城市群經濟集聚對城市空氣質量的影響

王海虹+盧正惠

[摘要]文章以長三角城市群為例，通過建立面板數據模型研究了經濟集聚過程對城市空氣質量的影響。結果表明，經濟集聚與大氣污染存在著倒“U”形關系，即在經濟集聚的初期，污染隨著集聚程度的增加而增加，之后，隨著集聚程度的增加而減少。

[關鍵詞]城市群；經濟集聚；大氣污染

[DOI]1013939/jcnkizgsc201717295

1研究背景與意義

城市群是目前全球城市發展的趨勢，在我國的9大城市群中，長三角城市群的優勢十分明顯，但其最大的軟肋仍是環境和可持續發展問題。由于城市群中有著人口和產業的高度集中的現象，不可避免地就會出現種種環境問題，城市群中的這些污染往往因為集聚累加、遷移擴散等效應而對環境造成更大的不良影響。[1]但與此同時，城市群的治污成本相對較低，存在著規模經濟優勢。現有的一部分研究認為經濟集聚為環境帶來了負外部性，產業集聚是造成污染的主要原因。另一部分研究認為經濟集聚為環境帶來了正外部性，產業集聚有利于減少治污成本，降低環境污染。不過，這些研究大多處于理論闡述和現狀描述的層面，缺少地區數據與實證分析的支持。

本文將對長三角地區的經濟集聚對城市環境空氣質量的影響進行實證分析，并試圖給出相應的政策建議。

2文獻綜述

國內外的學者對經濟集聚與環境污染進行了大量的研究，其中學者們對于經濟集聚與環境污染的關系研究主要有以下三種觀點：

第一種觀點認為經濟集聚會加重環境污染。Virkanen（1998）[2]、Frank（2001）[3]、Verhoef 等（2002）[4]以芬蘭南部和歐盟等地區為例，證實了工業集聚是導致各類污染的主要原因。蘇靜（2013）[5]、劉滿鳳（2014）[6]等從我國省級角度進行研究，發現經濟集聚度與污染程度存在著顯著的正相關關系，經濟集聚度越高環境污染越嚴重。第二種觀點認為經濟集聚可以降低生產活動帶來的環境污染。如 Feldman（1999）[7]、Hosoe（2006）[8]、李勇剛（2014）[9]等認為產業集聚可以帶來技術創新和溢出效應，企業可以采用更多的綠色生產技術，使產業發展對環境的污染程度降到最低。第三種觀點認為兩者之間并沒有明確的正向或者負向的關系。如閆逢柱（2011）[10]認為從短期來看，產業集聚發展會降低環境污染，但從長期來看，這兩者之間并沒有必然的因果關系；李偉娜（2010）[11]、劉小鐵（2017）[12]基于環境庫茲涅茨曲線認為中國制造業產業在不同的發展階段對環境造成的影響是不同的，即制造業集聚與大氣污染之間存在著“N”形的相關關系。

3分析框架與基本假設

31Grossman 和 Krueger對環境效應的理論分析

基于Grossman和Krueger（1991）[13]對NAFTA環境效應的研究，當產業集聚達到一定的程度時，會通過以下三種效應對環境產生影響：規模效應、結構效應和技術效應。集聚的規模效應是指集聚會使生產規模擴大，不可避免地會給周圍的環境帶來大量的污染，但同時又會通過收入效應和替代效應以間接的方式來改善環境。經濟集聚的規模效應對環境產生負面影響主要表現為大量的企業集聚在一起加劇了對資源的消耗以及對環境的污染。

經濟集聚的結構效應是指產業的集聚會引起一個地區產業結構的變化。隨著一個區域經濟的不斷發展，區域中的企業數量也會不斷增加，高附加值的企業相對于低附加值的企業更具有競爭力，最后低附加值的企業只能被淘汰或被轉移出去，最終促進了產業結構優化，有助于環境質量的提高。產業集聚帶來的結構上的改變有時也會對當地環境帶來負面的影響。例如有些地區為了能夠快速發展經濟，便盲目加大招商引資力度，卻忽略了對環境污染的管控。

經濟集聚的技術效應指的是集聚會帶來環保技術的改善，一方面會減少相同產出的資源消耗；另一方面會減少相同產出下的污染排放。另外，集聚經濟主體可以共享中間投入要素、勞動力儲備，有利于勞動力的匹配，從而提高生產效率。產業在空間上的集聚會吸引人才的集聚，高素質人才的集中會帶來技術上的創新和管理水平的提升。經濟集聚有助于要素在空間上的流動，要素配置會更加經濟有效，提高了資源的利用效率。

32新經濟地理理論關于產業集聚的分析

克魯格曼（Krugman，1991）[14]提出，向心力和離心力是導致產業集聚與分散的原因。當向心力成為主導力量時，產業集聚程度就會加強，若擁擠帶來生產成本的增加大于向心力帶來生產成本的減少，則產業會趨于分散。在競爭效應的影響下，一些產業由于生產技術較為先進所以在競爭中勝出得以繼續留在集聚區，另一些生產技術相對落后的產業就會被淘汰或轉移出去。而這些轉移出去的產業為了實現長久的發展，便也會加快對減污技術的研發投入。因此從長遠來看，生產帶來的污染排放還是呈下降趨勢的。

筆者從經濟集聚不同發展階段帶來的不同污染問題出發，借助環境庫茲涅茨倒“U”形曲線這一經濟分析框架進行研究。本文提出產業集聚與環境污染的假設，在初期集聚階段，隨著集聚加強污染逐步加重；在中后期集聚階段，隨著集聚加強，環境問題得到緩解。

4實證分析

41模型的設立

為了驗證城市群經濟集聚與大氣污染的關系，設定了如下基本模型：

Yit=α0+α1Xit+α2 X2it+εit（1）

Yit=α0+α1Xit+α2X2it+α3PROit+α4REGit+α5RGDPit+εit（2）

變量解釋：下標i和t分別代表地區和年份，因變量Y表示環境污染程度，自變量X表示經濟集聚程度，REG表示環境規制，RGDP表示人均國民生產總值，PRO表示技術水平，ε為隨機干擾項。為了檢驗經濟集聚在整個生命周期中與大氣污染的關系是否呈現倒“U”形，在模型中引入了經濟集聚的二次方項。

42變量選取和數據來源

一是大氣污染程度。在研究環境污染排放的實證文獻中，較多的采用SO2排放來衡量大氣污染[11]，這是因為SO2作為大氣污染物的主要成分在工業生產中排放較多，所以本文選用SO2排放量作為衡量大氣污染程度的指標。二是經濟集聚程度。 經濟集聚程度表現為經濟活動在單位空間內的集中程度[15]，用單位面積非農產出來表示（即二、三產業國民生產總值之和與城市面積的比值）。經濟發展水平（人均國內生產總值RGDP）、環境規制（REG）、技術水平（PRO）作為控制變量，其中環境規制用二氧化硫產生量與排放量的差值來測度，技術水平用勞動生產率來測度（即人均非農產出）。

本文選取了2004年到2013年長江三角洲城市群中十六個核心城市的面板數據（上海、南京、蘇州、無錫、杭州、寧波、常州、鎮江、南通、紹興、揚州、泰州、嘉興、湖州、舟山和臺州）進行分析檢驗，文中所選指標來源于《中國城市統計年鑒》《中國區域經濟統計年鑒》，由于上海市2012年和2013年的部分數據存在缺失，所以該部分數據參考了《上海統計年鑒》。產出指標均根據上年GDP指數進行調整。計量分析采用EVIEWS72軟件。

43模型分析與估計

431面板數據單位根檢驗

通常情況下，用不平穩的數據進行回歸往往會出現“偽回歸”現象，因此在回歸之前須對數據的平穩性進行檢驗。本文分別采用 LLC 檢驗法和 Fisher-ADF 檢驗法進行面板數據的同質單位根和異質單位根檢驗。

檢驗結果顯示：各變量中只有經濟集聚程度（X、X2）為非平穩序列，其他變量均拒絕非平穩的原假設，為平穩序列。對非平穩序列進行一階差分后，各檢驗值均拒絕了原假設，表明這些變量都是一階單整序列，具有平穩性。

432面板數據協整檢驗

雖然非平穩變量經過一階差分后為平穩序列，但是還需對因變量與自變量之間的關系進行協整檢驗。本文分別采用 Pedroni 檢驗和 Kao 檢驗進行面板數據的協整檢驗，其中 Pedroni 檢驗選取 Panel-PP 統計量和 Group-ADF統計量（見表2）。

結果顯示，各統計量均顯著拒絕了“無協整關系”的原假設，即各模型中的因變量與自變量之間存在長期協整關系，因此，可對原值方程進行回歸分析。

433回歸方程實證結果及分析

綜合表3和表4，經濟集聚對大氣污染的影響由負變為正，說明在目前狀況下，經濟集聚的加強在一定程度上會增加污染排放的強度；經濟集聚的平方項對環境污染的影響是顯著為負的，即經濟集聚與環境污染之間存在著倒“U”形關系，說明在經濟集聚的初期階段會產生更多的污染，但是到了經濟集聚的中后期，經濟集聚帶來的規模效應使得大氣污染的整體成本降低，空氣環境質量得到了有效的改善。鑒于第二個模型中經濟集聚的系數為正，說明我國長三角城市群目前的經濟水平仍沒有達到“U”形曲線的下降部分，經濟集聚還是處于初期階段的。技術水平對環境污染的估計系數在1% 的統計水平下顯著為負，說明技術水平的提高降低了污染排放。技術水平的提高即投入要素組合的優化替代了環境要素的使用，減弱了生產對環境的污染。環境規制的估計系數為負且顯著，說明經濟主體對于環境的保護意識還不夠強，還需要依賴于政府的環境監督與管制。經濟發展水平的估計系數在1%的統計水平下顯著為正，表明經濟發展對于環境的約束是在不斷加劇的。

5結論與政策建議

本文通過運用2004—2013年10年間長三角城市群16個核心城市的數據構建了面板數據模型，研究結果表明長三角城市群經濟集聚與大氣污染程度的關系呈倒“U”形，就目前來看，經濟集聚在一定程度上會減少大氣污染物的排放，即對于城市環境污染會有抑制作用。這些在一定意義上說明，長三角城市群在注重經濟發展、國民收入水平提高的同時也必須加大對城市環境質量的重視。

51建立區域協調組織，加強區域聯動協作

城市群內部的各個城市擁有的資源和地理生態環境都比較相似，城市相互之間的影響力也是比較大的，因此，要想實現城市群資源環境的整體最優，就需要城市群內部每一個城市的共同努力、協同聯動。首先，在城市群區域內部要建立統一的環境規則，避免由于法規口徑不統一帶來的執法困難。其次，各地應發展當地獨有的資源環境優勢，最大限度地發揮分工合作效應形成合理有序的空間功能組織，以城市群整體效益最大化為目標。

52以市場機制為主導，同時加大政府調控力度

應當適當放開市場準入機制，一方面，利用市場的自然競爭淘汰高能耗、高污染的企業；另一方面，市場機制可以將環境要素納入供需關系并為其定價。城市群作為復雜的集聚體，其資源環境會面臨著復雜的外部性問題，此外，私人部門也難以提供治污費用。所以要想解決這些問題，必須借助政府調控手段，明確產權，盡可能保證各方利益不受到損害。

53大力宣傳生態型城市群建設，保持城市與自然的協調共生

城市生態系統和自然生態系統只有保持協調共生的關系，才能促進城市經濟發展的動態平衡，實現生態城市的建設。為此，我們要加強生態產業和生態園區建設，鼓勵綠色消費、生態消費，鼓勵引導資源的多級循環利用和再利用，培養公眾的生態文明意識。媒體也應積極宣傳大氣治污的各種法律法規，為長三角城市群大氣質量改善營造良好的社會氛圍。

54加大科技投入力度，促進產業轉型升級

落后的技術會成為制約城市群經濟持續健康發展的瓶頸，因此，必須加大科技投入力度。其一，建立完善“產學研”合作體系，為新的科研成果提供一個完善的交易平臺，激發科研工作者的研發積極性。其二，摒棄傳統的粗放型經濟增長方式，使經濟增長由依賴物質資本逐步過渡轉移到依靠技術進步的新型發展方式上來。其三，加快第三產業發展，引導產業空間合理布局。

55優化城市群空間結構，實現城市群可持續發展

城市群空間結構的重組和優化有助于城市群經濟與生態環境相協調、實現可持續發展。城市群內城市規模大小、城市密度、產業分布等都會影響到城市群的空間結構，這些不同的組合會影響城市群經濟發展的方向、資源利用的方式。優化城市群空間結構，可以實現人口、資源、環境的協調和可持續發展，走出一條集約、智能、綠色、低碳的可持續發展道路。

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