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摘 要：本文采用协整理论、误差修正模型和格兰杰因果检验，对1961-2009年间中国二氧化碳排放量与实际GDP之间的长短期关系进行了实证研究。结果表明：经济增长率对碳排放量的变化率短期没有影响，但是两者存在长期稳定的均衡关系。
关键词：二氧化碳排放量；经济增长；误差修正模型
我国正处于经济的高速增长阶段，不可避免的大量使用能源，造成二氧化碳的排放。因此，我们现今面临的问题是，碳排放目标的制定是否对经济增长产生影响。为了解决这个问题，就必须确定二氧化碳排放量和经济增长之间的关系。对于碳排放量和经济增长的关系这一问题，国内进行了大量的研究。程健（2010）认为经济增长是碳排放的格兰杰原因。
在借鉴他人的文献的基础上，本文将采用协整理论和格兰杰因果检验对二氧化碳排放量和经济增长之间的关系进行实证研究
一、经济增长和碳排放关系的时间序列分析
本文以1961—2012年的国内生产总值与二氧化碳排放量为研究对象，并对变量GDP和CO2取对数，记1n（CO2）和1n（GDP）。
1.实证结果分析
对1n（CO2）和1n（GDP）序列进行ADF检验，由SIC准则确定1n（CO2）和1n（GDP）的最优滞后阶数为1阶，检验结果如表1和表2所示：
表1 ln（CO2）的ADF检验结果
差分阶数 临界值（1%） ADF统计值 P值 结果
0 -4.165756 -2.728259 0.2305 不平稳
1 -4.165756 -5.576628 0.0002 平稳
由表1的第一行可知，在1%的显著性水平下，ADF统计值大于其临界值，所以1n（CO2）为非平稳的时间序列。第二行显示了一阶差分Δ1n（CO2）的ADF统计值小于临界值，因此可以认为Δ1n（CO2）是平稳序列。
表2 ln（GDP）的ADF检验结果
差分阶数 临界值（1%） ADF统计值 P值 结果
0 -4.156734 -2.00399 0.5846 不平稳
1 -4.161144 -5.725679 0.0001 平稳
由表2的第一行可知，在1%的显著性水平下，ADF统计值大于其临界值，所以1n（GDP）均为非平稳的时间序列。表2的第二行显示一阶差分Δ1n（GDP）的ADF统计值小于临界值，Δ1n（GDP）是平稳序列。因此，1n（GDP）和1n（CO2）都是一阶单整的。
Johansen协整检验结果见表3。NA表示未显示数据。
表3 Johansen协整检验结果1
协整关系数 特征值 迹检验统计量 临界值（5%）
0 NA 24.3386 12.53
1 0.36132 3.2663* 3.84
2 0.06714 NA NA
表3显示了不包含常数项和时间趋势项的协整秩检验结果。结果表明，只有一个线性无关的协整向量（上表中打星号项）。因此1n（CO2）和1n（GDP）之间存在协整关系。
VAR表示法的滞后阶数的确定。检验结果如表4示：
根据表4，由信息准则最小原则可知，VAR表示法的滞后阶数为3阶。
因此，使用Johansen的最大似然估计法得到的长期均衡方程见公式（4）。
令，短期动态非均衡方程如公式（5）所示：
其各项系数的显著性检验如表6所示：
表6 显著性检验
常数
t值 1.46 -1.33 2.04 0.73 0.66 1.82
p值 0.143 0.185 0.042 0.464 0.508 0.068
由表6可知，在短期动态非均衡模型中，除了在5%的水平下，显著不为0以外，其他项对是没有影响的。
1n（CO2）和GDP的格兰杰因果检验结果如表7：
表7 格兰杰因果关系检验
原假设 F统计值 p值
不能Granger引起 0.22617 0.87762
不能Granger引起 3.31445 0.02973
由表7的p值可以看到：，1n（GDP）是1n（CO2）的格兰杰原因，而1n（CO2）却不是1n（GDP）的格兰杰原因，也就是说1n（GDP）对1n（CO2）有一定的预测能力。由于长期均衡方程（4）等式右侧的解释变量能够在格兰杰的意义上解释等式左侧的被解释变量，因此认为长期均衡方程（4）存在格兰杰意义。
2.基于实证结果分析碳排放与经济增长之间的长短期关系。
前文已经验证1n（GDP）是1n（CO2）的格兰杰原因，而且两者之间具有长期的稳定关系。1n（GDP）的估计系数是0.60，说明从全国水平来看，GDP每变动一个百分点，二氧化碳排放量相应的变动0.56个百分点，经济增长对碳排放有重要的影响。因此，在现实中我们可以适当地控制经济增长的速度来抑制碳排放量的增加，即我们不能因为盲目的追求经济增长而破坏环境。而1n（CO2）不是1n（GDP）的格兰杰原因，因此碳排放量对经济增长的影响很小，意味着我们不能通过增加碳排放量来促进经济增长。
由公式（5）可知，碳排放量的短期变动受两方面的影响：一是短期经济波动和过去碳排放量变动；二是偏离长期均衡的趋势。误差修正项ecmt-1代表偏离长期均衡的程度，其系数估计值为0.069，表示当短期波动偏离了长期均衡的路径时，系统将以6.9%的速度从非均衡状态向均衡状态收敛。短期内，GDP增长率与二氧化碳排放量增长率是是反向变动的，从直观上来看，是不合常理的。但是由于 的系数不显著，可以忽略其对1n（CO2）变化量的影响。
二、结论
本文运用协整和格兰杰因果检验，验证了我国经济增长和二氧化碳排放量的因果关系。得到的结论如下：（1）我国的经济增长和二氧化碳排放量之间存在着长期稳定的均衡关系，而且两者之间有单向的格兰杰因果关系。经济增长对碳排放具有较大的影响，经济增长必然引致碳排放加剧，高的总产出必然导致较高的碳排放量经济增长和碳排放量的下降是不能共存的；但是碳排放对经济增长没有直接的影响。因此，可以通过改变经济增长方式来控制碳排放的状况。（2）从短期来看，经济增长率对碳排放量变动率没有影响，但是过去的碳排放量的变动会对未来的碳排放量变动产生一定的影响。（3）当短期波动偏离了长期均衡的路径时，系统将以6.9%的速度从非均衡状态向均衡状态收敛。
关键词：二氧化碳排放量；经济增长；误差修正模型
我国正处于经济的高速增长阶段，不可避免的大量使用能源，造成二氧化碳的排放。因此，我们现今面临的问题是，碳排放目标的制定是否对经济增长产生影响。为了解决这个问题，就必须确定二氧化碳排放量和经济增长之间的关系。对于碳排放量和经济增长的关系这一问题，国内进行了大量的研究。程健（2010）认为经济增长是碳排放的格兰杰原因。
在借鉴他人的文献的基础上，本文将采用协整理论和格兰杰因果检验对二氧化碳排放量和经济增长之间的关系进行实证研究
一、经济增长和碳排放关系的时间序列分析
本文以1961—2012年的国内生产总值与二氧化碳排放量为研究对象，并对变量GDP和CO2取对数，记1n（CO2）和1n（GDP）。
1.实证结果分析
对1n（CO2）和1n（GDP）序列进行ADF检验，由SIC准则确定1n（CO2）和1n（GDP）的最优滞后阶数为1阶，检验结果如表1和表2所示：
表1 ln（CO2）的ADF检验结果
差分阶数 临界值（1%） ADF统计值 P值 结果
0 -4.165756 -2.728259 0.2305 不平稳
1 -4.165756 -5.576628 0.0002 平稳
由表1的第一行可知，在1%的显著性水平下，ADF统计值大于其临界值，所以1n（CO2）为非平稳的时间序列。第二行显示了一阶差分Δ1n（CO2）的ADF统计值小于临界值，因此可以认为Δ1n（CO2）是平稳序列。
表2 ln（GDP）的ADF检验结果
差分阶数 临界值（1%） ADF统计值 P值 结果
0 -4.156734 -2.00399 0.5846 不平稳
1 -4.161144 -5.725679 0.0001 平稳
由表2的第一行可知，在1%的显著性水平下，ADF统计值大于其临界值，所以1n（GDP）均为非平稳的时间序列。表2的第二行显示一阶差分Δ1n（GDP）的ADF统计值小于临界值，Δ1n（GDP）是平稳序列。因此，1n（GDP）和1n（CO2）都是一阶单整的。
Johansen协整检验结果见表3。NA表示未显示数据。
表3 Johansen协整检验结果1
协整关系数 特征值 迹检验统计量 临界值（5%）
0 NA 24.3386 12.53
1 0.36132 3.2663* 3.84
2 0.06714 NA NA
表3显示了不包含常数项和时间趋势项的协整秩检验结果。结果表明，只有一个线性无关的协整向量（上表中打星号项）。因此1n（CO2）和1n（GDP）之间存在协整关系。
VAR表示法的滞后阶数的确定。检验结果如表4示：
根据表4，由信息准则最小原则可知，VAR表示法的滞后阶数为3阶。
因此，使用Johansen的最大似然估计法得到的长期均衡方程见公式（4）。
令，短期动态非均衡方程如公式（5）所示：
其各项系数的显著性检验如表6所示：
表6 显著性检验
常数
t值 1.46 -1.33 2.04 0.73 0.66 1.82
p值 0.143 0.185 0.042 0.464 0.508 0.068
由表6可知，在短期动态非均衡模型中，除了在5%的水平下，显著不为0以外，其他项对是没有影响的。
1n（CO2）和GDP的格兰杰因果检验结果如表7：
表7 格兰杰因果关系检验
原假设 F统计值 p值
不能Granger引起 0.22617 0.87762
不能Granger引起 3.31445 0.02973
由表7的p值可以看到：，1n（GDP）是1n（CO2）的格兰杰原因，而1n（CO2）却不是1n（GDP）的格兰杰原因，也就是说1n（GDP）对1n（CO2）有一定的预测能力。由于长期均衡方程（4）等式右侧的解释变量能够在格兰杰的意义上解释等式左侧的被解释变量，因此认为长期均衡方程（4）存在格兰杰意义。
2.基于实证结果分析碳排放与经济增长之间的长短期关系。
前文已经验证1n（GDP）是1n（CO2）的格兰杰原因，而且两者之间具有长期的稳定关系。1n（GDP）的估计系数是0.60，说明从全国水平来看，GDP每变动一个百分点，二氧化碳排放量相应的变动0.56个百分点，经济增长对碳排放有重要的影响。因此，在现实中我们可以适当地控制经济增长的速度来抑制碳排放量的增加，即我们不能因为盲目的追求经济增长而破坏环境。而1n（CO2）不是1n（GDP）的格兰杰原因，因此碳排放量对经济增长的影响很小，意味着我们不能通过增加碳排放量来促进经济增长。
由公式（5）可知，碳排放量的短期变动受两方面的影响：一是短期经济波动和过去碳排放量变动；二是偏离长期均衡的趋势。误差修正项ecmt-1代表偏离长期均衡的程度，其系数估计值为0.069，表示当短期波动偏离了长期均衡的路径时，系统将以6.9%的速度从非均衡状态向均衡状态收敛。短期内，GDP增长率与二氧化碳排放量增长率是是反向变动的，从直观上来看，是不合常理的。但是由于 的系数不显著，可以忽略其对1n（CO2）变化量的影响。
二、结论
本文运用协整和格兰杰因果检验，验证了我国经济增长和二氧化碳排放量的因果关系。得到的结论如下：（1）我国的经济增长和二氧化碳排放量之间存在着长期稳定的均衡关系，而且两者之间有单向的格兰杰因果关系。经济增长对碳排放具有较大的影响，经济增长必然引致碳排放加剧，高的总产出必然导致较高的碳排放量经济增长和碳排放量的下降是不能共存的；但是碳排放对经济增长没有直接的影响。因此，可以通过改变经济增长方式来控制碳排放的状况。（2）从短期来看，经济增长率对碳排放量变动率没有影响，但是过去的碳排放量的变动会对未来的碳排放量变动产生一定的影响。（3）当短期波动偏离了长期均衡的路径时，系统将以6.9%的速度从非均衡状态向均衡状态收敛。