“2005年中国经济学年会”论文 研究领域:发展经济学
环境库兹涅茨曲线的再思考
――兼论中国经济发展过程中的环境问题
内容摘要:环境污染问题是经济发展过程中的一个重要问题,本文的目的是对环境质量与经济增长的库兹涅茨曲线假说进行分析,以求说明环境库兹涅茨曲线的适用性。本文先对环境库兹涅茨曲线假说进行了理论解释,并介绍了学术界对其研究的一些成果,在此基础上,分析了环境库兹涅茨曲线假说存在的一些不足,最后通过对1981-2003年中国人均GDP与工业废渣人均产生量、废气和工业废水人均排放量的关系分析,说明我国目前并不存在环境库兹涅茨曲线。因此,我国应该加强对环境的规制和治理,以求得经济与环境的协调发展。
关键词: 经济发展 环境污染 环境库兹涅茨曲线
Re-thinking of Environmental Kuznets Curve
──Environmental Issues in China’s Economic Development
Abstract: Environmental pollution is an important issue in the process of economic development. The paper aims to analyze the availability of the hypothesis of Environmental Kuznets Curve. Based on the theoretical analysis and empirical literature review, some criticisms are put forward. By analyzing the relationship between GDP per capita and the emissions of industrial solid wastes, industrial waste water and waste gap, we conclude that Environmental Kuznets Curve does not exist in China up to now. In order to make the harmonized development, environmental regulation needs to be strengthened.
Keywords: Economic Development, Environmental Pollution, Environmental Kuznets Curves
一个社会的发展离不开人类赖以生存的自然环境。但是,在早期,环境问题并没有进入人们的视野,它被视为一种“取之不尽和用之不竭”的资源。随着经济持续、高速的增长,人类生活的环境变得每况愈下。环境状况的恶化开始直接影响到人类生活的质量,甚至威胁到人类的生存。1968年,来自全球(主要欧洲)的100多位学者、名流聚会罗马,成立了“罗马俱乐部”,讨论当时人类的困境与出路,环境污染问题则被列为人类面临的五大严重问题之一。1972年,该组织发表了震动世界的研究报告《增长的极限》。同年,联合国人类环境会议在斯德哥尔摩举行。环境问题引起人们越来越多的关注。 经济增长是否可持续而不受环境的约束?收入的增加与环境质量二者的关系如何?持续、快速的经济增长和环境质量的高标准之间是否存在平衡?这些问题实际上都是有关经济发展 与环境的关系问题。
Grossman和Krueger(1991)通过对42个国家横截面数据的分析,发现环境污染与经济增长的长期关系呈倒U形,就象反映经济增长与收入分配之间关系的库兹涅茨曲线(Kuznets, 1955)。当一个国家经济发展水平较低的时候,环境污染的程度较轻,但是其恶化的程度随经济的增长而加剧;当该国的经济发展达到一定水平后,其环境污染的程度逐渐减缓,环境质量逐渐得到改善。这种现象被称为环境库兹涅茨曲线(Environmental Kuznets Curve, EKC)。
一、环境库兹涅茨曲线假说的理论分析
环境库兹涅茨曲线是通过人均收入与环境污染指标之间的演变模拟,说明经济发展对环境污染程度的影响,也就是说,在经济发展过程中,环境状况先是恶化而后得到逐步改善。对这种关系的理论解释主要是围绕三个方面展开的:经济规模效应(scale effect)与结构效应(structure effect)、环境服务 的需求与收入的关系和政府对环境污染的政策与规制。
随着人均收入的增长,经济规模变得越来越大。正如Grossman (1995)所说的,对于一个发展中的经济,需要更多的资源投入。而产出的提高意味着废弃物的增加和经济活动副产品――废气排放量的增长,从而使得环境的质量水平下降。这就是所谓的规模效应。不难发现,规模效应是收入的单调递增函数。同时,经济的发展也使其经济结构产生了变化。Panayotou (1993)指出,当一国经济从以农耕为主向以工业为主转变时,环境污染的程度将加深,因为,伴随着工业化的加快,越来越多的资源被开发利用,资源消耗速率开始超过资源的再生速率,产生的废弃物数量大幅增加,从而使环境的质量水平下降;而当经济发展到更高的水平,产业结构进一步升级,从能源密集型为主的重工业向服务业和技术密集型产业转移时,环境污染减少,这就是结构变化对环境所产生的效应。实际上,结构效应暗含着技术效应。产业结构的升级需要有技术的支持,而技术进步使得原先那些污染严重的技术为较清洁技术所替代,从而改善了环境的质量。正是因为规模效应与技术效应二者之间的权衡,才使得在第一次产业结构升级时,环境污染加深,而在第二次产业结构升级时,环境污染减轻,从而使环境与经济发展的关系呈倒“U”形曲线。
另外一种理论解释是从人们对环境服务的消费倾向展开的。在经济发展初期,对于那些正处于脱贫阶段或者说是经济起飞阶段的国家,人均收入水平较低,其关注的焦点是如何摆脱贫困和获得快速的经济增长,再加上初期的环境污染程度较轻,人们对环境服务的需求较低,从而忽视了对环境的保护,导致环境状况开始恶化。可以说,此时,环境服务对他们来说是奢侈品。随着国民收入的提高,产业结构发生了变化,人们的消费结构也随之产生变化。此时,环境服务成为正常品,人们对环境质量的需求增加了,于是人们开始关注对环境的保护问题,环境恶化的现象逐步减缓乃至消失(Panayotou, 2003)。
再有一种理论解释是从政府对环境所实施的政策和规制手段来阐述的。在经济发展初期,由于国民收入低,政府的财政收入有限,而且整个社会的环境意识还很薄弱,因此,政府对环境污染的控制力较差,环境受污染的状况随着经济的增长而恶化(由于上述规模效应与结构效应)。但是,当国民经济发展到一定水平后,随着政府财力的增强和管理能力的加强,一系列环境法规的出台与执行,环境污染的程度逐渐降低。若单就政府对环境污染的治理能力而言,环境污染与收入水平的关系是单调递减关系(有人称之为消除效应,abatement effect)。
为此,有人将收入对环境的影响分解为三种效应,即规模效应、结构效应和消除效应(见图1)。
图1 人均收入对环境污染的影响
资料来源:Islam, N., and , 1999, Unveiling the Income Environment Relationship: An Exploration into the Determinants of Environmental Quality, Harvard Institute for International Development, Development Discussion Paper No. 701.
二、关于环境库兹涅茨曲线的研究综述
自从Grossman和Krueger的开创性研究以来,学术界对环境与经济增长的关系问题有着激烈的争论,并对环境库兹涅茨曲线假说进行了大量的实证研究,他们试图回答以下几个问题:①首先,环境库兹涅茨曲线是否确实存在?如果存在的话,其说服力如何,是否具有普遍性?②除了收入外,其他一些因素(比如,收入分配、国际贸易、政治体制、环境政策)起什么作用?③基于若干国家的横截面数据或面板数据而得出的经验是否可以用来说明单个国家的轨迹,以及当今发展中国家和转型国家的发展路径?④生态承载阈值(ecological threshold)的含义是什么?和⑤环境政策对收入与环境的关系、降低经济增长过程中环境的代价和确保经济的可持续发展的作用如何?
在对环境库兹涅茨曲线是否存在这个问题,许多学者进行了实证分析,其中不少研究结果证实了环境库兹涅茨曲线的存在,比如Shafik和Bandyopadhyay (1992), Panayotou (1993),Selden和Song (1994), Cropper和Griffith (1994), Grossman和Krueger(1995), McConnell(1997), Moonaw和Unruh(1997), de Bruyn et al. (1998), Rothman(1998), Suri和Chapman (1998),Schmalensee, R. et al. (1998), Galeotti和Lanze(1999)和Sachs et al. (1999)等等。他们对人均收入与不同的环境污染指标进行了分析,Shafik和Bandyopadhyay的实证结果表明二氧化硫(SO2)和悬浮颗粒物(SPM)的排放状况随人均收入的增长先恶化而后改善,而Panayotou (1993)和Cropper和Griffith都发现森林遭受破坏(deforestation)的程度与人均收入呈倒“U”形曲线。Selden和Song (1994) 则对SO2, 氧化氮(NOx),钴(CO)和SPM四种空气指标进行分析并证实了环境库兹涅茨曲线的存在。Schmalensee(1998), Galeotti和Lanze(1999)都验证了二氧化碳(CO2)排放状况与人均收入之间的倒“U”形关系。
上述的研究结果虽然都表明了环境库兹涅茨曲线的存在,但是也有一些学者的实证分析并不支持环境库兹涅茨曲线假说。例如,Kaufmann et al.(1998) 的研究结果反映人均收入和SO2之间呈正“U”形,即使是在1992年Shafik和Bandyopadhyay的研究成果中,安全饮用水和城市卫生状况是随着收入的增加而持续改善,而河流水质量、城市固体废弃物和硫的排放状况随经济的增长而不断恶化,森林遭受破坏的程度与人均收入没有关系。在最近的研究中,Meyer et al.(2003)通过对117个国家的考察,却得出森林遭受破坏的程度与人均收入呈正“U”形形态。
由此可见,并不是所有的环境指标与经济发展之间存在着单一的形态,即环境库兹涅茨曲线形态,而且由于所选的样本的不同,有些指标的实证结果相互矛盾。因此,“环境库兹涅茨曲线只是一个客观现象,而不是一个必然规律” 。
除了分析人均收入对环境的影响之外,有些学者还对其他因素进行了考察。比如,Panayotou (1997)尝试将政策变量放进模型中,发现有效的政策使环境污染物的排放量的收入弹性小得多。 因此,他主张应该通过提高制度和政策的完善性来保护环境,而不是放缓经济增长速度或者是人口增长速度。Barrett和Graddy (1997) 则将政治自由度和公民自由度纳入到模型中,认为较高的自由可以降低一些污染物,但是这种关系并不能被运用到所有的污染物。Deacon (1999)则指出环境与收入的关系因政治体制的不同而不同,而且在非民主的政治体制下,环境质量会更低。另外,Lopez和Mitra (1997)还把政府腐败作为一个变量来考量,发现政府腐败会使环境污染现象更严重,而且使环境污染开始降低的转折点的人均收入需更高。Bhattarai和Hammig (2000)的研究结果显示政府体制的完善程度与森林遭受破坏的程度呈反向关系。象土地所有权的保障和契约的执行等所有权制度的加强减轻了森林遭受破坏的压力。
关于贸易与环境的关系的研究很多,具体可见王军(2004)的文章,本文就不再赘述。
上述实证研究均采用了多个国家的横截面数据或面板数据(panel data)进行分析,即使其中一些研究结果是支持环境库兹涅茨曲线假说,但是它们并不能确保其结果对单个国家或地区都成立(de Bruyn et al.,1998)。事实上,近年来也有些许学者对单个国家或地区的环境与经济增长的关系进行实证研究。比如,Giles和Mosk (2003)发现1895年到1996年新西兰的甲烷(CH4)的排放状况与人均收入呈倒“U”形形态分布;Hung和Shaw的研究结果表明,在1988-1997年期间,台湾的氮氧化物(N2O)和CO的排放状况与经济增长关系符合环境库兹涅茨曲线假说;Ankarhem(2005)考察了瑞典的情况,指出1919-1994年间,瑞典CO2,SO2和挥发性有机物(VOC)的排放状况也呈环境库兹涅茨曲线分布;但是,Roda et al.(2001)对1980-1996年间西班牙的六种空气污染指标进行分析,发现只有SO2可能符合环境库兹涅茨曲线,其他指标并没有随收入的提高而改善 ;另外,Friedl和Getzner (2003)的研究结果认为1960-1999年间奥地利的CO2排放状况与经济增长的关系呈“N”形而非倒“U”形。
那么,环境库兹涅茨曲线假说到底能否反映中国经济增长与环境的关系呢?张晓(1999)对1985-1995年的环境污染指标进行分析,发现该时期中国的人均废气排放量和人均SO2排放量与人均收入呈弱倒“U”形曲线关系,而人均烟尘排放量与人均收入呈正“U”形曲线关系;范金(2002)通过对1995-1997年间中国81个大中城市的分析,得出SO2和SPM密度、人均降尘量与人均收入的关系符合环境库兹涅茨曲线假说,而N2O 密度则与人均收入呈正“U”形曲线;Zhao et al.(2005)研究了1981-2001年的六种环境污染指标,认为没有证据表明中国的经济发展与环境之间有显著的关系。另外,还有的学者对不同省份的环境与经济增长的关系进行考察,发现浙江近20年来人均GDP与工业“三废”发关系呈“N”形曲线(沈和许,2000);陕西省的环境与经济增长的关系呈环境库兹涅茨曲线关系(李和王,2002);而陈和刘(2004)对上海的实证结果比较复杂,TSP和NOx与人均收入呈倒“U”形关系,SO2与人均收入呈正“U”形关系,CO与人均收入的关系则呈“∽”形曲线。
因此,从单个国家的情况来看,环境污染与经济增长的关系也不是单一的关系。基于多个国家的横截面数据或面板数据而得出的经验并不能简单地用来说明单个国家的轨迹。
三、对环境库兹涅茨曲线假说的质疑
环境库兹涅茨曲线的含义是:“沿着一个国家的发展轨迹,尤其是在工业化的起飞阶段,不可避免地会出现一定程度的环境恶化;在人均收入达到一定水平后,经济发展会有利于环境质量的改善。” 但是,从上述的介绍来看,环境与经济发展的关系是一个复杂的问题,它因不同的国家、不同的环境污染指标甚至不同的观察时期而不同。环境库兹涅茨曲线实际上刻画的只是一种客观现象,而不是一个必然规律。即使其确实存在,但是,我们在解释和运用其结果时也必须谨慎。为此,有不少学者对环境库兹涅茨曲线假说提出了质疑。实际上,即使环境库兹涅茨曲线假说成立的话,它也存在以下几个缺陷:
1. 忽视了环境对经济增长的影响
环境库兹涅茨曲线假说只考察了经济增长对环境的影响。它实际上把经济增长视为外生变量,假设环境状况的恶化不足以阻碍经济活动,不会阻止经济增长,而且环境恶化的不可逆转性也不会影响未来的收入(Arrow et al., 1995; Stern et al., 1996; Stern, 2003)。换言之,经济发展是可持续的。但是,事实是存在着环境的“承载阈值” (carrying threshold)。因为,环境的自净能力是有限的。当污染超过环境的自净能力,也就是超过环境的“承载阈值”时,那么,人类的经济活动就受到环境的限制,甚至遭到环境的报复,经济增长无法持续,人们的收入反而会下降,具体如图2所示。
图2 经济增长与环境质量的关系示意图
资料来源:洪阳、栾胜基:《环境质量与经济增长的库兹涅茨关系探讨》,《上海环境科学》1999年第3期,第112页。
图2中,L2是环境“承载阈值”,L1是环境安全警戒线。当人类活动给环境带来的压力超过环境安全警戒线时,如果政府和民众还不采取有效措施对环境进行保护的话,环境系统有可能崩溃。那么,环境与经济增长的关系是呈ABCD曲线走势,而非ABCTEF走势。而且值得注意的是,环境“承载阈值”并不是固定的、静态的,它随着环境污染状况的恶化而不断降低。这意味着环境对经济增长的负面影响的时间随着环境状况的恶化而提前。
2. 忽视了条件的差异
这主要体现在两个方面。在不同时期,由于所处国际背景的不同,即使是在相似的经济发展水平下,环境恶化的峰值不同,如图2中的ABCTEF曲线和ABEF曲线的最高值。另外,在同一时期,相同的经济发展水平下的国家,由于各自经济特征的差异,环境污染状况得以改善的时间也会有所不同。这是因为,处于相似发展水平的国家由于产业结构的差异,其经济活动对环境造成的影响程度不同,而且环境质量开始好转的时间也会有差别。
3. 忽视了其他因素的影响
环境库兹涅茨曲线只是从人均收入因素来考察环境污染状况的演进过程,没有考虑其他可能影响环境的因素。忽视对其他因素的考量可能会产生错误的结论。正如本文第二部分所指出的,政治体制、制度的完善性、环境政策、国际贸易等等都会影响到环境污染状况的变化趋势。比如国际贸易。由于各个国家经济发展水平不一,那些污染较为严重的产业可能会从发达国家转向发展中国家,使得发展中国家成为所谓的“污染避难所”(pollution havens),遭受生态倾销(ecological dumping);另外,贸易自由化可能使一些国家为了保持或提高本国的出口竞争力而降低其环境质量标准,出现所谓“向底线赛跑”(race to the bottom)的现象。这些都会改变环境库兹涅茨曲线的形态。
实际上,经济增长对环境的影响是很复杂的。当收入增加时,有些环境污染问题会继续恶化;有些环境问题会得到改善;有些环境问题可能是先恶化后改善;有些环境问题会先改善而后又恶化;甚至有些环境问题会反复出现。
正如Arrow et al.(1995)所说的,经济增长并不是提高环境质量的灵丹妙药,甚至也不是主要的办法。问题的关键是经济增长的内容──投入(包括环境资源)和产出(包括污染物)的构成。因此,我们不能认为环境质量的改善会随着经济的发展而自动产生,更主要的还是要依靠政府的引导,通过制定环境政策、加大规制力度、唤醒民众的环保意识等途径来保护环境。
四、我国经济发展过程中的环境问题
我国是一个人口众多的发展中国家。改革开放以来,随着经济的持续高速增长,我国的自然资源遭受较大的破坏,环境污染问题日益严重。近年来环境污染问题越来越引起政府和民众的关注。那么,到底在过去20多年的经济发展过程中,我国的环境质量恶化状况是如何演变的?由于受数据可获得的限制,本文仅选取1981-2003年间全国工业废渣产生量、工业废水排放量和废气排放量 进行分析。
o: 观测值 ─:拟合曲线
图3 中国人均三废指标与人均收入的关系(1981-2003)
数据来源:人均GDP和人口来自《中国统计年鉴2004》光盘;1981-1985年的三废排放量/产生量来自国家环境保护局编的《环境统计资料汇编(1981-1985)》,北京:中国环境科学出版社,1988年出版;1986-2003年的三废排放量/产生量来自相关年份的《中国统计年鉴》和《中国环境年鉴》。
图3显示了1981-2003年人均三废指标与人均GDP的实际值与拟合曲线。不难发现,我国三废指标与经济增长的关系都不符合环境库兹涅茨曲线。人均废气排放量与人均工业废渣产生量呈类似“N”形曲线走势,而人均工业废水排放量则呈正“U”形。其中,人均工业废渣产生量和人均废气排放量在大幅度提高之后开始走向稳定 ,但是当人均GDP达到6000元之后,又开始以较快的速度增加,这说明到目前为止,我国的经济增长对这两个环境指标没有改善作用,这两个指标还在恶化当中;而人均工业废水的排放量先随人均GDP的提高而下降,但是当人均GDP达到6551元时,其排放量又开始回升。如果从时间上看,我们发现从1998年开始,我国的环境污染状况不断恶化,且呈递增的趋势,说明近年来我国面临较为严重的环境压力,环境得以改善的转折点还未出现。
虽然环境的这种先恶化而后改善的变化趋势曾经是不少工业化国家在经济发展过程中走过的道路。但是,在今天,我国是否还可以走发达国家早期“先污染后治理”的道路呢?我想答案是否定的。正如前面所分析的,我们所处的时代不同,当前全球的环境问题远比当年那些发达国家所面临的环境问题严重得多,而且现在人们的环保意识比较强,许多国家对进口产品设定了比较高的环保要求,如果我们还一味地强调增长而忽视对环境的保护,一来会影响我国在世界的形象,二来也会影响我国产品的出口。另外,我们知道存在着环境“承载阈值”,特别是我国是一个人均资源稀缺的国家,人口众多,如果我们对环境掉以轻心,很可能会超过环境“承载阈值”,从而带来无法估量的损失。因此,我们应该走边发展边治理的道路,加大对环境的规制力度,完善有关环境保护的政策措施,使我国的经济能够持续、稳定、健康的发展。
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实际上,对环境污染的关注最早可以追溯到1285年,当时,伦敦由于燃烧烟煤而产生空气污染问题,而最早对污染进行系统的经济学分析的可以说是皮古(Pigou, 1932),认为环境污染问题是由于外部性引起的。但是,直到20世纪60年代,经济学家和社会学家才普遍认识到环境污染对人类的威胁问题。(Fisher and Peterson, 1976, )
经济发展与经济增长实际上是两个内涵不同的概念,但是本文为了简单起见,将两者视为同一概念而不作区别。
此处的环境服务是指环境所提供的服务,也就是环境舒适性,它包括环境质量。
赵云君、文启湘:《环境库兹涅茨曲线及其在我国的修正》,《经济学家》2004年第5期第70页。
Panayotou将制度作为政府的环境政策,它包括五个指标,即遵守契约、政府的效率、法治、政府的腐败程度和挪用公款的风险。
这六个指标是CO2、CH4、N20、SO2、NOx和非甲烷挥发性有机物(NMVOC),其中CO2的观测年限是1972年至1996年。
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环境承载阈值是指在某个时期某种条件下,环境所能承受的人类活动的极限。
废气排放量的数据是从1982年开始的。
人均工业废渣产生量在人均GDP1355-6054元之间保持相对稳定,人均废气排放量在人均GDP1879-6045元之间保持相对稳定。
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