经济增长和环境污染实证研究——以天津市为例

摘要：近年来天津市经济发展迅速，但在经济发展的同时环境污染方面XX管理显得有些不足。本文基于天津市1998-2017年统计数据，从天津市的经济发展状况、产业结构、大气污染、水污染、固体废弃物产生状况进行分析。在研究过程中，笔者以VAR模型为基础，详细分析环境污染与经济增长之间的关系，表明经济增长是导致环境污染的重要原因，不仅如此，经济增长也会受到环境污染的影响，呈现出下降的趋势。因此，针对相关问题提供行之有效的解决方案，促进天津市环境污染方面的治理。

关键词：环境污染；经济发展；VAR模型；天津市

1.引言

天津市作为我国四大直辖市之一，经济发展迅速，GDP增速也稳居高位。在经济发展的同时，虽然天津市也对环境污染采取了积极的政策措施，但由于工业化的发展和个别企业的不规范，导致经济增长对环境污染的影响也十分明显。想要天津市的经济持续健康发展，就必须要处理好经济增长与环境污染之间的关系。基于这个观点，选取天津市1998-2017年的时间序列数据作为衡量经济增长和环境污染的指标，建立两者的VAR模型，研究两者之间的关系，为天津市未来的发展提出合理可实施的建议。

2.相关文献

在以往的研究中，有很多学者对环境污染与经济增长状况都进行了研究。Grossman（1991）在研究环境污染时，认为“倒U型”曲线存在于人均GDP与环境污染之间[1]。Kreuger、Grossman（1995）在研究过程中，选取污染物排放量为基础，详细分析各国的环境污染情况。他们明确指出“倒U型”存在于人均国民收入和环境污染之间[2]。需要注意的是，Kuznets指出的收入不均和经济增长理论跟他们的观点存在许多共性。在这种情况下，学界称其为“环境库兹涅茨曲线”。

张晓(1999)在研究环境污染时，选取1985-1995年的经济指标为基础，详细分析环境污染和人均GDP之间的关系。在完成时间序列之后，他发现环境库兹涅茨曲线并不明显[3]。马树才(2006)等学者在研究过程中，采用实证分析法对环境污染展开深入探究。他们认为“倒U型曲线”是不存在的[4]。包群等(2005)在研究环境污染时，选取1996-2002年的相关数据为基础，并对其展开深入探究。他们提出倒U型曲线会受到污染指标和估计方法的影响，产生截然不同的研究结果[5]。

根据统计资料显示，地域分析和跨国分析是学界的主要研究方向。与此同时，环境污染与经济增长方面的文献较少，影响了理论研究体系的完整性。再加上环境质量以及经济发展模式等外部条件的差异性，导致研究结果的准确性不高。

3.天津市的经济增长与环境污染的现状

3.1天津市经济增长现状

3.1.1天津市经济增长情况

由于地理位置优越，天津市的经济总量始终处于上升态势。根据统计数据显示，天津市在1998年，共拥有1374.60亿元的生产总值。在金融危机的影响下，天津市拥有6719.01亿元的生产总值。依然处于增长趋势。加上其他主要经济指标稳步上升，有效遏制了经济下降的态势。到了2017年，更是到达了18549.19亿元。图1绘制了天津市1998-2017年国民生产总值的变化趋势。

　　图1 天津市生产总值及GDP增长率走势图

　　数据来源：国家统计局编：《中国统计年鉴》，经整理得出图表数据。

如图1所示，天津市从1998年起，其GDP总量大幅度提升。与此同时，天津市的各项财务指标也呈现出上升趋势。

根据统计数据所示，天津市内的大型工程数量较多，具体包括石化、航空以及生态城等项目。在上述工程的影响下，天津市的经济总量并不会下降。需要注意的是，该市被定位为北方的经济中心以后，就被称为是中国经济发展的第三极。从中可以得知，必须要具有一定的经济实力、能带动周边地区的发展，才能称之为合格的第三增长极。天津市只有提高自己的经济发展水平，才能提升资源利用率，赋予周边地区更多成长空间。

3.1.2天津市人均水平分析

从实际情况来看，衡量经济发展水平的主要指标是GDP，也就是人均国民生产总值。需要注意的是，人均GDP与经济总量呈正相关。与此同时，该市的人均GDP处于持续增长状态。如图2所示，天津市在1998-2017年之间，人均GDP呈现出高速增长的趋势。

　　图2 1998-2017年天津市人均GDP与全国水平对比

　　数据来源：国家统计局《中国统计年鉴》

如图2所示，天津市的人均GDP从1998年的14243元增长到2017年的118944元，全国人均GDP从1998年的6860元增长到2017年的59660元。天津市人均GDP一直高于全国水平，同时在增长趋势也处于稳步提升状态。

3.1.3产业结构分析

进入二十一世纪后，该市经济总量呈现出高速增长的态势。与此同时，市区内各个行业都获得了前所未有的发展空间。除此之外，该市的经济结构也得到了优化。需要注意的是，天津市经济总量是由三大产业构成的。如图3所示，三大产业的产值占比情况极为明显。

　　图3 天津市三大产业贡献率趋势图

　　数据来源：国家统计局《中国统计年鉴》

如图3所示，天津市在1998-2017年之间，第一产业获得了较大的成长空间。与此同时，其经济增长方面的贡献率逐步减少，第二产业的贡献率较为稳定，但是在2015年到2017年成下降趋势。不过，其贡献仍旧不容忽视。除此之外，贡献率处于上升态势的还有第三产业，尤其在2015年以后上升幅度明显，在一定程度上对于第一产业贡献率下降起到了弥补作用。

3.2天津市的环境污染现状

3.2.1 大气环境

从实际情况来看，国民经济收入水平持续增长的同时，环境污染现象越来越严重。简而言之，污染气体与悬浮物的占比大幅度提升，导致空气污染情况日益严峻。再加上能源的损耗，使大气中污染物的类型和数量也变得越来越复杂。需要注意的是，污染气体的核心组成部分是硫氧化物。而产生硫氧化物的渠道较多，具体包括石油生产、含硫燃料以及冶炼等途径。除此之外，漂浮颗粒是悬浮物的主要构成物质。由于重力的作用，它们不容易以液体或固体的形式落到地面上。除了工业烟尘和工业尘埃等主要污染物的排放外，空气污染的原因还包括来自地面的粉尘、建筑工地的粉尘、交通产生的粉尘以及城市周边空旷的沙尘。与此同时，酸雨降水也时有发生。空气中可吸入颗粒物的年平均日平均值仍然很高。

天津主要是燃烧煤炭造成的大气污染，伴随着城市化进程的加快，施工的进度也在加快，从而产生的粉尘也在增加；另外随着人民消费水平的提高，私家车的购买量也明显增多。需要注意的是，汽车尾气与机动车数量呈正相关。与此同时，建筑项目数量激增，使工业粉尘遍布城市的每个角落。在此基础上，市内的空气污染指数直线上升。另外，空气污染物的成分也发生了变化。具体而言，空气污染物的成分由“烟煤型”逐渐向复合型靠拢。悬浮颗粒物总量、一氧化碳、二氧化硫等空气指标不符合国家二级标准，除此之外，可吸入颗粒物是空气质量的主要影响因素。在天津市内，市中心的污染程度极为可怕，其次是郊区,加上日益恶化的生态环境促使沙尘暴频发，严重影响了空气质量。

从实际情况来看，大气污染物的成分越来越丰富。雾霾这一天气现象也出现的更加频繁，其使得室外能见度下降，妨碍了人们的日常出行。近几年天津市雾霾天气的频繁出现使得空气质量也明显下降，这不仅对日常生活产生了影响，也危害了人们的身体健康。

3.2.2水环境

天津市的水资源问题一直是困扰本市的一个难题，究其原因，天津市的水资源供需力度不足，严重影响了城市的发展。其中城市用水较为紧张，一直以来天津都依靠境外调水来解决城市缺水的问题，尽管已经采取了很多措施和方法，但缺水问题依旧显著。

然而，尽管水资源已经短缺，天津市还是存在着水污染较为严重的问题。工业废水和生活污水的排放是水污染的主要原因。随着经济的不断发展，工业发展也越来越迅速，但是污水处理机制并没有随之一起健全。一些小工厂仍会不做任何措施，直接将废水排入地下，导致地下水被污染，使得附近居民的身体健康也受到了威胁。除此之外，农户种植所用的肥料也会导致水污染问题。天津市的多条河流已经受到了污染，就连地下水也难逃此劫。这不仅是对水环境的一大重创，也是对河流流域居民身体健康的一大威胁。除此之外，市中心和郊区的污水处理能力差距也十分悬殊。天津市的水污染状况不容乐观，需要XX以及群众携手努力，共同处理这一难题。

3.2.3工业固体废弃物

从实际情况来看，建设生产以及日常生活中产生的废弃物被称为固体废弃物。除此之外，工业生产及交通废弃物被称为工业固体废弃物。图4描绘了1998-2017年天津市工业固体废弃物产生量的变化情况。

　　图4 1998-2017年天津市工业固体废弃物产生量

　　数据来源：《中国统计年鉴》 经整理得出图表数据

由图4可以看出，1998年以来天津市工业固体废弃物产生量一直处于上升趋势，直到2010年更是达到了1862万吨。2010年以后天津市逐渐重视这一问题，采取了一系列积极措施，加上企业自身环保意识的增加，促使2010年以后废弃物的产生量总体呈下降趋势，相信今后几年天津也会做到把这一态势持续下去。

3.3 天津市经济增长与环境污染之间存在的问题

从实际情况来看，工业是推动天津市经济发展的重要组成部分。由于该市的工业实力极强，致使环境污染现象极为严重。在此基础上，本文实证分析中选取的环境污染指标为工业方面的污染。

天津市的经济增长与环境污染之间的核心要素在于固体污染物、污染气体以及液体污染物的排放方面。需要注意的是，环境污染指数与经济增长呈正相关。与此同时，居民的身体健康和生产质量也会受到环境污染的负向影响。

4.天津市经济增长与环境污染的实证分析

4.1单位根检验

从实际情况来看，共同时间趋势是时间序列数据的核心特点，再加上伪回归现象会使分析结果产生误差，进而影响研究成果的准确性。在此基础上，研究人员需要对数据平稳性进行检验。换而言之，也就是单位根检验。笔者采用ADF检验，逐步完成相关分析：

表1 单位根检验结果

根据统计数据显示，该指标低于5%的显著性水平，GDP（地区生产总值）、IWD（工业废水排放量）、IEE（工业废气排放量）和ISWG（工业固体废弃物产生量）的ADF检验值均大于5%水平下的t统计量临界值，在这种情况下，该序列并不稳定。需要注意的是，当上述变量一阶差分后，各个变量的ADF检验值均小于5%水平下的t统计量临界值，故一阶差分后的时间序列为平稳序列，即变量均为一阶单整序列，满足进行协整检验的条件。

4.2协整检验

Granger、Engle在研究该领域时，明确指出两个或两个以上的非平稳时间序列的线性组合可能是平稳的。这种线性组合可以反映变量之间长期稳定的均衡关系。假定一些经济指标和某经济系统联系在一起，那么从长远看来这些变量应该具有均衡关系，这是建立和检验模型的基本出发点。因此，在建立模型之前有必要对GDP、IWD、IEE和ISWG进行协整检验。选用Johansen检验法进行协整检验，本文根据信息准则选择最优滞后期为1阶。

根据表2所示，3个整协关系的产生，使LNINC以及LNLCS处于稳定均衡状态。

表2 协整检验结果

注：*代表在5%水平上拒绝原假设

4.3格兰杰因果检验

在分析过程中，研究人员可以采用格兰杰因果检验。根据表3所示，在5%的显著性水平下，IEE是GDP的Granger原因，说明工业废气排放量会影响天津地区生产总值；IWD是GDP的Granger原因，即工业废水排放总量也会影响GDP；而ISWG不是GDP的Granger原因。反过来，GDP却均不是IEE、IWD和ISWG的Granger原因。

表3格兰杰因果检验

4.4构建VAR模型

在研究过程中，笔者采用了VAR模型、ISWG模型、IEE模型、IWD模型以及GDP模型。

　　在分析环境污染与经济发展之间的关系时，笔者检验了模型的稳定性。如图5和表4所示，LNLCS和LNINC构建的VAR模型所有根模的倒数均小于1，均在单位圆内，反映了模型的稳定性。

表4 VAR模型稳定性检验结果

图5模型的稳定性检验结果

　　表5是VAR模型的估计结果。

表5 VAR模型估计结果

4.5脉冲响应

从实际情况来看，非理论性模型是VAR模型的特点。因此，不同的变量之间无法影响分析结果。与此同时，研究人员可以利用脉冲响应函数分析当一个误差项发生变化或者当模型受到某种冲击时对系统的动态影响。对上文构建的VAR模型建立脉冲响应函数，横轴表示波动的持续期数，纵轴表示单位冲击引起的反应波动。图6-图8为各变量对GDP的冲击结果。

　　图6 IEE对GDP的冲击 图7 ISWG对GDP的冲击

　　图6为IEE对GDP的冲击反应。在脉冲冲击的影响下，IEE与GDP（地区生产总值）呈现先正后负的响应，即在1-3期，IEE（工业废气排放量）增加会促进天津市GDP的增长，响应结果在第2期达到峰值。而从第4期开始，IEE（工业废气排放量）增加反而会抑制GDP的增长。响应结果在第2期达到峰值。图7为ISWG对GDP的冲击结果，在脉冲冲击的影响下，GDP与ISWG呈先正后负的响应。简而言之，GDP在ISWG的作用下，会呈现出上升态势。而在长期却会抑制GDP的增长。其中ISWG（工业固体废物产生量）对GDP影响方向的改变的时点在第7期左右。

　　图8 IWD对GDP的冲击

　　图8为IWD对GDP的冲击结果，可以看到，当对IWD（工业废水排放总量）施加一个脉冲冲击时，GDP（地区生产总值）呈现负向响应，即IWD（工业废水排放总量）的增加会抑制GDP的增长。

　　图9 GDP对IEE的冲击                                图10 GDP对ISWG的冲击

　　图11 GDP对IWD的冲击

　　图9-图11为GDP对各变量的冲击结果。具体来看，图9为GDP对IEE的冲击结果，在脉冲冲击的影响下，IEE与GDP呈正相关。简单来说，经济高速增长会促进IEE（工业废气排放量）的增加。图10为GDP对ISWG的冲击结果，当对GDP（地区生产总值）施加一个脉冲冲击时，ISWG（工业固体废物产生量）同样呈现正向的响应，说明GDP的增加也会促进ISWG（工业固体废物产生量）的增加。而GDP对IWD（工业废水排放总量）的影响同样也为正向促进作用（图11）。

5.研究结论与建议

5.1结论

本文选取天津市1998-2017年的GDP作为经济增长指标，用工业废气、工业废水和工业固体废弃物产生量作为环境污染指标，建立VAR模型进行实证分析得出以下结论：

该市的环境污染和经济增长呈负相关。天津市的经济增长是影响环境污染的重要因素，而各种污染物排放量的增加也对经济增长造成了一定的影响。由于外部环境存在较大的差异性，导致倒U型曲线不具备适用性。因此，环境污染指标与经济增长之间的关系较为特殊。固体废弃物污染、液体污染以及气体污染是影响该市环境的主要因素。需要注意的是，水污染及气体污染的现象越来越严重。因此，市XX要结合环境情况，及时调整产业结构，逐步改善环境状况。综上所述，该市的污染情况极为严重，而造成这种状况的原因与该市的工业水平密切相关。需要注意的是，政策优惠力度大，且产业优势较为明显的地区是滨海新区。其发展潜力也很大，算是市内产业吸引力最大的产业集聚区。天津市要想改善环境问题，就要结合这种集聚区的优势，发挥XX的作用，同广大人民一起打赢这场对抗环境污染的战役。

5.2建议

5.2.1发挥XX的宏观调控作用

XX应注重经济环境的协调发展，加强对天津市环境治理的投资。特别要注意工业废弃产物的处理。XX部门的宏观调控功能对提高环境质量有重大作用，天津市XX要制定经济发展和改善环境的总体战略计划，完善环境保护法规，实行奖罚制，对绿色产业给予补偿和优惠待遇，加强对污染度高的企业的处罚，促进天津绿色产业进驻和发展，促进环境技术的应用，实现企业的完美转型，减少污染物排放。这种政策的实施必须保证XX的资金投入，逐步提高对工业污染控制的财政预算投入度，尽力满足区域内污染物污染控制的要求，才能有效地进行环境治理的规划和实施。

5.2.2发展现代服务产业

从实际情况来看，经济发展会对产业结构造成影响。不过，环境质量与工业化占比呈负相关。在研究过程中，笔者发现该市的第三产业与第二产业的贡献率均大于第一产业。不过，在化肥及农药的影响下，环境污染现象会变得愈发严峻。在这种情况下，天津市要提高资源利用率，逐步调整产业结构。

对于天津市而言，其工业是第二产业，也是主要污染源，本文在实证部分选取的也是工业“三废”的排放量。随着工业化的发展，工业“三废”的排放也随之增多并且复杂化，使得周边环境也遭到了破坏。现在是信息化时代，天津市也应该与时俱进，实现产业园区信息化，带动工业的发展。

从实际情况来看，天津市的第三产业是服务业，造成的污染较小。在此基础上，天津市应结合环境情况，全力推动服务业的发展。通过这种方式，调整内部产业结构，逐步改善居民的居住环境。

作为沿海城市，天津市需要充分发挥天津港的优势推出优秀的物流示范区，建立面向港口的服务体系。另外，天津作为曾经的外国租借地，保存着大量具有异域风格的建筑，可以借此发展旅游业，突出自己的城市特色。

5.2.3提高民间参与度

民众是环境污染的直接受害者，对于环境整治措施的积极性也很高。信息公开是民众参与的前提条件，也是提高环境治理效果的基础。不过，地方XX的信息披露效果较差，且存在刻意隐瞒真实消息的情况，严重影响了环境治理效率。在此基础上，地方XX要承担更多责任，引导群众参与环境治理。与此同时，地方XX对于全市的污染程度也要及时公布。通过这种方式，既可以保障民众的知情权，又能增强大众对环境保护的认识，认识到人类环境的重要性，自觉提高自身素质。企业要及时向员工普及环境保护知识。环境保护教育作为青少年教育的一部分，必须逐步提高全民素质，加强国民环境保护意识，从日常生活中的小事做起，保护我们的家园，才能确保环境与经济的协调发展。

参考文献：

1. Grossman G M, Krueger A B Environmental impacts ofNorth American free trade agreement, the US Mexico free tradeagreement[M].P Garber.Cambridge, MA:MIT Press, 1993.
2. Grossman, Gene M, Alan Krueger, Economic Growth andthe Environment[J]. Quarterly Journal of Economics, 1995, 110
3. 张晓,中国环境政策的总体评价[J].中国社会科学, 1999, (3) .
4. 马树才,李国柱中国经济增长与环境污染关系的Kuznets曲线[J].统计研究, 2006, (8) .
5. 包群,彭水军经济增长与环境污染基于面板数据的联立方程估计[J]世界经济, 2006, (11).

经济增长和环境污染实证研究 ——以天津市为例

价格 ¥9.90 发布时间 2022年11月28日

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