经济学毕业论文--经济增长与环境污染的实证研究

1、毕业设计（论文）毕业设计（论文） 题目题目 *经济增长与环境污染的实证研究经济增长与环境污染的实证研究 I *经济增长与环境污染的实证研究经济增长与环境污染的实证研究 摘要摘要 ：本文选取 1990-2010 年*环境及经济数据，建立了工业废水、工业废气 、工业废固与 人均 GDP 的计量模型， 并应用因子分析建立环境质量评价模型， 将评价结果与人均 GDP 拟合。研 究发现在这二十余年*经济增长过程的环境变化不同于“倒 U 型”环境库兹涅茨曲线； 总体上看， 人均 GDP 的增长，使环境质量得到改善，从 2008 年后综合环境质量有所改善，因此，*要实现 经济与环境协调发展，实施有效的环境政

2、策是必要的。 关键词关键词 ：GDP 经济增长环境污染环境库茨涅茨曲线 II EMPIRICAL STUDIES OF ECONOMIC GROWTH AND ENVIRONMENTAIEMPIRICAL STUDIES OF ECONOMIC GROWTH AND ENVIRONMENTAI POLLUTION IN GANSU PROVINCEPOLLUTION IN GANSU PROVINCE AbstractAbstractThis paper selects the 1990-2010 Gansu Provincial environmental and economic data

3、, industrial wastewater, industrial emissions, the econometric model of the industrial solid waste per capita GDP, and the application of factor analysis to establish environmental quality evaluation model, the evaluation results and the per capita GDP fitting. The study found that changes in the en

4、vironment of Gansu Province, the economic growth process in these more than 20 years is different from the inverted U environmental Kuznets curve; Overall, per capita GDP growth, improve environmental quality, Integrated environmental quality has improved from 2008 ， Gansu Province to achieve coordi

5、nated economic and environmental development, the implementation of effective environmental policy is necessary. Key wordKey wordGDP Economic growthEnvironmental pollutionEnvironmental Kuznets curve III 目录目录 摘要 Abstract 1 引言 1 2 甘肃经济增长与环境污染的现状 2 2.1 *经济增长状况 2 2.2 *环境污染概况 3 3 *经济增长与环境污染的实证分析 3 3.1 环境

6、库兹涅茨曲线假说 3 3.2 相关数据、指标选取 4 3.3 计量模型构建 4 3.4 曲线模拟 4 3.5 结果分析 6 4 结论和建议 8 4.1 结论 8 4.2 建议 8 致谢语 8 参考文献 9 IV 1 1 引言引言 环境和经济增长之间的关系一直是经济学家争论的焦点，经济增长究竟是环境质量下降的原 因还是解决环境问题的方法， 资源环境究竟是限制还是促进了经济增长， 对于这些问题的争论促使 经济学家进行了大量的实证研究。一方面，相关理论的发展亟需经验的验证；另一方面，测度环境 质量水平的数据逐渐完善， 有了足够长的时间序列数据和跨国数据， 使得计量经济学的方法可以用 于检验经济增长和

7、环境质量水平之间的关系。 在 20 世纪 90 年代初，经济学家拉开了利用经验数据 检 验 环 境 指 标 和 经 济 变 量 之 间 关 系 的 序 幕 。 对 这 一 关 系 进 行 实 证 检 验 的 开 创 者 Grossman&Krueger(1991,1995)在研究北美自由贸易协定对环境恶化的影响时，利用了 42 个国家 1977-1988 年的面板数据检验了二氧化硫（SO 2 ） 、烟尘（Smoke）和悬浮颗粒物(SPM)浓度等大气污 染物指标和人均收入之间的关系。他们的回归模型包含实际人均GDP（以 1985 年美元计） 、时间趋 势变量、 区分影响大气污染物水平的城市和位置

8、特征的地理变量、 贸易强度。 结果发现 SO 2 和 Smoke 呈 N 型， 转折点在 40005000 美元之间， SPM 呈单调下降的趋势， 时间趋势变量和贸易强度在SO 2 方程中的系数显著为负， 而在烟尘方程中都不显著， 在 SPM 方程中时间趋势显著而贸易强度不显著。 Shafik&Baandyopadhyay(1992,1994)根据 149 个国家 19601990 年间的数据，检验了清洁用 水的缺乏、城市公共卫生（清洁饮用水和污染水处理） 、SPM 浓度、SO 2 浓度、森林面积的变化、年 度砍伐率 、总砍伐率、河水溶氧量、单位 GDP 的碳排放和市政污水等环境指标与人均收入

9、的对数 线性、 二次核三次模型， 得到空气污染物与人均收入呈现倒U 型关系。 由于这种形状与Kuznets(1955) 提出的收入不平等和人均收入之间关系的假设相似，因此将其称为环境库兹涅茨曲线。 此后关于环境与经济增长关系的研究，尤其是实证研究，大多数围绕EKC 假设展开的。 Panayotou 任务这些文献主要讨论五个问题： 第一， 通常假定的收入和环境衰退之间的倒U 型关系， 即 EKC 是否真的存在，它的坚实性和一致性怎么样？第二，其他因素，如人口增长、收入分配、国 际贸易、时空依赖性变量（而不是由收入决定的变量）的作用是什么？第三，从跨国或者面板数据 估计出来的统计关系和单个国家的环

10、境曲线的相关性有多大？和当今发展中国家的可能路径的相 关性有多大？第四， 在环境退化和经济增长之间的倒U 型关系中， 生态阈值和不可逆损害的含义是 什么？是否可以从承载力、 生态系统恢复能力和可持续性的角度解释静态统计关系？第五， 环境政 策在解释收入环境关系、降低经济增长的环境代价和保证更可持续的结果作用是什么？ 我国学者使用时间序列数据研究的比较多。张晓（ 1999）通过经验数据分析认为中国的经济发 展状况与环境污染水平的关系呈较弱的 EKC 特征。赵细康（2005）对全国（1981-2003）的研究结 果显示废水、 废气的 EKC 曲线为 U 型， 二氧化硫和烟尘的 EKC 曲线为倒 U

11、 型。 宋涛等 （2006,2007b） 对 29 个省（1985-2004）的研究发现工业三废随人均GDP 的增长呈现单调递增的趋势，二氧化硫、 工业烟尘的 EKC 曲线符合倒 U 型假定。贺彩霞、冉茂盛（ 2009）对30 个省（1998-2006）的工业污 染物与人均 GDP、 人口密度、 贸易、 产业结构、 环境保护等经济研究发现EKC 假定成立。 苏芳等 （2009） 利用空间计量模型对 28 个省（1993-2005）的研究发现，工业废水 -收入关系呈现 U 型，工业废气- 收入关系呈现倒 N 型，二氧化硫、工业粉尘、工业烟尘与收入关系呈现倒U 型。 综合上述研究文献， 我们可以看

12、出在实证研究方面， 环境质量数据的可靠性和代表性是首要解 决的问题，对人类健康有影响的环境指标不是整个地球环境质量和生态健康的代表， 需要考虑生态 1 系统的承受阈值。另外， 代表人类发展的指标也不只是经济和政策，地理位置和气候等因素也影响 环境，因此今后的分析需要加上自然条件等相关指标。本文试图以 *的面板数据做实证分析，通过 收集从 1990 年至 2010 年间的工业污染排放数据， 并结合有代表性的经济指标来检验当前甘肃的经 济增长和环境之间是否存在环境库兹涅茨曲线， 并以此分析甘肃经济发展与环境污染的现状， 同时 结合产业结构对甘肃发展所造成的环境影响进行比较研究， 分析经济增长对环境

13、产生的影响。 本文 的安排如下：第一部分引言；第二部分甘肃经济增长与环境污染的现状；第三部分为甘肃经济增长 与环境污染的实证分析；第四部分结论及政策含义。 2 2 甘肃经济增长与环境污染的现状甘肃经济增长与环境污染的现状 2.1 *2.1 *经济增长状况经济增长状况 解放后，在国民经济恢复时期，生产力虽得到迅速的恢复和发展，但到1952 年，全省国内生 产总值也仅有 13.32 亿元，人均 125 元，农、林、牧、渔业总产值 8.9 亿元，工业总产值 2.42 亿 元。 2011 年，面对复杂多变的国内外经济形势，*各族人民在党中央、国务院和省委、省政府的 正确领导下，紧紧围绕转型跨越发展的新

14、要求，认真贯彻落实科学发展观， 加快经济结构调整和发 展方式转变，深入实施区域发展战略，大力发展各项社会事业，努力保障和改善民生，全省经济社 会持续稳定较快发展，实现了十二五的良好开局。初步核算，全年实现生产总值 5020 亿元，比 上年增长 12.5%。其中，第一产业增加值 678.2 亿元，增长 5.9%；第二产业增加值 2524.3 亿元， 增长 15.2%； 第三产业增加值 1817.5 亿元， 增长 11.5%， 其中批发和零售贸易业增加值325.6 亿元， 增长 13.3%，金融保险业增加值114.8 亿元，增长8.2%，房地产业增加值124.2 亿元，增长5.3%。 三次产业结构

15、由上年的 14.5448.1737.29调整为 13.5150.2836.21，与上年相比，第二产 业所占比重上升 2.11 个百分点，第一、三产业所占比重分别下降1.03 和 1.08 个百分点。如下图 所示： 图 1 2006-2011 年*生产总值及增长速度 2 2.2 *2.2 *环境污染概况环境污染概况 伴随着经济的增长，涌现出了一系列环境污染问题，而环境质量与经济发展是高度相关的， 许 多环境问题是由经济发展引起，大部分省市经济发展的早期是靠牺牲环境来实现的。 2001 年，全省废水排放总量为 37967 万吨。其中，工业废水排放量 20722 万吨，占废水排放 量的 54.6%，

16、工业废水排放量比上年减少 3073 万吨。生活污水排放量为 17245 万吨，较上年增加 608 万吨；废水中的化学需氧量排放总量为12.1 万吨。其中，工业化学需氧量占41.3%，生活化学 需氧量占 58.7%。 2007 年，全省二氧化硫排放量 52.3 万吨，比 2006 年下降 2.28 万吨，削减率为 4.18%；化学 需氧量排放量为 17.4 万吨，比 2006 年下降 0.39 万吨，削减率 2.20%，完成了省政府确定的 2 项 主要污染物分别削减 2%的目标。全省各地共完成二氧化硫减排项目89 个，化学需氧量减排项目 71 个，共减排二氧化硫 4.83 万吨，化学需氧量 1.

17、26 万吨。 2011 年，工业废水排放总量15325 万吨，工业废气排放总量为6252 亿标立方米，工业固体废 物产生总量则为 3745.5 万吨，但是用于环境污染治理的投资总额为63.9 亿元，工业污染源治理投 资为 14.6 亿元，环境污染治理投资占 GDP 的比重为 1.55%。工业废水、生活污水和农业废水的排 放使得甘肃主要河流普遍受到污染，一些地区水域的污染也在不断增加。而城镇化进程的加快， 人 口逐渐向城镇集中，由此产生的生活垃圾和污水成了环境污染的主要源头之一。 3 3 *经济增长与环境污染的实证分析经济增长与环境污染的实证分析 3.13.1 环境库兹涅茨曲线假说环境库兹涅茨曲

18、线假说 20 世纪 50 年代，美国经济学家、诺贝尔奖获得者西蒙库兹涅茨(S.KuznetS)在其著作经 济增长与分配不平等中首次提出倒 U 型曲线假说，诣在说明经济增长与收入差距间的关系:收入 差距在经济发展的早期随着经济增长而不断加大， 在经济发展到一定阶段后这种差距随着经济增长 开始缩小，二者关系在图形上显现出一种先上升后下降的倒U 型曲线，这种曲线后来被称为库兹涅 茨曲线。20 世纪 90 年代美国经济学家 Grossman 和 Krueger 在研究环境与经济增长之间可能的关 系时发现:随着经济的发展，环境先是趋于恶化，经济发展到一定水平，环境质量恶化达到顶点， 在转折点后环境质量趋

19、于改善，也呈现出一种倒“U”型关系，在库兹涅茨曲线基础上他们提出了 环境库兹涅茨曲线 (EnviromentalKuznetsCurve)。 环境库兹涅茨曲线假说存在有着重要的政策含 义:从曲线形状上看，一个国家在其发展过程中，尤其是在其工业化的起飞阶段，环境在一定程度 上的恶化难以避免。当经济增长持续增长，人均收入到达一定水平以后，经济增长便有利于环境的 改善。但这并不是一个必然的过程，为实现经济快速增长而放任对环境的破坏容易使一国误入 “倒 U 型陷阱”之中，从而使生态环境超出闽值。其原因在于环境恶化的上升区域可能需要漫长的时间 才能越过，在这种情况下，未来经济较高增长和更洁净环境的现值可

20、能难以抵消现实环境的破坏。 因此在经济发展的早期阶段要致力于控制污染排放和防止资源枯竭。 其次，早期的污染防治和治理 3 可能比未来采取同样措施更节省费用， 在经济发展的较早阶段所造成的环境破坏在后面阶段便出现 环境上的不可逆，因此环境的不可逆效应将加大到时候对环境治理的难度。 第三，某些形式的环境 恶化，如交通堵塞和呼吸疾病而引起的人类健康和生产力的损失， 以及工作时间的损失都会制约经 济发展。 因而需要通过适当的环境政策和投资治理来直接控制环境恶化， 消除经济增长自身的障碍。 总之，环境库兹涅茨曲线理论假说一方面揭示了环境污染与经济增长之间不可避免的变化过程， 另 一方面也暗示了这一曲线既

21、非经济上最优，也非环境上最优。 3.23.2 相关数据、指标选取相关数据、指标选取 指标分为两类：经济指标与环境指标。现以 1990 年-2010 年*人均 GDP 代表经济指标，以同 期*人均工业废水、 工业废气、 工业废固排放量代表环境指标。 数据来源于*统计局和*统计年鉴， 以及国家统计年鉴。 3.33.3 计量模型构建计量模型构建 我们以人均工业废水、工业废气和工业固体废弃物的排放量作为y 轴，以人均 GDP 作为 x 轴， 并根据现有的环境库兹涅茨曲线研究的几种常见模式，结合*的实际情况，从回归拟合系数 R 和 F 值检验效果等因素来看，发现以三次多项式曲线拟合最优，而且最具统计意义

22、，所以我们将采用 三次多项式模型来刻画*经济增长和环境污染的相互关系，其模型为： y=01x+2x +3x +e （1） 23 2 式中：y 为工业污染物排放量；x 为人均 GDP0、 1 、2、3为模型参数；e 为随机误差项。 3.43.4 曲线模拟曲线模拟 利用公式（1）结合数据并借助EXCEL 和 SPSS 统计分析软件作出数值序列的曲线图，如下所 示： 4 根据图表 2-4，按照式（1）整理*人均工业三废排放量与人均 GDP 之间的环境经济计量模型 结果，并根据环境库兹涅茨曲线的一些特点， 计算每条曲线的转折点，以便对拟合优度的特征进行 分析。整理结果如下： 5 注：以上三个依次为人均

23、废水、人均废气、人均废固的模型估计结果 3.53.5 结果分析结果分析 3.5.1*人均废水排放量与人均GDP 的变动曲线分析 从图 2 的人均工业废水排放量与人均 GDP 的变化图，我们可以清楚的看到其与典型的环境库 兹涅茨曲线并不一致，呈现：倒 U 型+U 型，所以可以依据环境库兹涅茨曲线特征对*人均废水排 放量与经济增长的关系很难作出满意解释。经济增长与工业废水排放分为三个阶段： 第一阶段为是 1990 年到 2000 年，这一时期与典型的环境库兹涅茨曲线的基本特征很符合。 第一产业比重呈下降趋势，这主要是由于工业品价格的不断上涨， 工农产品的比价复归，农产品的 比较利益再次下降，而且随

24、着城市改革的逐步展开，农业变革的制度效应相对减小；第二产业基本 保持不变，19921995 年期间一直呈攀升趋势，1996 年以后有了一定比例的下降，最终 1992 年 和 2001 年的比例保持不变。第三产业发展缓慢，10 年间比重仅由 36.17%增长为 40.82%。此时* 的人均工业废水排放量随*的经济增长呈现一种上升趋势，直到第一个转折点的出现，即人均GDP 在 3800 左右时，其废水排放量达到顶峰，而排放量从7.6 万吨降到了 9.3 万吨。而*主要产业结 构为重工业，其 2000 年的产业结构比例为：5.23:51.49:40.61，可见，第二产业发展为最快，而 且对*经济发展

25、起到很明显的推动作用。 但是伴随着经济和产业的快速发展必须是以水资源为基础 的， 而且由于技术水平的低下和环保意识的薄弱以及政策和技术的不到位， 导致物耗和能耗都很高， 在这种多重作用下， 使得工业废水的排放量与经济增长同步增长， 整个甘肃地区环境都在处于恶化 状态。 第二阶段为 2001 年到 2008 年，这一时期，第一产业比重继续下降， 第二产业比重略显上升， 第三产业比重下降。甘肃产业结构在这一时期进入产业结构升级与高度化准备阶段。2010 年的产 业比重为：14.5448.1737.29，而在此阶段第二产业比重略显上升的原因主要是因为： 20 世纪 90 年代以后，基于国内产业结构高

26、度雷同的局面，国家开始对区域产业进行调整，并将中西部地 区的能源、原材料产业列入战略重点。 但是技术的进步与产业结构的调整以及政府政策的大力投入 使废水排放量保持在一个很稳定的好转趋势阶段。值得注意的是从2005 年开始，*的人均废水排 放量保持在一个很稳定的阶段， 这主要是由于环保整理的力， 使得人均废水排放传统压缩空间减少 所致的。 第三阶段为 2009-2010 年，此阶段我们可以看出随着经济的飞速增长，人均工业废水排放量 又呈现缓增的趋势。 3.5.2*人均废气排放量与人均GDP 的变动曲线分析 从图 3 的*人均工业废气和人均 GDP 的环境库兹涅茨曲线模型我们可以清楚的发现， 该模

27、型的 曲线呈现的状态为“U”型和“倒U”型两种趋势，从中也告诉我们 *人均工业气水排放与人均GDP 之间的关系与典型的环境库兹涅茨曲线特征不能做出专业的解释，可以从两次的转折点作出解释。 从图我们可以看出人均废气排放量与人均GDP 在 1990 年到 2010 年的变化情况分为三阶段： 第一阶段：从 1990 年到 1999 年，在此期间出现了第一个转折点，即*人均 GDP 在 4000 元左 6 右的时候，人均工业废气的排放量到达谷低。主要原因是随着经济的增长，人们对于环保的呼声也 在增加，政府也在环保政策和技术支持发面做的很到位以及工业生产技术的进步和发展， 对*的工 业废气排放量起到了极

28、大的改善作用。 同时*也在此期间对产业结构进行优化， 压缩第二产业和对 工业结构进行优化组合，这些都使得工业废气污染随经济的发展得到了很好的改善效果。 第二阶段： 从 2000 年到 2008 年， 在此期间出现了第二个转折点， 即人均 GDP 在 1100012000 元之间的时候， 人均工业废气污染排放量达到了一个顶峰。 而这一阶段与典型的环境库兹涅茨曲线 的基本特征很符合， 随着经济的快速发展工业废气呈现逐年加重的趋势， 究其原因主要在于此期间 *以化学工业、石油加工、金属冶炼等为指导的产业结构和特殊的产业布局，导致大气污染变的比 较严重，当然伴随着经济的快速增长、产业发展速度的加快、

29、生产规模的加大和一些特殊的气象因 素都在很大程度上对*的工业废气污染加剧有很大影响。 第三阶段：从2009 到 2010 年，在此期间， *的工业废气污染向好的局面扭转，主要是人们环 保意识的加强以及经济增长带来的技术进步和产业结构的调整， 使得*的工业废气污染呈现出好转 的局面。 3.5.3*人均废固排放量与人均GDP 的变动曲线分析 从图 4 我们可以看出，该图与工业废气污染排放量的很似相同，该模型呈现出也呈现出 “U 型”和倒“U”型状态。它的变化从整体而言分为三个阶段： 第一阶段：从 1990 年到 1999 年，在此阶段*的人均工业固体污染物排放量随着经济的发展呈现一 种下降的良好趋

30、势，直到1999 年，即人均GDP 在 38004000 元时，第一个转折点出现，此时废固 的排放量到达最低点，年排放量持续下降，主要原因是： 工业固体废弃物的排放量取决于其产生量 和处理量之间的相对关系， 在此期间经济的发展带来的技术进步作用明显大于规模扩张的作用， 而 且由于*的固定资产投资的快速增长， 使得基建发展迅速， 从源头上利用了大量的固体废弃物等因 素也是分不开的。 第二阶段：从 2000 年到 2008 年，在此期间我们可以很清晰的看到， 这一阶段与典型的环境库 兹涅茨曲线的基本特征很符合，随着经济的发展，工业废固的排放量出现顶峰，人均工业废固的排 放量保持缓慢上升趋势，而*虽

31、然加强了对工业废气物的综合治理，但是由于综合处置量的减少， 特别是以工业固废为原材料的企业的综合处理欠佳， 使得排放量一直处于增加的趋势， 但从这几年 的总体情况来看，此阶段*对于工业废固的排放量还是维持的不错。 第三阶段为 2009 年以后，科技的发展和经济的进步合理的利用了固体废弃物，以及天然气的 引进带来的良好效应，使得人均工业废固的排放量呈现递减的趋势。 3.5.4 *经济增长与工业三废的综合分析： 我们可以从以上*人均工业三废和人均 GDP 的变化曲线图看出， 人均工业废水、 人均工业废气、 人均工业废固排放量与人均GDP 的增长关系不符合典型的环境库兹涅茨曲线的倒U 型特征， 三者

32、与 经济发展的关系表现出其独特的特点，呈现出“ U”型+倒“U”型与倒“U”型+“U”型相结合的形 状。所以总体上来说*正处于工业化进程的中期阶段，正逐步向工业后期过度，工业废水治理效果 成果显著，但是工业废气和工业固体废弃物污染因处于波动演进阶段。 从经济增长与工业三废排放量的综合情况来看， 三者大致都在 1999 到 2000 年出现第一个转折 点，即人均 GDP 在 4000 元左右时。在此之前工业废水随经济的发展呈现增长的趋势，符合环境库 7 兹涅茨曲线的部分特征，而工业废气和工业固废污染物逐年减轻， 这也是经济发展，特别是综合治 理技术提高的结果。 20082009 年左右是一个比较

33、特殊的年份， 即人均 GDP 在 1100012000 元时， 工业废水、工业废气和工业废固与人均GDP 的变动曲线出现第二次转折点，波动较小。归结原因有 以下五个方面： （1）经济增长带来的变化； （2）产业结构的优化调整； （3）能源消费结构的合理组 合与规划； （4）政策的支持和技术的进步，以及人们环保意识的加强； （5）自然条件带来的影响。 4 4 结论和建议结论和建议 4.14.1 结论结论 从以上的分析我们可以看出， *人均工业三废的排放量与经济增长的拟合曲线， 并不严格遵守 典型的环境库兹涅茨曲线特征，从而表现出如： “U 型+倒 U 型”和“倒U 型+U 型”的状态特征。而 且

34、我们也可以看出当环境库兹涅茨曲线出现转折点后， 并不意味着环境污染向好的局势发展， 相反， 随着经济的发展环境污染都有可能反弹， 这就需要我们在经济发展的过程中， 通过技术的改进或经 济发展方式的转变来扭转环境污染的局面。 环境库兹涅茨曲线假设环境改善除受经济影响外， 不受其他因素的影响， 这是这一理论的局限 性所在。所以环境改善不但取决于经济发展，而且与居民的收入水平、科技发展水平、以及受教育 程度和环保意识有着密切的关系。 而且环境库兹涅茨曲线不是经济、 环境发展严格遵守的一条必然 规律，在不同的国家和地区由于经济、环境发展状况的不同， 因而经济发展与环境污染之间可以表 现出多种复杂的状态类型。 4.24.2 建议建议 （1）从上面的分析结果我们可以得出， 在工业废水和工业废气方面我们必须巩固和加强治理成 效，在工业固废方面必须加大力度治理。从人均工业废水、人均工业废气、人均工业废固排放量与 人均 GDP 的模型曲线图来看， 三者与经济增长的关系与典型的倒U 型的环境库兹涅茨曲线特征不是 很符合，说明*现阶段仍未跨越经济发展的拐点。 （2）加大对环境污染处理的投资力度，环境库兹 涅茨曲线拐点的呈现本质上是经济的快速增长使得社会有能力提高污染物处理资本投入并最终使 得环境污染物处理量超过污染物排放了， 从而使拐点出现。 因此*必须在