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重庆主城区社会经济发展与水环境质量关系的实证分析

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第33卷第5期(总第194期) 2011年9月 三峡环境与生态 V01.33 No.5(Sum.No.194) Sep.201I Environment and Ecology in the Three Gorges 重庆主城区 一1上.I-  经济发展与水环境质量关系的实证分析 陈 虎 ,吕平毓 (1.重庆交通大学河海学院,重庆400074;2.长江水利委员会长江上游水文水资源勘测局,重庆400014) 摘 要:环境质量和经济发展之间的关系问题已经成为社会焦点话题,重庆直辖以来,经济迅猛发展,同时也带来了 严重的水环境问题。本文利用重庆市主城区2003--2009年经济与环境数据,建立了典型环境指标与人均GDP和三次产 业关系计量模型并分析了两者之间关系。结果表明:COD浓度与经济指标之间为“倒u”型曲线的右半段,总体呈现下降 趋势;NH。一N浓度与经济指标之间呈现三次的“倒N”型曲线关系,拟合度较好;TP、石油类和Pb与经济指标之间无明显 的EKC关系,但从整体上看,三个指标浓度除石油类外,TP和Pb均呈下降趋势。因此,为促进主城区经济与环境协调发 展,应推动科技进步,优化产业结构,大力发展循环经济,不断加大对环境保护和污染治理的投资力度。 关键词:社会经济发展;水环境;EKC曲线 中图分类号:X 22 文献标识码:A 文章编号:1674—2842(2011)05—0051—06 Empirical Analysis of Association between the Social—economic Development and Water Environmental Quality in Chongqing Urban Areas CHEN Hu ,LU Ping—yu (1.School of River and Ocean Engineering,Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China; 2.Hydrology and Water Resources Bureau of Upper Yangtze River,Changjiang Water Resources Commission,Chongqing 400014,China) Abstract:The association between Environmental quality and economic development'has been remaining a hot topic for years.Chongqing underwent rapid social and economic development since it become the municipality directly un— der the central government control,however,water environment remained imperiled in some areas.Data for econo— my and environment pillar from 2003 to 2009 in Chongqing urban areas have been employed in model construction, which comprising typical environmental parameters,GDP per capital and economic parameters with the aim to inves— tigate the association between economic growth and environmental condition.The statistical results suggest COD level and economic development seemed to fit right half section of”inverted—U”shaped curve and with a general doward trend for COD leve1..;the association between NH3一N level and the economic development display triple” inverted N”shaped curve with perfect fittness,,there is insignificant association between TP、Oil and Pb emission with the economic indicator.nevertheless.Except oi1,,TP and Pb both continue decreasing.A11 in all,in order to coordinate Economic development and environmental protection,some measures has been proposed in the paper, such as scientific and technological innovation,economic structure transformation,circular economy promotion and further enhancement in financing environmental protection and pollution contro1. Key words:social—economic development;water environment;EKC curve 生态环境是社会经济发展的基础,两者有着对 立统一的关系。人类经济的高速发展是以牺牲环境 质量为代价的。科学技术水平的迅猛发展把人类经 峻的环境问题接踵而来,当污染物超过环境容量时, 所造成的环境污染又反过来制约社会经济的发 展¨1],环境质量和经济增长之间的关系问题已经成 济带领到一个前所未有的高速增长的阶段,同时,严 收稿日期:201卜06-27 作者简介:陈虎(1986一),男,石河子人,重庆交通大学硕士研 究生,主要从事水文学及环境水文的研究工作,E—mail:chly14718@ 126.corn。 为一个长期争论的话题。环境库兹涅茨曲线 (EKC)模型是由美国环境学家Grossman and Krueger[。 和Shafik and Bandyopadhyay[。 提出的。 认为一个国家或地区的污染水平在经济发展到一定 程度之前会随着收入的增加而污染水平上升,以后 通讯作者:吕平毓,男,高级工程师,主要从事水资源水环境评价和研 究工作,E-mail:lupingyu@263.net。 又会随着收入的上升而污染水平下降,即为倒“u” 52 三峡环境与生态 型曲线关系。即最初环境质量会随着人均收入的增 加而逐渐恶化,达到一个转折点之后,环境质量会随 着人均收入的增加得到改善。一些研究结果表明, 环境库兹涅茨曲线不一定呈倒U形,在某一特定阶 形特点鲜明,以山地丘陵地貌为主,同时长江、嘉陵 江横贯市区,因此主城区建设多沿江而建,沿江两岸 工业布置紧密。两江是重庆市主要的取水口,也是 企业及生活污水排放通道,形成了取水口与排污口 段还可以呈u形、直线形、N形,或者是向后弯曲的 形态_4j。张晓等环境经济学家认为环境库兹涅茨曲 线及其转折点的估计值仅仅建立在若干数据和 时间序列数据的实证分析基础上,所以该模型只能 是对经验数据的描述而并不能用于预测;环境质量 沿江交错排列的格局,使饮用水源受到严重的污染, 城市景观受到严重的影响l7J。在经济持续快速增 长、人口增加和城市化进程加快的形势下,重庆市的 环境质量不仅影响了主城区的可持续发展,而且还 直接影响三峡库区的生态安全。 改善并不会自动发生,它有赖于全社会环保意识的 提高、环境的严格实施,以及技术进步的支 持 ]。国内EKC研究起步较晚,主要集中在省会、 大中城市及各省内部的研究,饶云聪l6 等从排污量、 环境质量指标、环境污染治理投入3个角度,考察 分析了重庆市经济规模扩张对重庆本身环境质量变 化的影响。这里利用经济和环境质量统计数据对重 庆市主城区经济增长和产业结构与水环境质量关系 进行模拟,以便反映社会经济发展与水环境质量之 间的关系,为评价重庆市环境提供依据。 l研究区域概况 重庆市主城区(主城九区)位于重庆市西部,东 经106。14 106。53 ,北纬29。19L29。57之间,接近 全国的几何中心。在自然地理上,位于四川盆地东 部的平行低山丘陵区,又是长江、嘉陵江汇流地带, 主城区依山而建,是著名的山城。研究区范围覆盖 了重庆市主城9区(渝中区、沙坪坝区、江北区、九龙 坡区、大渡口区、南岸区、渝北区、北碚区、巴南区), 属重庆市三大经济圈中经济最发达的都市经济圈, 全部辖区共5 473 km。,是重庆城市的本体,是全市 城镇体系的核心部分,是国家级历史文化名城和重 要的工业基地,是重庆直辖市党政机关所在地和全 市的交通、通信、文化、科教、金融、商贸中心。 1997年重庆市成为我国最大的直辖市,2009年 全市国内生产总值6 530.01亿元,比上年增长 14.9 ,GDP连续12年稳步攀升。主城九区2009 年实现国内生产总值2 986.25亿元,占全市生产总 值的45.73 ,与2008年相比增长13.1 。2009 年,全市地方财政收入1 535.40亿元,占全市生产 总值的23.51 ,城市居民人均可支配收入 l7 191.10元,农民人均纯收入4 478.35元,比上年 分别增长了19.01 ,9.44 ,8.53 ,均高于直辖 以来的平均质量增长速度。 重庆市作为老工业城市、抗战时期国内最大的 工业基地,环境污染问题由来已久。由于重庆市地 2社会经济发展与水环境质量关系模型 2.1指标选取 分析指标分为2类:经济指标和环境指标,选取 2003年至2009年重庆市主城九区人均GDP和第 一、二、三产业值代表主城区经济增长与产业结构水 平,以同期长江干流寸滩站和嘉陵江干流北碚站 CoD,NH。一N,TP,石油类和Pb等5个因子的平均 质量浓度作为环境指标,探索主城区经济发展与水 环境演变之间是否存在EKC关系。 2.2模型构建 分别以CoD,NH。一N,TP,石油类和Pb这5个 因子的平均质量浓度作为Y轴,以人均GDP和三 次产业值作为x轴,作出样本序列的散点图,发现 其都不符合线性关系。从散点图可以看出,经济指 标和环境指标间的关系存在不同形式,故选择经拓 展的三次多项式模型来刻画重庆市主城区经济发展 与水环境质量的相互关系,即在传统形式的库兹涅 茨曲线上加上一个三次项,模型具体为: Y—a1z+a2z +a3.x-。+ao (1) 式中y表示污染物的浓度; 表示经济指标;a。及 a ,a。,a。表示模型参数。 当a1≠0,a2一a。一0时,Y和 呈线形性关系; a >0,a2do,a。一0时, 和lz呈现“倒U”型二次曲 线关系;a1d0,a2>0,a3—0时,Y和 呈“ ”型二 次曲线关系;a1>0,a2 d0,a。>0时,.y和 为三次 曲线关系,图形为“N”型;a <0,a >0,a。<0时, 和 为三次曲线关系,图形为“反N”型;当a 一0,a 一0,a。一0时,表示环境污染不受经济水平的影响, 两者之间没有关系。 2.3曲线模拟 环境库兹涅茨曲线模拟采用SPSS软件对选取 的环境变量进行模拟,得到各污染因子与人均GDP 之间的函数模型拟合曲线图如图1所示。 5期(总第194期) 陈虎,等:重庆主城区社会经济发展与水环境质量关系的实证分析 53 C0D 0 Observed 0il o 0bserved Cubi————c Cubic ● 皇 ∞ 一一.r1. 量一/(乏. 王z— 0 0 lO(m.1)0 2000o.00 30 oo().oo 400o0.o0 10 oo0.0O 20 000.o0 30()00.o0 4O000.o0 人均GDP/元 人均GDP/元 人均GDP/元 (a) (b) (c) Pb 。r’Observed ..一乙IIDlC 0 O 竽 O 麦 0 : \ O o一 0C b U 0 o \ 10000.00 2O0o0.oo 3O000.00 40000.00 10 000.00 20 000.0()30 Oo0.00 40 0oO.0H0 e 人均GDP,元 人均GDP/元 一 .∞邑/(I一0一 (d) (e) 图1环境指标与人均GDP函数模型拟合曲线 各污染因子与三次产业值之间的函数模型拟合曲线图如图2~图6所示。 COD 0 0bserved Cubic C0D o 0bserved COD o 0bserved —-——Cubic ——Cubic , ● ● 害 曼 、^ 凸 0 0 q q 2 5∞000l伽5 o。。 00 7 500000瑚l0000 000l册l2500000_叩 第一产业产值/万元 第二产业产值/万元 第三产业产值/万元 图2 COD与三次产业值函数模型拟合曲线 0 0bserved 。0bserved ————Cubic Cubic 45O00o00500o0o_衄55000o肿60oflflf)∞650000加700o00_册 500o∞㈣7 500吼O0l0 000 0012 500吼0015 00 25册慨005 000眦007 500000_册l0 000000_加l2 5∞000 00 第一产业产值/万元 第二产业产值,万元 第三产业产值/万元 图3 TP与三次产业值函数模型拟合曲线 54 三峡环境与生态 45Oo0o伪50o000_伽550000_伽600o00m 000l加7o00I)0m 5 000{)【】0舯7 50oO00_舯l00【】0(100l加l2 5∞000l伽150000o㈣ 2 500呲伽5000 007 50o00o.001000000o.00】2,50000o00 第一产业产值历元 第二产业产值历元 图4 石油类与三次产业值函数模型拟合 第 产业产值历元 第一产业产值/万元 第二产业产值/万元 第三产业产值/TfJtl 图5 NH。一N与三次产业值函数模型拟合曲线 第一产业产值/万元 第二产业产值/万元 第二.产业产值/万元 图6 Pb与三次产业值函数模型拟合曲线 治力度不断加大,相应环保出台,因此近年来 3模拟结果分析 3.1 主城区经济增长与水环境质量指标的拟合曲 线特征 COD浓度逐年呈降低趋势。NH。一N浓度与人均 GDP呈现三次的“倒N”型曲线关系,NH。N浓度 总体呈现下降趋势,但中间呈现波动状态;NH。一N 随着人均GDP的增长先呈现下降趋势,而后增长, 之后又下降,但总体变化呈现下降趋势。从NH。一N 的环境库兹涅兹曲线图(图1 d)可以看出曲线的第 1个转折点大约为人均GDP处于19 000元,与此对 应的时间大约在2005年,也就是说这一段时间出现 图1(a—e)分别是COD,TP,石油类,NH。一N 和Pb指标与人均GDP的环境库兹涅茨曲线图, COD和NH。一N指标与人均GDP的相关系数平方 值均大于0.7,因此得到的拟合模型能够很好的解 释两者之间的关系。从图1中可以看出,2003— 2009年重庆市主城区两江COD浓度与人均GDP 了“倒N”型环境库兹涅兹曲线的低谷;曲线的第2 个转折点大约为人均GDP处于36 000元,与此相 呈现“倒u”型曲线的右半段,总体呈现下降趋势, 随着人均GDP的增长,COD浓度逐渐降低,这是由 于随着科技的进步以及对环境治理力度的加 强,环境质量出现好转,由于重庆市对环境的整 对应的时间大约在2008年,也就是说这期间出现了 “倒N”型的环境库兹涅兹曲线的高峰。 研究的5个典型环境指标中,TP,石油类和Pb 5期(总第194期) 陈虎,等:重庆主城区社会经济发展与水环境质量关系的实证分析 55 尽管从曲线形状上看其模型也为三次拟合曲线,图 形分别呈现“倒u”型、“N”型、“倒u”型,但其相关 系数平方值均小于0.5,故模型函数对环境库兹涅 能说明,环境库兹涅茨曲线并不一定代表环境经济 发展的必然趋势,它只是对发达国家“先污染,后治 理”过程的定量描述而已 。重庆市主城区环境指 茨曲线解释不够充分。但从整体上看,3个指标浓 标与人均GDP模型模拟结果及变化趋势见表1。 度除石油类指标外,TP和Pb均呈下降趋势。这可 表1 重庆市主城区环境指标与人均GDP模型模拟结果及变化趋势 3.2 主城区产业结构与水环境质量指标的拟合曲 与第二、第三产业均呈现三次的“倒N”型曲线关系, 线特征 从图5中可以看出第二、第三产业的第1个转折点 经济增长的过程中伴随着产业结构的不断演 大约为产值处于600万元,第2个转折点大约为产值 变,产业结构的状况,既是社会经济发展水平的标 处于1 250万元和1 100万元。从整体来看,NH。一N 志,又是社会经济发展的决定性因素,同时它还是影 指标除与第一产业值之间呈递增变化外,其余均呈现 响环境污染物的重要因素,因此,以产业为切人点研 下降趋势。与人均GDP类似,TP,石油类和Pb指标 究环境质量时,要使产业发展起到协调经济发展、社 与三次产业之间的拟合关系仍不显著,R 小于0.5, 会进步和环境保护的作用 ]。 但总体变化趋势明显,这些具体的模拟曲线可为我们 图2一图6分别是COD,TP,石油类,NH。一N 在协调经济发展和环境保护之间作决策时参考。 和Pb指标与三次产业值的环境库兹涅茨曲线图。 从重庆市主城区的产业结构来看,2003—2009 从这些图中可以看出,各环境指标与三次产业值之 年主城区三次产业结构呈现第二、第三产业交替占 间模拟图形呈现不同形式。重庆市主城区环境指标 据主导地位,2003,2006,2009年主城区三次产业结 与三次产业模型模拟结果及变化趋势见表2。由表 构比重分别为5.14:49.79:45.07,3.68:45.18: 2可以看出COD和NH。一N指标与第二产业、第三 52.O4,2.28:5O.33:44.55,产业结构类型在二三一 产业值的R。大于0.7,拟合度较好。cOD指标与 和三二一之间转换,我们可以看出,第一产业比重在 第一产业值之间拟合度较差,R。值仅为0.66,但总 不断地下降,第二、三产业比重在不断地上升,产业 体看来,2003—2009年coD浓度与三次产业之间 结构日趋优化,工业对经济增长的推动作用增强,产 整体呈现下降趋势,模拟曲线能够较好地拟合第一、 业结构的调整已产生了明显环境经济效益。 第二、第三产业结构与COD指标的关系。NH。一N 表2 重庆市主城区环境指标与三次产业模型模拟结果及变化趋势 56 三峡环境与生态 33卷 节水型和耗水量少的企业发展;鼓励企业使用节水 4结论与对策建议 4.1 结论 设备、运用节水技术和工艺,降低耗水量;鼓励企业 和城区开展中水回用,提倡循环经济。 (2)推动科技进步_l 。科技水平的提高带来的生 产力的高速发展,为环境污染治理提供了新技术,新技 术在环保中的有效应用,也为解决环境问题提供了有 效的途径,推动废物的回收再利用,提高资源生产率。 (3)加大对环境保护和污染治理的投资力度。 重庆市目前处于经济高速发展阶段,随着工业化进 (1)研究结果表明,重庆市主城区经济增长和环 境污染水平之间不完全符合一般的环境库兹涅茨曲 线特征。COD和NH。一N指标与人均GDP,三次产 业之间拟合较好,模型能够很好的解释两者之间的 关系。cOD浓度与经济指标之间呈现“u”型曲线 的右半段,总体呈现下降趋势,NH。一N浓度与经济 指标之间呈现三次的“倒N”型曲线关系,转折点对 应时间大约在2005年和2008年。 (2)通过对重庆市主城区环境库兹涅茨曲线的 模拟可以看出,TP、石油类和Pb指标的模拟结果并 程的不断加快,污染物排放量还会继续加大,所以要 使总体的环境质量不断改善,特别是工业污染物的 控制,重庆市应在经济发展的同时,继续加大环境 保护投资的力度。 参考文献: [1]王西琴,李芬.天津市经济增长与环境污染水平关系[J].地 理研究,2005,24(5):834—842. 不理想。这可能说明,环境库兹涅茨曲线并不一定 代表环境经济发展的必然趋势,它只是对发达国家 “先污染,后治理”过程的定量描述而已,重庆市环境 质量变化情况仍然不稳定,不能盲目乐观地认为环 r2]Grossman.Krueger A Economic Growth and the Environment ̄J]. Quarterly Journal of EconomiCS,1995,110(2):353 377. 境保护工作与城市经济发展进入了协调发展阶段。 由于经济、环境发展状况的不同,因而经济发展与环 境污染之间可以表现出多种复杂的类型。 [3] Shafik N,Bandyopadhyay S,Economic Growth and Environ— mental Quality:Time Series and Cross Country Evidence. Background Paper for the World Development Report【M J. Washington DC:the World Bank,1 992. (3)环境库兹涅茨曲线的假设条件是环境质量 的改善仅受经济发展的影响,并不受到其他因素的 作用,这使库兹涅茨理论具有一定的局限性。环境 质量的改善不仅受到社会经济发展的影响,而且与 人口因素、科技发展水平、环境等等都有密切的 关系,各因素在经济发展过程中集体作用于环境质 量,对环境质量产生影响。 4.2 建议 [4]洪 阳,栾胜基.环境质量与经济增长的环境库兹涅茨关系探 讨[J].上海环境科学,1 999(55):435—440. Es]吴玉萍,董锁成,宋键峰.北京市经济增长与环境污染水平计量 模型研究【J].地理研究,2002,21(2):239—246. [6]饶云聪,何小洲.重庆经济增长与环境质量变化的实汪分析 [J].商场现代化,2008,5:3O1. [7]戴慎志,陈践.城市给水排水工程规划[M].合肥:安徽科学 技术出版社,1 999:72 89. [8]周阳品,王雪娜,黄光庆.基于环境库兹涅茨曲线分析的广州城 市环境发展趋势探讨[J].热带地理,2009,30(5):491 495. [9]方小枝.广西经济增长与环境质量关系的计量分析[I)].南宁: 广西师范大学,2007. (1)优化产业结构,发展循环经济。企业必须坚 持可持续性发展战略,推行清洁生产、加快产业结构 调整和技术进步。结合污水处理设施建设,对区内 现有取、排水口进行优化调整并实施整治,迁建不合 理的排污口。严格控制耗水量大的企业规模,激励 [1o] 曾昭法,陈青云.湖南省经济增长与环境污染关系的定量研 究[J].统计与信息论坛,2008,23(8):38—42. 

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