湖北经济增长与环境质量关系的库兹涅茨曲线分析

肖腊珍，向晓祥

(中南财经政法大学 信息学院，武汉 430070)

1 湖北经济增长与环境质量的关系

1.1 模型的选择

环境库兹涅茨曲线（EKC）假设经济发展对环境质量的影响是单向的，环境的破坏是双向的，即只考虑经济对环境质量的影响和环境破坏之后经过治理又会恢复原状。一般而言,环境库兹涅茨曲线在实证研究中，有多种表现形式，如有二次型、三次型、对数型等，在符合多种模型的情况下采用拟合效果好且最简模型。本研究采用EKC曲线的基本模型，即以经济指标为变量x，以环境质量和污染排放指标为因变量y，研究两者的函数关系。

本文采用环境压力和经济增长的简化模型，其基本形式如下：

其中yt为地区在t时刻的环境压力指标，考虑到湖北省是“中部崛起”的主要工业省份，工业三废（废水、废气和固体废弃物）的排放对湖北省的环境质量带来的压力最大，因此本文选取废水、废气和固体废弃物的排放总量作为环境压力指标。xt为地区在t时刻的经济发展水平指标，人均GDP常作为发展经济学中衡量经济发展状况的指标，它是人们宏观地了解和把握一个国家或地区的宏观经济发展水平与综合经济实力的有效工具，因此本文以人均GDP来衡量经济发展。βi为待估参数，et为误差项。

从上面的模型我们可以发现，针对不同的βi组合，不同的模型对应有不同的曲线形式，本文的主要目的也就是找到适合湖北省的βi组合。对应于不同的βi组合，模型有不同的曲线形式，具体见表1：

EKC曲线转折点的确定。考虑倒U型模型，即yt=β0+et（β1＞0，β2＜0，β3=0）。 转折点的确定可以对模型求一阶导数即=β1+2β2xt，再令一阶导数等于 0，即 β1+2β2xt=0，由此求得转折点xt=-β1/2β2。转折点的经济意义可以表示为：环境压力指标值（废水、废气、固体废弃物排放总量）达到峰值时所对应的经济发展水平，也就是说，在达到峰值之前，随着经济的发展，环境质量也随之下降；在达到峰值之后，随着经济的发展，环境质量也随之上升。

1.2 指标选取和数据的来源

由于湖北省是中部六省的主要工业省份，当前的环境污染主要来源于工业，因此本文选取工业三废（废水、废气、固体废弃物）的排放量为环境压力指标，经济发展水平用人均GDP来衡量。本文数据均来自各年《湖北统计年鉴》。

1.3 模型的构建及统计结果分析

运用统计软件Eviews5.0对废水、废气、固体废弃物排放总量分别对人均GDP进行三次曲线回归，结果发现废水排放总量对人均GDP的三次曲线回归是显著的，而废气和固体废弃物的排放总量与人均GDP的二次曲线是显著的。具体结果见表2：

从表2我们可以清楚地看出，三个模型都是显著的，并且回归系数也都在1%的显著性水平下显著。其中在固体废弃物和废气排放总量对人均 GDP 的模型中，β1＞0，β2＜0，即表示固体废弃物和废气排放总量对人均GDP呈倒型曲线，符合经典的EKC。废水排放总量对人均GDP的模型中，因为β1＞0，β2＜0，β3＞0，所以废水排放总量对人均 GDP 符合 N 型的关系，即湖北省废水排放总量与经济发展经历了一个随着经济的发展，废水排放总量先增加接着减少，最后又增加的过程。表明湖北省对废水的处理曾经收到了很好的效果。可是随后废水排放总量又随着经济的发展而增加，说明在取得效果之后，没有很好保持，导致随着经济的发展，废水排放总量又随之增加。

湖北省是水资源大省，长江和汉江是湖北主要的供水水源地和备用水源地，水源相对充足，这为废水的自我净化提供了得天独厚的条件也使得企业节约用水的意思相对薄弱。另外湖北省也是一个老工业基地，产业层次低、主要产业集中在传统领域、多数产品处在价值链低端、现代服务业发展滞后，经济发展主要是以高投入、高消耗、低效率的粗放型的经济增长方式，这些是直接导致湖北省废水排放总量的EKC的N型表现形式的主要原因。

针对固体废弃物和废气的EKC，我们可以找到其转折点。由转折点公式xt=-β1/2β2可知固体废弃物的EKC的拐点为xt=0.113594/2*0.00000659=8618.6658，废气的EKC转折点为xt=0.386323/2*0.00000186=9214.7731。得到对应的年份为2004年和2005年。从这一点可以看出，从2004年开始，湖北省的经济发展对环境质量起到的是促进的作用，即经济的发展促使环境质量不断改善。

从上面的分析我们得知，固体废弃物和废气的KFC分别在2004年和2005年达到转折点，其主要原因有两个。一是产业结构的优化，从2004年开始，第三产业所占GDP比重大于第一和第二产业所占GDP比重。二是单位产值的污染排放量下降，污染治理能力加强。这主要归功于湖北省在发展经济的同时采取一系列较为严格和有效的环境保护措施，使的环境恶化的速度低于同期经济的增长速度，导致湖北省固体废弃物和废气的EKC的转折点的出现。

表2 工业三废与人均GDP的模型的拟合结果

表3 曲线斜率和第三产业占国民生产总值的比重

2 产业结构对库兹涅茨曲线的影响

一般认为，环境库兹涅茨曲线的形成是多种因素如经济规模、环境政策、产业结构和技术水平等共同作用的结果。其中，环境政策的实施需国家的统筹规划，属于国家宏观调控的范畴；技术水平的进步是一个长期渐进的过程；在特定的区域范围内，产业结构的调整是降低污染、改善环境质量的有效途径。

产业结构是决定宏观经济运行质量的重要的制约因素，而第三产业增加值在GDP中所占比重又是衡量产业结构高低一个重要测度值。湖北省的废气和固体废弃物的排放总量与人均GDP之间呈现倒U型关系，EKC的方向实质上取决于污染排放量增幅与经济增长增幅的相对变动即曲线的斜率。为了研究产业结构和EKC的关系，即产业结构的调整对变化情况的影响，本文引入第三产业所占比重和EKC的斜率来研究产业结构对EKC倾斜度的影响关系。

湖北省的废气和固体废弃物的排放总量与人均GDP之间呈现典型的库兹涅茨曲线关系，所以本文只分析第三产业所占比重对废气和固体废弃物的排放总量对人均GDP的EKC曲线的影响。先分别对所求得的模型Ⅰ、模型Ⅱ对人均GDP求导数，再代入各年相应的人均GDP值，求得曲线在各年的斜率值。最后通过分析各年的斜率值与第三产业占国民生产总值的比重的关系，求出产业结构对EKC的影响。通过计算废气和固体废弃物EKC的斜率，和查找2007年的湖北统计年鉴得到第三产业占国民生产总值的比重，得到数据见表3。

从表3我们可以看出废气和固体废弃物的EKC的斜率均随着时间的变化而变小，直至到2004年出现了负值，说明湖北省的废气和固体废弃物的EKC的转折点已经出现。同时，湖北省的第三产业所占比重随着时间的变化大致呈现出递增的趋势。用废气和固体废弃物的EKC的斜率值作为因变量，第三产业所占比重作为自变量，得到回归方程如表4。

表4 EKC的斜率与第三产业所占比重的回归分析

从表4我们可以看到废气和固体废弃物的EKC的斜率和第三产业所占的比重呈负相关，且回归系数均通过显著性检验。再看模型的显著性检验，两个模型的F值分别为56.0073和53.2044，对应的P值都小于1%的显著性水平。即表明两个模型都是显著的。因此，由上面的分析，可以得出结论：第三产业所占的比重对EKC形状的影响是显著的，它们之间存在负相关关系。也就是说，第三产业所占GDP的比重越大，经济发展对环境的破坏越小。

3 结论及建议

通过上文实证分析，我们对湖北省经济发展与环境现状有了比较全面的了解，对工业三废的EKC的形状有了一定的认识，同时也分析验证了第三产业所占国内生产总值的比重对EKC的变化影响显著。总结上文，本文可得出如下结论：

第一，湖北省的经济发展和环境的污染符合经典的EKC，但呈现出不同的表现形式。废气和固体废弃物的排放总量的EKC呈现倒U型的发展趋势，废水排放量的EKC符合N型的发展趋势。

第二，从曲线的斜率我们可以看到，废气和固体废弃物排放量的EKC的斜率在分别在2005年和2004年出现了负值，说明湖北省废气和固体废弃物的排放量的EKC在2005年和2004年达到转折点。

第三，通过第三产业增加值所占比重与EKC斜率关系的研究，发现EKC的倾斜度和第三产业所占的比重呈负相关，而EKC的倾斜度越小说明经济发展给环境带来的破坏性越小，这就为我们的经济建设提供了理论依据，即要使的经济的发展给环境带来的负面影响越小，应该加快第三产业的发展，提升、优化产业结构。

在“中部崛起”的战略实施过程中，湖北省为达到“把湖北建设成重要的农产品加工生产区、现代制造业聚集区、高新技术发展区、现代物流中心区”的目标。湖北省务必要做到经济和环境协调发展，减少对能源密集、排污量大的工业企业的投资，增大对高新技术、污染少的企业的投资；调整产业结构，加大第三产业发展的力度，尤其要大力发展现代服务业，以实现经济发展和环境的协调发展；通过法律手段，健全法规标准，强化监督管理，使EKC变得平缓，降低环境恶化的峰值。循环经济是对传统经济增长方式的创新，不仅可以减少资源消耗，而其可以大大减轻环境污染，它的基本含义是要求以最少的资源消耗和环境代价实现最大的发展效益，因此，努力发展循环经济也是实现湖北省经济与环境协调发展的有效途径。

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