我国三废排放的库兹涅茨曲线成因分析

我国三废排放的库兹涅茨曲线成因分析

20世纪90年代初，美国经济学家gusan、krugger、shalik和baryasolone引入了环境评估曲线（ekc）的概念。环境评估曲线是描述经济发展与环境水平变化之间的计量模型。它假定,如果没有一定的环境政策干预,一个国家的整体环境质量或污染水平在经济发展的初期随着国民收入的增加而恶化;当该国经济发展到较高水平,环境质量的恶化或污染水平的加剧开始保持平稳;进而随着国民收入的继续增加而逐渐好转,即环境污染变动趋势与经济发展变动趋势间呈现倒“U”型关系。这种关系在发达国家和新兴工业化国家(地区)得到了很好的验证;据研究,我国部分地区如:北京、上海、江苏等的环境污染状况与经济发展水平之间总体上符合倒“U”型曲线关系;范金对我国81个大中城市的大气污染状况与经济水平之间的关系进行了研究,结果证明除氮氧化物外其余污染物与收入确存在倒“U”现象。但有些学者认为,环境库兹涅茨曲线(EKC)的形状不一定就是倒“U”型,在一定阶段,EKC可能是倒“U”,也可能是正“U”、三次曲线、单调递增、直线、甚至可能是向后弯曲的[4,9,10,11,12,13,14]。以上研究由于研究时段、地区的局限性,未能就我国经济发展水平与环境状况之间的关系给予整体上的总结。本研究选取我国1985-2003年环境经济数据,探究“三废”排放与经济发展之间的库兹涅茨曲线特征,并定量分析其内在原因,以期为制定环境政策和掌握经济发展质量提供依据。1库兹涅茨曲线，中国“三废”排放1.1环境指标的选取构建环境污染状况与经济发展水平之间关系的计量模型需要:①跨越不同发展阶段且具有一定长度的时间序列;②具有一定代表性的环境经济指标;③具有可获取性的环境经济数据。鉴于以上考虑,本文研究时段选择1985-2003年(19年);环境指标选取人均工业废水排放量、人均城镇生活污水排放量、人均废气排放量、人均SO2排放量和人均工业固废产生量;经济指标选取人均GDP(数据见表1)。1.2环境质量模型计量模型的选择,首先,应有一定的统计意义,能够保证统计学所需的模拟精度;第二应有实践意义,模型能够对指标间的相互关系给以合理的解释。鉴于以上要求,借鉴前人的研究经验,本文选择以下模型:式中:Y是人均“三废”排放量;X是人均GDP;β0、β1、β2、β3是模型参数;ε是随机误差项。其中模型参数β1、β2、β3具有重要意义,根据其取值的不同可反映环境质量状况与经济发展之间关系有:(1)当β1≠0,β2=0,β3=0时,环境状况与经济发展之间呈线形关系;(2)当β1>0,β2<0,β3=0时,环境状况与经济发展之间符合倒“U”型EKC;(3)当β1<0,β2>0,β]3=0时,环境状况与经济发展之间呈“U”型曲线关系;(4)当β1、β2、β3都不为0时,环境状况与经济发展之间呈三次曲线关系。1.3计量模型模拟结果在SAS统计软件的支持下,对人均“三废”排放量和人均GDP(见表1)进行Y=β0+β1X+β2X2+β3X3+ε曲线回归模拟,计量模型模拟结果见表2。可以看出,我国人均GDP与人均“三废”排放量曲线拟合较好,相关系数和F检验均达到统计要求,对环境库兹涅茨曲线具有比较充分的解释意义。1.4城镇生活污水排放量与均统计模拟结果(见表2)和曲线模拟结果(见图1～5)表明,我国在研究时段(1985-2003年)内人均“三废”排放与人均GDP之间的关系并不都符合标准的环境库兹涅茨曲线(倒“U”型)关系,而是呈现出倒“U”、正“U”和“三次曲线”三种环境库兹涅茨类型。其中,人均工业废水排放量随人均GDP增加呈现出明显的递减趋势(见图1),在人均GDP6000元以上时下降幅度趋向平缓,根据拟合方程Y废水=26.3230-0.0028XGDP/人+(1.9×107)X2GDP/人GDΡ/人2可计算在人均GDP为7314元时达最低点(2001年左右),此后,人均工业废水排放量呈现较小幅度的反弹。从模拟曲线上看,中国的工业废水污染水平正逐渐趋缓并走向改善,但这并非表明我国工业废水污染状况已达标准环境库兹涅茨曲线转折点后的工业化后期水平,工业废水排放量的减少可能与我国环境保护政策的实施以及工业废水治理投资的加强有关系,故还要时刻警惕工业废水污染的反弹和波动(如2002和2003年)。人均城镇生活污水排放量与人均GDP之间二次曲线拟和较好(见图2),其相关系数R为0.9883,属高度相关,F检验达极显著水平,对环境库兹涅茨曲线具有充分的解释意义。根据拟合方程Y污水=6.5337+0.0015XGDP/人-1.31×108X2GDP/人可计算其转折点在人均GDP在57000元附近,即污水排放量在2030年左右达最大值。目前我国污水排放量处于倒“U”曲线左侧,可以预测,如果不进一步加大城镇污水的治理力度,随着我国人口的增加、城市化速度的加快以及居民生活水平的提高,城镇污水排放量将在很长时间内保持继续上升的趋势,并有可能代替工业废水成为国内最主要的污染源。人均废气排放量与人均GDP之间存在比较明显的3次曲线特征(见图3),拟合方程为Y废气=4421.07+3.0744XGDP/人-0.0007X2GDP/人GDΡ/人2+4.9×108X3GDP/人GDΡ/人3。依据其变化特征可以分为三个时期:1985～1992年人均废气排放量随着经济发展而持续增加;1993～1999年人均废气排放量呈现微弱上升趋势,曲线形状较为平缓;1999年(第二拐点左右)以后,大气污染随人均GDP的增加而持续恶化。即我国大气污染状况经历了恶化—趋缓—再恶化的过程。因我国大气污染属煤烟型污染,这一现象应该与能源使用状况有关,据统计1985-1992年间我国能源消费(标准煤)平均年增长率为5.59%、1993-1999年下降为2.95%、1999年后上升为4.43%;另外随着近几年经济的发展,机动车尾气排放所导致的空气污染增加迅速,势头难以控制。人均SO2排放量与人均GDP模拟结果表明(见图4)二者具有标准环境库兹涅茨曲线(倒U)关系,拟合方程为YSO2=11.9342-0.0010XGDP/人-6.8×108X2GDP/人GDΡ/人2,其转折点在人均GDP7353元,时间为2001年左右。从理论上我国的SO2污染目前已进入转折期,SO2污染控制、治理政策取得了基本成效。但这并不代表SO2污染已处于与经济协调发展的时期,SO2的库兹涅茨曲线仍然可能出现波动、上升甚至超过转折点,如2003年由于高能耗、高污染行业的快速发展,SO2污染呈现较大幅度的反弹,比转折点的排放量高9.5个百分点。工业固废产生量与经济增长表现为正“U”关系(见图5),拟合方程为:Y固废=504.395-0.0024XGDP/人+3.8×106X2GDP/人GDΡ/人2。随着经济的发展,工业固废产生量总体上呈增长趋势,但其增长速率具有明显的阶段性:80年代中期到90年代中期,增长趋势缓慢,人均固废产生量年平均增长率不到1个百分点(0.73);但1998年后,排放量迅速增加,其年平均增长率为3.9个百分点。这与我国经济发展有一定关系,但主要原因是汇总的企业数量有较大的增加,1998年之前的统计量不包括乡镇企业的排放量。由于统计数据上的不一致,本文对“工业固废”的库兹涅茨曲线成因不再进行灰色关联度分析。2计算影响因子为了进一步探讨我国环境库兹涅茨曲线成因,本文计算影响因子(见表3)与环境质量状况(注:将表1人均排放量换算为排放量)之间的灰色关联度,定量剖析我国环境库兹涅茨曲线形成的深层次原因。2.1环保从业人员数与工业废水污染源关联度的确定选择可能与工业废水排放有关的因子(见表3):GDP、工业产值、工业污染治理投资、环保从业人员,运用灰色关联度分析方法,计算其与工业废水排放之间的灰色关联度(具体计算方法和步骤详见参考文献)。结果如下:环保从业人员数与工业废水排放量的关联度最大(r=0.72),其次是工业污染治理投资(r=0.64),GDP、工业产值影响相对较小(r=0.59,r=0.57)。这表明我国不断健全的环保队伍和逐年增加的工业污染治理投资在一定程度上减缓了工业废水对水环境的压力。2.2影响城镇污水排放的主要因素选择城镇人口、城镇居民可支配收入、第三产业比重作为影响因子,计算其与城镇污水排放之间的灰色关联度。结果表明,城镇人口仍然是影响城镇污水排放最主要的因素(r=0.77),其次是城镇居民收入(r=0.61)和第三产业比重(r=0.61)。这说明,随着城镇人口的增加、居民消费水平的提高以及相对较弱的污水治理措施使城市污水的排放目前仍处于倒“U”曲线的上升阶段;第三产业的发展,尤其是餐饮、保洁等行业的发展在一定程度上增加了城市污水排放量。2.3大气污染的治理路径大气污染主要由燃料燃烧、工业生产、交通运输等人类活动引起的,故选择能源消费、GDP、工业总产值、车辆拥有量、废气治理投资、环保系统人员、城市用气普及率为影响因子,计算它们与废气排放量之间的关联度。结果如下:能源消耗与大气污染关系最密切,关联度高达0.92,是造成我国大气污染的主要原因;车辆拥有量与废气排放之间的关联度为0.73,说明机动车尾气排放加快了大气污染的恶化速度;GDP、工业总产值与大气污染关系相对较弱(r=0.67,r=0.68);环保部门队伍建设(r=0.87)、废气治理投资额的增加(r=0.74)以及城市用气普及率的提高(r=0.84)在一定程度上可缓解大气污染的恶化趋势。由于影响大气污染的因素较多,且正负影响相互作用,造成了我国人均废气排放量与人均GDP之间呈现比较复杂的三次曲线关系。2.4燃煤so2污染严重SO2是大气污染的主要成分之一,下面是SO2污染及其影响因素的关联度分析结果:对SO2污染影响最大的是煤炭消耗量(r=0.93),这一分析与实际吻合,据中科院可持续发展组报道90%的SO2来自燃煤;城市用气普及率的提高(r=0.83)、环境管理力度的加强(环保系统人员r=0.79)、环境投资额(r=0.69)的增加在很大程度上可减缓SO2的污染;经济发展水平与SO2排放量的关联度相对较弱(r=0.64)。随着我国煤炭消耗量的相对减少、SO2污染治理力度的加强以及城市用气普及率的提高,我国SO2排放量已越过环境库兹涅茨曲线的转折点,SO2污染呈现相对减缓的趋势。3废:库兹涅茨曲线从以上的实证研究和灰色关联度分析得出以下结论:①由于不同研究选取的时间尺度、地域范围、环境经济指标等的不同,标准环境库兹涅茨的倒“U”曲线只是一种可能而不是一种必然;②中国目前的环境质量仍处于“局部改善、整体恶化”的状态,且部分污染物恶化速度有增加的趋势;③中国“三废”的库兹涅茨曲线并不