趙 凱，王志曉，唐海濱

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院，陜西楊凌 712100;2.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，陜西楊凌 712100)

1 引言

20世紀90年代初美國經(jīng)濟學(xué)家Grossman和Krueger通過對42個國家環(huán)境與經(jīng)濟的橫截面數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染與經(jīng)濟增長的長期關(guān)系呈倒“U”形［1］。由于這與反映經(jīng)濟增長與收入分配之間關(guān)系的庫茲涅茨曲線(Kuznets，l955)相像，Panayotou將其稱之為環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)。其基本涵義為是指當(dāng)一國經(jīng)濟發(fā)展初始階段，環(huán)境會隨著經(jīng)濟的發(fā)展而不斷惡化，但當(dāng)經(jīng)濟發(fā)展到一定程度時環(huán)境惡化會逐漸好轉(zhuǎn)，隨著經(jīng)濟的進一步發(fā)展，環(huán)境會得到很好的改善。從長期來看環(huán)境污染水平與經(jīng)濟增長的關(guān)系呈倒U形曲線特征。

在環(huán)境庫茲涅茨曲線的概念提出之后，國內(nèi)外眾多專家學(xué)者基于不同國家和地區(qū)的數(shù)據(jù)對其進行了大量的分析和驗證，這些研究一部分證實了EKC的存在，但有些研究結(jié)論卻與之不符。韓玉軍［2］等對165個國家進行分組運用CO2排放量數(shù)據(jù)檢驗發(fā)現(xiàn)，“高工業(yè)、高收入”國家出現(xiàn)了“倒U”型趨勢，“低工業(yè)、低收入”國家出現(xiàn)微弱“倒U”型趨勢，“低工業(yè)、高收入”國家表現(xiàn)出了“～”型趨勢，而“高工業(yè)、低收入”國家環(huán)境污染與收入增長同步。吳玉萍等［3］對北京以及陳華文等［4］對上海進行實證研究，發(fā)現(xiàn)環(huán)境變化與經(jīng)濟發(fā)展之間符合倒“U”型曲線關(guān)系;中科院可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究組研究表明，我國經(jīng)濟增長與環(huán)境污染水平存在弱環(huán)境庫茲涅茨曲線關(guān)系［5］。但彭水軍在分析我國經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染之間的關(guān)系時得出我國在1985～2003間并不存庫茲涅茨曲線［6］;Cropper和Griffiths在研究非洲森林減少量與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系時也沒有發(fā)現(xiàn)倒“U”型曲線走勢［7］。張曉、沈滿洪、班春峰等的研究則發(fā)現(xiàn)了正“U”型、“N”型、三次曲線及凹函數(shù)等特殊的曲線形式［8-10］。綜觀國內(nèi)外眾多學(xué)者的研究，一方面，雖然對于不同國家和地區(qū)的實證研究較為豐富，但有關(guān)山東省的實證研究鮮見。另一方面，研究中大多采用名義GDP進行計算，少有利用實際GDP進行的研究，難以反映經(jīng)濟發(fā)展的真實情況。

本文運用1981～2007年持續(xù)27年的數(shù)據(jù)，選取SO2排放量和煙塵排放量、工業(yè)廢水排放量、工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量四項環(huán)境指標(biāo)，計算得出其與人均實際GDP相關(guān)性定量模型，并在此基礎(chǔ)上對山東省的經(jīng)濟與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展提出了一些建議。

2 研究區(qū)域、數(shù)據(jù)及模型選取

2.1 山東省概況

山東省地處中國東部，黃河下游，東臨渤海、黃海。全省陸地總面積15.67×104hm2，人口8700多萬。山東省一直把農(nóng)業(yè)作為發(fā)展經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值居全國第一。中國改革開放以來，山東省國內(nèi)生產(chǎn)總值以年均10%以上的速度遞增，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值早已突破萬元大關(guān)，國民經(jīng)濟主要指標(biāo)居全國前列，成為中國東部沿海經(jīng)濟大省。但與此同時，隨著工業(yè)的發(fā)展，“三廢”排放逐年增加，以1981年為基期，2007年工業(yè)“廢水”、“廢氣”排放量和“固體廢棄物”產(chǎn)生量分別增加了190%、117%和473%，對水體、大氣、土壤及人們的生活環(huán)境造成了相當(dāng)大的影響，阻礙了山東省經(jīng)濟、社會的持續(xù)發(fā)展。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本文選取1982～2008年山東省統(tǒng)計年鑒作為數(shù)據(jù)來源，選取1981～2007年人均實際GDP為經(jīng)濟指標(biāo)(以1952年的居民消費價格指數(shù)為100計算的實際GDP/人口)，選取工業(yè)廢水排放量、工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量、工業(yè)廢氣中的SO2排放量和煙塵排放量作為環(huán)境指標(biāo)。具體數(shù)據(jù)如圖1、圖2和圖3所示。

2.3 模型的選取

計量模型的選取既要有一定的統(tǒng)計意義，能夠保證統(tǒng)計學(xué)所需的模擬精度又要具有現(xiàn)實意義，能夠?qū)χ笜?biāo)間的關(guān)系予以合理的解釋。根據(jù)以上原則以及前人研究的經(jīng)驗［1-11］，本文選取對數(shù)模型和多項式模型，分別進行計算，選取擬合程度最好的方程作為環(huán)境指標(biāo)與經(jīng)濟指標(biāo)的關(guān)系反映。模型如下:

圖1 工業(yè)廢水排放量及固體廢棄物產(chǎn)生量年際變化圖Fig.1 The inter-annual change of the discharged volume of industrial waste water and solid waster

Y 是污染物排放量(產(chǎn)生量)，X 是人均 GDP，α1、α1、β0、β1、β2、β3是模型參數(shù)，ε是隨機誤差項。如模型①中 α0、α1都不為零，則環(huán)境指標(biāo)與經(jīng)濟指標(biāo)之間呈現(xiàn)倒“U”型關(guān)系，即符合環(huán)境庫茲涅茨曲線;模型②中，β0、β1、β2、β3隨著取值的不同，可以反映出不同的環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系，具體如下:

(1)當(dāng)β1≠0，β2=0，β3=0時，環(huán)境狀況與經(jīng)濟發(fā)展之間呈現(xiàn)線性關(guān)系;

(2)當(dāng) β1＞0，β2＜0，β3=0時，環(huán)境狀況與經(jīng)濟發(fā)展之間符合倒“U”型關(guān)系;

(3)當(dāng) β1＜0，β2＞0，β3=0時，環(huán)境狀況與經(jīng)濟發(fā)展之間呈現(xiàn)“U”型關(guān)系;

(4)當(dāng)β1＞0，β2＞0，β3=0時，環(huán)境狀況與經(jīng)濟發(fā)展之間呈現(xiàn)“凹函數(shù)”關(guān)系;

(5)當(dāng)β1、β2、β3都不為0時，環(huán)境狀況與經(jīng)濟發(fā)展之間呈現(xiàn)三次曲線關(guān)系。

3 結(jié)果分析

3.1 模型參數(shù)估計

借助EXCEL，在SPSS16.0軟件的支持下，依據(jù)山東省1981年～2007年相關(guān)環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)和人均實際GDP數(shù)據(jù)，得到模擬結(jié)果如下:

表1 山東省工業(yè)廢物排放量與人均GDP對數(shù)模型模擬檢驗結(jié)果Table 1 The fitting results of the discharged volume between industrial waster and GDP per capita with the logarithm model in Shandong province

表2 山東省工業(yè)廢物排放量與人均GDP多項式模型模擬檢驗結(jié)果Table 2 The fitting results of the discharged volume between industrial waster and GDP per capita with the polynomial models in Shandong province

Note:“＊＊＊”、“＊＊”、“* ”in table 1，2 showed the probab:lity was 99%，95%，90%respectively.由表1 的對數(shù)模型模擬結(jié)果可知，除SO2排放量以外(修正后R2未通過檢驗)，工業(yè)廢水排放量、煙塵排放量以及工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量與人均GDP的對數(shù)值擬合都較好。在表2的多項式模型中，除工業(yè)廢水排放量以外，SO2、煙塵排放量以及工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量與人均GDP的擬合程度都較好，選取兩組結(jié)果中的通過檢驗且擬合程度最高的方程，得到山東省環(huán)境指標(biāo)和經(jīng)濟指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系如下表所示:

表3 山東省工業(yè)廢物排放量與人均GDP模擬檢驗結(jié)果Table 3 The fitting and tested results between industrial waster discharged volume and GDP per capita in Shandong province

擬合結(jié)果表明，山東省在研究時段內(nèi)(1981～2007年)工業(yè)廢水排放量與人均實際GDP之間呈倒“U”型關(guān)系，而SO2排放量、煙塵排放量及工業(yè)固體廢棄物排放量與人均實際GDP之間呈“三次曲線”關(guān)系。廢水排放量的拐點還沒有出現(xiàn)，SO2排放量、煙塵排放量的最大值分別出現(xiàn)在人均實際GDP約為3211和2379元的時候，根據(jù)人均實際GDP與年份的SO2排放量和煙塵排放量的相關(guān)關(guān)系(如圖3所示)可以得出，大約是1995和1993年。

3.2 工業(yè)廢水排放量和人均實際GDP的關(guān)系

研究期內(nèi)，山東省“工業(yè)廢水”排放量和人均實際GDP存在較為顯著倒“U”型函數(shù)關(guān)系(R2=0.651)，符合環(huán)境庫茲涅茨曲線，但由圖1可知，工業(yè)廢水排放量呈現(xiàn)逐年波動遞增趨勢，還沒有出現(xiàn)拐點。同時，由圖4可知，近年來隨著人均GDP的增量的急劇上升，廢水排放增量也呈現(xiàn)出明顯的波動上升狀態(tài)，這應(yīng)該引起社會和政府部門的充分關(guān)注，雖然廢水排放量與人均GDP的關(guān)系呈現(xiàn)倒“U”型，理論上意味著將來會出現(xiàn)拐點，隨后廢水排放量就會遞減，但是，拐點的出現(xiàn)絕對離不開環(huán)境的治理與保護。因此，加大廢水排放的控制和治理力度仍將是今后環(huán)境工作的重點，以期拐點早日出現(xiàn)。

3.3 SO2排放量與人均實際GDP的關(guān)系

SO2排放量與人均實際GDP基本呈現(xiàn)三次曲線關(guān)系(R2=0.5933)，在圖5中可以看出擬合曲線并不能很好的反映SO2排放量的變化趨勢。在圖2中可以看出SO2排放量在1997年之前逐年遞增，在1997年到達頂點然后開始逐年下降至2004年然后又呈現(xiàn)再上升在下降趨勢。火電廠是SO2排放的一個重大源頭，1997年山東省緊抓SO2減排工作，關(guān)閉了一大批小型火電廠，并對全省范圍內(nèi)的火電機組進行脫硫整改。2005年山東省繼續(xù)推行火電機組脫硫措施，抑制SO2排放，整治效果令人滿意。因為三次擬合曲線并不完美，SO2的變化還可能出現(xiàn)其他形式，因此，應(yīng)加強對SO2排放的監(jiān)測力度，有針對性的做好其治理工作。

3.4 工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量與人均GDP的關(guān)系

表3中R2=0.988說明固體廢棄物產(chǎn)生量與人均GDP呈顯著的三次函數(shù)關(guān)系，正如圖6中所示固體廢棄物產(chǎn)生量與人均GDP的三次擬合較好。在圖1中可以看出，固體廢棄物產(chǎn)生量在2003年之前平穩(wěn)增加，在2003至2007年迅速增加。在2003～2007年期間山東省經(jīng)濟迅速發(fā)展，但是這些工業(yè)大多屬于能源與原材料領(lǐng)域，資源消耗大，副產(chǎn)品多，污染嚴重，是導(dǎo)致固體廢棄物產(chǎn)生量大幅增長的一個重要原因。因此為降低固體廢棄物的排放量，減輕環(huán)境污染，改進原始的粗放型生產(chǎn)，實現(xiàn)集約化生產(chǎn)勢在必行。

圖6 工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量與人均實際GDP的三次擬合曲線圖Fig.6 The fitting cubic curve between industrial wasters discharged volume and per capita real GDP

3.5 煙塵排放量與人均GDP的關(guān)系

煙塵排放量與人均GDP呈顯著的三次曲線關(guān)系(R2=0.733)，雖然曲線的擬合度并不是很低，但在圖7中可以看出煙塵排放量隨著人均GDP的增加而呈現(xiàn)波動下降的趨勢，擬合曲線并不能很好的反映這一趨勢。另外，在圖2中可知，1993年之前呈波動上升狀態(tài)，在1993～2007年呈現(xiàn)下降趨勢，后繼發(fā)展趨勢不明，為防止煙塵排放量的再度上升，政府部門應(yīng)繼續(xù)做好煙塵排放量的控制及治理工作。

圖7 煙塵排放量與人均GDP的三次擬合曲線圖Fig.7 The fitting cubic curve between dusts discharged volume and per capita real GDP

4 結(jié)論及建議

山東省在研究時段內(nèi)(1981～2007年)工業(yè)廢水排放量與人均實際GDP之間呈倒“U”型關(guān)系，而SO2排放量、煙塵排放量及工業(yè)固體廢棄物排放量與人均實際GDP之間呈“三次曲線”關(guān)系。雖然擬合結(jié)果可以通過理論上的檢驗，但是SO2排放量、煙塵排放量的變化趨勢仍然難以確定，且廢水排放量的拐點還沒有出現(xiàn)。山東省還正處于工業(yè)化中期，而且還保持著以規(guī)模的擴大為主的“高增長，高污染”的經(jīng)濟增長方式，環(huán)境隨著經(jīng)濟的發(fā)展有可能會繼續(xù)惡化。同時，我們應(yīng)當(dāng)認識到，山東省環(huán)境狀況與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系只是一種趨勢，經(jīng)濟發(fā)展并不能促使環(huán)境自動好轉(zhuǎn)，因此，從長遠來看，為實現(xiàn)山東省的經(jīng)濟與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，必須做好以下幾點:

(1)繼續(xù)加大環(huán)保投資比例。根據(jù)發(fā)達國家的經(jīng)驗，一個國家或地區(qū)在經(jīng)濟高速增長期，環(huán)保投入要占到國民生產(chǎn)總值的1%到1.5%才能有效控制住環(huán)境污染;達到3.0%才能使環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善。但山東省2006年才達到1.76%，剛剛屬于有效控制環(huán)境污染，保護環(huán)境仍然任重而道遠。

(2)改變發(fā)展模式，改進生產(chǎn)技術(shù)，走資源消耗少，環(huán)境污染小的新型工業(yè)化道路。實現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展。

(3)由于環(huán)境走勢的不確定性，必須加大環(huán)保力度和對環(huán)境的監(jiān)測力度，避免環(huán)境“閥值”的出現(xiàn)，為“極值”的盡早到來做好準(zhǔn)備。

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