長江經濟帶碳排放、產業結構和環境規制的影響機制研究

龐慶華 周未沫 楊田田

（河海大學企業管理學院， 常州 213022）

引言

隨著工業化和城市化的進程不斷加快，長江經濟帶內各省市發展不斷加快的同時也帶來了區域內生態環境的不斷惡化。在“共抓大保護、不搞大開發”戰略導向下，如何協調好長江經濟帶經濟發展和環境保護之間的關系，對實現節能減排、產業升級和環境保護的整體目標有著重要的作用，對長江經濟帶的綠色可持續協調發展有著重要意義與價值。

在碳排放和產業結構這兩者之間，大多數學者對碳排放量的影響因素進行研究，論證產業結構是影響碳排放的重要因素之一。Brannlund 等［1－5］利用LMDI、Kaya 恒等式等模型對產業結構和碳排放量之間的關系進行研究，發現產業結構的優化升級會引起能源消費結構及效率的變化，可以有效地抑制碳排放的增長，甚至會減少碳排放量；Talukdar 等［6－8］利用面板模型、方差分解、STIPAT等模型進行研究，發現不同產業之間碳排放效率差異較大，不同產業內的變化對節能減排的作用程度及效果是不一樣的。在環境規制和碳排放之間關系的研究中，大多是研究環境規制對碳排放產生作用及影響程度，Zhu 等［9－11］利用Tobit 模型分析了環境規制和碳排放及生態效率之間的關系，結果發現環境規制對節能減排有著重要的作用，提高環境標準可以有效降低污染物的排放；王雅楠等［12－15］研究發現環境規制強度的提高并沒有產生明顯的綠色效應，甚至會帶來污染物排放的加劇情況。在產業結構和環境規制的關系研究中，傳統觀點認為在其他條件不變的情況下，當環境規制強度有所提升的時候會擠占企業的生產性投資金額或者提高企業生產成本，進而對企業產生影響，然而不斷有學者對傳統觀點提出質疑，認為環境規制政策的合理設置會促進企業升級轉型，Dou等［16，17］研究發現環境規制對產業轉移和產業結構升級轉型有明顯的正向促進作用，肖興志等［18－20］發現環境規制強度對產業結構的升級促進作用有明顯的區域差異性。

綜述所示，已有研究對碳排放、產業結構和環境規制兩兩之間的關系和影響機制取得諸多成果。然而，現有研究對三者之間的關系及影響機制還未涉及。碳排放和產業結構及環境規制之間存在一定程度上的相互影響關系，在降低碳排放的目標下，必然會帶來相關政策的變化，從而帶來產業結構和環境規制的變化，而產業結構和環境規制的變化也會對生產生活活動產生影響，引起碳排放量的變化。另外在研究對象上，目前國內外學者對于長江經濟帶三者影響機制的研究也較為少見。本文以長江經濟帶為研究對象，從三者協調發展的視角對該區域的碳排放、產業結構和環境規制互相之間的影響機制進行研究，為推動長江經濟帶綠色協調發展提供一定的思路。

1 變量選取及數據來源

1.1 變量選取

1.1.1 碳排放

本文采用《2006 年IPCC 國家溫室氣體清單指南》（下文簡稱IPCC（2006））介紹的方法對長江經濟帶11 個省市的二氧化碳排放量進行測算，參照IPCC（2006）清單指南中提供的各種燃料的缺省碳含量及每種燃料的缺省CO2排放因子，采用《中國能源統計年鑒》 中統計的8 類最終能源數據進行計算。

因為統計數據中各種燃料的單位需要轉化為普通的能量單位，所以這里引入中國能源統計運用的低位發熱值，計算公式如式（1）所示。

其中，EFi為燃料i的建議碳排放系數，OXIDi為i種化石燃料的氧化率，EFCO2，j為每單位能量的燃料i的缺省碳排放因子，EFCO2，j等于燃料i的缺省碳含量?44／12，NCVi為《中國能源統計年鑒》提供的單位質量或單位體積的燃料i的凈熱值。

化石燃料的碳排放計算公式如式（2）所示。

其中，P為化石燃料燃燒的CO2排放量，Fi，j，y是化石燃料的活動強度，也就是在y年份中我國各省市j所消耗的燃料i的數量，EFi是通過公式計算的燃料i的碳排放系數。

1.1.2 產業結構

產業合理化是各產業間平衡協調發展水平的質量反映，一般以結構偏離度作為其評價指標。干春暉等學者［21－23］在研究時引入泰爾指數，在參考相關學者的研究基礎下，將該指標進行完善，更好地來衡量區域內各產業產值與就業人數之間的均衡情況，同時在公式中加入時間和地域的維度，計算公式如式（3）所示。

其中，ISIi，t表示t年份i地區的泰爾指數，j表示第j產業。Yij，t與Lij，t分別表示i地區t年份j產業的增加值與就業人口數。泰爾指數越接近于0，表示產業結構越合理。

1.1.3 環境規制

目前研究大多是以環境規制強度指標來衡量環境規制，當前學術界主要是從污染物的排放和污染治理的投入這兩個角度進行衡量。單獨從污染物的產出或者污染治理投入角度進行衡量，都會有單一化的缺點，因此，本文參照相關學者的研究［24］，以單位污染物所需的治理投入金額對環境規制強度進行計算。計算公式如式（4）所示。

其中，ENVi，t與Ii，t分別表示i省份t年的環境規制強度和污染治理投資總額，分別表示i省份t年污染治理投資額的無量綱化值與平均值，表示i省份t年各污染物排放量的無量綱化值總和，包括廢水、固體廢棄物、SO2、煙粉塵等，分別表示i省份t年j種污染物的排放量及其平均值。

1.2 數據來源

本文采用的是2005～2017 年長江經濟帶11 個省市面板數據。其中，碳排放選擇根據IPCC（2006）所公布的方法計算的各省市碳排放數據表示，產業結構選擇修正后的產業結構合理度表示，環境規制由根據4 種污染物的排放及環境治理投資額所構建的環境規制強度表示。數據來源于《中國能源統計年鑒》、《中國統計年鑒》、《中國環境統計年鑒》 及國家統計局網站上所公布的數據。

2 PVAR 模型分析

2.1 模型設置

PVAR 模型繼承了VAR 模型中不區分內外生變量這一特點，將時間序列中的VAR 模型和面板數據結合起來，通過脈沖響應函數、方差分解獲得沖擊響應情況，同時允許存在樣本間的個體效應差異和不同截面間的時間效應差異。PVAR 模型的一般形式如式（5）：

其中Yi，t為第i個省市第t期的內生變量，p是滯后階數，Wj是滯后期不同變量的待估系數矩陣，αi是模型的個體固態效應，γi是模型的時間效應，μi，t是模型的隨機誤差項。為消除模型中的時間效應和個體固態效益，在進行PVAR 模型分析前，需要對數據進行均值差分以消除各個變量的時間效應，然后運用一階向前差分以消除各變量的個體固態效應。

2.2 實證分析

長江經濟帶各省市在經濟發展、產業結構、技術水平等方面存在相似性，但是也表現出一定的差異性。因此，根據東、中、西部劃分方法，本文將長江經濟帶劃分為上、中、下游3 個區域，上游包含3 個省市：上海、江蘇、浙江，中游包括4 個省份：安徽、江西、湖北、湖南，下游包括重慶、四川、貴州、云南4 個省市。

2.2.1 數據平穩性檢驗

在進行PVAR 模型分析前，對數據進行平穩性檢驗。其中，ΔCO、ΔISI、ΔENV表示各變量的一階差分。表1 給出了數據平穩性檢驗結果。

表1 數據平穩性檢驗

表1 表明，整體上來看，各變量一階差分的P 值是小于0.05 的，說明在95%的置信水平下拒絕原假設，變量的一階差分是平穩序列，是可以進行回歸分析的。

由上述分析可知，碳排放、產業結構和環境規制都是一階單整序列。接下來基于面板Pedromi檢驗、Kao 檢驗和Johansen 檢驗分別對面板數據進行協整檢驗，結果如表2 所示。

從表2 可以看出，面板數據在5%的顯著水平下通過了3 種協整檢驗，表明變量碳排放（CO）、產業結構（ISI）、環境規制（ENV）長期存在穩定的協整關系，所以可以通過面板PVAR 模型分析他們之間的動態變化關系。

2.2.2 脈沖響應分析

從單位根檢驗結果可知，各區域的各變量都是在一階差分的情況下達到平穩，在此基礎上建立PVAR 模型。在對PVAR 模型滯后階數的選擇時，我們參考AIC、BIC、HQIC 這3 個指數進行選擇，數值越小代表滯后階數越適合。表3 給出長江經濟帶區域PVAR 模型的滯后階數選擇結果。根據表3 選取符合信息量最小的滯后階數。

表2 數據協整檢驗結果

表3 滯后階數選擇

運用脈沖響應分析，可以預測碳排放、產業結構和環境規制這3 個因素在受到沖擊變化后對包括自身的其他變量在未來各期里會產生怎樣的影響，能夠較好的呈現出各變量之間的動態沖擊反應。圖1 是碳排放的脈沖響應分析圖，給予碳排放一個正向標準差的沖擊，觀察對碳排放、產業結構和環境規制的影響程度。

從圖1 可以看出，對于碳排放量來說，給碳排放一個正向標準差的沖擊，碳排放自身反映出一個明顯的正向響應，碳排放量的增加存在一個明顯的累積，且在當期時達到最大值，隨后增長速度逐漸減少，但是在8 期時還存在顯著的正向影響值。這說明，碳排放量的增加并不是只會對當期產生影響，其存在一個很明顯的影響滯后性。對產業結構來說，碳排放對產業結構的脈沖響應函數95%的置信區間中包含了0，即在5%的置信水平下不能拒絕碳排放對產業結構脈沖響應系數為0 的假設，這說明給碳排放一個正向的刺激，對產業結構并沒有顯著的影響。對環境規制來說，給碳排放量一個正向沖擊，在當期會對環境規制產生顯著的負向影響，隨后逐漸增大，這個影響只是短期的，在滯后1 期時就已經不顯著。這說明當碳排放量增加時，在當期會讓環境規制強度減少，但是碳排放量的增加也會對環境規制提出更高的要求，政府會加強對環境保護方面的監管及完善相關的政策，隨后環境規制強度會增強。

圖1 碳排放脈沖響應分析

圖2 是產業結構脈沖響應分析圖，反映給予產業結構一個正向標準差的沖擊時，對碳排放、產業結構和環境規制的影響程度。

圖2 產業結構脈沖響應分析

從圖2 可以看出，給產業結構一個正向標準差的沖擊，對碳排放和環境規制的影響均不顯著，而產業結構合理化指數的增加存在一個上升過程，且在當期影響最大，隨后遞減，在滯后3 期時還存在顯著的正向影響。這說明，產業結構合理化指數的增加并不是只會對當期產生影響，其存在一個很明顯的影響滯后性。

圖3 是環境規制脈沖響應分析圖，反映給予環境規制一個正向標準差的沖擊時，對于碳排放、產業結構和環境規制的影響程度。

圖3 環境規制脈沖響應分析

從圖3 可以看出，對于碳排放量來說，給環境規制一個正向沖擊，碳排放量在當期不會產生影響，在1 期時存在最大的正向響應，不過這個影響是短期的，在1 期后95%的置信區間中包含了0，不能說明環境規制強度的變化在長期會對碳排放量產生影響，即碳排放量會隨著環境規制強度的增加而增加，但這個增加只是短期的，當企業知道環境規制強度增加時，預計未來的環境規制強度更大，進行能源消耗生產及碳排放會面臨更大的成本，從而會增加生產，導致碳排放的短期增加。對于產業結構來說，給環境規制一個正向沖擊，產業結構會呈現顯著的正向反應，且有明顯的滯后效應。在1 期時正向效應達到最大，且在8 期時仍存在顯著的影響。環境規制強度的增加對企業產業結構優化升級有很明顯的促進作用，且存在長期的影響，環境規制強度增大，激發企業進行技術創新，改善生產工藝流程，繼而能夠減緩或抵消環境規制給企業所增加的生產成本，產生創新補償作用，環境規制最終會以“優勝劣汰”的方式來倒逼產業結構進行調整升級。對于環境規制自身來說，環境規制的增加會對自身產生短期的促進作用，即環境規制強度增加會對后期的環境規制強度產生一定的增加作用，其自身發展存在一個慣性作用。

2.2.3 方差分析

為了進一步刻畫變量的長期影響程度，通過方差分析，分析不同方程的沖擊反應對各個變量波動的方差貢獻率的構成，從而評估每個隨機擾動項對模型中變量影響程度的重要信息。表4 給出了長江經濟帶區域的方差分解結果。

表4 方差分解結果

對碳排放量來說，碳排放主要是受其自身的影響，但其影響是隨著時間逐漸減弱的，大約在80%左右，在20 期的時候，各因素對碳排放量的影響程度趨于穩定狀態。產業結構和環境規制對碳排放的影響具有明顯的滯后效應。對比來看，環境規制對碳排放的影響程度明顯高于產業結構，說明產業結構優化對碳排放的影響還有待提高。環境規制強度的增加對碳排放量的變化有18%左右的影響程度。對于產業結構來說，產業結構受其自身的影響程度最大，但其影響是隨著時間逐漸減弱的，在15 期的時候基本上趨于平穩，其自身影響程度大約為95%。碳排放量對產業結構的影響基本上接近于0，環境規制對產業結構的影響遠高于碳排放對產業結構的影響，大致穩定在5%。對于環境規制來說，環境規制主要是受其自身的影響，但其影響是隨著時間逐漸減弱的，在15 期的時候穩定于82%，各因素對于碳排放量的影響程度也處于穩定狀態。碳排放對環境規制的影響在5 期時就穩定在11.4%，而產業結構在20 期時基本穩定在6%。碳排放對環境規制的影響程度明顯高于產業結構對環境規制的影響。

整體來看三者之間的關系。碳排放和產業結構之間，產業結構對碳排放的影響較大，產業結構的調整對減排有比較明顯的作用，但是碳排放量的變化對產業結構改善影響較小。碳排放和環境規制之間，兩者的相互影響作用都比較大，碳排放量的變化會對環境規制強度在長期產生較大的影響，而環境規制強度的變化也會使地區的碳排放產生變化。產業結構和環境規制之間的相互影響作用程度大致相同，一方的變化都會對另一方產生影響。這說明，在長江經濟帶，碳排放、產業結構和環境規制三者之間的關系是存在多個雙向關系的，如何協調好三者之間的關系，促進3 個系統協調發展是很重要的。

為了更好地看出長江經濟帶碳排放、產業結構和環境規制影響的區域差異性，分別對長江經濟帶上、中、下游地區的省市進行方差分析，結果如下所示。表5 給出了上游地區的方差分解結果。

從表5 可以看出，長江經濟帶上游地區碳排放量和產業結構主要受環境規制的影響，而環境規制強度則主要受其自身的影響。這說明，對于在長江經濟帶上游的4 個省份來說，環境規制強度在三者之間發揮了很大的作用，對其他兩個因素的發展也產生了較大的影響。

表5 長江經濟帶上游地區方差分解結果

對碳排放量來說，碳排放量對其自身的影響是在當期就會顯現出來，而產業結構和環境規制強度對于碳排放量的影響存在明顯的滯后效應。從影響程度來說，碳排放主要是受環境規制強度的影響，并且環境規制強度對碳排放量的影響逐漸增強，產業結構對其也有較小的影響。產業結構優化升級和環境規制強度對節能減排不會在短期內有明顯的效果，但隨著時間的發展會越來越大。

對于產業結構來說，在1 期的時候，產業結構主要受自身的影響比較大，但隨后，碳排放量和環境規制對其影響越來越大。這說明，環境規制強度對產業結構的影響有明顯的滯后效應，但對產業結構發揮著決定性的影響。上游地區可以好好地利用環境規制相關政策及措施倒逼企業淘汰落后產能，引導產業結構優化升級。

對于環境規制來說，環境規制強度的變化主要受其自身的影響，碳排放和產業結構對其影響會隨著時間逐漸增大，但是影響比例大致穩定在10%左右，其主要的影響因素還是自身。這說明，在長江經濟帶上游地區，環境規制強度變化受自身變化影響較大，受碳排放和產業結構影響較小。

表6 給出了長江經濟帶中游地區方差分解結果。

表6 長江經濟帶中游地區方差分解結果

從表6 可以看出，長江經濟帶中游地區碳排放量、產業結構和環境規制強度主要受其自身的影響。對于碳排放量來說，產業結構和環境規制對其影響存在滯后效應，其影響在當期并不會顯現出來，在15 期時各因素的影響程度大致趨于穩定，碳排放量變化有58.6%是其自身對自身產生的影響，產業結構有8.4%，環境規制有32.9%。對于產業結構來說，產業結構受其自身的影響程度最大，但其影響是隨著時間逐漸減弱的。碳排放量和環境規制對產業結構的影響越來越大，其中碳排放對產業結構的影響高于環境規制對產業結構的影響。在20 期時，產業結構變化受其自身的影響為79.4%，受碳排放的影響為13.6%，環境規制強度對它的影響程度為7.1%。對于環境規制來說，其變化基本上是由自身所決定的，其發展存在明顯的慣性作用，其影響程度明顯高于上游地區。

表7 給出了長江經濟帶下游地區方差分解結果。

表7 長江經濟帶下游地區方差分解結果

從表7 可以看出，長江經濟帶下游地區碳排放、產業結構和環境規制之間存在很顯著的關系及影響程度。對于碳排放量來說，碳排放量受其自身的影響比較大，且影響是當期的，而產業結構和環境規制對其影響存在著滯后效應，其在當期不會有明顯的影響程度，但隨后會逐漸增強。下游地區和中、上游地區不同的是，在下游地區環境規制強度對碳排放的影響程度低于產業結構，產業結構對碳排放的影響在20 期會達到22%。這說明在下游地區，產業結構的變化對碳排放的影響程度會比較大，在節能減排方面會發揮比較好的作用，而下游地區的環境規制強度已經處于較高的狀況，企業的準入門檻及環保要求相較于中、上游地區比較高，所以環境規制強度的提升對碳排放量直接影響程度較低。

對產業結構來說，碳排放量和產業結構對其影響是當期產生的，而環境規制存在滯后效應。從影響程度來看，產業結構的變化同時受到三者的共同作用，其中碳排放量的影響最大。碳排放量和產業結構的影響程度都是隨著時間的變化而逐漸降低，環境規制強度對產業結構的影響會逐漸增大。在下游地區，產業結構的升級轉型往往受到國際環境的影響或者是國家政策的引導而主動做出的選擇，受到自身之外的因素影響程度也會較大。

對于環境規制來說，碳排放量對其影響程度最大，在下游地區，各省市對經濟發展模式及環境質量有較高的要求，各省市對碳排放量的變化也比較敏感，當碳排放量增加的時候，政府會快速地做出反應并及時制定出相應的措施及方法去解決這一問題。

從表5～7 所呈現的結果可以發現長江經濟帶上、中、下游的方差分析有著很明顯的區域差異，說明在長江經濟帶區域內，不同區域內3 個因素之間的影響關系有明顯的不同。整體來看，長江經濟帶上、中、下游地區的區域發展差異比較明顯，各因素之間的關系及影響程度也有很大的區別。各區域及各省市在制定相關政策的時候需要因時制宜、因地制宜、因勢而變，不可一概而論。

3 結論與建議

3.1 研究結論

基于以上分析，本文提出結論如下：

（1）從碳排放、產業結構和環境規制三者之間的關系來看，長江經濟帶碳排放、產業結構和環境規制之間存在長期均衡關系，且兩兩之間存在雙向動態影響，但是各自的影響程度不同。推動產業結構升級轉型和環境規制強度的提升能有效促進節能減排目標的實現，同時節能減排的目標也會提高對產業結構升級和環境保護的需求。此外環境規制強度的變化對產業結構改善也有一定的影響。

（2）長江經濟帶不同區域內碳排放、產業結構和環境規制三者之間的影響程度不同。從區域來看，下游地區各因素之間協調發展水平較高，節能減排、產業升級和環境規制之間互為發展需求，同時產業結構的變化會受外界因素影響比較大。在中、上游地區，各因素之間相互協調、相互促進的關系仍有很大發展空間，對于實現節能減排目標、改善產業結構有很大的需求，且環境規制強度對碳排放和產業結構的影響程度明顯高于下游地區。

3.2 政策建議

根據研究結論，提出如下建議：

（1）長江經濟帶下游地區應充分利用自身在資金、人才、技術等方面的優勢，鼓勵技術創新，主動承擔起清潔能源技術及節能減排技術的研發，同時加快第二產業與第三產業的融合發展，進一步提高高新技術產業及現代服務業的比重。

（2）長江經濟帶中游地區的省市要積極主動地利用傳統優勢，加強對傳統工業與服務業的升級改造，淘汰落后產能，優化能源消費結構，大力開發并使用清潔能源，提高能源利用效率，同時，要利用好各個省份自身的特點，積極發展新的經濟增長點。

（3）長江經濟帶上游地區應充分利用“西部大開發”的政策優勢，加強要素聚集，針對現有的優勢產業做大做強，優先發展生產性服務業，同時也要抓住“一帶一路”的重要契機，主動打破地方及區域間的貿易壁壘，促進資源要素在區域間合理地流動與配置，加強地區間的經濟聯系與合作，吸引外資及先進技術和管理經驗等。