陜西省經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)境

○張家凱

（1、賓漢姆頓大學(xué) 美國2、西北大學(xué) 陜西

一、變量設(shè)定和數(shù)據(jù)選取

本文選取三個(gè)變量分別來代表經(jīng)濟(jì)增長、能源消費(fèi)以及環(huán)境污染，首先，用每年的GDP（億元；Y）來衡量經(jīng)濟(jì)增長情況；其次，將生產(chǎn)過程中能源消費(fèi)總量（E）折合成萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤；最后，雖然環(huán)境污染指標(biāo)很多，一般包括廢物、廢水、廢氣三中污染物排放，但對于能源消費(fèi)最為直接的是廢氣排放，所以本文就選取廢氣排放總量（億標(biāo)立方米；X）來反映環(huán)境污染狀況。由于對于變量進(jìn)行對數(shù)化處理可以避免或者減少異方差的影響，且不會(huì)影響變量在時(shí)序分析性質(zhì)，所以經(jīng)濟(jì)增長（Y）、能源消費(fèi)（E）、環(huán)境污染（X）對數(shù)化處理后，記為lnY、lnE、lnX。

二、數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析

本文通過pearson相關(guān)關(guān)系公式，計(jì)算出在α=0.05時(shí)，GDP（Y）、能源消費(fèi)總量（E）以及廢氣排放量（X）三者之間的相關(guān)關(guān)系，見表1。

表1

從上表可以看出陜西省GDP、能源消費(fèi)總量以及廢氣排放量三者之間存在著高度相關(guān)關(guān)系，這三個(gè)變量選取可以闡釋經(jīng)濟(jì)增長，能源消費(fèi)和環(huán)境污染三方面的關(guān)系，為建立模型提供依據(jù)。

三、向量自回歸（VAR）模型的建立

表2

1、滯后階數(shù)P的判斷

本文通過觀察LR、FPE、AIC、SC、HQ這些評價(jià)準(zhǔn)則來確定VAR模型的滯后階數(shù)，從而建立以陜西省GDP、能源消費(fèi)總量以及廢氣排放量這些變量的滯后值所建立的VAR模型，見表2。

由表2可知，該VAR模型的滯后階數(shù)P=1，可以對該VAR模型進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。

2、VAR模型的建立

VAR模型擬合優(yōu)較高，都達(dá)到0.99以上，AIC準(zhǔn)則和SC準(zhǔn)則都比較小，這說明該VAR模型相對合理。

3、VAR模型的檢驗(yàn)

（1）VAR模型穩(wěn)定性的檢驗(yàn)

圖1

圖1中所有點(diǎn)代表VAR模型所有根模倒數(shù)，這些點(diǎn)都位于單位圓以內(nèi)，則表明該VAR模型是比較穩(wěn)定。

（2）Granger因果檢驗(yàn)

當(dāng)lnY作為因變量時(shí)，lnE的P值小于0.05，而lnX以及它和lnE所有滯后的聯(lián)合P值大于0.05，說明變量lnE能Granger引起變量lnY，而變量lnX和這兩個(gè)變量的所有滯后聯(lián)合不能Granger引起變量lnY。當(dāng)lnE作為因變量時(shí)，lnY、lnX以及這兩個(gè)變量所有滯后聯(lián)合P值都大于0.05，所以變量lnY、lnX以及這兩個(gè)變量的所有滯后聯(lián)合都不能Granger引起變量lnE。當(dāng)lnX作為因變量時(shí)，lnY、lnE以及這兩個(gè)變量的所有滯后聯(lián)合的P值都小于0.05，所以變量lnY、lnE以及這兩個(gè)變量的所有滯后聯(lián)合都能Granger引起變量lnX。這表明能源消費(fèi)會(huì)正向影響經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)增長會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染，但不會(huì)一定引起能源消費(fèi)增加，而環(huán)境污染對于經(jīng)濟(jì)增長和能源消費(fèi)沒有太大影響。

4、脈沖響應(yīng)函數(shù)的分析

脈沖響應(yīng)函數(shù)分析方法是用來描述一個(gè)內(nèi)生變量對于誤差項(xiàng)所造成沖擊影響的反應(yīng)程度，也就是對隨機(jī)誤差向上施加一標(biāo)準(zhǔn)差大小的沖擊，觀察內(nèi)生變量基期值和未來值所造成的影響。要判斷是否有脈沖影響，分析三個(gè)方程之間殘差關(guān)系。

從表3中可以看出，LnY、LnE、LnX三個(gè)方程之間殘差系數(shù)分別為0.5297、0.3495和0.1340，所以三個(gè)方程的殘差之間都有著一定的關(guān)系，故需要對于三個(gè)變量之間的互相沖擊所造成影響進(jìn)行分析。

表3

將考察總期間定為22期，第一行的三幅圖可以看出，經(jīng)濟(jì)增長對于自身的擾動(dòng)影響立即作出正向響應(yīng)，其后一直保持穩(wěn)定而又持續(xù)的增長，而對于能源消費(fèi)的擾動(dòng)，經(jīng)濟(jì)增長開始所作出響應(yīng)為0，后來逐漸出現(xiàn)正反應(yīng)，直到3期開始保持穩(wěn)定且持續(xù)的增長，最后對于環(huán)境污染的擾動(dòng)影響經(jīng)濟(jì)增長從0開始變?yōu)樨?fù)向影響，隨后一直保持穩(wěn)定而又持續(xù)的負(fù)向影響。從第二行的三幅圖可以看出對于經(jīng)濟(jì)增長的擾動(dòng)影響，能源消費(fèi)會(huì)做出正向響應(yīng)，并且一直到22期都在逐漸增長，而對于能源消費(fèi)自身擾動(dòng)影響，能源消費(fèi)會(huì)馬上做出一個(gè)正向相應(yīng)，然后開始下降至4期，接著保持一個(gè)穩(wěn)定而持續(xù)增長，能源消費(fèi)對于環(huán)境污染擾動(dòng)并不會(huì)做出太大響應(yīng)，基本保持0左右。第三行三幅圖可以看出對于經(jīng)濟(jì)增長擾動(dòng)，環(huán)境污染會(huì)作出一個(gè)正向響應(yīng)，隨后直至22期都會(huì)一直逐漸增大，針對能源消費(fèi)的擾動(dòng)影響，環(huán)境污染開始做出響應(yīng)為0，到第4期逐漸增加，4期后趨于穩(wěn)定且持續(xù)的增加，環(huán)境污染針對自身的擾動(dòng)會(huì)做出正向響應(yīng)，隨后會(huì)逐漸減小，直至在10期基本趨于0，之后再不會(huì)發(fā)生很大變化。

四、向量誤差修正（VEC）模型的建立

1、單位根檢驗(yàn)

由圖2、圖3和圖4可知，lnY、lnE和lnX的趨勢圖不是從原點(diǎn)出發(fā)，所以單位根檢驗(yàn)式包含有截距項(xiàng)，而且這三條曲線有明顯上升趨勢，在單位根檢驗(yàn)式中包含有趨勢項(xiàng)。

從表4中可以看出，在不進(jìn)行差分的情況下，lnY和lnE的ADF統(tǒng)計(jì)值都大于5%臨界值，此時(shí)兩個(gè)變量都有單位根，即為不平穩(wěn)的序列，而當(dāng)差分次數(shù)為1時(shí)，lnY和lnE的ADF統(tǒng)計(jì)值都小于5%臨界值，所以一階差分情況下這兩個(gè)序列為平穩(wěn)的。LnX在不進(jìn)行差分的情況下，ADF統(tǒng)

圖2

圖3

圖4

表4

表5

VEC模型為：計(jì)量的值也大于5%臨界值，當(dāng)進(jìn)行一階差分后，雖然ADF的統(tǒng)計(jì)量仍然大于5%臨界值，卻小于10%臨界值，所以可以認(rèn)為lnX序列是平穩(wěn)的。

2、協(xié)整檢驗(yàn)

跡檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量和最大特征值統(tǒng)計(jì)量都表明了在5%的顯著水平下存在著2個(gè)協(xié)整關(guān)系。通過檢驗(yàn)結(jié)果得到兩個(gè)協(xié)整關(guān)系為：

從上述式子看出，經(jīng)濟(jì)增長在短期波動(dòng)中偏離均衡時(shí)將以（-0.090）和（0.450）調(diào)整力度將非均衡狀態(tài)拉回均衡狀態(tài)。能源消費(fèi)和環(huán)境污染偏離均衡時(shí)分別將以將以（0.008）、（0.221）和（0.061）、（0.388）調(diào)整力度拉回均衡狀態(tài)。

經(jīng)濟(jì)增長、能源消費(fèi)和環(huán)境污染之間存在密切關(guān)系，能源消費(fèi)會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)增長會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染，但不會(huì)一定引起能源增長，而環(huán)境污染不會(huì)引起經(jīng)濟(jì)增長和能源消費(fèi)。陜西省仍然依靠能源為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，目前環(huán)境污染對經(jīng)濟(jì)增長有明顯影響，然而環(huán)境污染在日后會(huì)對經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和公民健康產(chǎn)生消極作用。經(jīng)濟(jì)增長擾動(dòng)會(huì)使得經(jīng)濟(jì)增長本身的貢獻(xiàn)度逐漸變小，最后趨于穩(wěn)定；而能源消費(fèi)則會(huì)不斷增大，然后趨于穩(wěn)定，環(huán)境污染基本不變；能源消費(fèi)擾動(dòng)會(huì)使得經(jīng)濟(jì)增長逐漸上升，然后趨于穩(wěn)定，能源消費(fèi)自身貢獻(xiàn)度則會(huì)下降趨于穩(wěn)定，環(huán)境污染仍然基本不變；環(huán)境污染擾動(dòng)會(huì)使得經(jīng)濟(jì)增長和能源消費(fèi)貢獻(xiàn)率都穩(wěn)步上升，而自身貢獻(xiàn)率會(huì)大幅度下降。經(jīng)濟(jì)增長、能源消費(fèi)和環(huán)境污染之間因?yàn)榇嬖趨f(xié)整關(guān)系，所以三者之間長期保持著穩(wěn)定關(guān)系，同時(shí)在短期內(nèi)會(huì)發(fā)生波動(dòng)，長期調(diào)整會(huì)被拉回長期均衡狀態(tài)。

根據(jù)式子可知，變量lnY與lnX以及l(fā)nE與lnX之間都存在長期變動(dòng)趨勢，當(dāng)經(jīng)濟(jì)增長增加1%，環(huán)境污染增加1.074%，而當(dāng)能源消費(fèi)增加1%，環(huán)境污染增加0.550%?？梢钥闯鼋?jīng)濟(jì)增長和能源消費(fèi)都對環(huán)境污染有正向影響。

3、VEC模型的估計(jì)

表5所示，其結(jié)果應(yīng)與協(xié)整檢驗(yàn)一致，則可以得到協(xié)整方程為：

[1]高鐵梅：計(jì)量經(jīng)濟(jì)分析方法與建模[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009．