(nèi)外實(shí)證研究的主流。

第二,從指標(biāo)選取來看,國內(nèi)外研究所用經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較簡單,主要是人均GDP、人均收入等。國外的實(shí)證研究選取的環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)非常廣泛,幾乎涵蓋環(huán)境質(zhì)量的各個(gè)方面,既有環(huán)境污染指標(biāo),也有資源生態(tài)指標(biāo)和能源指標(biāo)。不過目前對資源生態(tài)指標(biāo)和能源指標(biāo)研究較少,尚無一般性結(jié)論。如對于森林砍伐量指標(biāo),Cropper、Shafik和Panayotou的研究結(jié)果也不同。在能源指標(biāo)的研究中,Cole和Suri認(rèn)為隨著經(jīng)濟(jì)的增長,能源總消耗量直線上升,而Galli認(rèn)為單位美元GDP的能耗可能會(huì)下降。Seppala研究了美國、德國、日本、新西蘭和芬蘭的直接物質(zhì)流,發(fā)現(xiàn)其與經(jīng)濟(jì)增長無關(guān)。國內(nèi)的實(shí)證研究選取的環(huán)境指標(biāo)主要為環(huán)境污染類指標(biāo),很少涉及難以量化的生態(tài)破壞指標(biāo)。

第三,從研究方法上看,國內(nèi)外實(shí)證研究并未實(shí)現(xiàn)方法、模型上的突破,所選擇的方法大部分是對Grossman和Krueger[1]方法的繼承或完善,即一般方法是通過在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與環(huán)境指標(biāo)之間建立經(jīng)濟(jì)模型進(jìn)行回歸分析,得出經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系。國外研究使用線性或?qū)?shù)的擬合模型,國內(nèi)多選取線性的擬合模型。因此,對研究方法的改進(jìn)也是未來的一個(gè)研究重點(diǎn)。

5 進(jìn)一步研究的展望

本文認(rèn)為能為中國經(jīng)濟(jì)增長與資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展提供理論依據(jù)或?qū)嵺`建議,有關(guān)經(jīng)濟(jì)增長與資源環(huán)境關(guān)系的研究是有價(jià)值的。鑒于目前國內(nèi)外EKC研究現(xiàn)狀,結(jié)合我國實(shí)際情況,本文認(rèn)為下述問題需要進(jìn)一步深入探討:5.1 生態(tài)環(huán)境指標(biāo)拓寬

從指標(biāo)選取方面,國內(nèi)的實(shí)證研究選取的環(huán)境指標(biāo)主要為環(huán)境污染類指標(biāo),隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步和科技水平的不斷提高,越來越多的環(huán)境污染物能夠被治理,但生態(tài)問題越來越嚴(yán)重。廣義上的環(huán)境質(zhì)量,不僅包括環(huán)境污染,還包括生態(tài)破壞,如土地沙化、草場退化、毀林、物種滅絕、全球氣溫上升等。因此EKC的研究不能局限于環(huán)境污染,選取生態(tài)環(huán)境和資源方面的指標(biāo)是未來研究的一個(gè)重要方面。

5.2 模型改進(jìn)

在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量關(guān)系實(shí)證研究時(shí),數(shù)量模型較為單一,不能反應(yīng)其他因素對經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量關(guān)系的影響,因此建立一種能夠反映主要因素且簡單明了的數(shù)量模型,對表征經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系具有實(shí)際意義。

表1 2006-2008年國內(nèi)利用時(shí)間序列數(shù)據(jù)有關(guān)EKC的實(shí)證研究

5.3 經(jīng)濟(jì)增長與生態(tài)環(huán)境的相互作用

EKC表征的是經(jīng)濟(jì)增長對環(huán)境質(zhì)量的影響,不考慮生態(tài)環(huán)境對經(jīng)濟(jì)增長的反饋?zhàn)饔谩?shí)際上,作為人類社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)基礎(chǔ)的生態(tài)環(huán)境既受社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長的影響,又反饋于社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng),制約經(jīng)濟(jì)效益。只看到經(jīng)濟(jì)增長對生態(tài)環(huán)境演變的作用,看不到生態(tài)環(huán)境演變對于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的反作用是很不夠的,它無法圓滿解釋社會(huì)經(jīng)濟(jì)成長過程中出現(xiàn)的諸如增長與停滯甚至倒退的復(fù)雜現(xiàn)象,一時(shí)的生產(chǎn)力發(fā)展或生產(chǎn)關(guān)系進(jìn)步而社會(huì)經(jīng)濟(jì)反而呈萎縮狀況的現(xiàn)象等等。雖然EKC的實(shí)證研究很多,但得出的結(jié)果不一,經(jīng)濟(jì)增長與生態(tài)環(huán)境的互相作用機(jī)制還不清晰。因而,未來研究中應(yīng)重視生態(tài)環(huán)境退化或改善對經(jīng)濟(jì)的反作用,在其互相作用機(jī)制方面進(jìn)行深入研究,這對改善環(huán)境質(zhì)量和指導(dǎo)人類發(fā)展具有重要意義。

(編輯:王愛萍)

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AbstractThe research of environmental Kuznets curve is promoted by intensified conflict bet ween economic growth and environment.The concept of environmental Kuznets curve starts from empirical study,initially referring to the invertedU-type relationship between economic growth and the level of environmental pollution,and later the inverted U-type relationship between economic growth and environmental quality is also called the environmental Kuznets curve.There aremany empirical studieson the relationship between economic growth and environmental quality since the early 1990s.This article outlines the fittedmodelof environmental Kuznets curve used in empirical research:quadratic function,the three function-and logarithmic function.The data used in the empirical studies are crosssectional data,panel data and time series data.The paper evaluated the three kinds of data used in empirical studies and review the empirical studies of environmental Kuznets curve.Then the paper compared the empirical studies at home and abroad in the data selection,indicators selection and methods.Finally,the paper recommended environmental indicators should be broadened,model i mprovement and continue studying the interaction between economic growth and environment.

Key wordsenvironmental Kuznets curve;economic growth;environmental quality;empirical analysis

Empirical Study of Environmental Kuznets Curve

GU I Xiao-dan L I Hui-m ing
(Research Centeron Circular Economy,NankaiUniversity,Tianjin 300071,China)

X171.1

A

1002-2104(2010)03專-0005-04

2009-09-11

桂小丹,碩士生,主要研究方向?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境。

＊國家社會(huì)科學(xué)基金重大項(xiàng)目“我國生態(tài)文明發(fā)展戰(zhàn)略研究”(No.07&ZD018)資助。