湖泊水质与经济发展关系研究
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［摘 要］本文利用２００８年中国４８个典型湖泊水质横截面数据，通过拟合湖泊水质环境库兹涅茨曲线对湖泊水质与经济发展之间关系进行了实证分析。研究结果表明：湖泊水质库兹涅茨曲线存在，并呈现出经典的倒“Ｕ”型，湖泊总磷、总氮浓度拐点分别出现在湖区人均生产总值为４７０８８元和５３２８９元附近；国内大多数湖泊仍处于水质倒“Ｕ”型曲线的左半段，已经越过ＥＫＣ拐点的湖泊仍有近一半的湖泊水质劣于（ＥＫＣ表示的）平均水平。在现阶段环境政策相对稳定的假设下，未来几年我国湖泊水质整体水平还将随着经济增长趋于恶化。
［关键词］湖泊水质；污染；经济发展；环境库兹涅茨曲线
［中图分类号］Ｆ２０５ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１６７２－２４２６（２０１２）０９－００４６－１０
一、引言
我国湖泊众多，根据国家科技部“十一五”期间进行的“中国湖泊水质、水量与生物资源调查”，２００６年，全国湖面面积１．０ｋｍ２以上的天然湖泊共有２６９３个，总面积８１４１４．６ｋｍ２，约占全国国土面积的０．９％。［１］中国经济的高速发展在大幅度改善人民物质生活水平的同时，也给国内湖泊环境带来了巨大的压力。近年来，大量工业和生活污染物直接或间接流向湖泊。以滇池、巢湖、太湖、洞庭湖和鄱阳湖为例，据统计，２０１０年，五大湖泊共接纳废水排放量４５．８亿吨，其中工业废水和生活污水占比分别为４７．６％和５２．４％；接纳化学需氧量５１．２万吨，其中工业化学需氧量和生活化学需氧量分别占４５．３％和５４．７％；接纳氨氮４．４万吨，其中工业氨氮占２７．３％，生活氨氮占７２．７％。①从２００６年至今，五大湖泊接纳化学需氧量和氨氮量有所降低，但废水接纳量仍未减少，甚至有增加的趋势（见表１）。
污染物的接纳使得我国湖泊普遍受到严重污染，富营养化状况令人担忧。国家环保部对近３０个重点湖库①水质进行的监测数据表明，２００４－２０１０年，水质为Ⅴ类或劣Ⅴ类的湖库占比一直维持在６０％左右，在污染最严重的２００６年，２／３的受监测湖泊水质都不优于Ⅴ类。（表２）根据《中国环境状况公报》，２０１１年监测的２６个重点湖泊（水库）中，中营养状态的湖泊占４６．２％，轻度富营养状态和中度富营养状态的湖泊（水库）比例分别为４６．１％和７．７％。
仔细观察表２，不难发现，２００４年以来，总体水质为劣Ⅴ类的湖泊占比存在一个先增加再减少的变化过程。这在图１中表现得更为明显。这一事实引起了我们进一步的思考：环境质量和经济发展之间可能存在环境库兹涅茨曲线是否也能在湖泊水质变动上得以体现？如果答案是肯定的，我国有哪些湖泊的水质已经越过拐点，哪些还处于水质恶化阶段？除分析某一特定湖泊的水质指标长跨度的时间序列数据外，还可以通过考查同一时期不同湖泊的水质横截面数据来探究湖泊水质和经济发展之间的关系。本文试图通过第二种方法来拟合中国典型湖泊水质的环境库兹涅茨曲线从而对以上问题进行回答。
文章结构安排如下：第二部分简要回顾了国内外有关环境库兹涅茨曲线的实证文献；第三部分对数据和计量模型进行说明；第四部分讨论实证分析结果；最后对全文进行总结。
二、文献回顾
半个多世纪前，西蒙·库兹涅茨（Ｋｕｚｎｅｔｓ，１９５５）开创性地提出了一条假说：随着经济发展，一个国家或地区的收入分配不平等程度将经历先增加后减小的过程。［２］后人把收入分配差距和经济发展之间的倒“Ｕ”型曲线关系称之为“库兹涅茨曲线”。２０世纪９０年代初，Ｇｒｏｓｓｍａｎ和Ｋｒｕｅｇｅｒ（１９９１）、Ｓｈａｆｉｋ和Ｂａｎｄｙｏｐａｄｈｙａｙ（１９９２）等研究均发现，环境质量随人均收入的增加也表现出倒“Ｕ”型变化趋势［３，４］。Ｐａｎａｙｏｔｏｕ（１９９３）则将“库兹涅茨曲线”概念引入环境经济学，形成了“环境库兹涅茨曲线（Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｋｕｚｎｅｔｓ Ｃｕｒｖｅ，ＥＫＣ）”假说［５］。一般意义上的ＥＫＣ是指：在经济发展初期，环境质量随人均收入的增长不断恶化，当收入越过某一特定的转折点后，环境状况将逐渐得到改善。
此后，国内外关于环境库兹涅茨曲线的实证研究如雨后春笋般出现。这些文献在研究内容（主要体现在环境指标的选取）、数据和方法上有所不同，研究结论也存在差异。
在环境指标方面，研究者已将视线从单一的大气污染物［６，７］（ＳＯ２、ＮＯｘ、ＣＯ、ＣＯ２等）转移到水体污染物［４，８，９］（重金属、溶解氧、氮／磷、生化需氧量等）、固体废物［１０，１１］、生态资源［４，７，１２］（耕地、森林、生物多样性、清洁水短缺率）甚至交通耗能［１３］上来。随着数据的丰富和计量手段的进步，实证研究由早期的基于跨国横截面数据［５，１４，１５］向基于时间序列数据［１６－１８］和面板数据［６，１６，１９，２０］转变；模型的选择空间也越来越大，从二次曲线模型、（双）对数模型拓展到更为复杂的固定（或随机）效应模型［１３，２１］和半参数、非参数回归模型［２２－２４］。通过这些模型拟合出来的环境库兹涅茨曲线形状各异，除了典型的倒“Ｕ”型曲线［１６，２５－２８］外，学者们还陆续发现了正“Ｕ”型［２９，３０］、正“Ｎ”型［３１，３２］、倒“Ｎ”型［３３，３４］以及单调（递增或递减）型［１２，２１，２４］曲线。
国内学者对环境库兹涅茨曲线研究起步相对较晚，且多集中于工业污染物（尤其是大气污染物）。张晓（１９９９）在分析１９８５－１９９５年中国大气污染物浓度和排放量的时间序列数据后证实了倒“Ｕ”型库兹涅茨曲线的存在，并认为中国的大气污染在１９９７年前后进入转折期。［１７］李周和包晓斌（２００２）利用１９８１－１９９９年中国分省的工业“三废”排放量（工业固体废物是产生量）数据估计出了典型的倒“Ｕ”型ＥＫＣ，只是在转折时间点上比张晓（１９９９）的结论有所推迟。［１１］包群等（２００５）在分析１９９６－２００２年六类污染指标的省际面板数据后发现不同污染度量指标与收入之间的曲线关系存在着较大区别，其中工业废水排放、二氧化硫与人均ＧＤＰ具有库兹涅茨倒“Ｕ”型曲线关系，工业粉尘排放与人均ＧＤＰ具有“Ｎ”型曲线关系，工业固体废弃物排放与人均ＧＤＰ具有“Ｕ”型曲线关系，而工业废水中污染物化学需氧量、工业烟尘排放量则与人均ＧＤＰ之间存在线性关系。［３５］