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1.引言

无论是社会经济系统还是生态环境系统，都与环境污染息息相关。随着自然环境的不断退化，了解社会经济系统与生态环境系统的协调发展对改善环境具有重要意义。为了解我国各省区的耦合协调状况，本文利用耦合协调模型对其进行了计算，用-年的面板数据，运用广义矩估计方法(GMM)进一步探讨了人均GDP对雾霾污染的影响。结果表明，从7年的平均数据来看，大部分省份处于中等耦合协调阶段，社会经济系统属于先进类型，超出了生态环境系统的承受能力。耦合协调度变化平缓，在研究的七年间几乎没有大的变化。大部分省份社会经济系统与生态环境系统发展不平衡。社会经济系统呈增长趋势，生态环境呈下降趋势。人均GDP对雾霾污染的影响证实了“倒U”型环境库兹涅茨曲线(EKC)的关系，同时研究发现城市化抑制了雾霾污染。实证结果为探索社会经济与生态环境的协调关系提供了科学依据和指导，进一步证明了人均GDP与雾霾污染之间存在倒U型EKC。

本文的主要贡献和创新点如下：(1)为了弥补单一地区考虑的不足，选择了31个省份作为研究对象，由于数据获取困难，没有将香港、台湾、澳门和南海岛屿纳入研究范围。(2)利用耦合模型对31个省份近7年来社会经济系统与生态环境系统的耦合协调度进行评价。(3)雾霾污染的主要形式是PM2.5浓度。(4)基于-年的面板数据，运用差分GMM方法研究了人均GDP对生态环境系统的影响。论文的其余部分安排如下：第二节阐述了方法，第三节报告了我们的实证结果，第四节结束语。

2.指标选择

本文以我国除台湾、香港、澳门和南海诸岛以外的31个省份为研究区域，收集-年的数据进行实证检验。使用的全省PM2.5浓度为PM2.5年平均浓度，用气溶胶光学厚度(AOD)对PM2.5的年平均浓度数据进行加权。

为了追求科学性、合理性、易达性和代表性，参考相关文献建立了由13个指标组成的指标体系。其中，评价社会经济系统的指标有9个，评价生态环境系统的指标有4个。本文选择城镇化率、人均GDP、人均利用外资、人均年支出、第三产业占GDP的比重、工业企业人均工业总产值、人口密度、教育经费占公共财政预算的比重和登记失业率来评价社会经济系统，选择PM2.5浓度、建成区绿化率、人均水资源和生活垃圾无害化处理率来评价生态环境系统。表1给出了指标的详细说明。如表1所示，无论是社会经济系统还是生态环境系统，都有多个指标，其重要性各不相同。每个指标的权重取决于其重要性。采用变异系数法计算指标权重，给出了客观的权重，克服了极值的干扰，真实地反映了评价指标的相对重要性。

3.模型建立

本文假设m个省，n个指标，m=31，n=13。首先，指标的值需要标准化，以消除度量和幅度上的差异。本文采用极值处理方法。

其中表示归一化指标值；表示第i省第j个指标的原始数据；表示第i省第j个指数的最小值；表示第i个省的第j个指数的最大值；当社会经济和生态环境水平随着指标的增加而上升时，采用(1)式，否则，将使用(2)式。

其中，表示第i省第j个指标的平均值，表示标准差。

其中，表示变异系数，表示每个指标的权重。

其中，SEis是社会经济系统的综合价值，EEis是生态环境系统的综合价值。即社会经济系统与生态环境系统的耦合度。X和Y是具有代表性的社会经济系统和生态环境系统的评价值。a和b(a+b=1；a0；b0)分别代表社会经济和生态环境的贡献。这里，a=b=0.5，因为社会经济系统和生态环境系统同等重要。C表示城市的综合评价指数。D代表耦合协调度。

在邢某等人研究的基础上，将耦合协调度划分为四个阶段,如表2所示。更详细地，根据SE值和EE值的比较，将耦合协调度阶段划分为12种类型。

现有研究已经验证了人均GDP与雾霾污染之间的关系，而不是简单的线性关系。因此，本文在方程中引入了人均GDP，平方项。考虑到雾霾污染的滞后性，在方程中加入了一阶滞后作为解释变量并建立了动态面板数据模型。应用差分GMM模型检验了经济与雾霾污染之间的关系，也就是检验EKC假说是否存在。动态面板数据模型由于估计是一致的，可以避免单方程或普通面板回归的缺点。

差分GMM模型首先由Arellano和Bond()提出，可以解决自相关问题。此外，它不能忽略被解释变量滞后对当前状况的影响。系统GMM在考虑了上述两个优点后不再使用。差分GMM模型可以对估计误差进行修正，从而提高结果的准确性。差异变换可以有效地解决不随时间变化的个体异质性。

在综合考虑上述因素后，建立了以下公式(12)来估算人均GDP的影响。

其中：i和t分别代表省和年份。PM2.5i，这是该省PM2.5的年平均浓度。国内生产总值是指人均国内生产总值。β1是PM2.5浓度的一阶滞后系数，衡量的是前一年的情况对电流的影响。β是其他解释变量的系数。εi是标准误差项Xi，反映了其他控制变量，包括城镇化率、第三产业占国内生产总值的比重、单位工业企业工业总产值、人口密度。根据EKC假设，引入人均GDP的平方项。表3给出了所有变量的描述性统计数据。

4.结果

4.1．耦合协调度结果

用公式(7)和(8)计算各省年的SE值和EE值，用公式(11)耦合-年各省的协调度。结果列在以下三个表中。分类依据是七年数据的平均值。

如表4所示，各省的SE值差异很大，从最高的0.85到最低的0.15。我国各省区社会经济增长存在较大差异。近7年来，大部分省份的Se值呈上升趋势。在31个省份中，北京、上海、天津、浙江、广东、江苏的SE值较高(0.4)，在社会经济系统中表现较好。山西、内蒙古、辽宁、福建、山东、海南、甘肃、宁夏的社会经济系统表现较好。河北、吉林、黑龙江、湖北、广西、重庆、贵州、云南、西藏、陕西、青海、新疆的社会经济系统表现较差。安徽、江西、河南、湖南、四川在社会经济系统中表现最差。

如表5所示，各省的EE值变化不大，最近7年呈现相对稳定的趋势。西藏的EE值最高，为0.8，吉林、甘肃的EE值最低，为0.06。近7年来，大部分省份的EE值呈下降趋势。西藏、广东、浙江的SE值较高，说明它们的生态环境发展状况较好。北京、山西、内蒙古、辽宁、上海、江苏、福建、江西、山东、湖南、广西、海南、重庆、四川、贵州、云南、陕西、青海、宁夏、新疆的生态环境系统表现较差。天津、河北、吉林、黑龙江、安徽、河南、湖北、甘肃在生态环境系统中表现最差。

如表6所示，大部分省份的社会经济与生态环境系统的耦合协调水平处于中等水平，呈浮动趋势。社会经济与生态环境发展不平衡，以西藏为例，EE值最高，SE值相对较低。大多数省份在社会经济方面表现较好，而在生态环境方面表现较差。综合来看，北京、上海、浙江、广东、西藏、江苏、福建、海南是社会经济系统与生态环境系统耦合协调关系最好的城市。天津、山西、内蒙古、山东、广西、重庆、云南、陕西、青海、宁夏、新疆社会经济系统与生态环境系统耦合协调关系较弱。河北、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南、四川、贵州、甘肃社会经济与生态环境系统关系最差。

表7总体报告了各省-年的耦合协调度阶段。16个省份处于适度耦合协调阶段，表现为社会经济发达、社会经济超生态环境容忍度，系统退化。13个省份处于低耦合协调阶段，表现为社会经济超出生态环境容忍度，系统退化。西藏是唯一一个处于适度耦合协调阶段的地区，表现为社会经济滞后型，在生态环境容忍度方面可以接受。

4.2．差异GMM结果

将方程(12)应用于-年的面板数据研究。模型一测量了人均GDP的影响，模型二显示了人均GDP的平方效应。Arellano-Bond检验结果表明，在10%的水平上，残差项的自相关不存在一阶差分和二阶差分，说明所建立的GMM模型是合理的。Sargan检验结果表明，工具变量在5%的水平上是有效的。

从表8可以得出以下结论。国内生产总值的一阶系数在1%的水平上显著为正，说明经济的增长总体上加剧了雾霾污染。此外，滞后项系数显著为正，表明污染状况正在好转。有证据表明，人均GDP的第二项系数显著为负，与EKC一致，这与现有的一些研究一致(例如，Hao，；Brajer，)

模型I和模型II的回归结果表明，城镇化与雾霾污染在1%水平上呈显著负协调，支持城镇化抑制了环境污染。

人口密度与雾霾污染呈正相关，但不显著，表明目前人口的聚集导致了更多的污染。第三产业占GDP比重越高，雾霾污染越严重。这与第三产业占GDP比重高的省份也有向经济发达省份倾斜的趋势相一致，第三产业占GDP比重与雾霾污染之间的关系还有待进一步探讨。

5.结论

在实现经济发展目标后，环境成为可持续发展的短板。经济与生态失衡的状况越来越明显，尤其是大气污染，严重威胁着人类健康和经济增长。耦合协调度被广泛用于了解各省的协调情况。在此基础上，利用-年间的面板数据，对31个省市的经济与环境耦合协调状况进行了实证研究。此外，利用差分GMM模型研究了经济增长与雾霾污染之间的关系变化趋势。结论总结如下：

(1)从年到年，31个省份的社会经济价值呈上升趋势，表明全国的社会经济体系越来越完善。各省社会经济发展水平出现明显差异，符合我国现阶段社会经济发展的实际情况。

(2)从年到年，生态环境价值呈下降趋势，表明环境状况正在恶化。大部分省份在生态环境系统方面表现不佳。

(3)31个省份的社会经济系统与生态环境系统的耦合协调度在0.2~0.5之间，有16个省份处于中等耦合协调阶段，表现为社会经济高级型，超出了生态环境的承受能力。13个省份处于低耦合协调阶段，表现为社会经济超过生态环境容忍度，系统退化；西藏唯一处于中等耦合协调期，表现为社会经济滞后，生态环境容忍度可接受。

(4)利用差分GMM方法对环境随经济增长的变化趋势进行了分析，发现EKC在环境变化趋势中是有效的。另外，城市化抑制了环境污染过程，人口密度加剧了雾霾污染，但不显著。

总之，认识经济与环境之间的差距是解决可持续发展的第一步。下一步是在环境承载能力范围内实现经济增长目标。提出了经济增长是否超出环境承载能力的证据，并指出了下一步工作的发展方向。

文章内容和表格均引自作者原文：

[1]WuWenqi,WangWenwen,ZhangMing.UsingChinasprovincialpaneldataexploringtheinteractionbetweenSocio-economicandEco-environmentsystem[J].EcologicalComplexity,,44.

编辑：李莉莉

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