楊加猛，饒永志，蔡志堅(jiān)，張智光

（1.南京林業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江蘇 南京 210037；2.南京大學(xué) 環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210046）

一、引 言

在國外學(xué)術(shù)界關(guān)于經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境變化關(guān)系的研究中，以Grossman和Krueger［1］提出的庫茲涅茨環(huán)境曲線（Environmental Kuznets Curve，EKC）假說影響最大。一般認(rèn)為，污染物排放量與人均收入之間呈現(xiàn)倒“U”形的變化關(guān)系，即環(huán)境污染會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)增長而加重，但當(dāng)?shù)竭_(dá)某個(gè)拐點(diǎn)后又會(huì)有所下降，環(huán)境質(zhì)量會(huì)逐漸好轉(zhuǎn)［2］。圍繞EKC假說，國內(nèi)外學(xué)者對國家或區(qū)域?qū)用娴慕?jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系進(jìn)行了大量的驗(yàn)證研究，并得出了不同的結(jié)論。

例如，David［3］對1960-2000年OECD國家以及1950-2000年其他97個(gè)國家的CO2和人均GDP的關(guān)系進(jìn)行了回歸估計(jì)，結(jié)果都證實(shí)了二者之間存在著顯著的庫茲涅茨環(huán)境曲線。Jalil和Mahmud［4］對1975-2005年間中國的CO2排放和人均收入之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)EKC曲線也是存在的。但是，也有針對OECD國家的研究發(fā)現(xiàn)，并沒有足夠的證據(jù)證明EKC的存在［5-6］。在Massimiliano等［7］看來，EKC的形狀受到其所選研究樣本的影響，其中工業(yè)化程度高的國家存在倒“U”形曲線，并且有可能發(fā)展為“N”形曲線，而發(fā)展中國家則表現(xiàn)為正向的線性關(guān)系。

國內(nèi)學(xué)者對我國不同地區(qū)的EKC研究表明，我國的經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染之間存在著倒“U”形［8］、正“U”形［9］、倒“N”形［10］、“N”形［11］等不同的曲線關(guān)系。事實(shí)上，環(huán)境庫茲涅茨倒“U”形曲線是否存在，一方面在很大程度上受到選取的環(huán)境污染指標(biāo)和估計(jì)方法的影響［12］，另一方面取決于不同國家（地區(qū)）和行業(yè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境污染方面存在的空間異質(zhì)性。

毋庸置疑，產(chǎn)業(yè)發(fā)展是地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長的最重要的推動(dòng)力量，但相對而言，關(guān)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展對環(huán)境變化影響的研究較為缺乏，尤其是造紙等傳統(tǒng)高耗能、高污染產(chǎn)業(yè)發(fā)展對環(huán)境的影響，還較少有學(xué)者涉及。作為與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)的行業(yè)之一，造紙既是資金、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，又是資源、能源消耗型產(chǎn)業(yè)。據(jù)環(huán)境保護(hù)部統(tǒng)計(jì)，2012年我國造紙工業(yè)廢水排放量為34.27億噸，占全國工業(yè)廢水總排放量的16.9%；排放廢水中化學(xué)需氧量（COD）62.3萬噸，占全國工業(yè)COD總排放量的20.5%；排放廢水中氨氮為2.1萬噸，占全國工業(yè)氨氮總排放量的8.7%［13］。同其他高耗能、高污染產(chǎn)業(yè)類似，中國造紙業(yè)在經(jīng)過近20年的蓬勃發(fā)展之后，正面臨著巨大的環(huán)境壓力。

江蘇是我國紙張產(chǎn)量超過千萬噸的四強(qiáng)省份之一。2013年，江蘇紙與紙板產(chǎn)量達(dá)到1210萬噸，占全國總產(chǎn)量的11.97%［13］。由于總量規(guī)模較大，江蘇“十一五”末的機(jī)制紙及紙板綜合能耗總量達(dá)到444萬噸標(biāo)煤，比“十五”期末的330萬噸增長了33.3%［14］。因此，依靠先進(jìn)技術(shù)，降低噸紙能耗，減少污染物排放，是江蘇造紙業(yè)在“十二五”時(shí)期急需解決的關(guān)鍵問題。本文基于江蘇省造紙業(yè)“十五”以來的紙與紙板產(chǎn)量及污染排放數(shù)據(jù)，分析江蘇造紙業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染之間的關(guān)系，這對于明確江蘇造紙業(yè)發(fā)展對環(huán)境變化的影響效應(yīng)，進(jìn)而推進(jìn)造紙等傳統(tǒng)高耗能、高污染產(chǎn)業(yè)的綠色低碳發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、方法與數(shù)據(jù)

本文以紙與紙板產(chǎn)量作為反映造紙業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)變量，選取造紙業(yè)的相關(guān)特征污染物指標(biāo)為環(huán)境變量，考察江蘇造紙業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染的關(guān)系。EKC計(jì)量模型如下：

其中，yit為第i種特征污染物指標(biāo)在第t年的排放量；xt為第t年的紙與紙板產(chǎn)量；εt為第t年影響環(huán)境質(zhì)量變化的其他控制變量；β0為特定的截面效應(yīng)；β1、β2和β3為各次解釋變量的系數(shù)。經(jīng)濟(jì)變量與環(huán)境變量之間可能的主要關(guān)系為：

（1）β1＜0，β2＞0，且β3=0時(shí)，呈“U”型曲線關(guān)系；

（2）β1＞0，β2＜0，且β3=0時(shí)，呈倒“U”型曲線關(guān)系；

（3）β1＞0，β2＜0，且β3＞0時(shí)，呈“N”型曲線關(guān)系；

（4）β1＜0，β2＞0，且β3＜0時(shí)，呈倒“N”型曲線關(guān)系。

模型擬合中的紙與紙板產(chǎn)量數(shù)據(jù)來自于《中國造紙年鑒》（2000-2012），《江蘇造紙年鑒》（2000-2012），其中2012、2013年數(shù)據(jù)來自于《中國造紙工業(yè)2013年度報(bào)告》［13］；造紙業(yè)的工業(yè)廢水排放總量、工業(yè)廢氣排放總量、工業(yè)源SO2排放量和工業(yè)煙（粉）塵排放量數(shù)據(jù)來自于《江蘇統(tǒng)計(jì)年鑒》（2001-2013），見表1。CO2排放量為依據(jù)《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》所提供的基準(zhǔn)方法核算出的數(shù)據(jù)［15］。

表1中，考慮到時(shí)間序列模型并不適宜做長期預(yù)測，且高次曲線模型的預(yù)測精度會(huì)隨預(yù)測時(shí)間增加而降低，因此僅對2013-2015年江蘇紙和紙板產(chǎn)量及造紙業(yè)主要特征污染物排放量進(jìn)行預(yù)測?；赟PSS曲線估計(jì)模塊中的10個(gè)曲線模型（剔除了三次模型），對2000-2012年各變量數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間序列的曲線估計(jì)，選出擬合度最高的預(yù)測模型，見表2。

表1 江蘇紙與紙板產(chǎn)量及特征污染物指標(biāo)數(shù)據(jù)

表2 江蘇紙與紙板產(chǎn)量及特征污染物指標(biāo)的預(yù)測模型

三、結(jié)果與討論

分別選取江蘇造紙業(yè)的工業(yè)廢水排放總量、工業(yè)廢氣排放總量、工業(yè)源SO2排放量和工業(yè)煙（粉）塵排放量4個(gè)特征污染物指標(biāo)為因變量，以紙與紙板產(chǎn)量為自變量，進(jìn)行曲線模型估計(jì)，見圖1-圖4。

圖1 江蘇造紙業(yè)工業(yè)廢水排放量的EKC估計(jì)

圖2 江蘇造紙業(yè)工業(yè)廢氣排放量的EKC估計(jì)

圖3 江蘇造紙業(yè)工業(yè)SO2排放量的EKC估計(jì)

圖4 江蘇造紙業(yè)工業(yè)煙塵排放量的EKC估計(jì)

由圖1-圖4看出，4個(gè)江蘇造紙業(yè)特征污染物變量和紙與紙板產(chǎn)量的關(guān)系，除工業(yè)廢水外，均以三次函數(shù)的擬合優(yōu)度最高，相應(yīng)擬合參數(shù)見表3。其中，工業(yè)廢水的R2統(tǒng)計(jì)量為0.714（略小于該變量關(guān)系中的逆曲線模型擬合度0.716，計(jì)算過程略），但工業(yè)煙塵的R2統(tǒng)計(jì)量僅為0.197。對照前述關(guān)系類型可以發(fā)現(xiàn)，除工業(yè)煙塵關(guān)系的統(tǒng)計(jì)意義不顯著之外，江蘇造紙業(yè)產(chǎn)量增長與工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣和工業(yè)源SO2排放之間均呈現(xiàn)出“N”型波動(dòng)關(guān)系。即“十五”至“十二五”期間，工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣和工業(yè)源SO2排放量都隨著江蘇紙與紙板產(chǎn)量的增長而增長，此后有所下降，但近期又呈現(xiàn)增長勢頭。

表3 江蘇造紙業(yè)環(huán)境變量與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的擬合參數(shù)

眾所周知，造紙業(yè)以植物纖維作為原料，生產(chǎn)過程中會(huì)涉及大量CO2的排放。為此，進(jìn)一步設(shè)CO2為特征污染物變量，以此對江蘇造紙業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染之間的關(guān)系進(jìn)行綜合考察。將曲線估計(jì)中擬合優(yōu)度較高的3個(gè)模型列出，見表4。

表4 江蘇造紙業(yè)CO2排放量與產(chǎn)量的模型估計(jì)

由表4可知，在江蘇造紙業(yè)產(chǎn)量增長與CO2排放關(guān)系上，仍以三次函數(shù)的擬合優(yōu)度最高，其R2統(tǒng)計(jì)量達(dá)到0.960，反映出江蘇造紙業(yè)產(chǎn)量增長與環(huán)境污染之間在倒“U”形關(guān)系出現(xiàn)后，又進(jìn)一步向“N”形關(guān)系發(fā)展。

究其原因，江蘇造紙業(yè)產(chǎn)量規(guī)模的快速增長，是推動(dòng)各個(gè)特征污染物指標(biāo)以及碳排放增加的主要因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)［14］，“十一五”期末，全省機(jī)制紙及紙板總產(chǎn)能達(dá)到1 400萬噸，比“十五”期末增長75%，年均遞增率為11.84%；完成總產(chǎn)量1 101萬噸，比“十五”期末增長82.72%，年均遞增率為12.81%；實(shí)現(xiàn)銷售收入總額達(dá)到454億元，比“十五”期末增長89.17%，年均遞增率為13.6%?！笆晃濉逼陂g的江蘇造紙產(chǎn)業(yè)規(guī)模的迅猛擴(kuò)增，無疑推動(dòng)了污染排放總量的增加。

另外，能源消耗的增加必然會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。2001年以來，在造紙產(chǎn)業(yè)規(guī)模大幅提升的過程中，江蘇造紙業(yè)的能源消耗總量一直在持續(xù)增加，這必然導(dǎo)致CO2排放的同步增加。2001年，江蘇造紙業(yè)的能源消耗為126.82×104t標(biāo)準(zhǔn)煤，到2011年已增加至509.60×104t標(biāo)準(zhǔn)煤，年復(fù)合增長率達(dá)14.92%，其占全國造紙能源總消耗量的比例由2001年的6.1%逐步上升到2011年的12.8%，且能耗占比增長明顯快于產(chǎn)量占比的增長，見圖5?？梢?，江蘇造紙耗能的降低對造紙業(yè)污染物排放以及全國造紙總能耗的降低具有重要作用。

圖5 江蘇造紙能耗和產(chǎn)量的全國占比狀況

四、結(jié)論與建議

基于“十五”以來江蘇紙和紙板產(chǎn)量，以及江蘇造紙業(yè)工業(yè)廢水排放量、工業(yè)廢氣排放量、工業(yè)源SO2排放量、工業(yè)煙（粉）塵排放量和CO2排放量的特征污染物指標(biāo)數(shù)據(jù)，運(yùn)用EKC曲線模型分析發(fā)現(xiàn)：江蘇造紙業(yè)經(jīng)濟(jì)增長總體上呈現(xiàn)“N”型環(huán)境曲線。其中，江蘇造紙業(yè)工業(yè)廢水排放量和工業(yè)廢氣排放量隨著紙和紙板產(chǎn)量的增加而增加，在2006年達(dá)到峰值后開始下降，但從2009年又開始回升；工業(yè)源SO2排放量和工業(yè)煙（粉）塵排放量則在2004年達(dá)到峰值后下降，而后又從2007年，特別是2010年開始快速回升。

總體來看，江蘇造紙業(yè)迅速增長的產(chǎn)量規(guī)模對污染物和CO2排放都具有明顯的增量效應(yīng)。作為占全國紙及紙板產(chǎn)量的11.3%，能耗占全國造紙業(yè)總能耗12.8%的造紙工業(yè)大省，江蘇造紙業(yè)的環(huán)境倒“U”型曲線并非是一個(gè)自發(fā)的過程，需要整合政府、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和社會(huì)公眾等多方力量，采取綜合措施促進(jìn)“N”型環(huán)境曲線向“M”型曲線的轉(zhuǎn)變。

首先，要繼續(xù)培育和固化造紙企業(yè)及消費(fèi)者的環(huán)保意識。實(shí)踐證明，環(huán)境污染的治理成效與企業(yè)和公眾的責(zé)任意識密切相關(guān)。雖然江蘇造紙業(yè)在清潔生產(chǎn)、淘汰落后產(chǎn)能或相對低端產(chǎn)能等方面已取得明顯成效，但鑒于當(dāng)前造紙行業(yè)依然嚴(yán)峻的節(jié)能減排形勢，仍需要繼續(xù)大力開展清潔生產(chǎn)培訓(xùn)和技術(shù)指導(dǎo)工作，建立企業(yè)環(huán)境信用體系，固化公眾節(jié)約用紙、廢紙回送等綠色消費(fèi)意識。

其次，進(jìn)一步優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高能源效率。在江蘇造紙業(yè)的能源消耗中，原煤、柴油、燃燒油、汽油、液化石油氣和電力的消費(fèi)占到了能源消耗總量的95%以上，并且原煤、柴油、電力和熱力的消耗在過去10年中隨著造紙業(yè)的產(chǎn)量增長而大幅增長。因此，江蘇造紙業(yè)應(yīng)加快能源結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，降低煤炭的低效消費(fèi)，大力發(fā)展新能源，增加清潔能源和可再生能源的利用比例。

再次，加大對能耗和特征污染物排放強(qiáng)度與總量的控制，完善行業(yè)污染物排放指標(biāo)的細(xì)分統(tǒng)計(jì)工作，在嚴(yán)格執(zhí)行國標(biāo)要求的基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高制漿、造紙企業(yè)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。對照美國國際紙業(yè)、芬蘭芬歐匯川、APP（中國）等國際先進(jìn)企業(yè)，督促規(guī)模較小企業(yè)從源頭做好減量化工作，在能耗、水耗和污染物排放等指標(biāo)上縮小與標(biāo)桿造紙企業(yè)的差距。

最后，針對細(xì)分市場加快綠色新產(chǎn)品的開發(fā)力度。例如深化基于納米技術(shù)的高性能紙基功能材料，高阻隔、安全、衛(wèi)生食品包裝紙與紙板和包裝容器及低定量的包裝物結(jié)構(gòu)減重等方面的研究與開發(fā)應(yīng)用，圍繞紙和紙板生產(chǎn)過程中的固廢、廢液和纖維組分的高效、循環(huán)利用，不斷優(yōu)化污染物減量和無害化的處置方案，生產(chǎn)高附加值副產(chǎn)品和環(huán)保型產(chǎn)品。上述工作都將有助于江蘇造紙業(yè)的資源節(jié)約與環(huán)境友好。

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