河南省出口商品結構與碳排放關系的實證分析

聶鑫，劉丹青

（1.中南財經政法大學MBA學院，武漢430073；2.華中科技大學經濟學院，武漢430074）

河南省出口商品結構與碳排放關系的實證分析

聶鑫1，劉丹青2

（1.中南財經政法大學MBA學院，武漢430073；2.華中科技大學經濟學院，武漢430074）

文章基于VAR模型研究了河南省出口商品結構與碳排放的關系，結果發現：河南省碳排放除受到自身慣性因素的顯著影響外，各出口貿易結構性因素也是影響主因，特別地，低附加值產品出口波動對碳排放量的作用更為明顯。因此，實現河南省低碳經濟發展的出口貿易政策包括加速產業結構升級、強化低碳技術研究、提高環境標準、完善財稅制度以及開展國際合作。

河南省；出口商品結構；碳排放；VAR

0 引言

目前，國內外學者就貿易與環境污染問題進行了廣泛的研究。就國外文獻而言，Van Bergeijk（1991）、Anderson&Blackhurst（1992）、Beckerman（1992）、Martin&Wheeler（1992）、Porter&Van der Linde（1995）、Cole（1998）、Wheeler（2000）、Antweiler（2001）、Cole&Elliott（2003）等的研究認為貿易與環境是相容的，貿易自由化將有利于環境改善；Low&Yeats（1992）、Barrett（1994）、Chilchilnisky（1994）、Daly&Goodland（1994）、Ropke（1994）、Beghin（1995，2002）、Holtz-Eakin&Selden（1995）、Ayres（1996）、Rock（1996）、Dua&Esty（1997）、Esty&Geradin（1997）、Lopez（1997）、Ulph（1999）、Joseph C.H.Chai（2002）、Lofdahl（2002）、Akins（2004）等的研究則認為貿易與環境是不相容的，國際貿易是造成跨國污染的重要誘因；Grossman&Krueger（1991，1995）、Shafik&Bandy Padhyay（1992）、Bhagwati（1993）、Keydiche Stevens（1993）、Panayotou（1993，1995，2000）、Runge（1993）、Copeland&Taylor（1994，1995）、Selden&Song（1994）、Xepapadeas&Amri（1995）、Van Beer&Vanden Bergh（1996）、Dean（l997）、Andreoni&Levinsion（1998）、Suri&Chapman（1998）、Fridel&Getzner（2002）等的研究認為自由貿易與環境污染的關系不是確定單向性的，它存在一定的閾值。就國內文獻而言，翟凡和李善同（1999）、雷激風（2001）、段瓊和姜太平（2002）、張連眾等（2003）、蘭天（2004）、李秀香和張婷（2004）、楊海生和賈佳等（2005）、李斌等（2006）、萬能（2007）、李坤望和孫瑋（2008）、王軍（2008）等人的研究則支持了中國并未因自由貿易而成為污染避難所的觀點；陸穗峰（1997）、李慕菡等（2005）、余北迪（2005）、馬莉（2006）、王文中和程永明（2006）、張梅（2006）、黨玉婷和萬能（2007）、葉繼革和余道先（2007）、朱啟榮（2007）、郭紅燕和韓立巖（2008）、周茂榮和祝佳（2008）等的研究認為貿易自由化對中國環境消極的規模效應和結構效應遠遠超過了積極的技術效應，即貿易自由化使中國環境惡化；楊西（1997）、張曉（1999）、范金（2000）、張燕文（2004）、陳麗萍和楊忠直（2005）、郭峰濂（2005）、劉力（2005）、彭水軍（2005）、沈榮珊和任榮明（2006）等的研究認為國際貿易與環境污染問題關系復雜。

然而，現有的文獻多側重于貿易總量視角的研究，對于貿易結構視角的理論研究與實證研究則相對有限，而同時又專門針對省域經濟該問題研究的文獻則更是為數不多。本文正是基于此考慮，將以河南省為例并運用非結構建模的VAR方法對河南省出口商品結構與碳排放的關系進行研究。

1 方法論

由于傳統的結構建模方法常利用經濟理論來描述變量之間的關系。然而，經濟理論往往不能達到為變量間動態關系提供嚴格的定義的目的，加之內生變量可能同時出現在方程的左右兩邊，使得估計和推論問題變得復雜化。為了解決上述問題而產生了有關多變量建模的非結構方法。其中，向量自回歸（VAR：Vector Autoregression）模型就是非結構化的多方程模型，它通常用于相關時間序列系統的預測和隨機擾動對變量系統的動態影響。同時，該模型避開了結構建模方法中需要對系統中每個內生變量關于所有內生變量滯后值函數的建模問題。

向量自回歸模型實際上是向量自回歸移動平均（VARMA）模型的簡化，后者因參數過多帶來很多問題而鮮有應用。通常，一般的VAR模型數學表達式如下：

上式中，yt是m維內生變量向量，xt是d維外生變量向量，A1,…，Ap和B1,…，Br是待估計的參數矩陣，內生變量和外生變量分別有p和r階滯后期。εt是隨機擾動項，其同時刻的元素可以彼此相關，但不能與自身滯后值和模型右邊的變量相關。該基本模型可以稱為一個VAR(p)模型。在實際應用中，通常希望滯后階數足夠大以完整反映模型的動態特征。然而，由于滯后階數和自由度存在權衡取舍，因此必須通過AIC和SC最小化準則尋求平衡的模型階數。

該模型應用的主要步驟如下：

第一步，對時間變量序列及其差分序列的平穩性進行檢驗。如果一個時間序列的均值或自協方差函數隨時間而改變，那么這個序列就是非平穩時間序列。如：隨機過程{yt,t=1,2,…}，若yt=ρyt-1+εt中ρ=1，εt為一穩定過程，且E(εt)=0，Cov(εt,εt-s)，這里s=0,1,2,…，，則稱該過程為單位根過程。存在單位根的變量不可直接回歸，否則有可能造成偽回歸并影響模型分析的真實情況。對此，若單位根過程經過一階差分成為平穩過程，即yt-yt-1=(1-B)yt=εt，則時間序列yt稱為一階單整序列，記作I(1)。一般地，若非平穩時間序列經過d次差分后達到平穩，則稱其為d階單整序列，記作I(d)。對于需要回歸的變量而言，只有滿足同階單整的條件下，回歸分析才可以進行。

第二步，VAR模型的建立。VAR模型的滯后階數需要根據AIC和SC準則確定，但是，當AIC準則和SC準則在確定最優滯后期數方面存在不一致情況時，則需要根據LR檢驗進行取舍。在零假設下，LR統計量有漸進的χ2分布，其自由度為不同階數下的VAR模型被施加的零約束個數。此外，在建立VAR模型時一般不進行篩選，仍然保留各個滯后變量。

第三步，格蘭杰因果關系檢驗。為防止偽回歸和確認序列之間是否存在因果關系，格蘭杰因果關系檢驗通常先估計當前的某變量被其自身滯后期取值所能解釋的程度，然后驗證通過引入另一變量的滯后值是否可以提高對先前變量的解釋程度。如果可以，則稱后一變量是前一變量的格蘭杰成因。

第四步，脈沖響應分析。在隨機擾動項上加一個標準差大小的沖擊會對內生變量的當前值和未來值產生一定的影響，脈沖響應函數就是用來跟蹤這種影響的。將脈沖響應函數繪制成脈沖響應曲線圖，則可以更直觀地分析沖擊對每個內生變量的動態影響。如果脈沖響應曲線趨于0，說明一變量暫時變化對另一變量沒有持久影響；如果趨于某一數值，則說明一變量暫時變化對另一變量有持久影響；如果脈沖響應曲線位于零坐標線上方，即顯示一變量暫時變化可引起另一變量同向變化；若曲線位于零坐標線下方，則表示一變量暫時變化可引起另一變量反向變化。

第五步，方差分解。Sims于1980年提出的方差分解法，提供了一種判斷經濟序列變量間動態相關性的重要方法。方差分解實質上是一個新息計算過程，是將系統在不同預測期限的預測均方誤差（MSE）分解為系統中各變量沖擊所作的貢獻。方差分解的主要思想是將系統中每個內生變量（共m個）的波動（k步預測均方誤差）按其成因分解為與各方程新息相關聯的m個組成部分，從而了解各新息對模型內生變量的相對重要性。方差分解不僅是樣本期間以外的因果關系檢驗，而且可以將每個變量的單位增量分解為一定比例自身原因和其他變量的貢獻。

2 實證分析

2.1 變量定義

本文中，分別定義LnCt為對數化的河南省碳排放量，LnXt為對數化的河南省出口總額，LnPPXt為對數化的河南省初級產品出口額，LnMPXt為對數化的河南省工業制成品出口額，LnNIPXt為對數化的河南省自然資源密集型產品出口額，LnLIPXt為對數化的河南省勞動密集型產品出口額，LnCTIPXt為對數化的河南省資本和技術密集型產品出口額。

2.2 平穩性分析

對各變量水平值序列及其一階差分值序列和二階差分值序列進行單位根檢驗，檢驗直至進行到不存在單位根或二階差分序列為止，檢驗方法采用擴充迪基——富勒檢驗（Augmented Dickey-Fuller Test）方法，最終結果見表1。

表1 各變量的平穩性檢驗

表1顯示，所有非平穩的變量時間序列在經過二階差分之后均變為平穩的時間序列，即為。

2.3 VAR模型的建立

對LnCt和LnXt、LnCt和LnPPXt及LnMPXt、LnCt和LnNIPXt及LnLIPXt及LnCTIPXt分別建立向量自回歸（VAR）模型，其中模型的滯后期按照AIC和SC最小化原則以及LR檢驗加以確定。將參數估計結果寫成矩陣形式可得：

在以上三矩陣中，本文更為關心的是碳排放變量本身以及各貿易變量是如何影響河南省碳排放的，由其易見：隨著滯后期的增加，當期碳排放量受各滯后期碳排放量的影響強度呈現衰減態勢，而影響方向則不確定；出口貿易變量滯后期越大，其對碳排放的影響強度就越大，但影響方向則不確定；各滯后期初級產品出口貿易變量對當期碳排放變量影響強度較大卻影響方向不定，而工業制成品出口貿易變量會隨著滯后期的增加對當期碳排放變量帶來逐漸增強的正向影響；各滯后期自然資源密集型產品出口貿易變量會對當期碳排放量產生較大影響，但方向不定，而各滯后期勞動密集型產品出口貿易變量以及資本和技術密集型產品出口貿易變量則分別會對當期碳排放量產生正向和負向影響。

2.4 格蘭杰因果關系檢驗

為進一步說明各變量之間的因果關系，對變量進行格蘭杰因果關系檢驗，結果如下：

表2 格蘭杰因果關系檢驗結果

表2顯示：當設定顯著性水平為25%時，除工業制成品出口貿易不是碳排放的格蘭杰成因外，其余貿易變量均是引起碳排放的格蘭杰成因，且初級產品出口貿易的影響最為顯著。

2.5 脈沖響應分析

脈沖響應函數是用于衡量來自隨機擾動項的一個標準差沖擊對內生變量當前和未來取值的影響。在Eviews中，根據VAR的輸出結果可以繪制出如圖1脈沖響應函數組圖。

由圖1可見：各模型中，碳排放量對自身的一個標準差新息均有較強烈的響應；碳排放量對出口貿易的一個標準差新息在前三期幾乎沒有響應，而從第四期開始出現正負交替的強烈響應；碳排放量對初級產品出口貿易以及工業制成品出口貿易的一個標準差新息在前八期幾乎沒有響應，而從第九期開始出現逐漸增強的響應，且對前者響應更為劇烈；碳排放量對各要素密集型產品出口貿易的一個標準差新息在第一期均沒有響應，但從第二期開始出現正負交替的強烈響應，且對自然資源密集型產品出口貿易的響應最劇烈，對勞動密集型產品出口貿易以及資本和技術密集型產品出口貿易的響應幅度大體一致。

2.6 方差分解

在此，采用方差分解技術進一步研究模型的動態特征，在Eviews中，分解結果如圖2。

由圖2可見：各模型中，碳排放量的波動在第一期只受自身波動沖擊的影響；之后各期中，來自其自身的波動沖擊影響不同程度地有所下降，而來自各貿易變量的波動沖擊影響均不同程度地有所上升，其中出口貿易總額、初級產品出口貿易額、工業制成品出口貿易額、勞動密集型產品出口貿易額以及資本和技術密集型產品出口貿易額的波動沖擊影響較為有限，但自然資源密集型產品出口貿易額的波動沖擊影響自第二期開始較為顯著。該方差分解結果與前述分析結論基本一致。

3 主要結論及政策建議

總之，河南省碳排放除受到自身慣性因素的顯著影響外，各出口貿易結構性因素也是影響主因，特別地，低附加值產品出口波動對碳排放量的作用更為明顯。因此，實現河南省低碳經濟發展的出口貿易政策選擇必須從以下方面入手：

(1)加速產業結構升級以實現出口貿易低碳化。國際貿易對環境的污染問題具體體現在規模效應、結構效應和技術效應三個方面，其中結構效應對減少貿易污染具有積極意義。隨著產業結構的自然升級，碳污染密集部門將逐漸被淘汰，低碳部門將逐漸成為支撐經濟發展的主體，因而會對河南省碳排放的加劇惡化帶來抑制作用。因此，河南省必須加速產業結構升級，通過生產領域的低碳化推動貿易領域的低碳化。

(2)強化低碳技術研究以實現出口貿易低碳化。低碳技術主要包括以節能減排為目標的減碳技術，以可再生能源利用開發為主的無碳技術，以及以碳捕捉與碳埋存處理為主的去碳技術。當前，由于上述核心技術大多為發達國家所掌握，廣大發展中國家在很大程度上只能依靠自主創新實現低碳發展。因此，河南省應當以科學發展觀為指導，不斷完善其低碳技術創新體系，并在充分考慮自身比較優勢的基礎上有計劃地重點扶持一批低碳技術項目，從而為低碳貿易提供技術支持。

(3)提高環境標準以實現出口貿易低碳化。傳統的粗放式經濟發展方式是以資源浪費和環境退化為典型特征的不可持續的增長模式，在當今世界各國日益重視人與自然環境協調發展的大背景下，河南省必須積極轉變發展觀念和發展模式，通過提高出口貿易品的生產環境標準，一方面可以有效避免外資將本土視為“污染天堂”，另一方面也可以迫使內資外貿企業加速技術創新以適應苛刻的環境標準，從而提升其貿易品的環境競爭力。

(4)完善財稅制度以實現出口貿易低碳化。現代經濟學認為，制度是影響經濟增長的重要變量，對任何經濟現象的解釋都可以找到其制度性根源，而有效的制度設計可以提高經濟效率，相反，不當的制度設計則會引起經濟低效率甚至無效率。因此，河南省出口貿易的低碳化發展必然需要一個相對完善的制度化平臺（特別是財稅制度）來加以引導，通過財稅政策的約束與激勵確保貿易低碳化目標的實現。

(5)開展國際合作以實現出口貿易低碳化。鑒于發達國家在發展低碳經濟方面的絕對優勢，河南省應當通過多種國際合作方式引進、消化和利用先進經驗，著力發展高附加值產業出口。同時，充分利用清潔發展機制（CDM），努力尋求多方共贏。實踐表明，全球氣候問題必須基于全球合作框架才能夠有效解決，而出口貿易作為世界各國聯系的重要紐帶，其低碳化的實現更需要不同國家和地區之間的相互理解、相互支持與高度協調。

[1]Copeland,B.R.,M.S.Taylor.Trade and the Environment:Theory and Evidence[M].New Jersey：Princeton University Press,2003.

[2]Copeland,B.R.,M.S.Taylor.Trade,Growth and the Environment[J].Journal of Economic Literature,2004,42(1).

[3]Copeland,B.R.,M.S.Taylor.North-South Trade and the Environment[J].Quarterly Journal of Economics,1994,109(4).

[4]Lopez,R.The Environment As A Factor of Production:The Effects of Economic Growth and Trade Liberalization[J].Journal of Environmental Economics and Management,1994,(27).

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[6]易丹輝.數據分析與Eviews應用[M].北京:中國統計出版社，2002.

F224

A

1002－6487（2011）07－0122-03

河南省哲學社會科學規劃項目階段性研究成果（2010BJJ016）

聶鑫（1969-），男，湖北武漢人，博士研究生，研究方向：公司治理。

（責任編輯/浩天）