中國區域污染影響因素:基于EKC 曲線的面板數據分析＊

丁煥峰 李佩儀

(華南理工大學經濟與貿易學院,廣東廣州510006)

中國區域污染影響因素:基于EKC 曲線的面板數據分析＊

丁煥峰 李佩儀

(華南理工大學經濟與貿易學院,廣東廣州510006)

在分析經濟增長、產業結構變化、技術進步等區域污染影響因素作用機理的基礎上,構造帶有三次項的環境-收入簡約模型,利用1998-2007年間我國30個地區包括水污染、大氣污染與固體廢棄物污染在內的5類區域污染指標及其主要影響因素的省際面板數據,對環境庫茲涅茨曲線假設進行實證檢驗,探討導致我國區域污染惡化的主要區域污染影響因素。研究結果表明:經濟增長和貿易開放水平對區域污染排放的影響有正有負;人口規模和政府環保管制對區域污染排放影響不顯著;科技水平的提高能有效降低區域污染排放;產業結構不合理、能源利用率低會加劇區域污染排放。指出提高經濟發展質量、加大環保科研投入、轉變貿易增長方式、加強對FDI的環保規制、優化產業結構、提高能源利用率是促進我國經濟環境協調發展的重要保障。

區域污染;影響因素;環境庫茲涅茨曲線

隨著我國經濟總量大幅增長、城市化步伐加快,區域污染排放增加,可持續發展面臨嚴峻挑戰。經濟增長與環境污染的矛盾問題一直是經濟學家關注的重點[1]。環境庫茲涅茨曲線(Environmental Kuznets Curve,EKC)假設是當前分析經濟發展與環境質量關系的重要工具,它指出環境污染與經濟發展之間存在這樣一種關系:起初逐步遞增,達到頂點,然后下降,其形狀類似于Kuznets[2]提出的關于收入分配和經濟發展的倒U型曲線。[3]國外學者利用各國的面板數據、歷史數據對EKC進行大量實證分析[4-7];國內對EKC的研究始于20世紀末,主要采用時間序列分析方法[8-9],利用面板數據和截面數據進行分析的研究較少[10]。早期的實證研究集中探討EKC曲線形狀及其轉折點,EKC曲線是否成立、轉折點的位置等引發了很多爭論。在大量實證研究基礎上,人們發現EKC關系是一種長期現象,和多種因素有關,學者開始嘗試利用人口密度、經濟結構、技術進步、貿易開放度、環保政策等各種可能影響因素[11-13],進一步分析經濟增長與環境質量之間的關系。但多數研究局限于個別因素,缺乏全面性和系統性。本文利用1998-2007①據《中國統計年鑒》資料顯示,反映工業污染狀況的統計范圍所得數據自1998年以來具有較好的可比性,因此本文選擇1998-2007年作為樣本區間。年間我國30②由于西藏地區數據缺失較多,會使結果出現偏差,為保證估計結果的有效性,擬剔除西藏地區。個地區的面板數據對EKC假設進行實證研究,分析我國區域污染的主要影響因素及其作用機理,構造區域污染經濟計量模型,為區域污染治理提供宏觀控制思路。

1 區域污染的主要影響因素

借鑒前人的研究成果,結合中國的現狀,本文重點討論經濟發展水平、人口規模、科技水平、政府環保管制、貿易開放水平、產業結構和能源利用率對區域污染的影響,作用機理如圖1所示。

1.1 經濟發展水平

經濟發展初期,發展經濟依賴要素投入[14],人們創造經濟價值要消耗大量資源和能源,經濟發展加快的同時,污染排放劇增。隨著經濟進一步發展,經濟增長方式發生轉變,主要依靠科技進步、勞動者素質提高和產業結構優化升級,污染排放減少,另外經濟發展也為環境保護提供資金和技術支持。

1.2 人口規模

人口規模擴大使得生產規模不斷擴大,資源壓力增大,廢棄物和污染物增多,處理不當會帶來嚴重的環境污染。

圖1 區域污染的主要影響因素及機理Fig.1 Regional pollution main affectingfactors and mechanism

1.3 科技水平

科技水平的提高對環境保護有巨大的引領和支撐作用:加快環保基礎設施建設,增強生產末端污染治理能力;逐步淘汰高消耗、高污染的落后生產設備,提高資源利用率,減少生產過程中廢棄物和污染物的產生;推動產業優化升級,降低高污染產業部門的比重,緩解環境壓力。

1.4 政府環保管制

環境保護具有公共物品的特性,容易滋生“搭便車”行為,無人愿意支付環保費用,需要由政府出面干預,實行環保管制。政府主要通過制定各項環保法規、標準,實施排污收費制度,環保投資等方式控制企業對環境的污染程度,以達到保護環境的目的。

1.5 貿易開放水平

目前學術界在貿易開放水平對環境的影響問題上尚未達成共識。“污染天堂假說”認為:發達國家的環境管理能力和標準普遍高于發展中國家,資源配置全球化將導致發達國家一些污染產業的企業向發展中國家轉移,對發展中國家的生態環境產生負面影響,貿易開放水平提高會增加污染。而Stevens則指出貿易對環境的影響可歸結為規模效應、技術效應和結構效應,貿易自由化可為環保增加資金投入,提高環保技術以及促進資源有效配置,貿易開放水平提高將能改善環境狀況。[15]

1.6 產業結構

產業結構水平對一個經濟體的環境質量起決定性作用。在較早的經濟發展階段,資本是最稀缺的要素,勞動力和資源相對充裕,勞動密集型和資源密集型產業占的比重大[14],需要消耗大量原材料和能源,同時排放大量廢水、廢氣和廢渣;當經濟增長進入更高的發展階段,資本積累達到一定程度,成為相對豐富和便宜的要素,勞動力和資源相對稀缺,資本密集型和技術密集型產業的份額增大[14],相應地勞動密集型和資源密集型產業比重下降,從根本上減少了資源的耗費和污染物的排放。

1.7 能源利用率

促進能源技術的創新與應用,提高能源利用率,為經濟增長提供源源不斷的動力,同時減少對環境產生的負面影響,可達到經濟持續發展與環境質量提升的“雙贏局面”。

表1 變量符號、名稱和單位Tab.1 Variable mark、name and unit

2 區域污染的經濟計量模型

2.1 經濟計量模型設計

早期對EKC的研究沿用典型二次曲線,目前多采用簡化的帶有三次項的擬合模型。本文采用帶有三次項的環境-收入擬合模型,研究區域污染變量和主要影響因素之間的關系。

其中:Yit表示區域污染指標;xit表示區域經濟水平;zkit表示其他區域污染影響因素;εit為隨機誤差項;下標 i=1,2,...,N表示地區;t=1,2,...,T表示時間;k=1,2,...,K表示影響因子個數。

2.2 變量的選取

根據數據的可獲得性和可比性,本文選取包括水污染、大氣污染、廢棄物污染在內的5類污染物指標衡量區域污染程度;選取地區生產總值(G DP)衡量區域經濟發展水平;其他區域污染影響因素包括上文提及的人口規模、科技水平、政府環保管制、貿易開放水平、產業結構、能源利用率。本研究的數據為年度數據,樣本區間為1998-2007年,數據主要來源于對應年份的《中國統計年鑒》和《中國環境年鑒》①部分數據存在缺失情況,利用年均增長率的計算方法補充完整。。本文在進一步分析前先對以上變量進行對數化②經對數化處理后的數據會具備一些良好的特征,且不會改變原始數據的特性,能使估計結果更優。處理。各變量的符號、名稱及單位見表1。

2.3 數據處理③由于篇幅所限,數據處理具體結果從略。

首先對各區域污染影響因素做正態性檢驗,檢驗結果表明各變量服從正態分布。其次對各區域污染影響因素做相關性分析,結果顯示大多變量間的相關性在[-0.5,0.5]之間,說明各區域污染影響因素間的相關性不高。計算病態數K(Condition Number),K=最大特征值/最小特征值=4.04/0.14=28.86<100,不存在強共線性。再次是平穩性和協整檢驗,一般而言時序數據需要進行平穩性檢驗和協整關系分析,否則容易造成偽回歸。鑒于本文所選用樣本的時期數比較短(10<15),且帶有橫截面數據構成面板數據,可不對各變量進行平穩性檢驗和協整分析。最后是空間相關性檢驗,本文的數據主要是省區數據,環境質量演變應該有一定的空間相關性,但本文的主要目的在于揭示影響區域污染的主要因素,而不在于量化各區域污染影響因素對區域污染的貢獻度,因此本文沒用空間計量工具來做空間相關性檢驗。

3 中國區域污染影響因素的實證分析

3.1 計量結果

利用1998-2007年間我國30個地區的數據,分別對5類區域污染指標和主要區域污染影響因素進行回歸檢驗。面板數據的估計有齊性參數模型、變截距模型和變系數模型3類,其中變截距模型又可分為固定效應模型(Fixed EffectModel,FE)和隨機效應模型(Random Effect Model,RE)。由于通常較少采用變系數模型,因此本文在面板數據估計過程中主要考慮齊性參數模型和變截距模型。考慮到不同地區樣本截面異方差④一般而言,面板數據的殘差相關包括截面異方差、時序異方差和混合異方差3類,考慮到本文所選用的樣本數據截面數(30)遠大于時期數(10),主要對殘差的截面異方差進行修正。對估計有效性的影響,齊性參數方程與固定模型均采用截面加權回歸法以消除截面異方差;隨機效應模型則采用基于隨機效應轉化方程的可行廣義最小二乘估計方法。根據Fix Effect檢驗判斷選用齊性參數模型還是變截距模型;確定選用變截距模型后,根據 Hauseman檢驗在 FE和 RE中做出選擇。根據D.W值判斷回歸殘差是否存在序列自相關,并相應在估計方程中加入AR項,以消除序列自相關。估計步驟:首先對包括G DP平方項、立方項的方程進行估計,根據估計系數的T統計值和Wald檢驗判斷是否存在N型或倒N型曲線關系。若G DP的立方項不顯著,則對剔除了G DP立方項的方程重新進行估計,根據估計系數的T統計值和Wald檢驗判斷是否存在U型或倒U型曲線關系。若G DP的平方項仍不顯著,則繼續剔除平方項,重新進行估計。若存在其他不顯著的區域污染影響因素,予以全部剔除,重新進行估計。估計結果見表2。

3.2 影響中國區域污染的主要因素3.2.1 經濟發展水平

①G DP與 indwater、indsolid呈正線性相關,隨著經濟增長,污染排放量增多。②G DP與 indsmoke呈負線性相關,經濟的進一步發展能夠降低工業煙塵排放量。③G DP與 inddust呈倒U型EKC曲線關系,轉折點為338.2億元(1998年基期價),2007年全國30個地區都突破了臨界值水平,說明我國目前位于EKC曲線的右半段,經濟發展水平的提高有利于減少工業粉塵排放。④G DP與SO2呈倒U型EKC曲線分布,轉折點為35 363.7億元(1998年基期價),2007年全國沒有一個地區超過臨界點,說明我國目前位于EKC曲線的左半段,二氧化硫排放量隨著G DP的上升而增多。

3.2.2 人口規模

5類污染指標方程的 pop系數均無通過顯著性檢驗,人口增長并不一定會導致環境惡化。人口增長對環境的影響有消極的一面,也有積極的一面。人口增多對環境的負面影響已在上文進行分析,此處不再贅述;而人們素質提高和科技進步有利于環境質量的改善。可見人口增長并不是區域污染加劇的主要影響因素。

3.2.3 科技水平

僅indsmoke污染方程中的envrd系數顯著為負,證實了環保科研經費的投入的確能減少污染排放,然而其余4類污染指標估計方程中的envrd系數均不顯著,說明環保科研經費投入還未能有效抑制各類污染物的排放。除indsolid方程的grd系數不顯著外,其余4類污染指標估計方程的grd系數均顯著為負,說明政府科研經費支出能有效抑制大多污染物排放,改善環境質量。綜合envrd和grd的估計結果來看,可知技術進步能減少污染排放,提高污染治理水平,對環境保護意義重大;但現階段,環保科研課題經費投入還未能充分發揮出其應有的作用。對這一現狀,我們做出如下解釋:目前我國環保科研課題經費投入嚴重不足,2007年我國環保科研課題經費僅占政府支出的0.011%,且投資主體主要是國家和地方政府,少有社會資金注入。環保科研經費不足制約了環保科研的發展,科研成果少,難以轉變成現實的生產力,科研與生產脫節。

表2 區域污染影響因素的估計結果Tab.2 Estimated Results of Regional Pollution Influence Factor

3.2.4 政府環保管制

5類污染指標方程中的pdf系數均不顯著,表明排污費征收未能有效減少污染排放。排污費征收理論上是促進企業和消費者防治污染、保護環境的一種有效途徑,然而估計結果與理論不符。原因何在?我們從成本-效益的角度出發尋找答案。若排污費征收額高于污染者的邊際治理成本,那么投資者就會選擇治理,減少污染物的排放,從而有效地保護了環境;若排污費征收額小于邊際治理成本,那么投資者就會選擇花錢購買排污權,而不進行治理,污染物排放有增無減,環境質量得不到改善。據了解,目前我國污染物排污費征收標準嚴重偏低,許多企業寧愿繳納排污費也不愿意治理污染,不利于污染物的治理和排放。另外由于各種因素的制約,排污費不能足額征收,超額排污費征收未得到很好地落實。從效率的角度來看,征收排污費的過程需要耗費大量的人力、物力和財力,大多會采取協商收費的形式以替代按標準收費,與此同時征得的排污費沒有得到有效監管,部分地方出現挪用排污費的現象,排污費并未真正用于治理污染。indsmoke方程的api系數為正且通過顯著性檢驗,意味著工業污染治理投資的增加導致污染物排放量的上升。我們的解釋是:工業污染治理投資屬于被動投資,是環境污染或者資源破壞已經產生危害時而被迫支付的對環境的一種補償費用,即“先污染,后治理”。因而其投資額度越高,意味著污染程度越嚴重。

3.2.5 貿易開放水平

inddust和SO2這兩類污染指標方程的 open系數顯著為正,indsolid方程的FDI系數顯著為正,符合“污染天堂”假說。發達國家的環境管制比較嚴格,迫使重污染產業向環保管制較寬松的發展中國家轉移,隨著貿易開放度提高,外商直接投資增加,我國環境污染加劇。indwater,indsolid方程的open系數為負,indsmoke方程的FDI系數為負,且均能通過顯著性檢驗,與“污染天堂”假說相反,其經濟涵義是貿易開放度提高有利于減少污染排放。加入世貿以來,為了滿足各國的技術、質量、環保等標準,提高我國出口商品在國際市場的競爭力,國家不斷加大科研力度,開發高科技含量、高附加值的環保產品,以供出口,取得了一定成效。另外隨著環保意識增強,我國在引進外資時會特別重視外資的結構問題,引入具備高新技術和清潔生產技術的外資企業,促進我國技術創新,進而提高環境質量。

3.2.6 產業結構

除indwater外其余4類污染指標方程的shaind系數顯著為正,表明第二產業在 G DP所占比重下降能夠有效降低污染物排放量。必須明確的是:工業化本身并不是導致環境惡化的原因,產業結構不合理,粗放的生產方式才是癥結所在。目前我國正處于重化工業快速增長階段,重工業粗放經營,“高投入、高消耗、高排放”等問題突出,資源與環境矛盾尖銳。加快產業結構升級,促進環保型產業發展,是促進經濟發展,緩解環境壓力的有效途徑。

3.2.7 能源利用率

除indsolid外其余4類污染指標方程的 power系數均為正,且通過顯著性檢驗,意味著單位G DP能耗的減少會抑制污染物排放。2007年,北京的能耗全國最低,每萬元G DP僅消耗0.714 tce,相當于全國平均水平的67%,但相對美國、日本等發達國家的0.38 tce和0.14噸tce而言,還有相當大的距離,能源利用率有待提高。

4 結 論

綜合上述5類區域污染指標與主要區域污染影響因素的面板數據估計結果,可以得出如下結論:

(1)隨著經濟發展水平的提高,我國工業煙塵、工業粉塵排放量呈現下降趨勢,而工業廢水、二氧化硫排放量和工業固體廢棄物產生量仍然呈現增加趨勢。

(2)人口規模對區域污染的影響不顯著,人口規模擴大并不必然引起環境質量惡化。

(3)科技水平的提高能有效改善區域污染狀況,改善環境質量,但就目前而言,環保科研課題經費投入尚未能很有效地控制區域污染排放。

(4)政府環保管制未能有效控制區域污染排放,排污費對環境的保護作用還不顯著,工業污染治理投資甚至對環境質量有負面影響。

(5)貿易開放水平提高,部分污染物排放加劇,但亦有部分污染物排放受到抑制,與“污染天堂”假說不符。

(6)產業結構不合理、能源利用率低下等均會導致區域污染程度惡化,環境質量下降。

總體而言,經濟發展水平、科技水平、貿易開放水平、產業結構和能源利用率對區域污染具有顯著影響,提高經濟發展質量,加大環保科研投入,加快技術創新步伐,轉變貿易增長方式、加強對FDI的環保規制以提高出口產品和引入外資的質量,優化產業結構,降低單位 G DP能耗是促進經濟與環境協調發展的重要保障。

(編輯:王愛萍)

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Regional Pollution and Its Affecting Factors:A Panel Date Analysis Based on EKC in China

DING Huan-feng LI Pei-yi
(School of Economy and Commerce South China University of Technology,Guangzhou Guangdong 510006,China)

Based on analyzing mechanismof regional pollution factors,such as economic growth,industrial structure,technological progress,etc.,this paper constructs an environment-income simplified model with cubic term to analysis the hypothesisof Environmental Kuznets Curve,using interprovincial panel data of Chinese 30 provinces during 1998-2007 between five regional pollution indexes including water pollution,atmospheric pollution,solid waste pollution and their main affecting factors,in order to find out the main responsible affecting factors that worsen Chinese regional pollution.The results show that:economic growth and trade liberalization have both positive and negative impact on pollution;the effect of population size and government’s environmental pollution control shows no significant effects on the five population indexes;technological progress can improve environmental quality;irrational industrial structure and low energy efficiency would intensify the pollution discharge.Thus,the paper poihtsout that the important measures to realize the coordinated development of economy and environment are improving the quality of economic development increasing the investment in environmental R&D,adjusting trade growth mode,enhancing environmental regulation on FDI,optimizing industrial structure,and improving energy efficiency.

regional pollution;affecting factors;Environmental Kuznets Curve

X132

A

1002-2104(2010)10-0117-06

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.10.020

2010-05-19

丁煥峰,博士,副教授,主要研究方向為區域外部性與區域發展、區域經濟與產業發展等。

＊國家社科基金項目(No.08CJY055)和教育部人文社會科學研究基金項目(No.07JC790051)資助。