王 静，李 苛，宋雪平

(河南大学 黄河文明与可持续发展中心，河南 开封 475001)

湖北省经济增长与环境污染实证分析

王 静，李 苛，宋雪平

(河南大学 黄河文明与可持续发展中心，河南 开封 475001)

基于湖北省1995—2014年环境统计数据和经济增长数据，构建时间序列的VAR模型，研究结果发现：(1)湖北省近年来工业布局的改善有效减轻了环境污染，但工业固体废弃物污染治理并不理想；(2)经济增长与环境污染的关系是否符合环境库兹涅茨“倒U型”曲线取决于选取的污染指标类型；(3)湖北省经济增长是以环境污染为代价的，而环境污染又会抑制经济增长，其中起主要抑制作用的是工业废气和工业固体的排放；(4)经济增长存在明显的正反馈现象，随着时间推移，这种反馈作用不断减小。

湖北省；经济增长；工业污染；脉冲效应；VAR模型

环境污染和经济增长的关系是学术界一直研究的主题，经济环境协调发展是我国经济发展的长远目标。目前我国经济发展多数是以环境污染为代价的。湖北省以钢铁和化工等重工业发展为主，所以工业污染十分严重，是湖北省环境污染的主要来源。“十五”以来，湖北省工业“三废”排放及污染状况虽有所改善，但总体而言，经济增长和环境污染的矛盾并未得到根本解决。[1]

对环境污染和经济增长的关系研究多集中在宏观层面。彭水军等基于时序数据对中国经济增长与环境污染关系进行了协整分析，发现只有二氧化硫排放总量与人均GDP之间存在正的协整关系，发展中国家的经济增长并不必然导致环境的恶化，并发现了一个一般规律：人均GDP是导致污染排放量变化的重要原因，但污染排放量并不是导致人均GDP变化的原因；[2]陈昭等基于面板协整模型分析表明，中国分省的工业废水、废气和固体废弃物的EKC曲线形式并不是“U型”“倒U型”“N型”，二产比重的增加会增加工业三废的排放量，工业三废排放对国家治理污染投入具有“倒逼机制”；[3]吕健运用空间计量分析发现废渣的减少可以较大程度上推动经济增长，废水污染大的工业对经济增长的贡献并不显著。[4]对湖北省环境污染的研究较少，蔡珞珈等基于湖北省1985-2004年环境和经济数据对湖北省经济增长和环境污染进行了回归分析，结果发现湖北省的环境曲线不符合典型的EKC特征，而是呈现显著的三次曲线特点，环境质量的改善并非随着经济发展水平的提高而自动发生。[5]邓军等基于VAR模型对湖北经济增长与环境污染关系实证研究发现，经济增长是影响湖北省污染排放量变化的重要原因，工业烟尘、工业二氧化硫和工业粉尘排放量对经济增长也存在反作用。[6]黎东霞等根据1990-2009年湖北省经济与环境数据研究发现，湖北省的经济在快速增长的同时环境正处于恶化状态，在此阶段，经济与环境的矛盾日益突出，并提出必须加大环保力度，防治结合，走循环经济的新型工业化道路。[7]周毅飞对湖北省2000-2012年区域环境质量差异性对地区增长影响研究发现，湖北省环境质量与经济增长呈负相关关系，废水排放量和废固排放量呈递减趋势，废气排放量呈递增趋势。[8]

如何解决经济增长带来的环境污染和经济增长之间的矛盾一直以来都是学术界研究的热点。湖北省常规污染物排放总量削减的任务仍很艰巨，机动车尾气污染，水源污染和有毒有害物质污染十分严重，因此对湖北省经济增长与环境污染实证研究，发现其主要污染物质，对于解决其经济增长带来的环境问题有重要作用。

1 指标选取和数据来源与研究方法

1.1 指标选取和数据来源

研究选取把湖北省的二氧化硫排放量、烟尘和工业粉尘排放量、工业固体废弃量和工业废水排放量作为环境污染的指标，选取湖北省的人均GDP作为经济增长的指标。研究数据均来自1996—2015年《湖北省统计年鉴》。

1.2 研究方法

VAR模型是Sims于1980年引入经济学的向量自回归模型，此模型经常用于预测变量之间相互联系的时间序列系统以及分析随机扰动项对变量系统的动态冲击，以此来解释各种变量冲击对经济变量形成的影响。滞后期为P的VAR模型表达式为：

Yt=C+A1Yt-1+A2Yt-2+…+ApYt-p+εt

式中，Yt为k×1维内生变量向量；C为k×1维常数向量；εt为k×1维误差向量，可以同期相关，但通常不与自己的滞后值相关，并不与等式右边的变量相关；A1，A2，…，Ap为k×k维待估系数矩阵；p为模型的滞后阶数。

2 湖北省经济增长与环境污染关系一般性分析

湖北省是近代工业的发祥地，也是我国重要的老工业基地之一。1995年湖北省地区生产总值为2 109.38亿元，人均GDP为3 671.41元(按当年价格计算)，其中第二产业和第三产业发展势头较好。截止到2014年，湖北省GDP高达27 379.22亿元，比1995年增长了1198%，人均GDP为47 144.6元，同比1995年增长1184%，第二产业在GDP中所占比重最大，增加至47%，第三产业比重也占至41.4%，而第一产业仅占11.6%，1995年至2014年人均GDP不断增长，并且增速加快(见图1)。

湖北省经济快速发展是以环境污染为代价的，近年来表现尤为明显，污染物排放量也呈增加趋势(图1)。1995年湖北省工业固体废物产生量2 063.1万吨，2014年8 006万吨，2013年达到顶峰为8 181万吨，是1995年的近四倍。工业废水的排放量1995年至2010年处于下降趋势，但2011年又基本回到了2000年的排放量，之后几年又不断减少；二氧化硫的排放量一直处于波动上升的状态，烟尘和工业粉尘排放量1997年达到97.4万吨，总体呈“W”型波动。

3 湖北省经济增长与环境污染的VAR模型的建立

3.1 单位根检验

VAR模型必须依靠变量的平稳性，只有当变量是平稳的时间序列，才可构建无约束的VAR模型，若变量非平稳，则需验证模型所涉及的变量之间是否存在协整关系。若存在协整关系，就必须使用向量的误差修正模型。当变量是非平稳序列也不存在协整关系时，就需要对变量进行差分使其变为平稳变量序列。因此首先对模型各变量进行平稳性检验，最常用的检验方法是ADF检验统计量和PP检验统计量，采用这两种检验方法来保证的检验的可靠性。

为了防止异方差带来的伪回归，对各变量首先做了对数处理，经检验，取对数后的变量都不显著，说明原序列是非平稳序列，需要差分处理，在进行了一阶差分处理后，发现一阶差分序列仍不显著，然后进行了二阶差分处理(见表1)，可以看出，二阶差分序列的检验统计量均在1%水平下显著。五个变量均有两个单位根，说明变量都为二阶单整过程，即I(2)。因此，lnGDP与lnSO2、lnsoot、lnsolid、lnwater两两之间可能是协整的，所以要对其进行协整检验，看变量之间是否存在长期的均衡关系。

3.2 协整检验

对变量进行协整回归，得到lnGDP与lnSO2、lnsoot、lnsolid、lnwater之间的长期均衡方程，然后检验各残差序列et的平稳性，对残差序列的检验采取ADF检验，并与5%显著水平下的临界值比较，如果T值大于临界值，则不存在协整关系，反之，说明两个变量之间存在着协整关系。表2显示，所有的T值都要5%显著水平下的ADF临界值大，因此所有的残差序列是非稳定序列，lnGDP与lnSO2、lnsoot、lnsolid、lnwater两两之间的时间序列不是协整的，即不存在长期均衡关系。VAR滞后期的选择十分关键(见表3)，在五个评价指标中，全部都认为应建立VAR(2)模型(*代表滞后阶数的选择标准)，则确定建立VAR(2)模型。

4 基于VAR模型的广义脉冲响应分析

4.1 VAR模型的稳定性检验

通过前面的分析，所有序列在二阶差分的基础上都是平稳序列，可以用VAR模型对其进行实证研究。首先要对VAR模型进行稳定性检验，利用AR根估计方法得到单位圆曲线以及VAR模型全部特征根的位置图(见图2)。若VAR模型所有根模的倒数都小于1(即在单位圆内)，则模型是稳定的，反之，模型是不稳定的(即在单位圆外)。图2中显示，AR根估计所有的根模都在单位圆内，即VAR模型是稳定的。

4.2 各污染指标对经济增长的脉冲效应分析

将冲击响应期设置为10期，实线即脉冲响应函数，虚线表示正负两倍标准差偏离带。各污染指标对经济增长的脉冲效应见图3，当本期给经济增长一个单位的冲击后，四种污染指标都是呈“W”形动态变化，在前两期内二氧化硫、工业固体废弃物和工业废水的产生量均下降，烟尘和工业粉尘的排放量上升，在8到10期之内，污染指标的响应值均稳定在0左右。在总体上，四种污染指标排放量均表现出先上升后下降，后又基本稳定的趋势，这在一定程度上也符合环境库兹涅茨“倒U型”曲线，其中烟尘和工业粉尘排放和工业废水的排放与库兹涅茨“倒U型”曲线较为吻合。进一步将四类污染物对经济增长的各期冲击响应值进行累加，其中二氧化硫为-0.04、工业固体废弃物为0.11、烟尘和工业粉尘为-0.35、工业废水为-0.04，这表明湖北省经济增长将会导致工业固体废弃物增加，其他三种污染物减少，这一结果表明湖北省近年来工业布局的优化起到很大作用，对工业废水、二氧化硫、工业烟粉尘的治理水平有很大提高，而对工业固体废弃物的治理不是十分理想。

4.3 经济增长对各污染指标的脉冲效应分析

当本期给环境污染各指标一个单位的冲击后，在当期的响应值均为0，经济增长在10期之内的响应值不断上下波动，二氧化硫对经济增长的冲击相对较大，其他三种污染物排放量一直徘徊在0左右。二氧化硫、烟尘和工业粉尘和工业废水的冲击响应值均为正，工业固体废弃物的冲击响应值为负，其中对经济增长影响较大的是二氧化硫，为0.006，这表明工业固体废弃物对经济增长起到抑制作用，而其他三种污染物则带动了经济增长，更加证实了湖北省经济的增长是以环境污染为代价的。与近几年湖北省人均GDP增速减慢相对应，还表明湖北省污染物的排放对湖北省经济增长起到抑制作用，污染指标排放量的增加也会阻碍经济的发展，环境质量会对经济增长具有反作用。由于湖北省以钢铁、化工为主的偏重型产业结构特征，工业污染很严重，是湖北省环境污染的主要来源。工业化过程中，因传统工业所产生的三废对生存环境的破坏，致使湖北省环境形势相当严峻，经济发展也受到了冲击。

4.4 基于VAR模型的方差分解分析

VAR模型的方差分解是通过分析每一个结构冲击对内生变量变化的贡献程度来评价不同结构冲击的重要性，这种重要性以方差分解结果来衡量(见图5)。人均GDP对自身的前期值冲击反应在第1至第10期都超过了80%以上的水平，这说明经济增长存在明显的正反馈现象，过去的经济增长能够较大程度地解释当期经济的增长，时间越长，这种反馈作用不断减小。从平均贡献率来看，除去经济增长对自身的贡献，二氧化硫排放量的贡献率一直是最大的，其次是工业固体废弃物，工业废水的排放量是最小的，四种污染物质随着期数的增加，平均贡献率也一直在增加，第10期时，二氧化硫的贡献率达到10%，工业废水的贡献率仅占将近1%。这说明目前对湖北省经济增长起主要抑制作用的是工业废气和工业固体的排放，而工业废水的排放对其影响较小。

5 结论与对策

5.1 结论

文章基于湖北省1995年至2014年人均GDP和四种污染物排放量的时间序列数据进行实证分析，运用VAR模型研究发现：湖北省近年来的工业布局的优化有效减轻了环境污染，二氧化硫、工业废水以及工业烟粉尘都有所减少，但是工业固体废弃物污染治理并不理想；经济增长与环境污染的关系是否符合环境库兹涅茨“倒U型”曲线取决于选取的污染指标类型，工业烟粉尘排放和工业废水的排放与库兹涅茨“倒U型”曲线较为吻合，其他基本呈现“W”形波动；湖北省经济增长背后是以环境污染为代价的，并且环境污染又会抑制经济增长，其中起主要抑制作用的是工业废气和工业固体废弃物的排放；经济增长对自身存在明显的正反馈现象，随着时间推移，这种反馈作用在不断减小。

5.2 对策与建议

从政府角度来说，政府应当将目光聚焦于经济环境协调发展上，加大湖北省环境治理方面的投资力度，特别是对工业固体废弃物的处理。政府部门的宏观调控功能在环境质量的改善上发挥很大作用，湖北省政府要制定经济发展和改善环境统筹兼顾的战略规划，完善保护环境的法律法规，实施奖罚制度，对绿色产业给予奖励和优惠，对污染度高的企业加大处罚力度；鼓励绿色产业在湖北省进驻和发展，并推广环保型技术的应用，利用环保型技术使企业实现完美转型，降低污染物的排放量；一系列政策的实施需要政府的资金投入作为保障，逐步加大财政预算给工业污染治理的投入力度，尽力满足区域内污染物污染的治理需要，才能有效地开展环境治理的策划和实施。

从企业角度来说，首先健全的管理和监督机制是工业污染治理投资的基础与保障。企业内部要设立专门的环境保护与环境治理部门，严格监督自身企业发展中出现的环境过度污染现象；企业要加大科技投入和人才培养力度，科技进步是工业污染治理的关键因素，特别是要重点加强节能减耗和清洁生产等领域的技术研究，在自身研发的同时引进污染治理的设备和技术，对企业的技术进行评估；[9]关于人才培养方面，结合湖北省的特殊发展需求，每个企业都可建立专门的人才培养机构，培养从研发到销售的各类人才，为企业发展提供技术和人才支持。

从个人来说，居民应当加强环境保护的意识，认识到环境对于人类的重要性，自觉提高自身素质；企业要适时地给员工普及环保知识。可将环境保护教育作为青少年教育的一个方面，逐步提高全民素质，加强全民环保意识，在日常生活中，从小事做起，保护我们的家园，才能保证环境与经济协调发展。

[1]邱德胜,钟书华.湖北省工业污染现状分析[J].环境科学与技术.2005,28(5):51-54.

[2]彭水军,包群.中国经济增长与环境污染—基于时序数据的经验分析[J].当代财经.2006,260(7):5-8.

[3]陈昭,刘巍，等.中国经济增长与环境污染的关系—基于分省的面板协整模型分析[J].当代财经，2008,288(11):18-23.

[4]吕健.中国经济增长与环境污染关系的空间计量分析[J].财贸研究，2011(4):1-7.

[5]蔡珞珈,黄蔚.湖北省经济增长与环境污染关系研究[J].当代财经，2006,261(8):90-93.

[6]邓军,杨宣等.基于VAR模型对湖北省经济增长与环境污染关系的实证研究[J].湖南农机，2010,37(4):135-141.

[7]黎东霞,杨玉洁.二十年湖北省经济增长与环境质量关系研究[J].孝感学院学报，2011,31(5):114-118.

[8]周毅飞.湖北省区域环境质量差异性对地区经济增长影响的研究[D].湖北：湖北师范学院,2015.

[9]易金平,江春.新常态下工业污染治理投资的实证研究[J].生产力研究，2016(7):91-95.

Class No.:F061.5 Document Mark：A

(责任编辑：宋瑞斌)

Relationship Between Economic Growth and Environmental Pollution in Hubei Based on VAR Model

Wang Jing, Li Ke, Song Xueping

(Study Center for Yellow River Civilization and Sustainable Development, Henan University, Kaifeng, He’nan 475001，China)

Based on the statistic data of the environmental pollution and the economic growth in Hubei in 1995—2014, we established a VAR model, which showed that the improvement of industrial layout in Hubei has indeed eased the environmental pollution in recent years, but the industrial solid wastes control is not satisfied. Whether the relation between the economic growth and the environmental pollution is in line with the Environmental Kuznets "inverted U" curve depends on the selection of environmental pollution indicators. Environmental Kuznets "inverted U" curve is only established based on the industrial smoke dust emission and economic growth; The economic growth in Hubei is at the cost of environmental pollution, the main inhibitory effect is industrial waste gas discharges and industrial solid wastes; There is a obviously positive feedback in economic growth, as time goes on, this effect has been reduced gradually.

Hubei; economy growth; industrial pollution; impulse effect; VAR model

王静，硕士，河南大学黄河文明与可持续发展研究中心。研究方向：区域经济学。 李苛，硕士，河南大学黄河文明与可持续发展研究中心。研究方向：区域经济学。 宋雪平，硕士，河南大学黄河文明与可持续发展研究中心。研究方向：人文地理。

1672-6758(2017)03-0037-6

F061.5

A