李 莉 俞麗瑯 陳 燕 馬艷玲

（浙江省嘉興生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站 浙江嘉興 314000）

引言

環(huán)境庫茲涅茨（Enviromental Kuznets Curve，EKC）曲線被認(rèn)為是分析環(huán)境惡化和經(jīng)濟發(fā)展兩者關(guān)系的一種工具[1]。EKC 是上世紀(jì)由諾貝爾獎獲得者、經(jīng)濟學(xué)家?guī)齑哪澥紫忍岢龅?。他認(rèn)為人均財富差異與人均財富增長之間符合倒“U”型曲線規(guī)律[2][3]。1991 年，美國經(jīng)濟學(xué)家Grossman 和Krueger 將庫茲涅茨曲線應(yīng)用到了經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境污染的研究之中，提出了環(huán)境庫茲涅茨曲線假說（EKC）[4～6]。當(dāng)一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平較低的時候，環(huán)境污染的程度較輕，但隨著人均收入的增加，環(huán)境污染程度隨經(jīng)濟的增長而加??；當(dāng)經(jīng)濟發(fā)展到一定水平后，到達(dá)某個臨界點，隨著人均收入的進一步增加，環(huán)境污染又由高趨低，環(huán)境質(zhì)量逐漸得到改善，經(jīng)濟增長與環(huán)境污染呈現(xiàn)倒“U”型的曲線關(guān)系，駁斥了傳統(tǒng)的“增長是有極限的”理論[3][7]。隨著對EKC 曲線研究的發(fā)展，EKC 曲線的表現(xiàn)形式已經(jīng)不局限于一種形狀了。Yadong Mei 等人[8]發(fā)現(xiàn)EKC 曲線可以分為兩大類型、八種形狀：負(fù)單調(diào)線性、倒U 型、倒N 型、和M型構(gòu)成了“好的EKC 曲線（good EKCs）”；而正單調(diào)線性、N 型和U 型則組成了 “不良的EKC 曲線（bad EKCs）”。

近年來，隨著經(jīng)濟的高速增長，環(huán)境污染的問題也在加劇。經(jīng)濟增長與環(huán)境之間的關(guān)系也逐漸成為研究的熱點。許多學(xué)者就環(huán)境庫茨涅茨曲線是否適用于我國進行了研究。劉笑萍，Brajer 等人利用面板數(shù)據(jù)對我國環(huán)境污染與人均GDP 進行了實證研究，結(jié)果顯示我國環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟增長關(guān)系復(fù)核環(huán)境庫茲涅茨曲線[9～11]。王瑞玲等人利用SAS 統(tǒng)計軟件分析了我國1985-2003年的“三廢”排放的庫茲涅茨曲線特征，發(fā)現(xiàn)我國的庫茲涅茨曲線呈現(xiàn)不同的趨勢，有“U”形、倒“U”形及三次曲線三中類型[12]。王敏等人考察了我國經(jīng)濟增長和大氣環(huán)境污染曲線模型，發(fā)現(xiàn)所有的大氣污染濃度指標(biāo)都呈現(xiàn)出“U”形曲線關(guān)系[13]。省域市域性的研究表明環(huán)境庫茲涅茨曲線的普遍存在。

本文選取了嘉興市1996-2019 年人均GDP 和工業(yè)“三廢”的排放量作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，研究了嘉興市工業(yè)“三廢”排放的庫茲涅茨曲線，并對曲線的特征進行的分析和判斷，希望可以為嘉興市工業(yè)污染環(huán)境治理提供依據(jù)。

1 研究區(qū)域

1.1 概況

嘉興市位于浙江省東北部、長江三角洲杭嘉湖平原腹心地帶，是長江三角洲重要城市之一。自古為繁華富庶之地，素有“魚米之鄉(xiāng)”、“絲綢之府”的美譽，是中國共產(chǎn)黨誕生地，也是長三角城市群、上海大都市圈重要城市、杭州都市圈副中心城市。

近年來，嘉興市經(jīng)濟的高速發(fā)展的同時也出現(xiàn)了一些環(huán)境問題，解決好環(huán)境問題是經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基本條件和必要條件。研究嘉興市的環(huán)境庫茲涅茨曲線，對于厘清嘉興市工業(yè)化過程中經(jīng)濟增長和環(huán)境污染之間的關(guān)系，從而為環(huán)境政策的制定提供參考。

1.2 數(shù)據(jù)來源

環(huán)境庫茲涅茨曲線受到多種因素的影響，因此選擇合適的測量指標(biāo)對于科學(xué)地衡量當(dāng)?shù)氐纳鐣?jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境狀況之間的關(guān)系顯得尤為重要。國際上一般采用GDP 和人均GDP 作為衡量經(jīng)濟發(fā)展的宏觀指標(biāo)和微觀指標(biāo)；在環(huán)境污染方面，我國一般采用污染物排放（大氣污染物排放、污水排放、污染物排放以及噪聲污染排放）來衡量[3]。所以相關(guān)學(xué)者提出利用“三廢”的排放量來衡量環(huán)境污染的程度?；诖?，本文選取嘉興市1996-2019 年人均GDP 以及工業(yè)廢水排放量、工業(yè)廢氣排放量和工業(yè)固體廢物排放量的數(shù)據(jù)為研究對象；分析數(shù)據(jù)主要來源于嘉興統(tǒng)計年鑒。

1.3 嘉興市經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r

1.3.1 經(jīng)濟狀況

數(shù)據(jù)顯示，1996-2019 年嘉興市人均GDP 呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢，2019 年比1996 年增長了11.1 倍，且比2018 年也增長了5.93%（圖1）。

1.3.2 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

1996-2019 年，嘉興市不斷調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。第一產(chǎn)業(yè)比重持續(xù)下降，從1996 年的16.60%下降至2019 年的2.25%；第二產(chǎn)業(yè)比重處于波動狀態(tài)，總體呈現(xiàn)輕微下降的狀態(tài)，2019 年比1996 年下降了3.38個百分點；第三產(chǎn)業(yè)占比逐年上升，2019 年第三產(chǎn)業(yè)比重比1996 年上升了16.61 個百分點；到2019 年年末，嘉興市第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)的占比分別為2.25%、53.86%和43.89%?？傮w而言，嘉興市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)還是以第二產(chǎn)業(yè)為主體，第三產(chǎn)業(yè)逐步增加的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（圖2）。

2 嘉興市環(huán)境污染狀況

2.1 工業(yè)廢水排放情況

如圖3 所示，1996-2019 年嘉興市工業(yè)廢水在排放總量上起落雖然比較明顯，但是還是呈現(xiàn)總體上升的趨勢。2012 年達(dá)到峰值，為23267 萬噸，到2019 年，下降為18871.03 萬噸，但是比1996 年還是上升了160.61%。

2.2 工業(yè)廢氣排放量

1996-2019 年期間，嘉興市工業(yè)廢氣排放量呈現(xiàn)總體上升的趨勢。其中，在1996-2006 年間工業(yè)廢棄的排放量持續(xù)上升；2007 年到2016 年間呈現(xiàn)波動狀態(tài)，從2017 起，廢氣排放量呈現(xiàn)直線上升的狀態(tài)。與1996 年相比，2019 年的工業(yè)廢氣排放量上升了37.4倍（圖3）。

2.3 固體廢物排放量

如圖3 所示，1996-2019 年之間，嘉興市固體廢物排放量除了2008、2013、2015 和2016 年略有波動外，都呈現(xiàn)穩(wěn)定上升的趨勢。與1996 年相比，2019 年的固廢排放量上升了15.5 倍。

3 研究方法及模型建立

3.1 環(huán)境庫茲涅茨曲線的擬合

在本文的研究中，選取典型的經(jīng)濟指標(biāo)人均GDP和三個環(huán)境污染指標(biāo)（人均工業(yè)廢水、人均工業(yè)廢氣和人均一般工業(yè)固廢排放量）作為數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計的對象（表1）[14][15]。由于不同國家不同地區(qū)情況不同，EKC 模型并不是固定一種形式，在研究過程中，一般采用多種形式的回歸分析來選取合適的EKC 擬合模型[14][16]。本文根據(jù)現(xiàn)有的文獻和嘉興市的經(jīng)濟、環(huán)境現(xiàn)狀，選取人均GDP 為自變量、工業(yè)“三廢”作為因變量，選擇線性方程（Linear）、一元二次方程（Quadratic）、一元三次（Cubic）、對數(shù)方程（logarithmic）分別進行擬合。以上四種擬合方式對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型為：Y=a+b1X；Y=a+b1X+b2X2；Y=a+b1X+b2X2+b3X3；Y=a+b1lnX。式中，Y 代表環(huán)境污染指數(shù)，X 代表收入（一般用人均GDP），a 為常數(shù)，bk為系數(shù)。本文采用EXCEL 和SPASS 軟件系統(tǒng)，對嘉興市1996-2019 年的經(jīng)濟、環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)進行曲線回歸模擬，回歸曲線的擬合度檢驗見表1。

表1 嘉興市人均工業(yè)“三廢”排放量與人均GDP擬合回歸曲線檢驗

3.2 環(huán)境庫茲涅茨曲線形態(tài)

在不同的條件下，環(huán)境庫茲涅茨曲線呈現(xiàn)不同的形態(tài)。經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境之間不僅會出現(xiàn)“U”型的關(guān)系還會出現(xiàn)“N”型（倒“U”型）、“N”型（倒“N”型）或者同步關(guān)系，有時候還會出現(xiàn)同步關(guān)系[14]。

本文中，（1）如果b1=b2=b3=0，則表示經(jīng)濟增長不會對環(huán)境造成影響；

（2）如果b1＞0，b2=b3=0，則表示經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境呈現(xiàn)線性正相關(guān)關(guān)系，即經(jīng)濟發(fā)展會引起環(huán)境惡化；反之如果b1＜0，b2=b3=0，則表示經(jīng)濟發(fā)展不會引起環(huán)境惡化；這兩種情況下經(jīng)濟發(fā)展都與環(huán)境狀況呈同步的關(guān)系；

（3）如果b1＞0，b2＜0，b3=0，則經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境狀況與庫茲涅茨曲線吻合，呈現(xiàn)倒“U”型，表示隨著經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境質(zhì)量狀況會先惡化再逐漸轉(zhuǎn)好；如果b1＜0，b2＞0，b3=0，則經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境之間的關(guān)系與環(huán)境庫茲涅茨曲線相反，呈現(xiàn)出“U”型曲線，表示經(jīng)濟發(fā)展首先使環(huán)境質(zhì)量狀況好轉(zhuǎn)而后惡化；

（4）在b1＞0，b2＜0，b3＞0 的情況下，經(jīng)濟增長與環(huán)境呈“N”型的關(guān)系，表示隨著經(jīng)濟的發(fā)展環(huán)境質(zhì)量先變好再惡化，當(dāng)經(jīng)濟持續(xù)增長以后，環(huán)境質(zhì)量會再次變好；如果b1＜0，b2＞0，b3＜0，則經(jīng)濟增長和環(huán)境質(zhì)量之間存在倒“N”型的關(guān)系，意味著環(huán)境質(zhì)量狀況會隨著經(jīng)濟的正常先出現(xiàn)惡化而后得以改善，最后再次出現(xiàn)惡化的趨勢。

4 擬合結(jié)果分析

人均GDP 與工業(yè)廢氣排放量、工業(yè)廢水排放量、工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量的擬合結(jié)果見表1。由表1 可知，這兩者之間的四種擬合方程中，三次函數(shù)曲線的相關(guān)系數(shù)R2均最大，F(xiàn) 檢驗值顯示這些指標(biāo)的回歸方程總體上是顯著的。其中，工業(yè)廢水排放量與人均GDP 的關(guān)系模型為：y=9E-15x3-6E-09x2+0.0009x+21.919；工業(yè)廢氣排放量與人均GDP 的關(guān)系模型為：y=2E-10x3-5E-05x2+3.5227x-17144；工業(yè)固廢排放量與人均GDP的關(guān)系模型為：y=-8E-11x2+2E-05x-0.0431。

4.1 工業(yè)廢氣排放量與人均GDP的擬合結(jié)果分析

根據(jù)擬合結(jié)果可知（圖4），工業(yè)廢氣排放量與人均GDP 之間的回歸曲線呈現(xiàn)“N”型關(guān)系，為倒“U”型[16]和“U”型的復(fù)合產(chǎn)物，意味著隨著經(jīng)濟的發(fā)展工業(yè)廢氣排放量先增加，再減少，當(dāng)經(jīng)濟持續(xù)增長以后，工業(yè)廢氣排放量會再次增加。排放有所下降的EKC 拐點出現(xiàn)在人均GDP 47792 元/人，排放量再次上升的拐點出現(xiàn)在人均GDP 105979 元/人。由表1 可知，1996-2019年之間，當(dāng)人均GDP 持續(xù)增加時，工業(yè)廢氣排放總量的整體趨勢是上升的。其中，1996-2007 年間，工業(yè)廢氣排放總量隨著人均GDP 的增加而迅速增加，2007年-2014 年間，工業(yè)廢氣排放總量基本保持平衡狀態(tài)；從2015 年開始，工業(yè)廢氣排放總量又迅速上升。可以看出，嘉興市在經(jīng)濟高速發(fā)展的前期和后期階段，工業(yè)廢氣污染程度相隨而言會較大，在經(jīng)濟發(fā)展的中期階段，工業(yè)廢氣污染程度有所緩和。

整體而言，嘉興市工業(yè)廢氣和人均GDP 之間的關(guān)系主要受到能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響。在2007 年之前，嘉興市的第二產(chǎn)業(yè)比重呈現(xiàn)整體上升的趨勢，并且在2006 年達(dá)到了峰值，且這段時間嘉興市燃煤用量的大幅度增加，導(dǎo)致廢氣排放量的大幅度增加[16]。之后由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，工業(yè)廢氣排放量處于一個較為平穩(wěn)的狀態(tài)；2015 年以后，工業(yè)廢氣排放量呈直線上升，這主要是因為嘉興市能源結(jié)構(gòu)過于依賴傳統(tǒng)能源，特別是原煤用量在2015 年以后大幅增加，導(dǎo)致大氣污染的加重。

4.2 工業(yè)廢水排放量與人均GDP的擬合結(jié)果分析

利用四種擬合方法分別對工業(yè)廢水排放總量和人均GDP 進行了擬合以后發(fā)現(xiàn)，三項式曲線模型中R2最大，為0.850。表明指數(shù)曲線模型的擬合度最佳，表明嘉興市人均GDP 與工業(yè)廢水排放總量之間的回歸曲線呈現(xiàn)“N”型關(guān)系，關(guān)系模型為y=9E-15x3-6E-09x2+0.0009x+21.919。

如圖5 所示，1996 年-2019 年之間，工業(yè)廢水排放量與人均GDP 兩者之間呈現(xiàn)N 型曲線左半邊特征。收入水平較低時，工業(yè)廢水隨著收入的增加而增加，在2012 年人均GDP 達(dá)到86435 元時達(dá)到一個峰值，而后隨著收入的增加呈現(xiàn)一個波動下降的狀態(tài)。說明工業(yè)廢水治理和整治有了較好的效果。從工業(yè)廢水的排放量來看，2013 年開始，嘉興市工業(yè)廢水排放量下降較快，2019 年的人均工業(yè)廢水排放量較2012年下降了23.2%。并且在2012 年實施了治污水三年行動計劃，全面排查、封堵排污口2.3 萬個，完成工業(yè)污水全入網(wǎng)的任務(wù)，累計8864 家企業(yè)截污納管，增加污水入網(wǎng)量40 萬噸/日。完成重污染行業(yè)整治收官，整治完成噴水織機、紡織印染、熱鍍鋅、紐扣、榨菜、表面處理、木業(yè)等9 個特色行業(yè)；關(guān)停低小散企業(yè)1100 多家；截止2019 年底，嘉興市已經(jīng)按時建成24 個工業(yè)集聚區(qū)“污水零直排區(qū)”。全面完成33 個入河排污口、16 個入海排污口規(guī)范化政治。大大減少了廢水污染物的治理和排放。

4.3 工業(yè)固體廢棄物總量與人均GDP的擬合結(jié)果分析

由表2 看出，二次曲線模型和三次曲線模型的擬合度優(yōu)于線性和對數(shù)方程，R2也非常接近，結(jié)合擬合結(jié)果圖形來看，最終將二次曲線方程設(shè)為工業(yè)固廢排放量與人均GDP 的回歸方程，擬合方程為y=-8E-11x2+2E-05x-0.0431（如圖6 所示）。y=4E-16x3-2E-10x2+3E-05x-0.113。

由圖6 可知，從1996 年開始到2019 年，隨著人均收入的增加，固廢排放量呈快速上升狀態(tài)。嘉興市近年來也一直關(guān)注固廢處置能力的提升，2019 年底，已經(jīng)建成34 個“五廢共治”項目，占總項目數(shù)的73.9%，處置能力達(dá)到336.81 萬噸/每年，按照2019 年固廢產(chǎn)生量632.71 萬噸來計算的話，可以處置超過一半的固廢；2019 年填埋能力為54.2 萬噸，生活垃圾已經(jīng)基本實現(xiàn)產(chǎn)處平衡。隨著嘉興市清廢凈土政策的繼續(xù)推行以及“五廢共治”項目的建設(shè)推進，相信固廢曲線不久以后應(yīng)該會迎來倒“U”型的拐點。

5 結(jié)論及建議

本文通過對嘉興市1996-2019 年期間經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染狀況分析，構(gòu)建了嘉興市主要環(huán)境污染排放物和人均GDP 的回歸模型，基于分析模型，得出以下結(jié)論：

（1）1996-2019 年期間，嘉興市GDP 持續(xù)上升，2010 年增速最快，達(dá)到22.94%。2016 年至今仍然保持著平均9.8%的增長。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也在不斷調(diào)整，第一產(chǎn)業(yè)比重持續(xù)下降，第二產(chǎn)業(yè)占比稍有下降，變化不大；第三產(chǎn)業(yè)比重不斷增加，逐漸逼近第二產(chǎn)業(yè)的占比量。但是，第二產(chǎn)業(yè)仍然是嘉興市的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)；根據(jù)錢納里標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和工業(yè)化階段理論，嘉興正處于工業(yè)化中級階段向工業(yè)化后期階段過渡的時期，經(jīng)濟增長是當(dāng)前社會的重點，并且這種情況將維持很長一段時間，所以第二產(chǎn)業(yè)比重較高甚至處于主導(dǎo)地位的情況在短期內(nèi)是比較難以改變的，因此工業(yè)“三廢”的污染問題應(yīng)該是一個較為長期的問題。此外，在能源利用方面，雖然清潔能源的利用率在升高，但是對傳統(tǒng)能源的依賴依然比較嚴(yán)重。

（2）嘉興市工業(yè)廢氣排放量與人均GDP 建立的3次曲線回歸模型整體擬合較好，通過F 檢驗，回歸方程顯著，呈現(xiàn)典型的N 型曲線的特征。這主要是由于嘉興市產(chǎn)業(yè)機構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)造成。從回歸模型來看，嘉興市工業(yè)廢氣排放的壓力依舊很大，特別是“十二五”期間，工業(yè)廢氣排放量呈直線上升。需要繼續(xù)推進清潔能源的利用；進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化調(diào)整，提高高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的占比，整治廢氣污染企業(yè)，推進重點廢氣污染企業(yè)的超低排放改造，利用新技術(shù)推進工業(yè)廢氣的治理。

（3）嘉興市工業(yè)廢水排放量與人均GDP 呈現(xiàn)N 型曲線的左半邊特征。在2012 年人均GDP 達(dá)到86435元時達(dá)到頂峰后，隨著人均GDP 增加有所下降。這說明嘉興市對水污染環(huán)境治理控制措施起到了效果；但是為了防止在接下去的時間出現(xiàn)N 型曲線的右半段的惡化趨勢，嘉興市要繼續(xù)推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級，嚴(yán)格實施污染控制措施，繼續(xù)加強污染企業(yè)監(jiān)管，提升污水處理能力，努力使工業(yè)廢水及相關(guān)污染指標(biāo)呈下降趨勢。

（4）嘉興市工業(yè)固廢排放量和人均GDP 擬合結(jié)果顯示二次擬合方程和三次擬合方程的R2及其接近，根據(jù)曲線的形狀，我們最后選取了二次方程，說明嘉興市的工業(yè)廢物從1996 年-2019 年呈現(xiàn)倒“U” 的前半部分，屬于快速上升的階段，相信在產(chǎn)業(yè)調(diào)整、處理技術(shù)的發(fā)展、政策的加強等因素下，在不久的將來會迎來下降的拐點。

（5）環(huán)境保護治理力度。隨著社會的進度和人民群眾環(huán)境意識的提高，嘉興市對環(huán)境保護的重視與對環(huán)境污染的治理也在逐年增加。截止2019 年為止，已經(jīng)建成了24 個工業(yè)集聚區(qū)“污水零直排區(qū)”。全面完成33 個入河排污口、16 個入海排污口規(guī)范化整治。在廢氣治理方面，實施工業(yè)廢氣治理“十百千”工程，完成VOCS 治理項目105 個、清理整頓“散亂污”企業(yè)1050家。在固廢處置方面，在全省率先編制形成“1+12”固廢處置能力平衡表。2019 年，嘉興市環(huán)境污染治理投資總額61.36 億元，占全市GDP 的1.14%；工業(yè)污染源治理投資41764 萬元，占到總的環(huán)境污染治理投資的6.8%，且環(huán)境保護投入呈逐年增加的趨勢。隨著環(huán)境保護投入機制的建立和完善和環(huán)境污染治理技術(shù)的發(fā)展，相信嘉興市的環(huán)境庫茲涅茨曲線將會呈現(xiàn)良性的趨勢。

結(jié)語

本文通過建立嘉興市主要環(huán)境污染物與經(jīng)濟發(fā)展要素的庫茲涅茨曲線模型，分析了1996 年-2019 年間嘉興市經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染的關(guān)系，并對可能的趨勢作出了預(yù)測。環(huán)境污染不但與經(jīng)濟發(fā)展相關(guān)，還與地方產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源利用結(jié)構(gòu)、人們的環(huán)保意識、政府的環(huán)境保護投入和政策都息息相關(guān)，因此，在以后的經(jīng)濟發(fā)展建設(shè)中，需要進一步的調(diào)整產(chǎn)業(yè)、能源結(jié)構(gòu)，提高環(huán)境污染治理投入，利用高科技新技術(shù)不斷提高城市污染物的治理能力，提高人民群眾的環(huán)保意識，實現(xiàn)經(jīng)濟環(huán)境兩方面的可持續(xù)發(fā)展。