環(huán)境庫茲涅茨曲線假說理論模型

1、1.1.1環(huán)境庫茲涅茨理論簡介1955年，美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家西蒙庫茲涅茨(Simon Kuznets),提出了著名的“倒 U型假說，即庫茲涅茨曲線。在1991年，美國環(huán)境學(xué)家Grossman和Krueger 首次將庫茲涅茨曲線引入經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境污染關(guān)系的研究，它假定一個(gè)國家的 污染水平會(huì)先隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國民收入水平的增加而增加，當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程 度時(shí)，污染水平會(huì)隨著國民收入的上升而下降。Grossman和Krueger通過研究 發(fā)現(xiàn)SO2排放量和經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系符合庫茲涅茨假說:如果用縱軸表示污染水平 (污染物排放量等)，橫軸表示經(jīng)濟(jì)增長(GDP、GNP或人均GDP、人均GNP等)，可得 到污染水平

2、與經(jīng)濟(jì)增長之間的散點(diǎn)曲線呈“倒 U型”，即環(huán)境庫茲涅茨曲線 (Environmental Kuznets Curve,以下簡稱 EKC)。自環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)假設(shè)提出以來，國內(nèi)外學(xué)者不斷對(duì)其理論探討 和實(shí)證研究。國外關(guān)于經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染關(guān)系的研究比較早，主要研究文獻(xiàn)有： 1992年Bandyopadhyay和Shafik運(yùn)用EKC對(duì)不同國家經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境質(zhì)量關(guān)系 進(jìn)行了對(duì)比研究。Lucas (1996)驗(yàn)證了 BO2. NO2等與經(jīng)濟(jì)發(fā)展也符合EKC假說。 Panayoutou (1997)運(yùn)用了 30個(gè)發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家1982-1994年間的數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析，研究表明，政策和制度

3、不僅能夠顯著減少由二氧化硫引起的環(huán)境退化， 而且能夠減輕經(jīng)濟(jì)增長所付出的環(huán)境代價(jià)。Dasguptaetal (2002)發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)格的 環(huán)境規(guī)制能使經(jīng)濟(jì)增長的每個(gè)時(shí)期污染排放水平都低于沒有規(guī)制時(shí)的排放水平， 使環(huán)境庫茲涅茲曲線變得比較平坦。除此之外，許多發(fā)達(dá)國家和新興發(fā)展中國家 經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量之間的實(shí)證研究也證實(shí)了 EKC假說,只是不同國家、不同污 染物的“倒U”頂點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)機(jī)不同。國內(nèi)對(duì)我國經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染之間關(guān)系的研究起步較晚，主要研究文獻(xiàn) 有：范金(2002)采用中國81個(gè)大中城市1995-1997年度SO2.氮氧化物、總懸浮 顆粒濃度等的面板數(shù)據(jù)對(duì)EKC進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)除了氮氧化物濃

4、度之外，其余污染 物與國民收入水平存在“倒U”關(guān)系;包群、彭水軍(2006)采用中國30個(gè)省市 1996-2000的環(huán)境指標(biāo)數(shù)據(jù)，建立面板數(shù)據(jù)模型，研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污 染之間存在環(huán)境庫茲涅茲曲線“倒U型”特征。張紅鳳等(2009)通過實(shí)證研究 發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)格且系統(tǒng)的環(huán)境規(guī)制政策能夠改變環(huán)境庫茲涅茲曲線的形狀和拐點(diǎn)位 置。但中國區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展很不平衡，各個(gè)地方對(duì)污染治理的投入差別也較大，很難 建立統(tǒng)一的模型來描述整個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染之間的關(guān)系，應(yīng)當(dāng)按照經(jīng) 濟(jì)發(fā)展水平分區(qū)域進(jìn)行研究，這樣才能夠更好地解釋中國環(huán)境污染的實(shí)際狀況。1.1.2 EKC 模型國際上根據(jù)環(huán)境庫茲涅茨理論所產(chǎn)生的計(jì)量模

5、型有兩大類，一類是基于時(shí)間 序列數(shù)據(jù)分析的模型，另一類是基于面板數(shù)據(jù)分析的模型?；跁r(shí)間序列數(shù)據(jù)分析的EKC模型該模型最具有代表性的是二次多項(xiàng)式函數(shù)關(guān)系，這也是目前國際上常用的簡 化計(jì)量模型：E = B+BY + BY2+u(1)t 01 t 2 t t式中:為某國家或地區(qū)在時(shí)刻t受到的環(huán)境壓力，常用環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)、污染 物排放量等表示；七是國家和地區(qū)特征相關(guān)參數(shù);Yt是該國家或地區(qū)在t時(shí)刻的 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，一般以GDP或人均GDP表示；七、七分別為參數(shù)。若七0則為 “倒U”型曲線;若七0,七0,B 0且B =0,則為“倒U”型曲線;若B 0且B =0,則為“正 123123U”型曲線;若B10,

6、B2=0且B3=0,則環(huán)境惡化程度將呈線性下降;若B10 且B30, B20,則環(huán)境惡化程度呈現(xiàn)“正N”型。 基于面板數(shù)據(jù)分析的ekc模型3這類模型主要由Bandyopadhyay和Shafik(1992)提出，主要是將二次、三次 函數(shù)與對(duì)數(shù)形式相結(jié)合，并加入GDP以外的環(huán)境影響因素?；颈磉_(dá)式為：lnE =B +B lnY +B2(lnY)2+B (lnY)3+X +u(3)it 01 itit3it it it一般使用Hausman檢驗(yàn)判斷使用固定效應(yīng)模型還是隨機(jī)效用模型。式中Xit 表示影響第i國家或地區(qū)環(huán)境質(zhì)量的其他變量構(gòu)成的向量,一般包括結(jié)構(gòu)效應(yīng)和 技術(shù)進(jìn)步效應(yīng)等變量。其中結(jié)構(gòu)效應(yīng)一

7、般采用第二產(chǎn)業(yè)增加值或者第三產(chǎn)業(yè)增加 值占當(dāng)年GDP比重，技術(shù)進(jìn)步效應(yīng)一般采用人均資本存量等。除此之外還可以加 入出口依存度或FDI依存度來研究國際貿(mào)易、外商直接投資對(duì)環(huán)境污染的影響。 3.1環(huán)境污染狀況分析圖1 1999-2009年間昆明市主要污染物排放量變化情況1999-2009年間昆明市主要污染物排放量變化情況如圖1所示。4種污染物 中，工業(yè)廢水排放量、工業(yè)煙塵排放量和工業(yè)粉塵排放量總體上呈下降的趨勢(shì)； 工業(yè)二氧化硫排放量在1999-2006年間波動(dòng)上升，2006以后呈下降趨勢(shì)。3.2主要污染物的環(huán)境庫茲涅茨曲線實(shí)證研究本文采用的模型是E = B +B Y + B Y2+B Y3+ut

8、01 t 2 t 3 t t式中，：Et為昆明市在時(shí)刻t受到的環(huán)境壓力，本文中用工業(yè)廢水排放量、工 業(yè)SO2排放量、工業(yè)煙塵排放量和工業(yè)粉塵排放量表示；B0是昆明市特征相關(guān)參 數(shù)*是昆明市在t時(shí)刻的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，本文以人均GDP表示:BB2分別為參數(shù)。 若B*0, B 0且B =0,則為“倒U”型曲線;若B 0且B =0,則為“正U”23123 型曲線;若B10, B2=0且B3=0,則環(huán)境惡化程度將呈線性下降;若B10, B20且 七0，則當(dāng)用橫坐標(biāo)表示人均GDP,用縱坐標(biāo)表示環(huán)境惡化程度時(shí)，環(huán)境惡化程度 呈現(xiàn)“倒N”型;若 七0,七0且 七0,則環(huán)境惡化程度呈現(xiàn)“正N”型。本文利用上述模型，分

9、別對(duì)昆明市的工業(yè)廢水排放量(E1)、工業(yè)SO2排放量 (E2)、工業(yè)煙塵排放量()和工業(yè)粉塵排放量(E的EKC進(jìn)行估計(jì)，樣本數(shù) 據(jù)區(qū)間為1999-2009年，資料來源為1999-2009各年的昆明統(tǒng)計(jì)年鑒，估計(jì) 結(jié)果如下：表1昆明市經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染的關(guān)系表環(huán)境指工業(yè)廢水排工業(yè)二氧化硫工業(yè)煙塵工業(yè)粉塵標(biāo)放量排放量排放量排放量R20.870.890.830.9常數(shù)項(xiàng)55718.3411688.06344206.2531029.31-7.1078000.884817-47.76024-74.0672590.0003240.0003950.0022330.003406-4.84E-09-1.15E-

10、08-3.40E-08-5.09E-08F值15.2418.2311.2722.13DW1.81.671.892.01由表1得，所有環(huán)境指標(biāo)與人均GDP的擬合度R2的值均大于0.7。其中，工 業(yè)粉塵排放量的擬合度為0.9,說明所采用的回歸模型具有充分的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 各環(huán)境指標(biāo)與人均GDP的散點(diǎn)圖見圖2-5。從圖中可以得出：4種污染物中，工 業(yè)廢水排放量、工業(yè)煙塵排放量和工業(yè)粉塵排放量總體上呈下降的趨勢(shì)；工業(yè)二 氧化硫排放量在1999-2006年間波動(dòng)上升，2006以后呈下降趨勢(shì)。圖2工業(yè)廢水排放量與人均GDP散點(diǎn)圖圖3工業(yè)二氧化硫排放量與人均GDP散點(diǎn)圖圖4工業(yè)煙塵排放量與人均GDP散點(diǎn)圖 圖

11、5工業(yè)粉塵排放量與人均GDP散點(diǎn)圖對(duì)工業(yè)廢水排放量EKC的估計(jì)方程如下(方程下面括號(hào)內(nèi)為T值)：E =55718.34-7.107800Y +0.000324Y 2-4.84E - 09Y 3iii(4.26)(-3.49)(3.18)(-2.95)根據(jù)模型判定標(biāo)準(zhǔn)之一:若七0,七0且七0,則當(dāng)用橫坐標(biāo)表示人均GDP, 用縱坐標(biāo)表示環(huán)境惡化程度時(shí)，環(huán)境惡化程度呈現(xiàn)“倒 N”型。得出昆明市 1999-2009年工業(yè)廢水排放量的環(huán)境庫茲涅茨曲線呈現(xiàn)“倒N”型。對(duì)工業(yè)二氧化硫排放量EKC的估計(jì)方程如下(方程下面括號(hào)內(nèi)為T值)：E =11688.06+0.884817Y +0.000395Y 2-1.

12、15E - 08Y 3iii(0.095)(0.046)(0.41)(-0.75)根據(jù)模型判定標(biāo)準(zhǔn)：若B 0, B 0且B =0,則為“倒U”型曲線;若B 0, 七0且七二0,則為“正U”型曲線;若七0, B=0且七二0,則環(huán)境惡化程度將呈 線性下降;若B 0且B 0,B 0,則環(huán)境惡化程 度呈現(xiàn)“正N”型。得出昆明市1999-2009年工業(yè)二氧化硫排放量的環(huán)境庫茲涅 茨曲線不呈現(xiàn)“倒U”型曲線、“正U”型曲線、線性下降、“正N”型、“倒N” 型中的任何一種。對(duì)工業(yè)煙塵排放量EKC的估計(jì)方程如下(方程下面括號(hào)內(nèi)為T值)：E =344206.2-47.76024Y +0.002233Y 2-3.40E - 08Y 3iii(4.14)(-3.69)(3.45)(-3.26)根據(jù)模型判定標(biāo)準(zhǔn)：若七0且七0,則當(dāng)用橫坐標(biāo)表示人均GDP，用 縱坐標(biāo)表示環(huán)境惡化程度時(shí)，環(huán)境惡化程度呈現(xiàn)“倒N”型。得出昆明市1999-2009 年工業(yè)煙塵排放量的環(huán)境庫茲涅茨曲線呈現(xiàn)“倒N”型。對(duì)工業(yè)粉塵排放量EKC的估計(jì)方程如下(方程下面括號(hào)內(nèi)為T值)：E =531029.3-74.06725Y +0.003406Y 2-5.09E - 08Y 3iii(5.61)(-5.03)(4.62)(-4.29)根據(jù)模型判定標(biāo)準(zhǔn)：若七0且七0,則當(dāng)用橫坐標(biāo)表示人均GDP，用 縱坐標(biāo)表示環(huán)境惡化程度時(shí)，