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經濟發展與水污染概況
1社會經濟發展概況
江蘇是我國工業化、城市化發展最為迅速的沿海省份之一。2009年,江蘇以占全國1.1%的土地、5.8%的人口,創造了全國10.1%的GDP、15.4%的進出口總額和9.9%的財政一般預算收入。全省實現生產總值34061.2億元,三次產業增加值比例由1978年的27.6∶52.6∶19.8調整為2009年的6.4∶54.1∶39.5,人均地區生產總值達44232元,按當年匯率折算達到6475美元。城市化和城市現代化水平穩步提高,2009年末城市化率達55.6%。依據錢納里工業化階段劃分的理論[11],分別從產業結構、人均GDP、勞動就業以及城鎮化水平等方面來綜合判斷,江蘇省目前處在工業化中級向高級過渡的階段(表2)。
2水污染概況
隨著經濟總量持續擴大,污水排放量也逐漸增多,從1996—2009年廢水排放總量增長了22.97×108t,年均增長率為4.75%。其中,工業廢水排放量總體上呈波動增加趨勢,“九五”期間工業廢水排放量基本維持在20×108~22×108t,進入“十五”及“十一五”期間,工業廢水排放量略有增加,維持在25×108t左右。生活污水呈逐年增加趨勢,從1996年的8.42×108t增長到2009年的26.62×108t,年均增長近1.3×108t。盡管廢水排放總量在增加,廢水排放強度(即單位GDP的廢水排放量)呈明顯的下降趨勢(圖1)。1996—2009年,江蘇的地區生產總值由6004.21億元增加到34457.30億元,工業生產總值由2754.8億元增加到16464.94億元,而廢水排放強度從1996年的50.61t/萬元下降到2009年的15.49t/萬元,表明技術進步和產業結構的調整已經產生明顯的環境效應。
模型構建
1指標選取與數據來源
在實證分析中同時采用截面數據和時序數據,因為EKC的形狀不僅具有時序維度特征,而且具有截面維度的特征,即不僅單個國家(區域)的環境-收入關系將隨著經濟發展水平的變化而變化,而且不同發展水平國家(區域)的環境-收入關系也存在倒U型差異[12]。根據前人的研究以及水環境的要求,本文的經濟發展水平用人均收入指標來度量,因為與總量收入相比,人均收入更能夠反映出真實收入水平變化對水環境質量的影響;水環境指標主要選取廢水排放總量、工業廢水排放量、城鎮生活污水排放量以及其主要污染物化學需氧量(COD)排放量。主要數據包括各年《江蘇統計年鑒》中各類經濟數據及江蘇省環境統計年報(資料)水環境數據。
2計量模型構建
為了分析經濟增長和工業水污染兩者之間的關系,借助EXCEL2007和SPSS17.0軟件進行多種曲線回歸模擬,并結合人均GDP和工業廢水排放量的散點圖和國內外已有的研究成果,發現三次回曲線在本文研究中的擬合度較好,因而選用GrossmanandKrueger(1995)[1]的三次多項式簡化計量方程:根據式(1)回歸結果,可以判斷環境-收入的幾種可能的曲線關系。(1)當a2>0,a3<0且a4>0時,則為三次曲線關系或者說呈N型曲線關系;當a2<0,a3>0且a4<0時,則為倒N型曲線關系。(2)當a2>0,a3<0且a4=0時,則為二次曲線關系,即呈EKC倒U型曲線關系;反之,當a2<0,a3>0且a4>0時,則為U型曲線關系。(3)當a2≠0,a3=0,a4=0,則為線性關系。由上可知,其關系可以為三次曲線關系、二次曲線關系甚至直線關系,具體可以根據回歸結果的好壞進行抉擇。其次對式(1)的回歸結果進行求導,可計算出水環境庫茲涅茨曲線倒U型的轉折點。
結果分析
1時序維度特征
1.1廢水排放總量與人均GDP目前,江蘇省廢水排放總量與人均GDP的EKC曲線仍處于繼續上升的趨勢(圖2),這是全省圖2廢水排放總量與人均GDP擬合關系十幾年來工業數量增加、規模擴大的必然結果。是,廢水排放總量的增勢趨緩,與近幾年貫徹執行國家環境保護政策以及加強廢水治理力度有密切關系。廢水排放總量與人均GDP擬合曲線模型為:
1.2工業廢水排放與人均GDP從1986—2009年工業廢水排放量與人均GDP的擬合曲線(圖3)中可以看出,其變化特征可以描述為:先下降,再上升,最后又下降,呈倒“N”型,即在經濟社會發展的前期,工業廢水排放量隨著人均GDP的增加而減少;在經濟發展的中間階段,工業廢水排放量有小幅的上升,隨著經濟的更進一步的發展,工業廢水排放量有顯著的下降,說明與經濟發展之間的矛盾有所緩和。其擬合曲線模型為:
1.3生活污水排放與人均GDP城鎮生活污水排放量與人均GDP的擬合曲也呈一定趨勢的正“N”型,并仍處于“N”型曲線的上升階段(圖4)。其擬合曲線模型為:
1.4EKC計量模型分析表3總結了三次回歸曲線模型下,江蘇省EKC的計量分析結果。由此表可知:
(1)江蘇省經濟增長與廢水排放總量及城鎮生活污水排放量均存在較顯著的三次曲線關系,回歸擬合系數R2分別達到0.9406和0.9702,互動作用較強。曲線形狀均呈一定的“N”型,并都處于正“N”型的上升階段,但廢水排放總量增長趨勢漸緩,而城鎮生活污水排放量仍處于較快增長階段。這一方面與近些年來江蘇省加大了水環境保護與治理力度密不可分;另一方面,由于城鎮人口密度的不斷增長,城鎮生活污水總量處理壓力較大,短期之內這種情況不可避免,因而政府應該適當控制城鎮人口規模。
(2)城鎮生活污水COD排放量與經濟增長的擬合系數R2為0.8227,表明兩者間的互動作用也較強。曲線模型呈倒“U”型,并正處于緩慢下降階段,這說明隨著經濟增長,水質污染正不斷減輕,這可能與江蘇省不斷完善生活污水收集與處理體系有關。
(3)工業廢水排放量和工業COD排放量與經濟增長之間的擬合效果均一般,分別呈現為較弱的倒“N”型和正“U”型,說明隨著經濟發展,工業廢水排放量在經歷短時間的上升后正逐漸下降,并且工業COD排放量也正處于下降階段,只是降勢趨緩,這與江蘇省近年來不斷推行節能減排和清潔生產技術等吻合,“十一五”期間,江蘇省共節水12.8×108m3,減排COD8.15×104t。但由于重工業仍是江蘇未來主導產業之一,因而必須繼續加強污染調控機制,使水環境和經濟發展達到友好狀態。
2截面維度特征
雖然從截面數據獲得的曲線只是表明所選樣本是否存在EKC特征,而不能預測這些地區以后的環境形勢,但江蘇省區域間經濟和文化的空間差異顯著,各時間階段環境與經濟狀況也不一致,本文認為采取面板數據模型能夠較好地反映省內發展不平衡的特點,將有利于判斷各市廢水排放與經濟發展的關系。由于圖5、6所示曲線是人均GDP與各類廢水及COD排放量的擬合,所以反映的是各市單位產值的廢水排放平均值,在曲線左側代表其單位產值的廢水排放大于各市的平均值,在曲線右側代表其單位產值的廢水排放小于各市的平均值。
由圖5、6可知,江蘇省各城市廢水排放總量、工業廢水排放量、工業COD排放量與人均GDP的擬合反映出非常顯著的曲線特征,而城鎮生活污水排放量、城鎮生活污水COD排放量與人均GDP的擬合卻不顯著,這與時序維度呈現一定的相反特征,說明江蘇省城市間城鎮生活污水排放的差異較大,而工業廢水排放的差異相對較小。同時,無錫、鎮江、揚州等城市在各類圖中始終處于擬合曲線的右側,說明單位產值的廢水排放小于平均值,而蘇州、南京、南通等城市一直處于曲線的左側,顯示其單位產值的廢水排放大于平均值。
結論
(1)從時序維度上說,江蘇省廢水排放總量、城鎮生活污水排放量、城鎮生活污水COD排放量與人均GDP的擬合程度R2非常顯著。從擬合圖形來看,廢水排放總量、城鎮生活污水排放量均呈現一定趨勢的正“N”型曲線特征;城鎮生活污水COD排放量則呈典型的倒“U”型曲線。盡管廢水排放總量和城鎮生活污水排放量都處于正“N”曲線的上升階段,但廢水排放總量增勢已趨緩,且城鎮污水COD排放量正開始處于倒“U”型曲線的下降階段,說明江蘇省的水環境保護治理已初見成效,盡管短時間內水環境與經濟增長可能存在一定的不協調,但是隨著經濟的發展,通過積極強化污染調控機制和加大水保護投資力度,廢水排放趨向在一段時間的上升后逐漸下降。同時,工業廢水排放量、工業COD排放量與人均GDP的擬合程度一般,擬合圖形均呈一定趨勢的倒“N”型且擬合形勢均趨向于良性發展階段,水污染正在減弱。江蘇省水環境和經濟發展雙贏的局面在未來完全有可能實現。
(2)從截面維度上說,江蘇省各城市廢水排放總量、工業廢水排放量、工業COD排放量與人均GDP的擬合效果較為顯著。而城鎮生活污水排放量、城鎮生活污水COD排放量與人均GDP的擬合系數較低,這與時序維度呈現一定的相反特征。同時,無錫、鎮江等城市處于擬合曲線的右側,說明單位產值的廢水排放小于平均值,而蘇州、南京等城市處于曲線的左側,其單位產值的廢水排放大于平均值。接下來要繼續尋求制定相應的水環境保護政策,在保持經濟增長的同時,對廢水排放量進行控制,減小水環境壓力,最終促進水環境與社會經濟的和諧發展。
作者:楊曉慶朱繼業單位:南京大學地理與海洋科學學院