胡綿好+袁菊紅

[摘 要]本文以環(huán)境庫茲涅茨曲線（EKC）為理論基礎(chǔ)，采用1997—2013年人均GDP與江西洎水河水體中總氮（TN）、總磷（TP）含量數(shù)據(jù)，構(gòu)建了經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量之間的回歸模型，分析了洎水河流域水體中TN、TP濃度隨人均GDP增長的變化趨勢及原因。結(jié)果表明，洎水河流域經(jīng)濟(jì)增長與氮磷排放之間的關(guān)系具有環(huán)境庫茲涅茨曲線特征，即呈倒“N”型特征；但水體中TN、TP濃度隨經(jīng)濟(jì)增長而減少或增加的轉(zhuǎn)折點并未完全跨越EKC拐點。目前，洎水河流域總體處于調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級促發(fā)展的新階段，因此，應(yīng)針對性地采取不同環(huán)境政策和經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策，加大環(huán)保投入和加強(qiáng)執(zhí)法力度等措施，來降低水質(zhì)EKC拐點，實現(xiàn)流域經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]環(huán)境庫茲涅茨曲線；環(huán)境經(jīng)濟(jì)；洎水河流域；氮磷排放

一、引言

洎水河為江西樂安河上游的一條較大支流，流域總面積557平方公里，流經(jīng)德興市區(qū)境內(nèi)達(dá)501平方公里，是德興市境內(nèi)的第二條大河，又被稱為德興的母親河。洎水河從上游到樂安河匯合點，匯集了中、小型規(guī)模不等的若干工礦企業(yè)，不合理的礦山開發(fā)已使該流域自然生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞，水土流失較為嚴(yán)重。近年來，隨著德興市工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口的急劇增加及人們生活水平的不斷提高，大量的工業(yè)廢水和生活污水未經(jīng)處理直接排入水體，造成洎水河流域污染加劇，整個流域內(nèi)多數(shù)河段水質(zhì)為Ⅲ、Ⅳ類，有些河段的水質(zhì)為Ⅴ和劣Ⅴ類①，河水污染較為嚴(yán)重。從某種意義上說，洎水河流域的經(jīng)濟(jì)增長在一定程度上是以犧牲環(huán)境、破壞資源為代價的，而水體污染對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的消極作用亦日益凸顯，潛伏性極大。當(dāng)前，生態(tài)破壞和環(huán)境污染已成為制約該流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、危害人民健康和社會穩(wěn)定的一個重要因素。經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系是當(dāng)今環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)界研究的熱點課題。美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家Grossman和Krueger1991年首次指出環(huán)境污染和人均收入之間呈倒“U”型關(guān)系，Panayotou于1993年首次將這條倒“U”型曲線命名為“環(huán)境庫茲涅茨曲線”。自此以后國內(nèi)外學(xué)者利用不同的數(shù)據(jù)來源和從不同角度，對此作了大量的理論探討與實證分析。彭鴻等學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，武漢市東湖人均GDP與湖水中總氮（TN）、氨氮（NH4-N）和高錳酸鉀指數(shù)（CODMn）之間呈“N”型曲線特征①。河南人均GDP與工業(yè)“三廢”排放量之間呈典型倒“U”型曲線，與工業(yè)二氧化硫（SO₂）排放量呈倒“N”型曲線②。研究還發(fā)現(xiàn)，水體中有機(jī)水污染物③和生化需氧量（BOD）④與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間呈典型的“U”型關(guān)系。然而，程曦研究卻發(fā)現(xiàn)，太湖經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水體中TN、COD_Mn之間為典型的倒“U”型曲線，與化學(xué)需氧量（COD_Cr）之間為倒“N”型關(guān)系⑤。鄱陽湖流域人均GDP與水體中TN、TP之間呈典型的倒“U”型關(guān)系⑥?；春恿饔蛉司鵊DP與COD_Cr排放量之間呈典型倒“U”型曲線，與NH4-N排放量呈負(fù)線性相關(guān)關(guān)系⑦。顏蕾等研究還發(fā)現(xiàn)，重慶地區(qū)人均GDP與工業(yè)“三廢”排放量之間均呈“N”型關(guān)系⑧。山東地區(qū)人均GDP與工業(yè)固體廢物、廢水排放量之間呈線性關(guān)系，與煙塵排放量之間呈典型的“U”型關(guān)系⑨。國內(nèi)外學(xué)者不斷對EKC模型進(jìn)行理論探討和實證分析，但由于每個人所選的數(shù)據(jù)差異和地區(qū)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)及發(fā)展水平等差異，致使研究結(jié)果及局限性爭論較大⑩ 。因此，進(jìn)一步完善經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染動態(tài)模型研究，弄清環(huán)境壓力和經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系，對改善環(huán)境質(zhì)量和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展仍具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

中國區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展極不平衡，各個地方對污染治理的投入差別較大，很難建立統(tǒng)一的模型來描述整個國家的經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染之間的關(guān)系，因此只有按照經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平進(jìn)行分區(qū)研究，才能更好地解釋中國環(huán)境污染的實際狀況。洎水河流域長期以來采用粗放型的經(jīng)濟(jì)增長方式，造成了嚴(yán)重的環(huán)境與資源問題?，F(xiàn)今該流域正處在經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展的關(guān)鍵時期，經(jīng)濟(jì)增長與資源利用、生態(tài)破壞和環(huán)境保護(hù)等問題日益突出。自2008年江西省委、省政府提出建設(shè)“環(huán)鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)”戰(zhàn)略構(gòu)想及將該流域納入“環(huán)鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)”內(nèi)以來，建設(shè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，已成為洎水河流域?qū)嵤┬滦凸I(yè)化的必然選擇。因此，本研究利用環(huán)境庫茲涅茨曲線，通過構(gòu)建經(jīng)濟(jì)增長—環(huán)境質(zhì)量回歸模型，分析1997—2013年洎水河流域氮磷排放隨流域經(jīng)濟(jì)增長的變化規(guī)律，對在保持流域經(jīng)濟(jì)快速持續(xù)增長前提下逐步減少環(huán)境污染、實現(xiàn)流域綠色發(fā)展的目標(biāo)，具有重要的現(xiàn)實意義，也為流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的綠色轉(zhuǎn)型提供理論依據(jù)。

二、數(shù)據(jù)來源與模型構(gòu)建

（一）變量選取與數(shù)據(jù)來源

洎水河流域地理位置為東經(jīng)117°29′—118°00′，北緯28°11′—29°00′，具體研究區(qū)域見圖1。為分析方便和考慮數(shù)據(jù)的可獲得性，本研究利用 1997—2013年洎水河流域的人均GDP和流域水體氮磷濃度數(shù)據(jù)，對經(jīng)濟(jì)增長與洎水河流域TN、TP之間的關(guān)系進(jìn)行分析。

1.國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）和人均GDP（RGDP）數(shù)據(jù)

本研究中，GDP和RGDP數(shù)據(jù)由歷年《江西統(tǒng)計年鑒》和《德興市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》數(shù)據(jù)并按照當(dāng)年價格計算而得，而用RGDP來表征反映洎水河流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r。

2.TN、TP數(shù)據(jù)

考慮到流域排放的氮、磷主要在洎水河形成匯集，洎水河水體TN、TP濃度的變化又基本上能反映整個流域氮磷排放量的變化，因此本研究選擇洎水河水體中氮磷的實測數(shù)據(jù)來代表整個流域的氮磷排放狀況。本研究反映氮磷排放水平的監(jiān)測數(shù)據(jù)由江西省環(huán)境監(jiān)測中心站提供，氮磷濃度以德興市的天門村和銀山站為檢測站點，以每年4月、8月和12月份（即平水期、豐水期和枯水期）實地測量的氮磷濃度而得。

（二）計量模型構(gòu)建

國際上基于環(huán)境庫茲涅茨曲線理論產(chǎn)生的計量模型，有時間序列數(shù)據(jù)的模型和面板數(shù)據(jù)的模型兩大類。而基于時間序列數(shù)據(jù)分析的模型中有兩種簡化形式，即二次多項式和三次多項式模型。本研究采用三次多項式模型對洎水河流域水體、濃度與之間是否存在曲線關(guān)系進(jìn)行實證分析，其模型表達(dá)式為：

考慮到洎水河流域水體TN、TP濃度與RGDP之間可能存在的線性關(guān)系，本研究在經(jīng)濟(jì)增長—環(huán)境質(zhì)量的三次多項式回歸模型的基礎(chǔ)上進(jìn)一步估計其一次線性模型和二次曲線模型形式。

三、結(jié)果與分析

（一）洎水河流域經(jīng)濟(jì)增長及水體氮磷濃度分析

由圖2可知，1997—2013年洎水河流域經(jīng)濟(jì)總體呈上升趨勢，國內(nèi)生產(chǎn)總值增長迅速，從1997年的17.19億元增長到2013年的133.94億元，年平均增長率達(dá)到13.82%。人均GDP從1997年的5800元增長到2013年的40600元，增長達(dá)7倍多，年平均增長率達(dá)13.05%。尤其是2005年以來，人均GDP的年均增長率高達(dá)16.24%。

由圖3可知，洎水河流域水體中TN、TP濃度在某個時段呈現(xiàn)下降和上升交替出現(xiàn)的不穩(wěn)定趨勢，但總體上洎水河流域水體TN、TP的濃度在1997—2011年這一時段中呈上升趨勢，但在2011年后下降趨勢明顯。1997年，洎水河流域水體中TN和TP濃度均值分別為1.853mg/L和0.134mg/L，到2013年TN和TP 濃度均值分別達(dá)到1.143mg/L和0.095mg/L。2011—2013年，洎水河流域水體中TN、TP濃度明顯出現(xiàn)下降趨勢。

（二）洎水河流域經(jīng)濟(jì)增長與TN、TP排放關(guān)系分析

利用1997—2013年洎水河流域人均GDP數(shù)據(jù)與流域水體TN、TP濃度數(shù)據(jù)，對經(jīng)濟(jì)增長—環(huán)境質(zhì)量的三次曲線模型及其一次線性模型形式與二次曲線模型進(jìn)行最小二乘（OLS）回歸估計，得到模型估計系數(shù)（表1）?；貧w估計結(jié)果顯示，TN濃度與人均GDP的線性模型中各估計系數(shù)均達(dá)到了5%的顯著性水平，但R2僅為0.295，說明模型擬合度較低。雖然TN濃度與人均GDP的經(jīng)濟(jì)增長—環(huán)境質(zhì)量的二次曲線模型較其線性模型的擬合程度有微小的提高，R2由0.295提升為0.296，但模型不顯著。而TN濃度與人均GDP的三次曲線模型的擬合程度較線性模型和二次曲線有了明顯提高，R2達(dá)到0.65；各估計系數(shù)均達(dá)到1%的顯著水平；F值也有了提高，達(dá)到7.920。同樣，從R²來看，TP濃度與人均GDP的線性模型和二次曲線模型的擬合度較低，三次曲線模型的擬合效果則較好，R²達(dá)到0.539，且各估計系數(shù)多在5%的程度上顯著，模型的整體估計基本滿足顯著性要求（F值為5.067）。由此可知，經(jīng)濟(jì)增長—環(huán)境質(zhì)量的三次曲線模型形式對洎水河流域人均GDP數(shù)據(jù)與洎水河TN、TP濃度關(guān)系的模擬、解釋能力較強(qiáng)。因此，本研究選用經(jīng)濟(jì)增長—環(huán)境質(zhì)量的三次曲線模型形式的估計結(jié)果，分析洎水河流域人均GDP與TN、TP濃度之間的關(guān)系，以解釋經(jīng)濟(jì)增長與流域氮磷排放之間的非線性關(guān)系。

由表1和圖4可知，洎水河水體TN、TP濃度與流域人均GDP的三次曲線模型的估計方程如下（方程下面括號內(nèi)為T值）：

根據(jù)模型判定標(biāo)準(zhǔn)之一：若β₃<0，β₂>0且β₁<0，則當(dāng)用橫坐標(biāo)表示人均GDP，用縱坐標(biāo)表示環(huán)境惡化程度時，環(huán)境惡化程度呈倒“N”型，說明洎水河流域水體TN、TP濃度與流域人均GDP之間呈“倒N”型曲線關(guān)系，即滿足模型關(guān)系。由洎水河流域水體TN、TP濃度與流域人均GDP的散點分布及其擬合曲線圖還可看出，洎水河流域氮磷在排放量初期，隨著人均GDP的增加而下降，到達(dá)第一個轉(zhuǎn)折點；隨后又隨著人均GDP的增加而上升，到達(dá)第二個轉(zhuǎn)折點；隨后又隨著人均GDP的增加而下降。兩個轉(zhuǎn)折點分別是人均GDP12917元和31900元，折合美元為2036.6美元和5019.7美元，第一個轉(zhuǎn)折點與EKC理論的轉(zhuǎn)折點（人均GDP4000—5000美元）差距較大，人均GDP不足使環(huán)境質(zhì)量自身得以改善；但第二個轉(zhuǎn)折點已達(dá)到了EKC理論的轉(zhuǎn)折點，人均GDP足以使環(huán)境質(zhì)量得到改善。然而，EKC拐點的形成是規(guī)模、結(jié)構(gòu)和技術(shù)三種效應(yīng)共同作用的結(jié)果，除了選擇合理的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式外，社會因素對EKC拐點形成也具有重要的影響①。王西琴等研究還認(rèn)為，環(huán)境保護(hù)政策與治理投資等因素也是影響EKC拐點形成的重要因素②。若增加污染治理方面的投入，使污染減排收益規(guī)模增加，則對EKC拐點的形成具有正面效應(yīng)③。不同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，環(huán)境保護(hù)力度、環(huán)境政策以及管理手段的變化均會影響環(huán)境保護(hù)的成效，從而推動EKC曲線軌跡的演變。從《德興市2010年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》中我們也可以看出，該流域在環(huán)境保護(hù)力度和環(huán)境污染治理的投資總額明顯增大，如治理水土流失面積9000畝，關(guān)停了綠野活性炭廠等9家重點污染企業(yè)；2010年工業(yè)污染治理施工項目8個，共投資1179.6萬元，當(dāng)年工業(yè)廢水排放量2439萬噸，達(dá)標(biāo)率為96.32%，工業(yè)用水總量為18039萬噸，其中重復(fù)用水量達(dá)到14591萬噸。由此可見，洎水河流域目前經(jīng)進(jìn)入了一個TN、TP排放隨經(jīng)濟(jì)增長而減少的時期，即在推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變同時，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境保護(hù)逐步協(xié)調(diào)發(fā)展的時期。

四、討論

流域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程與環(huán)境變遷過程緊密相關(guān)，了解地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，是分析經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境之間關(guān)系的基礎(chǔ)④。隨著洎水河流域沿岸采掘業(yè)、冶煉業(yè)、加工業(yè)等工業(yè)企業(yè)迅速發(fā)展，促進(jìn)了流域經(jīng)濟(jì)的快速增長。多數(shù)發(fā)展中國家或地區(qū)的發(fā)展實踐表明，環(huán)境惡化、資源耗竭是經(jīng)濟(jì)起飛階段所面臨的難題，洎水河流域也難免會遇到同樣的問題，如20世紀(jì)90年代以來洎水河流域的水質(zhì)一直處于國家地表水Ⅴ級標(biāo)準(zhǔn)以下，1997年洎水河流域水體中TN和TP濃度均值分別達(dá)1.853mg/L和0.134mg/L。

本研究利用環(huán)境庫茲涅茨曲線，在探討洎水河流域經(jīng)濟(jì)增長與水環(huán)境污染之間的演變規(guī)律中發(fā)現(xiàn)，洎水河流域人均GDP與TN、TP濃度之間的關(guān)系，呈“倒N”型關(guān)系，該結(jié)果與Tsuzuki①和Wong②等人的研究結(jié)論相一致。洎水河流域TN、TP排放量在2006-2011年間波動上升，2011以后呈下降趨勢（圖4）?？紤]流域政策、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、科技發(fā)展和環(huán)境需求等③因素，這與20世紀(jì)末以來開展的一系列洎水河流域污染治理措施相吻合。自《洎水河流域水環(huán)境綜合整治方案》出臺和實施以來，對企業(yè)治理力度的督促，局部環(huán)境質(zhì)量的改善，污染惡化趨勢控制和流域生態(tài)平衡的維護(hù)等方面起了重大的作用。2010年，德興市政協(xié)還把“洎水河流域一河兩岸建設(shè)與管理”作為年度政協(xié)常委會的重點調(diào)研課題，在實行節(jié)能減排和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整同時，增加了工業(yè)廢水治理和大城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資，興建了相應(yīng)的污水處理裝置，生活污水處理能力增強(qiáng)，這些措施很大程度上減少了流域氮磷的排放量。根據(jù)發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗，一個國家在經(jīng)濟(jì)高速增長時期，環(huán)保投入要在一定時間內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定占到國民生產(chǎn)總值的1.5%，才能有效地控制住污染；達(dá)到3.0%才能使環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善④。洎水河流域在2005年以前環(huán)保投入占到國民生產(chǎn)總值的1.5%左右，“十一五”規(guī)劃期間（2006—2010年）環(huán)保投入占到國民生產(chǎn)總值的1.6%左右，“十二五”規(guī)劃期間（2011—2015年）的環(huán)保投入占到國民生產(chǎn)總值的1.8%左右，這三階段均處于污染有效控制階段。2005年以前洎水河流域河中水生生物幾乎絕跡，嚴(yán)重威脅了流域人民的身體健康，影響了人民群眾的生產(chǎn)、生活，這些現(xiàn)象已被重點匯報并已受到江西省環(huán)境保護(hù)局一級的高度重視⑤，洎水河流域中的污染物降低明顯。而“十一五”規(guī)劃期間，一方面是由于環(huán)保投入主要在環(huán)保設(shè)施、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和COD、SO₂指標(biāo)的減排中，再加上該流域的GDP增長在相當(dāng)程度上還依賴于資源的高投入實現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)粗放型增長方式還未從根本上轉(zhuǎn)變，科技產(chǎn)業(yè)投資比重明顯偏低，以粗放型經(jīng)營為特征的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)投資在流域仍占相當(dāng)比重，所以雖然投入增加，但在水質(zhì)氮磷等污染物排放的有效處理中的效果不是很明顯。近年來由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、新經(jīng)濟(jì)增長點的出現(xiàn)與環(huán)境政策的影響，環(huán)保投入在前期的基礎(chǔ)上再次增加，洎水河流域氮磷的排放量已呈現(xiàn)明顯下降趨勢，但要實現(xiàn)EKC的下降，促使洎水河水質(zhì)的持續(xù)改善，洎水河流域還需要進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、加大環(huán)保設(shè)施升級和環(huán)保投入的力度，有效控制氮磷的排放，才能最終實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展。雖然從總體上看本研究EKC形態(tài)僅導(dǎo)致反映洎水河流域在研究時段的經(jīng)濟(jì)、政治和技術(shù)條件下經(jīng)濟(jì)增長與TN、TP之間的關(guān)系，而經(jīng)濟(jì)增長與氮磷排放的關(guān)系另外還會受社會經(jīng)濟(jì)、科技技術(shù)、資源稟賦、區(qū)位條件和沿湖群眾參與等諸多因素的影響，導(dǎo)致研究結(jié)果因研究對象和研究時段等不同而出現(xiàn)差異，但該研究估計出的洎水河流域1997—2013年經(jīng)濟(jì)增長與TN、TP之間的關(guān)系，對協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)增長與水環(huán)境保護(hù)的雙重目標(biāo)具有重要的參考價值。

（感謝匿名審稿專家對本文提出寶貴意見。文責(zé)自負(fù)。）