河北省环境治理投资与经济增长的关系分析

　　摘 要？演河北省作为以传统产业为主导的经济大省，环境污染问题引起了广泛关注。文章利用河北省1997年～2011年的环境治理投资与GDP数据，通过单位根检验、协整检验和Granger因果检验等研究法，较为系统地研究了河北省环境治理投资与经济增长之间的关系，研究结果表明，两者之间确实存在长期稳定的均衡关系。 　　关键词？演环境治理投资；协整检验；格兰杰因果检验 　　中图分类号？演F062.2 ？眼文献标识码？演A ？眼文章编号？演1673-0461（2013）12-0057-04 　　一、引 言 　　20世纪30年代以来，以凯恩斯为代表的一批经济学家提出了经济增长理论，认为推动经济增长的主要是消费和投资，消费和投资是经济增长的扩张力量和源泉。投资增长对经济增长具有决定性作用，是经济增长的第一推动力。环境治理投资作为一类相对独立而又比较特殊的国民经济和社会发展投资，既有一般固定资产投资的性质，又具有不同于一般固定资产投资的特殊性质。 　　河北省自改革开放以来，经济实现了快速、持续地增长，人民生活水平得到了显著改善。但是河北省作为一个工业大省，自身的生态环境基础比较脆弱，再加上长期实行的是一种高污染、高消耗的粗放式发展模式，近年来随着工业化进程的不断加快，河北省的环境问题更是不容忽视。据最新统计，2013年第一季度，石家庄、邢台、保定、邯郸、衡水、唐山、廊坊这几个城市一起位居最重污染城市前十名。河北省的环境问题已经成为一个非常突出的问题，急需解决。为了治理环境污染，改善生态状况，需要投入大量的资金，而这有赖于环境治理投资。环境治理投资是环境问题与经济发展之间非常重要的一环。环境保护与经济增长之间的关系是社会发展必须考虑的一个重要问题，环境治理投资是促进经济增长与环境治理协调发展的重要手段。近年来，一些学者对经济增长与环境治理投资之间的关系做了不少研究工作。包群等（2005）对1996年～2002年中国面板数据进行考察，认为倒U型曲线很大程度上取决于污染指标以及方法的选取。[1]李国柱等（2005）通过对河北省废水、废气、粉尘及固体废弃物估计得出四个库兹涅兹曲线模型，除水质量处于好转，其他几方面都在不断恶化。[2]苏婕（2009）利用协整分析对全国数据进行分析研究，研究结果表明环境治理投资与GDP之间存在长期稳定的均衡关系，合理增加环境治理投资并不会影响我国经济的发展，相反能使经济效益提高，国民收入增长。[3] 　　二、 理论基础与数据说明 　　1987年Engle和Granger提出的协整理论及其方法，解决了非平稳序列建模引起的虚假回归，并把由非平稳经济变量的线性组合组成的平稳性序列称作协整方程，来反映经济变量之间长期稳定的均衡关系。协整分析一般分为三个步骤完成：首先对序列进行单位根检验，判断其平稳性，对于两个时间序列Xt和Yt，只有在它们都是d阶单整即I（d）时，才可能存在协整；然后对这两个同阶单整的序列进行协整检验；最后对存在协整的序列构建误差修正模型，研究序列在短期波动中偏离它们长期均衡的程度，并且可以通过Granger检验来说明经济变量之间的因果关系，确定变量间的因果方向和强度。 　　1. 理论基础 　　（1）序列平稳性检验。首先对变量的平稳性进行检验，判断变量平稳性的过程称为单位根检验，其方法通常有DF检验法、PP检验法和ADF检验法。实践中人们通常使用的是ADF检验法，其模型为： 　　ΔX■=σX■+■βΔX■+ε■ （1） 　　ΔX■=α+σX■+■βΔX■+ε■ （2） 　　ΔX■=α+βt+σX■+■βΔX■+ε■ （3） 　　其中，{ε■}为白噪声，Δ表示变量的一阶差分，原假设为H0 ∶ ρ=1，即{Xt}有一个单位根（非平稳），t为时间趋势因素，如果ADF的值小于Mackinnon临界值，那么序列是平稳的。 　　（2）协整关系检验和误差修正模型。根据Engle和Granger1987年提出的EG检验法，对于同时d阶单整序列yt和xt，首先用一个变量对另一个变量进行回归，即有： 　　y■=β■+β■x■+ε■ （4） 　　其次对残差序列估计值■■=yt-■■-■■x■做平稳性检验，若■■～I（0），则yt和xt有协整关系，也就是具有长期均衡关系，引入误差项，建立如下误差修正模型： 　　Δy■=■α■Δy■+■β■Δx■+γ（y■-■■-■■x■）+μ■ 　　（5） 　　其中（y■-■■-■■x■）为误差修正项■■，即协整方程的残差项，在误差修正模型中，各个差分项表明变量短期波动的影响，短期变量Δx■和γ（y■-■■-■■x■）联合决定yt的短期变化Δyt的方向。 　　（3）Granger检验。虽然协整检验可判断变量X和Y之间是否存在长期均衡关系，但是否构成因果关系，还需要进一步检验。如果利用过去X和Y的值对Y进行回归，比单用Y的过去值回归能够显著地增强解释能力，则X是Y的Granger原因，否则称X是Y的非Granger原因。Granger检验形式如下： 　　y■=c+■α■y■+■β■x■+ε■ （6） 　　检验的零假设：x不是y的Granger成因，即H0 ∶ β1=β2=……=βq=0，常用F检验进行，如果大于临界值则拒绝零假设，x不能Granger引起y。 　　2. 数据说明 　　本文选取1997年～2011年间的数据作为样本空间。用地区生产总值（GDP）表示经济增长，用环境治理投资支出（TZ）表示环境投资情况。数据来源于《河北省经济年鉴》，使用往年的CPI数据进行平减，并换算成1997年的不变价数据。 　　三、河北省经济增长与环境治理投资关系模型构建 　　1. 研究区概况 　　在全球气候变化和社会经济高速发展的影响下，河北省环境问题日益严重，已严重制约河北省社会经济的可持续发展。国内污染最重城市扎堆河北有诸多原因。[4]首先，产业结构偏重，钢铁、建材、石化、电力等“两高”行业集中，其中，钢铁粗钢产量超全国总量的1/4；其次，能源结构不尽合理，能源消费居全国第二位，单位GDP能耗比全国水平高近60%。这样的产业和能源结构给予环境巨大的压力。如何应对环境污染变化，减轻环境污染对河北省经济和社会发展的不利影响，已经成为一项紧迫任务。 　　环境保护与经济增长之间的关系是社会发展必须考虑的一个重要问题，而环境治理投资是促进经济增长与环境治理协调发展的重要手段。近年来，河北省逐步加大环境治理投资，环境治理投资额由1997年的18.3亿元增加到2011年的443.6亿元，如图1所示，年均增长率23.68%。河北省环境治理投资额呈上升趋势，但环境治理投资在社会固定资产投资中所占比重波动较大。由图2可知，1997年～2002年，河北省环境治理投资在社会固定资产投资中所占比重逐年上升，到2002年达到峰值。2002年～2009年投资比重总的来看呈逐渐下降趋势，2010年之后再次开始增加投资比重。这主要是因为2002年以前，河北省政府注重污染治理，尤其2002年开展环境保护年，以建设“绿色河北”为总目标，全社会环保意识明显增强，加大了环境保护投入。环境质量得到改善后，环境治理投资比重降低。近几年，环境污染日益严重，政府再次开始重视污染治理。 　　环境保护与经济增长密切相关，二者相互影响。为了加强对环境治理投资与经济发展之间关系的研究工作，本文通过协整分析来研究河北省经济增长与环境治理之间的关系。 　　2. 模型构建 　　（1）单位根检验。为了消除数据间的异方差现象，对数据进行对数处理。用LNGDP代表对GDP取对数后的值，用LNTZ表示对TZ取对数的值。这种变换不会改变变量间的长期均衡关系和短期动态稳定关系。 　　在对地区生产总值、环境治理投资支出的所对应的对数序列的单位根检验过程中，本文首先利用ADF检验法对各个序列的平稳性进行检验，得到检验结果。 　　在滞后三期时，AIC和SC的值最小，所以选择滞后三期时的数值，从表1可见，LNGDP、LNTZ在经过一阶差分后，ADF值分别小于5%显著水平的临界值，也就是说两个序列在95%的置信水平下是平稳的。由于序列之间存在同阶单整，因此这两个变量符合协整检验的前提条件，可以对其进行协整分析。 　　（2）协整检验。本文应用的协整检验方法是E-G检验法，这种协整检验方法是对回归方程的残差进行单位根检验。通过以上单位根检验可以得知，LNGDP和LNTZ属于同阶单整，都是I（1）序列，因此满足两变量协整所具备的基本要求。根据协整的定义，利用普通最小二乘法对LNGDP和LNTZ进行回归得到两者之间的协整方程如下： 　　LNGDP■=6.437+0.563LNTZ■+ε■ 　　（41.95）（17.24） 　　R2=0.958113 DW=1.627595 　　上式中参数都是显著的，R2较大，DW值接近于2，说明模型整体上对数据拟合的比较好。从上式中得到的残差方程： 　　ε■=LNGDP■-6.437-0.563LNTZ■ 　　运用E-G检验法基于协整回归残差的ADF检验对残差序列进行单位根检验，滞后阶由SIC准则自动选择，最大滞后项从0开始逐一设定并在此过程中选择能使SC达到最小值的滞后阶（剔除了过度滞后所导致的SC为最小的情况），从而可获得三种设定情况下的检验结果，如表2所示。 　　其结果显示，残差序列已为平稳序列。在5%的显著性水平下，残差序列的t检验统计量绝对值有大于相应的临界值的结果，拒绝H0假设，即残差序列不存在单位根，是平稳序列。从对残差序列的稳定性检验中可以看出，1997年～2011年地区生产总值与环境污染治理投资之间具有显著的协整关系，也就是说河北省环境治理投资与GDP之间存在一种长期的均衡关系。 　　通过协整分析，我们可以得出结论：近几年来，河北省的地区生产总值与环境污染治理投资同向变化。环境污染治理投资数量增加1%，地区生产总值将会增加0.563%。从分析结果可以看出，环境治理投资对经济增长有促进作用。 　　（3）格兰杰（Granger）因果关系检验。协整检验论证了变量之间是否存在长期的均衡关系，但这种关系是否构成因果关系还需要进一步进行因果关系检验。对河北省经济增长和环境污染治理投资支出进行Granger因果关系检验，结果见表3。 　　由表3我们可以观察到，在5%的显著性水平下，不同的滞后期，GDP和环境投资之间存在着不同的Granger因果关系。滞后期数为1时，经济增长会引起环境污染治理投资数量的增加，环境污染治理投资的增加不会带来经济的增长；滞后期为2时，环境污染治理投资的增加会带来经济的增长，但是经济增长不再带来环境污染治理投资的增加；滞后期为3时，二者因果关系不明显，互不为格兰杰因果关系。 　　四、结论和政策建议 　　由上述的实证分析，我们可以看到，河北省经济增长与环境治理投资符合协整关系，即它们之间存在一定的长期均衡关系。从残差序列单位根检验发现，残差序列在5%的显著性水平下接受不存在单位根的结论，这说明经济增长与环境治理投资之间的协整关系是稳定的。从格兰杰因果关系检验结果可以看出，经济增长与环境治理投资之间存在格兰杰因果关系。短期内经济的增长能够导致环境治理投资的增加，但由于环境治理影响具有滞后性，所以当期环境治理投资的增加并不会引起经济的增长，但在下一期却能促进经济的增长。 　　上述研究结论表明，在保持河北省经济快速发展的同时，应坚定不移地治理环境污染问题。由于河北省经济增长与环境治理投资存在一定的长期稳定均衡关系，合理增加环境治理投资并不会影响经济增长速度，而且会在未来一段时间对经济增长有促进作用。因此，治理环境污染方面，增加环境污染治理投资仍然是有效的和必备的政策思路。同时，由于短期内经济增长能够导致环境治理投资增加，因此，一方面要强调加大环境治理投资力度；另一方面，又不能过分地强调环境治理投资的增加，却忽略了加快优化产业结构、淘汰落后产能、严控“两高”行业新增产能等根本的环境治理与优化之路。