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祝志杰
（东北财经大学统计学院,辽宁大连116025）
[摘 要]伴随着人类对发展认识的不断深入,经济发展与环境质量已经成为世界各国共同关注的主题.本文以环境库兹涅茨曲线的适用性为出发点,通过趋势曲线的扩展和分解建立具有普遍适用性的库兹涅茨曲线,并在此基础上建立环境质量与经济发展互动关系趋势分析的基本框架,最后利用CK模型对辽宁省的环境质量与经济发展互动关系进行了趋势模拟,从趋势变化的角度分析了经济增长对辽宁省环境质量的动态影响.
[关键词]环境库兹涅茨曲线：环境质量；经济发展
中图分类号：F231.5
文献标识码：A 文章编号：1008 -4096( 2012) 01-0069 -04
本文从环境库兹涅茨曲线的适用性人手,通过趋势曲线的扩展与分解建立环境质量与经济发展趋势分析的基本框架,并在此基础上对辽宁省的环境质量与经济发展互动关系进行客观评价.
一、基于EKC的趋势分析方法
环境库兹涅茨曲线是研究经济增长与环境质量关系的著名假说,其已成为当代环境质量与经济发展关系研究的“试金石”.延续环境库兹涅茨的研究思路,许多学者针对不同的研究对象,采用不同的环境质量核算思路对经济增长与环境质量间的趋势曲线进行了模拟,研究表明,环境质量与经济增长之间的关系不一定遵循环境库兹涅茨倒“U”假说,拟合的曲线除了倒“U”型外,还有正“U”、正“N”、倒“N”以及单调曲线型等不同形状,由于这些曲线的拟合过程都延续了环境库兹涅茨的方法,本文将这些曲线定义为扩展的环境库兹涅茨曲线.
环境库兹涅茨倒“U”型曲线只是一个假说并不是一个成熟的理论,但他的研究思路确实为动态分析环境质量问题提供了奠基石.环境库兹涅茨倒“U”假说强调了动态分析环境质量的必要性,并验证了对经济增长与环境质量互动关系进行趋势模拟的可能性.无论从研究思路还是从研究方法看,环境库兹涅茨倒“U”型假说都具有普遍性.但从其模拟的结果看,后续的研究已表明倒“U”型趋势并不具有普遍性.本文引入扩展的环境库兹涅茨曲线这一定义,试图通过对其模拟曲线类型的扩展实现环境库兹涅茨曲线在动态分析中的普遍适用性.在引入扩展的环境库兹涅茨曲线后,相应的趋势变化有三种类型：正“U”型、倒“U”型、和单调变化曲线,由空间几何知识可知,任何模拟的曲线都可以看成是这五种曲线的集合,如果将环境质量与经济增长间的关系看成是一个长期趋势,那么这个趋势一定是由这五种趋势中的一种或几种组成的.
二、基于EKC的环境质量与经济发展互动关系趋势研究
在上文的讨论中,通过建立扩展的环境库兹涅茨曲线,我们验证了EKC曲线存在的一般性.在分析环境质量与经济发展互动趋势的变化过程中,本文将以扩展的EKC曲线为基础,建立相关趋势研究的分析框架.
(一)趋势分析的范围基础
1.趋势周期
在讨论扩展EKC曲线的过程中,我们通过曲线的分解验证了EKC曲线的适用性,认为任何一条扩展的EKC曲线都可以看成几个基本EKC曲线的组合,每一个基本趋势所跨越的时间维度称之为一个变化阶段.同样,在趋势分析中也可将每一个基本趋势包含的时间跨度称之为趋势周期.
2.趋势类型
扩展的EKC曲线包括三种基本曲线,正“U”、倒“U”和单调变化曲线,通过这三种基本曲线的变化组合可以全面的描述EKC曲线.在趋势分析的过程中,我们沿用这一思想,将不同的趋势进行拆分转化为不同基本趋势的组合,通过基本趋势的研究描述整体趋势的变化规律.与扩展的EKC曲线不同,趋势分析将整体趋势划分为五种基本类型,它们分别是正“U”、倒“U”、正“N”、倒“N”和单调变化曲线.值得注意的是,之所以没有像EKC曲线那样将正“N”和倒“N”趋势看成是正“U”、倒“U”以及单调变化曲线的组合,是出于对趋势周期的考虑.在某些情况下,正“N”和倒“N”趋势包含的时间跨度较短,如果再将它们进行拆分转化为正“U”和倒“U”趋势的组合,从计量分析的角度出发,时间维度过短无法反映出相应的经济变化规律.
3.趋势拐点
曲线拐点的数学定义是几何曲线凹凸性变化的分界点,在经济学中,拐点是常用的动态分析工具,描述相关经济指标的趋势变化.同样,在分析经济发展与环境质量的动态趋势变化过程中,EKC曲线的拐点也是趋势分析所使用的一个重要工具,其是划分趋势周期的主要依据,拐点两侧分别代表不同的趋势变化周期,而趋势变化周期则是趋势研究的对象基础.
4.趋势转折点
趋势转折点是判断环境质量随经济发展变化趋势的主要特征值,处于转折点时趋势曲线的斜率为0,其表示的是经济发展水平对环境退化水平正负作用的分界点,也是衡量环境质量改善或退化的基本依据,转折点两侧环境质量的变动趋势会发生本质上的变化,即从质量改善到质量恶化或从质量恶化到质量改善.
5.趋势斜率
斜率的几何定义是曲线的导数,在环境质量随经济发展变动趋势的研究中,趋势斜率就是趋势曲线的导数,其反映的是经济每增长一个单位环境质量变化的程度,这种变化程度可以近似的理解为环境质量变化速度对经济增长速度的相对程度,见如下公式：
在公式(1)中,ECt和EVt分别表示在第t时刻的经济发展水平和环境质量水平：VEC和VEV分别表示经济发展和环境质量变化速度,其采用了时间变化的概念,表示经济发展水平和环境质量随时间变化的程度,在这里本文将测量指标变化程度的时间周期设置为1年,这样就完成了从曲线斜率到变化速率比间的转化.由此可知,曲线斜率表示的是在趋势变化过程中,环境质量改善速度和经济发展速度的比值,用以比较两者变化速度的相对状况.
(二)环境质量与经济发展互动趋势分析框架的构建
环境质量与经济发展互动趋势分析的基本思路是：首先,对拟合的趋势进行分解并确定趋势周期,随后,针对每个分解出的基本趋势进行环境质量随经济发展的动态分析,最终整合不同趋势周期分析的结果,对整体的环境质量随经济发展的演化趋势做出综合评价.显而易见,对于每个趋势周期的分析是环境质量与经济发展互动趋势分析的关键.在前面的讨论中将趋势划分了五种类型,但在构建分析框架的过程中我们只需针对倒“U”和正“U”趋势进行研究,原因在于倒“N”和正“N”趋势可以视为两者的合并,而单调变化趋势可以作为两者的拆分.下面本文就从倒“U”和正“U”两个基本趋势出发,讨论环境质量与经济发展互动趋势分析框架的构建.
1.倒“U”趋势的分析框架
依据斜率的变化我们可以对环境质量与经济发展的互动趋势展开进一步深入研究.在+ao>,k>,1时,环境质量退化速度大于经济增长速度,说明每增长一单位需要消耗大于一个单位的环境质量,投人大于产出,经济的生产处于无效率状态,我们把此时的经济生产率(见公式(2》称为生产的无效率：当k等于l时,环境质量的恶化速度等于经济增长的速度,一单位的经济增长消耗了一单位的环境质量,整个经济的投入产生处于平衡状态,社会经济产生率为标准的生产率.此时,包含环境质量的国民财富总量没有变化,但是结构却发生了变化,部分的自然资源被等量的人造资本所替代,在经济总量不变的情况下经济结构存在着隐患：当O<,k<,l时,环境质量退化速度低于经济增长速度,一个单位环境质量的消耗导致了大于一个单位的经济产出,生产的投入小于产出,社会生产处于有效率的状态,但此时社会生产还是以环境质量恶化为前提,虽然总的国民财富在增加,但从结构上看部分的环境资源还是被人造资本取代了,此时的生产处于低效率状态：当k等于0时,即趋势变化处于转折点时,环境质量的恶化速度和经济增长速度都为0,环境质量随经济增长没有发生变化,但此后环境质量随经济增长由恶化变为改善趋势,生产方式也由消耗环境资源为主转化为清洁生产：当-l<,k<,0时,环境质量得到了改善,经济增长导致的总产出增加,不仅能够补偿自身生产过程对于环境的消耗,同时还能改善环境质量,经济生产处于高效率状态：当k等于一1时,环境改善速度等于经济发展速度,一个单位的经济增长导致了一个单位环境质量的改善,此时,全部的经济产出用于环境质量的改善,生产处于正常生产效率：当-.<,k<, -1时,环境改善速度超过了经济增长速度,一单位的经济增长带来了大于一个单位的环境质量改善,表面看这是极其不合理的,因为环境改善的程度超出了经济发展的能力范围,但实质上,环境质量的改善并不是单靠经济产出来实现的,其并不是绝对的经济概念,环境质量的改善还与人的环保意识、社会价值观等社会因素有关,超出经济能力范围内的环境质量改善可以看成这些社会因素作用的结果.此时,我们可以将环境质量改善超出经济能力范畴的部分看成是经济生产的副产品,在经济快速增长的同时,人们的物质生活水平得到了充分满足,在此基础人们的精神文明程度也会不断提高,这种精神文明程度的提高就包括人们环保意识的提升,见公式(3)和(4).在公式(3)中,环保意识G被看成是经济发展水平EC的正相关函数,将其作为经济发展的副产品,而环境质量改善则是经济发展和环保意识的函数,本质上都是由经济发展水平决定的.
环境空气质量变化趋势:上海市市容环境质量监测中心合唱
综上所述,环境质量与经济发展的倒“U”型变化趋势符合可持续发展的思想,社会总生产的效率在不断提高,生产过程对环境质量的消耗在减少,实现了生产方式从过度依赖环境资源到清洁生产的转变.
2.正“U”趋势的分析框架
从趋势整体出发,正“U”趋势是倒“U”趋势的旋转,其反应出的环境质量和经济发展互动趋势与倒“U”相反,随着经济的增长环境质量呈现出先改善后恶化的趋势,但即使是在环境质量改善的阶段,随着经济的不断增长环境质量改善的程度也在减缓.从国民财富创造的角度出发看,国民产出在不断地增长,但环境质量恶化的程度在逐渐提高,最终超过了经济增长的程度,导致整个社会国民财富的减少,显然正“U”型的发展模式不符合可持续发展的思路,国民生产越来越依靠环境质量的消耗,区域必须采取措施实现生产方式的转变.由于环境质量和经济发展的正“U”型与倒“U”型趋势斜率变化反应的内容一致,只是变化的顺序不一致,因此本文不再过多的论述.
三、辽宁省环境质量与经济发展互动趋势研究
(一)指标的选取和模型的选择
指标的选取应具有代表性,充分体现环境质量和经济发展的全貌.考虑到辽宁省发展的实际和数据的可得性,在衡量经济发展状况方面,本文选取人均GDP、第三产业占GDP比重、外商投资实际利用额FDI以及人口自然增长率四个指标.在衡量环境质量方面,本文选取了工业废水排放量、工业废气排放量和工业固体废物排放量三个指标：本文实证研究涉及指标的时间跨度为1991-2009年,共计19年的数据：在模型选择方面,文章沿用了EKC曲线常用的分析工具——GK模型,其模型公式如下：
通过上表的分析结果可以得到辽宁省环境质量与经济发展间的关系演化趋势,该趋势为倒“U”趋势,其数学表达式如下：
E 等于283. 304+6. 055C-O. 042C-
3.实证结果分析
趋势模拟结果表明,辽宁省环境质量与经济发展互动关系演化趋势呈现出倒“U”趋势,通过导数计算可知曲线的拐点在1999年前后出现,也就是说在1999年前环境质量随着经济增长呈现出恶化的趋势,而1999年之后环境质量随经济增长呈现出改善趋势,这个时间点的产生与辽宁省国企改革的时间点相吻合,说明改革取得了成效,通过企业体制和生产方式的转化,企业由过去粗放型的生产方式转化为集约型的生产方式,生产效率大大提高,资源的利用率也在不断提高,并且伴随着经济总量的增长,环境质量也得到了一定的改善,经济增长具有可持续性.
四、小结
从趋势分析的角度出发研究经济增长对环境质量的影响,有利于分析环境质量变化的内在动因,并且由于趋势分析本身就有预测的作用,因此,通过对环境质量与经济发展互动关系的趋势分析还可以起到判断当期的经济行为对未来环境质量影响的作用,起到一定的预警机制.通过趋势分析,相关决策部门可以从动态的角度出发制定相关经济政策.但必须承认的是,对环境质量与经济发展互动关系进行趋势分析存在一定的客观困难,相关指标的选取没有统一的标准,哪些指标可以全面准确地反映经济发展与环境质量尚需讨论：另外,到底用什么方法进行趋势拟合还不存在统一的方法标准,不利于相关研究成果的比较分析.有关环境质量与经济发展互动关系的趋势研究还有进一步改进的余地.
（责任编辑：兰桂杰）
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