经济增长与环境翻译

经济增长与环境
吉恩·M.格罗斯曼和艾伦·班尼特·克鲁格
我们检查人均收入和各种各样环境指标之间的减少关系。

我们的研究包括四个类型的指标:城市空气污染,国家政权的氧气流域、粪便污染的国际扶轮'verbasins,江河流域的重金属污染。

我们还没有找到证据显示随着经济的稳定增长，环境质量在不断恶化。

相反,对于大多数指标而言,经济增长带来一个起步阶段的恶化,随后得到了改进。

但是在大多数情况下，不同污染物的转折点变化了,他们在一个国家人均收入达到了8000美元之前就有了。

一、导言
持续的经济增长是否会给地球环境带来更大的危害呢？还是收入或者财富的增加为改善生态环境播下了种子？对不发达国家而言，这些问题的关键是设计适当的发展战略。

可耗竭和可再生自然资源对许多商品和服务的生产是有用的。

如果输出的组成和生产方法是不可变的，那么环境的破坏与全球经济活动的规模有着密切的联系。

但是大量证据表明，发展引起了经济生产的结构转型（见赛奎因[1989]）。

并且社会在利用新技术节约稀缺资源方面显得别出心裁。

原则上，导致物质构成和生产技术变化的力量可能会足够强大，抵消经济活动的增加对环境的不良影响。

在这篇文章中我们将采用许多国家空气污染水平的面板数据来说明这一经验问题。

本文以国民收入与环境质量措施之间的实证关系研究开始，关于北美自由贸易协定对环境可能造成的影响。

我们估算简约回归模型相关的三项指标：城市空气污染的场地特征、检测污染的城市和城市所在国家的国民收入。

Selten and Song[1992] 和霍尔茨-埃金和塞尔登[1992]使用类似的方法估算几种空气污染物的排放量与排放国家国民收入之间的联系。

世界银行发展报告[1992]也提出了几项环境措施和国家GDP之间联系的证据。

这些研究倾向于认为环境恶化和收入有一个倒U形的关系，随着污染会随着收入的降低而增加，随着收入的增加而减少。

本文的主要贡献在于它采用可靠的数据和共同方法来研究经济活动的规模和环境质量之间的关系为了一些列广泛的环境指标。

我们试图在我们的研究中涵盖所有方面的环境质量，在不同国家对这些环境质量已采取了类似方法做实际测量。

为此，我们使用所有在全球环境监测系统(GEMS)中可用的面板数据追踪在不同发达和发展中国家的环境质量。

并且我们使用来自全球环境监测系统的大量数据检查全球江河流域的水质量。

虽然这些措施远远没有描述国家生态系统方面所有相关变量的全面清单，包括在我们调查中的多种类型的污染物可能会允许泛化（并警告）其他类型的环境问题，它比以往其他的研究更加全面。

在下一节中，我们描述了环境指标和数据的来源。

我们简要地讨论了人为排放的各种污染和它们对健康造成的危害，并注意我们的研究中缺少了环境退化的形成。

第三部分详细介绍了我们受雇于分析跨国和时间序列的污染数据中常见的方法。

分析的结果在第四节中呈现和讨论。

最后一部分讨论了来自于其他作者的报告与我们发现的一致性，并且评论了从他们中总结的经验教训。

二、环境指标
环境质量有许多方面。

我们的生活都受到我们呼吸的空气、我们喝的水、我们在自然中观察到的美和我们接触到的各种物种多样性的影响。

生产商品和提供服务的资源的生产能力受气候、降雨、土壤养分的影响。

我们会因为过度的噪音、拥挤和核灾难的风险感到不适。

这些经济质量方面的每一个（或其他）可能会以不同的方式作用于经济增长。

因此，环境与发展的研究应尽可能得全面。

不幸的是，数据的缺乏限制任何此类研究。

只是在最近几年有各种环境质量方面的研究已经被认真地评估，只有一小部分指标在不同国家的不同的发展阶段进行了测量。

可靠性和可比性是全球环境监测系统带头努力的中心目标，作为世界卫生组织和联合国环境规划的联合规划。

近二十年，全球环境监测系统检测了各个国家的空气和水德质量。

这些数据为我们的研究提供了基础。

全球环境监测系统的空气项目检测了被选地区的空气污染。

二氧化硫的浓度（SO2）和悬浮颗粒物要测量依靠每日（或者偶尔）的基础；原始数据用来计算给定那年的中值，第八十百分位，第九十五百分位和第九十八百分位的观察。

全球环境监测系统也报告监测站的信息，包括附近使用的土地的性质和被使用的检测仪器的类型。

一些用来衡量悬浮颗粒物的使用方法主要反映颗粒的浓度、颗粒重量当其他人补货更轻更精细的粒子以及不同类型的粒子造成的健康风险，我们选择将连个悬浮颗粒样品一分为二，一位“重粒子”和其他为“烟雾”。

全球环境监测系统的空气项目的参与者随着时间有所不同。

对SO2而言，样本包括1977年28个国家的47个城市、1982年32个国家的52个城市和1988年14个国家的27个城市。

重粒子监测在1977年11个国家的21的城市、1982年17个国家的36个城市和1988年13个国家的26的城市，与29个国家代表了全部。

烟雾的样本包括了再1977年13个国家的18个城市、在1982年9个国家的13个城市和1988年4个国家的7个城市，总共是19个国家。

在所有的案例中，监测点的选择在地理和经济条件方面都颇具代表性，这些都在世界的不同地区[班尼特等人，1985].
我们的研究中空气质量变量是最常用的空气污染指标在城市和其他人口稠密的地区。

在
许多城市发现有大量二氧化硫和悬浮颗粒物，并认为他们长期危害人类健康和自然环境。

在我们的样本中缺少的城市空气污染物的重要形式包括氮氧化物、一氧化碳和铅。

或许遗漏了影响全球大气的更重要的空气污染物，特别是那些导致臭氧消耗和温室效应的。

这些包括氯氟烃（氟利昂）、二氧化碳、甲烷、氧化亚氮和对流层臭氧。

二氧化硫和悬浮颗粒物（特别是细颗粒）都已与肺癌和其他呼吸系统疾病相联系。

二氧化硫的自然排放来自于火山、弗兰德有机物质和大海的浪花。

主要的认为来源包括发电和取暖过程中化石燃料的燃烧、有色金属的冶炼（世界资源研究所１９８８）。

在一些国家，汽车尾气和某些化学物品的制造是ＳＯ2的来源。

微粒是由灰尘、大海浪花、森林火灾和火山爆发自然产生的。

经济活动负责的这一类污染包括默写工业过程和家用燃料的燃烧。

全球环境监测系统的水项目监测江河流域、或和地下蓄水层的各种水质规模。

但是来自于湖泊和地下水观测站的观察数据有时候对统计分析的意义太小。

因此，我们将注意力集中在描述国家江河流域的数据。

在选择哪里定位监测站中，全球环境监测系统的水项目优先考虑为自治市、黄爱、牲畜和特定行业供水的主要河流资源。

包括了一些监测国际河流和流入海洋的河道流量的监测站。

再次，该项目旨在代表全球覆盖面积．现有的数据涵盖了１９７９年到１９９０年的数据，到１９９０年１月，该项目有了积极参与的５８个不同国家的２８７个河流站点。

每个这样的站点报告１３种基本化学的、物理的和生物的变量，几种全球重要的污染物包括各种重金属和农药，以及一些特定地点、可变的变量。

资料还提供了有关的监测方法和观察频率，以及监测喊的确切位置。

我们研究使用的所有变量水质指标，只要他们有认为成分和至少是个国家的代表样本。

我们关注与三类指标与水质有关的联系。

首先，我们审查国家的氧气制度。

水生生物需要溶解氧来新陈代谢产生有机碳。

人类污水和工业排放产生的河水污染（例如纸浆和造纸厂）增加了细菌可用的有机碳的浓度。

细菌越多，对溶解氧的需要更加大，只剩下少量的给鱼类和其他高等水生生物。

在高污染的情况下，鱼类开始死亡。

类似的问题可能会增加当那些集中施肥的农田中流出的营养物造成了河水的富营养化。

多余的氮和拎促使藻类生长。

死亡藻类的腐烂消耗氧气，这造成了鱼类种群的减少。

一些全球环境监测系统的水质监测站监测河流的溶解氧水平作为国家氧制度的指标。

其他站点测量有机物的污染作为对氧气需求竞争的指标。

这一措施，被称为生化需氧量，是在特点时间内发生在样品水中的自然氧化的总量。

另一措施被称为化学需氧量，当化学氧化剂加入样品水肿需要消耗氧的总量。

而溶解氧是一种直接测量水质的衡量标准，生物需氧量和
化学需氧量是相反的措施，表明污染物的存在最终导致氧的缺失。

一些站点衡量全部三个水质标准。

我们研究收入水平和国家氧制度的全部三个标准，以及河水中硝酸盐浓度之间的联系。

病原污染是我们第二个水质指标。

在污水中的病原菌导致各种衰弱和有时致命的疾病，例如胃肠炎、痢疾、霍乱、伤寒、肝炎、血吸虫病和贾第虫病。

病菌的存在不是经济活动自身的结果，而是污水的排放没有经过适当的治理。

全球环境监测系统的水项目监测粪大肠菌群——这是在人类和动物粪便中找到的大量无害的细菌——作为有害病原体存在的一个指标。

数据集包括在42个国家的河流中的粪大肠菌群的浓度。

在某些情况下，全球环境监测系统监测总大肠菌群替代（或补充）粪大肠菌群的总量。

大肠菌是一类比较广泛的菌群。

不想粪大肠菌，包括在自然环境中发现的生物中。

然而，我们估计国民收入水平和位于22个国家河流中发现的总大肠菌的浓度的关系。

重金属是第三类水污染。

重金属由工业、矿业和农业排放，积累成海底沉积物，然后随着时间慢慢释放。

金属出现在饮用水和生物蓄积在鱼类和贝类，后来摄入人体。

全球环境监测系统的水项目监测一些重金属（以及一些有毒物质）但它们样本对统计分析而言太小了。

我们测量了铅、镉、砷，汞、镍的浓度，至少在十个国家的河流中它们有合理的观测值。

与这些重金属相关的健康风险有很多：铅引起痉挛，贫血，肾损伤，脑损伤，癌症，和出生缺陷有关；镉与肿瘤，肾功能，高血压，动脉硬化有关；砷诱导呕吐，中毒，损害肝脏和肾脏损害；汞，促使烦躁，抑郁，肾脏和肝脏的损害，和出生缺陷有关；镍造成胃肠道和中枢神经系统损伤和癌症。

正如我们指出，全球环境监测系统的数据不包括环境质量的全部方面。

除了空气污染影响全球气候条件，重要的遗漏还包括工业废物，土壤退化，森林砍伐，以及生物多样性的丧失。

但遗憾的是，我们认为我们无法审查生长在这些形式的环境损害的影响，我们相信从研究中可以获得很多教训，关于空气和水质的变化的许多指标如何引起输出水平的变化。

三、方法论问题
研究了污染和发展之间的关系，我们估计几个减少形式的方程涉及当前和滞后的人均收入在全国的一个灵活的功能和其他协变量在一个位置（空气和水）的污染水平。

我们的减少形式方程的一个选择方法是,将结构方程模型相关的环保法规、技术、工业成分国内生产总值(GDP),然后连接的污染水平的规章、技术、工业成分。

我们认为对于减少形式方法主要有
两个优势。

首先，减少形式估计给我们一个国家在再污染上的收入的净效果。

如果结构方程进行了估计，一个需要解决回找的是在污染上的收入的改变的净效果，以及在污染中所隐含的估计取决于精度估计的信心和每一个阶段潜在的偏见。

其次，减少形式方法备件从我们对环境保护条例的数据搜集和国家技术，数据获得是不易的并且有效性存在疑问。

然而，减少形式方法的局限，是不清楚污染和收入存在之间的估计关系。

不过，我们认为记录污染和收入之间的减少形式关系是重要的第一步。

特别地，我们估计
(1) Y it=G itβ1+G it2β2+G it3β3+G it-β4+G it-2β5+G it-3β6+X it’β7+εit,
Y it是在t年i时刻水和空气污染的测量，G it一个国家在t年位于i时刻的人均国内生产总值，G it-是前三年的人均国内生产总值的平均值，X it是其他协变量的矢量，εit是残差项。

β是估计参数。

空气污染因变量被定义为一年每个点的污染平均集中程度。

空气污染的平均值是没有被报道的。

其他空气污染的报道显示，我们95%的分析表明在质量上有类似的结果。

我们使用的水污染的平均值超过了我们因变量在这一年的平均值，因为少于四个超过检测设备最低可检测值时中间值被遗漏。

除了两种污染物，我们测量了浓度水平（例如每立方米的Rg）作为因变量。

唯一例外的是总大肠菌群和粪大肠菌群，我们作为（1+Y）记录测量，Y是浓度水平。

这种转变的原因是（i）大肠杆菌生长指数，（ii）大肠菌的分布是（高度地）肯定的偏斜，（iii）有时候我们不能使用Y的记录，因为当当可检测水平低于测试装置的最低检测时大肠杆菌的水平被报道为零。

国内生产总值的关键变量是取自萨默斯和赫斯顿[1991]，原则上人均产出水平关系到共同的一系列国际价格。

虽然我们的具体措施适合特别的城市或河流网络，国内生产总值是基于国家水平。

因为环境标准通常设置为一个国家标准，利用国民生产总值农村人均水平（相对于当地收入水平）可能是合适的。

此外，城市或河流的人均国民生产总值水平的数据是不容易得到的，不像能与萨姆斯和赫斯顿数据相比的。

我们已经包含一立方的人均国内生产总值的平均值在前三年的代理效果的“永久收入”，因为过去的收入很可能是一个有关于现在的环保标准的因素。

然而，作为一个实际标准，落后的和现在的人均国内生产总值是高度相关的，因此包括仅仅是现在的（或仅仅是滞后的）人均国内生产总值没有质的变化结果。

不受虚拟变量限制的实验表明国内生产总值暗示立方体规格足够灵活来描绘污染和国内生
产总值之间的复杂关系。

在估计污染和国民收入的关系时，我们调整为年被测量包括线性时间趋势看成是一个独立的解释变量。

我们之所以这么做是因为我们不想国民收入增长归因于任何环境质量改善的地方其实可能是由于全球在环境保留的技术进展或全球环境问题的严重性意识的增加。

我们除了额外的收入和时间来描述监测站所在的特点，并描述了具体的检测方法。

由于这些特定位置的变量不太可能与国民收入相关，他们包含着不必要的无偏估计。

然而，包括这些额外的变量，我们可以减少污染和环境之间关系的残差而得到更精确的估计。

我们估计的对于城市污染的各种措施，我们用虚拟变量表示在城市的监测站的位置（中心或郊区）和车站附近自然土地的使用（工业，商业，住宅，或未知的）。

我们也把城市人口包括在内，一个虚拟的城市是否位于沿海岸线（反应了当地的大气分散性能），以及——对于两种类型的悬浮颗粒——一个虚拟表示为这个城市是否坐落于100公里以内的沙漠。

我们用不同的测量仪器在不同的位置测量污染物，包括测量装置的虚拟类型，来解释一些检测比其它的一些仪器更灵敏。

对于水污染我们使用一系列更有限的协变量，因为这些数据提供了更少的关于检测站位置的信息。

由于人均国内生产总值关系和时代趋势，包括位于河流中监测点的年平均水温。

因为这是一个解释变量，对于许多污染物分解的速度取决于水温。

最后，在适当的地方，我们的虚拟类型包括用测量工具检测污染。

最后一个方法论问题涉及到方程（1）的适当估计。

如果有任何影响污染监测点的特征但是不在我们所列的自变量内，这将形成一个时间相关的误差项。

正因为如此，我们用广义最小二乘法（GLS）估计方程（1）。

更确切的说，我们认为误差项的和由两个部分组成：εit=αi+εit’,
其中αi是一个特定的随机成分，εit’是一个特殊的误差项。

我们假设cov(αi , αj)=0 ocv(ε
’，εjt’)=0,其中i≠j，t≠s。

考虑我们小组的不平衡性，我们采用随机效应的估计。

it
四、研究成果
在第二部分我们已经对每一种污染的方程（1）估计进行了描述。

最小二乘估计见附表1—4。

这些附件的表格也显示了三个本期收入变量、三个滞后变量和六个收入变量一起的p 值。

针对当前和滞后国内生产总值之间严重的多重共线性，以及国内生产总值的力量，很难推断出个别的相关性。

然而，搜集当前和滞后的国内生产总值是非常重要的。

因此，看上去国家收入对于当地的空气和水污染是一个重要的决定因素。

图1
人均国内生产总值和城市空气污染
之间的关系
图2 人均国内生产总值与河流中氧状态之间的关系
图I-IV呈现的图形概括了国内生产总值与各种染污无物之间的关系的大概形状。

每个图关系到一个类别的环境质量指标：城市空气质量，河流中的氧状态，河流中的粪便污染，以及河流中的重金属污染。

这些图由GDP、GDP的平方构成，GDP的立方由当前和滞后的国内生产总值的估计相关系数的总和构成。

我们通过增加其他变量的平均值乘以它们的相关系数来使之规范化。

通
常，我们设，如
所有变量的定义和以前一样。

每个图显示了一个虚拟城市的人均国内生产总值（或者每前三年的相同国内生产总值水平）的污染预测水平和另一个特定的均值变量。

每个图的左边，我们显示了刻度的单位。

在右边我们显示了标准差除以污染水平，在所有的污染物监测站的样品。

这个规模提供了一个不同的污染可比的共同标准。

我们确定了所有图的垂直范围等于因变量的四个标准差。

因此，曲线的相对坡度接示了不同污染物随收入变化的灵敏性。

图3 人均国内生产总值与河流中排泄污染之间的关系
除了估计污染和国内生产总值之间的（立方）关系，图表显示的来自于合适每2000美元间隔的拟合方程式的平均残差值。

这些观点的尺寸已经按照每一个单位的实际数量是成正比观察的。

平均残差的结论是，子啊多数情况下，在假设的立方函数形式之间对污染和国内生产总值之间不做不公平的形状之间的关系。

我们也从图中啊、看出，很多污染和上部极端的收入之间有很少的相关。

作为一种结果，估计的关系形状可以估计这些极端点。

我们先讨论城市空气质量的指标。

二氧化硫和烟雾与国内生产总值之间显示倒U 型关系。

随着国内生产总值增加污染出现在低水平的收益,但最终达到高峰,然后随着较高的收入图 4 人均国内生产总
值与河流中重金属污
染之间的关系
水平下的GDP下降。

在案件的二氧化硫,估计的关系出现又在非常高水平的收益,但数量相对较少,网站上的观察与收入16000美元以上意味着我们不能感到很有信心在曲线的变化在这个范围。

我们找到一种单调递减关系与人均GDP重粒子在所有水平的收入在样品的范围。

在所有这三种情况下,收入变量共同在1%的显著水平。

尽管收入变量是高度相关,GDP落后条款往往具有较低的p值,或许表明过去的收入已成为当前的主要决定因素污染标准。

我们检查表我更紧密地结合在一起,这样一个问题:增加人均国内生产总值(GDP)最终相关环境质量改善吗?收入水平的表所显示的各个环境出现问题最严重的比例达到(如果这样一个收入水平可以鉴别)。

我们同时也报告这些估计标准误差“山峰。

”浓度二氧化硫和烟雾的发现以一种相对早期峰值在国家发展(也就是,在一个水平的收益,相当于今天的墨西哥和马来西亚)。

桌上还报道估计边坡的关系在污染和人均国内生产总值10000美元和12000美元,和相关的标准误差。

这些估计让我们有信心,我们可以评估,污染问题实际上是将一个国家一旦到达了一个迹象,中等收入水平。

针对三种城市大气污染物,我们发现,增加的收入降低浓度在两个10000美元和12000美元,我们可以拒绝一个假说,说那些关系实际上是平或向上倾斜的五分之六的估计。

表1
接下来,我们转向氧制度的河流。

收入条款共同显著少于1%的水平两例(溶解氧和硝酸盐),少于10%的水平(生化需氧量)的一个案例中,只剩下的22%的水平情况下(COD)。

又落收入趋于重要条件比现行所得的条件。

而我们再一次找到一个倒u形关系的三个措施收入和对环境造成的破坏,和一个u型关系和一个直接测量所得的环境质量(如溶氧)。

我们看到,在餐桌上的转捩点这些水质指标稍晚来比城市空气质量。

转点估计至少7500美元的三个措施,在这个例子中第四(溶氧)的置信区间包括一个广泛的收入。

至于我们的测试环境质量之间的关系与人均GDP在中等范围,我们发现了一个显著受益的关系仅为溶解氧(均为10000美元和12000美元)和硝酸盐(12000美元)。

然而,因为生化需氧量、鳕鱼、溶解氧都指标变量在本
质上相同的现象,在这些每不同样品估计的一致性给我们每一个人增加了一些信心。

我们的第三批环境指标与排泄物污染的河流。

研究结果为粪大肠菌很相似,我们以前没有接触过的。

”收入条款是极显著低于联合1%显著水平,落后等重要条件是自己的收入,而目前的收入条件没有。

这后一种结果是相当似是而非的,因为排泄物污染不出于经济活动本身。

因为污染可控制污水处理,我们的结果可能是解释一个响应滞后处理厂建设人均收入的增长。

图3显示人均国内生产总值(GDP)增长相联系的粪便大肠菌水平大致不变,直到达到一
个真正的国家收入水平约为8000美元。

此后,排泄物污染与收入便急剧下跌。

估计在10000美元和12000美元水平的人均国内生产总值(GDP)下估计的坡度关系是显著为负的。

结果与总大肠杆菌是相当令人迷惑不解。

总大肠菌群的浓度增加了收入,在第一,然后坠落,然后复活急剧上升。

到10000美元之间的关系是向上倾斜和统计学显著性。

此外,目前的收入更显著性相关这一指标,比以往的收入。

我们还没有解释这些结果。

也许它们反映了虚假的关系因为存在某些类型的大肠杆菌并不需要表明排泄物污染,并有许多这些细菌基因的来源。

最后,我们转向重金属。

之间存在显著关系的浓度和电流,落GDP污染只有铅、镉、砷。

1”为导向的关系,主要是向下的倾斜;镉是平面的,也许有轻微的衰退在高水平的收入,因为它就像一个倒砷浓度U.The峰砷估计都发生在一个人均国内生产总值为4900美元,与标准误差为250美元。

估计的铅和砷的曲线坡度是负值,并都在10000美元和12000美元,在每种情况下有统计学意义。

总的来说,我们发现没有证据表明环境质量恶化稳定、经济的增长。

相反,我们发现对于大多数指标,经济增长带来一个起步阶段的恶化被接续的阶段的改进。

我们怀疑最终改进反映,部分需求持续增加(和供应)环境保护国民收入较高的。

转折点不同污染物的变化,但是大多数情况下,他们发生在一个国家人均收入达到了8000美元。

在14个指标中的7个我们发现了一个显著正相关关系及环境质量为中等收入国家的人均国民生产总值为10000美元。

在这。