一、问题的提出
1999 年国家正式实施西部大开发战略，西部地区的社会经济自此走上了快速发展的道路。
1991 年至 2011 西部地区的实际 GDP(1990 年为基期) 年均增长速度为 11. 6%，2007 年西部地区经济增长速度达到 14. 1% 以上，增速最快并超过了东部沿海地区经济发展速度，2011 年以 14. 0%的速度继续保持快速增长，全年共实现地区生产总值 99738. 26 亿元，按可比价格计算高于东部地区 3. 4%，高于中部地区 1. 3%，高于全国平均水平 2. 3%; 西部地区 GDP 与全国经济总量对比，1998 年西部地区 GDP 占全国 GDP 的 14. 6% ，2011 年占全国 GDP 的比重达到了 19. 2% ，为全国区域经济协调发展做出了突出贡献。西部地区的经济腾飞主要得益于工业的发展，1998 年西部地区工业增加值占 GDP 比重不到 40%，2011 年工业对GDP 增长的贡献率达到65. 2%，伴随第二产业的蓬勃发展是西部地区产业结构的严重失衡: 2011 年三次产业的比例为 12. 8: 51. 7: 35. 5，可见第二产业是西部经济增长的强驱动因素。西部地区的经济发展主要依靠资源消耗的粗放型发展模式，环境质量发生巨大变化。
1991 － 2011 年西部地区 GDP 与工业污染“三废”的排放量表现出整体增长的趋势如图 1 所示，由于数据单位不统一，以对数值来缩小差距。可以看到，工业烟尘的增长几乎与经济增长是同步的，工业废水的变动与 GDP 增长的关系不是很紧密，二氧化硫、烟尘、粉尘伴随 GDP 增长整体出现下降，1991 至1995 年、1996 至2006 年有局部上升的表现。2011 年，西部地区工业 SO2、工业烟粉尘、工业固体废物排放总量的增长率分别为7. 79% 、6. 25% 和 78. 66% ，而工业废水出现了负增长 16. 46%。与全国的各项污染排放总量相比较，工业 SO2、工业烟粉尘、工业废水、工业固体废物排放量占全国排放量的比重分别是 35. 67%、30. 42% 、19. 08% 、32. 98% 。除工业废水排放量之外，其他工业污染物排放量在全国排放量中的比重远超过了该地区 GDP 在全国的比重，单位GDP 的工业污染排放量均高于全国水平。2011 年西部地区主要污染物排放总量占全国总排量的 1/3; 全国万元 GDP 能耗水平最高的 10 个省份中，西部地区有 7 个省份。
根据《2007 年全国城市环境管理和综合整治年度报告》显示，西部地区的工业固体废物处置利用率不足 20%，远远低于全国 92. 26% 的平均水平; 全国工业烟尘、二氧化硫、粉尘的排放达标率分别为 90． 94%、90． 73%、90． 16%; 西部部分地区如新疆、内蒙古、甘肃、四川等地的烟尘和二氧化硫排放达标率不足 20%，粉尘排放达标率不足10% ，与全国平均水平差距较大，加大了未来治理的难度。西部地区生态环境脆弱的特殊性加大了环境修复的难度，因此，西部地区要实现经济发展和环境协调发展就显得尤为重要，对西部地区的经济发展和环境污染关系做出分析判断，寻求经济发展和环境质量之间的规律，不仅有助于改善西部生态环境质量，更有助于顺利实现新一轮的西部大开发，为区域经济可持续发展服务。
二、相关文献综述
经济发展和环境保护是博弈双方，如果发展经济就一定会造成环境污染，如果保护环境就可能阻碍经济的发展，如何做到经济与生态环境协调发展问题已经是全球面临的重大课题。经济发展和环境污染之间究竟存在什么样的关系，Grossman 和Krueger(1991) 提出环境库兹涅茨曲线(EKC) 来描述经济增长和环境污染程度二者之间的长期关系。
Panayotou(1993) 发 现二氧化硫、氮氧化物、SPM 三种污染物与人均收入的关系符合对数二次函数模型，呈现倒 U 型曲线。Arrow(1995) 提出了环境压力与经济增长之间呈倒 U 形关系的假说。
国内目前相关研究主要集中在资源消耗、环境污染与经济增长指标之间的分析，王瑞玲等(2005) 的研究表明，EKC 除了标准的“倒 U 型”，分地区、分阶段很可能出现“正 U 型”、“倒 U 型”、“三次曲线型”、“N”型等近似于 U 型曲线的轨迹。
毛晖等(2011) 发现经济增长与工业污染的关系在不同的经济区域差异显著。
高宏霞等(2012) 在进一步研究中得出东部沿海经济发达地区 EKC“拐点”比西部经济欠发达地区到来的时间较早，估算西部地区的“拐点”将在 2020 年后，问题是按照目前的发展模式很有可能在 EKC 的“拐点”到来之前，经济发展带来资源消耗和环境污染超出该地区的生态环境承载能力而面临系统崩溃的危险。
对于环境库兹涅茨倒曲线拐点的出现，李峰(2008) 认为治理环境污染的技术和政策能直接影响环境库兹涅茨倒曲线拐点的到来，而且对于解决环境问题效果非常显著。西部地区经济增长与环境污染的轨迹没有完全遵循传统的倒 U型曲线，而是正“U”型的发展轨迹，颠覆了经典的环境库兹涅茨曲线理论。
李飞(2012) 研究得出工业废气与经济增长之间为单调递增曲线，工业废水为“U”型与倒“U”型的交替出现曲线，工业固体废弃物为倒“U”型曲线的右边部分即上升阶段。也就是说西部地区的环境与经济增长之间的关系没有完全遵循“先恶化，后改善”变化规律，而是符合“总体恶化，局部改善”的状况。纵观目前研究发现，EKC 理论对于环境与经济发展矛盾所处的具体阶段很难进行很好地辨别。
此外，环境仅仅作为经济增长的一个约束因素，没有加入其它控制变量的监测，例如: 产业结构、环境治理技术、生产工艺等，从而得出环境污染问题会随着经济的发展自动得到解决的结论，可能误导西部地区经济发展走上粗放型的道路。
经济快速发展表现出与资源和环境持续恶性耦合的态势，如何打破这种状况? 脱钩理论提出应割断经济发展和环境污染、能源消耗之间的关系，经济增长的同时环境污染下降，实现经济发展与环境的绝对脱钩状态。目前，英国、法国、德国等西方发达国家已经实现了经济发展与环境污染的绝对脱钩，但是大多数国家或地区仍然处于经济发展与环境污染即将脱钩、相对脱钩甚至是负脱钩的状态，因此脱钩理论的研究有待进一步深入。
本文利用脱钩理论分析目前西部地区经济与环境污染的脱钩状态，结合环境库兹涅茨曲线理论验证西部地区 EKC 曲线轨迹。尝试建立以脱钩理论和环境库兹涅茨曲线为主的统一分析框架，以更全面的视角解读经济发展和环境污染的内在联系，侧重考察经济发展的不同阶段与环境污染的变化路径，致力于厘清不同经济发展阶段中凸现的环境矛盾，因此脱钩理论和环境库兹涅茨曲线的结合研究更加详实可靠。
三、研究方法与数据来源
(一) 研究方法
1． 脱钩理论和模型
脱钩理论是来源于物理学科领域的专业名词，目前广泛应用到资源环境研究方面，目的主要是为研究环境与经济的协调发展问题。世界经济合作与发展组织(OECD) 于 2001 年，首次提出并将脱钩理论正式应用于环境问题研究领域，研究经济发展和环境变化的绝对脱钩、相对脱钩状态，探讨经济增长与资源消耗和环境污染如何脱离关系。
脱钩理论研究主要集中在资源利用、环境污染、碳排放与经济发展的关系方面。Tapio 脱钩模型是目前研究经济与环境脱钩关系的主要方法，使用弹性概念动态地反映变量间脱钩关系。
w =Δdi/Di/Δg/G(1)
2． 环境库兹涅茨曲线模型
EKC 曲线表示经济发展与环境污染之间脱钩的实现轨迹，即随着经济的发展，环境污染先恶化，到达一个峰值后出现改善的趋势，从而实现了经济发展与环境污染强脱钩的最佳状态。这种随着经济发展水平的提高，环境污染会自然得到改善的假设理论，极易造成经济发展超出环境承载力范围，引起经济系统崩溃以及需要付出巨大的经济社会代价。因此，应该在 EKC 曲线拐点出现之前及时采取有效措施，使 EKC 曲线拐点提前出现或者向右侧移动(下降部分) ，最终实现经济发展与环境污染的强脱钩。
环境库兹涅茨曲线(EKC) 的一般计量经济模型:
Dit= ai+ β1(gdp)it+ β2(gdp)it2+ εit(2)Dit= ai+ β1(gdp)it+ β2(gdp)it2+ β3(gdp)it3+ εit(3)lnDit= ai+ β1ln (gdp)it+ β2ln (gdp)it2+ β3ln(gdp)it3+ εit(4)其中，Dit表示第 i 个地区在 t 年的污染排放量，ai表示第 i 个地区的常数项，β1、β2、β3为待估参数，gdpit表示第 i 个地区在 t 年的实际 GDP，εit表示随机干扰项。β1、β2、β3一般有以下 6 种关系变化:
(1) β1≠0、β2= β3= 0 时，污染排放和经济增长为线性关系，β1＞ 0 线性递增或 β1＜ 0 为线性递减，环境污染随着经济增长而增长，或者随着经济的下降而减少;(2) β1＞ 0、β2＜ 0，β3= 0 时，污染排放和经济增长为倒 U 形关系;(3) β1＜ 0，β2＞ 0，β3= 0 时，污染排放和经济增长为正 U 形关系;(4) β1＜ 0，β2＞ 0，β3＜ 0 时，污染排放和经济增长为倒 N 型关系;(5) β1＞ 0，β2＜ 0，β3＞ 0，污染排放和经济增长为正 N 型关系;(6) β1= β2= β3= 0 时，污染排放和经济增长没有任何关系。
(二) 数据来源
本文在选取样本数据过程中考虑到数据的可得性和样本的显著性因素，选取 1991—2011 年除西藏之外的 11 个省共 21 年的数据。在选取具体指标时，排污数据和经济数据是估计环境库兹涅茨曲线的基础，作为主要选取对象，生活污染物的排放量占总污染排放量的比重相对较少，所以选用工业污染指标来衡量环境污染程度，包括工业二氧化硫(SO2) 、工业烟尘排放总量(Soot) 、工业粉尘排放总量(Dust) 、工业废水排放总量(WasteWater) 、工业固体废物产生量(solid wastes) 五种指标为重点考察对象。经济发展指标使用历年 GDP平减指数(以 1990 年为基期) ，剔除物价上涨和通货膨胀因素影响换算成可比价格。经济发展数据来源于《中国统计年鉴》，环境污染各项指标数据来源于《中国环境统计年鉴》(均为 1990—2012) 。
四、实证分析
(一) 脱钩状态的测算与分析
对西部地区 1992 － 2011 年五种环境污染物与经济发展水平的脱钩状态进行测算(见表 2) 。
1992 年以来，西部地区除工业废水排放出现负增长的情况，经济增长 GDP 和环境污染排放各指标均出现持续快速增长，因此在根据(1) 式测算 Tap-io 脱钩指标时，重点考察表 1 中的△g ＞ 0 且△d ＞0 的情况即可。
从表 2 的脱钩状态的计算结果可以得出:
1． 工业二氧化硫在经历了 1992 年、1998 年和2000 年的扩张负脱钩后出现扭转，2007 年后表现出稳定的强脱钩状态。表中 1992 － 2011 年的脱钩系数值为 20 年脱钩系数的算术平均值，二氧化硫脱钩弹性系数是 0． 30，属于弱脱钩状态，且脱钩状态比较明显。
2． 工业烟尘和粉尘与经济的脱钩状态更加强劲，脱钩弹性系数分别 － 0． 35、－ 0． 02，总体状况表现出强脱钩状态。
3． 工业废水经历了 1992 年短暂的增长连结后，从 1993 年后表现出弱脱钩的稳态，2006 年后逐渐转变为强脱钩。
4． 工业固体废弃物自 1992 年起到 1997 年均呈现弱脱钩，1998 年起基本呈现的是扩张性负脱钩和弱脱钩交替的发展趋势。其总体表现仍然是弱脱钩，脱钩弹性系数 0． 77 ＞ 0． 3(二氧化硫的脱钩弹性系数) ，脱钩态势更强。
总体看来，西部地区经济发展与环境压力的脱钩趋势并不是很稳定，工业二氧化硫和工业固体废弃物与经济没有实现脱钩，并出现“总体恶化，局部有所改善”的状况。脱钩模型及脱钩弹性分析较为单一，脱钩指标也有一定的局限性，防止结论过于武断，需要进一步研究环境污染在经济发展的各个阶段表现出的路径变化，究竟是恶性耦合还是逐渐脱钩，因此需要构建西部地区的环境库兹涅茨曲线来验证。
(二) EKC 曲线的结果及分析
经过对西部地区五种不同污染物与经济增长水平之间的关系进行线性函数、对数线性函数、对数二次函数、对数三次函数的拟合，结果表明，对数三次函数是最优的方程形式(见表 3) 。对五种污染物与经济增长水平进行曲线模型回归，可以发现除工业废水之外，其他污染物的三次函数拟合优度较高，F 检验表明方程总体回归结果较显著，解释变量对被解释变量的解释性较强，模型构建具有一定的经济意义和可行性。以下公式中 x均代表 GDP 的对数值。
1． 工业二氧化硫出现递增的曲线状态，并且凸向纵轴，说明二氧化硫排放量随着经济增长而增长，但增长速度呈递减趋势(如图 2 所示) 。从曲线轨迹看目前还处在环境库兹涅茨曲线的左边部分，没有到达曲线的拐点处，经济发展与工业二氧化硫排放量没有实现脱钩。从二氧化硫与经济之间的这种变动规律，可以看出二氧化硫与经济脱钩的趋势较明显，应该及时加强对二氧化硫的治理，这将有助于促使环境库兹涅茨曲线拐点的出现，尽快实现与经济发展之间的脱钩状态。
2． 工业烟尘和粉尘呈倒 U 型曲线(如图 3、图 4所示) 。两种污染物排放量的拟合曲线符合环境库兹涅茨曲线的倒 U 型特征。烟尘的拐点出现于1998 年，粉尘的拐点很可能出现在 2000 年，拐点之后能实现与经济发展的绝对脱钩关系。由于烟尘和粉尘的排放直接影响空气质量，并且与人们的日常生活密切相关，成为优先治理目标。烟粉尘的处理和过滤技术容易应用，处理成本较低，收效比较明显。
3． 工业废水拟合曲线近似于线性。工业废水的拟合曲线以及各项回归指标都显示出与经济的关系较弱，经济增长对工业废水的影响不是很显著，模型总体不显著。西部地区处于长江、黄河的源头，水污染会经过河流流到长江、黄河的下游地区和城市，废水的排放表现出显著的负外部性，导致政府投资治理的外溢性较大，积极性不高。
1991 年以来工业废水的排放量局部有所下降，但降幅并不是很大，整体出现反弹，2011 年工业废水的排放量首次低于 1991 年的初始水平，与国家这一时期加大了废水治理投资力度有直接关系。西部地区云南、贵州、四川、甘肃、青海等地方污水处理设施不完善，严重影响污水的处理利用效率。
4． 工业固体废弃物的拟合曲线近似于线性，凹向纵轴，说明工业固体废弃物随着经济的发展表现出递增的趋势，增长速度递增(如图 5 所示) 。
西部地区发展轨迹仍然没有脱离“先污染后治理”的模式，这对脆弱的西部地区生态环境无疑是雪上加霜。工业固体废弃物的数量庞大、种类繁多、成分复杂、处理难度大，治理周期较长、治理成本较高、收效不显著，而且在治理过程中往往会产生二次污染，例如粉尘，污水等。此外工业固体废弃物对当前的危害不明显，主要是对后期的影响较大，逐渐渗入土壤和水体。这种时间转移特性会导致固体废弃物污染长期不断积累，故出现凹向纵轴的近似 U 型曲线轨迹。同时西部地区的重工业构成是以采掘、原材料加工、黑色冶金、石油化工等为主，造成工业固体废弃物的大量产生。
五、结论与建议
(一) 研究结论
本文将脱钩理论和 EKC 理论相结合综合考察西部地区环境污染排放与经济发展之间的关系，研究结论如下:
1． 西部地区从 1991 至 2011 年间工业二氧化硫、固体废弃物与经济发展呈现弱脱钩状态，而工业烟尘、粉尘、废水与经济发展呈强脱钩状态，也就是说环境污染与经济发展并未完全实现脱钩关系，即经济的增长和工业生产的发展都无可避免地产生污染。经济发展对环境污染排放有着非常重要的影响。
2． 利用曲线回归显示环境库兹涅茨曲线的轨迹，结果表明不同的污染物与经济发展之间的 EKC曲线轨迹不同: 西部地区工业烟尘、粉尘呈现明显的倒 U 型 EKC 曲线特征，说明能够得到有效的控制。而工业二氧化硫、废水、工业固体废弃物呈现微弱的 EKC 曲线特征，因此，此三种污染物的排放更加应该得到重视，因为它不像工业烟尘、粉尘容易控制，会随着经济的发展而出现扩大的趋势。
3． 五种不同污染物的脱钩关系和 EKC 曲线特征基本一致，与传统的环境库兹涅茨曲线轨迹不完全吻合，在相同经济发展阶段，环境质量出现的反复波动已经说明，西部地区的经济发展和环境污染之间的关系不会遵循经济发展到一定水平环境质量会自行得到改善的规律，需要一定的人为控制因素才可能改变。采取不同的产业结构布局和环境治理决策会直接影响脱钩关系和环境库兹涅茨曲线拐点的出现。
(二) 对策建议
西部地区要改善环境质量，树立生态文明理念，在经济发展过程中翻越“环境高山”、实现可持续发展。应该从以下几个方面考虑:
1． 政府和企业要走出“重经济发展、轻环境保护”的政策取向，合理调整产业结构，主动寻找治理环境污染的对策，而不是对环境盲目乐观认为随着经济发展会自然改善。
2． 环境治理决策应有所侧重。工业废气的排放会直接影响空气质量因此最先治理也最容易得到控制，但是工业固体废弃物的排放速度更快，对环境的危害更严重更突出，应该更加重视对该类污染物的治理投资。
3． 对于跨区域跨时间转移的污染物，应该使不同的区域和部门通力协作，防止区域和部门分割导致“治理污染”变为“转移污染”。原始污染物处理过程中产生的二次污染问题，也要纳入系统治理范围内。
