基于SLM模型的長江經濟帶經濟增長質量和環境污染的協同發展路徑研究

吳智洋

摘 要：本文選取了2017年長江經濟帶各項指標數據，通過建立環境污染綜合指標體系，采用主成分分析法構建了環境污染綜合指數，并通過Morans I指數對污染指數進行全局自相關分析。同時，根據經濟高質量發展的五大理念選取了五個經濟增長質量相關的指標與環境污染綜合指數共同構建了SLM模型并得到相關結果。最后，結合實際提出了相關的政策建議。

關鍵詞：長江經濟帶;SLM模型;協同優化路徑

長江經濟帶是全球最具影響力的內河經濟帶，2017年長江經濟帶地區生產總值更是占到全國的45.2%。但是經濟的高速發展在一定程度上也帶來了環境污染等問題。2018年，習近平總書記指出，長江經濟帶“生態環境形式依然嚴峻，生態環境協同保護體制機制亟待建立健全”。因此，加強研究長江經濟帶區域的經濟增長質量與環境污染間的關系、影響機制和協同發展路徑具有重要的現實意義。

一、文獻綜述

目前國內學者對于長江經濟帶的相關研究頗多。從研究角度來看，鄧玉萍、許和連（2013）通過外商投資、地方政府競爭的角度研究得出，地方政府對GDP的過度關注會加劇粗放型資源開發，而使環境惡化。李斌，彭星，歐陽銘珂（2013）通過要素生產的角度測算分行業的綠色技術效率，得出加強環境規制會對工業發展方式的轉變產生負面作用。蔡傳里、許桂華（2019）通過測算環境全要素生產率與經濟增長的相互關系和影響機制，認為促進經濟與環境雙贏需要加強環境規制。鄭偉（2014）通過研究低碳經濟發展驅動力、當前環保行業發展現狀、能源技術水平提高和支撐體系的完善等方面，從經濟、社會、生產技術等5個不同的研究角度構建了我國低碳經濟綜合評價指標系統。不同學者的觀點形成對比，為本文的深入研究提供了參考。

在優化路徑方面，羅能生、王玉澤（2017）從財政分權、環境規制的角度，就經濟與環保問題提出，中央政府有必要優化財政分權制度的建議。范慶泉，張同斌（2019）從稅收和補貼角度，得出環境稅與減排補貼之間的優化組合可以有效促進經濟增長和環境保護之間的協同優化。

同時在研究方法上也是多種多樣，馬樹才、李國柱（2006）通過變量的平穩性檢驗和協整分析的方法得出中國經濟增長與環境污染關系的Kuznets曲線，為長江經濟帶經濟發展和環境污染貢獻了理論模型。謝謀盛、劉偉明、王明（2019）采用主成分分析法，得出長江中游城市群環境污染與經濟增長之間的關系呈先增后減再增的“N型”特征。劉莎、劉明（2019）采用綠色金融代理變量的方法，編制出了環境質量綜合指數系統得出綠色金融與環境變化以及經濟增長的關系。

二、模型設計和求解

（一）主成分分析模型（PCA）

主成分分析模型主要采用了降低維度的思想，在現有的經濟環境問題中，必須考慮到多種多樣的影響因素，通過選取不同的指標構建整體指標體系，將多種三維指標進行合理測算得到綜合指數進行求解。

PCA的基本方法如下：設存在n個樣本，并同時有p個指標數據，基于此構成樣本空間X，

第一步，將原始數據按行排列組成矩陣X輸入MATLAB中。

第二步，對矩陣X進行標準化處理，得到標準化矩陣A

其中，

第三步，求矩陣A求其相關系數矩陣B，并求出特征值。

第四步，通過測算得到的貢獻率大小選取主要成分，并寫出相應的主成分表達式。根據各自貢獻率大小選取了前k個主成分，并使得k個主成分的累計貢獻率達到85%以上。即：

第五步，對于每個特征值求特征向量，得到特征向量。

Bb=

第六步，將選取的指標變量進行標準化得到的每一個主成分進行計算，根據各自權重算出主成分得分，并依據此進行指數分數計算。

（二）空間自相關（Moran I指數）

莫蘭指數（Moran I指數）一般是用來度量空間相關性的一個重要指標，它是空間自相關系數的一種，其值分布在[-1，1]，用于判別空間是否存在自相關。莫蘭指數數值分布在[-1，1]，[0，1]說明各地理實體之間存在正相關的關系，[-1，0]之間說明存在負相關的關系，而0值則無相關關系。

Morans I統計表示為：

其中Zi是要素i的屬性與平均值（xi-X）的偏差，是要素i和j之間的空間權重，n等于要素總數，是所有空間權重的聚合：

計算得出的得分按以下形式計算：

其中：

（三）SLM模型

空間滯后模型（SLM模型）主要用于研究某地區的現象或行為對系統內其他地區的行為存在的影響，可以檢驗地區增長的空間溢出效應是否存在。該模型的表達式如下：

其中，EPCI為環境污染綜合指數（Environmental Pollution Comprehensive Index，EPCI）為被解釋變量; W為空間權重矩陣;為空間自回歸系數;X為n*k的外生解釋變量矩陣（n為長江經濟帶地區數量，k表示選擇的解釋變量的個數）;為解釋變量的系數;為隨機誤差項。

其中W空間權重矩陣的設計為：

為了使文章更具有效性，選取了基于距離的二進制空間權重矩陣，d為地區i和地區j之間的最大相距距離。

（四）模型的求解

本文通過選取了2011年到2017年的長江經濟帶各地區的部分指標數據，構建了長江經濟帶環境污染的指標體系，選取的污染源指標來源于三個部分（工業源、農業源和居民生活源），基于此通過主成分分析法測算長江經濟帶地區環境污染綜合指數，再將得到的綜合指數利用Morans I指數測算出長江經濟帶各地區環境污染狀況的空間相關性和聚集性，并通過顯著性檢驗確定結果的可信度。最后根據中央提出的五大發展理念，選取了關于經濟高質量增長的五個指標：創新投入產出水平（專利授權數/R&D人員全時當量）、城鎮化率（城鎮人口/總人口）、城市綠化水平（城市綠地面積/建成區面積）、對外投資水平（對外直接投資總額/GDP）、醫療衛生投入水平（醫療衛生支出/總人口），通過構建空間滯后模型（SLM）得到最終結果。由結果可知：在長江經濟帶地區，環境污染狀況不僅在全局范圍內呈現空間溢散效應，還在局部地區存在明顯的集聚特征。

三、結論和建議

長江經濟帶的發展一直是我國經濟發展中的重要一環，同時在東中西部發展戰略中具有重要的地位，如何在發展經濟的同時，協調好經濟增長質量和生態環境問題，找到一條經濟、環境共同進步的道路，就顯得尤為重要。本文基于長江經濟帶地區經濟增長質量和環境污染之間的關聯以及可能的協同優化路徑，有針對性的提出以下相關建議：

（一）鼓勵創新加強地區間合作。經濟和環境有機協調是促進二者共同進步的重要基礎。各地區發展的不協調也是導致環境和經濟產生沖突的一個重要因素。因此，在治理該類問題時，應做到因地制宜，堅持分區政策。在經濟高增速水平地區，鼓勵企業進行技術創新的手段處理工業排污，提高資源利用率，促進低碳循環經濟發展，并大力推廣清潔能源的使用;在經濟低增速水平地區，政府應優化資源配置，財政部門應加大撥款引入先進技術，有效緩解不足。健全完善聯動機制，統籌地區間的協調發展，并加強水資源和森林資源的保護。

（二）加大地區環境保護投資。長江經濟帶區域現在的環境保護投入對于環境污染的管理效果不明顯，說明各地方政府對于目前的環境污染治理力度有限，應當適當加大污染治理的投入，加強政府環境規制水平，通過政策性的環境投資來增強對于環境治理的力度。

（三）提高地區生態績效水平。生態福利績效水平也是目前衡量地區間城市發展的重要指標，一般通過教育、醫療、綠化水平等指標來反應。提高地區的醫療條件水平并加大基礎教育設施的投入，會在一定程度上緩和經濟發展和環境污染問題之間的矛盾，同時有利于經濟的高質量發展，對社會的整體福利水平的提高起到了積極正向的影響。

（四）促進企業產業結構轉型。長江經濟帶區域主要以第二產業為主導，在經濟發展過程中，第二產業占比過重勢必會加劇環境污染問題，其在一定程度上也導致了經濟轉型的難度。因此，長江經濟帶各地區政府應當加快產業結構轉變，大力推進新型環保類企業發展，鼓勵清潔技術的大規模推廣，同時，推進高附加值產業發展，減少單位能耗提高能源利用效率。

（五）健全地區相關法律法規。各地區政府應該根據自身情況，完善相關環境立法，建立健全排污排廢問題的規章制度，確定排污排廢的相關標準，建立良性的獎懲制度，鼓勵企業的環保行為并且嚴懲超標企業。同時，積極宣傳環保知識，大力提倡環保行為，培養人民和企業的環保意識。

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基金項目：安徽財經大學大學生科研創新基金項目《長江經濟帶經濟增長質量和環境污染的關聯及協同優化路徑研究》研究成果（XSKY2003ZD）