Nonlinear Dynamics between Economic Growth and Pollution

경제성장과 환경오염 간의 비선형동학 분석

This paper develops theoretical model between economic growth and pollution as follows: First, emissions are generated from final good production process and technology accumulation. Second, pollution is directly connected with increase in final good production or in consumption, Third, no pollution abatement activity would be undertaken. Fourth, reproducible factors associated with labor and capital input are used in production function. We also test the existence of nonlinear Dynamics between economic growth and pollution using an exponential smooth transition autoregressive model(ESTAR). We find the presence of nonlinear dynamics between economic growth and pollution with a time series data for Seoul. This result shows indirectly that an inverted U relationship between air pollution and economic growth exists.

본 연구는 자본과 노동의 요소투입물 증가가 환경오염의 증가를 유발하고 기술축적자체도 환경오염을 유발한다는 가설모형을 설정하고, 사회계획자모형과 환경오염방지활동이 이루어지지 않는 시장경제모형을 구축하여 이론모형을 도출한다. 도출된 이론모형을 이용하여 환경오염변수와 경제성장률(또는 국민소득 수준) 간에 선형이 아닌 비선형동학(nonlinear dynamics) 관계가 존재하는지를 분석하기 위하여 변수의 부드러운 곡면전환이 이루어지는 평활전이자기회귀모형(Smooth Transition Autoregressive : STAR)을 사용하였다. 서울시 산업생산지수와 대기오염도를 이용한 실증분석에서 경제성장률과 환경오염변수 간에 비선형 동태적인 관계와 비선형 그랜저 인과관계가 존재하는 것으로 나타나 서울지역에서의 환경쿠즈네츠곡선가설이 성립하고 있음을 간접적으로 확인하였다. 그러나 그 해석에는 한계가 있음을 지적하였다.