山西经济增长与环境污染关系的实证研究知识讲解.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。山西经济增长与环境污染关系的实证研究-山西省经济增长与环境污染关系的实证研究周璇1王文寅2孙慧31、周璇，女，1971年生，山西五寨人，中国地质大学博士研究生，讲师，研究方向为资源产业经济，现供职于中北大学经济与管理学院。通信地址：山西省太原市万柏林区义井东街21号院8号楼1单元501室，邮编：030021E-mail:nuceducn0351手机：134853830672、王文寅，男，1960年生，山西万荣人，教授，硕士生导师，中北大学经济与管理学院院长，研究方向为技术经济及管理3、孙慧，女，1982

2、年生，山西长治人，中国地质大学博士研究生生，研究方向为资源产业经济，供职于中国石油规划总院，100083E-mail:cumtsh手机：13811993975注：本文是国家软科学项目的阶段性研究成果，项目编号是：2010GXQ5D322摘要：为了探究山西省经济增长与环境污染之间的关系，文章首先采用库兹涅茨曲线对山西经济增长与环境污染的动态关系进行了分析，发现工业SO2污染已经越过EKC拐点，未来会随着经济增长而呈现出逐年缩小的趋势；工业废气离拐点较远，未来必然会随着经济的发展而继续上升；工业废物污染位于库兹涅茨曲线左边，未来将随着人均GDP的增加而逐年增加；工业废水污染曲线形状为U型，于200

3、3年达到最低点后，随着人均实际GDP的增加而逐年上升。由此可以看出，未来除工业SO2污染会下降外，其他污染指标均会上升，山西环境污染问题会日趋严重，为了探究其成因，文章运用产业区位商、产业贡献率这两个指标进行了分析，发现山西经济增长严重依赖污染密集型产业，而这些产业对山西的环境质量具有破坏作用。关键词：EKC；经济增长；环境污染；产业区位商；产业贡献率EmpiricalStudyonRelationshipbetweenEconomicGrowthandEnvironmentalPollutioninShanxiProvinceAbstract:Inordertoexploretherelat

4、ionshipbetweeneconomicgrowthandenvironmentalpollutioninShanxiprovince.Firstofall,thisarticleusestheKuznetscurvetoanalyzethedynamicrelationshipbetweeneconomicgrowthandenvironmentalpollutioninShanxiprovince,FoundtheindustrialSO2pollutionovertheEKCinflectionpoint,thefuturewillexhibitreducedyearbyyearas

5、economicgrowthtrends;wastegasfurtherawayfromtheinflectionpoint,thefuturewillbetocontinuetoincreasewiththedevelopmentofeconomy;TheemissionofindustrialsolidwastelocatinginKuznetscurvetotheleft,whichwillincreasewiththeincreaseinGDPpercapitayearbyyear.IndustrialwastewaterpollutionshapeofthecurveisU;itre

6、acheditslowestpointin2003,laterincreasingwiththeincreaseinpercapitarealGDP.ItcanbeseenthatbesidesthedeclineoftheindustrialSO2pollution,otherpollutionindicatorsarelikelytorise;Shanxienvironmentalpollutionproblemswillbecomeincreasinglyserious.Inordertoexploreitscauses,thisarticleadoptsLocationQuotient

7、andIndustrialcontributingrateofthesetwoindicatorsfortheanalysisofcausesofenvironmentalpollution,foundinShanxieconomicgrowthreliesheavilyonpollution-intensiveindustries,andtheseindustrieshaveadestructiveeffectonenvironmentalqualitiesinShanxiprovince.Keywords:EKC,Economicgrowth,Environmentalpollution,

8、Locationquotient,Industrialcontributingrate1引言环境污染问题已成为人类不可回避的问题，虽然2011年世界各国在南非世界气候大会上达成了较有建设性的协议，但为了促进其自身经济增长，各国对减少环境污染承诺、执行得较少，故未来环境污染的形势依然严峻。其实，关于经济增长与环境污染的关系一直是世界经济学界的一项重要课题。1991年，Grossman和Krueger发现环境污染与人均收入之间呈现倒U型曲线关系1。1992年Shafik&Bandyopadhyay在为世界银行提供的研究报告中使用三种不同的方程形式（线性对数，对数平方及对数立方）拟合了各项环境指标与

9、人均GDP的关系，扩大了环境质量与收入关系研究的影响2。1993年Panayotou首次将环境质量与人均收入间的关系称为环境库兹涅茨曲线(EKC)3。国内外大量的实证研究表明：环境质量与经济增长除了呈现典型的倒U型外，还呈现出正U型、单调递增或单调递减型、S型和N型等不同形状，而且各国或各地区出现拐点的时间也有所不同4。EKC显示了环境污染程度与经济增长之间的动态关系，最初的经济增长会带来环境污染，但当经济增长到一定水平时，环境会随着人们意识的转变、收入的增加、政府治理投入的增加而改善，但是，环境对污染的容忍度是一定的，即EKC的拐点决定了经济体的经济增长幅度。虽然以前梁四宝等众多学者对山西经

10、济增长和环境污染的关系进行了探究，但是，由于污染排放指标、经济增长水平这两项指标每年都会发生变化，EKC呈现出来的变化趋势也不一致，因此，有必要对山西目前环境污染的动态变化及其与经济增长的关系做进一步的探究。环境库兹涅茨曲线反映了人均收入与环境状况之间的关系，因此，它可以用来描述经济增长和环境污染变化的特征。本文拟用库兹涅茨曲线对环境污染随经济增长的动态变化进行分析。对于山西省经济发展对环境这一生产要素的依赖程度，本文拟用产业市场竞争力中的区位商和产业贡献率这两个指标进行分析。文章拟用历年污染排放指标来对环境污染进行表征，即用有代表性的“三废”指标：历年工业SO2排放量、工业废气排放总量、工业

11、废水排放量和工业固体废物产生量来分别代表工业SO2污染水平、工业废气污染水平、工业废水污染水平和工业固体废物污染水平，而山西省的经济增长水平则用山西省人均实际GDP（1952年价）来衡量。文中所用数据分别来自于19892011年的中国统计年鉴、山西统计年鉴和新中国五十五年统计资料汇编等相关资料。2山西省经济增长和环境污染的概况2.1山西省经济发展的状况山西省作为中部省份，在我国31个省、自治区、直辖市中，人口、面积排名均属于中等偏后，2010年常住人口为3574.115万人，约占全国总人口的2.67%，居全国18位。全省总面积为15.6699万平方千米，约占全国总面积的1.63%，居全国19位

12、。山西煤炭资源较为丰富，引导其经济快速增长的主要产品依然是是煤、焦、电、冶金及与之高度相关的产品和服务。从山西产业结构看，山西第一、二、三产业比例比较畸形，其中第一产业很低，位列全国倒数第4位，仅次于北京、天津、上海3个以城市经济为特征的直辖市5，而第二产业所占比重平均超过50%，而且从2001年开始，有逐年增加的趋势（见图1）。2010年三产比例为6:56.9:37.1，其中第二产业所占份额很高，即使剔除掉建筑业所占的比例6.3%后，工业所占比例依然高达50.6%，这便会造成山西经济增长方式单一，严重依赖市场对煤炭等相关产品的需求，当市场需求扩大时，山西经济便会快速增长，当经济陷入低迷时，对

13、煤炭及其相关产品的需求下降，山西经济增长速度便会迅速下降。比如2008年的世界金融危机，便导致了2009年山西GDP增长率仅有9.2%，名列全国倒数第一。图1：1990-2010年山西三次产业所占比例的变化过程2.2山西省环境污染状况建国以来，山西省作为煤炭资源富集区和全国能源基地，形成了以煤焦、电力、冶金等产业为主的资源型产业结构，在经济发展的过程中，产生了严重的环境污染问题，“三废”排放量特别是废气和固体废物排放量很大，且呈现出逐年增加的态势，尤其值得注意的是，2009年前两者都是缓慢上升，到了2010年，两者的上升幅度均非常大，工业固体废物产生量由14742.9万吨上升到18270万吨，

14、上涨幅度达到23.92%；工业废气排放总量由23692.9亿标立方米上升到35190亿标立方米，上涨幅度高达48.53%（见图2）。从全国范围来看，2010年山西二氧化硫排放量超过100万吨，排名第四位；烟尘排放量超过50万吨，排名第三位；工业粉尘排放量超过30万吨，排名第二位；其他情况也不容乐观，2010年工业废水排放量比2009年上升25.58%，排名19位；化学需氧量排放量排名17位；氨氮排放量则排名13位。而且，山西面积及人口总数与其他省份相比整体偏小，如果用人均、面积均来计算各项污染，那么山西的排名会更加靠前，情况会显现得更为严峻。图2山西省工业废气和工业固体废物排放量趋势图3山西省

15、经济增长与环境污染的实证分析3.1EKC模型设定前的变量检验环境库兹涅茨曲线用来描述人均收入和环境污染变化的特征，由于其存在拐点，所以我们可以将该曲线拐点左边视为污染扩大区域，表明经济体随着经济的增长，人类环境污染日益恶化；环境库兹涅茨曲线拐点右边则视为污染缩小区域，说明经济体随着经济的增长，开始注意环境的问题，通过各项治理及努力，人类环境污染日益减轻。本文以人均实际GDP为自变量，各种污染物排放量为因变量，采用山西省1989年2010年的时间序列数据，利用Eviews5.0软件，来计算污染排放量与经济增长的关系。为了使该时间序列平稳，各种数据均采用对数形式，并对其进行单位根检验，结果表示，原

16、序列、一阶差分序列是不平稳的，二阶差分序列是平稳的（见表1）。变量差分次数（C,T,K)D.W.值ADF值5%临界值1%临界值结论lngdp2（0,0,1)1.72-5.44-1.96-2.70I(2)lnfw2（0,0,1)2.19-6.06-1.96-2.70I(2)lnfs2（0,0,1)2.04-4.14-1.96-2.70I(2)lnfq2（0,0,1)1.82-5.81-1.96-2.70I(2)lnso22（0,0,1)2.29-4.24-1.96-2.70I(2)表1：各变量的单位根检验结果平稳序列必须进行协整检验，否则便是伪回归。由表1可以看出，变量lnfw、lnfs、lnf

17、q、lnso2和lngdp的单整阶数相同，因此，可以进行Johansen协整检验，具体检验结果为，lnfw、lnfq、lnfs、lnso2和lngdp的prob值均小于0.05，表明这四个环境污染变量与人均实际GDP存在协整关系，这样就可以用普通最小二乘法进行回归分析。3.2EKC模型设定本文采用二次多项式对数函数、三次多项式对数函数两种形式，对山西省环境污染与经济增长的关系进行回归分析。lnEt=0+1lnYt+2ln2Yt+ut（1）lnEt=0+1lnYt+2ln2Yt+3ln3Yt+ut（2）其中:lnEt为各项环境污染指标的对数，lnYt为人均实际GDP的对数，t为系数，ut为随机扰

18、动项。如果拟合结果显示三次项系数不显著,则选用二次多项式简化模型对指标重新进行回归。上述模型中,若10,且3=0,则环境污染程度曲线呈“U”型曲线；若10，20，20,则环境污染程度曲线呈“N”型；若10,且30,则环境污染程度将呈现倒“N”型。不管曲线是呈倒“U”型还是呈倒“N”型，从长远来看,都意味着随着人均实际GDP的增长,污染等指标排放量总体上呈持续下降趋势，符合EKC的特点。3.3实证结果分析本文利用Eviews5.0软件，对山西4类污染指标与人均实际GDP的库兹涅茨曲线回归情况进行了估计（时间跨度为19892010年）。其中，lnfs表示废水污染、lnso2表示二氧化硫污染、lnf

19、w表示工业固体废物排放污染、lnfq表示工业废气排放量污染。相关结果整理见表2。表2山西省环境污染的库兹涅茨拐点估计污染指标ClnYtln2Ytln3YtR2F检验Prob.lnso2200.743-80.61410.946-0.4910.7114.340（2.372）（-2.353）（2.377）（-2.390）lnfw2.3270.8760.97756.060（9.799）（27.497）lnfs32.530-5.8060.3820.5813.380（7.076）（-4.695）（4.614）lnfq144.218-53.7306.947-0.2920.99506.60（3.296）（-3

20、.034）（2.918）（-2.743）3.3.1SO2污染的库兹涅茨拐点回归结果表明，山西SO2污染与人均实际GDP之间的关系可以表示为：lnso2=200.743-80.614lnYt+10.946ln2Yt-0.491ln3Yt（3）由（3）式可以看出，山西SO2污染与人均GDP的库兹涅茨曲线为一元三次函数，10,且30，呈现出明显的倒N形特征,具有环境库兹涅茨曲线特征。经计算，拐点有两个：一个拐点位于人均GDP为836元处，另一个拐点则位于人均GDP为3407元处。山西统计年鉴2011显示，第一拐点位于1993年，第二拐点位于2007年。这一结果表明，当人均GDP低于836元时，山西S

21、O2污染在逐年下降；而当该指标达到836元时，随着人均GDP的增加，山西SO2污染在逐年增加；当该指标达到3407元时，随着人均GDP的增加，山西SO2污染又在逐年下降。3.3.2工业废物污染的库兹涅茨拐点表2显示，山西工业废物污染与人均实际GDP的EKC模型为：lnfw=2.327+0.876lnYt（4）由（4）式可以看出，山西工业废物污染与人均实际GDP的数学关系为一次方程，曲线位于库兹涅茨曲线的左边，没有到达拐点，表明山西未来随着人均实际GDP的增加，工业废物污染将会持续增加。3.3.3工业废水污染的库兹涅茨拐点由表2可以得出，山西工业废水污染与人均实际GDP的EKC模型为：lnfs=

22、32.53-5.806lnYt+0.382ln2Yt（5）由（5）式可以算出，山西工业废水污染与人均GDP的库兹涅茨曲线为一元二次函数，10,且3=0,呈现出明显的U形特征,不具有环境库兹涅茨曲线特征。拐点有一个，位于人均GDP为1997元处，山西统计年鉴2011显示，这一拐点位于2003年。这一结果表明，当人均GDP低于1997元时，山西工业废水污染在逐年下降；而当该指标达到1997元时，随着人均GDP的增加，山西工业废水污染在逐年增加。3.3.4工业废气污染的库兹涅茨拐点由表2可以看出，山西工业废气污染与人均GDP的EKC模型为：lnfq=144.218-53.73lnYt+6.947ln

23、2Yt-0.292ln3Yt（6）由（6）式可以算出，山西工业废气污染与人均GDP的库兹涅茨曲线为一元三次方函数，10,且30,呈现出明显的倒N形特征,具有环境库兹涅茨曲线特征。拐点有两个：一个拐点位于人均GDP为799元处，另一个拐点则位于人均GDP为9676元处。山西统计年鉴2011显示，第一拐点位于1993年，由于2010年山西人均实际GDP仅为4783.77元，第二拐点的人均实际GDP则为9676元，所以处于一直上升状态，离拐点尚远。这一结果表明，当人均GDP低于799元时，山西工业废气污染在逐年下降；而当该指标达到799元时，随着人均GDP的增加，山西工业废气污染一直在逐年增加。3.

24、4结果分析综合上述4类污染指标的变化趋势结果，我们可以得到以下结论：目前山西环境污染因其指标特性不同而呈现出不同的发展态势：工业SO2污染、工业废气污染均符合库兹涅茨曲线，其中，工业SO2污染已经越过拐点，未来会随着经济增长而呈现出逐年缩小的趋势，而工业废气离拐点较远，未来必然会随着经济的发展而继续上升；工业废物污染位于库兹涅茨曲线左边，未来随着人均GDP的增加将逐年增加；工业废水污染曲线形状为U型，在2003年达到最低点后，以后随着人均实际GDP的增加而逐年上升。这表明山西未来除了工业SO2会下降外，其他环境污染指标都会随着GDP的增加而增加。这种现象与山西省经济发展状况密切相关，进入二十世

25、纪八十年代后期九十年代初期，山西煤炭业发展较为缓慢，各种污染排放总量呈现出逐年下降的趋势，这种状况一直持续到1992-1995年，即九十年代初期到目前是山西省能源重化工基地建设时期,能源等重化工业发展迅速,各项污染指标除SO2排放量于2007年呈现出下降的趋势外，其他均处于上升时期，从而体现出山西的环境污染状况已日趋严重。4山西省环境污染恶化的成因上述在环境污染视角下的库兹涅茨曲线拐点分析了山西省环境污染与经济增长的动态关系，从中可以看出，四类环境污染指标中除了工业SO2污染未来呈下降趋势，其他三类指标均会随着经济的增长而日趋恶化。那么，形成这种状况的根本原因是什么呢？由图1可以看出，山西的三

26、次产业发展并不均衡，第二产业所占比例年均超过50%，并从2001年起，有逐年扩大的趋势，到了2010年三产比例达到6:56.9:37.1，其中第二产业剔除掉建筑业所占比例6.3%后，工业所占比例依然高达50.6%，相对第一、第三产业而言，工业对环境的污染最为严重。而工业包含的各产业对环境的污染程度又有所不同。本文拟借助产业区位商和产业贡献率这两个指标，从产业层面来对山西不断恶化的环境状况之成因进行深层次分析。4.1产业区位商指标区位商表示的是小区域某行业占大区域同业的比重与小区域总产值占大区域总产值的比重之比，它是反映区域产业竞争力的重要指标，由哈盖特（PHaggett）首先提出并运用于区位分

27、析中，其模型为：LQkij=(ekj/ej)/(Ekj/Ej)(7)其中，LQkij是区位商；ej是第j个区域的总产值；ekj是j区域内k产业的产值；Ej是大区域的总产值；Ekj是大区域内k产业的产值。当某一产业的区位商大于1时，表明该产业专业化程度比较高，在整个区域中具有一定竞争力。反之，如果区位商小于1，则表示该产业竞争力比较弱6。在本文中产值指标选用规模以上工业企业的工业总产值,其中部门工业产值分别采用山西省和全国各行业规模以上工业企业的工业总产值,地区工业总产值和全国工业总产值分别采用规模以上工业企业工业总产值的山西省全省总计和全国总计。根据中国统计年鉴2011和山西统计年鉴2011相

28、关数据，我们计算了山西省2010年各产业的区位商，并取其数额较大的前7位来分析，具体结果见表3。表3：山西区位商排名前七位及其2004-2010年的产业贡献率区位商2004-2010年的山西经济增长贡献率产业2010年2004200520062007200820092010煤炭开采和洗选业12.010.590.620.360.361.970.070.78石油加工、炼焦及核燃料加工业2.80.270.080.050.150.31-0.170.09黑色金属冶炼及压延加工业2.160.220.090.080.23-0.11-0.060.12黑色金属矿采选业1.520.040.020.010.020.

29、01-0.020.11电力、热力的生产和供应业1.480.050.060.10.05-0.070.030.05专用设备制造业0.960.010.010.060.02-0.010.010.02有色金属冶炼及压延加工业0.810.060.020.110.01-0.03-0.030.13总计1.240.90.770.842.07-0.171.3从表3可知，山西省煤炭开采和洗选业的区位商高达12.01，石油加工、炼焦及核燃料加工业、黑色金属冶炼及压延加工业这两个产业的区位商均大于2，黑色金属矿采选业、电力、热力的生产和供应业的区位商均大于1，与全国相同产业比较，这五个产业专业化程度很高，尤其是煤炭开采

30、和洗选业，具有相当的竞争力。专用设备制造业、有色金属冶炼及压延加工业等的区位商也比较大，属于区位优势产业。根据有关污染密集型产业的分类可知7，这些区位优势产业均属于重污染密集型产业。由此可见，从区位商视角分析，山西省竞争力较强的产业主要是重污染密集型产业。4.2产业贡献率指标前面的区位商指标已经表明，山西竞争力较强的产业主要是重污染密集型产业。很显然，如果这些重污染密集型产业对山西经济增长的贡献率较大，则说明山西的经济增长是以牺牲环境来作为代价的；反之，如果这些重污染密集型产业对山西经济增长的贡献率较小，则说明山西经济增长并没有依赖这些污染密集型产业，因此对环境污染较小。本文采用产业贡献率这个

31、指标来进行分析：区域产业对经济增长的贡献率，是以各产业所占比重为权数对各自的增长率进行加权平均计算而得，其计算公式如下：假设Di为第I产业的经济增长贡献率，Gv为GDP增长率，Gvi为第I产业增加值的增加率，Pi为第I产业增加值占GDP的比重8。因此，第I产业对经济增长的贡献率Di可以表示为：Di=GviPi/Gv(8)本文运用20042011年山西统计年鉴中的数据，计算了2004年2010年上述处于区位商前七位的各产业对经济增长的贡献率（见表3）。表3显示，山西历年主要污染密集型产业对GDP的贡献率整体趋势并不平稳，呈现出波浪形的趋势，而这些产业中，重污染密集产业煤炭开采和选冶业对山西GDP

32、增长率的贡献率在这7年中平均高达68%，2008年更达到了高位197%，2009年因为世界金融危机，市场对煤炭及相关产业的需求大幅下滑，导致贡献率仅为7%，2010年随着世界经济的回暖，市场对煤炭的需求量大幅增加，贡献率又上升为78%。如果把这七项重污染密集产业加起来，可以看出历年山西经济增长严重依赖这些重污染密集产业，除2009年对经济增长的贡献率是负的外，其他年份均达到70%以上，这便可以说明山西经济的发展是以牺牲环境为代价的。4.3简要结论上述分析表明，山西省经济增长严重依赖污染密集型产业，随着山西经济的发展，对环境的污染会日趋严重，这可从两个方面体现出来：从产业区位商指标分析，山西竞争

33、力较强的产业主要是重污染密集型产业；从产业贡献率指标分析，山西经济的增长严重依赖重污染密集型产业，而这些产业对山西的环境具有破坏作用。5结论本文采用库兹涅茨拐点、污染密集型产业竞争力等方法对山西经济增长与环境污染的关系进行了实证分析，得到了以下研究结果：第一、工业SO2污染、工业废气污染均符合库兹涅茨曲线，其中，工业SO2污染已经越过拐点，未来会随着经济增长而呈现出逐年缩小的趋势，而工业废气离拐点较远，未来必然会随着经济的发展而继续上升；工业废物污染位于库兹涅茨曲线左边，未来随着人均GDP的增加将逐年增加；工业废水污染曲线形状为U型，在2003年达到最低点后，以后随着人均实际GDP的增加而逐年

34、上升。第二、从产业区位商指标分析，山西竞争力较强的产业主要是重污染密集型产业；从产业贡献率指标分析，山西经济的增长严重依赖污染密集型产业，而这对山西的环境具有破坏作用。当然，本文只是对山西经济增长与环境污染的关系进行了初步研究。我们认为，此文的研究至少在两个方面值得进一步深化。首先，就地域而言，我们的研究只是以山西省污染作为研究对象，应该还要和跨省或跨国污染与经济增长的关系进行对比分析。其次，就污染而言，我们的研究仅限于4类污染指标，故结论的客观性略显欠缺。未来的研究应从地域与污染指标这两个方向进行拓展，从而使研究结果更具有说服性。参考文献1GrossmanG,KruegerAB.Enviro

35、nmentalImpactsofANorthAmericanFreeTradeAgreementR.Massachusetts:ITPress,1991:1-342ShafikN,BandyopadhyayS.Economicgrowthandenvironmentalquality:timeseriesandcross-countryevidenceR.BackgroundPaperforWorldDevelopmentReport,WorldBank,1992.3Panayotou,T.DemystifyingtheEnvironmentalKuznetsCurve:TurningaBlackBoxintoaPolicyToolJ.EnvironmentandDevelopmentEconomics，1997，(2):465-484.4梁四宝.经济增长与环境质量基于山西省环境库兹涅茨曲线的实证检验.经济管理，2003，23-24:51.5窦志达.财政收入与GDP关系辩.6李斌，郭庆.山东省污染密集型产业结构调整对策研究.中国人口资源与环境，􀀁2010，（20）6：997赵细康.环境保护与产业国际竞争力M.北京:中国社会科学出版社，2003:50-128.8张乐才.浙江污染红利抑制的规制绩效.华东经济管理，2011(25)，10:9-10.-