EN中文

经济地理 >

2020 , Vol. 40 >Issue 2: 31 - 40

DOI: https://doi.org/10.15957/j.cnki.jjdl.2020.02.004

区域经济理论与方法

中国能源利用、经济增长演进对生态环境的脉冲响应

  • 关伟 , 1, 2 ,
  • 金一 , 1, ※
展开
  • 1.辽宁师范大学 地理科学学院，中国辽宁 大连 116029
  • 2.辽宁师范大学 海洋经济与可持续发展研究中心，中国辽宁 大连 116029
※金一（1992—），男，辽宁大连人，博士研究生。主要研究方向为产业演进与资源配置。E-mail：。

关伟（1959—），男，辽宁岫岩人，教授，博士生导师。主要研究方向为区域经济与产业规划。E-mail：。

收稿日期: 2019-05-13

  修回日期: 2019-10-23

  网络出版日期: 2025-04-01

基金资助

国家自然科学基金项目(41771132)

辽宁省教育厅人文社会科学研究专项项目(H201783630)

北京市重点实验室2019年度开放基金(MCR2019QN16)

收起

Analysis of the Impulse Response of China's Energy Utilization and Economic Growth to the Ecological Environment

  • GUAN Wei , 1, 2 ,
  • JIN Yi , 1, ※
Expand
  • 1. School of Geographical Sciences，Liaoning Normal University，Dalian 116029，Liaoning，China
  • 2. Research Center for Marine Economy and Sustainable Development，Liaoning Normal University，Dalian 116029，Liaoning，China

Received date: 2019-05-13

  Revised date: 2019-10-23

  Online published: 2025-04-01

Fold

摘要

能源资源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，能源、环境、经济三者之间相互作用、相辅相成。为厘清能源利用与经济增长对生态环境的复杂影响，文章构建了能源利用、经济增长和生态环境评价指标体系，在对三者的时序演进性分析的基础上，探讨了能源利用、经济增长对生态环境的冲击程度，并进行影响因素分析，主要结论如下：①2001—2016年，能源利用水平在逐步提高，但整体水平较弱。经济增长水平发展趋势良好，但仍然存在地区差距。生态环境各地区差异明显。②空间格局上，能源利用呈现出以点带面的特征，经济增长整体呈现东部大于中西部的特征，生态环境前期南方落后于北方，后期各省市得到平稳发展。③东部地区对生态环境的冲击力度整体呈现出经济增长大于能源发展，且首期至中期最为显著。中部地区对生态环境的冲击力度整体而言经济增长和能源利用大致持平，在首期和中期时冲击较为明显。西部地区对生态环境的冲击力度整体上呈现出能源发展大于经济增长，至中期时最为明显。

关键词： 能源利用; 经济增长; 生态环境; 脉冲响应分析; 绿色发展; 清洁能源

本文引用格式

关伟 , 金一 . 中国能源利用、经济增长演进对生态环境的脉冲响应[J]. 经济地理, 2020 , 40(2) : 31 -40 . DOI: 10.15957/j.cnki.jjdl.2020.02.004

Abstract

Energy resources are crucial material bases for human society's survival and development. The interaction amongst energy, environment and economy complements each other. In order to clarify the complicated influence of energy utilization and economic growth on the ecological environment, this paper constructs impacting degree of energy utilization and economic growth on the ecological environment and analyzes the influencing factors. The main conclusions are as follows: 1) In 2001-2016, energy utilization was gradually improving, nevertheless the overall level was still low. The trend of economic growth was good, notwithstanding there were still regional gaps. The ecological environment obviously differed from region to region. 2) Concerning the spatial pattern, energy utilization reveals the characteristic of point-to-face, and the overall economic growth shows the characteristics that the East's economic growth is greater than that of the central and western regions. The ecological environment was backward in the south on the early stage, nonetheless in the later period all provinces and cities have developed steadily. 3) The overall impact of the region on the ecological environment shows that economic growth is greater than energy development, and especially palpable from the first stage to the middle. The impact of the central region on the ecological environment in general is roughly the same with the economic growth and energy development, and the impact is more obvious in the first and middle periods. The impact of the western region on the ecological environment shows that energy development is greater than economic growth as a whole, and most obvious in the middle term.

Key words： energy utilization; economic growth; ecological environment; impulse response analysis; green development; clean energy

李文彦先生曾提出：在国家现代化发展的背景下，如何因地制宜、合理布局能源产业，深入落实环境保护方针，是未来能源可持续发展的重要前提[1]。能源资源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，能源、环境、经济三者之间相互作用、相辅相成。由于资源禀赋的差异性，处于不同经济发展时期的世界各国家及地区都存在一定程度的能源供需矛盾，制约着当地经济建设的稳步推进。同时，能源资源在开发、利用过程中所引发的环境污染、生态平衡等能源环境问题，是国际环境问题愈发突出的重要来源，并反作用于各国家及地区的能源、经济发展战略与政策。尤其是改革开放以来，伴随着国家工业经济的快速发展，我国能源利用问题日益凸显，所引发的生态环境问题已经成为制约经济发展的壁垒。因此如何保持能源、环境、经济的可持续发展成为了当今社会亟需解决的重要问题。我国能源的资源结构、生产结构、消费结构均以煤炭为主，解决未来能源需求问题的关键在于优化能源结构，同时要兼顾地区经济效益与生态环境效益[2]。因此，探寻能源、环境、经济三者之间的互动状态并解决其发展进程中所存在的问题，是区域全面协调可持续发展的重要方式手段，对于针对性解决我国能源利用、经济发展、生态环境保护中存在的问题具有十分重要的理论参考价值。
在过往的研究成果中，我国学者对于能源、环境、经济问题的探讨重点集中在以下几个方面：①能源、环境、经济系统耦合协调模型的建立。例如：盖美[3]等将碳排放效率拆解为技术、纯技术、规模3种效率以作为碳排放系统的评价指标，进而建立起区域碳排放—经济发展—环境保护耦合协调评价体系；逯进等以系统耦合机制以及跃迁模式为基础，构建了能源、环境与经济三系统耦合模型[4]；薛乃川等运用复合系统原理，构建了新疆能源、经济与环境复合系统的协调度模型[5]。②能源、环境、经济耦合协调发展时空特征的总结。例如：宋永永等以晋陕蒙接壤区为例，探讨了2000—2015年该地区人居环境与经济协调发展的时空特征[6]；逯进等对山东省2001—2013年能源、环境、经济三系统之间协调关系的动态演化特征进行了研究[4]；王宪恩等以欧美及亚洲地区的8个典型国家为例，运用修正后的耦合协调发展度模型对各国家1961—2011年能源环境与社会经济的耦合协调特征进行了总结分析[7]。③能源、环境、经济系统协调度的科学测算。例如：薛静静等利用Malmquist生产率指数方法对2000—2010年我国能源输出和输入大省的能源消费经济绩效、环境绩效变化趋势进行了深入研究[8]；苏静等对2004—2010年我国30个省域能源、环境、经济系统协调度进行科学测算[9]；同时，学者们还关注了可持续能源发展的对策方案探讨[2]以及能源、环境、经济系统协调度的动态演进趋势研究[9]等。国外学者对于能源、环境、经济问题的探讨主要集中在各子系统要素之间矛盾关系的解析以及协调发展综合评价两个方面，相关文献呈现出静态研究向动态研究转变、定性现状分析向定量趋势评价转变的特征[10]。但由于学者们所选择的研究时段、模型方法乃至世界各国实际国情的不同，相关成果对矛盾关系的研究结论[11⇓-13]尚未实现统一，对协调发展综合评价[14-15]的成果数量相对有限。
当前，我国是全球最大的能源消费国。2017年，能源消费量约占全球能源消费的23.2%，能源消费增长量约占全球能源消费增长的33.6%，我国已连续17年成为全球范围内增速最快的能源市场，在全球能源低碳转型进程中具有重要地位和影响。2019年，李克强总理在政府工作报告中的能源相关政策对能源环境与能源经济的发展提出了明确要求：能源环境方面，要深入推进污染防治，进一步降低能源利用所产生的污染物排放量，加强对工业、燃煤等污染源的治理工作；能源经济方面，要壮大绿色环保产业，加快火电、钢铁等高能耗行业的超低能耗改造，强化煤炭清洁利用，解决风、光、水电等可再生能源的消纳问题。
然而，通过对过往研究成果的梳理、总结发现，受到数据可获取性、模型方法、指标评价体系等不同因素的影响，当前学者对我国能源、环境、经济三者之间演化的互动状态及问题大多基于静态分析，且实证研究所得结论存在一定差异性，可供未来国家能源可持续利用的实证研究及理论探讨相对不足。其次，能源、环境、经济三者之间互动关系的研究多以经济学视角为主，缺乏地理学视角下对其时空分异特征的揭示。基于此，本文以中国30个省域为研究对象，运用脉冲响应函数测度2001—2016年中国能源利用、经济增长对生态环境的冲击程度，深入探讨能源、环境、经济系统的作用过程并总结其内在影响机制，以期为未来能源资源的可持续利用及能源、环境、经济系统的良性互动提供一定的参考和建议。
表1 中国能源利用、经济增长、生态环境测度指标体系

Tab.1 China energy utilization, economic growth, ecological environmental measurement index system

目标层A 指标层B 指标层C
能源利用 利用现状 能源消费总量（万t）
非化石能源占能源消费总量比重
单位GDP能耗（t标准煤/万元）
发展潜力 能源工业投资额（亿元）
能源消费弹性系数
经济增长 经济规模 工业总产值（亿元）
第三产业增加值（亿元）
固定资产投资额（万元）
社会消费品零售总额（亿元）
经济潜力 财政支出比重
第三产业比重
经济密度（亿元/km2）
生态环境 环境污染 工业废水排放量（万t）
工业SO2排放量（t）
工业烟尘排放量（t）
环境治理 工业固体废物综合利用量（万t）
环境治理强度

1 数据来源与指标选取

1.1 数据来源

基于数据的可获取性以及研究方法测度的需要，本文选取2001—2016年全国各省、市、自治区（不包括港澳台藏）的数据，数据来源于《中国统计年鉴》《中国能源统计年鉴》《中国环境统计年鉴》《中国城市统计年鉴》、国家统计局网站。

1.2 指标选取

于洋等在对能源—经济—环境—科技四元系统可持续发展研究中详细论述了耦合在多系统协调发展中的意义及作用，指出：耦合的约束条件是协调，其意在实现多系统的相互制约与共同发展[10]。基于能源—经济—环境三元系统的复杂状态及其对地区可持续发展的重要性，本文充分参考耦合机理构建了中国能源利用、经济增长、生态环境测度指标体系，重点研究能源利用、经济增长对生态环境的冲击影响程度，指标选取方面参考国内相关专家学者界定[16⇓-18]，基于科学性、代表性、可获取性、完整性原则，具体指标选取及说明如下：
①能源利用指标层：考察我国能源的利用现状及发展潜力。利用现状方面，分别选取能源消费总量、非化石能源消费占比、单位GDP能耗三项指标来表征能源的消费总量、消费结构、经济效率；发展潜力方面，分别选取能源工业投资额、能源消费弹性系数两项指标来表征能源工业未来基础设施建设、能源工业水平趋势。
②经济增长指标层：考察我国的经济规模及经济潜力。经济规模方面，选取工业总产值、第三产业增加值、固定资产投资额、社会消费品零售总额四项指标来表征经济总体水平；经济潜力方面，选取财政支出比重、第三产业比重、经济密度三项指标来表征未来经济发展活力及前景。
③生态环境指标层：考察我国的环境污染程度及环境治理水平，以揭示生态环境的整体情况。环境污染方面，由于环境污染来源广泛且环境质量评价参数复杂多样，本文重点探讨对生态环境影响最大的工业行业，选取工业废水排放量、工业SO2排放量、工业烟尘排放量三项指标来表征环境污染程度；选取工业固体废物综合利用量、环境治理强度两项指标表征环境治理水平。

2 研究模型

2.1 脉冲响应函数

向量自回归模型[19]（Vector Auto-regression Modle，VAR），最早由Sims于1980年提出，通常用于刻画时间序列系统的关联和随机扰动项对变量系统的动态影响，具有从区域经济事件序列中获取跨区域信息或规律的优势。 V A R p模型的数学表述为：
y t = B x t + A 1 y t - 1 + A 2 y t - 2 + … A p y t - p + ε t
式中： y t为k维内生变量向量； x t为 d维外生变量向量； t = 1,2 , … , T（ T为样本个数）； P为滞后阶数； A 1 , A 2 , … , A p和 B分别为系数矩阵； ε t为 k维扰动向量。基于以上模型，通过Eviews 8.0软件对生态环境受能源消耗、经济增长冲击的结果进行脉冲响应测度。
平稳性检验和协整性关系检验是进行脉冲响应的基础。①平稳性检验。本文采用ADF检验和PP检验验证各项时间序列数据的平稳性。结果显示，所有变量在5%的水平下均是平稳的；②协整关系检验。一般通过协整检验来测定时间序列之间是否存在长期均衡关系和短期波动。

2.2 影响因素模型设定

参考先前学者的研究方法[20-21]，并结合影响因素的选取，本文采用广义矩估计方法（GMM），以生态环境为被解释变量，以能源利用和经济增长为解释变量，分析生态环境与能源消耗和经济增长的相互作用程度，设定回归模型如下：
l n X i t = β 0 + β 1 I S i + β 2 T I i + β 3 O P i + β 4 G I i + ε i
式中：X代表生态环境；IS代表能源消耗；TL代表经济增长； ε i为误差项。

2.3 熵权TOPSIS

熵权TOPSIS法是熵权法和TOPSIS法的组合。传统TOPSIS模型的权重是事先确定的，而基于熵权法改进的TOPSIS模型能够很好去除这一主观赋权对分析结果的影响[22-23]，本文参照环渤海地区人海经济系统环境适应性评价方法[24]对模型进行了构建，具体步骤如下：
①数据标准化处理。公式为：
r i j = v i j - m i n v i j m a x v i j - m i n v i j ; r i j = m a x v i j - v i j m a x v i j - m i n v i j
式中：vij为第i个指标第j年的初始值；rij为第i个指标第j年的标准化值；i=1，2，…，m（m为评价指标数）；j=1，2，…，n（n为评价年份数）。
②确定指标权重：
w i = 1 - H i / m - ∑ i = 1 m H i
式中：信息熵 H i = - 1 / l n n ∑ j = 1 n f i j l n f i j；指标的特征比重 f i j = r i j / ∑ j = 1 n r i j。
③构建评价矩阵。运用熵权wi构建加权规范化评价矩阵Y，具体计算公式为：
Y = y i j m × n ,   y i j = r m n × w n
④确定正负理想解。设 Y +为评价数据中第i个指标在j年内的最大值，即最偏好的方案，称为正理想解； Y -则为最不偏好的方案，称为负理想解，其计算方法见公式：
Y + = m a x 1 ≤ i ≤ m y i j i = 1,2 , … , m = y 1 + , y 2 + , … , y m +
Y - = m i n 1 ≤ i ≤ m y i j i = 1,2 , … , m = y 1 - , y 2 - , … , y m -
⑤距离计算。令 D j +为第 i个指标与 Y i +的距离，   D j -为第i个指标与 Y i -的距离，计算方法见公式：
D j + = ∑ i = 1 m y i + - y i j 2 ; D j - = ∑ i = 1 m y j - - y i j 2

3 结果分析

3.1 能源利用、经济增长、生态环境演变特征分析

根据对中国能源利用、经济增长、生态环境的测算结果，应用核密度估计绘制三个系统的Kernel图（图1），应用ArcGIS绘制三系统的空间分布状况（图2），分别揭示中国能源利用、经济增长、生态环境的时间及空间演化特征。在时间节点的选择上，由于核密度估计是一种从数据本身出发研究数据分布特征的方法，因此较短的时间序列无法呈现出数据的变化趋势及特点。本文的研究期为2001—2016年，考虑到2000年后国家进入新城建设高速发展期，能源、经济、环境等波动性较大，同时，2008年金融危机的影响，也在一定程度上影响我国经济、环境、能源利用状况，因此本文在保证较长时间序列的基础上，选取研究期内具有代表性特征的首末年份2001和2016年以及中间年份2008年，以反映各研究阶段的整体情况。
图1 中国能源、经济和环境的核密度分布

Fig.1 Nuclear density distribution of energy, economy and environment in China

图2 中国能源、经济和环境的空间分布

Fig.2 Spatial distribution of energy, economy and environment in China

3.1.1 能源利用、经济增长、生态环境的时间分异

3.1.1.1 能源利用方面

①从位置上看，2001、2008和2016年的函数中心整体呈现出右移趋势，说明我国能源发展水平正在逐步提高。其中2001—2008年右移幅度大于2008—2016年，说明中国能源发展水平提升出现了放缓的趋势。②从形状上看，2001和2008年波峰较为陡峭，且呈现双峰分布，说明出现两极分化情况。2016年波峰较为和缓，且呈单峰分布，差距逐渐缩小，说明我国能源发展水平经历了由两极分化到地区差距逐步缩小的过程。具体来看，虽然能源利用发展较好的地区提升速度较快，而水平低的地区发展速度较慢，但是总体上两极分化趋于均衡。③从峰值来看，中国能源发展呈现出由尖峰向宽峰发展的趋势，3个年份均分布在中间值区域，且顶峰高度下降明显，但低水平峰值逐渐提高，说明中国能源利用水平在逐步提高，但整体水平仍旧偏弱。

3.1.1.2 中国经济发展水平

①从位置上看，2001、2008、2016年的函数中心整体右移，其右移幅度大致相当，说明中国经济发展水平在逐年稳步提升；②从形状上看，2001年较为陡峭，说明我国在经济发展初期时水平较低，2008和2016年较为缓和，且3个年份都呈单峰分布，说明中国经济发展水平各地区之间差距在缩小；③从峰值上看，中国经济发展水平呈现尖峰向宽峰的转变过程，2001年分布在较低值区域，2008和2016年分布在中间值区域，高值区域不断右移，且波峰逐渐下降，说明中国经济增长水平发展趋势良好，但地区差距仍然存在。

3.1.1.3 中国环境发展水平

①从位置上看，2001—2016年，曲线出现了轻微的向左偏移，说明中国生态环境水平有待提高；②从形状上看，3个年份波峰呈陡峭状态，2001年呈现双峰状态，2008和2016年呈现单峰状态，说明中国的环境水平由两极分化到地区差距逐步缩小，环境水平得到了提高；③从峰值上看，2001年两峰分布在中间值和较高值的区域，2008和2016年峰值分布在中间值区域，说明水平较高地区增速变缓，顶峰高度出现上升趋势，说明中国环境水平各地区存在差异。

3.1.1.4 三者的综合发展情况

2001—2016年，能源利用与经济发展水平在位置、形状和峰值上的变化趋势较为吻合，源于二者之间的增长关系密切相关，经济发展水平决定着能源资源的需求及消费量，同时能源资源的供应状况又反作用于经济发展水平。环境发展的趋势与前两者存在差别，受区域差异的影响较大。总体来看，经济增长伴随着能源资源的巨额消费，同时引发碳排放量的增加，进而造成环境污染，反抑制经济水平的提升。进一步来说，能源消费所造成的环境污染，应当最小化生态环境代价来得到稳定的经济增长。经济增长会带动生态环境的改善，但确保经济增长保持在多大效率的前提下来改善生态环境水平是当前亟待解决的难题。

3.1.2 能源利用、经济增长、生态环境的空间分异

如图2所示，能源利用、经济增长、生态环境在空间上形成了不同的格局，具体如下：
能源利用在研究期内发展趋势良好，呈上升态势。初期阶段，仅有山西、山东和贵州等省市能源利用良好；中期阶段，能源利用结构进一步优化，能源资源得到更大规模利用，各省市能源利用水平均显著提高，以内蒙古、河北和广东最为明显；后期阶段，随着可再生能源和新能源的广泛应用，能源利用结构逐步完善，研究区域内各省市能源利用情况良好。
经济增长在研究期内呈上升趋势。初期阶段，受改革开放浪潮影响，东部沿海省市率先发展起来，各省市经济发展势头迅猛，经济增长明显；中期阶段，中部省市也逐渐崛起，经济结构逐步优化，经济水平得到快速提升；后期阶段，在国家政策的引领和扶持下，工业产值持续增长，产业结构得到优化升级，经济发展势头良好，但仍以东部沿海省市经济发展最好。
生态环境在研究期内逐渐向良好的趋势发展。初期阶段，北方省市生态环境整体优于南方；中期阶段，随着生态环境保护意识的提高以及政府调控力度的加大，生态环境得到了实质性改善，此阶段东部省市生态环境优于内陆地区；后期阶段，随着产业结构的优化升级以及绿色新兴产业的布局，生态环境水平快速提升，各省市生态环境水平均取得了质的飞越。

3.2 各省市能源利用、经济增长对生态环境的脉冲响应分析

通过核密度和ArcGIS分布图可以分析出三个系统的时空演化特征，但是无法揭示三者间具体的影响关系。因此，本文运用VAR模型对中国30个省、市、自治区能源利用、经济增长对生态环境进行脉冲响应分析，探讨其内在关系，分别得到各省市能源利用对生态环境、经济增长对生态环境的脉冲响应图，对各省市脉冲结果的响应程度和响应趋势进行分类，具体驱动特征见表2。
表2 中国能源、经济冲击环境的脉冲响应比较

Tab.2 Comparison of impulse response of energy and economic impact environment in China

区域 省份 脉冲响应变化特征
东部 北京 经济对环境的负向冲击显著，最大达到14.6%，且后期逐渐变小；能源对环境的冲击较小，且逐渐趋于平缓
天津 经济和能源对环境的冲击波动较一致，但能源波动趋势明显
河北 经济和能源对环境呈现明显的正负波动，但经济的负向冲击显著，能源对环境的正向冲击显著出
辽宁 经济对环境的负向冲击显著，且最高达到4.9%；能源对环境除第四期外，其它各期都呈现正向冲击，并逐渐减小
上海 经济对环境具有强烈的正负波动，能源对环境的冲击具有滞后性
江苏 经济和能源对环境的冲击前期负效应显著，逐渐趋于平缓
浙江 经济和能源对环境的冲击都具有显著的波动，不同的是经济是负向波动，能源是正向波动
福建 经济和能源对环境的冲击都具有强烈的正负波动，不同的是能源前期波动较大，经济后期波动较大
山东 经济对环境的负向波动明显，能源对环境的正向波动明显，但都在后期趋于平缓
广东 经济和能源对环境的冲击都具有明显的正负波动，并在后期趋于平缓
海南 经济和能源对环境的冲击都具有明显的正负波动，并在后期趋于平缓
中部 黑龙江 经济和能源对环境前期呈现负向冲击，在第三期时开始呈正向趋势发展
吉林 经济和能源对环境的冲击都具有明显的正负波动
山西 经济和能源对环境的冲击都具有明显的正负波动，并逐渐趋于平缓
河南 经济对环境的正向冲击显著，并逐渐减小；能源对环境前期的负向冲击显著，但后期逐渐趋于平缓
安徽 经济对环境具有明显的正负波动，能源对环境的负向冲击逐渐显著
江西 经济和能源对环境的冲击都具有明显的正负波动，并逐渐趋于平缓
湖北 经济和能源对环境前期的正向冲击显著，在5、6期呈负向冲击，并逐渐趋于平缓
湖南 经济和能源对环境的冲击都具有明显的正负波动
西部 四川 经济和能源对环境的冲击都具有明显的正负波动，但能源在第四期时达到了56%，随后逐渐趋于平缓
重庆 经济对环境的负向冲击显著，并逐渐趋于平缓；能源对环境的正向冲击显著
贵州 经济和能源对环境的冲击逐渐趋于平缓
云南 经济和能源对环境的冲击都具有明显的正负波动
陕西 经济和能源对环境的冲击都具有明显的正负波动
甘肃 经济对环境前期的负向驱动明显，但后期逐渐减小；能源对环境前期的正向驱动明显，并在后期逐渐趋于平缓
青海 经济和能源对环境前期冲击明显，但后期逐渐趋于平缓
宁夏 经济和能源对环境的冲击都具有明显的正负波动
新疆 经济和能源对环境的冲击都具有明显的正负波动
广西 经济和能源对环境的冲击都具有明显的正负波动
内蒙古 经济和能源对环境前期冲击明显，但后期逐渐趋于平缓
①东部地区：东部地区整体上呈现出经济增长对生态环境的冲击大于能源发展对生态环境的冲击，且首期至中期最为明显。在经济增长的初期阶段，更多的是经济发展对资源的索取和对环境的污染，虽然经济效益显著提升，但生态环境遭受重创，环境压力较大；至中期时冲击逐渐趋于平缓，更多的资本投入到环境治理中，生态环境逐渐得到改善。山东、广东两省经济基础雄厚，经济增长稳步提升，对生态环境的冲击力度较小，到末期时冲击逐渐趋于平缓。北京、上海、江苏、浙江、福建等地经济增长对生态环境的冲击明显大于能源利用，这些地区经济发展迅猛，环境治理强度较大，尤其是福建在第二期时达到峰值0.65。河北、辽宁、天津、海南经济增长对生态环境的冲击与能源发展对生态环境的冲击相持平。
②中部地区：中部地区整体而言经济增长和能源利用对生态环境的冲击力度大致持平，在首期和中期时冲击较为明显。中部地区经济增长低于东部发达地区，能源利用水平略逊于西部，二者对于生态环境的冲击程度较东部和西部较小。山西、江西两省经济增长对生态环境的冲击与能源发展对生态环境的冲击呈对称分布，在能源和经济冲击下，环境投资增加，表明经济增长与能源利用共同作用于生态环境。吉林在首期时生态环境受能源发展的冲击呈正响应，受经济增长冲击呈负响应，随着时间的推移，经济增长和能源利用对生态环境的冲击趋于平稳。黑龙江、安徽、河南、湖北在初期时经济增长对生态环境的冲击略高于能源利用冲击，但随着时间的推移，二者对生态环境的冲击呈现较平稳的趋势。
③西部地区：西部地区整体上呈现出能源利用对生态环境的冲击大于经济增长对生态环境的冲击，在中期时较为明显。在初期时，由于西部省市资源禀赋充足，能源开采力度大，对生态环境冲击较明显。至中期时，随着人地关系的和谐发展，生态环境的改善成为了改革的重要内容，能源利用对生态环境的冲击逐渐趋于平缓。经济水平的快速增长加速了能源资源消耗，进一步对环境质量产生了一定影响，但仍小于能源利用所造成的冲击。四川、重庆、贵州、甘肃、广西，内蒙古等地能源利用对生态环境的冲击明显大于经济增长的冲击；重庆、贵州、甘肃、新疆、广西等省市在初期时响应明显，甘肃在第3期达到峰值0.1628；四川、陕西、宁夏在中期时响应明显，四川在第4期峰值达0.0506；内蒙古在末期时响应明显，在第8期时峰值达0.1136；云南、青海响应较弱。
总体来看，东部地区能源利用与经济增长对生态环境冲击的差别最大，中部次之，西部最小。一方面，从经济发展速度来看，东部地区经济发展较快、中部地区次之、西部地区较慢，各城市经济发展的过程中对能源的消耗和环境的破坏存在一定差异。另一方面，从三大区域能源资源禀赋来看，中部和西部地区能源资源优势明显，但消费速度慢于东部地区，进而对生态环境造成的冲击趋势也有所不同。
图3 东部地区能源、经济冲击环境的脉冲响应图

Fig.3 Impulse response diagram of energy and economic impact environment in eastern region

图4 中部地区能源、经济冲击环境的脉冲响应图

Fig.4 Pulse response diagram of energy and economic impact environment in the central region

同时能源利用与经济增长对生态环境的冲击较符合中国发展的实际轨迹。我国在过去较长一段时间内处于重工业优先发展期，高能耗产业伴随着大量的能源资源消费及一定程度的生态环境破坏。随着时间的推移，产业结构不断优化升级，为了保证能源消耗在合理范围内，需要在开发新型能源的基础上保证其利用效率。同时，经济增长方式也随之改变，可持续发展观念深入落实，积极促进了能源利用、经济增长和生态环境之间相对平衡的发展。
图5 西部地区能源、经济冲击环境的脉冲响应图

Fig.5 Pulse response diagram of energy and economic impact environment in western region

3.3 能源利用、经济增长与生态环境的相关性分析

运用Stata 14.0对我国2001—2016年能源利用（利用现状X1、发展潜力X2）、经济增长（经济规模X3、经济潜力X4）对生态环境的冲击影响进行GMM分析（表3），发现各指标对生态环境影响程度存在较大差异。
表3 能源和经济对环境影响因子的参数估计结果

Tab.3 Parameter estimation results of economic and energy impacts on environmental impact factors

变量 系数 标准差 Z统计量
constant 2.8333580*** 0.5046796 0.05
X1 0.1332187 2.6839060 2.70
X2 -0.5699938*** 0.2112222 2.29
X3 0.3235188** 0.1410492 -3.37
X4 -1.4563390*** 0.4326166 5.61

注：“***”为1%的显著水平，“**”为5%的显著水平，“*”为10%的显著水平。

具体来看：能源发展潜力1个单位的负向变化，将引起生态环境系数0.57%的降低。随着能源资源消费量的不断增加，对生态环境产生的影响也逐渐增强，引发了不同程度的生态环境破坏。因此，未来国家必须加强绿色清洁能源的开发与普及，尽可能在最小成本消费能源资源和确保生态环境质量的状态下实现经济效益的最大化；
经济规模的大小也对生态环境产生了较大的影响，1个单位的正向变化引起生态环境0.32%的增加。在经济发展初期，对生态环境产生了较大的破坏，但随着经济水平的不断提升，国家政策引导、科技扶持、资金投入使得生态环境破坏现象得到有效控制。
经济潜力1个单位的负向变化，表明经济潜力与生态环境呈负相关关系，将引起生态环境1.47%的降低。在经济发展过程中，经济投入可能会引发同等或较大程度的生态环境破坏。

4 结论与建议

4.1 研究结论

本文通过对2001—2016年中国能源利用、经济增长、生态环境的演变历程进行分析，进一步探讨了三者之间的内在联系，主要结论如下：
①能源利用、经济增长、生态环境水平呈现不同趋势的增长，地区间的差异不断缩小。具体来看，我国能源利用水平经历了由两极分化到地区差距逐步缩小的过程，但整体趋势良好；经济发展水平呈现出东部大于中部和西部，东中西各部整体呈现上升趋势；生态环境水平由两极分化到地区差距逐步缩小，效果明显改善。
②各地区能源利用、经济增长对生态环境的脉冲结果存在明显差别，但在中后期均趋于平缓或呈现减弱趋势。其中，东部地区整体上呈现出经济增长对生态环境的冲击大于能源发展对生态环境的冲击，且首期至中期最为显著；中部地区整体而言经济增长和能源发展对生态环境的冲击力度大致持平，在首期和中期时冲击较为明显；西部地区整体上呈现出能源发展对生态环境的冲击大于经济增长对生态环境的冲击，在中期时较为明显。
③发展潜力、经济增长、经济潜力对生态环境产出影响显著，发展现状对环境产生的影响不显著。一方面，在发展能源、提高经济的过程中不可避免地对生态环境产生一定影响。另一方面，随着经济规模的增长、科技水平的提升，从而提高能源效率，降低碳排放量。

4.2 对策建议

①能源利用方面，能源资源对经济发展具有重要推动作用，但不合理的能源消费结构、高能耗、低能效是阻碍经济水平提升和生态环境系统恶化的主要原因。因此，鼓励能源技术创新以提升能源利用效率，大力推广水能、风能、太阳能等高效清洁能源以优化能源消费结构，是未来我国能源资源合理开发利用的必由之路。
②经济发展方面，经济增长需求是能源资源消费量不断提升的重要因素，且长期以来粗放式的经济发展模式给脆弱的生态环境系统造成了巨大压力。未来，我国东、中、西部各地区应充分发挥各自的比较优势，以经济实力带动技术创新、以政策优势促进产业结构调整，全力扶持绿色科技产业，强化三大区域的横向经济联系，促进地区分工、协作。
③生态环境方面，各地区应加强对高新环境科技的研发力度、强化产业调整与布局中的环境保护力度，坚决关停高污染、低产能企业，降低碳排放。
同时，国家及相关部门应当在人口增长问题上给予调控，以降低对能源资源的过度索取和对生态环境的巨大压力，在政策上给予能源消费结构调整、产业优化升级、环保高新技术的正确引导和保障，针对各省市当前不同的能源、经济、环境现状提供相应指导和意见，使能源利用、经济增长、生态环境实现良性互动发展。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
[1]
李文彦. 21世纪前期我国能源战略的若干问题[J]. 经济地理, 2000(1):7-12.

[2]
赵媛, 梁中, 袁林旺, 等. 能源与社会经济环境协调发展的多目标决策——以江苏省为例[J]. 地理科学, 2001(2):164-169.

[3]
盖美, 张福祥. 辽宁省区域碳排放—经济发展—环境保护耦合协调分析[J]. 地理科学, 2018, 38(5):764-772.

DOI

[4]
逯进, 常虹, 赵少平, 等. 山东省能源、经济与环境耦合关系的演化特征[J]. 经济地理, 2016, 36(9):42-48.

[5]
薛乃川, 贡璐, 安尼瓦尔·阿木提. 新疆能源、经济与环境复合系统协调度综合评价[J]. 干旱区资源与环境, 2009, 23(5):56-60.

[6]
宋永永, 薛东前, 代兰海. 生态脆弱能源区人居环境与经济协调发展时空格局及演化机制——以晋陕蒙接壤区为例[J]. 干旱区地理, 2017, 40(6):1 328-1 337.

[7]
王宪恩, 王寒凝, 夏菁, 等. 典型国家工业化进程中经济社会与能源环境协调发展分析[J]. 资源科学, 2016, 38(10):2 001-2 011.

[8]
薛静静, 沈镭, 彭保发, 等. 区域能源消费与经济和环境绩效——基于14个能源输出和输入大省的实证研究[J]. 地理学报, 2014, 69(10):1 414-1 424.

[9]
苏静, 胡宗义, 唐李伟. 我国能源—经济—环境(3E)系统协调度的地理空间分布与动态演进[J]. 经济地理, 2013, 33(9):19-24,30.

[10]
于洋, 张丽梅, 陈才. 我国东部地区经济—能源—环境—科技四元系统协调发展格局演变[J]. 经济地理, 2019, 39(7):14-21.

[11]
Kraft J, Kraft A. On the relationship between energy and GNP[J]. Journal of the Energy Development, 1978, 3(2):401-403.

[12]
Hye Q M A, Riaz S. Causality between energy consumption and economic growth:the case of Pakistan[J]. The Lahore Journal of Economic, 2008, 12(2):45-58.

[13]
Kwskwa P A. Disaggregated energy consumption and economic growth in Ghana[J]. Internal Journal of Energy Economics and Policy, 2012, 2(1):34-40.

[14]
Lazzaretto A Toffolo. Energy, economy and environment as objectives in multi-criterion optimization of thermal systems design[J]. Energy, 2004, 29(8):1 139-1 157.

[15]
Hanley N D, Mcgregor P G, Swales J K, et al. The impact of a stimulus to energy efficiency on the economy and the environment:a regional computable general equilibrium analysis[J]. Renewable Energy, 2006, 31(2):161-171.

[16]
李江龙, 徐斌. “诅咒”还是“福音”:资源丰裕程度如何影响中国绿色经济增长?[J]. 经济研究, 2018, 53(9):151-167.

[17]
姜磊, 柏玲, 吴玉鸣. 中国省域经济、资源与环境协调分析——兼论三系统耦合公式及其扩展形式[J]. 自然资源学报, 2017, 32(5):788-799.

DOI

[18]
李博, 李海波. 生态资源、能源环境绩效与经济发展的关系探讨[J]. 商业经济研究, 2018(24):182-185.

[19]
何文举, 陈雄超, 卜赛男. 城镇人口规模与能源资源消费关系的实证研究——以湖南省为例[J]. 经济地理, 2013, 33(11):70-76.

[20]
夏方舟, 李洋宇, 严金明. 产业结构视角下土地财政对经济增长的作用机制——基于城市动态面板数据的系统GMM分析[J]. 经济地理, 2014, 34(12):85-92.

[21]
马剑锋, 秦腾, 佟金萍, 等. 工业集聚、城市集聚与水资源消耗——基于省际动态面板数据的系统GMM分析[J]. 软科学, 2018, 32(1):95-99.

[22]
杜挺, 谢贤健, 梁海艳, 等. 基于熵权TOPSIS和GIS的重庆市县域经济综合评价及空间分析[J]. 经济地理, 2014, 34(6):40-47.

[23]
曹贤忠, 曾刚. 基于熵权TOPSIS法的经济技术开发区产业转型升级模式选择研究——以芜湖市为例[J]. 经济地理, 2014, 34(4):13-18.

[24]
李博, 史钊源, 韩增林, 等. 环渤海地区人海经济系统环境适应性时空差异及影响因素[J]. 地理学报, 2018, 73(6):1 121-1 132.

Options
文章导航

/

〈 〉