■ 申 俊/成金華/王小林

（1.中國地質大學(武漢) 資源環(huán)境經濟研究中心， 湖北 武漢 430074；2.中國地質大學(武漢) 經濟管理學院，湖北 武漢 430074）

我國重點礦業(yè)經濟區(qū)環(huán)境庫茲涅茨曲線研究
——基于面板數(shù)據(jù)的實證分析

■ 申 俊/成金華/王小林

（1.中國地質大學(武漢) 資源環(huán)境經濟研究中心， 湖北 武漢 430074；2.中國地質大學(武漢) 經濟管理學院，湖北 武漢 430074）

以1995-2011年我國30個重點礦業(yè)經濟區(qū)為研究對象，基于面板數(shù)據(jù)模型構建我國重點礦業(yè)經濟區(qū)環(huán)境庫茲涅茨（EKC）模型，實證分析了我國重點礦業(yè)經濟區(qū)EKC存在性、轉折點、區(qū)域與類型差異性以及所處的階段效應。研究結果表明：工業(yè)廢水與煙粉塵排放強度隨人均GDP呈“倒N型”EKC曲線，SO2排放強度呈“線性”關系，盡管SO2排放強度逐漸降低，但仍將是未來考察環(huán)境污染的主要指標；我國東部與西部區(qū)域重點礦業(yè)經濟區(qū)在一定階段會出現(xiàn)經濟發(fā)展與環(huán)境污染的脫鉤，且東部區(qū)域更早一點，中部區(qū)域未知；現(xiàn)階段我國重點礦業(yè)經濟區(qū)多數(shù)處于規(guī)模效應階段，應加快技術進步，調整產業(yè)結構，推進經濟轉型與可持續(xù)發(fā)展。

重點礦業(yè)經濟區(qū)；EKC曲線；經濟增長；環(huán)境污染；階段效應；面板數(shù)據(jù)

0 引言

隨著我國經濟社會的快速發(fā)展，礦產資源的大規(guī)模持續(xù)開發(fā)利用逐步擴大，環(huán)境污染和生態(tài)破壞也逐漸加劇。當前，我國約有21.5%的工業(yè)廢水、34.8%工業(yè)二氧化硫以及59.8%的工業(yè)煙粉塵是由占城市總數(shù)20%的礦業(yè)城市排放的。二氧化硫、化學需氧量等主要污染物控制指標水平長期居高不下，礦產資源開發(fā)利用過程中產生的尾礦自然粉塵、揚塵、天然氣和一些易揮發(fā)氣體的污染隨著礦業(yè)活動程度的頻繁而加劇。

環(huán)境污染一直以來被看作是經濟增長過程中產生的“副產品”（陸旸，2012），現(xiàn)有研究經濟發(fā)展與環(huán)境污染關系最通用的方法就是“環(huán)境庫茲涅茨曲線（EKC）”。Grossman和Kruger（1991，1995）對66個國家的多項環(huán)境污染指標數(shù)據(jù)進行了研究，發(fā)現(xiàn)二氧化硫、微塵和懸浮物這三種污染物排放與人均GDP之間并非線性關系，而是存在“倒U型”關系。經濟增長與環(huán)境污染之間是否存在穩(wěn)定的“倒U型”曲線，很多學者從不同的分析角度出發(fā)對EKC曲線進行了驗證。Selden和Song（1994）采取30個國家的面板數(shù)據(jù)模型，研究發(fā)現(xiàn)污染物SO2、CO2、NO2和SPM的排放量與人均收入之間同樣存在著“倒U型”關系。但是，同樣有研究表明環(huán)境污染與經濟增長之間同樣可能會有呈現(xiàn)“U型”“N型”“倒N型”等曲線關系。Friedl和Cetzner（2002）通過奧地利的數(shù)據(jù)驗證二氧化碳排放與經濟增長時間存在“N型”關系而非普通“倒U型”關系。朱平輝等（2010）在對我國七種工業(yè)污染排放進行EKC實證分析后，發(fā)現(xiàn)人均工業(yè)廢水排放量、人均工業(yè)廢氣與人均GDP之間存在“倒N型”曲線關系。

現(xiàn)有關于環(huán)境庫茲涅茨曲線的研究在曲線形狀以及轉折點上結果的不同主要原因在于研究方法與污染物指標選取上的差異（包群等，2005）。在研究方法上，多數(shù)學者（Grossman和Kruger ，1991；劉揚等，2008；盧曉彤等，2012）研究采用截面數(shù)據(jù)、面板數(shù)據(jù)或者時間序列數(shù)據(jù)模型進行EKC估計。EKC形成的原因存在多種解釋（Panayotou，1993；Dasgupta 等，2002），最常見的解釋是將其分解為規(guī)模效應、結構效應和技術效應（陸旸，2012）。縱觀國內外關于環(huán)境庫茲涅茨曲線（EKC）的研究已經較為系統(tǒng)與全面，但大多數(shù)的研究對象都較為廣泛，一般選取國家或者各省市進行研究（Grossman和Kruger，1991，1995；盧曉彤等，2012），這樣選取的對象缺乏針對性?，F(xiàn)階段我國經濟發(fā)展帶來的環(huán)境污染重點是由礦業(yè)經濟區(qū)的資源開發(fā)所引起的，礦業(yè)經濟區(qū)的經濟發(fā)展與環(huán)境污染有更強的相關關系。

礦業(yè)經濟區(qū)環(huán)境污染的改善將是我國環(huán)境污染治理的重要組成部分。本文選取1995-2011年30個重點礦業(yè)經濟區(qū)面板數(shù)據(jù)作為樣本，運用面板數(shù)據(jù)模型效應研究人均GDP與環(huán)境污染之間庫茲涅茨曲線的存在性問題，探討我國礦業(yè)經濟區(qū)的環(huán)境治理模式。表1列出了我國30個重點礦業(yè)經濟區(qū)及其類型。

1 模型、變量與數(shù)據(jù)

1.1 模型設定

在討論經濟增長與環(huán)境污染之間的關系時，現(xiàn)有文獻多采用環(huán)境庫茲涅茨曲線（EKC）模型。在借鑒Victor等、SONG等關于EKC模型研究基礎上，本文設定我國重點礦業(yè)經濟區(qū)的EKC模型為：

其中：Eit表示第i個重點礦業(yè)經濟區(qū)第t年的污染物排放水平，Yit是第i個礦業(yè)經濟區(qū)第t年的人均GDP，Iit表示第i個重點礦業(yè)經濟區(qū)第t年產業(yè)結構，Uit表示第i個重點礦業(yè)經濟區(qū)第t年的城市化率，αi為截面效應，反映了各個重點礦業(yè)經濟區(qū)的個體差異，β1、β2、β3、β4、β5為待估計參數(shù)，μit為隨機誤差項。礦業(yè)經濟區(qū)的環(huán)境污染同時也受到產業(yè)結構等因素的影響，為了模型的穩(wěn)健性，本文加入了控制變量產業(yè)結構（I）和城市化率（U）兩個變量。產業(yè)結構用第二產業(yè)產值占GDP的比重表示，城市化率用城鎮(zhèn)人口比率表示。

1.2 指標與數(shù)據(jù)選擇

本文在基礎數(shù)據(jù)上核算各重點礦業(yè)經濟區(qū)的萬元GDP工業(yè)廢水排放強度、萬元GDP工業(yè)二氧化硫排放強度、萬元GDP工業(yè)煙粉塵排放強度三個相對指標來研究重點礦業(yè)經濟區(qū)經濟發(fā)展與環(huán)境之間的關系，這也是本文同以往研究一個重要的不同點。

2 實證結果與分析

2.1 30個重點礦業(yè)經濟區(qū)的估計結果

在EKC模型估計之前，本文對所構建的模型分別進行了基本模型與加入控制變量的模型比較?；灸Ｐ停˙）、加入控制變量產業(yè)結構（B+I）、加入控制變量城市化率（B+U）、加入兩個控制變量（B+I+U）的估計結果如圖1所示。從圖1可以看出，工業(yè)廢水排放強度和工業(yè)煙粉塵排放強度與人均GDP之間呈“倒N型”EKC曲線，工業(yè)二氧化硫排放強度與人均GDP之間呈“線性”關系。工業(yè)廢水排放強度加入控制變量城市化率后曲線向上平移，相同人均GDP水平下污染物排放強度升高。工業(yè)廢水排放強度加入控制變量產業(yè)結構后權限曲線向右平移，加入兩個控制變量后曲線變得平緩，這表明基本模型高估了重點礦業(yè)經濟區(qū)的污染物排放強度下降速度，加入控制變量之后模型估計更加接近真實值。

表1 我國30個重點礦業(yè)經濟區(qū)類型

圖1 工業(yè)廢水、工業(yè)二氧化硫和煙粉塵排放強度的EKC曲線

本文之后的模型均加入了兩個控制變量，通過估計可以得到如表2所示的估計結果。模型估計的污染物排放強度的EKC方程均在1%或5%的水平下顯著。其中，廢水排放強度的EKC曲線呈現(xiàn)“倒N型”，曲線轉折點在人均GDP為4885元和257511元，根據(jù)數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計結果，所有樣本的重點礦業(yè)經濟區(qū)經濟發(fā)展水平都集中在兩個轉折點之間，這表明現(xiàn)階段經濟發(fā)展與廢水排放強度之間仍然存在很強的正相關關系，經濟發(fā)展在人均GDP為257511元時可以實現(xiàn)與廢水污染排放的脫鉤，但目前沒有礦業(yè)經濟區(qū)達到脫鉤所要求的發(fā)展水平；二氧化硫排放強度的EKC曲線估計結構呈“線性”，同SONG、蔡昉、李惠娟等學者研究得出的“倒U型”有所差異，主要原因在于本文所研究對象為我國重點礦業(yè)經濟區(qū)，這些地區(qū)的經濟發(fā)展主要依靠礦產開發(fā)，很長一段時間里經濟發(fā)展無法與二氧化硫排放脫鉤，但由于環(huán)境保護的壓力、礦業(yè)開發(fā)與環(huán)境治理技術水平提高等原因，二氧化硫排放強度呈現(xiàn)不斷下降趨勢。

表2 30個重點礦業(yè)經濟區(qū)的EKC估計結果

在宋濤等(2006)關于EKC曲線的研究中，多數(shù)曲線呈現(xiàn)“倒U型”，且可以分辨出在不同發(fā)展階段污染物呈現(xiàn)的不同效應，本文模型多數(shù)呈現(xiàn)“倒N型”，曲線的右半邊形狀同“倒U型”相近。因此，也可以分辨不同污染物所處發(fā)展階段的效應（表3）。從整體來看，我國重點礦業(yè)經濟區(qū)污染物排放多數(shù)處于規(guī)模效應階段，廢水排放強度中黑龍江大慶石油化工礦業(yè)經濟區(qū)、內蒙古包頭稀土黑金屬礦業(yè)經濟區(qū)、鄂爾多斯盆地能源礦業(yè)經濟區(qū)屬于結構效應階段，而煙粉塵排放強度中這三個礦業(yè)經濟區(qū)屬于消除效應階段，而遼寧鞍山鐵礦業(yè)經濟區(qū)、山東煙臺貴金屬礦業(yè)經濟區(qū)、寧夏銀川煤炭礦業(yè)經濟區(qū)屬于結構效應階段。而SO2排放強度階段效應未知，這也說明短期內我國重點礦業(yè)經濟區(qū)的發(fā)展與SO2排放無法脫鉤。

2.2 不同區(qū)域重點礦業(yè)經濟區(qū)的比較分析

我國重點礦業(yè)經濟區(qū)根據(jù)礦產開發(fā)區(qū)域進行劃分，經濟發(fā)展與環(huán)境污染存在顯著的區(qū)域性差異，本文將所選30個樣本分為東部、中部、西部進行區(qū)域分析研究，其中東部重點礦業(yè)經濟區(qū)8個、中部9個、西部13個。不同區(qū)域重點礦業(yè)經濟區(qū)的EKC估計結果見表4。

表3 環(huán)境指標的階段效應

表4 不同區(qū)域重點礦業(yè)經濟區(qū)的EKC估計結果

通過表4可以看出，重點礦業(yè)經濟區(qū)的環(huán)境污染物EKC曲線多數(shù)呈現(xiàn)“倒N型”，且經濟發(fā)展與環(huán)境污染脫鉤發(fā)生的轉折點均在人均GDP較高時出現(xiàn)，主要原因在于我國重點礦業(yè)經濟區(qū)特有的產業(yè)結構特征，礦產開發(fā)、經濟發(fā)展與環(huán)境污染緊密相聯(lián)，資源稟賦與礦產開發(fā)能夠帶動經濟的快速發(fā)展，但也使得經濟發(fā)展與環(huán)境污染脫鉤更加困難，即轉折點的人均GDP要求更高。

圖2為不同區(qū)域不同污染物EKC曲線之間呈現(xiàn)不同特征，東部與西部區(qū)域重點礦業(yè)經濟區(qū)經濟發(fā)展與環(huán)境污染會在一定階段出現(xiàn)脫鉤，且東部區(qū)域更早一點，中部區(qū)域很長一段時間里經濟發(fā)展引起的環(huán)境污染排放強度仍然很高。中部區(qū)域的“倒N型”EKC曲線不明顯，污染物排放強度較高。東部與中部區(qū)域二氧化硫排放強度的EKC曲線呈“線性”，西部區(qū)域呈現(xiàn)“倒N型”，主要原因在于西部區(qū)域礦產資源石油天然氣類較多，且西部區(qū)域環(huán)境承受與容納能力較強，轉折點在人均GDP為191477元，東部與西部區(qū)域在較長一段時間里二氧化硫排放強度仍與經濟發(fā)展有很強的關系，這也表明未來二氧化硫排放仍將是衡量環(huán)境污染的一個重要指標。中部區(qū)域煙粉塵排放強度的EKC曲線呈現(xiàn)“線性”，主要原因在于一方面中部區(qū)域煤炭類礦業(yè)經濟區(qū)居多，另一方面中部區(qū)域的礦業(yè)經濟區(qū)經濟發(fā)展轉型困難，環(huán)境承載力較差。

圖2 不同區(qū)域工業(yè)廢水和煙粉塵排放強度

3 基本結論與建議

本文在基本EKC模型的假設下，采用面板數(shù)據(jù)模型對1995-2011年我國30個重點礦業(yè)經濟區(qū)的三類環(huán)境指標與人均收入之間的關系進行了實證分析。通過模型估計檢驗，獲得以下幾點認識。

首先，我國重點礦業(yè)經濟區(qū)各類環(huán)境污染指標隨經濟發(fā)展呈現(xiàn)不同的變化過程。其中，我國重點礦業(yè)經濟區(qū)廢水與煙粉塵排放未來可以實現(xiàn)與經濟發(fā)展的脫鉤，且煙粉塵排放同經濟發(fā)展的脫鉤時間更早。SO2排放與經濟發(fā)展仍有很大的相關性，短期內礦業(yè)經濟區(qū)的發(fā)展仍將排放更多的SO2，同樣，SO2排放仍將是未來衡量礦業(yè)經濟區(qū)環(huán)境污染的一個重要指標。

其次，各類環(huán)境指標隨經濟發(fā)展變化存在區(qū)域差異，東部與西部區(qū)域重點礦業(yè)經濟區(qū)經濟發(fā)展與環(huán)境污染多數(shù)會在一定階段出現(xiàn)脫鉤，且東部區(qū)域更早一點。主要原因在于東部區(qū)域經濟發(fā)展快，環(huán)保投入高，環(huán)境治理成果顯著，同時東部區(qū)域產業(yè)結構主要以高科技產業(yè)以及第三產業(yè)為主。西部區(qū)域屬于新開發(fā)區(qū)域，且以油氣類資源為主，廢水與煙粉塵治理也相對較好。中部區(qū)域產業(yè)轉型困難，短期內經濟發(fā)展仍將以礦產開發(fā)為主，環(huán)境污染難以有效改善。

最后，我國絕大多數(shù)重點礦業(yè)經濟區(qū)經濟發(fā)展與環(huán)境污染處在規(guī)模效應階段，只有個別礦業(yè)經濟區(qū)處于結構效應或者消除效應階段。這一方面受限于經濟發(fā)展的大環(huán)境，我國現(xiàn)階段正處于經濟發(fā)展轉型階段，經濟發(fā)展難免造成大量環(huán)境污染。其次，我國以煤炭為主的能源消費結構也是現(xiàn)階段環(huán)境污染日趨嚴重的一個重要原因，同時現(xiàn)有的科技水平不高、環(huán)保制度不完善、環(huán)保意識欠缺等也是原因之一。

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Research on Environmental Kuznets Curve of China’s Key Mining Economic Zone—Empirical Analysis Based on Panel Data

SHEN Jun , CHENG Jinhua , WANG Xiaolin
(1.Center for Natural Resource & Environmental Economics, China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074; 2. School of Economics and Management of China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074)

This paper focuses on the research of China’s 30 key mining economic zones from 1995 to 2011. The measures it has taken include building Environmental Kuznets Curve (EKC) model for these key mining economic zones based on panel data; analyzing the existence, turning point, the differences of regions and types, and the time period effect with regard to EKC. The results show that industrial wastewater and smoke powder emissions intensity has shaped as an inverted-N curve of EKC with per capita GDP; SO2 emission intensity has a linear relation. This paper points out that although the SO2 emission intensity has gradually reduced, it will still be the main index for the future investigation of environmental pollution. The key mining economic zones in the east and west of China will be faced with the de coupling of economic development and environmental pollution in a certain stage, which will be occurred earlier in the eastern region, and unknown in the central area. Now that most of the key mining economic zones are in the stage of scale effect, so we must speed up technological progress, readjust the industrial structure, and promote economic transition and sustainable development.

key mining economic zones; the environmental kuznets curve; economic growth; environmental pollution; time period effect; panel data

F407.1；F062.2；F062.1

C

1672-6995（2015）08-0022-05

2014-12-25；

2015-02-20

中國地質調查局地質調查項目（1212011220302）

申?。?990-）,男，湖北省武漢市人，中國地質大學（武漢）經濟管理學院在讀研究生，研究方向：資源能源環(huán)境經濟。