基于HLM模型的生態環境保護與地區經濟發展分析

摘要：文章通過利用HLM模型來研究山東省91個市縣生態環境保護與地區經濟發展的關系，分析結果表明：廢氣的排放量與當地第一第二產業總產值有明顯的正相關關系，這預示著一種環境隨經濟增長惡化的發展趨勢。

關鍵詞：生態環境保護；地區經濟發展；HLM模型

一、 引言

本研究通過構建環境污染指標與經濟指標之間的計量模型，來深入分析生態保護與經濟發展、生活美好，以及人文和諧之間的關系。

二、 文獻回顧

在有關環境污染數據與經濟指標關系的研究中，大多數的學者使用環境庫茲涅茨曲線（Environmental Kuznet Curve， EKC）來刻畫經濟增長與環境之間的關系，Seldon和Song（1994）分析了四種不同的空氣污染物的排放與當地人均收入之間的關系，發現兩者間存在倒U型關系。為了描述環境污染及經濟發展之間的相關關系，毛顯強（2011）提出了污染——經濟時間彈性系數，這個系數主要反映了一個國家或地區在一年間環境污染變化與經濟發展變化之間的相互關系，它的值等于上述兩者之間的比值。其中的計算指標需要選取較有代表性的環境污染變量指標和經濟變量指標，環境污染變量指標可包括環境污染排放量指標，如主要污染物排放總量；在經濟指標方面可以選用一國的國內生產總值（GDP）、人均生產總值、行業增加值等；在財政狀況關聯性的研究問題上，可以選取地方財政一般預算支出等作為經濟指標。

除此以外，我國經濟的發展是基于先進的科學技術、高素質的人才和良好的政策與投資環境的基礎之上，發展科教文衛事業（在本文中體現為在影響因素中考慮到了中小學在校學生數和醫院病床數對經濟指標的影響）不僅可以為國家和社會培養和輸送大量掌握科學文化知識的人才，也能極大地改善人們的醫療狀況，從更深層次的角度來看，也能豐富人民的精神生活，改善投資環境，最終還是能促進國民經濟發展的良性循環。陳延（2001）提出科教文衛較為發達的城市，其經濟實力也相應較強，通過對江蘇省13個市的調查研究，用因子分析來探尋科教文衛建設和經濟發展的關系，第一個因子在指標醫院衛生院床位數、衛生技術人員數、衛生機構數上游較大載荷，為綜合因子；第二個因子在指標普通中學在校學生數和小學在校學生數上有較大載荷，為基礎因子。李?。?012）認為地區醫療衛生發展和地區經濟發展之間存在著相互相成的關系，經濟發展對于當地醫療衛生事業的發展有重要的支撐作用，經濟發展的成功可以為醫療衛生事業提供大量的資金投入以及人力、物力、信息和技術支持；而醫療衛生事業的發展對地區經濟發展也有重要的促進作用，良好的醫療衛生事業發展可以通過改變環境來影響經濟發展中的各個群體，延長為經濟發展服務的勞動者的平均壽命和平均工作時間，更好地保護勞動生產力，從而促進經濟健康平穩可持續地發展。

綜上所示，在本研究中，我們選取了包含廢氣排放的指標平均SO2和平均NOX以及土地面積、年末總人口、年末單位從業人口、地方財政一般預算支出、中小學在校學生數以及醫院病床數這些指標作為研究對象，試圖構建計量模型來探討自然、人文環境對經濟指標的影響。

三、 計量模型與實證方法

1. 樣本描述。根據《山東省2011年統計年鑒》，本文收集了山東省91個市縣2011年的縣級單位主要統計指標。與此同時，還登錄到“山東省省控及以上重點監管企業自行監測發布”網站進行數據搜索，通過點擊“自動檢測數據發布——重點廢水監管企業、重點廢氣監管企業、城鎮污水處理廠”等條目，匯總了山東省91個縣、市的環境監測數據。

2. 模型和分析工具。檢驗企業廢氣排放對地區經濟發展的影響，涉及地區和企業兩個層面的變量，且企業數據嵌套在地區數據之中。對這種多層嵌套數據，傳統的方法通常是將地區、企業變量都看作是同一水平的變量，直接在企業層面對數據進行分析。這實際上是在假設同一地區內的不同企業數據是相互獨立，但這顯然不符合實際，因為一個地區內的不同企業存在廢氣排放等多方面的相似性。類似地，我們不應對不同地區的企業樣本和同一地區的企業樣本建立同一假設，否則可能會影響回歸系數的無偏性、有效性以及一致性，可見利用傳統的分析方法來分析具有分層特點數據會存在一定的缺陷?；诖耍疚膶⒗脗鹘y回歸方法和多層線性模型（HLM）假說進行檢驗，并在研究的基礎上對比分析兩種不同分析方法產生的結果。

地區第一、第二產業總產值差異既會受到不同企業間廢氣排放的影響，也會受到不同地區間不同因素的影響。通過HLM模型可以分析出兩者對地區第一第二產業總產值方差分布，無任何自變量的情況下的模型公式如下：

基于零模型總方程的分析可以得出，第一第二產業總產值的差異主要來源于企業間的差異以及企業所在地區的差異兩個方面，由于兩種差異對第一第二產業總產值的影響各有不同，因此本文將分別列明企業以及地區特征變量對不同地區第一第二產業總產值的影響。本文首先基于企業變量在同一地區間的影響是不變的這一假定，通過在第一層方程中加入企業間的特征變量，分析其對第一、第二產業總產值的作用；然后，本文通過在第二層方程中在加入不同地區的特征變量，分析不同地區的企業對第一、第二產業總產值的影響。各模型公式如下：

3. 廢氣排放與地區經濟發展。

（1）傳統回歸分析。本次廢氣排放與地區經濟發展的研究中選取了包含廢氣排放的指標平均SO2和平均NOX以及土地面積、年末總人口、年末單位從業人口、地方財政一般預算支出、中小學在校學生數和醫院病床數。

設傳統回歸方程為：

（2）HLM模型的分析。為了更好地考慮各變量之間的影響關系，本文擬進一步利用多層線性模型（HLM）對假說進行檢驗。本次廢氣排放與地區經濟發展的研究中企業特征變量包含廢氣排放的指標平均SO2以及平均NOX；而地區特征指標分為土地面積、年末總人口、年末單位從業人口、地方財政一般預算支出、中小學在校學生數以及醫院病床數。

基于HLM模型，本文利用了HLM7軟件進行統計分析。地區第一、第二產業總產值差異既會受到不同企業間廢氣排放的影響，也會受到不同地區間不同因素的影響。通過HLM模型可以分析出兩者對地區第一第二產業總產值方差分布，無任何自變量的情況下的模型公式如下：

基于零模型總方程的分析可以得出，第一第二產業總產值的差異主要來源于企業間的差異以及企業所在地區的差異兩個方面，由于兩種差異對第一第二產業總產值的影響各有不同，因此本文將分別列明企業以及地區特征變量對不同地區第一第二產業總產值的影響。本文首先基于企業變量在同一地區間的影響是不變的這一假定，通過在第一層方程中加入企業間的特征變量，分析其對第一、第二產業總產值的作用；然后，本文通過在第二層方程中在加入不同地區的特征變量，分析不同地區的企業對第一、第二產業總產值的影響。各模型公式如下：

根據表3的數據顯示，一個縣的政府財政支出能正向地影響該縣的第一二產業總值，即一個縣的政府財政支出越高，在其他條件保持不變的情況下，一個縣的第一二產業總值也越高。這說明了縣政府財政支出對于一個縣的第一二產業發展起積極作用。第二，一個縣的中小學在校學生數以及醫院病床數也會顯著地影響該縣的第一二產業發展，這一點符合人們日常感受，即教育水平越高和醫療條件越好越能促進該地區的經濟發展。第三，一個縣的土地面積與總人口數目會反向地影響該縣的第一第二產業總值。這說明在生活中，并不是像人們想象的那樣人越多，土地面積越大就越能促進一個地區的經濟發展，人均生產效率以及單位土地的生產效率才是影響一個地區經濟發展更為重要的因素。第四，統計分析表明，一個縣的年末單位從業人員數目對于該縣的第一二產業總值的影響在統計上是不顯著的。這一發現跟已有的研究成果并不相符，可能是由于所收集的數據量不足，進而影響了統計模型的有效估計。

四、 總結

本文基于傳統回歸分析以及HLM模型，分析了山東省91個縣市廢氣排放與當地經濟發展的關系。HLM模型分析的結果表明，廢氣的排放量與當地第一第二產業總產值有明顯的正相關關系，這預示著一種環境隨經濟增長惡化的發展趨勢。

HLM模型分析結果顯示，廢氣的排放量越大往往使得一個縣的第一第二產業生產總值越高，即一個縣的第一二產業生產總值會隨著廢氣排放量的增加而提高。然而，我們不能因此而認為廢氣排放量是影響一個縣第一第二產業增長的主要原因，真實的情況很可能是若廢氣的排放量越大，說明工廠生產情況越好，進而影響了該縣的第一第二產業發展。鑒于HLM模型更加充分地反映各變量之間的相互影響關系，因此，本文也認為一個地區廢氣排放對地區經濟有顯著的影響。

此外，我們也發現教育水平越高和醫療條件越好越能促進該地區的經濟發展，這也從側面說明了污染環境為代價換來的經濟發展可以通過人文和生活環境的改善來替代。

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基金項目：中國人民大學國家發展與戰略研究院2014年度課題“中國特色美麗鄉村創建戰略研究”（項目號：E08）。

作者簡介：夏學杰（1979-），男，漢族，湖南省常德市人，中國人民大學農業與農村發展學院博士生，研究方向為農業經濟學。

收稿日期：2015-09-14。