京津冀環(huán)境污染與經(jīng)濟增長關(guān)系的實證研究

姜天翔；王俊煥

（①北京信息科技大學，經(jīng)濟管理學院，北京100192；②北京衛(wèi)戍區(qū)海淀第五十一離職干部修養(yǎng)所，北京100142）

0 引言

一直以來，京津冀地區(qū)的環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間的矛盾十分地尖銳，并且地區(qū)之間經(jīng)濟環(huán)境水平很不平衡。北京由于其獨特的地位，環(huán)境問題倍受關(guān)注，之前多是采用污染外遷的方式，將污染企業(yè)遷到周邊，特別是河北地區(qū)，北京的各項污染指標雖有所下降，但卻加重了周邊地區(qū)的環(huán)境污染。并且部分污染擴散性較強，比如大氣污染，即使污染源被遷出，也會對本地區(qū)造成較大影響。近年來國家大力推動京津冀一體化戰(zhàn)略布局，其中就包括環(huán)境一體化，因此需要著重考慮京津冀地區(qū)整體的環(huán)境污染影響。

1 文獻綜述

對于環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間的關(guān)系，主要有兩種觀點，一種是經(jīng)濟增長有可能促進環(huán)境質(zhì)量的提高，另一種是經(jīng)濟增長必然導致環(huán)境質(zhì)量的下降。Grossman 和Krueger 于1991 年首次發(fā)現(xiàn)了環(huán)境污染與人均收入之間存在倒U 型關(guān)系，即一個地區(qū)的污染水平隨人均收入的增長先上升，到達一定的拐點后，又隨人均收入的增加下降。Panayotou 于1996 年借用Kuznets 提出的人均收入與收入分配之間的倒U 型曲線，將這種環(huán)境污染水平與人均收入之間存在的倒U 型關(guān)系稱為環(huán)境庫茲涅茨曲線。近年來，隨著中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，經(jīng)濟增長與環(huán)境問題之間的矛盾日益突出，國內(nèi)的學者也進行了大量的相關(guān)研究。彭水軍等利用1996-2002 年中國省際面板數(shù)據(jù)，實證了經(jīng)濟增長與六項環(huán)境污染指標之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)環(huán)境庫茲涅茨曲線關(guān)系很大程度上取決于污染指標以及估計方法的選取[1]。馬樹才等利用中國1986-2003 年的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)工業(yè)固廢與人均收入之間存在倒U 型結(jié)構(gòu)，而工業(yè)廢水及工業(yè)廢氣與人均收入不存在這種關(guān)系，需要采取一定的政策和措施，或通過產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，才能阻止環(huán)境的惡化[2]。周亞敏等利用北京市1985-2007 年的數(shù)據(jù)，設(shè)想EKC 曲線可能存在三次以上的關(guān)系，選取了包括工業(yè)“三廢”在內(nèi)的七項環(huán)境污染指標，發(fā)現(xiàn)它們同人均GDP 之間存在著線性、二次、四次曲線關(guān)系[3]。

環(huán)境庫茲涅茨曲線理論先于脫鉤理論出現(xiàn)，它描述了環(huán)境污染與經(jīng)濟發(fā)展之間的函數(shù)曲線關(guān)系，側(cè)重于絕對量，而脫鉤理論揭示了二者之間發(fā)展的同步性，更側(cè)重于相對量。若能將二者之間有機結(jié)合，通過研究環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間絕對變化與相對變化的情況，從而得到更加詳實可靠的結(jié)果。脫鉤模型最初來源于物理學，脫鉤指的是兩個事物之間關(guān)系的背離，即環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間關(guān)系的阻斷。馬海良等基于2009-2014 年中國31 個省區(qū)的數(shù)據(jù)，構(gòu)建工業(yè)廢水與經(jīng)濟增長的脫鉤模型，分析兩者之間的相互作用程度，發(fā)現(xiàn)脫鉤狀態(tài)成“南強北弱”的局勢，并進一步從產(chǎn)業(yè)和資源角度對脫鉤狀態(tài)進行因素分解，得到脫鉤的主導因素[4]。李琪等分析了北京市1985-2015 年工業(yè)“三廢”排放量和人均GDP 數(shù)據(jù)，建立聯(lián)立方程組模型，研究經(jīng)濟增長與環(huán)境污染之間的雙向影響，發(fā)現(xiàn)工業(yè)廢氣及工業(yè)固廢與經(jīng)濟增長之間存在倒U 型關(guān)系，但工業(yè)廢水與經(jīng)濟增長存在著U 型關(guān)系，并進一步分析脫鉤狀態(tài)的演變過程，得到環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間依存關(guān)系的多種效應[5]。

本文響應京津冀一體化戰(zhàn)略，并未孤立地分析三個地區(qū)，而是將京津冀作為一個整體，利用面板數(shù)據(jù)，以脫鉤模型及環(huán)境庫茲涅茨曲線理論及脫鉤模型為基礎(chǔ)，從定量分析的角度，研究了京津冀地區(qū)環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間從2004-2016 年的演變過程，并探討了目前所處的發(fā)展階段，估計了未來的發(fā)展趨勢，為今后經(jīng)濟環(huán)境政策提供理論支撐。

2 數(shù)據(jù)與模型

2.1 變量選取與數(shù)據(jù)

由于不同的環(huán)境指標與經(jīng)濟增長之間可能具有不同的關(guān)系，故本文分別選取了工業(yè)廢氣排放量（單位：億標立方米）、工業(yè)廢水排放量（單位：萬噸）以及工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量（單位：萬噸）作為衡量環(huán)境污染的指標。選取人均GDP（單位：元/人）作為衡量經(jīng)濟發(fā)展水平的指標，并將人均GDP 以2004 年為基期進行了價格指數(shù)調(diào)整，以消除價格因素的影響。數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國環(huán)境年鑒》、《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》以及北京市、天津市、河北省的地區(qū)年鑒。其中，2016 年北京市及河北省的工業(yè)廢氣排放量數(shù)據(jù)缺失，故采用預測值代替。

2.2 模型設(shè)定

2.2.1 環(huán)境庫茲涅茨曲線模型

本文采用三次環(huán)境庫茲涅茨曲線，基于面板數(shù)據(jù)進行分析。面板數(shù)據(jù)模型主要包括混合回歸模型、固定效應模型以及隨機效應模型等，經(jīng)過F 檢驗及hausman 檢驗，選擇固定效應模型，又經(jīng)過LR 檢驗，最終選擇雙向固定效應模型，基本模型設(shè)定如下：

通過式中分析可知，Pit表示第i 個地區(qū)在第t 年的環(huán)境污染指標，包括工業(yè)廢氣、工業(yè)廢水排放量和工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量。RGDPit表示第i 個地區(qū)第t 年的人均GDP。αi表示地區(qū)截面效應，λt表示時間效應，εit表示隨機誤差項。βj（j = 1，2，3）為估計參數(shù)，β 的取值影響模型的曲線關(guān)系，可分為以下幾種情況：

①β1= β2=β3=0，環(huán)境污染指標與人均GDP 之間不存在相關(guān)關(guān)系；

②β1>0，β2=β3=0，環(huán)境污染指標與人均 GDP 之間成單調(diào)上升的線性關(guān)系，環(huán)境隨人均GDP 增加而惡化；

③β1<0，β2=β3=0，環(huán)境污染指標與人均 GDP 間存在單調(diào)下降的線性關(guān)系，環(huán)境隨人均GDP 增加而改善；

④β1>0，β2<0，β3=0，環(huán)境污染指標與人均 GDP 之間呈倒“U”型關(guān)系，即EKC，拐點在曲線的最高處；

⑤β1<0，β2>0，β3=0，環(huán)境污染指標與人均 GDP 之間呈“U”型關(guān)系，人均GDP 較低階段，環(huán)境隨人均GDP 增加而改善，人均GDP 較高階段，環(huán)境隨人均GDP 增加而惡化；

⑥β1>0，β2<0，β3>0，環(huán)境污染指標與人均 GDP 之間呈“N”型關(guān)系，人均GDP 增加過程中，環(huán)境先惡化再改善，最后又惡化；

⑦β1<0，β2>0，β3<0，環(huán)境污染指標與人均 GDP 之間呈倒“N”型關(guān)系，人均GDP 水平增加過程中，環(huán)境先改善再惡化，最后又改善；

⑧除以上之外的其他情況。

2.2.2 脫鉤模型

通過環(huán)境經(jīng)濟學中庫茲涅茨曲線理論可以確定京津冀地區(qū)環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間的函數(shù)關(guān)系，而通過脫鉤狀態(tài)的測算可以了解二者之間的依賴性強弱變化關(guān)系。脫鉤模型現(xiàn)在主要用于研究資源消耗、環(huán)境污染與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系，主要分為OECD 和Tapio 兩種模型。OECD 脫鉤模型是用末期的環(huán)境污染指標與經(jīng)濟指標之比除以末期的環(huán)境污染指標與經(jīng)濟指標之比構(gòu)建脫鉤指數(shù)，從而基期的選擇會對模型的結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，存在著一定的隨意性。Tapio 脫鉤模型是由OECD 脫鉤模型發(fā)展而來的，采取相對量與絕對量結(jié)合的方法，借用彈性的概念，克服了OECD 脫鉤模型基期選擇的問題，是目前的主流研究方法，故本文采用Tapio 脫鉤模型，模型設(shè)定如下：

在式（2）中，e 為脫鉤彈性系數(shù)，P 為環(huán)境污染指標，分為工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣以及工業(yè)固廢三種污染指標，ΔP 為環(huán)境污染指標變化量。R 為人均GDP，ΔR 為人均GDP 變化量。由于環(huán)境污染指標和人均GDP 的變化率不同，導致了不同的脫鉤彈性種類，具體的劃分見表1。

表1 環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間的脫鉤狀態(tài)分類

3 實證分析

3.1 環(huán)境庫茲涅茨曲線的結(jié)果及分析

3.1.1 工業(yè)廢水排放量與人均GDP 的關(guān)系分析

通過表2 估計結(jié)果可分析出工業(yè)廢水排放量與人均GDP 之間呈U 型相關(guān)關(guān)系，拐點值為65129 元/人，即工業(yè)廢水排放量隨著經(jīng)濟的增長而先減少再增加。截止到2018 年，北京市及天津市的人均GDP 均已超過65129 元/人的拐點值，處于U 型曲線的右側(cè)，即工業(yè)廢水排放量隨著經(jīng)濟的增長而增加。而河北省的人均GDP 并未達到拐點值，處于U 型曲線的左側(cè)，即工業(yè)廢水排放量隨著經(jīng)濟的增長而減少。

3.1.2 工業(yè)廢氣排放量與人均GDP 的關(guān)系分析

工業(yè)廢水排放量與人均GDP 之間呈N 型相關(guān)關(guān)系，兩個拐點值分別為48907 元/人和87273 元/人，即工業(yè)廢水排放量隨著人均GDP 的增長而先增加再減少再增加。截止到2018 年，北京市及天津市的人均GDP 均已超過87273 元/人的拐點值，處于N 型曲線第二次上升階段，即工業(yè)廢氣排放量隨著經(jīng)濟的增長而增加。而河北省的人均GDP 并未達到48907 元/人的拐點值，處于N 型曲線第一次上升階段，即工業(yè)廢氣排放量隨著經(jīng)濟的增長而增加。

表 2 環(huán)境污染指標與人均GDP 的估計結(jié)果

表3 京津冀地區(qū)2005-2016 年工業(yè)三廢與經(jīng)濟增長的脫鉤狀態(tài)

3.1.3 工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量與人均GDP 的關(guān)系分析

工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量與人均GDP 之間呈N 型相關(guān)關(guān)系，兩個拐點值分別為40199 元/人和78406 元/人，即工業(yè)廢水排放量隨著人均GDP 的增長而先增加再減少再增加。截止到2018 年，北京市及天津市的人均GDP 均已超過78406 元/人的拐點值，處于N 型曲線第二次上升階段，即工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量隨著經(jīng)濟的增長而增加。而河北省的人均GDP 并未達到40199 元/人的拐點值，處于N 型曲線第一次上升階段，即工業(yè)廢氣排放量隨著經(jīng)濟的增長而增加。

3.2 脫鉤模型的狀態(tài)測算

根據(jù)式（2），經(jīng)過描述性統(tǒng)計，可以得到ΔP 與e 的數(shù)值，從而得到京津冀地區(qū)2005-2016 年工業(yè)三廢與經(jīng)濟增長之間的脫鉤狀態(tài)，由于ΔR 恒為正，故只需要關(guān)注ΔP 與e 的大小即可，具體的脫鉤狀態(tài)見表3。

從表3 的結(jié)果可以得出，工業(yè)廢水與經(jīng)濟之間的脫鉤狀態(tài)基本上處于強脫鉤和弱脫鉤的循環(huán)，而工業(yè)廢氣和工業(yè)固體廢棄物與經(jīng)濟之間的脫鉤狀態(tài)都經(jīng)歷了擴張性負脫鉤和強脫鉤之間的循環(huán)，只是二者的規(guī)律有所不同。工業(yè)廢氣的脫鉤狀態(tài)基本處于擴張性負脫鉤之間夾雜著強脫鉤。而工業(yè)固體廢棄物的脫鉤狀態(tài)是一個完整的強脫鉤到擴張性負脫鉤再到強脫鉤的過程，并且兩種脫鉤狀態(tài)之間，大致存在著弱脫鉤作為過渡狀態(tài)?？偟目磥恚N污染指標與經(jīng)濟之間的脫鉤狀態(tài)的波動性較強，二者之間并未實現(xiàn)完全脫鉤，環(huán)境狀況并未隨著經(jīng)濟的發(fā)展而明顯改善，同時也驗證了之前的結(jié)論，即可能并不存在倒U 型的EKC 曲線。

4 結(jié)論

本文在2004-2016 年的京津冀地區(qū)的工業(yè)“三廢”排放量及人均GDP 的實證分析基礎(chǔ)上，利用環(huán)境庫茲涅茨曲線分析了環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間的關(guān)系。得到以下相關(guān)結(jié)論：

工業(yè)廢水排放量與人均GDP 之間為U 型關(guān)系，而工業(yè)廢氣排放量及工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量與人均GDP 之間為N 型關(guān)系。因此，京津冀地區(qū)環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間的關(guān)系并不符合環(huán)境庫茲涅茨曲線的倒U 型曲線形狀，說明環(huán)境污染并不會隨著經(jīng)濟的發(fā)展而自發(fā)地改善，需要人為地治理和調(diào)控，才能控制住環(huán)境惡化的局面。

河北省處于U 型曲線或N 型曲線左側(cè)，而北京、天津兩市均處于右側(cè)，故河北省的經(jīng)濟環(huán)境水平相比較于北京、天津兩市具有一定的滯后性，但總體的發(fā)展趨勢是一致的。因此，河北省應當充分汲取北京、天津兩市的經(jīng)驗和教訓，制定合理的政策，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)經(jīng)濟增長與環(huán)境保護的協(xié)調(diào)。

經(jīng)過脫鉤狀態(tài)的測算，京津冀地區(qū)的環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間并不存在穩(wěn)定的強脫鉤，即二者之間并未實現(xiàn)關(guān)系的阻斷，具有一定的同步變化性。