產業結構調整的污染溢出效應研究
——基于空間動態面板數據的實證分析

薛福根（福建江夏學院經濟貿易學院，福建福州　350108）

?

產業結構調整的污染溢出效應研究
——基于空間動態面板數據的實證分析

薛福根
（福建江夏學院經濟貿易學院，福建福州350108）

摘要：對二元經濟結構特征明顯的發展中國家來說，“污染避難所”假說不僅存在于承接國際產業轉移的過程中，而且可能發生在國內產業結構調整的過程中。在構建產業結構調整統計量和環境污染指標的基礎上，運用空間動態面板數據模型對我國2001-2013年的省級面板數據進行分析研究發現，我國產業結構調整過程中的環境污染存在顯著的空間相關性，某些區域的產業結構調整在改善自身環境質量的同時形成了對其他區域的污染溢出負效應，其中環境規制梯度下的大氣污染溢出和流域越界效應下造成的水污染溢出均十分明顯。這意味著我國需要在健全產業結構綠色化調整的區域協調機制、強化地方政府政績評價的綠色化導向、建立污染產業跨區域轉移的監控機制等方面做出更多探索。

關鍵詞：產業結構調整；污染溢出效應；污染避難所

一、引言

改革開放以后的30多年來，我國曾以高投入、高能耗、高污染的粗放型經濟增長模式獲得了年均近兩位數的高速增長。在當今全球各國大力倡導低碳經濟以應對氣候變化挑戰的背景下，我國的經濟增長也同樣面臨巨大的生態環境約束，以產業結構的調整實現資源節約和環境友好模式下的可持續增長已經成為必然的現實選擇。然而，我國作為一個幅員遼闊的發展中國家，工業化進程和產業結構演進階段在不同區域之間存在明顯差距，因此造成產業結構的調整在不同區域之間存在聯動特征，發達地區的部分產業向欠發達地區的轉移會造成兩個區域產業結構的同時變動。在此過程中，即將進入后工業化階段的發達地區可能通過向外轉移“三高”產業實現產業結構的高級化，而急于加速工業化進程的欠發達地區則可能傾向于通過降低環境門檻引進高污染的高增長產業。這是否意味著發達地區產業結構“高級化”而淘汰的高污染產業向欠發達地區轉移而造成的“污染避難所”效應呢？我國的產業結構的調整是必然導致環境的外部正效應，還是有可能造成污染外溢等的環境負外部性，抑或因地區特征的不同而有所差異？

20世紀90年代，一些國外學者提出了著名的“污染天堂”（Pollution Heaven）假說［1］，認為由于發達國家的環境管制強度和污染排放標準要遠遠高于發展中國家，發達國家的許多企業為降低環保支出成本而選擇通過海外直接投資等形式將國內的高污染項目向發展中國家轉移，這種轉移會在改善發達國家環境水平的同時加劇發展中國家的環境惡化，并使后者成為“污染避難所”。自該假說提出以來，許多學者對其進行了經驗數據的驗證，但研究結論呈現出明顯的不一致性。部分學者認為，發達國家更為嚴苛的環境規制標準會導致污染產業向發展中國家轉移［2］，這是造成前者環境改善和后者環境惡化的原因之一，也是對環境庫茲涅茨曲線倒U性假說形成了有力支持［3］。而另外的研究則認為，國際間產業轉移能帶來更先進的技術和更高的能源效率［4］，且FDI在地理上的集群有利于改善我國的環境污染［5］。

在“污染避難所”假說在國際間的存在性和程度尚有爭論的同時，與之相關的一個重要問題則是是否存在污染隨著國內的產業轉移從一國內部的發達地區向欠發達地轉移的現象，其發生機制與國際間的污染轉移有何異同？近年來，國內一些學者將相關的理論和研究方法運用到對我國經濟的實證檢驗上，認為我國并未成為國際污染轉移的“避難所”［6］。相關研究一方面從區域經濟差異的視角出發，分析了國內不同區域間產業轉移帶來的環境污染轉移［7］及其具體的區際轉移路徑［8］、環境外部性與污染企業城市內空間分布特征［9］及制造業產業結構調整對節能減排影響的地區差異［10］等領域問題；另一方面則以我國的工業行業為樣本，對外商投資影響下的工業污染［11］、技術進步和產業結構調整背景下的工業節能減排［12］等進行了具體分析。但由于數據指標選取及變量設計等方面存在較多差異，不同研究在具體結論上依然存在非一致性，有的研究發現東部地區和西部地區存在明顯的“污染避難所效應”區域性差異［13］，而另有研究則發現污染避難所全國總體、東部地區和西部地區范圍內不顯著，而在中部地區則存在長期的顯著性特征［14］。

對國內外相關研究的回顧發現，國內外相關研究在依然存在諸多爭論的同時，其演進的一個重要趨勢是將污染轉移放在不同國家或區域間產業結構調整演變的背景下加以考察，特別是對產業結構調整污染外溢效應空間異質性的研究已經成為這一領域的前沿問題。而對此類問題的研究，不僅有助于驗證我國產業結構調整的前期政策效果，而且能夠為未來產業結構調整和環境污染治理的政策設計提供經驗參考。本文擬通過對省級空間動態面板數據分析，量化研究我國產業結構調整在地區間的污染溢出效應。除本部分的引言外，其他部分的內容安排如下：第二部分為變量設計與模型構建，主要是對空間自回歸模型的構建及模型中產業結構調整指標和環境污染指標的設計；第三部分為實證分析，主要是對數據的平穩性檢驗、空間相關性檢驗及運用空間固定效應模型對進行的實證分析；第四部分為研究的得到的主要結論和相應的政策啟示。

二、變量設計與模型構建

為對我國區域間產業結構調整帶來的污染溢出效應進行量化分析，需要在比較不同產業結構調整測算方法的基礎上設計適用于空間動態面板數據的變量，并在此基礎上設計包含空間加權矩陣的空間自回歸模型，為進一步對空間動態面板數據的實證分析進行理論準備。

（一）產業結構調整變量。

傳統的產業結構調整多是通過三大產業比重的變化進行衡量，如以第二產業特別是工業比重的提高作為工業化水平提高的指標，這種衡量方法在較為直觀的同時存在過于簡化的弊端，在面對產業結構細分程度較高的研究情境時顯得過于粗略。有學者采目標層、領域層和指標層三層指標構建產業結構調整指標［15］，但此方法中各層次的指標選取存在較大的隨意性，且多用于靜態數據分析，較少用于動態面板數據的分析。與此相比，公式（1）中的產業結構相似系數不僅可以用于比較兩個地區的產業結構相似程度，而且可以用于比較同一地區在不同時期的產業結構相似程度，從而間接表現該地區產業結構的調整變化程度。

其中，i和j表示兩個不同區域或同一區域的兩個不同時期；Xik和Xjk分別表示細分產業部門k在i 和j區域產業結構中的比重。ISSIij的數值在0到1之間，取值越大則意味著產業結構相似度越大，即產業結構調整和變化的程度越小，反之則越大。產業結構相似系數ISSIij用于進行比較靜態分析具有良好的效果，但在產業結構長期變動的動態測度和分析中難以獲得最優效果。

考慮到空間動態面板數據的復雜性和實證分析的需要，采用在Michaeli系數的基礎上構建的指

其中Mit表示i地區各細分產業部門在第t年比第t-1年在全國經濟總量中比重的總體變化程度，i、h及t分別表示地區、產業和年份，H為地區內劃分的產業總數，Siht和Siht-1分別為i地區h行業第t年和第t-1年在全國h產業中所占比重。

（二）空間自回歸模型。

為考察我國產業結構調整的污染外溢效應，建立理論模型如下：

其中EPit為環境污染指標，表示i地區在第t年的環境污染程度，具體采用衡量空氣污染的二氧化碳（SO2）排放量和衡量水污染的化學需氧量（COD）作為直接的污染程度指標，并以衡量能源消耗水平的單位GDP能耗EC作為間接的污染程度指標。Yit為作為控制變量的經濟產出指標，以地區第t年的實際人均GDP表示的。Mit表示由公式（2）計算的產業結構調整系數。

通過對模型（2）兩邊同時除以Y后取對數，構建如下空間自回歸模型：

選擇經過溢出效應修正后的空間計量方法（林光平，2005）對模型進行調整，假定空間加權項系數具有時間不變性，加入n×n階空間加權矩陣將模型（3）轉化為空間面板模型。已有研究多按照Rook區域相鄰判定規則通過相對地理位置賦予權重，即兩區域相鄰時令w=1，兩區域不相鄰時令w=0。但該規則下的地理位置權重矩陣無法有效體現區域間經濟發展水平差異。此處采用對空間加權矩陣進行調整的方法，通過引入以各省級區域GDP占比為對角線的矩陣w=w×E并令，將模型（4）擴展為空間自回歸模型（5）和空間誤差模型（6）。數作為地區產業結構調整的測度變量。

三、實證分析

本部分在此前已經完成的變量設計和模型構建基礎上，以2001-2013年的30個①考慮數據的可獲得性，并未將西藏自治區和港澳臺地區納入分析范圍。省、自治區、直轄市的面板數據為分析對象，運用空間動態面板分析方法對進行計量經濟檢驗和估計。相關數據均來自歷年《中國統計年鑒》和《中國環境統計年鑒》。

（一）平穩性檢驗與模型選擇。

為避免虛假回歸問題，首先通過ADF檢驗法和PP檢驗法進行單位根檢驗，結果發現一階差分均可得到一階單整變量且P值均不顯著。而基于Pedroni檢驗和Kao檢驗的協整檢驗發現各變量面板數據均在5%顯著水平下拒絕協整關系不存在的原假設，表明協整關系存在。同時，由于不能直接判斷選用空間固定效應模型還是空間隨機效應固定模型，因此需用Hausman檢驗法二者之間做出選擇。設定原假設為兩種模型系數沒有顯著差異，應選擇空間隨機效應模型，而相應的備擇假設則為兩種模型系數差異顯著，應選擇空間固定效應模型。表1的檢驗結果顯示，所有P值均在5%顯著水平下拒絕原假設，因此應選擇空間固定效應模型。

表1　Hausman檢驗結果

表2　EC、COD和SO2空間相關性檢驗結果

（二）區域空間相關性檢驗。

選擇通常用于分析整體空間相關狀況Moran’I指數，Lmerror指數和Lmsar指數進行區域空間相關性驗證。首先通過Moran’I指數判斷是否引入空間變量，然后通過比較Lmerror指數和Lmsar指數對應的空間誤差模型和空間滯后模型。表1的檢驗結果顯示，Moran’I指數值說明需引入空間面板數據模型，EC、COD和二氧化硫的空間相關性檢驗統計量檢驗結果顯著，表明三種污染物均存在顯著空間相關性，且Lmsar統計值相對較大，因此應選擇空間自回歸模型（SAR）進行估計。表2顯示了對模型分別進行無固定效應、時間固定效應、空間固定效應和時空固定效應估計的結果，發現三種污染物空間固定效應均較為顯著。

（三）模型估計結果。

表3　EC、COD和SO2空間固定效應模型（SAR）估計結果

表4　各省級區域COD和SO2空間固定影響值

圖1　COD和SO2空間固定影響估值差異較大的相鄰區域

表3中對三種污染物的模型估計顯示θ1顯著小于零，說明產業結構調整對單位GDP能耗和化學需氧量排放有顯著的抑制效果，但二氧化硫的估計結果雖然為負值但不顯著。由此可以認為，我國產業結構調整對于更少資源消耗與更少環境污染生產方式的實現起到了顯著的推動作用，有效地降低了能源消耗和污染物排放。二氧化硫和COD空間自回歸系數θ2值較顯著，表明在考察期內我國省際環境質量因素具有顯著的空間相關性特征，即不同省級區域的環境質量顯著受到相鄰省級區域的外部因素影響。對該結果一種可能的解釋是水污染本身具有流域越界效應，導致作為衡量水污染程度排放物的化學需氧量COD本身會隨著水流域的越界效應溢出，因此空間自回歸系數較為顯著。同理，衡量大氣污染的二氧化硫空間自回歸系數顯著，表明其在相鄰省份間擴散，存在污染溢出效應。

從表4中對COD和SO2的模型估計結果可以看出，在不同省級區域的估計值存在顯著差異的同時，大部分相鄰省級區域估計值較為接近，在這背后的一個可能原因是我國產業結構調整可能存在污染溢出效應。與此同時，仍然有部分相鄰省級區域污染物固定效應模型估計結果存在較大差異，甚至符號相反，這可能意味著在某區域產業結構調整改善環境質量的同時，其相鄰省級區域的環境污染程度加劇。以COD為代表的水污染的典型區域包括：北京、天津和河北，上海、江蘇和浙江，寧夏、甘肅和青海。此外，雖然海南的估值也存在這一現象，但海南實際并不與周圍相鄰省級區域直接相接，所以其結果不具有廣泛代表性，因此予以剔除。以SO2為代表的大氣污染的典型區域則包括：北京、天津和河北，上海、江蘇和浙江，廣東、廣西和湖南。

對上述結果一個可能的解釋是，產業結構調整通常伴隨著大量的產業轉移，而承接產業轉移對地方經濟增長和就業改善具有較為顯著的短期拉動效應，有助于地方政府在分權制改革條件下的區域經濟競爭勝出。在各省級區域的環境規制執行力度存在一定差異的條件下，就比較容易出現少數地方以較弱的環境規制吸引外部產業轉移的行為，從而導致產業結構調整過程中位于產業梯度底層的污染型企業主動或轉移到相鄰省級區域。由此導致的結果是，產業結構調整使污染產業原來所在區域的環境發生改善，卻并沒有對與其相鄰的省級區域帶來相應的環境正效應，甚至會由于污染物排放隨污染型產業的轉移給相鄰省級區域帶來環境負效應，所以這些區域之間衡量環境質量的污染物空間固定值存在較大差距。

四、結論與啟示

（一）主要結論。

通過空間面板數據模型對產業結構調整的污染溢出效應進行分析發現，我國的產業結構調整在總體上有助于降低能源消耗和污染排放，但對全國各區域環境質量的影響并不相同，區域間的污染溢出效應較為顯著，具體體現在以下三個方面：

一是各區域自身的環境質量顯著受到相鄰區域產業結構變化的影響，相鄰區域間的直接污染溢出效應較為顯著。對部分典型區域的分析結果表明，區域自身的產業結構調整雖然對自身環境質量的改善起到積極作用，但對相鄰區域的環境正效應并不顯著甚至出現負效應。即區域自身產業結構調整改善自身環境質量但卻惡化了相鄰省級區域的環境質量，出現了“損人利己”的環境污染外溢效應。特別是在發達地區與相對欠發達地區作為相鄰區域的情況下，不僅容易出現發達地區的污染型產業向鄰近欠發達地區主動梯度轉移，還會有相對后者為加快工業化進程、提升經濟增長率和就業等政績指標主動引入發達地區的污染型產業。

二是京津冀地區、長三角和珠三角地區是大氣污染的污染溢出效應較為典型的區域，對此的可能解釋是這些區域內部不同省級區域之間經濟發展水平存在較大的相對差距，因此在產業結構調整過程中出現了污染產業從環境規制相對較高的省級區域向環境規制相對較低的省級區域轉移的現象。因此產業結構調整在通過淘汰底層產業給自身帶來環境質量的改善的同時，卻向相鄰區域轉移了導致環境惡化的污染產業。

三是京津冀地區、長三角和西部的寧夏、甘肅和青海地區則是水污染溢出效應的典型區域，對此的可能解釋除底層污染產業轉移外，還有水污染的流域越界效應本身會導致相鄰省級區域的污染溢出效應。而寧夏、甘肅和青海地區地表水資源分布相對不均，因此用水污染數據進行空間相關性檢驗可能并不十分有效，但該地區的大氣污染數據存在顯著相關性。

（二）政策啟示。

產業結構調整導致的區域間污染溢出效應，很大程度上是由于我國各地區在分權體制下僅關注本地區利益而缺乏區域間協調合作的有效激勵和機制，既有的一些合作機制也較多集中于對地區間共同經濟利益的關注，而對地區間生態環境變化的合作缺乏應有的重視。為此，應從以下幾個方面加以改進：

第一，健全產業結構綠色化調整的區域協調機制。考慮到我國目前的地方經濟分權體制，依靠地方政府及部門之間在短期內自發形成有效的協調機制相對困難，這就需要進一步發揮中央政府在各地區產業結構調整方面的宏觀調控作用。除了繼續發揮現有國家層面東中西部產業布局協調機制的作用之外，還應更加重視鄰近省級區域之間產業結構調整的協同性，特別是對關系國民經濟全局的產業結構調整長期規劃、重大工業項目布局等方面加以通盤考慮和協調。在協調機制的具體內容上，應對產業轉移項目的環境外部性評估、中西部地區產業結構升級的生態性評估等方面加以重點關注，通過生態導向的毗鄰區域產業結構調整協調機制，引導“三高”產業合理布局，避免“以鄰為壑”式的污染轉移。

第二，強化地方政府政績考核機制的綠色化導向。在考核指標的設計上，應逐步將經濟增長絕對量指標轉變為經濟增長效率和質量指標，特別是要增加污染物排放量等生態環境成本指標的權重。要充分考慮各地區產業結構演進、工業化進程及環境污染的存量設置差異化考核指標，構建一般性指標、重點指標和單項指標相結合的多層次、多維度綠色化考核機制，形成對重大污染項目和事故的問責機制。針對當前一些中西部欠發達地區過度熱衷于考核招商引資項目金額的現狀，應進一步提升對招商引資工作中環境風險的評價指標，強化對招商項目的環境評估和審核，建立招商項目環境責任機制，避免地方政府因過度GDP政績導向而降低招商引資的環境門檻。

第三，推動區域環境監控與環境規制體系互動升級。現有的環境污染監控體系和環境規制體系面臨互動不足的問題，導致環境規制政策措施的動態性不足。應在現有環境質量監控體系的基礎上，更多關注高污染產業轉移帶來的產業結構變動和環境質量的動態變化，為環境規制決策提供科學依據。同時，應在認真推進流域污染治理合作與補償機制的同時，積極探索大氣污染治理上的合作與補償機制，建立以動態環境監測下區域生態補償機制為重要政策工具的環境規制體系。

第四，加快探索產業轉移和產業升級的耦合路徑，建立產業轉移過程中的污染過濾機制。一方面應更加注重欠發達地區的環境監管，縮小國內不同經濟發展水平區域間的環境管制差異，使污染產業和項目無法通過區域間的轉移保持較低環境成本，阻斷產業結構調整過程中的污染溢出渠道。另一方面則應由政府部門通過稅收、補貼等政策更多鼓勵外來企業探索有利于節能減排的綠色化生產技術，通過技術升級減少環境成本，降低企業尋求污染項目轉移的激勵。通過以上兩方面的努力，使企業能夠同時獲得產業轉移和技術升級帶來的雙重成本降低，從而實現產業轉移和產業升級的良性耦合。

參考文獻：

［1］Copeland，B. R. and Taylor，M. S. North -South Trade and the Environment［J］.Quarterly Journal of Economics，Vol. 109，no.3，1994.

［2］Mani，M. and D. Wheeler. In Search of Pollution Heavens？Dirty Industry in the Economy，1960-1995［J］. Journal of Environmental and Development，1998，Vol. 7（3）.

［3］Stern D.I. The Rise and Fall of Environmental Kuznets Curve［J］. World Development，2004，32（8）.

［4］Meilnik O. and Goldemberg J. Foreign Direct Investment and Decoupling between Energy and Gross Domestic Product in Developing Countries［J］. Energy Policy，2002，（30）.

［5］許和連，鄧玉萍.外商直接投資導致了中國的環境污染嗎？——基于中國省際面板數據的空間計量研究［J］.管理世界，2012，（02）.

［6］趙哲，羅永明.“污染避難所”假說在中國的實證檢驗［J］.生態經濟，2008，（07）.

［7］未良莉，孫欣，王立平.產業轉移與環境污染的空間動態面板分析［J］.經濟問題探索，2010，（10）.

［8］何龍斌.國內污染密集型產業區際轉移路徑及引申——基于2000-2011年相關工業產品產量面板數據［J］.經濟學家，2013，（06）.

［9］周沂，賀燦飛，王銳，王潔玉.環境外部性與污染企業城市內空間分布特征——基于深圳污染企業的實證分析［J］.地理研究，2014，（05）.

［10］黃亮雄，王鶴，宋凌云.我國的產業結構調整是綠色的嗎？［J］南開經濟研究，2012，（03）.

［11］包群，呂越，陳媛媛.外商投資與我國環境污染——基于中國工業行業面板數據的經驗研究［J］.南開學報（哲學社會科學版），2010，（03）.

［12］成艾華.技術進步、結構調整與中國工業減排——基于環境效應分解模型的分析［J］.中國人口·資源與環境，2011，（03）.

［13］劉津汝.財政分權、外商直接投資與污染避難所假說——基于省級動態面板數據的研究［J］.統計與信息論壇，2013，（11）.

［14］彭可茂，席利卿，雷玉桃.中國工業的污染避難所區域效應——基于2002—2012年工業總體與特定產業的測度與驗證［J］.中國工業經濟，2013，（10）.

［15］湯婧，于立新.我國對外直接投資與產業結構調整的關聯分析［J］.國際貿易問題，2012，（11）.

責任編輯郁之行

·人文視野·哲學·宗教

中圖分類號：F830

文獻標識碼：A

文章編號：1003-8477（2016）05-0092-06

作者簡介：薛福根（1982—），男，福建江夏學院經濟貿易學院講師，博士。

基金項目：福建省科技廳軟科學項目“產業轉型升級與生態環境優化耦合機制及政策路徑研究”（2016R0003）。