经济增长与环境污染的关系:文献评述与研究展望

[摘 要]经济增长与环境污染关系的研究，按照时间先后顺序大致可分为增长极限说、环境库兹涅茨曲线假说（EKC）以及对环境库兹涅茨曲线假说的质疑三个发展阶段。由于环境库兹涅茨曲线假说具有强烈的政策含义，一经提出就成为了研究热点。现有的文献不仅对倒U型EKC曲线的形成原因进行了充分研究，且随着研究的推进，对环境库兹涅茨曲线假说的争论和质疑也越来越多，这主要集中在EKC模型的有效性、EKC曲线形状的非唯一性、国际贸易是否带来污染转移、FDI的环境效应以及EKC曲线转折点（turning point）出现的时间等方面，存在着相互对立的研究结论。与此同时，国内学者以我国为研究对象进行了大量的实证分析，并提出了很多有针对性的政策建议。多数文献认为，不存在适合所有污染物的EKC曲线，环境政策和技术创新对于改善环境意义重大。因此，关于经济增长与环境污染的动态模型研究还有很大的完善空间，将计量方法运用于污染排放与经济增长关系的分析仍将是研究热点之一。

[关键字]经济增长；环境污染；环境库兹涅茨曲线；污染转移；环境规制

Title： The Relationship between Economic Growth and Environment： Literature Review and Future Research Prospects

By： Kong Fanbin， Xu Zhengsong & Huang Siming

Abstract： The issues of economic growth and environment have experienced three stages， namely， “The Limit to Growth”， the hypothesis of Environmental Kuznets Curve（EKC）， and the debate of the Environmental Kuznets Curve hypothesis. The Environmental Kuznets Curve hypothesis became a research hotspot when it was first proposed because of its forceful policy implications. The current literature fully investigates the causes of the formation of the converse U type of the EKC， and with further research， there have been more and more debates on the EKC， which mainly focus on the effectiveness of the EKC model， the nonuniqueness of EKC shape， the environmental effects of international trade and FDI， and the timing of turning point of the EKC curve. As a result， there appear many contradicted conclusions. Meanwhile， domestic scholars have done a lot of positive？analysis of pollutants in China and put forward a lot of policy suggestions. Most of the study res✯ults come to the same conclusion that the EKC is not fit for all pollutants and environmental policies and technological innovation are significant for improving environmental quality. Therefore， it is still a long way for us to research the dynamic models of the economic growth and environmental pollution. The recently developed econometric methods which have been applied to analyze pollutants will continue to be one of the research hotspots in the coming years. Key words： economic growth； environmental quality； The Environmental Kuznets Curve； pollution diversion； environmental regulation

一、前言

自然环境是经济增长的基础，它提供了经济活动所需的直接和间接投入，同时作为接收器，又吸收和消化着生产和消费所带来的环境污染，而环境污染被视为经济增长的副产品。人类社会是否可以在现有的资源约束条件下，或者虽然破坏了自然环境但无需修复治理的情况下获得永久性的经济增长？稳定的收入增长与环境质量之间是什么关系？在可持续的经济高速增长目标与良好的环境质量之间是否存在着均衡？以上问题自产生之日起就引起了广泛、激烈的争论，直到今天争论也没有减弱的趋势。虽然经历了几十年深入的研究，但学术界对这些问题的见解依然没有达成共识，经济增长与环境污染的关系仍然是研究的热点问题。

按照时间顺序，环境污染与经济增长之间关系的探讨大致经历了三个发展阶段，即增长极限说、环境库兹涅茨曲线假说（the Environmental Kuznets Curve， EKC）以及对环境库兹涅茨曲线假说的质疑。随着研究的推进，经济增长与环境污染之间关系的复杂性逐渐展现，各种研究精彩纷呈，令人目不暇接。

二、从增长极限说到环境库兹涅茨曲线假说

（一）增长极限说

在Meadows、Ehrlich和Holdren等学者看来，生产和消费需要大量的能源和物质投入，同时会产生大量的废物副产品①。随着产出的增加，人们的收入会持续增长，但自然资源消耗的增加、废弃物的积累以及污染物的集聚将会超过生物圈的承受能力，导致环境质量的恶化和人类福祉的下降。不仅如此，资源的消耗和减少最终会给经济活动本身带来无法消除的伤害。为了保护环境，也为了保护经济活动本身不受伤害，经济增长需要放缓，世界必须过渡到稳定的经济状态。20世纪70年代初，罗马俱乐部在《增长的极限》中就提到：“产业革命以来的传统的工业化道路，已经导致全球性的人口激增、资源短缺、环境污染和生态破坏，经济增长将受到自然资源的制约而不能长期持续，为了达到保护环境的目的，必须人为降低经济增长速度至零增长。”②增长极限说对产业革命以来的经济增长模式提出了严厉的警告，但由于受到统计数据的限制，这一结论一直没有得到实证分析的有力支持。

直到20世纪80年代，主流观点还认为，虽然有一些环保技术可以选择利用，但随着经济活动规模的持续扩大，环境将不断恶化。该观点可以由Ehrlich和Holdren所提出的IPAT模型来表示①。IPAT公式是一个用以评估环境压力的著名公式，即：

Environmental impact（I）=Population（P）*Affluence（A）*Technology（T）.

该公式表明，影响环境的因素是人口总数（Population）、人均收入（或国内生产总值，Affluence）与技术水平（以单位产出的污染物排放量表示，Technology），以及三个因素相互间的作用。一般认为，人口总数和人均收入将随着经济增长持续增加，而技术水平则是唯一一个可以收缩的变量。这里的技术包括了收集废料的新方法，有效降低资源消耗率的再循环技术，以及更好的产品设计等。技术变量收缩得越小，经济增长的环境压力就越小，这意味着技术是所有积极环境政策的核心。

（二）环境库兹涅茨曲线假说

20世纪80年代发展起来的可持续发展理念认为，经济增长并不会必然损害环境，事实上，减少贫困对保护环境而言必不可少②。然而，可持续发展理论与增长极限论并非完全对立，增长极限论在强调经济增长存在极限的同时，提出的“全球均衡状态”概念，在一定意义上可以认为是可持续发展理论的重要来源之一。

在进行北美自由贸易协定（NAFTA）可能对环境带来潜在影响的开创性研究中，Grossman和Krueger提出了环境库兹涅茨曲线（EKC）的概念，该概念与可持续发展理念相一致。当时环保主义者担心北美自由贸易协定（NAFTA）在促进经济增长的同时会导致墨西哥的环境恶化。Grossman和Krueger利用全球环境监测系统（GEMS）提供的烟尘和悬浮颗粒物（SPM）的数据，实证分析了世界上很多城市的环境污染水平和人均收入之间的关系。分析结果表明，当一个国家达到墨西哥当时的人均收入水平时，污染物的浓度将达到峰值。因此，Grossman和Krueger的研究得出的结论是：“与人们的担心相反，经济增长会改善墨西哥的环境质量而非使其恶化。”③Panayotou借用1955年Simon Kuznets所提出的收入不均等程度随着经济增长先加剧后减弱的倒U型关系，首次将环境与人均收入间的关系定义为环境库兹涅茨曲线（EKC），如图1所示④。这一关于环境污染指标与人均收入之间关系的假说认为，在经济增长的早期，污染排放增加，环境质量下降；而当人均收入超过某一水平时（选择不同的污染物指标，该人均收入水平区别很大），经济增长与环境污染之间关系的趋势会发生逆转，于是在高收入水平下，经济增长会带来环境的改善。

环境库兹涅茨曲线提出后，关于其形成原因的探讨不断深入，研究结论主要集中在以下四个方面。

（一）规模效应、结构效应与技术效应

在EKC形成原因的多种解释中，将经济增长对环境的影响分解为规模效应（scale effects）、结构效应（composition effects）和技术效应（technological effects）是最为常见的解释。如果经济结构和技术水平保持不变，污染物排放量会随着经济规模的扩大成比例增加，这被称为规模效应。传统的认为经济增长与环境质量相互冲突的观点反映的就是这种规模效应③。不同的工业生产产生的污染物及排放强度不同，随着经济增长，一国的经济结构会发生变化，所排放的污染物种类和强度也发生变化，这被称为结构效应④。技术进步带来两方面的变化：一是在其他条件不变的情况下，生产效率提高；二是更为有效的技术手段使得单位产出的污染排放更少。两者在一起被称为技术效应⑤。

环境库兹涅茨曲线（EKC）假说的支持者认为，在经济发展初期，规模效应的影响最为显著，而在经济发展的更高水平上，经济结构将从高污染的工业经济向信息密集型工业和清洁服务业转变，伴随着环境破坏性较小的生产投入替代环境破坏性较大的生产投入，结构效应和技术效应对½环境的影响逐渐增大；再加上环保意识的提高，环境法规的强化，以及更多的环保投入，环境质量将逐步改善。通过长期的观察可以发现，随着经济的增长，环境质量呈现先恶化后改善的现象，因此，EKC曲线被认为是对随经济增长环境质量自然演变规律的描绘⑥。

（二）环境规制

污染水平随人均收入的变化可能源于产出规模的增减、产业结构的调整、技术水平的变化以及污染治理的影响。其中，环境规制的强化是当收⌚入跨越中等国家收入水平后环境改善的主要原因，没有理由相信环境质量随收入增长的改善是自动形成的①。Panayotou的研究发现，对于二氧化硫排放来说，积极的环境政策在低收入水平下就能显著减轻环境恶化的程度，在高收入水平下更是如此②。这意味着环境规制的强化可以使环境库兹涅佐曲线变得扁平，进而降低经济增长的环境代Ⓐ价。在一项水污染治理的跨国研究中，Mani、Hettige和Wheeler发现，水质随人均收入的改善，部分是源于技术进步和产业结构变化，而最主要原因还是更为严格的环境规制③。

富裕国家较发展中国家执行更为严格的环境规制标准有三个主要的原因。首先，在已经完成医疗和教育的基本投资之后，环境污染所带来的破坏就获得了社会更多的关注。其次，高收入国家拥有更多的技术人员和资金预算用于环境监控和污染治理。第三，无论政府采取什么立场，更高的收入水平和教育水平会使得社会采用和执行更高的环保标准④。这些因素共同作用的结果表现为高收入和严格的环境规制之间显著的正相关关系⑤，于是，人们观察到环境质量随经济发展而进入EKC曲线的下降区间。

（三）市场机制（经济自由化）

随着经济发展，市场机制逐步完善，经济走向自由化。过去的三十年中，许多国家逐步放开经济管制，减少政府补贴，解除价格管制，国企私有化，消除贸易和投资壁垒。自1980年以来，发展中国家金融逐步深化，价格扭曲得以明显纠正⑥。要素价格和产品价格的变化影响经济活动，并进而影响到污染水平。最大的污染制造者如钢铁和石化行业经常获得国家补贴和干预，而取消政府补贴通常有利于环境改善。

许多自然资源尤其是不可再生的自然资源会随着日渐稀缺而价格上涨。能源补贴的取消使得原先被外部化的成本逐渐内部化，此举能提高能源使用效率，降低工业的能源使用强度⑦，而使用效率的提高意味着单位产出的污染排放减少⑧。与之相反，中国的国有企业由于生产效率较低，使得减少空气污染的成本更高⑨。可以观察到，私有化和取消政府补贴在压缩高污染企业规模的同时，倾向于扩大低污染行业如服务业的生产规模①；同时，经济自由化也扩大了高能源使用效率企业的市场份额②。经济自由化还体现为自由贸易，开放的贸易环境能有效降低引进清洁生产技术的成本。因此，开放程度高的发展中国家的企业能更快地采用清洁生产技术③。

虽然经济自由化能有效改善环境质量，但它并不是万能的。当经济快速增长时，生产效率提升所带来的单位产出污染排放的减少，会被产出的快速增长所抵消并超越，此时除非加强环境规制，否则污染会持续加剧而非减轻④。

（四）经济增长过程中替代弹性和边际效用的变化

在工业化发展初期，相对于清洁的空气和水，人们更加重视是否有工作以及收入的多少，此时消费的边际效用大于污染的边际效用绝对值（污染带来损害，故其对消费者的效用为负），污染随消费量的增加而加剧，社会位于EKC曲线左侧的迅速增长阶段⑤。消费的边际效用递减，而污染的边际损害递增，于是随着经济增长和收入增加，人们越来越重视环境的价值，环境监管也变得更加有效。公众会避免购买和使用污染严重企业所生产的产品，银行也会因为担心承担环境责任而拒绝给环保不力的企业提供信贷。投资者会权衡因企业污染排放所受到监管及处罚而导致的潜在投资损失，因此，在鼓励清洁生产中扮演了重要角色⑥。在中等收入水平下，环境污染达到最严重的地步，随着人均收入的进一步增加，收入和环境质量之间的关系可能会从正相关转变为负相关，环境污染逐步回落到工业化初期的水平⑦。Stern和Common的内生增长模型也表明，对消费者而言，当环境舒适度对物质消费的边际替代弹性大于1时，经济增长与环境污染之间就会出现EKC曲线中环境质量改善的阶段⑧。

Pasten和Figueroa的模型描述了环境污染的演变，其模型假定有一个最大化其效用函数的代表性消费者，效用大小取决于消费量的多少和污染水平的高低，而污染也被视为生产消费品时的产出。在简化的假设下，该模型表明：如果污染对资本的替代弹性越小，越难通过其他生产的投入来减少污染，同时也越容易通过增加消费来增加效用，污染将趋于越来越严重；消费的边际效用弹性越大，则越难以通过增加消费量来增加总效用。随着经济增长，污染对资本的替代弹性和消费的边际效用弹性都变得越来越大，经济增长过程中替代弹性的变化和边际效用弹性的变化促成了EKC曲线的形成⑨。 四、关于环境库兹涅茨曲线假说的争论和质疑

EKC假说认为，虽然在工业化初期环境污染不可避免，但随着经济增长，当收入到达“转折点”（turning point）后，环境质量将持续改善。如果EKC假说是普通存在的规律，则意味着经济增长不是环境改善的威胁，而是环境改善的途径。由于EKC假说符合人们追求物质财富的心理需求，且具有强烈的政策色彩，自20世纪90年代EKC假说被提出以来，众多学者对其进行了广泛的理论分析和实证研究。随着研究的持续深入，不仅没有达成统一的研究结论，甚至出现了很多结论上的相互矛盾，不少学者对EKC假说暗含的“收入决定论”产生了怀疑。错综复杂、似是而非的研究结论也使得学者们对经济增长与环境污染之间的关系重新进行思考。EKC假说的批评者认为EKC模型的有效性值得怀疑，EKC曲线的形状也并非是唯一的，甚至质疑倒U型的EKC曲线是否真实存在。国际贸易和FDI使得EKC曲线可能只是统计上的假象，经验分析得出的众多转折点也使得人们难以判断真实的转折点位于何处，等等。这些问题相互交织，互为影响，错综复杂。由于这方面的文献多如牛毛，只能对其中的一部分进行回顾。

（一）EKC模型的有效性

Shafik的研究发现，不管是废弃物还是二氧化碳排放，似乎并没有遵循倒U型曲线关系①。随后的研究强化了对EKC假说在其他污染物排放上有效性的怀疑，其中最为重要的几个问题包括：遗漏变量带来的设定偏误、伪回归、综合变量，以及时间效应的识别。

标准的EKC回归模型为：■

■。其中，E为环境质量或人均污染物排放量，Y为人均国内生产总值，■为随机误差项， In为自然对数。等式右边的前两项截距表示国家或地区i及时间t，分别被称为地区效应和时间效应。截距Yt用以解释因时间变化而产生的随机扰动。“转折点”（污染达到最大）处人均收入水平的计算公式为：■②。

大量证据表明，标准EKC模型过于简单，而一些被忽略或遗漏的变量在解释污染物排放水平时起着重要作用。各种污染物排放是否存在转折点以及转折点的位置，在不同的样本或计量模型下会得出不同的结论③。例如二氧化硫排放的EKC模型估计结果就对样本的选择非常敏感④。利用豪斯曼检验统计发现，标准EKC回归模型的固定效应估计参数和随机效应估计参数存在着显著差异⑤。这表明回归系数与地区效应跟时间效应有关，也表明回归系数在遗漏变量的情况下会产生遗漏变量偏差。

使用面板数据检验发现二氧化碳和二氧化硫的排放以及人均GDP时，均为综合变量，意味着在使用标准EKC模型进行回归分析时，只能用时间序列数据或面ล板数据。否则模型就需要使用其他方法如一阶差分或组间估计，如不然，EKC估计将是一个伪回归⑥。Verbeke和De Clerq于2006年做了蒙特卡罗分析，得到了大量的人为的时间序列数据，用以检验数据之间的倒U型曲线关系是否成立。尽管采用任意的数据，也有40%左右的数据符合EKC曲线特征①，结果令人吃惊。使用可获得的统计数据，Perman和Stern发现，1960至1990年间大约74个国家中的半数的二氧化硫排放的EKC曲线，其参数均为有偏估计②。即便统计数据协整，在很多国家EKC曲线的形状是U型而非倒U型。这种在协整关系存在的情况下却得出U型曲线的结论也表明简单的EKC模型忽略了重要的变量。Vollebergh等人指出，EKC模型回归的结果还有赖于模型隐含的假设条件，标准的EKC模型假设所有国家都有相同的时间效应，但是这种影响很可能会因国家不同而有差异③。一些研究通过引进附加的解释变量对基本的EKC模型进行扩展，如将“政治自由”④、产出结构⑤、对外贸易⑥等对环境污染有潜在影响的因素纳入模型中。虽然总体上这些纳入的变量统计上显著⑦，但测试发现依然存在遗漏变量偏误，仍然难以得出统一的结论⑧。

近十年发表的论文使用了更复杂而精巧的计量经济学模型，研究表明在控制时间效应的情况下，二氧化硫和二氧化碳的排放量与人均收入之间的关系为单调正相关⑨。无论是标准EKC模型还是近期发展起来的模型，均只能部分解释环境污染随经济增长的变化⑩。通过回顾文献发现，经济收入与环境污染效应的关系一直处于争论和被质疑中。关于EKC的文献中得到的唯一的统一结论，似乎是污染物浓度在中等收入水平时开始下降，而污染物排放量和收入保持单调递增关系。

（二）EKC曲线形状的非唯一性

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EKC假说的批评者认为，实证分析中所采用的截面数据仅仅是动态发展过程中的一个快照，不能反映发展的全貌，并因此质疑EKC曲线在经济增长的过程中是否真实存在。他们声称，随着时间的推移，作为全球化促使各国环境规制标准“触底竞争”。竞相降低环保标准的结果是，环境污染随经济增长到达峰值后一直保持这一污染水平，曲线形状为倒L型①，见图2。批评者还持有这样的观点：即使某些污染物随收入的增加而减少，但工业社会还会不断创造出新的、未被纳入污染指标中的有毒污染物。新技术在推动工业革命的同时也有可能产生新的污染源，如致癌的化学污染物等，整个环境污染可能会因此继续加剧而非减轻，如图2中“新毒物”曲线所示。不过也有学者认为，虽然“新毒物”说看似很合理，但并没有足够的实证研究支持这一结论。

与“新毒物”说的观点相反，有学者的实证研究对传统的EKC曲线所提出的批判却是乐观的。他们认为EKC曲线实际上更为平坦，相比于传统的EKC曲线，转折点出现在较低的收入水平下②，见图2中“修正的EKC”。