———基于环境库兹涅茨曲线的方法
张思锋,张 颖
(西安交通大学人文社会科学学院,陕西西安710049)
[摘 要] 根据西安经济发展水平与环境质量的相关数据,建立了西安环境库兹涅茨曲线的回归方程。通过求解方程,得出西安环境质量良性转折点,从而得到西安循环经济发展紧迫性结论:在环境质量安全警戒线出现之前,如果西安不从根本上改变现有的经济发展模式,将会出现长期性环境恶化局面,因此,西安发展循环经济刻不容缓。这一结论也适用于国内其他同类城市。
[关键词] 西安;环境库兹涅茨曲线;循环经济
[中图分类号] F127 [文献标识码] A [文章编号] 10082245X(2004)022*******
Analysis on the U rgency to Develop Cyclic E conomy in Xi′an
B ased on the Application of Approach of E nvironmental K uznets Curve
ZHAN G Si-feng,ZHAN G Y ing
(The School of Humanity and Social Sciences Xi′an Jiaotong University,Xi′an710049,China) Abstract The paper has built up regression equations of the environmental Kuznets curve based on a large amount of the related data on Xi′an economic development level and environment quality.By solving the e2 quations,the benign turning point of the environmental equality in Xi′an is acquired and then a conclusion of the urgency for the development of the cyclic economy of Xi′an is arrived at.It is pointed out that before the coming of security warning line of the environmental quality,Xi′an will have to be confronted with long -term environmental deterioration if the current economic development mode is not changed fundamental2 ly.As a result,there is no time delay for Xi′an to develop the cyclic economy.This conclusion can also be applied to other cities of the same category in China.
K ey w ords Xi′an;cyclic economy;environmental Kuznets curve
一、引言
西安是我国西部少有的几个特大城市之一,有着悠久的文明史。由于长期的过度开发,西安及其周围的自然资源与生态环境都遭受到不同程度的破坏。多年来,西安市在加快经济建设的同时,也注意到环境保护问题,不断加大环保投资和污染治理的力度。但是大气污染、水污染及其他人居环境的恶化趋势仍然没有得到有效遏制。1992年以来,西安市的生活垃圾清运量以每年10%的速度递增,工业固体废弃物产生量也在逐年增加;2000年,西安市的空气总悬浮颗粒物浓度严重超标,达0.351mg/m3,远远超过0.20mg/m3的国家二级标准。随着西安经济发展速度的加快,已经相当脆弱的城市环境还将经受更为严峻的考验。
从根本上遏制环境恶化趋势的唯一出路是,彻底
[收稿日期] 2004-04-03
[基金项目] 西安市科委软科学项目(R200215)
[作者简介] 张思锋(1952- ),男,陕西渭南人,西安交通大学人文社会科学学院副院长,教授,博士生导师。
改变传统的“先污染后治理”的末端治理方式,引入循环经济理念,确立循环经济模式,从源头上杜绝污染物的产生。目前,发展循环经济已经引起西安市有关部门的关注,西安市环境保护“十五”计划也涉及到循环经济的部分内容,提出“坚持既要发展经济,又要保护环境,实现环境与发展综合决策和‘双赢’目标,贯彻工业污染防治与生态保护并重和‘预防为主,保护优先’的方针……全面推进可持续发展战略的实施和环境保护基本国策的落实。”但是,由于循环经济是一种新型的经济发展模式,更由于从传统的线性经济到循环经济的转变需要一个过程,因此,对循环经济及其紧迫性的认识也有一个过程。本文通过对西安市经济发展水平与环境质量的相关数据进行处理,求出西安市环境库兹涅茨曲线的理论峰值,得出西安市循环经济发展紧迫性的结论:在环境质量安全警戒线出现之前,如果西安市不从根本上改变现有的经济发展模式,将会出现长期性环境恶化局面,因此,西安市发展循环经济刻不容缓。这一结论也适用于国内其他同类城市。
二、循环经济与环境库兹涅茨曲线
(一)循环经济及其紧迫性
循环经济是一种全新的经济发展模式。循环经济以可循环资源为起点,以环境友好的方式利用资源;保护环境和发展经济并举,把人类生产、生活活动纳入自然循环过程,所有的原料和能源都能在这个不断进行的经济循环中得到合理的利用,从而把经济活动对自然环境的影响控制在尽可能小的程度;经过相当长时间的努力,使生态负增长变为生态正增长,实现人类与生态的良性循环[1]。
关于循环经济发展紧迫性的命题来自三种理论的论证[2～4]。第一,资源有限和生存环境理论。工业经济在创造巨额社会财富和高度物质文明的同时,又掠夺式地耗费着有限的自然资源,恶性地破坏着人类的生存环境。第二、可持续发展理论。人类不能以牺牲后代人的利益为代价而实现当代的发展。第三、生态哲学理论。主张抛弃人类中心主义的价值观,重建人与自然之间的和谐关系,构建环境友好的经济发展模式。这些理论从总体上证明了循环经济模式的必然性和紧迫性,但是要尽快实践循环经济发展模式,还必须依赖更精确的事实分析,提出更有说服力的证据。
(二)环境库兹涅茨曲线
1955年,诺贝尔经济学奖获得者西蒙・库兹涅茨(S.Kuznets )在其对收入差异的研究中发现:人均收入
的差异具有随着经济的增长表现出先逐渐加大、后逐渐缩小的规律;若以收入差异为纵坐标,以人均收入为横坐标,则两者之间呈倒“U ”型分布。这一关系为大量的现实统计数据所证实,被称之为“库兹涅茨曲线”
(Kuznets Curve 简称KC )[5]。
1992年,美国经济学家格鲁斯曼(Grossman )和克
鲁格(Kureger )将这条曲线应用于环境经济学研究中,并把它命名为环境库兹涅茨曲线(Environmental Kuznets Curve 简称EKC )。之后,哈佛大学国际发展
研究所帕纳约托证实了环境库兹涅茨曲线,列出了低收入期、转折期和高收入期的环境质量特征值。随后,美国哥伦比亚大学的科恩等学者对收入-污染的关系做了进一步的验证,如表1[6～10]。从表1总结的现有研究结果可以得出如下结论:⑴大部分污染物与人均收入之间的确存在倒“U ”现象;⑵在研究污染物内容上,以浓度和以排放量与人均G DP 研究之间的EKC 转折点存在差异,即前者所对应的人均G DP 一般小于后者;⑶目前,学者们更着重研究污染浓度与人均收入之间的关系[11]。
环境库兹涅茨曲线(如图1)表示,环境质量先是与经济发展负相关(两难区间),当经济发展到一定水平(人均G DP 达到一定程度)时,就会出现良性转折———环境质量与经济发展正相关(双赢区间)。在“两难”区间人们不得不以牺牲环境质量为代价换取经济利益,或以牺牲经济利益为代价改善环境质量。在“双赢”区间人类可以在获得经济利益的同时改善环境质量,实现环境与经济的协调发展
。
图1 环境库兹涅茨曲线示意图
西安交通大学学报(社会科学版)
表1 国外关于收入———污染关系的已有研究成果
研究者
污染物
取样的国家数目
取样年份
EKC 转折点(1985年美元不变价)
其他影响因素Grossman and Krueger
TSP ,SO 2,水质(浓度)
29(TSP )42(SO 2)1977-1988
<8000时间趋势,人口密度,地理位置Shafik and Bandyopadlhyay
TSP ,SO 2,水质(浓度)
149
1972-1988
3670(SO 2)3280(TSP )投资,增长,能源残渣,贸易开放度
Selden and S ong
TSP ,SO 2,NOX ,CO (排放量)
301973-1984
9000-10000
(TSP ,SO 2)12000-22000(NOX ,CO )
债务,民主和政治自由度
Holtz -Eakin and Selden CO (排放量)1301951-1986>8000000Holton and Levinson
汽车尾气(排放量)48
1972-1992
7000
时间趋势
,人口密度
注:表中TSP 表示总悬浮颗粒物
三、西安的环境库兹涅茨曲线
(一)数据来源及图形分析初步
本文所使用的西安市经济发展相关指标及生活垃
图2 西安的环境库兹涅茨曲线
圾清运量、工业固体废弃物排放量的数据,主要来源于《西安统计年鉴》、《陕西统计年鉴》,西安市环保局也提供了部分原始数据。根据西安市1985-2002年的相
张思锋等:西安循环经济发展的紧迫性分析———基于环境库兹涅茨曲线的方法
(二)模型的选择与确定
在早期的环境库兹涅茨曲线研究中,学者们采用了多种方法来估计收入与污染之间的关系。本文采用的模型具有以下共性:第一,模型采用人均G DP的多项式形式;第二,考虑人口因素,即以人均G DP表示经济发展水平和必要的人均计算。此外,本文的模型排除了环境、科技水平、工业对国民生产总值的贡献率等可能影响环境水平的因素,这样的简化处理一方面使研究更为简洁,避免了难以度量的如环境等影响因素对计量结果产生偏差的可能;另一方面也使收入与污染之间的关系表现的更为直接。
根据图2给出的散点图建立多项式回归模型:
y=α+β1x+β2x2(1)式(1)中:y为污染物指标;x=G DP/P为人均国民生产总值;β1、β2为模型参数。
(三)曲线拟合及回归结果
1.生活垃圾
使用统计数据进行标准多项式拟合后,回归结果如表2、图3所示,曲线的R2检验、T检验和F检验结果都非常好,据此建立回归方程为:
表2 西安1985～2002年环境库兹涅茨
曲线模型回归结果Ⅰ
参数生活垃圾清运量人均生活垃圾清运量
常数项41.7334(19.850)7.84631(28.583)
人均G DP0.0023(8.821)0.00102(8.402)
(人均G DP)2-7.6915E-08
(-0.998)
-2.6826E-08
(-0.267)
R20.990.9886
R20.90.9871
F732.63651.73
注:括号内为T检验值;人均G DP单位为元/人・年,当年价格;生活垃圾清运量单位为万吨;人均生活垃圾清运量单位为公斤/人。y生活垃圾总量=41.7334+0.0023x-7.6915E-08x2
(2) y人均生活垃圾=7.84631+0.00102x-2.6826E-08x2(3)式中x=G DP/P为人均国民生产总值
。
图3 西安生活垃圾环境库兹涅茨拟合曲线图
2.工业固体废弃物
从图2工业固体废弃物的散点图我们发现,工业固体废弃物与人均G DP之间更类似于三次多项式的曲线特征,故对(1)式进行修正后重新建立模型如下: y=α+β1x+β2x2+β3x3(4)
(4)式中符号所代表的意义与(1)式相同。进行数据拟合后,回归结果如表3、图4所示,曲线的R2检验、T检验和F检验结果都非常好,据此建立回归方程为: y工业固体废物总量=93.639+0.027331x-4.8361E
-06x2+2.2606E-10x3(5) y人均工业固体废物=188.34+0.0246x-5.2672E
-06x2+2.5266E-10x3(6)
(5)、(6)式中x=G DP/P为人均国民生产总值。
西安交通大学学报(社会科学版)
表3 西安1986～2002年环境库兹涅茨
曲线模型回归结果Ⅱ
参数工业固体废弃物产生量
人均工业固体废弃物产生量
常数项93.639(14.38)188.3399(16.6)人均G DP
0.027331(5.716)0.024614(2.963)(人均G DP )2
-4.8361E -06(-5.514)-5.2672E -06(-3.457)(人均G DP )3
2.2606E -10(5.514) 2.5265E -10(
3.457)R
2
0.81540.88823R 20.77590.828
F
20.614
37.08716
注:括号内为T 检验值;人均G DP 单位为元/人・年,当年价格;工业固体废弃物产生量单位为万吨;人均工业固体废弃物单位为公斤/人。
图4 西安工业固体废弃物环境库兹涅茨拟合曲线图
四、西安发展循环经济紧迫性结论
(一)西安经济与环境发展极不协调
由(2)、(3)式和(5)、(6)式计算可得表4、5数据,
即环境库兹涅茨拟合曲线的极值点。
表4 西安的环境库兹涅茨拟合曲线计算结果Ⅰ污染物人均G DP (元)极值点
备注生活垃圾总量
58005(301万吨)
高于上海市水平
生活垃圾人均量19011(20.54公斤/人)
表5 西安的环境库兹涅茨拟合曲线计算结果Ⅱ污染物极值点1
人均G DP (元)极值点2
人均G DP (元)拐点
人均G DP (元)
工业固体废物总量3883103797131工业固体废物人均量
2970
10928
6949
表4显示,西安市的生活垃圾清运量在人均G DP 达到58005元(约7000美元)时达到理论峰值(极值点)301万吨,而人均生活垃圾在人均G DP19011元时达到理论峰值(极值点)。由于西安市存在人口基数大,年净增人口数量多的因素,因此人均生活垃圾极值点比总量极值点出现的更早一些是合理的。表5显示,西安市工业固体废弃物产生量是波浪式的环境库兹涅茨拟合曲线,即先是倒U 型,然后是U 型,有多个极值点。拟合曲线的第一个极值点发生在人均G DP3883元,对应的时间是1994年出现了环境库兹
涅茨拟合曲线的峰值;第二个极值点发生于人均G DP10379元,对应的时间是2001年,出现了固体废弃物产生量的低谷,而在随后的2002年开始固体废弃物产生量出现新一幅攀升的景象。
2003年末统计显示,西安市的人均国民生产总值
为13167元约合1500美元。根据《21世纪中国经济
大趋势》中关于2000-2050年G DP 呈指数增长的估计和本文所采用的样本数据散点图走势分析,我们对1985-2003年西安市人均G DP 采用指数函数进行时间序列回归后得到曲线如图5所示,曲线的R2检验和F 检验效果都非常好,对应的方程如下:
Y =904.604e
0.1484x
(7)R 2=0.986 R 2=0.985 F =1171.54
(7)式中:Y 为西安市人均G DP ,x 为年份。应用(7)式对今后10年西安市人均G DP 增长进行预测,结果如表6。由此估计西安市的环境库兹涅茨拟合曲线
张思锋等:西安循环经济发展的紧迫性分析———基于环境库兹涅茨曲线的方法
图5 西安人均G DP 的曲线回归图
———生活垃圾清运量的极值点出现在2013年前后,距
今尚有10年;西安市的工业固体废弃物产生量环境库兹涅茨拟合曲线,目前处于新一轮的大幅增长阶段,新的极值点何时再次出现尚未可知。 从历史上看,发达国家在人均G DP 达到3000美元以后,才开始进行大规模的环境污染治理。当人均G DP 达到4000-5000美元左右时,环境质量才会出现好转。综合各国的情况,环境质量良性转折点大约在人均5000美元到15000美元之间[12]。环境库兹涅茨曲线的良性转折点,在不同的国家或地区出现时间不同的原因,一是不同国家或地区的经济结构和消费方式存在差异,二是不同国家和地区的环境不同。其中,的环境在一定条件下对于EKC 良性转折的出现及其出现的迟早具有决定性作用。完全的市场化自发调节,不仅可能推迟EKC 良性转折出现的时间,而且有可能使这一转折永久性消失。本文关于发展循环经济可以催生EKC 良性转折点的结论是以环境的决定作用为前提的。
在我国,环境库兹涅茨曲线的提法出现以后,也有学者将其应用于区域性环境经济分析。其中,牛文元等人认为我国环境质量尚处于“局部改善,整体恶化”的状态,我国的环境库兹涅茨曲线转折点会在2050年前到来。但是他又说,根据目前的发展趋势,东部地区需要10年,而西部地区还需30年[12];杨凯等人于2002年对上海市废弃物增长进行了估算,预计转折点出现在人均G DP 到达33441元(约4000美元)的2004年[13]。如前所述,西安市的环境质量转折点在人均G DP7000美元时才能到来,可见,西安市现阶段
表6 西安1985-2003年人均G DP 及2004-2014的预测年份人均G DP 观测值(元)人均G DP 回归值(元)误差(%)
19851039.001049.360.99719861178.001217.28 3.33519871409.001412.070.21819881711.001638.04-4.2191861.001900.16 2.10419901932.002204.2314.0901*******.002556.9514.97119922662.002966.1211.42419933661.003440.76-6.016199445.003991.36-12.54719955131.004630.07-9.7631996
6246.005370.98-14.00919977424.006230.46-16.0771*******.007227.47-8.57119998585.008384.02-2.34120009446.009725.65 2.960200110620.0011281.97 6.233200211786.0013087.3311.0412********.77
15181.590.9972004-17610.98-2005-20429.13-2006-23698.24-2007-27490.48-2008-318.57-2009-36992.61-2010-42912.24-2011-49779.15-2012-57744.91-2013-66985.37-2014
-77704.51
-
注:表中人均G DP 观测值来自人均国民生产值的统计数据,人均G DP 预测值来自回归方程
经济与环境的协调发展水平远远落后于上海(约4000美元)等东部城市。
(二)西安发展循环经济刻不容缓
一般来说,倒“U ”型环境库兹涅茨曲线的走向是,在环境恶化达到峰值后会随着经济发展水平的进一步提高而逐步改善。但是,如果人们对环境问题采取放任态度,倒“U ”型曲线的峰值可能超出生态环境阈值,届时,环境退化将不可逆。由此,按照环境质量变化和经济增长的协调程度,环境库兹涅茨曲线的走向存在
西安交通大学学报(社会科学版)
三种可能轨迹[14](如图6),其中L 1称为安全警戒线,
L 2是生态环境承载阙限
。
图6 经济增长与环境恶化的库兹涅茨关系示意图
1.ABCD 轨迹
发生在环境质量变化与经济发展极不协调的情况下。经济发展以环境恶化为代价,在环境恶化突破安全警戒线后,由于环境治理不及时等原因,导致环境质量急剧退化,可能引起经济系统与环境系统最终崩溃。因为在传统的“资源-生产-市场-消费-废弃物”的“先污染后治理”的末端治理方式中,废弃物是该流程必然的副产品,经济体在具备一定经济实力后,如果不加强环境治理,依然推行传统经济增长方式,ABCD 轨迹就极易发生,如古代曾经创造高度文明的玛雅文明和苏美尔文明就是由于在经济发展中过度开发利用,导致环境系统崩溃,文明也随之灭亡。
2.ABCEF G 轨迹
典型环境库兹涅茨曲线轨迹。美国、西欧、日本以及新兴工业化国家在工业化进程中,走先发展,后治理的道路。在经济发展初期,以牺牲环境质量为代价换取经济利益;随着经济的发展,收入升高,国民环境意识提高,对环境质量的需求增加;环保投入加大,环境质量供给增加,先是弥补早期损失,逐渐达到环境质量供需动态平衡,最后实现环境质量与经济的同步良性发展。
3.ABF G 轨迹
形成于环境质量变化与经济发展较为协调的情况下。在经济发展与环境质量发生冲突初期,尽早实施环境,引入循环经济理念,确立循环经济模式,从源头上杜绝污染物的产生,在尽量减小对环境影响的基础上寻求经济增长,使EKC 良性转折在安全警戒线之前出现。
目前,西安市尚处于环境库兹涅茨曲线左侧:西安市的环境库兹涅茨拟合曲线———生活垃圾清运量的极值点将出现在2013年前后;工业固体废弃物产生量从2002年开始,已经出现新一幅攀升的景象。这是
因为,第一,西部大开发战略实施以来,西安市经济发展已经步入高速增长期;第二,由于进入21世纪以来制造业的国际大转移,也由于我国已经进入重加工组装工业发展阶段,更由于西安市有较好的制造业基础,未来若干年西安的工业结构将呈现重型化特征;第三,随着常住人口和流动人口的增加、人均收入的提高以及消费结构的升级,今后若干年西安市的生活垃圾清运总量也将迅速增加。
尤其需要注意的是,西安市工业固体废弃物产生量的环境库兹涅茨拟合曲线是波浪式的,也就是说,西安市的环境质量在经济发展进程中会出现多次反复。这是因为,我国是一个人均资源量极少、环境承载度极高的国家。在传统的线性经济发展模式中,当人口增长,就业压力迫使我们以经济增长的高速度作为主体价值取向时,就会牺牲环境质量;当环境污染、资源短缺趋向恶性,威胁生存和发展时,又会以提高环境质量为主体价值趋向,牺牲经济发展。这样必然陷入一种要么牺牲环境质量,要么牺牲经济发展的怪圈。如果西安市照抄美、欧、日各国的做法,沿用典型环境库兹涅茨曲线轨迹,即ABCEF G 轨迹,由于上述怪圈作用,其结果却可能是ABCD 轨迹。因此,西安市只有采用ABF G 轨迹,尽快实现从传统的线性经济发展模式向循环经济发展模式转变,才能使环境库兹涅茨曲线良性转折在安全警戒线之前出现。由于西安市在我国省会城市及很多大城市特大城市中具有一定的代表性,更由于我国所有城市在人均资源量和环境承载度方面具有共性,因此,本文关于西安市循环经济发展紧迫性的结论也适用于国内其他同类城市。
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(下转封三)4
6张思锋等:西安循环经济发展的紧迫性分析———基于环境库兹涅茨曲线的方法
北京大学一些经济学家在最近推出的我国首部《区域新经济指数报告》中,运用5大类(知识职业、全球化、经济动态和竞争、向数字经济转型、创新能力)15个指标对全国31个省市区新经济实力进行评价(其中新经济是以知识创新和网络技术为基础的知识经济,在评价体系中所占权重较大)。评价结果表明:陕西新经济指数仅次于北京、上海、广东、天津、福建、浙江、江苏,居全国第8位,大大超过了各个方面基础较好的辽宁、山东、重庆、四川、湖北、海南等省市;陕西在五大类指标中,知识工作岗位和创新能力居前5位之内,在15个细分指标中,研发民间投资额比例、科学家和工程师占总从业人员的比重、办公室职位比重居前4位以内。据北京大学中国区域经济研究中心主任杨开忠分析,陕西位次之所以靠前,跟陕西在国家中所处的位势有关,跟计划经济时期陕西在高校、科研乃至军工方面的力量积累有关。陕西未来发展的关键取决于能否保持现有的知识和科技力量优势和是否能将这种优势快速转化为新经济优势,这是机遇,更是挑战。[7]
根据陕西实施建设西部经济强省及全面实现小康社会的目标,陕西十届二中全会提出了全面建设小康社会“三步走”的规划建议。第一步:2006年实现国内生产总值3000亿元,人均G DP8000元,从2002年起,国内生产总值年均增长速度必须达到10.5%以上。第二步:2010年实现国内生产总值
4400亿元,人均G DP11000元,从2002年起,国内生产总值年均增长速度必须达到10%以上。第三步: 2020年实现国内生产总值10000亿元以上,人均G DP25000元,年均增长速度9%以上。如果我们能够实现这个发展目标,那么,陕西经济就有可能实现“后起飞跃”,国内生产总值2020年翻两番和人均G DP3.000美元的目标就能实现。经济增长为高等教育大众化提供物质基础,并决定高等教育大众化的形式和内容;高等教育大众化可以缓解就业压力,提高人力资源的质量、带动教育消费,进而促进经济的增长。因此,陕西经济的“后起飞跃”对陕西高等教育大众化的推动作用是显而易见的。
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(责任编辑:冯 蓉)
(上接第页)
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