（统计学专业论文）环境库兹涅茨曲线及其存在性检验.pdf

摘要 发展一直是经济界关注的核心问题，传统的单纯追求增长的发展模式已经 造成了严重的资源枯竭和环境污染，在这个问题上东北老工业基地显得尤为突 出。在中央积极提倡可持续发展和建设节约型社会的大背景下，正确度量东北 老工业基地经济增长对环境质量的影响结果，具有重大的理论意义和现实意义。 环境库兹涅茨曲线作为度量经济发展影响环境质量的最佳方法，成为进行该领 域研究的不二选择。因此，本文以环境库兹涅茨曲线在东北老工业基地的验证 为题，希望判断东北老工业基地经济发展与环境质量之间是否存在倒u 型关系。 自从g r o s s m a n 和k r u e g e r 在实证研究中总结出环境库兹涅茨曲线之后，国 外研究在理论、实 芷和方法方面都取得了不小的进展，反观国内研究则更多的 集中于实证分析，且都是对国外最初研究的简单应用。有鉴于此，本文不仅是 对最初方法的继承，并且最重要的是实现了国内该领域研究在理论和方法方面 的两个突破：在理论上，本文首次引入以微观经济学中以供需平衡为基础的环 境库兹涅茨理论：在方法上，本文首次采用了经济增长的长期趋势指标，同时 还排除了收入的高次项。 面板数据不仅符合环境库兹涅茨理论的要求，同时还具备扩大样本容量、 提高估计有效性的优点，因此，它就成为本文模型设定的首选。在新理论的指 导下，在新方法的应用和最适合模型的设定下，本文准确地估计出了东北老工 业基地经济增长对环境质量影响的结果，即工业废水排放量和人均g d p 之间的 关系符合环境库兹涅茨倒u 型曲线，而工业废气排放量和工业固体废物产生量 与经济增长呈现正向关系。 文章最后对不同方法、不同模型和不同环境指标下的结论进行了对比分析， 这一方面获得了更为准确的结论，另一方面也找出了各种方法、模型和环境指 标建模的特点，为今后进行该类研究提供了参考。总而言之，本文认为东北老 工业基地的环境形势非常严峻，必须引起足够的重视。 关键词：环境库兹涅茨曲线，供需平衡，面板数据，长期趋势 a b s t r a c t d e v e l o p m e n ti so n eo ft h ek e yi s s u e st h a ta t t r a c tal o to fe c o n o m i s t s a t t e n t i o n t h et r a d i t i o n a ld e v e l o p m e n tp a t t e r nt h a to n l ya s p i r e sa f t e re c o n o m yi n c r e a s eh a s b e e nd r y i n gu pt h er e s o u r c e sa n di n d u c e ds e r i o u se n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n ，w h i c h o b v i o u s l yr e f l e c ti nd o n g b e io fc h i n a i nt h eb a c k g r o u n dt h a tg o v e r n m e n ti s a d v o c a t i n gs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ta n da b s t e m i o u ss o c i e t y , i ti ss i g n i f i c a n t ，b o t hi n t h e o r ya n di np r a c t i c e ，t om e a s u r et h er e s u l ta n dm e c h a n i s mt h a th o we c o n o m y i n c r e a s ei n f l u e n c e se n v i r o n m e n t a lq u a l i t y b e c a u s ee n v i r o n m e n t a lk u z n e t sc u r v e ( e k c ) i s t h eb e s tm e t h o di nt h i sf i e l d i ti sa p p r o p r i a t et oc h o o s et h i sm e t h o d s ot h i s p a p e rm a k e s t h ed e m o n s t r a t i o no fe k ci nd o t i g h e io fc h i n aa sk e y s t o n e a f t e rg r o s s m a na n dk r u e g e rc o n c l u d et h ee x i s t e n c eo fe k cf r o mt h e i r d e m o n s t r a t i o nr e s e a r c h ，e c o n o m i s t sh a v eg a i ng r e a tp r o g r e s s e sn o to n l yi nt h e o r y a n dm e t h o d ，b u ta l s oi nd e m o n s t r a t i o n i nc o n t r a r y , am a j o r i t yo fd o m e s t i c r e s e a r c h e sa l s om a k ed e m o n s t r a t i o na sk e y s t o n ea n da r es i m p l ya p p l i c a t i o no ft h e o r i g i n a lr e s e a r c h t h i sp a p e ri sn o tt h ea p p l i c a t i o no ff o r e i g nr e s e a r c h ，b u tm a k e s t w ob r e a k t h r o u g h sb o t hi nt h e o r ya n di nm e t h o di nd o m e s t i cr e s e a r c ho ft h i sf i e l d i n t h e o r ya s p e c t ，t h i sp a p e re x p l a i n s t h ee k cu s i n gt h e e q u i l i b r i u m b e t w e e n e n v i r o n m e n t a ls u p p l ya n de n v i r o n m e n t a ld e m a n di nm i c r o e c o n o m i c s ；i nm e t h o d a s p e c t ，t h i sp a p e rf i r s t l yi n t r o d u c e st h ei n d e xr e f l e c tt h el o n gt r e n di n s t e a do f t h ef l u x i n d e x o fe c o n o m yi n c r e a s e ，a n de x c l u d e st h ec u b ea n dq u a d r a t i co fe c o n o m y i n c r e a s e t h em o d e lo fp a n e ld a t aa c c o r d sw i t ht h er e q u e s to fe k c , a n dp o s s e s s e sal o t o fa d v a n t a g e s ，s u c ha se n l a r g es a m p l ec a p a c i t ya n de n h a n c ep r e c i s i o no fe s t i m a t i o n ， s ot h i sp a p e rc h o o s e si ta sr e s e a r c hm o d e l o w i n gt og u i d a n c eo ff r e s ht h e o r y , a p p l i c a t i o no fn e wm e t h o da n de n a c t m e n to fo p t i m a lm o d e l ，t h i sp a p e re x a c t l y e s t i m a t e st h er e s u l tt h a th o we c o n o m yi n c r e a s er e f l e c t se n v i r o n m e n t a lq u a l i t y , n a m e l yt h a tt h er e l a t i o nb e t w e e n t o t a lv o l u m eo fw a s t ew a t e rd i s c h a r g ea n dp e rg d p a b s t r a c t a c c o r d sw i t he k c b u tt o t a tv o l u m eo fi n d u s t f i a lw a s t eg a se m i s s i o na n dv o l d m eo f i n d u s t r i a ls o l i dw a s t e sp r o d u c e dg e tp o s i t i v er e l a t i o nw i t hp e rg d p a tl a s t ，t h i sp a p e rc o m p a r e st h ec o n c l u s i o no fd i f f e r e n tm e t h o d ，d i f f e r e n tm o d e l a n dd i f f e r e n te n v i r o n m e n t a li n d e x o no n eh a n d ，t h ec o m p a r i s o nm a k e st h er e s u l t m o r ee x a c t l y , o nt h eo t h e rh a n d ，i tf i n d st h ec h a r a c t e r i s t i c so fe a c hm o d e lu s i n g d i f f e r e n tm e t h o d ，m o d e la n de n v i r o n m e n t a li n d e x ，w h i c hg u i d e st h ef u t u r er e s e a r c h i ns h o r t ，t h i sp a p e rc o n c l u d e st h a tt h ec o n d i t i o no fe n v i r o n m e n t a lq u a h t yi nd o n g b e i o fc h i n ai ss oa u s t e r et h a tm u s tb ea t t a c h e ds p e c i a li m p o r t a n c e k e yw o r d s ：e n v i r o n m e n t a lk u z n e t sc u r v e ( e k c ) ，e q u i l i b r i u mb e t w e e n s u p p l ya n dd e m a n d ，p a n e ld a t a ，l o n gt r e n d i i 东北财经大学研究生学位论文原创性声明 本人郑重声明：此处 槲侧橛斯种煅 博士硕士学位论文 导师指导下，在东北财经大学 攻读博士硕士学位期间独立进行研究所取得的成果。据本人所知，论文中除已 注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果，对本文的研究工作做出重 要贡献的个人和集体均己注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。 作者签名： 灞沫 日期：a 哟年o 月j 7 日 东北财经大学研究生学位论文使用授权书 许墙序踟翁獭蝗翻嚷 j 呈拓拾耠：痢咧系本人在东北财经大学攻读博士 硕士学位期间在导师指导下完成的博士硕士学位论文。本论文的研究成果归东 北财经大学所有，本论文的研究内容不得以其他单位的名义发表。本人完全了 解东北财经大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门 送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北财经大 学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部 分内容。 作者签名： 导师签名 诲冰 必二 驴| 劲 、 日期：跏年j o 月j 7 日 日期：加6 年。月f 1 日 第一章绪论 第一章绪论 第一节本文研究的现实背景 环境是人类赖以生存和发展的保障，经济增长是提高人类生活质量的根本 途径。如果只追逐增长而忽视环境，必将导致资源耗竭和环境恶化，破坏人类 生存的基础。因此，在人类的发展过程中，协调经济增长和环境保护之间的关 系显得至关重要。 东北老工业基地是计划经济时期中国经济发展的排头兵，曾对中国经济做 出过巨大的贡献。当时，东北老工业基地多以重工业企业为主，资源消耗大和 污染排放多是其根本特点，再加上技术落后和设备老化，不可避免地出现资源 无节制消耗和环境严重破坏的局面。改革开放之后，中国经济的重心逐步向东 南沿海地区转移，产业发展重点也逐步向轻工业倾斜，东北老工业地基地的重 工业企业由于之前的过度发展，面临着越来越严重的生存危机。也就是说，尽 管东北老工业基地的经济增长速度逐渐趋缓，但资源耗竭和环境质量恶化的局 面没有任何改善。同时，改革开放之后，部分乡镇企业和私人企业目光短浅， 单纯追求私人利益而至环境污染于不顾，使得东北老工业基地的环境形势更加 严峻。 具体来讲，东北老工业基地人口众多、人均资源匮乏、环境体系较为脆弱， 且经济增长已经带来了资源耗竭和环境破坏问题，因此说，东北老工业基地面 临着严峻的环境保护和可持续发展的挑战。自改革开放以来，东北老工业基地 不仅水土流失、沙漠化和生态环境退化等“落后型环境问题”日益严重，而且 大气污染和水污染等“发达型环境问题”也日益突出，环境形势呈现压缩型和 复合型的特点，即主要污染物排放量大大超过环境承载的能力，环境污染相当 严重：生态环境边建设边破坏，生态破坏的范围反而在扩大；老的环境问题尚 未解决，新的问题又接踵而至。呵以说，东北老工业基地且前的环境形势已经 相当严峻。 环境库兹涅茨曲线及其存在性检验：以东北为例 日益突出的环境问题势必影响东北老工业基地今后的发展，在设计东北老 工业基地振兴的宏伟蓝图时，在研究东北老工业基地振兴的具体措施时，首先 需要明确的就是东北老工业基地经济增长和环境质量之间的关系。因此说，为 了实现东北老工业基地的振兴，研究经济增长对环境质量的影响机制和影响结 果已经迫在眉睫。 第二节本文研究的理论背景 环境库兹涅茨曲线是本文研究的理论基础，它的出现来自于两股力量的综 合：一是人类对于环境与经济关系的关注，二是收入分配领域的库兹涅茨曲线 的提出。 环境是人类赖以生存和发展的基础，它孕育了人类光辉的文明史。早期的 人类过着朴素的乌托邦式的生活，将环境视为取之不尽用之不竭的资源。直至 上世纪6 0 年代，美国生物学家卡逊发表了寂静的春天一书，用触目惊心的 案例、生动的语言阐述了大量使用杀虫剂对人与环境产生的危害，敲晌了人类 社会环境危机的警钟，使人类开始高度关注地球环境问题。1 9 7 2 年，由科学家、 经济学家和企业家组成的罗马俱乐部发表了增长的极限研究报告：同年， 联合国召开了斯德哥尔摩人类环境会议，发表了人类环境宣言，正式揭开了 人类研究环境和经济发展关系的序幕。随着环境和经济发展关系研究的逐步深 入，使得提出一种解释环境如何随经济发展而变化的理论成为必然的趋势，同 时也使该理论的提出成为可能。这就是环境库兹涅茨曲线出现的现实基础。 1 9 5 5 年，库兹涅茨在其对收入分配不平等的研究中发现，人均收入的差距 随着经济增长表现出先逐渐扩大、后逐渐缩小的规律，他把收入差距与经济增 长之间的这种倒u 型关系称为库兹涅茨曲线。可以说，库兹涅茨曲线是环境库 兹涅茨曲线出现的理论和方法基础，它使环境受经济发展影响的研究有了可以 继承的思路。 当现实需求和理论方法都具备了以后，一种有关环境如何随着经济发展而 变化的理论的出现就顺理成章了。2 0 世纪9 0 年代初，o r o s s m a n 和k r u e g e r 研 究了s o 。、微尘和悬浮颗粒三种环境质量指标与收入之间的关系，发现经济发展 2 初期环境污染程度较轻，但污染程度随着收入的增加趋于严重：当收入达到一 定程度后，环境污染反而会随着收入的增加而减少。用曲线表示的话形如一条 倒u 型曲线，与表征收入差距演变过程的库兹涅茨曲线相似，因此被叫做“环 境库兹涅茨蓝线”( e n v i r o n m e n t a lk u z n e t sc u r v e ) 。 环境压力和经济发展之间的倒u 型曲线如图1 - 1 所示。 抓 饕 雎 力 矩济茇晨 图卜1环境库兹涅茨曲线示意图。 第三节本文的特点、框架和结构 一、本文所作的工作 从上世纪九十年代至今，国内外已有众多学者对环境库兹涅茨曲线的各个 方面进行了卓有成效的研究，本文在继承前人研究成果的基础之上，希望能够 求证东北老工业基地是否存在倒u 型环境库兹涅茨曲线。综合而言，本文主要 作了以下几点工作： 第一，首次证明了东北老工业基地环境质量与经济发展之间的关系，得出 的结论认为，对于不同的环境质量指标，环境质量和经济增长之间有时符合倒 u 型环境库兹涅茨曲线，有时却呈现正u 型、正n 型或者倒n 型关系。 第二，国内关于环境库兹涅茨曲线理论的研究几乎处于空白阶段，不多的 研究成果也仅限于对外文文献的翻译和总结，且这部分翻译和总结的理论全部 是建立在宏观经济学理论的基础之上的。本文将建立在微观经济学中供给平衡 气 环境库兹涅茨曲线及其存在性检验：以东北为例 理论基础上的环境库兹涅茨曲线理论引入中国，并根据中国的实际情况进行了 部分总结和修正。 第三，目前国内的环境库兹涅茨曲线实证研究大部分采用的都是o r o s s m a n 和k r u e g e r ( 1 9 9 5 ) 的模型，尽管也有文章对此进行了必要的调整，但也仅仅 局限于对该模型的可行性修改。本文从收入存量和流量兼顾的角度出发，第一 次将使用收入长期趋势的模型引入到国内的实证分析当中。 二、本文的研究思路和结构安排 本文的研究遵循国外专业经济文献的研究思路，以发现、证实和解决现实 经济问题为目标，以前人研究成果为基础，以理论结合实际为原则，采用目前 较为先进的面板数据的估计方法，最终证明了东北老工业基地环境质量和经济 发展之间的内在关系和机理。具体而言，本文的结构安排如下： 第一章为绪论，概要介绍环境库兹涅茨曲线的起源和相关的概念，同时还 介绍了本文的选题背景、意义和特点。 第二章为环境库兹涅茨曲线研究综述，从经济系统影响环境质量的机制、 环境库兹涅茨曲线的经济模型研究和实证分析出发，按照研究进展的先后顺序， 不仅介绍了国外先进的研究成果，同时也介绍了国内的研究现状和取得的成绩。 并且，本文还对批评环境库兹涅茨曲线存在性的文献的观点进行了介绍，以期 能客观地反映目前该领域研究的真实情况。 第三章为环境库兹涅茨曲线的微观经济学解释，提出了以环境供给和环境 需求为基础的环境库兹涅茨曲线的经济学推导方法，按照基本理论准备和假设 条件介绍环境供给平衡条件推导影响环境因素分解从生产和收入 角度推导出环境库兹涅茨曲线的步骤，进行了全面细致的介绍。 第四章为研究模型和研究方法的介绍，本文提出了g k 方法和b s s 方法两个 研究框架，并进行了二者之间的对比分析，进而介绍了实证分析采用的面板数 据模型的基本方程式、模型选择的f 检验和h 检验，最后还对实证研究中使用 的指标的含义和数据来源进行了必要的介绍。 第五章为环境库兹涅茨曲线在东北老工业基地的验证，首先介绍了东北老 工业基地目前的环境质量和经济发展的基本情况，进而在g k 方法下建立单变量 4 第一章绪论 和多变量模型检验了环境质量和收入之间的关系，然后又在b s s 方法下建立单 变量和多变量模型检验环境库兹涅茨曲线是否存在，最后对不同方法、不同模 型和不同环境指标的结果进行了对比分析，得出东北老工业基地环境质量不容 乐观的结论。 。解振华，“创建环境友好企业，走新型工业化道路”，国研网，2 0 0 4 年1 1 月2 4 日 。李玉文、徐中民等，“环境库兹涅茨曲线研究进展”，中国人口、资源与环境，2 0 0 5 年第5 期，第7 页。 5 环境库兹涅茨曲线及其存在性检验：以东北为例 第二章环境库兹涅茨曲线研究综述 第一节有关经济系统对环境质量影响机制的综述 环境库兹涅茨曲线表述的是环境质量随经济发展呈现先恶化后改善的倒u 型曲线，但经济系统对环境质量的影响机制却远非经济发展一个变量可以解释。 t o r r a s 和8 0 y c e ( 1 9 9 8 ) 认为，由于存在环境陷阱( 恶性循环) 和生态承受边界， 所以将经济增长作为环境质量的唯一解释变量是危险的。b i m o n t e ( 2 0 0 1 ) 也指 出，收入水平是环境质量的必要条件，同时与收入水平密不可分的新技术、环 境政策、信息化和社会参与也是必不可少的影响因素。也就是说，经济发展更 多的是所有影响因素的代理变量，虽然研究经济发展对环境质量的影响机制非 常重要，但是，研究它背后其他经济变量对环境质量的影响机理更为重要。 g r o s s m a n 和k r u e g e r ( 1 9 9 2 ) 、g r o s s m a n ( 1 9 9 5 ) 把经济增长对环境质量的影 响分解为三个效应：规模效应、结构效应和技术效应，他们认为环境库兹涅茨 曲线的形成是三种效应综合的结果。 a n d r e o n i 和l e v i n s o n ( 2 0 0 1 ) 认为一个发展中的经济需要越来越多的资源 投入，产出的增加意味着污染排放和产出副产品的增加，由此造成环境质量的 持续下降，这就是规模效应；l i n d m a r k ( 2 0 0 2 ) 、p a s c h e ( 2 0 0 2 ) 和s t e r n ( 2 0 0 4 ) 从产业结构角度出发，发现社会经济发展带动了产业结构调整。随着经济发展 经历低级阶段、快速发展阶段到高级阶段，产业结构首先从以农业为主导升级 到以工业为主导，这时引起了环境质量的恶化，当产业结构进一步升级到以信 息化为代表的第三产业为主导时，投入的不再是自然资源，而是信息和知识， 生产过程和最终产品也不会产生更多的附加污染，所以环境质量会转而改善， 这就是结构效应；技术效应是伴随着结构效应的，s t o k e y ( 1 9 9 8 ) 、j o n e s 和 m a n u e l l i ( 1 9 9 5 ) 认为经济发展存在一个门槛，在突破之前只能采取污染重的技 术，此时经济增长将带来越来越多的环境污染，而一旦突破这个门槛，就可以 采用清洁的技术，使得环境质量随着经济发展而逐步改善，这就是技术效应。 6 第二章环境库兹涅茨曲线研究综述 可以看出，规模效应带来了环境质量的持续恶化，而结构效应和技术效应使得 环境质量先恶化后改善，三种效应综合之后，就使得环境质量先随经济发展而 恶化，当经济发展到一定水平之后，环境质量又会随着经济发展而改善。 p a n a y o t o u ( 1 9 9 5 ) 、l o p e z ( 1 9 9 4 ) 和d i n d a ( 2 0 0 4 ) 认为环境质量需求的收入 弹性是产生环境库兹涅茨曲线的原因之一。当经济发展水平较低时，环境需求 的收入弹性小于1 ，此时它更像是一种奢侈品，在基本生活尚无法得到保证的 时候，人类是无暇顾及它的，此时人类更多关注的是生活必需品，也就甘愿以 牺牲环境质量为代价来解决温饱问题；当人类的生活水平有了提高，即解决了 基本的温饱问题之后，此时环境需求的收入弹性大于1 ，环境质量就转化成为 了正常品，这时候人类的环境意识明显加强，肯于牺牲经济利益来改善环境。 由于人类认识到环境质量比单纯的经济增长更加重要，所以就会自觉地向政府 施加更大的压力，迫使他们制定更为严格的环境保护措施，增加对环境保护的 预算消费，以此来推动环境质量的改善。 外商直接投资是影响环境质量的一个因素，但关于它对环境质量的影响作 用却存在截然相反的两种看法o o b i r d s a l l ( 1 9 9 3 ) 认为外商直接投资为发展中国 家提供了采用新技术的动机和机遇，促使他们实现清洁生产或绿色生产，进而 改善了发展中国家的环境质量；与此相反，j e n s e n ( 1 9 9 6 ) 认为外商直接投资会 刺激经济增长，从而导致更多的环境污染和环境退化，w h e e l e r ( 1 9 9 7 ) 认为发达 国家的环境管制会加大企业的生产成本，促使污染型产业或企业向环境标准较 低的发展中国家转移，使之成为“污染天堂”( p o l l u t i o nh e a v e n ) ，从而降低 了发展中国家的环境质量。 u n r u h 和m o o m a w ( 1 9 9 8 ) 认为市场机制是产生环境库兹涅茨曲线的一个原 因。他们认为随着市场机制的完善，资源和环境质量都会逐步被纳入到市场系 统中，由此资源和污染就由原先的外部成本转变成为市场系统的内部成本，市 场的内生自调节机制会阻止内部成本的增加，也就意味着减少了环境污染和资 源过度消耗的发生，这样就实现了环境质量的改善。 总而言之，经济作为一个复杂的系统，它对环境质量的影响机制远非经济 发展一个指标可以表述。尽管环境库兹涅茨曲线总结了经济系统对环境质量的 整体影响结果，但这并不代表其他经济指标的作用可以被忽视。相反，将其他 7 环境库兹涅茨曲线厦其存在性检验：以东北为倒 经济指标纳入研究范围可以使我们进一步挖掘经济系统对环境质量影响的内在 机制。也就是说，在对库兹涅茨曲线进行实证检验时，我们在模型中加入其他 经济因素的指标是必要的，也是非常有意义的。所以说，本文的实证部分就引 入了经济系统的其他变量，以期能够更加清晰地洞察经济系统对环境质量的影 响机制。 第二节环境库兹涅茨曲线实证研究的综述 一、对国外环境库兹涅茨曲线实证研究的综述 环境库兹涅茨曲线的提出源于g r o s s m a n 和k r u e g e r 的实证研究。1 9 9 1 年， 美国人普遍担心美墨之间更自由的贸易政策和直接投资可能会恶化墨西哥的 环境质量，并降低美国的环境管制标准( n a t i o n a lw i l d l i f e f e d e r a t i o n ，1 9 9 0 ) 。为检验这点，g r o s s m a n 和k r u e g e r 首次利用包含时间 趋势、人口密度和地理位置等解释变量的简化方程，通过对4 2 个国家横截面 数据的分析，发现环境污染与经济增长的长期关系呈倒u 形，就象反映经济 增长与收入分配之间关系的库兹涅茨曲线( k u z n e t s ，1 9 5 5 ) ，并且判断出在 一国人均g d p 末达到4 0 0 0 - 5 0 0 0 美元( 针对s o ：的分析) 的转折点时，经济增 长趋向于加重环境压力；一旦一国人均g d p 超过了4 0 0 0 5 0 0 0 美元的转折点， 经济增长就开始倾向于减轻环境压力。 继g r o s s m a n 和k r u e g e r 之后，有许多后续的实证研究都表明大多数的环境 质量指标与人均收入之间的确存在一种倒u 型的关系。s h a f i c ( 1 9 9 4 ) 发现安 全饮用水和卫生状况随着人均收入的提高而持续改善，而悬浮颗粒物和二氧化 硫则随着人均收入的提高先恶化而后改善，但固体废弃物和二氧化碳随经济的 增长持续恶化。 p a n a y o t o u ( 1 9 9 5 ) 使用4 1 个国家在上世纪八十年代的横截面资料，选取“森 林砍伐率”代表森林资源的消耗和污染，建立它与人均收入和人口密度之间的 函数，使用最小二乘法拟合后发现人均收入1 0 0 美元时森林砍伐率为1 - 3 ，8 2 3 美元时达到最高为3 5 ，到2 0 0 0 美元时又降为3 以下。这样就证明了环境库 兹涅茨曲线是存在的，并发现转折点出现在人均收入为8 2 3 美元的时候。 8 s e l d e n 和s o n g ( 1 9 9 4 ) 考察了二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物和悬浮颗粒 物四种重要的空气污染物排放问题，发现它们与收入之间存在着倒u 型的关系。 x e p a p a d e a s 和a m r i ( 1 9 9 5 ) 证实大气中的二氧化硫浓度也存在着同样的结论。 同时我们也注意到，由于选择的模型不同，对于环境质量拐点水平的估计 是大相径庭的。k a h n ( 1 9 9 8 ) 通过对加利福尼亚家庭汽车尾气排放的研究证实了 环境库兹涅茨曲线的存在，但却发现拐点出现的时间和对应的收入水平与益线 的形状紧密相关，在曲线较陡峭的方案下，拐点对应的收入水平是2 5 0 0 0 美元， 而在曲线较平缓的方案下，拐点对应的收入水平却高达3 5 0 0 0 美元，二者相差 悬殊。c a v l o v i c ( 2 0 0 2 ) 对既往的1 2 5 个有关环境库兹涅茨曲线的实证研究作了 总结，竟然发现了1 1 种不同的污染对应的收入水平，这充分说明了不同的研究 模型、不同的估计方法都将导致不同的结果。如表2 - 1 所示，在针对s 0 2 的研 究中，尽管所有的研究都证实了环境库兹涅茨曲线的存在，但转折点的估计值 却从2 0 0 0 美元到1 0 0 0 0 0 美元不等。 表2 1 以大气污染指标为代表的环境库兹涅茨曲线研究的转折点总结( 单位：美元) s o 。烟尘漂浮颗粒物n o x c o g r o s s m a n 和 4 0 5 06 1 5 0单调递减 k r u e g e r ( 1 9 9 5 ) s h a f i k ( 1 9 9 4 ) 3 3 0 03 0 0 0 - 3 5 0 0 p a n a y o t o u ( 1 9 9 5 )3 0 0 04 5 0 0 5 5 0 0 s e l d e n 和s o n g ( 1 9 9 4 ) 8 7 0 01 0 3 0 01 1 2 0 06 0 0 0 c o l e ( 1 9 9 7 )6 9 0 07 3 0 0 1 4 7 0 09 9 0 0 l i s t 和g a l l e t ( 1 9 9 9 )2 2 0 0 ( 只针对美国) 9 0 0 0 ( o e c d 国家) s t e r n 和c o m m o n ( 2 0 0 1 )3 0 0 0 0 - 1 0 0 0 0 0 ( 全 球) 从上文的介绍可以看出，国外关于经济增长对环境质量影响的实证研究有 以下几个特点： 第一、国外的实证研究大多是从全球角度出发，来验证环境库兹涅茨倒u 9 环境库兹涅茨曲线及其存在性检验：以东北为例 型曲线是否存在：得出的结论大部分支持倒u 型关系确实存在，但也有少部分 否定了环境库兹涅茨曲线的存在性； 第二、国外的实证研究在模型的设定和估计上多采用面板数据方法，这可 以看作是环境库兹涅茨曲线实证研究的一个趋势； 第三、国外的实证研究选取的环境质量指标非常广泛，几乎涵盖了环境质 量的各个方面，既有环境污染指标，也有生态破坏指标； 第三、国外的实证研究并未实现方法上的突破，所选择的方法大部分是对 g r o s s m a n 和k r u e g e r ( 1 9 9 5 ) 方法的完善，对方法的改进可以视为今后研究的一 个方向。 二、对国内环境库兹涅茨曲线实证研究的综述 中国对于环境库兹涅茨曲线的研究时间不长，并且该研究主要集中在实证 研究方面，有关环境库兹涅茨曲线理论成因的研究几乎没有。但是不可否认的 是，国内的实证研究也取得了不小的进展，研究方法从简单时间序列回归或横 截面回归发展到今天的面板数据回归，研究指标的选取越来越多、越来越完善， 估计方法也越来越先进，越来越精确。 陆虹( 2 0 0 0 ) 采用三次样条插值法扩展了样本，解决了样本不足的问题， 建立了人均c 0 2 9 放和人均g d p 之间的状态空间模型，发现二者之间存在着交 互影响作用，而不是简单呈现为倒“u ”型关系。 凌亢( 2 0 0 1 ) 以南京市为例，选取1 9 8 8 年到1 9 9 8 年的污染指标和人均收 入指标，建立了二者之间的简单二次方程，发现仅有废物排放呈现倒“u ”曲线， 其它指标均不满足环境库兹涅茨曲线的要求。 田立新( 2 0 0 4 ) 利用江苏省1 9 9 4 年到2 0 0 2 年的水污染和经济增长数据， 分别采用简单二次方程和简单三次方程，发现水污染指标与经济增长指标之间 呈现正u 型加倒u 型的波浪式关系。 耿强( 2 0 0 4 ) 运用1 9 9 0 年到2 0 0 0 年长江下游的上海、江苏和浙江三省的 面板数据，采用对数三次方程，对工业三废和收入指标之间的关系进行了检验， 发现工业三废与收入指标之间呈现倒u 加u 型、即n 型关系，证明环境与经济 协调发展的结果不会自然实现，需要人类积极地争取。 1 0 第二章环境库兹涅茨曲线研究综述 陈华文( 2 0 0 4 ) 选取1 9 9 0 年到2 0 0 1 年上海市的空气质量指标，建立它们 与收入指标间的三次简化方程，并通过估计该基本函数的线性( 1 i n e a r ) 、对数 到线性( 1 i n l o g ) 、线性到对数( 1 0 9 l i n ) 及双对数( 1 0 9 l o g ) 等多种形式的方 程，发现总悬浮颗粒( t s p ) 、氮氧化物和一氧化碳( c o ) 与收入指标之间均呈现倒 u 型关系，符合环境库兹涅茨曲线的要求，只有二氧化硫( s o 。) 和收入指标之 间呈现正u 型关系。 赵细康( 2 0 0 5 ) 采用对数二次方程，分别建立了总量污染指标和人均收入 指标，以及人均污染指标和人均收入指标之间的时间序列方程，发现废气排放 和废水排放，无论是总量指标还是人均指标，与收入指标都呈现正“u ”型关系， 显然与环境库兹涅茨曲线不符；而s 0 ：指标虽然与收入指标呈现倒“u ”型曲线， 但是转折点对应的人均收入却高达惊人的1 2 5 0 5 9 元人，几乎无法在短时间内 达到；只有烟尘指标一项完全符合环境库兹涅茨曲线的要求，且转折点对应的 人均收入为5 8 5 元人。 包群( 2 0 0 5 ) 运用1 9 9 6 年到2 0 0 2 年期间我国3 0 个省( 市、自治区) 的面 板数据，对包括水污染、大气污染和固体污染在内的6 类环境污染指标与收入 指标之间的关系进行了检验，发现倒“u ”型环境库兹涅茨曲线的存在很大程度 上取决于污染指标以及估计方法的选取，结论显示仅有工业废水排放和s 0 2 排 放两类指标存在以相对较低的人均收入水平越过倒“u ”型曲线转折点的可能。 综上所述，国内对环境库兹涅茨曲线的实证研究呈现以下几个特点： 第一、国内的实证研究大部分是对中国是否存在库兹涅茨曲线进行了验证， 也有少数研究将着眼点落在了更小的区域，例如长江三角洲地区，这可以看作 是一个有益的尝试。但是，应该引起注意的是，地区的选取必须具有经济意义， 必须从该地区是否归为一个经济带出发，随意划分经济区域是没有任何意义的； 第二、国内的实证研究大多采用的是时间序列数据，个别采用的是截面数 据，虽然近几年也有部分研究尝试采用面板数据，但远未成为研究数据选择的 主流，且对面板数据的估计也有值得商榷之处： 第三、国内的实证研究很多采用的是单变量模型，即只把收入指标作为模 型的自变量，这对于明确经济系统对环境质量的内在影响是不利的； 第四、国内的实证研究几乎无一例外都是对g r o s s m a n 和k r u e g e r ( 1 9 9 5 ) 方 环境库兹涅茨曲线及其存在性检验：以东北为倒 法的继承，方法的使用过于单一，且对该方法的改进工作也做的很少。 第三节对质疑环境库兹涅茨曲线存在性的综述 并非所有的研究都证明了环境库兹涅茨曲线是存在的。从经济系统对环境 质量影响机制的角度出发，赵云君( 2 0 0 4 ) 认为环境库兹涅茨曲线只是一个客 观现象，而非一个必然的规律，并大胆指出现有的实证研究存在被伪证的可能 性；同时，他对环境库兹涅茨曲线存在的前提条件提出了质疑，环境库兹涅茨 曲线假说的前提条件是不存在环境的“承载阙值”，即环境系统可以无限度承受 人类带来的污染和破坏，他认为事实并非如此，在环境的“承载阙值”存在的 情况下，一旦环境污染超出了“承载阙值”，就将失去任何解决环境问题的可能 性。如图2 1 所示，如果环境库兹涅茨曲线未能在达到环境“承载阙值”之前 实现逆转，即环境质量未能在生态可承受的范围内得到改善，则该曲线将持续 以向上的趋势发展，最终环境污染和生态破坏的局面将无可挽回。 环 境 坡 坏 盛 e k c 尸德 人均收 ( 经济增挺) 图2 1存在环境“承载阙值”条件下可能出现的环境与经济关系曲线。 钟茂初( 2 0 0 5 ) 从经济理论、环境指标选取、样本时间跨度三个角度质疑 了环境库兹涅茨曲线的存在性。首先，“先开发、先污染，后治理、后改善”的 经济发展过程有一个不容忽视的前提，即发达国家的环境改善更多的是由于将 污染转移到了发展中国家，以牺牲发展中国家的利益为前提的，也就是说，如 果排除污染转移的因素，发达国家的环境库兹涅茨曲线是根本不可能出现的： 其次，环境指标的选取有主观性，例如用“森林覆盖率”这样的指标代表环境 1 2 第二章环境库兹涅茨曲线研究综述 质量水平是非常肤浅的，因为原始森林被毁灭后通过“生态建设”而形成的人 工林，与自然生态系统自然形成的森林是无法相提并论的；再次，现有研究选 取的样本跨度大部分都局限于1 0 到2 0 年，这么短的时间跨度很可能只是长期 规律的一部分，利用这么短的时间跨度根本无法证明环境库兹涅茨曲线的长期 规律性。 s h a f i k ( 1 9 9 4 ) 认为即使能够观测到环境质量和经济增长之间的倒u 型关系， 这种关系在长期内也可能无法保持，比如n 型关系就存在较大波动，在最初看 是倒u 型曲线，但当收入到达一定阶段之后，收入与污染物排放又将正相关。 在实证研究中，u n r u h 和m o o m a w ( 1 9 9 8 ) 应用上世纪7 0 年代1 6 个国家的数 据，同时观察环境质量受收入和石油价格影响的结果，估计的结论尽管支持了 环境库兹涅茨曲线是存在的，但该模型的拟合优度远没有用石油价格作为自变 量的模型的拟合优度高，也就是说，认为环境质量的变化是受石油价格波动的 影响似乎更加合理。k a u f m a n n ( 1 9 9 8 ) 发现s o 。与人均收入之间存在正u 型关系， 当人均g d p 处于3 0 0 0 到1 2 5 0 0 美元的时候，空气中s 0 2 的密度随着人均g d p 的 增加显著降低，而当人均g d p 超过1 2 5 0 0 美元之后，空气中s 0 。的密度反而随 着人均g d p 的增加而逐渐提高。d m d a ( 2 0 0 0 ) 也发现悬浮固体颗粒密度与人均收 入水平之间呈现正u 型关系。 任何的经济理论都有其特定的前提假设和适用范围，“放之于四海皆准”的 经济理论几乎不存在。考虑到经济系统对环境质量的影响机制是复杂的，环境 库兹涅茨曲线也仅仅是来源于实证研究，它受到上文所说的诸多质疑也就不足 为怪了。同时我们应该看到，正是由于这些质疑的存在，才使得研究环境库兹 涅茨曲线在特定区域是否存在显得更有意义。 第四节环境库兹涅茨曲线经济学模型解释的综述 环境库兹涅茨曲线的提出来源于实证的研究，考虑到实证研究可能存在的 偶然性和不确定性，它受到了很多的质疑。只有从经济学的理论出发对环境库 兹涅茨曲线进行解释，才能使之更为令人接受和信服。因此，本节将从经济理 论角度出发，试图证明环境库兹涅茨曲线的存在性和规律性。 1 3 环境库兹涅茨曲线及其存在性检验：以东北为例 目前，环境库兹涅茨曲线经济学理论研究还未形成统一的、为所有人都认 可的模型，比较有代表性的包括优化增长模型、环境作为生产要素的模型、内 生增长模型和其他模型等。 优化增长模型将污染的存量或流量作为代表性消费者的生产函数和效用函 数中的变量，用优化控制理论分析消费者的效用最大化问题。该类模型认为技 术因素和需求因素影响污染的女减，随着收入的提高，人们对物质消费的边际 效用迅速下降，而同时对污染问题关注的程度增加；由于增长引起的污染会降 低环境的承载力水平，污染削减投资需要加速增长，以抵消增长引起的污染。 该类模型以t a h v o n e n 和k u u l u v a i n e n ( 1 9 9 1 ) 、s e l d e n 和s o n g ( 1 9 9 5 ) 的研究为 代表，例如s e l d e n 和s o n g ( 1 9 9 5 ) 使用f o r s t e r ( 1 9 7 3 ) 的增长污染模型，认 为消费水平和污染之间的变化曲线是倒u 型的。 环境作为生产要素的模型同时将污染和环境纳入生产和效用函数之内，从 正反两个角度反映自然资本存量和环境质量变化。同时，这类模型不约而同地 强调了产权在环境质量变化中的决定性作用。l o p e z ( 1 9 9 4 ) 和 c h i c h i l i n s k y ( t 9 9 4 ) 的研究是该类模型的代表，例如l o p e z ( 1 9 9 4 ) 假定存在两 个在污染强度和生产要素配置方面完全相同的生产部门，污染是生产的一种投 入要素，规模收益