基于環境庫茲涅茨曲線的中國需求結構與環境污染關系研究

一、從需求視角的研究與環境的關系來看,質量差異較改革開放以來，中國經濟快速發展，2010年超越日本成為世界第二大經濟中心。年鑒國內生產總值為200和30年，保持了兩位數的增長率。但是經濟的發展離不開對自然資源的開采與利用,中國粗放型經濟增長模式帶來了十分嚴重的環境問題。在2012年度全球環境績效指數(EPI)排名中,中國僅為116位,雖然排名近幾年有所上升,但我國面臨的環境問題仍然十分嚴峻。影響環境的因素是多種多樣的,目前,國內外學者主要從經濟增長、產業結構、外商投資、技術進步等經濟生產與供給方面研究較多,從需求結構研究較少。實際上,經濟的生產與供給主要是由需求決定的。黨的十八大指出要大力推進生態文明建設,關鍵是從源頭上改變產業結構、生產方式、生活方式。十八大進一步指出促進經濟增長必須要加快轉變經濟發展方式的轉變,推動經濟結構戰略性調整,必須以改善需求結構、優化產業結構為加快轉變經濟發展方式的主攻方向。因此,從需求視角研究與環境的關系更為根本,需求結構深入地影響著環境的質量。那么需求結構如何影響環境質量的,不同的需求結構對環境有何不同影響,怎樣的需求結構才是最有利于我國環境質量?二、環境ekc與環境庫茲涅茲曲線在研究環境問題方面,Grossman和Krueger于1991年做出了突出的學術貢獻。通過研究42個國家空氣質量與經濟增長之間的關系,Grossman和Krueger發現二氧化硫和煙、粉塵在低收入水平的國家,空氣質量隨著單位GDP的增長而降低,在高收入水平的國家,空氣質量隨著單位GDP的增長而加強,并由此總結出經濟增長與環境質量之間的倒U型關系,這種關系也被稱為環境庫茲涅茲曲線(theEnvironmentKuznetsCurve,簡稱EKC)。在EKC提出后,眾多國內外學者都對環境質量與經濟增長之間的關系進行了檢驗,主要是檢驗庫茲涅茲曲線U型以及倒U型關系是否成立,以及成立的條件等。DasguptaS等(2002)發現由于經濟自由化、清潔技術以及新的污染監管方法,環境EKC曲線在發展中國家呈現出扁平狀態但符合倒U型關系。ShafikN等(1992)研究結果也支持環境庫茲涅茲曲線倒U型的存在。但也有許多實證研究,經典的環境庫茲涅茲曲線并非十分穩定的存在,如SternDI(1996)發現通過有效的邊界分解模型可以區分出真正的經濟發展與環境之間的關系,然而這有可能導致經典的環境EKC的消亡。此外還有眾多國外學者如LopezR(1994)、CopelandBR(2003)、DindaS(2004)、CoondooD(2002)等人也在環境庫茲涅茲這方面有所研究。國內學者方面,包群、彭水軍(2006)運用1996-2000年中國30個省市面板數據,構建出產出方程與污染方程,驗證了環境與經濟之間的雙向關系,并提出了同時提高治污能力與促進經濟持續增長的政策建議;馬樹才、李國柱(2006)直接驗證了環境污染與經濟增長之間存在著倒U型關系;張成、朱乾龍、于同申(2011)在質疑環境庫茲涅茲模型“同質”假設的基礎上,研究出了不同環境污染物與經濟增長之間的關系有多種表現形式,不同組別的當前經濟水平會給不同污染物帶來不同的內生性影響;賀彩霞、冉茂盛(2006)通過分析我國中東西地區環境污染變量與人均收入之間的關系,采用單位根檢驗、協整檢驗以及Granger因果檢驗分析出經濟增長與環境污染之間的雙向關系,并且經濟增長與環境之間的關系存在著顯著的區域差異。然而國內外學者分析環境問題都僅僅是基于環境庫茲涅茲曲線研究經濟增長與環境之間的關系,但是在需求結構與環境污染關系上的相關研究卻十分貧乏,僅有少量學者研究了經濟結構與環境污染之間的關系。如國外學者DeBruynSM(1998)等通過研究四個國家三種不同污染物與經濟發展之間的關系時發現,經濟結構的改變以及技術水平的改變與環境污染物之間有很大的關系,國內學者牛海鵬(2006)直接論述了基于經濟結構調整所體現出的經濟發展與污染物排放的倒U型曲線。本文主要擬對需求結構對環境污染的影響進行實證研究,試圖為新時期優化我國需求結構、改善環境質量提供有價值的參考。三、關于環境的研究現有文獻對需求結構與環境的研究相對匱乏,其模型指標的構建更是少之又少。但關于經濟增長與環境的相關研究已相當成熟。而在此類文章中大多數都是借鑒環境庫茲涅茲曲線(EKC)基于面板數據分析的計量模型,將代表經濟增長的指標作為自變量去研究其對環境的影響。文章借鑒此類論文的計量模型,將代表需求結構的指標作為自變量研究需求結構與環境之間的關系。(一)模型建設1.環境綜合數值c:c確定了環不同的需求結構可能會對環境有不同的影響。本文研究需求結構與環境污染之間的實證方程如下:上式中,Eit為第i個省第t年不同污染物數值以及環境污染綜合數值;C為截距項,表示不隨個體變化的固定數值;CRit表示i個省第t年消費需求占總需求的比重;IRit表示i個省第t年投資需求占總需求的比重;Yit表示第i個省第t年實際人均GDP數值;Xit表示影響環境的其他核心指標;εit為誤差項。為保證需求結構能夠最大程度解釋環境污染,將上式分解成四個模型。α2=0,β2=0時為模型1-1;β2=0時為模型1-2;α2=0時為模型1-3;原模型定義為模型1-4。2.evit、dsity、hit的模型構建需求結構主要包括消費需求、投資需求、凈出口需求。在分析總體需求結構對環境的影響后,有必要對單個需求結構進行實證研究。借鑒模型(1),我們有如下方程:式(2)中EVit表示第i個省第t年環境污染綜合數值;θ為不隨個體變化的固定數值;y=1時DSity表示第i個省第t年消費需求占總需求的比重CRit,y=2時DSity表示第i個省第t年投資需求占總需求的比重IRit,y=3時DSity表示第i個省第t年凈出口需求占總需求的比重投資需求占總需求的比重NERit;Xit表示影響環境污染數值的其他核心指標;μit為誤差項。當不含立方項時定義為模型2-1,包含立方項時定義為模型2-2。當φi符號取值不同時,需求結構對環境污染的影響曲線也有所不同,具體可以表示為:(二)體系訓練1.生活污染指標本文環境污染物的選取主要來源于兩方面:工業污染物、生活污染物;其中工業污染物選取了四類比較具有代表性的污染指標,生活污染方面選取了三類污染物。這些污染物總體可分為:液體污染物、氣體污染物以及固體污染物。主要包括工業廢水(IW)、工業固體廢棄物(IS)、工業二氧化硫(ISO)、工業煙粉塵(ID)、生活污水(LW)、生活垃圾(LG)、生活二氧化硫(LSO)。2.均gdp的含量相對于國內生產總值(GDP)來說,人均國內生產總值更能反映一國經濟質量。因此用人均GDP增長水平來衡量經濟發展水平更具說服力與實踐性。為了消除通貨膨脹的影響,本文人均GDP均通過價格指數進行平減處理(以2001年價格指數為基期)。3.環境質量與經濟增長的關系人口的增加會造成一系列的環境問題,主要表現為對自然資源的過度開采、水資源的污染、土地沙漠化、生活垃圾排放等。本文采用單位面積上人口數即人口密度來研究人口的增長對環境污染的影響。(2)外商直接投資(FDI)現有文獻研究表明外商投資會影響環境質量的變化。其中比較具有代表性的是“污染天堂假說”,即由于發展中國家為了自身經濟的發展,對于跨國公司的管制會降低,其中就包括在污染排放標準上的管制。而在發達國家,由于國家對于污染較嚴重的企業管制比較嚴重,尤其是在稅費方面,因此導致污染型企業紛紛向發展中國家轉移。此外也有國內學者如楊萬平、袁曉玲研究表明引進外資會使本國的環境質量有所提高。因此FDI可作為影響環境的一個因素進行分析。(3)產業結構(IND)產業結構與環境質量息息相關。一國在發展的不同階段產業結構會不同,從而導致環境質量也不同。通常表現為在一國發展初期主要以農業為主導,此時環境質量會相應地較好;當國家發展到一定階段重工業開始發展起來,資源得到極大的利用,環境得到破壞;當國家繼續發展時,重工業為主的產業結構模型開始向以服務業為主導產業的產業結構轉變,這時個人、國家環保意識得到加強,工業污染排放減少,環境又得到改善。本文采用第二產業占GDP比重來衡量產業結構。上述數據均來自于2002-2013年《中國統計年鑒》、《中國環境統計年鑒》。四、需求結構與環境質量的研究(一)污染空間分布為了能更客觀地從整體上研究需求結構與環境污染之間的關系,本文在研究單個污染物與需求結構之前,采用了主成分分析方法來測算出我國31個省份2001年至2012年環境污染綜合值。主成分分析方法主要是利用降維的思想,將多指標轉化為少數的綜合指標。其主要步驟如下:將得到的環境污染綜合值通過EXCEL分析,可得到全國各省市環境污染時間變化折線圖(見圖1),利用GeoDa軟件分析,可畫出各年全國環境污染空間截面圖(見圖2)。由于篇幅有限,本文只突出分析2001年、2006年以及2012年的環境污染情況。從圖1可以看出我國在2001年至2012年期間,環境污染范圍有明顯擴散趨勢,環境污染程度有明顯加深的趨勢。而從圖2中可以看出在2001年、2006年以及2012年全國各地區污染相對程度也有所不同。2001年,相對于其他地區而言,北方京津冀地區、黑龍江以及東部廣東、福建、江西等地環境質量最差,環境污染程度相對最高。內蒙古、湖北、河南等地污染相對較嚴重,中部地區湖南、貴州等地污染相對較輕,西部地區污染程度相對最小;2006年,污染十分嚴重地區在全國看來已由京津冀地區擴散到內蒙古河南等地。東部沿海的污染相對程度較全國來看有減輕的趨勢,而中西部地區污染范圍較全國來看有所擴大,四川等地污染程度加重。2012年,北方污染仍然十分嚴重,而東部由于發展方式的轉變,尤其是廣東實行“綠色廣東”戰略,一些重工業產業向中西部轉移,東部環境較于全國明顯好轉。中部地區如湖南、湖北等地污染相對加重。西部地區整體變化不大,但也有污染程度相對加重的趨勢,其中四川、云南地區由于經濟過度開發,外加地質災害頻發,尤其是云南省大規模填湖造田以及煤煙型企業排放量加劇,導致環境污染情況近幾年十分嚴重。青海地區由于過度開采資源,以及過度放牧導致在這十幾年間環境也受到了極度污染。(二)回歸分析結果需求結構直接對我國經濟的生產和供給產生影響,也同時影響著我國產業結構,進而影響著環境質量。鑒于以往文獻并沒有研究需求結構變動會對環境質量造成怎樣的影響,但從統計數據上進行分析,可以得到相關的結論。統計數據顯示,當需求結構中投資水平以及消費水平提高時會伴隨著工業污染物、生活污染物的排放量減少。但這種影響并非是線性的影響,當投資需求以及消費需求在總需求所占比例達到某種程度時,反而污染的排放量增加了。同時需求結構中投資水平、消費水平的變動對環境的影響程度也有所不同。本文是基于中國2001-2012年31個省份的面板數據進行研究,通過式(1)進行回歸檢測。為了避免面板數據在時間維上由于非平穩性而產生的虛假回歸,文章首先進行并通過了單位根以及協整檢驗。此外,由于各個省份之間數據具有較大的差異性,本文采用了變截距模型。同時,對面板數據回歸結果進行Hausman檢驗從而更好的選擇是用固定效應模型以及隨機效應模型。在具體回歸方程選取時,選取最優的模型進行回歸分析,回歸結果見表1、表2。表1是四類工業污染物與需求結構的關系的實證檢驗結果。從表中可看出2001年至2012年間工業污染物與需求結構之間并非簡單的線性關系,消費與投資對不同的環境污染物的影響程度有所不同。具體表現為對工業廢水以及工業煙、粉塵的影響上,消費、投資以及人均GDP呈現出負相關性,當消費、投資以及人均GDP提高時,會減小工業廢水以及工業煙、粉的污染程度,消費水平的提高比投資水平的提高對環境友好的作用更明顯。在工業二氧化硫的影響上,消費對工業二氧化硫的影響體現出正U型關系,投資、人均GDP呈現負相關關系。當最終消費占總需求比重低于65%時,消費對工業二氧化硫呈現出負相關性,當最終消費占總需求比重超過65%時,隨著消費水平的提高工業二氧化硫的排放也會增長。而在消費水平低于58%時,提高投資占總需求水平比提高消費占總需求水平對工業二氧化硫的友好作用更顯著。當消費水平超過58%時,提高消費占總需求水平比提高投資占總需求水平的友好作用更顯著。在工業固體廢氣物影響上,消費水平、人均GDP與工業固體廢棄物呈現出負相關關系,而投資水平與其卻體現出倒U型關系。當投資水平占總需求水平小于56%時,工業固體廢棄物的排放隨著投資水平的提高而增加,當投資水平占總需求水平大于56%時,工業固體廢棄物的排放隨著投資水平的提高而降低。在工業固體廢棄物的影響上,提高消費占總需求水平帶給環境的友好程度上要大于提高投資占總需求水平帶給環境的友好程度。表2是生活污染物以及環境污染綜合值與需求關系的影響。從表中可看出2001年至2012年間生活各污染物以及環境污染綜合值與經濟之間也并非簡單的線性關系。消費水平與生活垃圾、生活污水之間呈現出倒U型關系,而與生活二氧化硫之間呈現出正相關關系,與環境整體污染水平之間呈現出正U型關系;投資水平與生活垃圾以及環境整體污染水平之間呈現負相關關系,與生活二氧化硫之間呈現出倒U型關系,而與生活污水之間呈現出正U型關系;人均GDP與生活垃圾以及生活污水之間呈現出正相關關系,而與生活二氧化硫以及環境整體污染水平之間呈現出負相關關系。具體在生活垃圾中,當消費占總需求水平小于59.7%時,環境污染隨著比重的提高而加重,當超過這一值時,環境污染隨著比重的提高而降低。在生活二氧化硫中,投資的倒U型拐點為60%。在生活污水上,消費水平的倒U型拐點為54.9%,投資水平的U型拐點為78%。對于整體的環境綜合值我們發現,當消費占總需求水平的比重小于62%時,提高消費在總需求水平中的比重比提高投資在總需求水平對環境的改善程度上更好。五、需求結構的變化需求結構包括消費需求、投資需求以及凈出口需求。需求結構的變化在短時間內會使得環境污染更加嚴重也可能會改善環境。而消費、投資、凈出口的變化都會引起需求結構的變化,從而進一步引起環境的變化。從統計數據上看,消費需求占總需求水平的比重提高時,在某一范圍內會伴隨著環境污染物排放量的減少,而投資需求占總需求水平的比重提高時,在某一范圍內卻伴隨著環境污染物排放量的增加。表3是研究單獨的消費需求、投資需求以及凈出口與環境整體污染水平關系的實證結果。(一)消費需求達到最優均衡點從表3可以看出消費需求與環境污染之間并不符合環境EKC認定的倒U型結構,而是表現出U型結構,其拐點為65.34%。即當消費占總需求不超過65.34%時,環境污染減少,環境得到改善。當消費占總需求逐步達到65.34%時,環境質量是最好的。當消費占總需求超過65.34%時環境質量又隨著這一比率的上升而惡化。而這一研究和國內其他學者單純研究需求結構與經濟發展得到結論是不謀而合的,如喬為國、潘必勝(2005)認為,在我國所有體制下,消費占總需求水平不應該低于67.6%;賀鏗(2006)認為我國最適消費占總需求水平應控制在60%-65%之間。之所以會在消費需求占比65%左右時達到最優的環境效應,應該是在這個消費結構的經濟發展階段中,經濟發展方式已經跨越了粗放式經濟增長階段,且處于消費、投資、出口拉動經濟增長的邊際效應的最優均衡點上,對經濟發展是最優的,資源得到最有效的利用,也就是單位資源消耗產生了最大的經濟產出,因而對生態環境的壓力會是最小的。而當消費需求超過一定的度進一步增長時,會使得消費、投資、出口三者的邊際拉動效應產生不均衡和低效率,從而加大對環境的負面影響。一方面過度消費會造成消費品的浪費或低效使用,從而造成生產消費品資源的低效利用和過度開發,生活的污染物也會急劇增加,污染的邊際影響快速擴大,這必將危害生態環境的平衡;另一方面投資需求的過度減少,會造成創新投資的不足,影響技術進步,從而降低生產效率,加大資源消耗,對生態環境產生負面影響。因此,消費需求應該擴大但應有一個合理的比例,達到這一定比例時,經濟結構最為合理,產業結構達到最優,環境污染程度相對最輕。消費占總需求水平與環境污染之間的圖形見圖3(左圖)所示。其中橫軸代表消費需求占總需求的比例,縱軸代表環境污染綜合值。為了更進一步研究消費需求與環境污染之間的關系,表4分別研究了城鎮居民消費水平、農村居民消費水平以及政府消費水平與環境污染水平之間的關系,發現城鎮居民消費、農村居民消費水平以及政府消費水平的提高有利于改善環境污染水平。在環境污染改善程度上,城鎮居民消費水平的提高對環境的改善程度要大于農村居民消費水平的提高對環境的改善程度。而政府消費水平的提高對環境的改善程度大于居民消費水平的提高對環境的改善程度,這表明,這幾年政府在環境這方面的消費支出對環境的改善有明顯的作用。(二)投資需求占比從回歸結果可以看出投資與環境污染之間符合倒U型結構,即環境質量先是隨著投資占總需求水平的增長而下降,當投資占總需求水平超過某一特定值時,繼續增加投資會使得環境質量變好,其拐點為57.9%。具體投資率與環境污染之間的關系見圖3(中圖)所示。其中橫軸代表投資需求占總需求的比例,縱軸代表環境污染綜合值。目前中國投資占總需求水平從2001年的36.5%上升到2012年的47.8%,最高投資占比為2011年的48.3%。世界上平均投資率為23%左右,從本文模型來看,在這水平下的投資水平對環境的友好程度無疑顯得更加合理。(三)n型結構模型在研究凈出口與環境污染之間的關系時,并沒有像消費、投資與環境污染之間表現出來的U型或者倒U型結構,而是呈現出了N型結構。具體凈出口率與環境污染之間的關系見圖3(右圖)所示。在圖中,橫軸正方向表示出口大于進口,表現出貿易順差,橫軸反方向表示出口大于進口,表現出貿易逆差。縱軸表示環境污染綜合數值。圖3表明,在貿易逆差的時候我國環境質量較差,貿易順差時,環境質量較好,并且隨著貿易順差的逐漸擴大,環境質量也會越來越好。六、結論和政策建議(一)職業投資需求結構的污染效應分析本文利用2001年至2012年中國31個省市的面板數據,借鑒環境EKC模型研究了需求結構與環境污染之間的關系,并進一步得到消費需求、投資需求以及凈出口需求與環境之間的實證關系。較之已有文獻,本文在選取環境污染物時加入了生活污染物,并得到更加客觀、全面的環境污染綜合值,具體得到以下結論。第一,在環境污染方面,我國在2001年至2012年期間環境污染水平有明顯擴散趨勢,污染程度加重。北方污染嚴重,尤以京津冀地區污染為重;東部沿海地帶由于重工業產業轉移中部,環境這幾年有所改善;中部地區由于工業化水平逐步提升,重工業產業增加,環境污染加重;西部地區環境整體水平較好,未受到嚴重污染,但也有污染加重的趨勢。在需求結構與環境污染實證上,需求結構與工業污染物以及生活污染物之間并非是簡單的線性關系。在一定范圍內單純的消費需求提高會使得環境整體質量變好,而單純的投資需求增加會使得環境整體質量變差,而對于具體的某類環境污染物來說消費需求的提高以及投資需求的提高與其對整體環境質量的效果上表現不同。大體表現為消費需求以及投資需求的增長對工業類污染物的排放有明顯的減緩作用卻使得生活污染物的排放量增加。具體可以觀測到在工業廢水、工業煙粉塵、工業二氧化硫以及工業固體廢棄物此類污染物上,當消費、投資需求以及人均GDP的增長會使得這些污染物的排放量減少。而在生活污染物如生活垃圾以及生活二氧化硫上,消費、投資需求的增長會使得此類污染物的排放量增加。在生活污水方面消費需求的提高會使其排放量增加而投資需求的提高效果相反。此外我國第二產業對環境的影響為負,第二產業所占比重的提高會使得環境污染水平上升;外商直接投資(FDI)對不同環境環境污染物的影響有所不同,但在總體環境影響水平上,外商直接投資會加劇我國環境污染。人口密度對工業污染物的影響并不顯著,然而在生活污染物上卻十分明顯,綜合來看,人口密度的上升會提高我國環境污染水平。第二,進一步分析需求結構中消費需求、投資