经济发展与环境质量关系实证研究——以河南省18个省辖市为例

刘跃军，李素莹

（中原工学院，郑州450007）

经济发展与环境质量关系实证研究
——以河南省18个省辖市为例

刘跃军，李素莹

（中原工学院，郑州450007）

基于2009年河南省18个省辖市的经济发展与环境质量数据，以及环境库兹涅茨假说，利用二次多项式和三次多项式模型对河南省工业经济发展与工业“三废”排放量的关系进行检验.结果显示，河南省环境库茨涅茨曲线不同于典型的倒“U”型曲线，工业总产值和环境质量、固体废弃物排放量之间均呈倒“N”型曲线关系，和废气排放量之间呈倒“U”型曲线关系，而和废水排放量之间呈弱正相关关系，整体环境呈现向好趋势.但是经济增长并不能自动改善环境质量，只有经历“后治理”这一阶段，环境质量才会出现好转.曲线陡峭以及拐点的提前出现是经济和环境没有协调发展所致，在以后的发展过程中应抓好两者的协调工作.

环境质量；经济发展；工业三废；环境库兹涅茨曲线

库茨涅茨曲线（Environmental Kuznets Curve，即EKC）是20世纪50年代中期Kuznets S用来研究经济发展与收入分配之间关系的一种学说［1］.该学说认为，在经济发展的初期，收入不均现象会随着经济发展先升后降，两者呈倒“U”型曲线关系.上世纪90年代初，美国经济学家Grossman和Krueger在分析NAFTA协议的环境效应时，发现环境污染物排放总量与经济发展之间也呈倒“U”型曲线关系，并由此提出了环境库茨涅茨曲线假说，即当一个国家经济发展水平较低的时候，环境污染的程度较轻，随着经济发展水平的提高，环境污染程度由低趋高；当经济发展达到一定水平后，环境污染程度逐渐减缓，环境质量也得到改善［2］.

随着我国工业经济的发展，国内学者也对经济发展和环境质量的关系进行了研究.丁焕峰等运用中国1998－2007年区域污染与经济发展数据分析了经济发展和环境质量的关系，发现工业废水中污染物化学需氧量与人均GDP之间存在倒“U”型曲线关系［3］；李春米根据陕西省经济发展与环境质量数据验证了陕西省环境库茨涅茨曲线特征，得到两者的倒“U”型曲线关系基本存在［4］.然而，也有许多关于环境质量与经济发展的实证分析表明，环境质量与经济发展之间的关系并不一定符合典型的环境库茨涅茨曲线特征，而是更多地呈“N”型曲线或“U”型＋倒“U”型曲线，也有可能是对数、指数等多种关系.李瑞娥等利用1981－2004年28个省份的面板数据研究了我国主要环境污染物的EKC特征，结果显示，人均GDP与工业废水之间为负相关关系，与工业废气排放量、SO2之间则都呈“N”型曲线关系［5］；朱金山等采用EKC曲线模型拟合重庆市1995－2006年经济发展和工业污染之间的关系，发现重庆市的工业“三废”排放量和人均GDP之间的关系曲线呈“N”型和EKC曲线的左半部分，并且“三废”排放量都呈现增长趋势［6］.以上研究文献也存在不足.例如，在研究中使用人均GDP来衡量经济发展，GDP只追求产量而不顾耗费多少自然资源以及对环境造成的污染，不仅不能衡量环境质量，甚至将环境质量下降作为对经济的贡献［7］；另外，有些学者在研究经济与环境的问题时设定的模型不够合理，仅对各种污染物排放量与人均GDP之间的关系进行了分析，而忽视了环境质量是一个综合指标.因此，本文拟在环境库兹涅茨曲线理论的基础上，运用二次多项式和三次多项式模型，对河南省经济发展与环境质量的关系进行研究.

1 模型构建

1.1 指标确定

环境库茨涅茨曲线理论研究的变量主要包括经济发展变量与环境质量变量.根据河南省经济发展与环境变化的实际，可以把工业总产值作为衡量经济发展的指标，以“工业三废”作为衡量环境质量变化的指标.这是因为改革开放以来河南省经济发展的贡献主要来自于工业发展，而环境质量问题主要来自于“工业三废”的排放.其中，工业固体废弃物排放量包括工业粉尘排放量，工业废气排放量包括工业SO2排放量和工业烟尘排放量.本文拟采用工业废水排放量、工业废气排放量、工业固体废弃物排放量、工业粉尘排放量、工业SO2排放量和工业烟尘排放量6个指标对环境质量进行评价.

1.2 数据选取

以2009年河南省18个省辖市的经济发展及环境变化的截面数据为样本［8］，对环境质量与经济发展之间的关系进行实证分析.

1.3 模型构建

在描述环境库茨涅茨曲线的实证研究中，多数学者采用二次多项式和三次多项式结合的实证分析方法.有一些学者建议在分析中加入其他变量，如个体差异等，但是由于时间原因［9］，有些附加变量在短期内并不能给分析带来有意义的指导.这里运用二次多项式和三次多项式结合的方法进行实证分析.构建的模型如下：

式中：Yi为环境变化指标 （其中Y1为工业废气排放量，Y2为工业固体废弃物排放量，Y3为废水产生量）；X 为工业总产值；α0表示常数项；α1、α2、α3分别表示估计系数；∂为随机误差项.

模型（1）可以表示经济发展与环境质量的2种关系：①当α2＞0，α1＜0时，表示经济发展与环境质量之间为“U”型关系；②当α2＜0，α1＞0时，表示经济发展与环境质量之间为倒“U”型关系.当模型参数关系显著、线性关系不显著等情况存在时，采用较为复杂的模型（2）.

模型（2）可以表示经济发展与环境质量的5种关系：①当α1＝0，α2＝0，α3＝0时，表示经济发展与环境质量之间无联系；②当α1＞0，α2＝0，α3＝0时，表示伴随着经济发展，环境急剧恶化，图形为向上倾斜的直线；③当α1＜0，α2＝0，α3＝0时，表示经济发展与环境质量之间是相互促进的和谐关系，图形为向下倾斜的曲线；④当α1＞0，α2＜0，α3＞0时，表示经济发展与环境质量之间为“N”型关系；⑤当α1＜0，α2＞0，α3＜0时，表示经济发展与环境质量之间为倒“N”型关系.

2 实证分析

2.1 环境质量整体估算

为了探究河南省经济发展与环境质量之间的关系，对6个环境质量指标进行提取公因子，通过计算综合因子得分来评估环境质量，并且据此绘出EKC曲线.

首先运用SPSS19.0软件对6个环境指标的相关性进行检验，结果见表1.由表1知，KMO值为0.753（大于0.7），即可以认为6个变量间具有较强的相关性，适用于因子分析.

表1 原始变量相关性的KMO和球形Bartlett检验结果

为了使分析结果尽可能易于解释且更为合理，对因子进行旋转，结果见表2.经过旋转，前2个主因子的累积贡献率为86.849%.可以说这2个主因子对6个变量已经具有了一定的代表性，反映了环境质量86.849%的信息.

根据因子模型计算出6个环境质量指标在2个主因子上的得分，分别用F1、F2表示，然后以每个因子的方差贡献率为权重计算环境质量总分F0：

表3所示为2009年河南省18个省辖市的环境质量分别在2个主因子上的得分F1、F2以及环境质量总分F0.

表2 总方差解释矩阵

表3 河南省18个省辖市环境质量因子得分表

2.2 模拟结果与分析

借助SPSS19.0软件，将河南省2009年工业总产值和环境质量数据代入模型（1）和模型（2），得出河南省工业总产值与环境质量关系模型的模拟结果，见表4.

2.2.1 工业总产值与环境质量的关系

由表4知，模型（1）和模型（2）的拟合优度相同，根据统计学理论，这时选择决定系数大的模型.模型（1）的决定系数为0.597，小于模型（2）的决定系数0.67，所以模型（2）较模型（1）准确.环境质量与工业总产值的EKC曲线见图1.这时，EKC曲线不是呈典型的倒“U”型，而是呈倒“N”型.该轨迹有2个转折点：第一个转折点对应的工业总产值大约为392亿元，越过第一个转折点之后，随着工业总产值的升高，环境破坏程度逐渐加重；第二个转折点对应的工业总产值大约为1329亿元，越过第二个转折点之后，环境质量开始得到改善.

2.2.2 工业总产值与工业废气排放量的关系

表4 工业总产值与环境质量关系模型的模拟结果

模型（1）的拟合优度为0.001，小于模型（2）的拟合优度0.003.因此，二次曲线即倒“U”型曲线能够更好地解释两者的关系.随着工业产值的增长，废气排放量呈现明显增长的趋势（见图2），这表明随着各省辖市经济的增长，环境质量明显恶化.显然，在河南省的18个省辖市中，还没有出现环境转好的拐点.但是可以预计，未来转折点处的工业总产值为2253亿元.

图1 整体环境质量与工业总产值的拟合曲线图

图2 工业废气排放量与工业总产值的拟合曲线图

2.2.3 工业总产值与工业固体废弃物排放量的关系

由于模型（1）、模型（2）的拟合优度相同，选取决定系数较大的模型.模型（2）的决定系数为0.635，大于模型（1）的决定系数0.563，因此可以认为三次曲线能较好地解释工业总产值与固体废弃物之间的关系.这时，曲线呈倒“N”型，有2个转折点（见图3），这2个转折点对应的工业总产值分别为309亿元和1331亿元.可以看出，在越过第二个转折点之后，随着经济水平的提高，固体废弃物排放量有减少的趋势.

图3 工业固体废弃物排放量与工业总产值的拟合曲线图

2.2.4 工业总产值与工业废水排放量的关系

由模型（1）、模型（2）的拟合优度及决定系数可知，工业总产值和工业废水排放量之间并不存在明显的曲线关系.从图4只能看出两者大致的变化趋势.工业总产值低于500亿元的省辖市，其工业废水排放量很相近；工业总产值在500～1000亿元之间的一些省辖市，其工业总产值相近，但是工业废水的排放量却存在很大差别；工业总产值高于1000亿元的省辖市，其废水排放量又出现增加的趋势.

图4 工业废水排放量与工业总产值的拟合曲线图

3 结 语

通过对2009年河南省环境库茨涅茨曲线的分析，说明河南省的环境质量有向好的趋势.然而，典型的环境库茨涅茨曲线是发达国家经历“先污染，后治理”的工业模式的外在表现［10］，只有经历“后治理”这个关键阶段，才会出现环境质量的改善.因此，我们不能盲目乐观地认为河南省的环境和经济已步入协调发展轨道.另外，相对于典型的库茨涅茨曲线来说，河南省的环境库茨涅茨曲线比较陡峭，拐点出现也比较提前，这表明河南省的环境与经济并没有很好地协调发展.要使经济发展与环境质量出现双赢的局面，需要在环境保护上下大功夫，形成长期有效的环境保护体系，使两者能够互相扶持、协调发展.

［1］ Kuznets S.Economic Growth and Income Equality［J］.American Economic Review，1955，45（1）：1－281.

［2］ Grossman G M，Krueger A B.Environmental Impacts of A North American Free Trade Agreement［M］.Princeton：Woodrow Wilson School，1992.

［3］ 丁焕峰，李佩仪.区域污染与区域经济发展——中国1998－2007年面板数据分析［J］.经济与管理研究，2010（6）：63－69.

［4］ 李春米.经济发展、环境规制与产业结构－基于陕西省环境库茨涅茨曲线的分析［J］.兰州大学学报（社会科学版），2010，38（5）：96－102.

［5］ 李瑞娥，张海军.中国环境库兹涅茨曲线的变化特征（1981－2004）［J］.西安交通大学学报（社会科学版），2008，28（4）：35－43.

［6］ 朱金山，王定勇.重庆市经济增长与环境污染关系及成因分析［J］.西南大学学报（自然科学版），2008，30（11）：109－113.

［7］ 颜日初，朱喜安.论 GDP的作用和缺陷［J］.数量经济技术经济研究，2003（1）：141－144.

［8］ 河南省统计局.河南省统计年鉴（2010）［M］.北京：中国统计出版社，2010.

［9］ 许广月，宋德勇.中国碳排放环境库兹涅茨曲线的实证研究－基于省域面板数据［J］.中国工业经济，2010（5）：37－47.

［10］ 韩玉军，陆旸.经济发展与环境的关系——基于对二氧化碳环境库兹涅茨曲线的实证研究［J］.经济理论与经济管理，2009（3）：5－11.

Empirical Analysis of Industrial Economic Growth and Environmental Quality：Based on 18 Provincial Cities in Henan Province

LIU Yue－jun，LI Su－ying
（Zhongyuan University of Technology，Zhengzhou 450007，China）

Based on the data of economic growth and environmental quality of 18provincial cities in Henan Province in 2009，as well as the environmental Kuznets hypothesis，the relationship of the industrial growth and industrial“three wastes”emissions was tested by quadratic polynomial and cubic polynomial model.The results showes that the environment kuznets curve of Henan province is different from the typical inverted“U”type，except of emissions diacharge.The relationship of industrial output value and environment quality is inverted“N”type consistent with industrial output value and solid waste discharge，weakly positively relationship is related to industrial output value and waste water discharge.So the overall environmental quality will have a good trend.

environmental quality；economic growth；industrial“three wastes”；environmental Kuznets curve

F4

A

10.3969／j.issn.1671－6906.2012.05.007

1671－6906（2012）05－0028－05

2012－09－25

河南省哲学社会科学规划项目（2011FJJ050）

刘跃军（1963－），男，河南孟州人，教授，硕士.