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导语:在环境污染的生态效应的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
关键词:环境公平;固定效应模型;随机效应模型
“环境公平”概念最早起源于美国。随后国外学者对环境公平问题的研究,主要集中在群体间的不公平 。目前我国学者主要集中在环境公平的衡量问题上的研究,王金南等提出了基于GDP的中国环境基尼系数并以绿色贡献系数作为判断不公平因子的依据,钟晓青等从生态容量的角度重新定义环境基尼系数,并以绿色负担系数评价不公平性。然而,他们的分析主要是横剖研究,偏重于静态分析和评价,而没有考虑时间跨度,而且对于地区环境公平影响因素的研究甚少。
本文基于GDP、人口和生态容量建立衡量地区环境公平的指标。对影响环境公平的影响因素运用面板数据进行研究。
一、地区环境公平的衡量指标
(一)基于GDP的环境公平衡量指标
经济发展对环境的污染和能源的消耗,反映到总量上就是GDP。假设排放一定量的污染物(或是消耗一定量的能源),需要贡献相同的GDP,则污染排放(或能源消耗)分配是公平,否则环境就不公平。构建基于GDP的环境公平指标―经济贡献系数GCC。设Pi和Gi表示地区的污染物排放量(能源消耗量)和GDP,P和G表示全国污染物排放总量(能源消耗总量)和GDP总量即:
GCC越大表示该地区的经济效益或是能源利用率越低,公平性越差。一般将1作为界点,GCC>1,污染物排放(能源消耗)比例大于GDP的贡献率,表示该地区高能耗,高污染,为粗放经济发展模式,公平性差;GCC
(二)基于人口的环境基尼系数
环境公平性依赖于人对于他所享受的环境或是受到的环境污染是否公平的感受。居住在同一地区的人享受的环境不同,就是对于人在环境上的不公平。因此构建了基于人口的环境公平指标――人口承担系数PUC。Pi设Ni和表示地区的污染物排放量(能源消耗量)和人口,P和N表示全国污染物排放总量(能源消耗总量)和人口总量即:
PUC越大表示该地区的人承担的环境污染(能源消耗)越大,公平性越差。
(三)基于生态容量的环境基尼系数
生态容量体现了自然环境或生态系统对污染物排放或是能源消耗的生态承载力。一般生态容量与耕地面积、森林面积和湿地面积成正比,但考虑到地区数据搜集较难,本文以土地面积代替生态容量。若相同的生态容量承载的污染物(能源消耗)不同,则会引发环境的不公平。因此构建了基于生态容量的环境公平指标――绿色负担系数GBC。设和表示地区的污染物排放量(能源消耗量)和人口,P和S表示全国污染物排放总量(能源消耗总量)和生态容量总量即:
GBC越大表示该地区的生态容量所承载的环境污染(能源消耗)越大, 在衡量环境污染和能源消耗上,选取工业废气排放总量、工业废水排放总量、工业固体废物产生量和能源消耗总量四个指标,分别计算四个指标的经济贡献系数、人口承担系数和绿色负担系数,然后取平均值分别得出平均经济贡献系数(简称经济贡献系数,用GCC表示)、平均人口承担系数(简称人口承担系数,用PUC表示)和平均绿色负担系数(简称绿色负担系数,用PUC表示),作为后文衡量地区环境公平的指标。GDP选取地区生产总量,人口选取年底总人口,生态容量选取土地面积。数据来自历年中国统计年鉴、中国能源统计年鉴和中国环境统计年鉴中1992~2011年31个省份的数据。
二、影响地区环境公平因素分析
影响环境公平的因素有经济、技术、政策、体制等,其中政策、体制等因素难以量化。为了方便研究,本文从五个角度出发,对影响环境公平变化的因素进行分析。
(一)城镇化进程
随着城镇化建设的加快,工业集中化在城镇化建设中的作用日益凸显。工业布局分为集中式和分散式,分散式工业布局可以有效利用自然环境的自净能力,分散环境污染,而集中式工业布局单位面积所产生的污染物更多。如果在城镇化建设中,仅仅是工业集中化,而人均GDP、环境承载能力、污染治理能力没有相应的提高的话,就会造成环境不公平。
(二)产业结构
地区产业结构的不同就会引起该地区的污染排放和能源消耗不同。第二产业中对于环境污染和能源消耗是最重的,尤其是化工业、矿产开发、重工业、金属冶炼等行业,如果该地区第二产业所占的比重越大,该地区的污染排放和能源消耗就会越多。
(三)技术进步
生产技术的进步,可以提高能源的利用率、减少污染物的排放。在生产总量相同的前提下,如果该地区的技术越进步,该地区的污染物的排放、能源的消耗会越少,环境就会越公平。
(四)贸易开放度
“污染天堂假说”主要指如果地区环境规制水平不同,污染密集产业的企业倾向于建立在环境标准相对较低的国家或地区,这些国家就成为污染的天堂。随着贸易自由化程度的提高,有些发展中国家或是经济落后地区为了促进地区经济发展,就会降低该地区的环境规制标准,这势必会导致一些高污染行业的转移。基于这个假说,如果地区贸易越开放,那么环境污染就会越严重,那么该地区的环境公平越差。
(五)环境保护意识
增强全民环境保护意识,能够使得环境污染得到有效治理,极大的节约能源,减少环境污染。以各地区人均受教育年限来衡量地区环境保护意识。一般受教育年限越长,人们的素质水平越高,环保意识越强。
三、环境公平影响因素静态面板数据模型分析
通过建立静态面板数据模型,在不考虑动态调整过程的前提下,研究环境公平与其影响因素间变量关系。重点研究不考虑随时间的变化的解释变量对被解释变量的效应随个体的变化。
(一)基于经济贡献系数的影响因素随机效应模型
经济贡献系数(GCC)是衡量地区环境公平程度的指标,作为被解释变量,城镇化率(urban)、第二产业贡献率(indus)、进出口总额占GDP比重(trade)、R&D经费支出占GDP比重(techn)和人均受教育年限(envir)作为解释变量。首先将模型设定为混合效应模型、变截距模型和变系数模型,得出(3)、(4)和(5)。
GCCit=α+β1urbanit+β2indusit+β3tradeit+β4technit+β5envirit+uit,(3)
GCCit=αi+β1urbanit+β2indusit+β3tradeit+β4technit+β5envirit+uit,(4)
GCCit=α+β1iurbanit+β2iindusit+β3itradeit+β4itechnit+β5ienvirit+uit,(5)
t=1,2,…,15;i=1,2,…,31
分别计算三个模型的残差平方和,进行F检验,依据检验结果选择变系数模型,但是通过模型估计发现其参数大多数不能通过t检验,模型没有任何解释意义,所以最后选择变截距模型进行估计。在此基础上进行Hausman检验,检验结果P值为0.1633,接受原假设,认为个体效应与回归变量无关,选择随机效应模型,估计结果在5%显著性水平下,只有indus和trade两个因素通过了显著性检验,即第二产业贡献率和贸易开放度是影响经济贡献系数的主要因素。从估计系数的符号来看,第二产业贡献率系数为正,即第二产业占GDP的比重越大,经济贡献系数越大,环境越不公平;而贸易开放度系数为负,即贸易越开放,经济贡献系数越小,环境越公平,与“污染天堂假说”描述的相反。
(二)基于人口承担系数的影响因素固定效应模型分析
将人口承担系数(PUC)作为衡量地区环境公平程度的被解释变量,解释变量不变。通过F检验和Hausman检验选择固定效应模型,认为个体效应与回归变量相关,估计结果在5%显著性水平下,所有因素都通过了显著性检验,说明五个因素都影响了人口承担系数。从估计系数的符号来看,城镇化率、第二产业贡献率的系数为正,即城镇化率越高、第二产业占GDP比重越大,人口承担系数越大,环境越不公平;而贸易开放度、技术进步和环境保护意识的系数为负,即贸易越开放、科学技术越进步、人们的环境保护意识越强,人口承担系数越小,环境越公平。
(三)基于绿色负担系数的影响因素固定效应模型分析
将绿色负担系数(GBC)作为衡量地区环境公平程度的被解释变量,解释变量不变。通过F检验和Hausman检验选择固定效应模型,估计结果在5%显著性水平下,除了城镇化率外,其他四个因素都通过了显著性检验,说明城镇化率不影响该地区的绿色负担系数。从估计系数的符号来看,第二产业贡献率的系数为正,即第二产业占GDP比重越大,该地区绿色负担系数越大,环境越不公平;而贸易开放度、技术进步和环境保护意识的系数为负,即贸易越开放、科学技术越进步、人们的环境保护意识越强,绿色负担系数越小,环境越公平。
四、结论
1. “污染天堂假说”在中国不成立。贸易开放度是影响环境公平的重要因素,并非“污染天堂假说”所推断的那样,而是贸易越开放,该地区的环境公平越好,尽管贸易开放会使国外一些污染企业转移到该地区,但更多的是促进该地区的经济发展。因此在开放地区贸易的同时,应严格企业环境标准。
2. 产业结构是影响环境公平的关键因素。第二产业作为三次产业中的高污染、高消耗产业,其贡献率的高低直接影响该地区的污染排放和能源消耗,贡献率越高,地区环境公平越差。所以要提高该地区环境公平性,需要从转变该地区的产业结构出发,由传统的“二、三、一”向“三、二、一”转变。
3. 技术进步和环保意识是影响环境公平的重要因素。在以人口承担系数和绿色负担系数衡量环境公平时,技术越进步、人们的环保意识越强,该地区的环境公平性越好。所以要提高地区环境公平性,需要在加快生产技术进步的同时提高素质教育水平。
4. 城镇化率对环境公平的影响较小。城镇化率只有在人口承担系数衡量环境公平的时候是影响因素,而且系数为正,表示城镇化率越高,该地区环境公平性越差。所以在加快城镇化建设的同时应注意环保和污染治理。
参考文献:
[1]钟茂初.环境公平问题既有研究述评及研究框架思考[J].中国人口・资源与环境,2012(06).
[2]王金南.基于GDP的中国资源环境基尼系数分析[J].中国环境科学,2006(01).
[3]钟晓青.基于生态容量的广东省资源环境基尼系数计算与分析[J].生态学报,2008(09).
[关键词]外商直接投资(FDI);环境污染;联立方程模型
一、问题的提出及文献综述
改革开放以来,中国引进的外商直接投资(FDI)数量一直高居发展中国家之首,外资(FDI)也被认为是中国经济增长背后的基础性驱动因素。[1]然而,FDI带来经济增长的同时也给我国带来了巨大环境压力。作为强大经济引擎的FDI,其是否对中国的环境污染起到了推波助澜的作用? FDI影响环境的机理是什么?这些问题的回答和解决,无疑具有较大的理论价值及现实意义。
国内外已有大量关于FDI与环境污染关系的研究,研究结果也众说纷纭,相关结论归纳起来主要有三种:一是有益论。Birdsall(1993)、Lopez(1999)等认为跨国公司通过向东道国传播绿色技术,从而有利于东道国的环境污染减少。[2]Porter(1995)、Kevin Grey (2002)、 Lyuba(1999)、David(2001)、Jeffery(2002)认为跨国公司建立和推广TNCs(全球控制),示范带动东道国企业实行ISO14001环境管理体系,使东道国环境得到改观。[3]邓柏盛(2008)、刘燕 (2006)、许士春 (2007)的研究也表明FDI对环境有改善作用;[4]二是损害论。较普遍的看法是东道国较弱的环境规制会吸引环境规制较高国家的投资,从而使东道国成为污染避难所。Zarsky (1999)Smarzynska(2001)、Kolstad(2002)等人的研究证实了“污染避难所”假说。[5]应瑞瑶、周立(2006)、吴玉鸣(2007)、温怀德等(2007)利用计量模型实证结果表明,FDI对中国生态环境具有明显的负面效应;[6]三是折衷论。该观点认为FDI的环境效应是复杂多维的,不能一概而论是利或弊。如Grossman和Krueger(1991、1995)、Keydiche(1993)、Runge(1994)以及Dean(1992)等认为,[7]应根据一国经济发展阶段、居民收入水平、环境政策等情况,辩证、动态的角度综合考察FDI对环境的影响。
综合上述研究文献,我们发现这些研究存在一些不足:(1)研究结论不一致甚至相互冲突,这不仅降低结论的科学性,同时也使决策者无所适从。因此,非常有必要探讨这些结论不一致的原因。遗憾的是,有关这方面的研究并不多;(2)众所周知,经济-环境构成相互作用的大系统:一方面,经济增长影响环境,另一方面,环境也制约经济发展。现有研究中一般只考虑经济对环境的影响而对环境反作用于经济方面则较少考虑,建立的模型大多是基于经济影响环境的单向模型。这种忽视环境对经济的反作用将不可避免地导致所得出的结论出现偏误(Dinda,2004);(3)FDI与环境污染之间绝不仅仅是简单的“规模扩大导致污染增加”的单一逻辑关系,还应该存在一个复杂的传导机制,比如,结构效应和技术效应(Verbeke,2002)、收入效应(Panayotou,2000)和政策效应(Runge,1993)等。然而,现有研究对FDI具体通过怎样机制对环境产生影响并未做深入探讨;(4)既有研究大都侧重于从宏观层面整体上考察FDI对环境的影响,很少从行业层面来具体研究FDI对环境的影响。
鉴于既有研究存在的不足, 笔者在借鉴JIE-HE(2005)研究思路的基础上,[8]建立一个基于FDI―经济(产出、结构、技术)―环境相互作用的分析框架,试图在以下方面进行新的研究探索:(1)采用联立方程模型,系统刻画各变量之间“双向”乃至“多向”的相互作用关系;(2)力图从规模、结构、技术和环境规制等方面探究 FDI影响环境的内在机理;(3)试图从产业层面来考察规模、技术、结构效应以进一步印证分析结论。
二、理论分析、实证模型及数据
(一)理论分析
1.环境对经济增长的影响。传统理论中生产要素主要包括物质资本(K)、人力资本(H)、劳动力(L),环境资源等被认为是取之不竭的而未予考虑。事实上,经济与环境构成相互影响的大系统:经济增长会影响环境质量,而环境(恶化)反过来也会制约甚至阻碍经济增长。因此在本文中,环境(E)作为一种要素纳入经济产出模型:
Y=f(K,FDI,L,H,E)(1)
2.经济(产出、结构、技术)对环境(规制、污染)的影响。在众多分析经济增长与环境污染之间关系的模型中,我们认为Grossman和Krueger的分析框架最为简洁、最具解释力。Grossman和Krueger(1991)创造性地将经济对环境的影响分解为三种效应――规模效应、结构效应和(环境)技术效应。[7]据此,并考虑现实中日益突出的政府环境规制因素,可将经济增长对环境的影响表达为:
E=e(Y,S,T,R)(2)
其中,Y代表经济规模。通常认为,经济增长往往伴随导致经济活动副产品――污染排放的增加;S代表经济结构,因为,经济增长会带来产业结构的变化,产业结构变动对环境产生影响:当一国经济处于工业化阶段时,第二产业比重的上升将带来环境污染的加重。而当一国经济结构处于后工业化阶段时,产业结构由制造业向服务业的转移将带来更小的环境压力。Antweiler等(2001)利用格兰杰检验证明FDI是产业结构变动的重要原因。[9]这样,FDI对产业结构的影响可表达为:
S=W(FDI)(3)
T代表技术。FDI对环境技术效应主要体现在三个方面:一是投入产出效率的提高,二是清洁技术的采用,三是技术的溢出作用。Lecchumanan等(2000)研究发现,FDI有益于一国的技术进步从而提高一国的环境水平。Verbeke(2002)认为,技术进步会提高自然资源利用率,使资源得以大量节约进而减少污染排放和生态破坏。FDI对环境技术水平的影响可表达为:
T=k(FDI)(4)
R代表环境规制。 环境规制是指一个国家和地区以环境保护为目的而制定并实施的环境标准、排污规定、治理费用投入等各种保护环境的政策、措施的总和。当一国采取严厉的环境规制时,污染产业的比重降低,规制对环境产生正面的影响;反之,宽松的环境规制导致国内企业大量排污的同时,也会诱使国外污染产业转移国内从而恶化本国环境。一般来讲,伴随收入水平(Y)提高公众环境需求将增加,进而要求政府实施更严厉的环境规制。这样,环境规制的影响因素可表达为:
R=g(Y,E)(5)
3.产出对FDI的影响。根据投资意图, FDI有垂直型(vertical)和水平型(horizontal)之分(Copeland,2001),水平型FDI偏重东道国的市场潜力(我们用收入Y来表征),垂直型FDI则青睐东道国的劳动力等低成本(用工资W来表征)资源。这样,FDI的规模可表达为:
FDI=(Y,W,R)(6)
可见,FDI与经济、环境之间不是单向影响而是交互影响的复杂关系。一方面,FDI与产出之间、产出与环境之间、环境污染(E)与环境规制(R)之间存在相互作用的双向反馈机制。另一方面,FDI通过规模效应、结构效应、技术效应和规制效应等途径影响环境。
(二) 模型设定及变量说明
由上述分析我们知道,FDI、经济、环境构成互为反馈的大系统,使用单一方程无法刻画变量之间交错影响的复杂关系。受JIE -HE模型的启发,我们尝试将这些变量相互作用的关系组建联立方程系统。联立方程组具体构建如下:
lnEt=p10+p11lnYt+p12lnSt+p13lnTt+p14lnRt+x1t(7)
lnYt=p20+p21lnKt+p22lnLt+p23lnHt+p24lnFt+x1t+p25lnE+x2t(8)
lnSt=p30+p31lnKLt+p32lnFDIt+x3t(9)
lnTt=p40+p41lnTt-1t+p42lnFDIt+x4t(10)
lnRt=p50+p51lnEt-1+p52lnTt-1+x5t(11)
lnFDIt=p60+p61lnTt-1+p62lnWt+p63lnRt+x6t(12)
其中,下标t表示年份。式(7)为污染方程。在Grossman and Krueger(1991)将影响环境污染的因素分解为经济规模、经济结构和技术效应的基础上,我们加入了政府环境规制因素;式(8)为产出方程。除了传统影响产出的生产要素外,环境污染变量E也作为一个要素被加入方程;式(9)为结构方程。我们选取外商直接投资FDI和资本劳动比率 K/L作为解释变量,用来考察外商直接投资对经济结构的影响;式(10)为技术方程。基于Antweiler(2001)的研究,我们将FDI作为影响技术的重要变量;式(11)为规制方程。它表明公众收入(Y)提高、环境污染的日趋严重,政府会加强环境规制;式(12)是根据传统外商直接投资区位理论建立的方程。为了考察环境规制对外商直接投资的影响,我们在方程中加入环境规制变量R。
(三)变量选取以及数据来源
考虑到研究问题的专注性及数据的可获得性,本文以中国1988-2007年间的数据来考察FDI与环境污染之间关系。我们以中国工业SO2排放量来代表环境污染指标,数据来源于《中国环境统计年鉴》相应各期,单位为万吨。参考JIE-HE(2006)的研究,中国用当年工业产业增加值占国内生产总值的比重与其初年(1988)排污强度乘积表征结构效应(S)。“排污强度始终为初年数值”的做法剔除了技术对经济结构的影响,这符合环境污染的结构效应定义。同时,考虑到污染重的企业一般属于资本密集型产业,我们选用资本劳动比率(K/L)的变动来反映产业结构的变动。
影响产出的投入要素包括:(l) 国内资本存量(K)。数值设定为全国资本存量减去外商直接投资存量的差额。全国资本存量2000年的数据直接引用了张军(2004)的估计,[10]2000年之后的数据按照张军的方法计算后予以补齐;(2)外资存量F 及流量FDI。具有溢出效应和参与生产的FDI应是存量FDI。鉴于统计年鉴中所列FDI数据实际上是增量FDI,并非存量FDI。为此我们利用公式:Ft+1=(1-δ)Ft+ FDIt,将流量FDI换算为存量FDI,折旧率仍参照张军的9.6%.计算结果略;(3)人力资本H。陈钊等(2004)估算了中国各个省市人口的平均受教育年限。2001年及以前的人力资本直接取自陈钊等的估算结果,[11]此后六年我们按照陈钊等的估算方法将其补足;(4)劳动力投入L。以各地区年末就业人员数来度量,单位为万人,数据来源于《中国统计年鉴》相应各期。
对于其它指标,我们用历年工业总值代表产量水平(Y),采用职工年平均收入代表工资水平(W)。鉴于完成投资额可真正反映政府在当地环境管理上付出的努力和决心,我们选取中国历年工业污染治理项目完成投资来代表该地区实际环境规制的宽严程度(R),数据同样来自《中国环境年鉴》。工资、产量、环境治理投资额等数据都统一按1990年价格进行折算。
三 、计量分析结果及其经济含义
广义矩估计方法(Generalized Method of Moment, GMM)是将准则函数定义为工具变量与扰动项的相关函数,使其最小化得到参数的估计值。GMM方法允许随机扰动项存在异方差和自相关,而且不需要知道随机扰动项的确切分布,所得到的参数估计量比其他参数估计方法更合乎实际、更稳健。[12]因此我们采用GMM方法对联立方程进行估计,下表是利用Eviews软件计量的结果。以下是对各种效应的具体分析。
1.规模效应。规模效应表现为外商直接投资存量的增加将引起工业总产出的增加,工业产出规模的扩大将使污染排放增加。根据估计结果,FDI存量增加1%,工业总产出Y将增加0.22个百分点。而产出增加1%,会带来污染增加0.84个百分点。这样,FDI存量增加1%,最终导致污染排放增加0.185个百分点。
2.结构效应。FDI的进入影响中国产业结构进而影响污染排放。 由式(6),结构变量S对FDI的弹性为负,说明外资流入导致中国经济结构朝清洁型结构转变,进而减轻了污染水平。具体地讲,FDI增加1%,将导致结构“清洁化”0.026个百分点。而产业结构每变动1%,污染排放将变动3.4个百分点。这样,FDI带来的结构效应为-0.084个百分点,即对环境产生了积极影响。
3.环境技术效应。FDI的进入带来技术水平的提高以及诱致技术扩散会降低污染排放。具体地,FDI增加1%,将导致技术水平提高0.04个百分点。而伴随技术进步1%,污染排放将减少0.72个百分点。这样,技术进步引起的污染排放减少0.029个百分点。
4.环境规制效应。方程(1)中政府环境规制没有通过检验,说明了政府环境规制不力。造成环境规制效力不显的重要原因在于政府官员处在“晋升锦标赛”体制之中,为了保持或提高自己的显示性业绩――GDP增长率,往往会放松环境污染以增强竞争优势。[13]方程(8)显示FDI的流入与规制强度正向关系,表明“污染避难所假设”一定程度上在中国存在。对此,World Bank(1997)指出,中国地方政府面临环境质量目标和经济发展目标的冲突。[14]这一问题同样反映在FDI领域,表现为各级政府为了发展本地方经济,不断降低环境标准以吸引外资进而带来环境质量的恶化。
我们将FDI通过经济规模、经济结构、技术和环境规制等渠道影响环境的机理进行梳理,并汇总整理为下图。从下图可以看出,FDI对环境污染影响途径中,规模效应最大(0.185%),依次是结构效应(-0.084%)和技术效应(-0.029%)。总的来讲,FDI每增加1%,导致中国环境在原有水平上恶化0.072%。FDI对环境污染的影响机制
四、结论及政策含义
本文在FDI―经济―环境交互作用框架下建立联立方程系统,利用中国1988―2007年数据对FDI影响环境的机理进行了实证研究,得到以下结论:
1.经济规模、经济结构和技术水平是影响中国环境污染的三个决定因素,环境规制对环境作用效果尚不明显。
2.FDI带来的经济规模的扩大增加了污染排放,引致的经济结构的优化和技术水平提高减少了污染排放。具体表现为:FDI每增加1%,通过经济规模的扩大导致环境污染增加0.185%。FDI通过改善经济结构和提高技术水平从而对环境产生了积极的影响,分别使污染排放分别减少0.084%和0.029%。总体效应是,FDI每增加1%,将使污染排放增加0.072%。
3.较为宽松的环境规制是吸引外商直接投资进入的一个重要因素,“污染避难所”现象在中国高速发展过程中一定程度上存在。
根据上述研究结论,可以得出这样几点政策建议:在未来发展阶段,要想改善FDI对中国环境的不利影响,一要着力调整FDI投资的产业导向,充分实现其正的结构效应;二要努力提升FDI质量,提高环境技术溢出的正效应;三要改进环境规制,避免“污染避难所”现象。
主要参考文献:
[1]Berthélemy, S. Démurger. Foreign direct investment and economic growth: theory and application to China. Review Development Economics, 2000,(4).
[2]Birdsall N, D.Wheller. Trade Policy and Pollution in Lation American: Where are the Pollution Haven? Journal of Environment and Development, 1993(2).
[3]Porter M. Toward a New Conception of the Enironment competiveness Relationship. Journal of Economics Perspective, 1995(23).
[4]李惠茹.外商直接投资的生态环境效应问题研究及评述[J],生态经济,2007(5).
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[6]于 峰等.中国外商直接投资环境效应的经验研究[J].国际贸易问题,2007(8).
[7]Grossman, G, and Krueger,A.(1991)“Environmental Impacts of A North American Free Trade Agreement,”NBER Working Paper No.3914.
[8]Jie- HE. Pollution Haven Hypothesis and Environmental Impacts of Foreign Direct Investment: The Case of Industrial Emission of Sulfur Dioxide (SO2) in Chinese Provinces, Ecological Economics, 2006.
[9]Antweiler,W,Copeland,B. (2001)“Is Free Trade Good for the Environment?”American Economic Review 91.
[10]张 军等.中国省际物质资本存量估算:1952―2000[J].经济研究,2004(10).
[11]陈 钊等.中国人力资本和教育发展的地区差异:基于面板数据的估算[J].世界经济,2004(12).
[12]李子奈,叶阿忠.高等计量经济学[M].北京:清华大学出版社,2000.
[13]陈 刚.FDI竞争、环境规制与污染避难所,世界经济研究[J].2009(6).
[14]World Bank. Is globalization causing a“race to the bottom”in environmental standard? [R]. PREM Economic Policy Group and Development Economics Group, 2000.
The Mechanism and Effect of FDI Impact on Environment:Study on the Simultaneous Equation Model
Zhang Xuegang1 Zhong Maochu2
[关键词] 经济增长;环境污染;面板门槛
[作者简介]王火根(1971—),男,江西农业大学经管学院讲师,数量经济学博士,正邦集团农业产业化研究博士后,研究方向为农业经济、能源经济。(江西南昌 330045)
本文受到江西省社科规划办基金项目(10YJ52)、江西省高校人文社科项目“企业节能减排行为研究和效果评估分析”的资助。
一、研究综述
经济发展对生态环境的影响一直是环境资源与生态经济学关注的热点问题之一。Grossman等(1995)对世界上一些国家的地区性污染物,如空气悬浮物和SO2的排放变化与人均收入之间的数据进行实证分析后发现,环境质量或污染物的排放水平与人均收入之间呈现倒U形的曲线关系,即环境质量与经济发展间是一种此消彼长和相互促进的关系,一般称之为“环境库兹涅茨曲线”。1991年美国经济学家Grossman和Krueger针对北美自由贸易区谈判中,美国人担心自由贸易恶化墨西哥环境并影响美国本土环境的问题,首次实证研究了环境质量与人均收入之间的关系,指出了污染与人均收入间的关系为“污染在低收入水平上随人均GDP增加而上升,高收入水平上随GDP增长而下降”。田晓四等(2007)选取南京市1985~2004年的经济与环境数据研究发现:工业废水排放量和人均GDP具有“N”型的EKC曲线,工业废气排放量和固体废物产量与人均GDP存在倒“U”型 EKC曲线。刘荣茂等(2006)基于中国1991~2003年29个省级区域环境质量与人均GDP的数据,利用工业废水、废气、固体排放物等变量与人均 GDP拟合方程验证了环境库兹涅茨曲线假说在中国的存在性。
上述文献在研究方法上存在着一个共同缺点,即毫无例外地使用线性模型进行估计,也就说简单地估计出经济增长对环境污染的影响。事实上,对于本质上具有线性特征的问题或数据而言,使用线性模型是足够的,但如果所研究的对象具有非线性特征,线性模型将由于难以刻画变量间的非线性关系而不再适用。由于环境污染效应的发挥是一个极其复杂的动态过程,会受多种条件因素的影响制约。比如,当地区的经济发展相对滞后时,经济增长对环境污染的影响可能相对有限;而当该地区跨越一定发展水平之后,经济增长效应就更为显著。简言之,经济增长对环境污染的影响会因为其他因素条件的变化而表现出非线性的门槛特征。就现实而言,中国作为一个地域辽阔、人口众多、地区差异明显的发展中国家,经济增长和环境污染之间的效应很难满足在各区域或省域之间的完全一致性,存在非线性关系是很有可能的。因此,如果我们忽略了这种客观存在的区域或省域差异,进而简单地将经济增长与环境污染的关系视为单一线性的,恐怕难以准确地反映经济变量之间的真实联系,目前国内的多数文献都采取了这一做法。
为了克服研究方法上的不足,我们采用面板门槛模型(Hansen,1999)实证检验经济增长对环境污染的门槛效应,检验“环境库兹涅茨曲线”中倒“U”型是否存在。如果存在“门槛效应”,则说明存在库兹涅茨曲线环境,以及当存在“门槛效应”时,根据相应的门槛值对样本进行分组,在充分反映样本特性的情况下,考察中国不同地区其经济增长与环境质量之间的变化关系。文章的结构安排如下:第二部分是面板门槛回归模型的理论、应用和数据说明;第三部分是实证结果和解释;第四部分是政策建议。
二、面板门槛回归模型的理论、应用和数据说明
有关面板门槛模型方法的介绍,参考 Hansen(1999、2000)。单一面板门槛模型设定为:
yit=ηi+β′1xitI(qit?燮γ)+β′2xitI(qit>γ)+εit (1)
其中i和t分别代表第i个省份和第t年;ηi反映个体未观测特征;qit表示门槛变量;γ表示为特定的门槛值;I(qit?燮γ)和I(qit>γ)均为指示性函数;εit~N(0,σ2)为随机干扰项。采用矩阵形式可表示为:
yit=ηi+βxit(γ)+εit (2)
其中,xit(γ)= ,β=(β′1,β′2)
对式(2)组内去均值,得到:
y*it=βx*it(γ)+ε*it (3)
将所有观测值进行堆积,可将式(3)写成矩阵形式:
Y*=X*(γ)β+e* (4)
对于给定门槛值γ,可以通过 OLS方法估计式(4)以得到β的估计值:
β(γ)=[X*(γ)′X*(γ)]-1X*(γ)′Y* (5)
相应残差平方和为:
S1(γ)=e(γ)′e*(γ)-1=Y*′[1-X*(γ)][X*(γ)′X*(γ)]-1
X*(γ)′Y* (6)
通过最小化式(6)对应的S1(γ)来求得γ,即γ=argyMinS1(γ)。由此可得β=β(γ),残差向量e*(γ)=e*(γ)。
得到参数估计值之后,还需进行两方面检验:一是门槛效应是否显著,二是门槛的估计值是否等于真实值。第一个检验的原假设为H0∶β1=β2,对应的备择假设为H1∶β1≠β2,检验统计量为:F=(S0*S1(γ))/σ2,其中,S0为在原假设H0下得到的残差平方和。第二个检验的原假设为H0∶γ=γ ,其中γ 是γ的真实值,相应的似然比统计量为:LR1(γ)=(S1(γ)-S1(γ))/σ2
上述推导过程是在单一面板门槛模型下进行的,当存在两个或两个以上的门槛值,必须重复上述步骤去搜寻第二个门槛值。
加入其它四个变量(g?熏m?熏n?熏e)作为自变量,而只将q作为门槛回归过程中的回归方程:
Eit=ηi+β1·qit·I(qit?燮γ1)+β2·qit·I(qit>γ1)+a1git+a2mit+a3nit+a4fit+εit (7)
其中,E代表环境指标,这里以“SO2排放量(公吨)”表示;q表示收入水平,笔者以文献中通常采用的“人均GDP”作为代表性指标;g表示工业水平,以工业增加值比重来表示;贸易开放程度使用进出口贸易总额与GDP之比和实际利用外资外商直接投资与GDP之比来度量贸易开放的环境效应,m进口贸易总额与GDP之比,n表示出口贸易总额与GDP之比;f表示外资外商直接投资与GDP之比;γ表示为特定的门槛值;I(qit?燮γ)和I(qit>γ)均为指示性函数,εit~N(0,σ2)为随机干扰项,i和t分别代表第i个省份和第t年。SO2排放量指标数据来自《中国统计年鉴(2010)》,人均GDP指标数据来自《国研网统计数据库》。全部样本为2000年到2009年30个省、市、自治区共10年的样本数据。由于的数据很不全面,故计算时将其排除在外。(以上数据均取对数)
由于门槛回归方法本身具有分阶段回归的特点,免去了实证研究中需要添加git2才能观察EKC下降阶段的一些弊端。例如,对称的曲线(EKC的上升部分和下降部分斜率相同)与现实情况不符,以及git和git2产生的多重共线性问题。但是采用门槛回归的方法可以避免上述问题,笔者只需要观察git前的系数β的符号和大小就能够确定:在不同阶段(由不同门槛变量的门槛值划分的)经济增长对环境质量的影响程度。
三、实证结果和解释
(一)实证检验
考虑到时间和空间差异性,用传统的面板线性回归模型很难于揭示经济发展与环境污染之间的关系。为了更好地展示环境污染效应的非线性特征,我们以人均GDP水平作为门槛变量进行估计,看看环境污染与经济发展水平变化是否存在拐点,其他经济变量与此类似(本文不作研究)。表1显示了在对人均GDP作为门槛变量检验结果。
从结果来看,人均GDP作为门槛变量通过了检验,F值为22.59, P值为 0.023,说明在5%的显著水平上通过了检验,门槛值为30000元/人。根据各地区人均 GDP水平与门槛值大小关系,我们将样本按两个时间段划分为低区制(即人均 GDP低于门槛值)和高区制(即人均 GDP高于门槛值)两个部分。从表 2不难发现,在2000-2003这四年间,中国大部分省份处于低区制,只有北京与上海处于高区制,从2004-2009年,处于高区制的省市北京、天津、河北、内蒙古、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东。
根据上面的分析,对式(7)式进行门槛估计,结果如表3所示:
从面板门槛回归结果来看:
(1)人均GDP对污染排放量的回归系数皆显著为正,当人均GDP低于门槛值 30000元时,人均收入对环境污染边际影响系数为0.678,而当人均 GDP跨越30000元这一门槛值时,人均收入对环境污染边际影响系数提高为0.242。这一估计结果表明,人均收入增长效应的发挥与地区环境污染水平密切相关,经济发展水平较高的地区,环境污染的增长效应越小;经济发展水平低的地区,环境污染增长效应相对较大。由此可见,地区经济发展状况对环境污染递减效应的确存在鲜明的门槛特征。
(2)产业结构对污染排放量的回归系数皆显著为正,且在所有的回归变量中影响因子最高,说明了工业产业比重过高会导致污染排放量的增加。这符合张海旺(2007)研究的结论:长期以来,我国在经济发展上存在片面追求速度的问题,因而助长了具有速度和市场优势的部分高耗能和高污染行业的增长。高能耗和高污染的行业比重过高,直接加剧了与环境的矛盾。而我国能源结构又过度集中于煤炭,这是我国环境污染严重的主因。
(3)外商直接投资回归系数皆显著为负,说明外商直接投资能够在一定程度上改善我国的环境,这一结论与传统的“污染避难所”假说不符。之所以会出现与“污染避难所”假说相悖的结论,主要有以下三点原因:其一,由于外商投资的技术外溢效应提高了我国的要素生产率和清洁生产的技术水平,从而会改善我国的环境质量水平;其二,近年来,由于我国政府在引进外商直接投资时已经注重引资的结构问题,特别是对环境方面的重视,这点在《中华人民共和国中外合资经营企业法实施条例》中已有明确规定:申请设立合营企业有造成环境污染的不予批准;其三,由于多边环境保护协议的签订,进入我国的外商直接投资企业大多具有清洁生产的积极性和主动性,为了能在国际竞争中获利,这些外资企业在追求自身利益最大化的同时,也会相应地提高其生产经营活动中的环保标准。
(4)出口贸易对污染排放量的回归系数皆显著为正,说明我国的出口恶化了环境,这意味着在我国的出口结构中,具有出口优势的工业行业多属于污染密集性行业,日渐扩张的对外贸易对环境的危害越来越大,且还有相当一部分属于污染型产业,出口产品还有相当部分是用较大投入、较高消耗和较重污染换来的,这与叶继革、余道先(2007)的研究是一致的。多年来,我国的经济发展走的是一条高投入、高消耗、高污染、低效益的粗放型经济增长道路,给资源和生态环境带来了沉重压力。由于我国的外向型产业在国际产业链中处于低端位置,形成了进口多为高附加值产品和服务,而出口多为一般制造业产品的贸易开放结构。长期以来我国依靠大量出口产品而获得经济利益,实际上是以大量消耗资源和环境为代价的。因此,需要实现经济发展模式、产业升级模式和贸易模式的转变,将经济目标、贸易目标与环境目标进行有效的整合与协调。
(5)进口贸易对污染污染排放量的回归系数皆显著为负,说明进口能够在一定程度上改善我国的环境。进口贸易所带来的环境问题突出的一个表现为外国污染废物(洋垃圾)进口现象,但我国当前进口的产品主要是自然资源和技术密集型的产品,如工业原料和半制成品以及机器。由于自然资源密集型的产品含污量高,所以和出口劳动密集型的产品比较,我国进口平均含污量远远高于其出口产品的含污量。因此,进口的发展对我国的环境是有利的,因为通过资源密集型的产品的大量进口,我国将很多的环境污染成本转嫁到外国去了。
四、政策建议
(一)优化产业结构
现阶段我国仍处于工业化发展的初级阶段,工业能耗水平居高不下,同时各地区污染治理的整体水平提升尚需时日,从而对环境造成了很大的压力。通过调整和振兴规划的实施,大力推进结构调整,加快淘汰落后产能、遏制“两高”行业过快增长。用信息化等高新技术和先进实用技术改造和提升传统产业,提高能源利用效率,减少污染排放。建立并实施工业固定资产投资项目节能环保评估和审查制度,遏制高耗能、高污染行业盲目发展,加强源头控制。
(二)改善出口结构
政府部门应倡导建立可持续的商品出口结构,提高附加值高的商品及生态商品在出口总额中的比重。加大技术密集型、知识密集型产品的生产和出口,对污染密集型、资源密集型的产品采取一定的限制措施。鼓励外向型企业自主研发,在省内尽快推行国际化标准组织 ISO14000的认证体系。对于初级产品及皮革加工业、橡胶工业、电镀业、化工业等污染密集型产业应采取“限出奖进”的措施,而对于环境友好型产品,政府在必要时可采取鼓励出口的措施。
(三)继续实施绿色贸易战略
在贯彻实施国家鼓励出口,增加部分产品出口退税率的同时,对近两年来国家、各省陆续出台的有关环境保护与控制制造业污染的措施仍要坚定不移地执行下去,通过鼓励自主创新、高效节能和环境友善产品的出口等手段,继续对“两高一资”产品的出口进行严格限制,防止出现反弹,绿化或优化贸易结构,调控贸易总量,提高贸易的环境效率。
(四)积极引进国外先进的技术和设备、适用的清洁生产技术以及环境保护设备
使进口政策为国家经济建设和提高可持续发展能力服务。可以利用当前美元贬值、出口速度放缓、有利于进口的时机,通过政策措施鼓励企业进口先进技术和环保设备,改善生产条件,为出口符合国际标准的绿色产品奠定基础。通过构建绿色贸易体系,减少并扭转对外贸易的资源环境逆差,以环境保护优化贸易增长,促进贸易增长方式的转变。
[参考文献]
[1]Grossman, G. M.and Krueger, A. B. Environmental Impacts of the North American Free Trade Agreement. NBER. Working paper 1991.
[2] 韩玉军?熏陆阳.门槛效应、经济增长与环境质量[J].统计研究,2008,(9).
[3] Hansen, B. E. Sample Splitting and Threshold Esti-mation [J] .Econometrica ,2000 (3).
[4]王火根,沈利生.中国能源消费与经济增长空间面板分析[J].数量经济技术经济研究,2007,(12).
经济发展环境污染可持续发展保护环境
一、经济发展与环境保护
经济发展与环境保护的关系,归根到底是人与自然的关系。解决环境问题的本质就是如何处理好人与自然、人与人、经济发展与环境保护的关系。在人类社会发展的过程中,人与自然从远古天然和谐,到近代工业革命时期的征服与对抗,到当代的自觉调整,努力建立人与自然和谐相处的现代文明,是经济发展与环境保护这一矛盾运动和对立统一规律的客观反映。当今,绿色经济、循环经济成为新世纪的标志。用环保促进经济结构调整成为经济发展的必然趋势。保护环境就是保护生产力,改善环境就是发展生产力。因此,如何协调环境与经济的关系,建设人与自然和谐相处的现代文明是坚持实现保护环境的基本国策的关键。科学发展观的内涵非常丰富,其中一个重要内容就是可持续发展,处理好经济增长与环境保护的关系。处理好可实现“双赢”,处理不好则两败俱伤。这一关系可以概括为以下几个方面:
(1)良好的生态环境和充足的自然资源是经济增长的基础和条件。
(2)经济增长不足或增长方式不当是造成环境污染、资源枯竭、生态破坏的重要原因。
(3)环境问题是发展带来的也只有通过发展才能加以解决。
二、环境污染
随着经济的发展,我国现如今面临着重大的环境污染。例如,雾霾天气、温室效应、酸雨、和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。这种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性,往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到,然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步。当然,环境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降,影响人类的生活质量和健康。严重的污染事件也将造成社会问题。随着污染的加剧和人们环境意识的提高,由于污染引起的人群纠纷和冲突逐年增加。
(一)大气污染问题
2000年我国二氧化硫排放量为1995万吨,居世界第一位。据专家测算,要满足全国天气的环境容量要求,二氧化硫排放量要在现有基础上至少削减40%。此外,2000年中国烟尘排放量为1165万吨,工业粉尘的排放量为1092万吨。大气污染是中国目前第一大环境问题。
(二)水环境污染问题
中国七大水系的污染程度依次是:辽河、海河、淮河、黄河、松花江、珠江、长江,其中42%的水质超过3类标准(不能做饮用水源),全国有36%的城市河段为劣5类水质,丧失使用功能。大型淡水湖泊(水库)和城市湖泊水质普遍较差,75%以上的湖泊富营养化加剧,主要由氮、磷污染引起。
(三)土地荒漠化和沙灾问题。
目前,中国国土上的荒漠化土地已占国土陆地总面积的27.3%,而且,荒漠化面积还以每年2460平方公里的速度增长。中国每年遭受的强沙尘暴天气由50年代的5次增加到了90年代的23次。土地沙化造成了内蒙古一些地区的居民被迫迁移他乡。
三、环境治理
中国是世界上经济增长最快的大国,也是一个能源需求大国和环境污染大国。能源、经济和环境三者之间密切联系,经济增长需要能源供应支撑,能源消耗带来环境污染,环境污染反过来又造成经济损失,破坏经济持续增长的基础。
(一)加大污染治理力度,切实解决突出的环境问题
加强环境保护,当务之急是解决水和空气等污染加剧的问题。要加强水污染治理。我国本来就是一个缺水的国家,有限的水资源又被严重污染。保障饮水安全直接关系人民群众的生命和健康,要切实保护饮用水水源地。我国化工企业多数布局在江河沿岸一旦发生事故就可能造成严重后果。要加大重点流域水污染防治力度,消除环境安全隐患,防止发生重大环境污染事件。要加强大气污染防治,不断改善重点城市空气质量。积极开展土壤污染防治,减少农村面源污染。加强危险化学品管理,妥善处置危险废物和医疗废物,保障核与辐射环境安全。
(二)加快经济结构调整,从源头上减少对环境的破坏
要大力推动产业结构优化升级,加快发展先进制造业、高新技术产业和服务业形成一个有利于资源节约和环境保护的产业体系。严格执行产业政策和环保标准,下决心淘汰那些高消耗、高排放、低效益的落后生产能力严禁新上那些浪费资源、污染环境的建设项目。要大力发展循环经济缓解资源供给不足的矛盾,减少污染物的排放。要推进节能、节水、节地、节材和资源综合利用、循环利用,推行清洁生产,努力实现增产减污。
(三)大力发展环境科技和环保产业,提高环境保护的水平
加强环境保护,必须依靠科技创新。国家中长期科学和技术发展规划已经把环境保护相关技术列入优先领域。要把自主创新和引进消化吸收结合起来,集中力量组织攻关,力争在环保关键技术、共性技术方面取得突破,切实提高我国环境保护的科技含量。加强环境保护,必须发展环保产业。
四、结束语
经济发展与环境保护的关系,归根到底是人与自然的关系正确处理环境与发展的关系,二者是可以相互促进的,可以达到经济和环境的协调发展。当今,绿色经济、循环经济成为新世纪的标志。用环保促进经济结构调整成为经济发展的必然趋势。保护环境就是保护生产力,改善环境就是发展生产力。
参考文献:
[1][1][美]托达罗着,黄卫平等译.经济发展[M].中国经济出版社,1999.
[2]谭崇台主编.发展经济学[M].上海人民出版社,1989.
关键词:环境化学;环节科学;地位;作用
环境科学是随着环境污染的出现、加剧而逐渐形成并发展起来的。经过漫长的发展,环境科学已经成为了一门比较成熟的综合性学科,并且逐步形成了许多分支学科,主要包括三大体系:社会环境科学、自然环境科学和综合环境科学。而环境化学是自然科学的重要分支之一,是环境科学的重要核心组成部分。一是因为引起环境污染的化学、生物、物理等因子中,化学物质占据较大的比例;二是因为随着时代的发展和科技的进步,现代环境科学的研究开始转为对围微观层面的研究,在具体的研究过程中,需要运用到环境化学。因此,环境化学在现代环境科学研究中具有不可替代的重要地位和作用。
一、环境化学概述
简单来说,环境化学就是以化学为基础,对污染物进行一定的分析、鉴定,了解污染物在环境中如何实现转化和转移,进而认识污染物通过何种方式污染环境和生物,然后采取相应的解决办法和治理措施,有效治理环境污染。环境化学主要有以下几类:
1.环境分析化学
环境分析化学是环境化学的一个重要发展方向,主要是指借助一些现代仪器,根据具体的环境情况进行研究,主要研究环境中污染物的具体含量、污染物的形态、污染物的价态,以及污染物的结构。目前,环境分析化学的发展重心主要是环境中微量有害化合物分析和痕量有害化合物分析,主要是“三至”有机化合物的痕量分析和具体的超痕量分析,如室内空气中的剧毒化学物质;农业生产中的农药、除草剂、有机磷、有机氮;因工业固体废弃物挥发、分解、燃烧等产生的挥发烃、芳烃、醛、酯,以及工业废气等。
2.环境污染化学
环境污染化学主要是研究环境污染物在水、空气、土壤等各种介质当中的产生、转化、降解、迁移、累积、危害和归宿过程中的化学行为,及其产生的一连串生态效应。根据不同的环境介质,基本可以将环境污染化学分为水污染化学、大气污染化学、土壤污染化学,以及生态污染化学等各种不同的介质污染化学。
3.环境污染控制化学
环境污染控制化学是针对环境污染化学而产生的,主要研究如何控制污染物和控制污染物相关技术,以及一些相关的化学原理。目前,很多人都已经意识到了环境污染给人们生产和生活带来的巨大危害,所以自觉地提高了污染预防意识和清洁生产意识,逐步形成了一体化污染预防战略,而传统的对环境污染进行末端控制的思想已经逐渐淡出历史舞台。
4.生态化学
生态化学,顾名思义,主要是研究各种化学污染物在环境中引起的各种生态效应,以及这些生态效应有可能对人体产生的各种影响。当前,对生物化学研究的热点物质主要有多氯联苯、有机氯化物、类雌激素有机污染物、农药和多环芳烃等。对物质有害性研究的重点也发生了变化,开始由传统的研究直接毒性转变为今天的研究间接毒性,由研究人类转为研究各种野生动物,由研究局部环境转为研究全球性环境生态系统,如对寒带、温带、热带等气候差别较大地区的环境进行研究。可以说研究的范围更广、研究的对象更丰富,研究的更深入、更透彻。
二、环境化学在现代环境科学研究中的地位和作用
1.环境化学在对环境污染认识中的地位和作用
随着工业化进程的加快和人口的急剧增长,人们在生产和生活当中产生的大量污染物被肆无忌惮地排放到环境当中,引起了一系列严重的环境问题。但是,这些污染物究竟是如何产生的?它们是通过何种方式危害环境的?除了危害环境它们还对什么造成严重的危害,是如何危害的?它们在环境中如何实现各种转化过程?如果这些问题得不到有效解决,人们就只能看到环境被污染、被破坏的表面现象,而且没有任何解决办法,只能被动地接受环境污染带来的各种危害和灾难。如美国洛杉矶光化学烟雾事件、日本痛痛病、水俣病、四日市哮喘以及伦敦烟雾事件等重大公害,已经夺取了数以千计人的宝贵生命。而环境化学不但可以清楚地揭示化学物的具体来源,而且还可以给出这些污染物对环境和生物的危害机理。通过对污染物在环境中迁移和转化过程的研究,人们认识到污染物在环境中可以通过一定的理化作用,以及借助一定的生物发生转化、降解,或富集、增毒,进而改变其原有的浓度或其原有的性状,产生各种不同的危害。并且,污染物还可以通过水体、食物、大气、土壤等多种途径,对人体产生长期影响。也就是说,通过环境化学,人们可以对环境问题进行更深入、更科学的认识,从而增强对污染的防治能力。
另外,由于自然环境中的因素不仅数量较多,而且复杂多变,人们只是单纯地应用一般的化学规律,并不能很好地揭示反应的实质和全貌。所以,我们需要借助环境化学提出和探索新的课题,如大气中光化学反应和二次污染物的生成、有毒污染物在各种生物体内的酶化学反应、有机污染物在环境中的生物氧化和降解等。可以说,环境化学在对各种环境问题认识的具体过程中起了不可替代的重要作用,而这些问题得到解决的同时也促进了环境化学的迅速发展。同时,环境化学将人们对环境污染的研究从过去的宏观研究转向了微观研究,使人们对环境污染问题的认识更加深刻,少走很多弯路。
2.环境化学在环境治理中的地位和作用
环境化学是环境治理的理论基础,在环境治理中的具有重要的地位和作用。具体来说就是,在环境治理的过程中,我们只有对环境中的污染物进行详细的分析和研究,找出这些污染物在水体、大气、土壤等介质中的转化、迁移等规律,才能找到合理的预防措施和科学的治理措施。如面对日益严重的大气污染和污染,要想实现有效的治理,就要对产生大气污染和水污染的的原因及产生的污染物有比较深入的了解和分析,这样才能找出相应的解决办法和治理措施。如人们可以通过吸收剂吸收,以及转化等两种方法,对石燃料燃烧产生的SO2、CO2等有害气体进行比较有效的处理;可以通过吸附、曝气、化学凝聚,以及沉淀、电渗析、氯消毒、离子交换、反渗透等处理方法,对污染水进行处理,使之能够正常使用。以上这些治理大气污染和水污染的具体治理措施,都是在对环境化学进行理论研究的基础上慢慢产生的。所以水,环境化学在治理环境中的地位和作用非常重要,不可替代。
3.环境化学在环境监测中的地位和作用
环境化学除了是治理环境的理论基础,同时也为环境监测提供理论依据,在环境监测有着广泛的应用。而环境监测在治理环境污染中具有重要的作用,可以为环境质量评价提供重要的可靠信息,为相关部门制定相应的环境保护法律法规提供重要科学依据,是现代环境科学的重要研究手段之一。通过环境监测,我们可以及时发现环境污染情况,了解污染物的来源,以及污染物的组成和各种成分的含量等,进而采取相应的有力措施,进行综合治理。
环境监测不是独立存在的,而是建立在环境分析化学基础上,是一种比较常用的研究手段。如环境监测中常用的色谱分析法和光谱分析法,其理论支撑就是环境分析化学的基本原理和方法。可以说,环境分析化学的快速发展可以极大提高环境监测仪器的精确度和灵敏度。
结语
总之,环境化学在现代环境科学研究中具有不可不可替代的重要地位和作用,可以深化人们对环境问题的认识、是环境治理的理论基础和环境监测的理论依据。但是,随着工业的发展和人口的增长,环境污染物物开始多样化,环境问题更加复杂化,环境进一步恶化,环境化学在现代险境科学研究中的地位将更加突出,作用将更加重要,环境化学的发展将带动现代环境科学研究的全面进步,进而为人类的环境保护事业作出更大的贡献。
参考文献:
[1] 江桂斌,蔡亚岐,张爱茜. 我国环境化学的发展与展望[J]. 化学通报. 2012(04)
一、加强中学环境化学教育的重要性
我国属于发展中国家,改革开放以来,乡镇企业异军突起,在带来巨大的经济效益的同时,也给我国广大农村这块净土带来了新的环境污染和劳动保护问题.据报道,上世纪末我国大气污染程度已相当于世界发达国家上世纪50~60年代污染最严重时期,每年的排尘量为2300万吨,年排放SO2量达14610万吨.到本世纪末,燃烧煤和机动车辆排放出的废气将对大气造成更为严重的污染.面对如此严峻的形势,若不加强环境管理,让不断增加的工业“三废”继续污染环境、破坏生态平衡,就会给我国社会主义建设、经济发展造成严重的后果.所以对全民族进行环境、生态知识的宣传教育是不可缺少的,务必从中学教育抓起。
二、结合化学教学对学生开展环境化学教育
1、通过课堂教育把环境保护作为小公民自觉行动
环境化学重要内容之一,是研究化学污染物在环境中的变化规律,即在原子、分子的水平上用物理化学等方法去研究环境中化学污染物的来源、迁移、转化过程中的化学行为,以及反应机制、积累和归宿等.由于我国公民环境意识较差,这和日趋严重的环境问题是不相适应的.要提高全民的环保意识,使保护环境成为每个公民的自觉行动,首先就要从学生做起,从课堂做起.当学生在做制取Cl2,NO2,H2S等有毒气体实验时,应强调学生注意对制取气体装置气密性的检查、化学药品用量的适当(尽量采用微量,只要达到实验效果明显即可)、以及设计吸收尾气的装置等.实验完毕,还应将废液集中倒入废液缸中,可回收的尽量回收,以养成保护环境的良好习惯。
2、通过实验开展环境化学知识教育
中学教育目的之一,就是为社会造就合格的后备劳动。中学化学教育对环境科学的学习将起着启蒙作用,应很好地利用这门实践性很强的学科,通过实验使学生掌握一定的环保知识.中学实验室的污染源多,国家提出居民区大气中的有毒物质有21种,中学化学实验室里就有14种.例如,制取溴苯实验过程中逸出的臭味是溴蒸气,它既污染了教室环境又严重地影响了师生的身体健康.针对这一问题,利用所学知识引导学生认真分析,找出原因是制取溴苯的装置不够严密,因此在反应过程中逸出的Br2通过长玻璃管时不可能完全被冷凝成液体,因而会从导管口逸出.要避免实验中Br2的逸出,就应设法改进实验装置,使整个涉及Br2的反应过程在一个密闭系统内进行,即将反应安排在“Y”形管内进行。在反应装置和HBr气体的吸收装置间串联一个洗气瓶,内装四氯化碳以吸收气体中的Br2。
三、理论联系实际提高学生学习环保知识的认识
1、从人类与大自然的协调中激发学生的学习积极性
新的《化学教学大纲》明确指出:“在教学过程中要十分注意联系实际,以使学生更好地掌握所学的知识和技能,以及这些知识和技能在工农业生产、第三产业、科学技术和日常生活的应用。随着科学技术的发展,联系实际的教学内容应有所增加,可以充实包括环境保护、新内容、新能源、海洋、卫生保舰食品等方面内容,但应限于有关的化学基础知识范围之内”。可见,环境化学基础理论知识和原理的学习是十分重要的,并应着重于理论联系实际和基础知识面的扩展上。要以地球化学知识为基储生态系统中物质循环和能量流动为线索,讲授空气、水体、土壤、森林、植物与人类的关系,展示好的生态小环境和污染严重区的对比,简明介绍当今世界关注的环境问题,以讲座、竞赛等形式让学生提高认识,使学生深切地感到环境化学就在自己身边。
2、针对温室效应引导学生分析此类生态问题
运用学生所获得的知识,引导分析“温室效应”,使他们了解到由于大气层CO2浓度逐年上升,太阳能辐射的一部分――地球红外辐射热不能透过大气层,因而造成“温室效应”,使地球表面升温、冰川溶化,直接影响着现代文明社会发展的情况,以提高对控制“温室效应”等生态问题的认识。还应让学生通过讨论分析得出人类必须控制战争和固体废物燃烧、大力发展森林等结论,以利于生态环境的改善。
3、结合现有法律法规的宣传加深学生对环保意义的认识
组织学生参加环保法律法规的宣传,利用3月12日植树节、5月31日世界无烟日、6月5日世界环境日等纪念日,取得当地环保、水保、森保等部门的支持,让学生们在宣传中了解我国有关这方面的规定和常识,以提高学生在环境管理和环境文化方面的认识.
4、结合第二课堂教学提高学生的学习兴趣
利用节假日、夏令营,组织学生对当地自然保护区、生态保护区、水土保护区和环境污染区等进行实地考查,使他们认识到人与气温、气候、空气、谷物增产、水土流失、森林砍伐及环境保护等都存在着密切关系.通过现场对比,丰富学生环境方面的知识,结合已学的知识,开展有关环境污染与保护知识的问答.例如,酸雨是如何形成的?造成大气污染的主要物质是什么?防治途径如何?等等。以提高学生的学习兴趣,并为今后工作奠定良好的环保基础。
关键词:水污染 水环境 修复
1.中国水污染状况
1>我国地表水天然状况良好,大部分地区水体的矿化度能够满足生活和工农业生产的需求。
2>我国点源污染不断加剧,非点源污染日趋严重,是造成我国地表水资源质量不断恶化的主要原因。
3>我国河流污染以有机污染为主,主要超标参数为氨氮、化学需氧量、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、溶解氧、和挥发酚。重金属污染出现在西南、长江等局部区域。
4>我国湖泊水库富营养化严重,严重威胁供水安全和渔业生产,严重削弱景观娱乐功能的发挥。
5>我国江河湖库底质污染严重。重金属污染率高达80.1%,总磷轻度和重度污染断面比例12.5%,总氮轻度及重度污染断面比例16.7%。
6>我国水功能区达标状况不容乐观,部分水功能区已经丧失了其使用功能。
7>我国水功能区纳污能力与入河量的空间分异加剧了水环境状况的恶化,部分水功能区不堪重负。
2.水污染成因
2.1水污染类型
热污染、耗氧污染、植物营养盐、酚类污染、重金属类污染、农业污染、油类污染、氰化物污染、酸污染、病原体污染、放射性污染、有毒有机物污染。
2.2水环境污染物作用机制
2.2.1物理机制
物理机制是指外界的污染使生态系统中某些因子的物理性质发生改变,从而影响生态系统的物理环境,进而影响生态系统的生物环境和生态系统的稳定性,产生各种生态效应。
2.2.2化学机制
废水中含有大量的污染物,包括有机污染物、无机污染物、重金属等。化学污染物与水体生态系统的环境各要素之间发生化学作用,同时污染物之间也能相互作用,导致污染物的存在形式不断发生变化,污染物对生物的毒性及生态效应也随之改变。
2.2.3生物学机制
污染物进入生物体后,对生物体的生长、新陈代谢、生化过程产生各种影响,如对植物的细胞发育、组织分化以及植物体的吸收机能、光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、次生物代谢等。
2.2.4综合机制
污染物进入生态系统产生污染生态效应,其往往综合物理、化学和生物学过程,并且经常是多种污染物共同作用,形成复合污染效应。
3.水环境修复技术与评价
3.1水环境修复技术综述
1>化学方法,如加入化学药剂杀藻、加入铁盐、促进磷沉淀、加入石灰脱氮等。
2>物理方法,如疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤等。
3>生物-生态方法,如放养控藻型生物、构建人工湿地和水生物植被。
4.河流生态修复
4.1河流生态系统概述
河流生态系统是地球生态系统中的一个典型生态系统,具有生态系统的基本特性。河流生态系统内的生物群落与非生物环境相互作用,通过物质流和能量流在其内部构成生物/环境统一体,系统内的生物与非生物环境具有统一性,从而维持系统的平衡。
4.2河流修复基本理论
河流生态修复是重建系统干扰前的结构和功能及有关的物理、化学和生物学特征,使其发挥应有的作用等,生态修复并不意味着在所有场合下修复原有生态系统,这既没有必要,也没有可能。在实际修复中,一般很难将河流修复到原来没有受到人为干扰下的状态,主要与修复目的以及技术、经济等因素有关。因此,一般只是适当修复,既恢复河流的生态功能,又满足人类的需要。
5.湖泊水库水环境污染与修复
5.1概述 湖泊和水库与人类的生产、生活密切相关,具有多种重要的社会功能和生态系统。近20年来,随着我国经济的快速发展,湖泊资源的开发利用在规模、速度以及利用强度都大大加强。但在我们从湖泊获得巨大经济利益的同时,也对湖泊生态系统造成严重破坏。随着我国社会经济和城市化进程的快速发展,湖泊水环境污染问题日益突出。
5.2湖泊和水库的水环境污染
湖泊和水库水环境面临的主要环境污染问题包括:氮、磷等营养盐过量输入引起的水体富营养化问题;工业废水和生活污水排放导致的重金属、有机化合物等有毒有害物质污染;大气酸沉降和矿山废水导致的湖泊酸化问题;不合理的人为开发活动,如高强度的围湖造田和养殖。
5.3污染湖泊恢复原理和技术
生态修复是指通过人为的调控,使受污染损害的生态系统恢复到受干扰前的自然状态,恢复其合理的内部结构、高效的系统功能和协调的内在关系。生态恢复可能源于几个主要目的,包括珍惜生物保护、地理与景观生态原生性保护、建立功能性的生态系统等。污染受损湖泊的修复主要强调两个方面的内容:一方面是强调生态系统的服务功能,通过恢复措施尽可能抵消或减轻一部分已被证明对环境和人类有害活动的负面效应,通过一定的措施使湖泊能够满足人类的需要;另一方面内容,使受损或受干扰湖泊生态系统在结构和生态功能上恢复到破坏前状态。
6.湿地污染修复
6.1概述 湿地生态系统是由湿生植物、中生植物和水生植物、动物和微生物与环境要素之间密切联系、相互作用,通过物质交换、能量转换和信息传递所构成的占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态系统和水生生态系统的属性,但有不同于二者。
6.2湿地污染及环境效应
湿地水环境受到污染因素很多,污染源主要来自无机污染物和有机污染。无机污染物包括造成大气污染的臭氧和二氧化碳,氮硫化物,重金属,放射性元素,以及部分离子化合物。有机污染主要指由城市污水、食品工业和造纸工业等排放大量有机物的废水造成的污染。
6.3湿地修复的技术与措施
6.3.1物理修复技术
在湿地修复方面,通常使用的物理技术有土壤渗滤法和调水冲洗法。研究表明:湿地土壤地表的亚黏土对水体中各项污染物均有较好的去除效果,土壤渗滤就是通过湿地土壤的多植物根系及水流流速较缓等特点,将各种污染物质截留在湿地生态系统中。调水冲洗法则是通过外流域调水,从数量和质量两个方面改变湿地的水体质量。
6.3.2化学修复技术
利用化学反应原理及方法来分离、去除水体中的污染物,或使其转化无害的物质。常用的方法有混凝法、中和法、氧化还原法、电解法、吸附法、电渗析法等。
7.地下水污染修复
7.1地下水污染
地下水污染途径:污染液从各种污染源不断地通过包气带向地下水面渗透是一种普遍的地下水污染途径。主要的地下水污染物质:氮、有机物质。
7.2地下水修复
7.2.1抽取处理
抽取处理是采用水泵将地下水抽出来,在地面进行处理净化,处理后的水将重新注入地下或排入地表水体,从而减少地下水污染程度的一种修复技术。
7.2.2气提技术
气提技术利用真空泵和井,在受污染区域诱导产生气流,将吸附态、溶解态或者自有相的污染物转变为气相,抽提到地面,然后精心收集和处理。
7.2.3空气吹脱技术
空气吹脱是在一定的压力条件下,将压缩空气注入受污染区域,将溶解在地下水中的挥发性化合物,吸附在土颗粒表面上的化合物,以及阻塞在土壤空隙中的化合物驱赶出来。空气吹脱包括三个过程,现场空气吹脱;挥发性有机物的挥发;有机物的好养生物降解。
关键词:出口贸易;环境污染
中图分类号:F74文献标识码:A文章编号:1672-3198(2013)08-0055-03
1引言
多年以来,出口贸易一直是推动江苏经济快速发展的动力。江苏的出口贸易总额逐年高速增长,对外贸易依存度显著提高。其出口贸易总额从1990年的29.44亿美元增长至2010年的2705.5亿美元,平均年增长率近29.05%。在实现对外经济高速增长的同时,江苏省也不可避免地面临着环境质量变化问题。工业废气排放量逐年上升,从1990年到2010年,废气排放总量从5047亿m3上升到31212.9亿m3。工业固体废弃物排放也呈上升趋势,从1990年的2234万吨上升至2010年的9062万吨。工业废水排放量则变化不太显著,废水排放量基本保持在20亿吨以上。经济的增长往往会带来环境的恶化,然而,经济的增长不能以牺牲环境为代价,江苏出口贸易与环境污染二者之间到底有怎样的关系?如果出口贸易对环境污染有负面影响,那么出口贸易的产品结构是否会对环境污染也造成影响?这些都是本文将要探讨的问题。
2文献综述
许多学者通过研究出口贸易对环境的影响,从而寻求解决出口贸易对环境污染问题的办法。Copeland和Taylor实证认为贸易发展将会导致更多的污染排放。Grossman与Krueger(1991)最早将国际贸易的环境影响分解为规模效应、结构效应和技术效应三个方面,建立了贸易的环境效应分析的基本框架。Chichilnisky(1994)认为,在自然资源的产权界定和环境规制方面,南方国家比北方国家会更宽松,贸易自由化将导致南方国家更专业化于资源密集型产品,当产品规模扩大后,环境会进一步恶化。Esty和Geradin指出,经济一体化会导致越来越多的环境避难所,这是因为某些国家实施的低环境标准和松弛的环境管制措施对该国形成有竞争力的产业能起到推进作用。vanBeers和vandenBergh(1996)侧重于从方法论角度评论贸易和环境外部性之间的相互关系;Antweiler等人(2001)运用回归方法进行了贸易的环境效应分析。此外,Ederington和Minier(2003)以及Winters(2004)等学者都各自对贸易和环境问题做了进一步的研究。
近年来,我国学者也对贸易对环境的影响进行了实证研究。张梅认为经济增长、自由贸易的进一步会扩大导致环境恶化。李慕菡等(2005)通过对相关产业进出口和污染情况的分析,得出了我国国际贸易中污染产品的环境转移客观存在的结论。叶继革、余道先(2007)用统计性描述方法从更加微观的层面上分析了具体行业出口量的扩大对环境污染的不利影响。党玉婷、万能(2007)等人对我国1994-2003年的对外贸易环境效应进行了研究,研究结果表明现阶段的进出口易从总体上恶化了我国的生态环境。但是,也有学者并不认同贸易增长对环境污染造成负面影响。李秀香等分析了二氧化碳的排放、出口增长与环境影响之间的关系,认为二氧化碳排放量的增加与出口增长没有必然的正相关关系;张连众等利用31个省市的二氧化硫排放量的截面数据进行回归分析,表明贸易自由化有利于我国的环境保护。陈红蕾、陈秋峰(2007)建立计量回归模型,以二氧化硫(SO2)排放量作为环境污染指标对我国贸易开放的环境效应进行了实证研究,结果表明规模、结构和技术效应共同作用的结果可以减少污染排放量。
综上所述,中外学者普遍认为出口贸易与环境污染之间存在联系。基于此,在一个相对具体的区域内,在相对稳定的经济和政策条件下,研究出口贸易与环境污染的关系,更符合一个地区的实际情况,更有利于为一个地区的经济良性发展提供可靠的依据。本文以江苏省为例,选取了1990~2010年的相关数据,实证分析了江苏省出口贸易及贸易结构对环境污染的影响,并得出若干有助于推进江苏省经济与环境协调发展的结论。
3实证分析
3.1研究方法
本文利用江苏1990-2010年江苏出口总额(其中包括2000-2010年初级产品、工业制成品出口额)、工业废气、工业废水、固体废弃物排放量等数据构建计量模型,借助Eviews6软件,运用协整检验、格兰杰因果检验等方法实证分析江苏出口贸易与环境污染、贸易结构与环境污染之间关系。
3.2指标选择
根据数据的可得性,本文选取“三废”即工业废气排放量、工业固体废气排放物排放量、工业废水排放量3个指标度量环境污染程度。出口总额作为出口贸易指标,并且为了进一步研究需要,选取初级产品出口额、工业制成品出口额作为指标分析产品贸易结构对环境的影响。
3.3数据采集
本文所选数据来源于江苏统计年鉴、中国统计年鉴数据库、江苏省环境状况公报等。具体如表1、表2所示。
从表中可以看出,一阶差分以后的初级产品出口额及工业制成品出口额与环境污染存在相关关系,一阶差分后,初级产品与环境污染存在负相关关系,工业制成品与环境污染存在正相关关系。可以认为贸易结构中,相较于初级产品,工业制成品的出口增加更能加剧了对环境的污染。
3.6格兰杰因果检验
格兰杰因果检验方法是分析时间序列变量之间的因果关系。协整分析的结果反映变量之间是否存在长期稳定的均衡关系,但是,这种关系是否构成因果需要进一步验证。考虑到经济中通常出现的时滞效应,在对时间序列进行因果关系检验时,本文将对滞后各期的X与Y1、Y2之间关系进行检验,其检验结果列入表7内。
表7格兰杰因果关系检验表
原假设滞后阶数F值P值结论Y1不是X的Granger原因29.555410.0024不拒绝X不是Y1的Granger原因20.426470.6610拒绝Y2不是X的Granger原因34.604310.0254不拒绝X不是Y2的Granger原因30.683350.5805不拒绝Y3不是X的Granger原因22.306510.1362不拒绝X不是Y3的Granger原因22.361070.1307不拒绝检验结果显示,在滞后二期的情况下,拒绝X不是Y1的Granger原因,即X是Y1的格兰杰原因。其余情况下,均接受原假设。这就说明,江苏出口总额的变化是导致是工业废气排放量变化的原因,而出口总额变化不会导致固体废弃物排放量及工业废水排放量的变化,究其原因,笔者猜测可能与所选分析数据较少,导致无法得出结论有关。
4结论
本文通过对江苏省出口总额和工业废气、固体废弃物、工业废水排放指标分析,建立计量模型,进行协整分析与格兰杰因果检验,得出如下结论。
第一,出口贸易的增长会加剧环境污染。以江苏为例,随着出口贸易的逐年增长,贸易规模的扩大,工业废气、固体废弃物的排放也呈现出逐年增长的趋势,江苏省的环境污染有可能进一步恶化。因而,控制贸易的规模有利于改善环境质量。一味地扩大贸易规模,意味着扩大生产,增加污染,因此企业须制定全年生产计划,不能因盲目追求利润而扩大生产规模。同时,政府也应发挥作用,指导企业安排生产,不能只关注GDP数量而忽视GDP质量。
第二,出口贸易结构会对环境污染产生影响。由于在初步的回归分析中,虽然拟合程度高,但是系数的斜率没有通过显著性检验,随后进行一阶差分,重新回归分析,得出结论。在出口产品贸易结构中,初级产品出口额及工业制成品出口额都与环境污染存在相关关系,但是初级产品与环境污染存在负相关关系,工业制成品与环境污染存在正相关关系。可以看出,我省出口产品贸易结构中,尤其是工业制成品更能影响我省环境质量。因此,优化出口商品结构,对于减轻我省环境污染有一定的积极作用。降低出口商品中高污染、高耗能和资源性商品的出口比例,加大高新技术产品、机电产品等附加值高,污染低的产品。积极促使生产高污染、高耗能产品的企业进行技术改革,提高资源利用效率,必要时,甚至可以关掉这些高污染企业。
第三,出口贸易是影响江苏省环境污染的原因。格兰杰因果关系检验表明,出口总额的增长,出口贸易规模的扩大,会导致各类环境污染排放(诸如工业废气排放量)有上升趋势,加重了我省的环境污染。因此,加快产业升级,优化产业结构,发展绿色经济有利于改善环境。绿色经济是以效率、和谐、持续为发展目标,以生态农业、循环工业和持续服务产业为基本内容的经济结构、增长方式和社会形态。绿色经济是一种新的经济结构,通过发展绿色经济,不仅能够引导产业结构优胜劣汰,也能更好地提高自然环境的利用效率,有利于环境的可持续发展。
参考文献
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【关键词】生物多样性 人口 生境的破碎化 环境污染 物种入侵
【中图分类号】Q9 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2011)22-0175-02
1992年,联合国在巴西召开了环境与发展政府首脑会议,通过了《21世纪议程》,签署了《生物多样性公约》、《气候变化框架条约》等,并达成了共识――走可持续发展的道路,从此生物多样性受到人们的广泛关注。
生物物种的灭绝是自然过程,但是灭绝的速度和方式,由于人类活动对地球的影响而大大加速。有学者估计,自1600年以来,人类已导致75%的物种灭绝。
Reidh和Miller估计(1989年),鸟、兽两类,1600~1700年间大约每10年灭绝一种;而1850~1950年期间,上升到大约每两年灭绝一种。1600年以来的灭绝,古生物家称为地质史上的第六次大灭绝,它大约是已往地质年代“自然”灭绝的100~1000倍。而加速的原因主要是由人类活动的加剧而引起的。
由此看来,地球的生物多样性正在受到越来越严重的破坏。现就此进行简单分析。
一 人口迅猛增加
社会经济发展稳定后,人口的数量就不断增长。在生产力落后时,人口的数量受到自然因素,如旱灾、虫灾、火灾、水灾、地震等的控制;另外,人类自身制造的灾难如战争、贫困也使得人口数量得以控制。但是,现代科学技术的进步使人的数量与寿命都延长了。
19世纪工业革命后,人口的增加就成了全球的主流,在经济发展中国家最为明显。1830年全球人口只有10亿,1930年达到20亿,2000年达到了60亿。
中国在1790年的人口约3亿,1860年约4亿,1970年8亿,到2000年就超过了13亿人口。
人口增加后,必须扩大耕地面积,满足吃的需求,这样就对自然生态系统及生存其中的生物物种产生了最直接的威胁。
由于人口增长过快,加上等政策错误,我国形成了大量的退化生态系统。目前,我国境内水土流失面积约为180万平方公里,占国土面积的19%,其中黄土高原地区约80%地方水土流失。
北方沙漠、戈壁、沙漠化土地面积为149万平方公里,占国土面积的16%,1987年已沙漠化土地20万平方公里,潜在沙漠化土地13万平方公里
目前有5900万亩农田和7400万亩草场受到沙漠化威胁。草原退缩面积13亿亩,每年以2000万亩增加。每年使用农药防治面积23亿亩,劣质化肥污染农田2500万亩。
二 生态环境的破碎化
生物多样性减少最重要的原因是生态系统在自然或人为干扰下偏离的自然状态,生境破碎,生物失去家园。
地球上许多生态系统的生物多样性及其生境的损失,表现在面积剧烈减少,被改变或被破坏。湿地是被人类开发最剧烈的系统之一。新西兰有90%的湿地从欧洲殖民以来已经损失。美国从1492年以来,几乎100%的自然草地已损失,欧洲的温带森林已经大部分被破坏。利用人造卫星技术可以监测全球森林的损失,估计是170000km2/a(1981~1990年之间)。
从生态系统多样性丧失对人类社会的影响而言,今以我国1998年长江洪水危害根源为例,长江上中游森林破坏造成的水土流失和下游湖泊、湿地的围垦和开发导致调节洪水能力的减弱,无疑是其中的两大重要原因,它们都与生态系统多样的丧失有密切的关系。这个例子也说明,要深入了解生物多样性丧失的危害性,其关键是科学地理解生物多样性的各种生态系统功能及其变化机理。
与自然系统相比,退化的生态系统种类组成变化、群落或系统结构改变,生物多样性减少,生物生产力降低,土壤和微环境恶化,生物间相互关系改变。
Daily(1995)对造成生态系统退化和生物多样性减少的人类活动进行了排序:过度开发(直接破坏和环境污染等)占35%,毁林占30%,农业活动占28%,过度收获薪材占6%,生物工业占1%。其中前三项人类活动占93%,而这些破坏最直观的结果是造成了物种生境的破碎化,栖息地环境的岛屿化。
生物多样性减少的程度取决于生态系统的结构或过程受干扰的程度,例如,人类对植物获取资源过程的干扰(如过度灌溉影响植物的水分循环,超量施肥影响生物地球化学循环)要比对生产者或消费者的直接干扰产生的负效应要大。
一般而言,在生态系统组成成分尚未完全破坏前排除干扰,生态系统的退化会停止并开始恢复(例如少量砍伐后森林的恢复),生物多样性可能会增加;但在生态系统的功能过程被破坏后排除干扰,生态系统的退化很难停止,而且还有可能会加剧(例如火烧山地后的林地恢复)。
三 环境污染
随着人类的发展,环境污染也逐渐加剧。环境污染会影响生态系统各个层次的结构、功能和动态,进而导致生态系统退化。环境污染对生物多样性的影响目前有两个基本观点:一是由于生物对突然发生的污染在适应上可能存在很大的局限性,故生物多样性会丧失;二是污染会改变生物原有的进化和适应模式,生物多样性可能会向着污染主导的条件下发展,从而偏离其自然或常规轨道。环境污染会导致生物多样性在遗传、种群和生态系统三个层次上降低。
第一,在遗传层次上的影响。虽然污染会导致生物的抵抗并与之相适应,但最终会导致遗传多样性减少。这是因为在污染条件下,种群的敏感性个体消失,这些个体具有特质性的遗传变异因此而消失,进而导致整个种群的遗传多样性水平降低;污染引起种群的规模减小,由于随机的遗传漂变的增加,可能降低种群的遗传多样性水平;污染引起种群数量减小,以至于达到了种群的遗传学阀值,即使种群最后恢复到原来的种群大小时,遗传变异的来源也大大降低。
第二,在种群水平上的影响。物种是以种群的形式存在的,最近研究表明,当种群以复合种群的形式存在时,由于某处的污染会导致该亚种群消失,而且由于生境的污染,该地方明显不适合另一亚种群入侵和定居。此外,由于各物种种群对污染的抵抗力不同,有些种群会消失,而有些种群会存活,但最终的结果是当地物种丰富度会减少。
第三,在生态系统层次上的影响。污染会影响生态系统的结构、功能和动态。严重污染还可能具有趋同性,即将不同的生态系统类型最终变成基本没有生物的死亡区。一般的污染会改变生态系统的结构,导致功能的改变。值得注意的是,重金属或有机物污染在生态系统中经食物链作用,会有放大效应,最终影响到人类的健康。
四 外来物种入侵
外来物种的入侵从字面上理解是增加了一个地区的生物多样性,事实上,历史上那些无害的生物也是通过人的努力而扩大分布范围的,一些驯化的作物或动物已经成人类的朋友,如我们食物中的马铃薯、西红柿、芝麻、南瓜、白薯、芹菜等;树木中的洋槐、英国梧桐、火炬树;动物饲料中的苜蓿;动物中的红鳟鱼、海湾扇贝等,这些物种进入到异国他乡带来的利益是大于危害的。
然而,对于生态平衡和生物多样性来讲,生物的入侵毕竟是一个扰乱生态平衡的过程,因为,任何地区的生态平衡和生物多样性都是经过几十亿年演化的结果,这种平衡一旦打乱,就会失去控制而造成危害。