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由二氧化碳排放引起的气候变化造成了全球气候的持续威胁，重新点燃了全球倡导以尽可能坚定的态度应对二氧化碳排放负面影响的热情。在污染物排放方面，二氧化碳排放量在新兴经济体碳足迹中所占比例最高。大多数国家承诺支持1997年通过的《京都议定书》以应对全球变暖，新兴经济体也不例外。新兴经济体如巴西、俄罗斯、印度、中国和南非(金砖五国)等被认为是全球经济增长的主要支柱。这五个国家是全球碳排放最高的国家之一。尽管利益相关者通过执行《京都议定书》、世界贸易组织与《联合国气候变化框架公约》之间的多边贸易和环境谈判做出了努力，但全球温室气体排放仍呈现出令人担忧的趋势。
一些实证研究工作已经探讨了农业生产、国际贸易和能源使用对发达国家和发展中国家环境的影响。大多数研究倾向于聚焦农业生产、国际贸易和能源使用对环境的影响。很少有研究试图捕获在个体国家层面每个变量的分类组成部分对实际二氧化碳排放量的确切影响。因此，本研究着眼于农业生产、国际贸易和能源消费这些不同组成部分对选定的新兴经济体潜在碳排放的影响。这些变量的个体组成部分分别是农作物生产(crop production,CRP)和牲畜生产(livestock production,LVP)；贸易进口(trade imports,IMP)和贸易出口(trade exports,EXP)；以及可再生能源(renewable,REN)和不可再生能源(non-renewable,NRE)的使用。
本研究聚焦于选定的、形成金砖国家的新兴经济体，有几个原因。金砖国家作为发展中经济体，通过保障粮食安全、贸易、负担得起的清洁能源以及应对气候变化的措施，在2030年可持续发展议程中可以发挥重要作用。近年来，作为世界上的发展中经济体，金砖国家在人口、农业生产、高水平的能源使用、巨大的贸易量和经济增长方面引人注目。目前的这一趋势导致了农业土地使用的扩大以及耕作实践的强化，为了满足粮食需求的这些做法对环境有害。因此，人口的增长和经济发展需要全面提高粮食生产，更多的能源、人口和商品通过贸易从一个居住地流动到另一居住地，以满足需求。
本研究力求达到以下五个主要研究目标。第一，探究农业生产与二氧化碳排放之间的因果关系；第二，检验分类农业引起的增长与环境污染之间关系的有效性；第三，研究贸易开放与环境污染之间的因果关系；第四，确定能源消费与二氧化碳排放之间的因果关系，最后，预测新兴经济体可能的二氧化碳排放量。
为了实现这些研究目标，在组成金砖国家的五个新兴经济体中，采用了四个新兴经济体相当长的一段时间的面板数据以得出相关结论。本研究将俄罗斯排除在分析之外，因为现有数据始于1992年，不排除将使分析和比较变得困难，甚至不可能。数据来自1971年至2013年期间的世界发展指标和粮农组织统计数据。然而，面板模型可能会受到异质性和横截面相依性问题的影响。本研究通过应用最新的计量经济学技术，如混合(加权)完全修正普通最小二乘(Fully Modified Ordinary Least Square,FMOLS)，可行广义最小二乘(Feasible Generalized Least Squares,FGLS)，混合均值组(Pooled Mean Group,PMG)和Driscoll-Kraay标准误差(Driscoll-Kraay standard errors,DKSE)作为主要的估计量，消除了面板数据分析固有的异质性和截面相关性问题。为了检验主估计量结果的稳健性，本研究进一步使用混合(加权)动态普通最小二乘法(Dynamic Ordinary Least Square,DOLS)、面板修正标准误差(Panel Corrected Standard Errors,PCSE)和共同相关效应均值组(Common Correlated Effect Mean Group,CCEMG)来实现这一功能。这些计量经济学方法更加稳健，在存在空间依赖和异质性的情况下提供了更好的统计推断。
在整个分析中作为解释变量使用的变量包括：以人均公斤石油当量计算的能源消耗。新兴经济体的经济增长按人均国内生产总值的当前美元计算。农作物和畜牧业生产指数(代表农业生产)都是相对于2004-2006年基准期每年的生产量度量的。进出口贸易(国际贸易)均以商品总额的当期美元计算。可再生能源和不可再生能源(代表能源消耗)均以千克石油当量计算。为了确保该研究没有忽略任何变量偏差，本研究还增加了人口、工业化和城市化等变量。人口以总人数来衡量，工业化是以工业增加值的当前美元来衡量，而城市化则以城市总人口来衡量。二氧化碳当量——二氧化碳排放当量，代表环境影响，作为一个因变量。
初步分析表明，分别采用Pesaran(2004)和Pesaran和Yamagata(2008)检验，变量具有横截面依赖和异质性。因此，采用第一代测试将导致假结果。于是，本文采用了第二代技术，如横截面增强的Dicker-Fuller和横截面增强的IPS来检测面板单位根。本文的实证结果表明，所有被研究的变量是非平稳的。然而，在两种单位根方法下，非平稳的零假设在一阶差分被拒绝。后继用Kao、Pedroni和Westerlund协整检验进行的测试表明，变量之间存在协整关系，因此具有长期相关性。
第一个目标的实证结果表明，农作物生产、畜牧业生产以及经济增长的增加导致排放量的成比例增加。第二个目标对分类农业导致的环境库兹涅茨效度进行了检验，结果表明：所有变量都具有预期信号，且具有高度显著性。本研究清楚地表明了三次多项式或N型库伦兹曲线的存在性。N型曲线意味着环境退化在降低到一定水平后开始加剧。也就是说，随着经济的发展，反弹效应预计会导致更多的环境破坏。本文的第三个实证结果表明，进口、能源使用、工业化增长1%，排放分别增长0.471%、排放增长1.176%和0.596%。然而，人们发现贸易出口和城市化的增长改善了新兴经济体的环境，但在统计学上并不重要。本文的第四个目标的研究结果揭示了利用可再生能源改善新兴经济体的生态结构，而人口和不可再生能源的使用增加了碳储量。第五个目标的研究结果显示，当均方误差为0.0003345时(表明模型误差小于0.05)，在第11期达到最好的训练效果。这个较小的误差提供了更准确的预测结果，有助于排放控制。人工神经网络预测结果进一步表明，不可再生能源的使用是排放的最主要来源，其次是畜牧业生产，可再生能源消费贡献最小。
PMG和Dumitrescu-Hurlin测试的格兰杰因果关系结果都表明人口和能源使用之间以及城市化和贸易进口之间没有显著的因果关系。研究结果支持中立假说，即人口增长不会对新兴经济体的能源使用产生影响；同样，加大城镇化也不会促进贸易进口。然而，人口和城市增长被认为是造成二氧化碳当量排放的格兰杰原因。此外，格兰杰测试表明产业增长导致了贸易出口增加，可再生能源和非可再生能源使用导致了新兴经济体的产业演进。研究结果进一步揭示了农作物和畜牧业生产对排放和经济增长的作用没有任何反馈。农作物和畜牧业(农业)生产与经济发展的单向因果关系表明，农业生产刺激经济发展，而经济扩张水平的提高影响碳储量。因此，农作物和牲畜生产的减少可能会阻碍某些新兴国家的经济发展。然而，在经济增长与人口之间、经济增长与二氧化碳当量排放之间以及工业化与二氧化碳当量排放之间存在反馈效应。经济扩张与二氧化碳当量排放之间的双向因果关系意味着新兴国家以环境为代价实现经济发展。同样，工业化和二氧化碳当量排放之间的双向关系也意味着这样。
本论文提出了以下体至关重要的贡献，特别是对新兴经济：首先，通过估算各种农业生产指数对环境的影响得出的结论将有助于评价关于生态效益和经济可行性所有可能的缓解方法。其次，农业引起的环境库兹涅茨曲线检验的思想可揭示经济增长对生态空气质量影响中农业生产所导致部分。此外，在环境库兹涅茨模型中引入非结构性变量作为农业生产指标，提升了收入与污染的关系。这有助于在分析收入与环境污染的相关性时，了解其他变量对环境库兹涅茨模型的影响。第三，发现贸易进出口对排放影响的实质，将提供对新兴经济体贸易环境效率的清晰评估以及所有可能办法的建立。第四，对可再生能源和不可再生能源消费进行分析，旨在揭示不同来源的能源使用对环境的不同影响。本研究揭示了可再生能源份额的增加和不可再生能源份额的减少在统计学和经济学上是否有助于解释新兴经济体潜在排放量的减少。这是指导决策者和机构如何脱碳热部门，以实现巴黎的温室效应条约。最后，对二氧化碳潜在排放量的预测是为了确保新兴经济体清楚地了解预期的未来排放量，以便能够采取适当措施减轻其影响。
本研究表明：为了减少对环境的影响，新兴国家要实现确保其公民零饥饿的可持续发展目标，就需要改变其农业生产技术，并采用更具环境友善的农业技术方法。在贸易方面，新兴经济体应尽量减少或控制进口以减少对环境的影响。这将确保国际贸易有利于环境、促进经济增长、保护环境和创造收入以减轻生态污染。新兴经济体应提高对如何保护环境的意识，并对绿色产业减少碳税。鼓励经济实力不断增长的国家确保能源效率，用可再生能源取暖取代化石燃料的使用，以减少碳储量。
本研究的主要创新点如下：
首先，本研究创新性地考虑了农业生产、国际贸易和能源消费对环境的影响，将它们分解为各自的组成部分，从选定的新兴经济体的角度阐述了它们对环境的不同影响。现有研究大多总计考虑农业生产、国际贸易和能源消耗与排放的关系，从而提供混合的结果。人们相信，这些变量的总计形式的应用是造成各种研究发现矛盾和混杂的主要原因。
其次，本文研究了分类农业引起的环境库兹涅茨曲线理论的有效性。尽研究者所知，仅一项研究以新兴经济体国内生产总值立方的形式检验了农业引起的增长-环境污染关系的有效性。
第三，通过使用潜在的二氧化碳排放量代替实际的二氧化碳排放量表示环境影响，本研究扩大了实证研究的范围。潜在的二氧化碳排放量是根据全球升温潜能(Global Warming Potential,GWP)标准比率将各种气体转化为等量的二氧化碳排放量。使用潜在的二氧化碳排放量是因为它考虑到了包括二氧化碳在内的所有其他温室气体。因此，排放量用潜在二氧化碳来表示，是因为二氧化碳具有相同的瞬时变暖效应。显然，使用实际的二氧化碳排放量会导致低估全球变暖的总体影响。因此，当温室气体清单包括所有温室气体而不仅仅是二氧化碳时，分析的温室气体清单是完整的。
第四，本文的研究利用更稳健的计量经济学方法丰富了现有发现，比传统估计如普通最小二乘(OLS)提供了更好的统计推断。当变量是协整的，横截面依赖和异质性时，普通最小二乘法产生有偏差和不一致的结果。
对于制定政策和今后的减排战略而言，研究新兴经济体农业生产、贸易开放和能源消费的分解成分的影响是至关重要的，这将确保粮食安全、经济扩张、能源效率，尤其是环境的可持续性。
一些实证研究工作已经探讨了农业生产、国际贸易和能源使用对发达国家和发展中国家环境的影响。大多数研究倾向于聚焦农业生产、国际贸易和能源使用对环境的影响。很少有研究试图捕获在个体国家层面每个变量的分类组成部分对实际二氧化碳排放量的确切影响。因此，本研究着眼于农业生产、国际贸易和能源消费这些不同组成部分对选定的新兴经济体潜在碳排放的影响。这些变量的个体组成部分分别是农作物生产(crop production,CRP)和牲畜生产(livestock production,LVP)；贸易进口(trade imports,IMP)和贸易出口(trade exports,EXP)；以及可再生能源(renewable,REN)和不可再生能源(non-renewable,NRE)的使用。
本研究聚焦于选定的、形成金砖国家的新兴经济体，有几个原因。金砖国家作为发展中经济体，通过保障粮食安全、贸易、负担得起的清洁能源以及应对气候变化的措施，在2030年可持续发展议程中可以发挥重要作用。近年来，作为世界上的发展中经济体，金砖国家在人口、农业生产、高水平的能源使用、巨大的贸易量和经济增长方面引人注目。目前的这一趋势导致了农业土地使用的扩大以及耕作实践的强化，为了满足粮食需求的这些做法对环境有害。因此，人口的增长和经济发展需要全面提高粮食生产，更多的能源、人口和商品通过贸易从一个居住地流动到另一居住地，以满足需求。
本研究力求达到以下五个主要研究目标。第一，探究农业生产与二氧化碳排放之间的因果关系；第二，检验分类农业引起的增长与环境污染之间关系的有效性；第三，研究贸易开放与环境污染之间的因果关系；第四，确定能源消费与二氧化碳排放之间的因果关系，最后，预测新兴经济体可能的二氧化碳排放量。
为了实现这些研究目标，在组成金砖国家的五个新兴经济体中，采用了四个新兴经济体相当长的一段时间的面板数据以得出相关结论。本研究将俄罗斯排除在分析之外，因为现有数据始于1992年，不排除将使分析和比较变得困难，甚至不可能。数据来自1971年至2013年期间的世界发展指标和粮农组织统计数据。然而，面板模型可能会受到异质性和横截面相依性问题的影响。本研究通过应用最新的计量经济学技术，如混合(加权)完全修正普通最小二乘(Fully Modified Ordinary Least Square,FMOLS)，可行广义最小二乘(Feasible Generalized Least Squares,FGLS)，混合均值组(Pooled Mean Group,PMG)和Driscoll-Kraay标准误差(Driscoll-Kraay standard errors,DKSE)作为主要的估计量，消除了面板数据分析固有的异质性和截面相关性问题。为了检验主估计量结果的稳健性，本研究进一步使用混合(加权)动态普通最小二乘法(Dynamic Ordinary Least Square,DOLS)、面板修正标准误差(Panel Corrected Standard Errors,PCSE)和共同相关效应均值组(Common Correlated Effect Mean Group,CCEMG)来实现这一功能。这些计量经济学方法更加稳健，在存在空间依赖和异质性的情况下提供了更好的统计推断。
在整个分析中作为解释变量使用的变量包括：以人均公斤石油当量计算的能源消耗。新兴经济体的经济增长按人均国内生产总值的当前美元计算。农作物和畜牧业生产指数(代表农业生产)都是相对于2004-2006年基准期每年的生产量度量的。进出口贸易(国际贸易)均以商品总额的当期美元计算。可再生能源和不可再生能源(代表能源消耗)均以千克石油当量计算。为了确保该研究没有忽略任何变量偏差，本研究还增加了人口、工业化和城市化等变量。人口以总人数来衡量，工业化是以工业增加值的当前美元来衡量，而城市化则以城市总人口来衡量。二氧化碳当量——二氧化碳排放当量，代表环境影响，作为一个因变量。
初步分析表明，分别采用Pesaran(2004)和Pesaran和Yamagata(2008)检验，变量具有横截面依赖和异质性。因此，采用第一代测试将导致假结果。于是，本文采用了第二代技术，如横截面增强的Dicker-Fuller和横截面增强的IPS来检测面板单位根。本文的实证结果表明，所有被研究的变量是非平稳的。然而，在两种单位根方法下，非平稳的零假设在一阶差分被拒绝。后继用Kao、Pedroni和Westerlund协整检验进行的测试表明，变量之间存在协整关系，因此具有长期相关性。
第一个目标的实证结果表明，农作物生产、畜牧业生产以及经济增长的增加导致排放量的成比例增加。第二个目标对分类农业导致的环境库兹涅茨效度进行了检验，结果表明：所有变量都具有预期信号，且具有高度显著性。本研究清楚地表明了三次多项式或N型库伦兹曲线的存在性。N型曲线意味着环境退化在降低到一定水平后开始加剧。也就是说，随着经济的发展，反弹效应预计会导致更多的环境破坏。本文的第三个实证结果表明，进口、能源使用、工业化增长1%，排放分别增长0.471%、排放增长1.176%和0.596%。然而，人们发现贸易出口和城市化的增长改善了新兴经济体的环境，但在统计学上并不重要。本文的第四个目标的研究结果揭示了利用可再生能源改善新兴经济体的生态结构，而人口和不可再生能源的使用增加了碳储量。第五个目标的研究结果显示，当均方误差为0.0003345时(表明模型误差小于0.05)，在第11期达到最好的训练效果。这个较小的误差提供了更准确的预测结果，有助于排放控制。人工神经网络预测结果进一步表明，不可再生能源的使用是排放的最主要来源，其次是畜牧业生产，可再生能源消费贡献最小。
PMG和Dumitrescu-Hurlin测试的格兰杰因果关系结果都表明人口和能源使用之间以及城市化和贸易进口之间没有显著的因果关系。研究结果支持中立假说，即人口增长不会对新兴经济体的能源使用产生影响；同样，加大城镇化也不会促进贸易进口。然而，人口和城市增长被认为是造成二氧化碳当量排放的格兰杰原因。此外，格兰杰测试表明产业增长导致了贸易出口增加，可再生能源和非可再生能源使用导致了新兴经济体的产业演进。研究结果进一步揭示了农作物和畜牧业生产对排放和经济增长的作用没有任何反馈。农作物和畜牧业(农业)生产与经济发展的单向因果关系表明，农业生产刺激经济发展，而经济扩张水平的提高影响碳储量。因此，农作物和牲畜生产的减少可能会阻碍某些新兴国家的经济发展。然而，在经济增长与人口之间、经济增长与二氧化碳当量排放之间以及工业化与二氧化碳当量排放之间存在反馈效应。经济扩张与二氧化碳当量排放之间的双向因果关系意味着新兴国家以环境为代价实现经济发展。同样，工业化和二氧化碳当量排放之间的双向关系也意味着这样。
本论文提出了以下体至关重要的贡献，特别是对新兴经济：首先，通过估算各种农业生产指数对环境的影响得出的结论将有助于评价关于生态效益和经济可行性所有可能的缓解方法。其次，农业引起的环境库兹涅茨曲线检验的思想可揭示经济增长对生态空气质量影响中农业生产所导致部分。此外，在环境库兹涅茨模型中引入非结构性变量作为农业生产指标，提升了收入与污染的关系。这有助于在分析收入与环境污染的相关性时，了解其他变量对环境库兹涅茨模型的影响。第三，发现贸易进出口对排放影响的实质，将提供对新兴经济体贸易环境效率的清晰评估以及所有可能办法的建立。第四，对可再生能源和不可再生能源消费进行分析，旨在揭示不同来源的能源使用对环境的不同影响。本研究揭示了可再生能源份额的增加和不可再生能源份额的减少在统计学和经济学上是否有助于解释新兴经济体潜在排放量的减少。这是指导决策者和机构如何脱碳热部门，以实现巴黎的温室效应条约。最后，对二氧化碳潜在排放量的预测是为了确保新兴经济体清楚地了解预期的未来排放量，以便能够采取适当措施减轻其影响。
本研究表明：为了减少对环境的影响，新兴国家要实现确保其公民零饥饿的可持续发展目标，就需要改变其农业生产技术，并采用更具环境友善的农业技术方法。在贸易方面，新兴经济体应尽量减少或控制进口以减少对环境的影响。这将确保国际贸易有利于环境、促进经济增长、保护环境和创造收入以减轻生态污染。新兴经济体应提高对如何保护环境的意识，并对绿色产业减少碳税。鼓励经济实力不断增长的国家确保能源效率，用可再生能源取暖取代化石燃料的使用，以减少碳储量。
本研究的主要创新点如下：
首先，本研究创新性地考虑了农业生产、国际贸易和能源消费对环境的影响，将它们分解为各自的组成部分，从选定的新兴经济体的角度阐述了它们对环境的不同影响。现有研究大多总计考虑农业生产、国际贸易和能源消耗与排放的关系，从而提供混合的结果。人们相信，这些变量的总计形式的应用是造成各种研究发现矛盾和混杂的主要原因。
其次，本文研究了分类农业引起的环境库兹涅茨曲线理论的有效性。尽研究者所知，仅一项研究以新兴经济体国内生产总值立方的形式检验了农业引起的增长-环境污染关系的有效性。
第三，通过使用潜在的二氧化碳排放量代替实际的二氧化碳排放量表示环境影响，本研究扩大了实证研究的范围。潜在的二氧化碳排放量是根据全球升温潜能(Global Warming Potential,GWP)标准比率将各种气体转化为等量的二氧化碳排放量。使用潜在的二氧化碳排放量是因为它考虑到了包括二氧化碳在内的所有其他温室气体。因此，排放量用潜在二氧化碳来表示，是因为二氧化碳具有相同的瞬时变暖效应。显然，使用实际的二氧化碳排放量会导致低估全球变暖的总体影响。因此，当温室气体清单包括所有温室气体而不仅仅是二氧化碳时，分析的温室气体清单是完整的。
第四，本文的研究利用更稳健的计量经济学方法丰富了现有发现，比传统估计如普通最小二乘(OLS)提供了更好的统计推断。当变量是协整的，横截面依赖和异质性时，普通最小二乘法产生有偏差和不一致的结果。
对于制定政策和今后的减排战略而言，研究新兴经济体农业生产、贸易开放和能源消费的分解成分的影响是至关重要的，这将确保粮食安全、经济扩张、能源效率，尤其是环境的可持续性。