趙寶山，高曉玲

對(duì)環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線的質(zhì)疑

趙寶山1，高曉玲2

（1.安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子商務(wù)學(xué)院，安徽 蕪湖 241002；2.中國(guó)人民銀行 臨沂支行，山東 臨沂 276000）

通過對(duì)二氧化碳排放影響因素的分解和我國(guó)數(shù)據(jù)的實(shí)證分析發(fā)現(xiàn)，環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線是人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值變化和碳排放強(qiáng)度變化相互作用的結(jié)果，不存在穩(wěn)定的形狀；根據(jù)該曲線判斷二氧化碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系，會(huì)做出錯(cuò)誤的結(jié)論。

環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線；二氧化碳；經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)；碳排放強(qiáng)度

一、引言

目前，全球變暖問題已引起了世界各國(guó)的關(guān)注。作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國(guó)，我國(guó)于2020年9月在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上提出了“雙碳”戰(zhàn)略：“采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和?！弊鳛橐粋€(gè)發(fā)展中的大國(guó)，為了實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興，我們要保持經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。這使我們不得不思考：碳排放和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系是怎樣的？

國(guó)內(nèi)外關(guān)于該問題的研究最常用的是環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線。美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家格羅斯曼（Grossman） 和克魯格（Kureger）研究二氧化硫和“煙”兩種污染物與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間呈現(xiàn)倒U型關(guān)系，即在收入水平較低時(shí)，環(huán)境污染隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)而加重，而在收入水平較高時(shí)隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)而降低。[1]后來，有學(xué)者比照庫(kù)茲涅茲曲線，將該曲線命名為環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線。二氧化碳排放和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間是否存在該曲線，學(xué)者們的研究結(jié)論很不一致。馬丁·瓦格納（Martin Wagner）的研究認(rèn)為，二氧化碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間呈單調(diào)遞增關(guān)系，并不存在拐點(diǎn)。[2]奧納福沃拉（Onafowora）等研究了多個(gè)國(guó)家二氧化碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)日本和韓國(guó)存在倒U型環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線，而其他六個(gè)國(guó)家的環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線卻是N型。[3]阿拉姆（Alam）等的研究發(fā)現(xiàn)，中國(guó)、巴西和印尼的二氧化碳排放隨著收入的增加而減少，而印度卻相反。[4]朱歡、鄭潔等利用全球67個(gè)經(jīng)濟(jì)體1990—2018年的面板數(shù)據(jù)分析表明，二氧化碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間顯著呈現(xiàn)倒U型關(guān)系。國(guó)內(nèi)學(xué)者有關(guān)我國(guó)的研究結(jié)論更加多樣。[5]同樣是研究人均二氧化碳排放量和人均GDP的關(guān)系，林伯強(qiáng)等發(fā)現(xiàn)兩者間呈倒U型庫(kù)茲涅茲曲線[6]，而劉華軍等卻發(fā)現(xiàn)兩者之間呈倒 N 型關(guān)系[7]；高靜等的研究又顯示我國(guó)東部呈倒U型，西部呈正U型。[8]總之，無論是國(guó)內(nèi)的研究還是國(guó)外的研究，二氧化碳的環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線都出現(xiàn)了多種形態(tài)。這使我們懷疑使用環(huán)境庫(kù)茲涅曲線分析環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系是否可靠？

目前，學(xué)術(shù)界只有李正升通過定性分析對(duì)環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線提出了質(zhì)疑，卻仍然認(rèn)為該曲線對(duì)于解決環(huán)境和經(jīng)濟(jì)問題具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。[9]本文從理論和實(shí)證兩方面證明環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線只是一種假象，使用環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線來分析經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境污染的關(guān)系而得出的結(jié)論是不可靠的。

二、二氧化碳排放影響因素的理論分析

（一）二氧化碳排放影響因素的分解

用C和L分別表示二氧化碳排放總量和人口，則：

根據(jù)（1）式，一國(guó)的碳排放量與人口總量、人均碳排放量有關(guān)。一國(guó)的人口一般較穩(wěn)定，可以看作是外生的。在人口保持不變的情況下，一國(guó)的碳排放量由人均碳排放量決定。

用Y表示該國(guó)的GDP，則人均碳排放量可以表示為：

（3）式兩邊同時(shí)對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)，得到：

人均二氧化碳排放量變化率=人均GDP變化率+碳排放強(qiáng)度變化率 （5）

這告訴我們，人均碳排放量是增加還是減少取決于人均GDP的變化和碳排放強(qiáng)度的變化。（5）式也告訴我們，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)會(huì)增加二氧化碳排放量，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)時(shí)人均GDP變化率為正，會(huì)使人均碳排放量增長(zhǎng)。在一國(guó)的人均GDP保持增長(zhǎng)的情況下，人均GDP的變化率為正值，要想讓人均碳排放量下降即讓人均碳排放量變化率為負(fù)值，該國(guó)的碳排放強(qiáng)度的變化率必須為負(fù)且絕對(duì)值要大于人均GDP的變化率。因此，降低碳排放量的關(guān)鍵在于降低碳排放強(qiáng)度。

（二）環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線只是一種假象

用（5）式可以解釋環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線出現(xiàn)各種形狀的原因。當(dāng)人均GDP的增長(zhǎng)率高于碳排放強(qiáng)度的下降率時(shí)，人均碳排放量的變化率為正?？梢钥吹诫S著人均GDP的增加，人均碳排放量也增加，表現(xiàn)為環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線的上升階段。而當(dāng)人均GDP增長(zhǎng)率低于碳排放強(qiáng)度的下降率時(shí)，人均碳排放量的變化率為負(fù)，這時(shí)可以看到隨著人均GDP的增加，人均碳排放量下降，表現(xiàn)為環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線的下降階段。隨著一國(guó)人均GDP變化率和碳排放強(qiáng)度變化率的數(shù)值改變，人均碳排放量變化率會(huì)有時(shí)為正值，有時(shí)為負(fù)值，甚至在正負(fù)值之間多次擺動(dòng)。因此，不存在穩(wěn)定形狀的環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線。這是很多實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線呈現(xiàn)倒U型、U型、N型、倒N型等多種形態(tài)的原因。根據(jù)環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線的形狀判斷經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境污染的影響無法得出可靠結(jié)論。

很多工業(yè)化國(guó)家在收入水平較低時(shí)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度較快，而收入水平較高時(shí)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度放緩。這應(yīng)該是倒U型環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線出現(xiàn)比較多的原因。在收入水平較低時(shí)，人均GDP增長(zhǎng)較快，人均GDP變化率為正且絕對(duì)值較大。這時(shí)由于技術(shù)水平較低、為了富裕愿意忍受污染等，經(jīng)濟(jì)發(fā)展往往是高耗能高污染的，因而碳排放強(qiáng)度變化率為正值或絕對(duì)值較小的負(fù)值。這時(shí)，人均GDP增長(zhǎng)率和碳排放強(qiáng)度的變化之和為正，根據(jù)（5）式可知，這會(huì)導(dǎo)致人均碳排放量變化率為正，表現(xiàn)為環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線上升。當(dāng)該國(guó)收入較高時(shí)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度放緩，人均GDP增長(zhǎng)率較低，而由于收入較高有能力研發(fā)降低碳排放的技術(shù)、人們對(duì)環(huán)保的要求也更高，國(guó)家開始制定嚴(yán)格的環(huán)保政策，引起碳排放強(qiáng)度出現(xiàn)較大幅度下降。這時(shí)，碳排放強(qiáng)度的下降率超過了人均GDP的增長(zhǎng)率，人均碳排放量變化率為負(fù)，表現(xiàn)為環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線下降。

（三）數(shù)據(jù)說明

人均二氧化碳排放量、人均GDP和碳排放強(qiáng)度用我國(guó)歷年二氧化碳排放量、GDP和人口計(jì)算得到。GDP用2010年不變價(jià)表示，人均GDP用GDP除以人口得到，人均二氧化碳排放量用二氧化碳排放量除以人口得到，碳排放強(qiáng)度用二氧化碳排放量除以GDP得到。研究的時(shí)間范圍為2001年到2018年。由于國(guó)內(nèi)統(tǒng)計(jì)年鑒中沒有二氧化碳排放量的數(shù)據(jù)，本文數(shù)據(jù)統(tǒng)一采用世界銀行網(wǎng)站的公開數(shù)據(jù)。

三、我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)二氧化碳排放的影響

很多學(xué)者在分析碳排放和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系時(shí)用環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線來說明。本文認(rèn)為這種分析是不可靠的。為此，我們用環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線來分析，并指出這種分析的問題，繼而用我國(guó)的數(shù)據(jù)印證理論部分的觀點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)會(huì)增加二氧化碳排放量。

（一）我國(guó)二氧化碳的環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線估計(jì)

環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線假說認(rèn)為環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間存在倒U型曲線。計(jì)算我國(guó)的人均二氧化碳排放量與人均GDP并做散點(diǎn)圖，見圖1。圖中縱軸是人均二氧化碳排放量，橫軸是人均GDP?？梢钥闯?，隨著人均GDP的增加，人均二氧化碳排放量總體上先增加，然后出現(xiàn)拐點(diǎn)。我國(guó)二氧化排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間似乎開始顯現(xiàn)倒U型曲線。

如果用經(jīng)典的環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線模型估計(jì)該曲線，也會(huì)得出倒U型曲線的結(jié)論。模型為：

ct=α+βyt+γyt2+εt

其中， ct、 yt和εt分別表示t年的人均二氧化碳排放量、人均GDP和誤差項(xiàng)；α、β、γ是待估系數(shù)。用Eviews9軟件對(duì)上述模型進(jìn)行最小二乘估計(jì)，結(jié)果如下：

ct= 2.5455*yt-0.1867yt2-1.3193

(18.9428) (-13.2563) (-4.6486) R2=0.9897

人均GDP平方項(xiàng)的系數(shù)為負(fù)且顯著，說明人均碳排放和人均GDP之間存在倒U型曲線關(guān)系。根據(jù)上述估計(jì)結(jié)果計(jì)算，倒U型曲線的頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的人均GDP約為6817美元，到2016年時(shí)我國(guó)人均GDP已經(jīng)超過該水平。目前，我國(guó)似乎已經(jīng)處于倒U型環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線的下降階段。

圖1 人均二氧化碳排放和人均GDP散點(diǎn)圖

（二）環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線存在的問題

倒U型庫(kù)茲涅茲曲線是否意味著，只要經(jīng)濟(jì)不斷增長(zhǎng)，我國(guó)的人均碳排放量就會(huì)下降呢？如果根據(jù)環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線得出這種判斷，將是錯(cuò)誤的。在2001年到2018年時(shí)間范圍內(nèi)，我國(guó)二氧化碳排放符合倒U型環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線，這不代表未來仍符合倒U型曲線。正如引言部分所述，很多實(shí)證研究已經(jīng)證明環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線可以是Ｎ型、倒Ｎ型等多種形態(tài)。

其實(shí)，環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線只是一種表面現(xiàn)象。理論部分已經(jīng)表明人均碳排放量變化是人均GDP變化和碳排放強(qiáng)度變化共同作用的結(jié)果。下面，用我國(guó)的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。表1中，第４列是人均GDP變化率和碳排放強(qiáng)度變化率之和，每年的第４列數(shù)值與人均二氧化碳排放量變化率都幾乎相等，這印證了（5）式。各年的人均GDP變化率都為正，說明人均GDP一直在增加。從2002年到2013年，人均二氧化碳排放量的變化率都為正，說明這些年人均碳排放量在增加，表現(xiàn)為圖1中環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線的上升。人均二氧化碳排放量的變化率之所以為正，是因?yàn)槿司鵊DP的上升比率超過了碳排放強(qiáng)度的下降比率，甚至從2003到2005年碳排放強(qiáng)度也在上升。2014年、2015年和2016年的人均二氧化碳排放量變化率為負(fù)，說明這三年人均二氧化碳排放量下降，也就是圖1中環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線下降的階段。這三年的人均二氧化碳排放量變化率為負(fù)是因?yàn)檫@三年的碳排放強(qiáng)度下降比率都超過了人均GDP的上升比率。而2017年后人均二氧化碳排放量變化率又轉(zhuǎn)為正值是因?yàn)槿司鵊DP的增長(zhǎng)比例超過了碳排放強(qiáng)度的下降比率。從數(shù)據(jù)來看，我國(guó)2001—2018年的環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線應(yīng)該是N型。

可見，環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線的上升和下降是人均GDP變化和碳排放強(qiáng)度變化共同作用的結(jié)果。長(zhǎng)期來看，隨著兩者的不斷變化，環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線會(huì)呈現(xiàn)更多上升和下降的轉(zhuǎn)折。因此，環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線沒有固定的形態(tài)，根據(jù)該曲線判斷經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和碳排放的關(guān)系不能得出可靠結(jié)論。

（三）經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)增加了我國(guó)的二氧化碳排放量

理論部分提出，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)會(huì)增加二氧化碳排放量，從表1中可以看出這一點(diǎn)。我國(guó)每年的人均GDP增長(zhǎng)率都為正，這增加了每年的人均二氧化碳排放量變化率，甚至使大多數(shù)年份的人均二氧化碳排放量變化率為正值。也就是說，人均GDP的增長(zhǎng)使人均二氧化碳排放量增長(zhǎng)了。因此，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)增加了我國(guó)的二氧化碳排放量。

表1 我國(guó)環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線變化的解釋

數(shù)據(jù)來源：本文根據(jù)我國(guó)人口、GDP和二氧化碳排放數(shù)據(jù)計(jì)算得到

四、結(jié)論和后續(xù)研究建議

（一）研究結(jié)論

本文通過理論分析和基于我國(guó)數(shù)據(jù)的實(shí)證檢驗(yàn)，得出以下結(jié)論：（1）一國(guó)的碳排放量與人口總量、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、碳排放強(qiáng)度三個(gè)方面有關(guān)。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)會(huì)提高人均碳排放量，碳排放強(qiáng)度下降會(huì)降低人均碳排放量。在一國(guó)人口相對(duì)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的情況下，降低碳排放量的關(guān)鍵在于降低碳排放強(qiáng)度。（2）環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線只是一種假象。它是人均GDP變化和碳排放強(qiáng)度變化共同作用的結(jié)果，隨著兩者的不斷變化它會(huì)多次上升或下降，因而沒有穩(wěn)定的形狀。根據(jù)環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線判斷經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與二氧化碳排放的關(guān)系，無法得出可靠結(jié)論。

（二）后續(xù)研究建議

后續(xù)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)碳排放強(qiáng)度影響因素的研究。為了使研究結(jié)論對(duì)政策制定具有實(shí)際意義，應(yīng)該考察政府可以干預(yù)的碳排放強(qiáng)度影響因素。

[1]Grossman, G. M. and Krueger, A. B. Environmental Impacts of a North American Free Trade Agreement[R].Cambridge:National Bureau of Economic Research，1991（11）：1-57.

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Doubts about the Environmental Kuznets Curve

Zhao Baoshan1, Gao Xiaoling2

Through the decomposition of the influencing factors of carbon dioxide emissions and the empirical analysis of my country's data, it is found that the environmental Kuznets curve is the result of the interaction between the change of per capita GDP and the change of carbon emission intensity, and there is no stable shape; according to the curve Judging the relationship between carbon dioxide emissions and economic growth will lead to wrong conclusions.

Environmental Kuznets curve; Carbon dioxide; Economic growth; Carbon emission intensity

2022-03-03

安徽省高校人文社科重點(diǎn)項(xiàng)目（SK2021A1051）；安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研項(xiàng)目(2021ZDG11)；安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院“雙高計(jì)劃”項(xiàng)目 (2020sgxm17)

趙寶山（1983－ ），男，山東臨沂人，安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子商務(wù)學(xué)院講師，碩士。

10.13685/j.cnki.abc. 000631

F124.5

A

1671-9255（2022）02-0027-04