經(jīng)濟(jì)增長對環(huán)境污染的面板門檻效應(yīng)分析

王火根

一、研究綜述

經(jīng)濟(jì)發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的影響一直是環(huán)境資源與生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。Grossman等(1995)對世界上一些國家的地區(qū)性污染物，如空氣懸浮物和SO2的排放變化與人均收入之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析后發(fā)現(xiàn)，環(huán)境質(zhì)量或污染物的排放水平與人均收入之間呈現(xiàn)倒U形的曲線關(guān)系，即環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展間是一種此消彼長和相互促進(jìn)的關(guān)系，一般稱之為“環(huán)境庫茲涅茨曲線”。1991年美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家Grossman和Krueger針對北美自由貿(mào)易區(qū)談判中，美國人擔(dān)心自由貿(mào)易惡化墨西哥環(huán)境并影響美國本土環(huán)境的問題，首次實(shí)證研究了環(huán)境質(zhì)量與人均收入之間的關(guān)系，指出了污染與人均收入間的關(guān)系為“污染在低收入水平上隨人均GDP增加而上升，高收入水平上隨GDP增長而下降”。田曉四等(2007)選取南京市1985～2004年的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn):工業(yè)廢水排放量和人均GDP具有“N”型的EKC曲線，工業(yè)廢氣排放量和固體廢物產(chǎn)量與人均GDP存在倒“U”型EKC曲線。劉榮茂等 (2006)基于中國1991～2003年29個省級區(qū)域環(huán)境質(zhì)量與人均GDP的數(shù)據(jù)，利用工業(yè)廢水、廢氣、固體排放物等變量與人均 GDP擬合方程驗(yàn)證了環(huán)境庫茲涅茨曲線假說在中國的存在性。

上述文獻(xiàn)在研究方法上存在著一個共同缺點(diǎn)，即毫無例外地使用線性模型進(jìn)行估計(jì)，也就說簡單地估計(jì)出經(jīng)濟(jì)增長對環(huán)境污染的影響。事實(shí)上，對于本質(zhì)上具有線性特征的問題或數(shù)據(jù)而言，使用線性模型是足夠的，但如果所研究的對象具有非線性特征，線性模型將由于難以刻畫變量間的非線性關(guān)系而不再適用。由于環(huán)境污染效應(yīng)的發(fā)揮是一個極其復(fù)雜的動態(tài)過程，會受多種條件因素的影響制約。比如，當(dāng)?shù)貐^(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對滯后時，經(jīng)濟(jì)增長對環(huán)境污染的影響可能相對有限;而當(dāng)該地區(qū)跨越一定發(fā)展水平之后，經(jīng)濟(jì)增長效應(yīng)就更為顯著。簡言之，經(jīng)濟(jì)增長對環(huán)境污染的影響會因?yàn)槠渌蛩貤l件的變化而表現(xiàn)出非線性的門檻特征。就現(xiàn)實(shí)而言，中國作為一個地域遼闊、人口眾多、地區(qū)差異明顯的發(fā)展中國家，經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境污染之間的效應(yīng)很難滿足在各區(qū)域或省域之間的完全一致性，存在非線性關(guān)系是很有可能的。因此，如果我們忽略了這種客觀存在的區(qū)域或省域差異，進(jìn)而簡單地將經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染的關(guān)系視為單一線性的，恐怕難以準(zhǔn)確地反映經(jīng)濟(jì)變量之間的真實(shí)聯(lián)系，目前國內(nèi)的多數(shù)文獻(xiàn)都采取了這一做法。

為了克服研究方法上的不足，我們采用面板門檻模型(Hansen，1999)實(shí)證檢驗(yàn)經(jīng)濟(jì)增長對環(huán)境污染的門檻效應(yīng)，檢驗(yàn)“環(huán)境庫茲涅茨曲線”中倒“U”型是否存在。如果存在“門檻效應(yīng)”，則說明存在庫茲涅茨曲線環(huán)境，以及當(dāng)存在“門檻效應(yīng)”時，根據(jù)相應(yīng)的門檻值對樣本進(jìn)行分組，在充分反映樣本特性的情況下，考察中國不同地區(qū)其經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量之間的變化關(guān)系。文章的結(jié)構(gòu)安排如下:第二部分是面板門檻回歸模型的理論、應(yīng)用和數(shù)據(jù)說明;第三部分是實(shí)證結(jié)果和解釋;第四部分是政策建議。

二、面板門檻回歸模型的理論、應(yīng)用和數(shù)據(jù)說明

有關(guān)面板門檻模型方法的介紹，參考 Hansen(1999、2000)。單一面板門檻模型設(shè)定為:

其中i和t分別代表第i個省份和第t年;ηi反映個體未觀測特征;qit表示門檻變量;γ表示為特定的門檻值;I(qit≤γ)和 I(qit＞γ)均為指示性函數(shù);εit～ N(0，σ2)為隨機(jī)干擾項(xiàng)。采用矩陣形式可表示為:

其中，xit(γ)=

對式(2)組內(nèi)去均值，得到:

將所有觀測值進(jìn)行堆積，可將式(3)寫成矩陣形式:

對于給定門檻值γ，可以通過 OLS方法估計(jì)式(4)以得到β的估計(jì)值:

相應(yīng)殘差平方和為:

通過最小化式(6)對應(yīng)的S1(γ)來求得γ，即(γ)。由此可得

得到參數(shù)估計(jì)值之后，還需進(jìn)行兩方面檢驗(yàn):一是門檻效應(yīng)是否顯著，二是門檻的估計(jì)值是否等于真實(shí)值。第一個檢驗(yàn)的原假設(shè)為 H0∶β1= β2，對應(yīng)的備擇假設(shè)為 H1∶β1≠β2，檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量為:其中，S0為在原假設(shè) H0下得到的殘差平方和。第二個檢驗(yàn)的原假設(shè)為其中γ是γ的真實(shí)值，相應(yīng)的似然比統(tǒng)計(jì)量為:LR1(γ)=(S1(γ)－

上述推導(dǎo)過程是在單一面板門檻模型下進(jìn)行的，當(dāng)存在兩個或兩個以上的門檻值，必須重復(fù)上述步驟去搜尋第二個門檻值。

加入其它四個變量(g，m，n，e)作為自變量，而只將q作為門檻回歸過程中的回歸方程:

其中，E代表環(huán)境指標(biāo)，這里以“SO2排放量(公噸)”表示;q表示收入水平，筆者以文獻(xiàn)中通常采用的“人均GDP”作為代表性指標(biāo);g表示工業(yè)水平，以工業(yè)增加值比重來表示;貿(mào)易開放程度使用進(jìn)出口貿(mào)易總額與GDP之比和實(shí)際利用外資外商直接投資與GDP之比來度量貿(mào)易開放的環(huán)境效應(yīng)，m進(jìn)口貿(mào)易總額與GDP之比，n表示出口貿(mào)易總額與GDP之比;f表示外資外商直接投資與GDP之比;γ表示為特定的門檻值;I(qit≤γ)和 I(qit＞ γ)均為指示性函數(shù)，εit～ N(0，σ2)為隨機(jī)干擾項(xiàng)，i和t分別代表第i個省份和第t年。SO2排放量指標(biāo)數(shù)據(jù)來自《中國統(tǒng)計(jì)年鑒(2010)》，人均GDP指標(biāo)數(shù)據(jù)來自《國研網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫》。全部樣本為2000年到2009年30個省、市、自治區(qū)共10年的樣本數(shù)據(jù)。由于西藏的數(shù)據(jù)很不全面，故計(jì)算時將其排除在外。(以上數(shù)據(jù)均取對數(shù))

由于門檻回歸方法本身具有分階段回歸的特點(diǎn)，免去了實(shí)證研究中需要添加git2才能觀察EKC下降階段的一些弊端。例如，對稱的曲線(EKC的上升部分和下降部分斜率相同)與現(xiàn)實(shí)情況不符，以及git和git2產(chǎn)生的多重共線性問題。但是采用門檻回歸的方法可以避免上述問題，筆者只需要觀察git前的系數(shù)β的符號和大小就能夠確定:在不同階段(由不同門檻變量的門檻值劃分的)經(jīng)濟(jì)增長對環(huán)境質(zhì)量的影響程度。

三、實(shí)證結(jié)果和解釋

(一)實(shí)證檢驗(yàn)

考慮到時間和空間差異性，用傳統(tǒng)的面板線性回歸模型很難于揭示經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染之間的關(guān)系。為了更好地展示環(huán)境污染效應(yīng)的非線性特征，我們以人均GDP水平作為門檻變量進(jìn)行估計(jì)，看看環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平變化是否存在拐點(diǎn)，其他經(jīng)濟(jì)變量與此類似(本文不作研究)。表1顯示了在對人均GDP作為門檻變量檢驗(yàn)結(jié)果。

表1 門檻效應(yīng)檢驗(yàn)

從結(jié)果來看，人均GDP作為門檻變量通過了檢驗(yàn)，F(xiàn)值為22．59，P值為0．023，說明在5%的顯著水平上通過了檢驗(yàn)，門檻值為30000元/人。根據(jù)各地區(qū)人均GDP水平與門檻值大小關(guān)系，我們將樣本按兩個時間段劃分為低區(qū)制 (即人均GDP低于門檻值)和高區(qū)制(即人均GDP高于門檻值)兩個部分。從表2不難發(fā)現(xiàn)，在2000－2003這四年間，中國大部分省份處于低區(qū)制，只有北京與上海處于高區(qū)制，從2004－2009年，處于高區(qū)制的省市北京、天津、河北、內(nèi)蒙古、遼寧、上海、江蘇、浙江、福建、山東、廣東。

表2 按人均GDP 門檻值劃分的省市分布

根據(jù)上面的分析，對式(7)式進(jìn)行門檻估計(jì)，結(jié)果如表3所示:

表3 面板門檻回歸結(jié)果

從面板門檻回歸結(jié)果來看:

(1)人均GDP對污染排放量的回歸系數(shù)皆顯著為正，當(dāng)人均GDP低于門檻值30000元時，人均收入對環(huán)境污染邊際影響系數(shù)為0．678，而當(dāng)人均 GDP跨越30000元這一門檻值時，人均收入對環(huán)境污染邊際影響系數(shù)提高為0．242。這一估計(jì)結(jié)果表明，人均收入增長效應(yīng)的發(fā)揮與地區(qū)環(huán)境污染水平密切相關(guān)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的地區(qū)，環(huán)境污染的增長效應(yīng)越小;經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低的地區(qū)，環(huán)境污染增長效應(yīng)相對較大。由此可見，地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r對環(huán)境污染遞減效應(yīng)的確存在鮮明的門檻特征。

(2)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對污染排放量的回歸系數(shù)皆顯著為正，且在所有的回歸變量中影響因子最高，說明了工業(yè)產(chǎn)業(yè)比重過高會導(dǎo)致污染排放量的增加。這符合張海旺(2007)研究的結(jié)論:長期以來，我國在經(jīng)濟(jì)發(fā)展上存在片面追求速度的問題，因而助長了具有速度和市場優(yōu)勢的部分高耗能和高污染行業(yè)的增長。高能耗和高污染的行業(yè)比重過高，直接加劇了與環(huán)境的矛盾。而我國能源結(jié)構(gòu)又過度集中于煤炭，這是我國環(huán)境污染嚴(yán)重的主因。

(3)外商直接投資回歸系數(shù)皆顯著為負(fù)，說明外商直接投資能夠在一定程度上改善我國的環(huán)境，這一結(jié)論與傳統(tǒng)的“污染避難所”假說不符。之所以會出現(xiàn)與“污染避難所”假說相悖的結(jié)論，主要有以下三點(diǎn)原因:其一，由于外商投資的技術(shù)外溢效應(yīng)提高了我國的要素生產(chǎn)率和清潔生產(chǎn)的技術(shù)水平，從而會改善我國的環(huán)境質(zhì)量水平;其二，近年來，由于我國政府在引進(jìn)外商直接投資時已經(jīng)注重引資的結(jié)構(gòu)問題，特別是對環(huán)境方面的重視，這點(diǎn)在《中華人民共和國中外合資經(jīng)營企業(yè)法實(shí)施條例》中已有明確規(guī)定:申請?jiān)O(shè)立合營企業(yè)有造成環(huán)境污染的不予批準(zhǔn);其三，由于多邊環(huán)境保護(hù)協(xié)議的簽訂，進(jìn)入我國的外商直接投資企業(yè)大多具有清潔生產(chǎn)的積極性和主動性，為了能在國際競爭中獲利，這些外資企業(yè)在追求自身利益最大化的同時，也會相應(yīng)地提高其生產(chǎn)經(jīng)營活動中的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

(4)出口貿(mào)易對污染排放量的回歸系數(shù)皆顯著為正，說明我國的出口惡化了環(huán)境，這意味著在我國的出口結(jié)構(gòu)中，具有出口優(yōu)勢的工業(yè)行業(yè)多屬于污染密集性行業(yè)，日漸擴(kuò)張的對外貿(mào)易對環(huán)境的危害越來越大，且還有相當(dāng)一部分屬于污染型產(chǎn)業(yè)，出口產(chǎn)品還有相當(dāng)部分是用較大投入、較高消耗和較重污染換來的，這與葉繼革、余道先(2007)的研究是一致的。多年來，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展走的是一條高投入、高消耗、高污染、低效益的粗放型經(jīng)濟(jì)增長道路，給資源和生態(tài)環(huán)境帶來了沉重壓力。由于我國的外向型產(chǎn)業(yè)在國際產(chǎn)業(yè)鏈中處于低端位置，形成了進(jìn)口多為高附加值產(chǎn)品和服務(wù)，而出口多為一般制造業(yè)產(chǎn)品的貿(mào)易開放結(jié)構(gòu)。長期以來我國依靠大量出口產(chǎn)品而獲得經(jīng)濟(jì)利益，實(shí)際上是以大量消耗資源和環(huán)境為代價的。因此，需要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式、產(chǎn)業(yè)升級模式和貿(mào)易模式的轉(zhuǎn)變，將經(jīng)濟(jì)目標(biāo)、貿(mào)易目標(biāo)與環(huán)境目標(biāo)進(jìn)行有效的整合與協(xié)調(diào)。

(5)進(jìn)口貿(mào)易對污染污染排放量的回歸系數(shù)皆顯著為負(fù)，說明進(jìn)口能夠在一定程度上改善我國的環(huán)境。進(jìn)口貿(mào)易所帶來的環(huán)境問題突出的一個表現(xiàn)為外國污染廢物 (洋垃圾)進(jìn)口現(xiàn)象，但我國當(dāng)前進(jìn)口的產(chǎn)品主要是自然資源和技術(shù)密集型的產(chǎn)品，如工業(yè)原料和半制成品以及機(jī)器。由于自然資源密集型的產(chǎn)品含污量高，所以和出口勞動密集型的產(chǎn)品比較，我國進(jìn)口平均含污量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其出口產(chǎn)品的含污量。因此，進(jìn)口的發(fā)展對我國的環(huán)境是有利的，因?yàn)橥ㄟ^資源密集型的產(chǎn)品的大量進(jìn)口，我國將很多的環(huán)境污染成本轉(zhuǎn)嫁到外國去了。

四、政策建議

(一)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)階段我國仍處于工業(yè)化發(fā)展的初級階段，工業(yè)能耗水平居高不下，同時各地區(qū)污染治理的整體水平提升尚需時日，從而對環(huán)境造成了很大的壓力。通過調(diào)整和振興規(guī)劃的實(shí)施，大力推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，加快淘汰落后產(chǎn)能、遏制“兩高”行業(yè)過快增長。用信息化等高新技術(shù)和先進(jìn)實(shí)用技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提高能源利用效率，減少污染排放。建立并實(shí)施工業(yè)固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能環(huán)保評估和審查制度，遏制高耗能、高污染行業(yè)盲目發(fā)展，加強(qiáng)源頭控制。

(二)改善出口結(jié)構(gòu)

政府部門應(yīng)倡導(dǎo)建立可持續(xù)的商品出口結(jié)構(gòu)，提高附加值高的商品及生態(tài)商品在出口總額中的比重。加大技術(shù)密集型、知識密集型產(chǎn)品的生產(chǎn)和出口，對污染密集型、資源密集型的產(chǎn)品采取一定的限制措施。鼓勵外向型企業(yè)自主研發(fā)，在省內(nèi)盡快推行國際化標(biāo)準(zhǔn)組織 ISO14000的認(rèn)證體系。對于初級產(chǎn)品及皮革加工業(yè)、橡膠工業(yè)、電鍍業(yè)、化工業(yè)等污染密集型產(chǎn)業(yè)應(yīng)采取“限出獎進(jìn)”的措施，而對于環(huán)境友好型產(chǎn)品，政府在必要時可采取鼓勵出口的措施。

(三)繼續(xù)實(shí)施綠色貿(mào)易戰(zhàn)略

在貫徹實(shí)施國家鼓勵出口，增加部分產(chǎn)品出口退稅率的同時，對近兩年來國家、各省陸續(xù)出臺的有關(guān)環(huán)境保護(hù)與控制制造業(yè)污染的措施仍要堅(jiān)定不移地執(zhí)行下去，通過鼓勵自主創(chuàng)新、高效節(jié)能和環(huán)境友善產(chǎn)品的出口等手段，繼續(xù)對“兩高一資”產(chǎn)品的出口進(jìn)行嚴(yán)格限制，防止出現(xiàn)反彈，綠化或優(yōu)化貿(mào)易結(jié)構(gòu)，調(diào)控貿(mào)易總量，提高貿(mào)易的環(huán)境效率。

(四)積極引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備、適用的清潔生產(chǎn)技術(shù)以及環(huán)境保護(hù)設(shè)備

使進(jìn)口政策為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和提高可持續(xù)發(fā)展能力服務(wù)。可以利用當(dāng)前美元貶值、出口速度放緩、有利于進(jìn)口的時機(jī)，通過政策措施鼓勵企業(yè)進(jìn)口先進(jìn)技術(shù)和環(huán)保設(shè)備，改善生產(chǎn)條件，為出口符合國際標(biāo)準(zhǔn)的綠色產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。通過構(gòu)建綠色貿(mào)易體系，減少并扭轉(zhuǎn)對外貿(mào)易的資源環(huán)境逆差，以環(huán)境保護(hù)優(yōu)化貿(mào)易增長，促進(jìn)貿(mào)易增長方式的轉(zhuǎn)變。

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