国际经济全球化时代,催生了一系列影响全世界（尤其是撒哈拉沙漠以南非洲国家）人类及其周围环境的因素。经济的加速发展需要大量消耗能源,导致了全球碳排放量增加。温室气体（二氧化碳）导致全球气温升高,其危害的各个方面已经达到了一个令人震惊和不安的程度。因此,为了减少全球气温上升1.5°C,2015年负责任的国家签署了巴黎气候条约。另一方面表明,假设不做任何措施,气温上升2°C,那么世界将面临毁灭。这将为世界面临的各种挑战铺平道路,包括热浪、野火、水体减少、干旱扩散以及癌症、哮喘、胃肠道、免疫、心血管和神经损伤等疾病的增加。环境污染的挑战也促使其他国际组织做出不懈努力,以减少碳排放和限制温度上升1.5°C。如联合国气候变化框架公约（UNFCCC）、世界卫生组织、国际能源机构、联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）、联合国环境规划署（UNEP）以及世界环境与发展委员会等。分析现有文献表明,就碳减排而言,现有研究较多关注发达国家,而忽略了发展中国家。因此,本文探究了1970年至2017年间,经济增长、能源消费、外商直接投资和人口增长对撒哈拉以南非洲国家的环境影响,其中包括刚果民主共和国、喀麦隆、加纳、肯尼亚、毛里求斯、尼日利亚、塞内加尔、南非、多哥、乌干达和津巴布韦。选择这11个撒哈拉以南非洲国家的主要原因是因为大多数撒哈拉以南非洲国家缺乏有助于对撒哈拉以南非洲国家进行更广泛研究的数据。撒哈拉以南非洲正在从过去的经济萧条中逐渐发展,南非和尼日利亚是其他撒哈拉以南非洲国家在经济发展方面逐渐追随的好榜样。本文为撒哈拉以南非洲国家和整个世界提供减少碳排放的政策法规和建议,同时在现有研究的基础上丰富和拓展有益于环境的研究内容,从这一意义上说本文的研究具有重要意义。本研究旨在实现以下四个目标:（1）检验撒哈拉以南非洲经济增长、能源消费、外商直接投资、人口增长和二氧化碳排放之间是否存在短期和长期的协整关系;（2）探究环境库兹涅茨曲线理论在本研究变量中的有效性;（3）检验经济增长、能源消费、外商直接投资、人口增长和环境污染之间的格兰杰因果关系;（4）分析经济增长、能源消费、外商直接投资、人口增长对环境的未来影响。为了实现这四个目标,本研究采用了世界银行（http://data.worldbank.org/indicator）从1970年至2017年的面板数据和国际能源统计（乌干达）2014年记录的1970年至2014年间的面板数据。经济增长以人均国内生产总值（现时美元）计算,能源消耗以化石燃料能源消耗量度量,外商直接投资以外来直接投资流入量（现时美元）计算,人口变量以人口增长度量。为了实现本文的研究目标,本研究采用Pesaran（2004）的横截面依赖性检验,单位根ADF、PP检验,自回归分布滞后-混合组平均（ARDL-PMG）模型,完全修正的普通最小二乘法（FMOLS）,动态最小二乘法（DOLS）,格兰杰因果关系检验,贝叶斯向量自回归法（B-VAR）等方法。本研究通过PP和ADF检验,检验了在经济增长、能源消费、外商直接投资和环境污染中的面板协整的存在性。研究结果表明,无协整的零假设没有被每一个未加权的维内面板统计量拒绝,无协整的零假设加权的维间面板v-统计量和组rho-统计量被拒绝,由此可以推断,至少在所有的交叉项上是协整的。基于Kao面板的协整分析发现:选择性协整推测在1%的水平下,变量之间存在协整关系。Pedroni和Kao面板协整检验得到了类似结果。为了实现第一个目标,本文使用了ARDL-PMG估计来研究撒哈拉以南非洲国家在经济增长、能源消耗、外商直接投资和环境污染中短期和长期协整关系的存在性。本研究使用ARDL-PMG估计,采用ARDL方法的协整形式,并将其用于面板排序,使截距系数、短期和长期系数以及协整项在横截面效应之间分散。研究发现,碳排放作为因变量对经济增长的阻力,能源消费和外商直接投资以及人口增长作为自变量。这意味着碳排放是一个巨大的挑战,如果不投资于环境友好的技术,这个挑战是无法消除的。与1%水平下显著的人口变量不同,其余变量在统计学上并不显著。能源消耗系数为负,人口系数为正。因此,当人口增加时,碳排放量增加了0.011%。增加能源消耗,减少0.001%的碳排放。根据研究结果,随着能源消耗的增加,当人们注重绿色能源时,能够减少碳排放。因此,撒哈拉以南非洲国家必须鼓励更多必要的环境政策和法规,以促进可持续的经济增长。短期估算结果表明,国内生产总值是唯一显著和正的,因此GDP每增长1%,碳排放量增加了0.004%。结果还表明,在1%的水平下长期均衡是显著的负向影响,因此碳排放量以0.002%的速率回归到均衡状态。为了实现第二个目标,本研究检验了环境库兹涅茨曲线测验的有效性。结果显示,经济增长系数（GDP）和经济增长的平方（GDP²）使用DOLS和FMOLS模型是统计学显著的,但具有混杂的迹象。基于DOLS方法,GDP系数为负值,而GDP²系数为正值,具有明显的U型曲线特征。这意味着EKC在这些国家不存在。相反,这项研究对国内生产总值的影响及其技术变革对环境的影响进行了更真实的评估。根据本文的分析,看来衡量环境污染的变量最有可能是通过收入弹性随GDP单调递增。随着收入的增加,本研究选择的国家的碳排放量也在减少。然而,ARDL-PMG的检验结果并不能显著证明EKC对于所使用的方法是敏感的。随着国家收入开始增加,经济开始经历结构转型或变革,这是减少碳排放的一个重要工具,因为它们采用新的和最新的绿色技术,从而在选定的国家没有环境库兹涅茨曲线。为了实现第三个目标,本文研究了变量之间的格兰杰因果关系方向,研究发现变量之间存在8个单向因果关系。结果表明,在1%的显著水平下,GDP格兰杰因果CO₂,EC格兰杰因果CO₂,CO₂格兰杰因果EC,CO₂格兰杰因果PG,GDP格兰杰因果FDI,GDP格兰杰因果PG,EC格兰杰因果PG,FDI格兰杰因果CO₂。此外,在5%的显著水平下,从PP到CO₂、从GDP到EC也存在单向因果关系。最后,在10%的水平下,从FDI到GDP、从FDI到PP也存在单向因果关系。在双向格兰杰因果关系方面,能源消耗和碳排放是互为因果的。同样,人口增长与碳排放之间也是如此。另一个非常重要的双向因果关系是从外商直接投资到经济增长。人口增长与外商直接投资之间似乎也存在着格兰杰双向因果关系。其余的因果关系不显著,例如碳排放到人均国内生产总值、外商直接投资和经济增长。在本研究所选取的变量中,城市人口增长和化石能源消耗是主要的碳排放源。为了实现第四个目标,本研究分析了经济增长、能源消费、外商直接投资和人口增长对环境的未来影响。结果表明,碳排放量更像是每隔5年持续增加。当研究使用脉冲响应函数和方差分解方法来预测撒哈拉以南非洲国家未来的碳排放量时,就得出了这一结论。从预测来看,随着经济的发展,碳排放量将不断增加。这将强烈呼吁各国政府将注意力从不可再生能源转向可再生能源,以挽救因经济活动而退化的环境。从研究结果可以看出,随着碳排放量的增加,政策建议是撒哈拉以南非洲国家应实施生态能源利用政策,例如风能、太阳能和生物燃料,以促进经济增长。从长远来看,撒哈拉以南非洲国家应该强调能源来源中可再生能源的增加,以达到经济增长。政府组织应共同努力,抵制撒哈拉以南地区甚至整个世界的环境污染。这项研究的主要创新点如下:首先,尽管大多数研究试图探究造成环境污染的因素,但这项研究的独特之处在于,它首次将经济增长、外商直接投资、能源消耗和人口增长等不同变量同时纳入研究,以揭示它们对撒哈拉以南非洲国家环境的影响。其次,该研究使用第二代计量经济学方法检验假设,以提供重要政策建议,并通过统计解释,鼓励撒哈拉以南非洲国家转变经济增长方式、能源消费方式和外商直接投资方式,以促进可持续经济发展。第三,本研究使用ARDL-PMG和CD估计,采用ARDL方法的协整形式,并将其用于面板排序,使截距系数、短期和长期系数以及协整项之间在横截面效应或相关性之间发散。第四,碳排放已经成为一个重大问题。有必要了解撒哈拉以南非洲地区环境的未来将会如何。因此,本研究提供了五年后的空气质量预测。