2000—2015年長江經濟帶工業結構演變及其環境效應

丁 鐳，夏會會，師 懿，程勝高

(1.寧波職業技術學院環境經濟研究中心，浙江 寧波 315800;2.中國地質大學(武漢)經濟管理學院，湖北 武漢 430074;3.中國地質大學(武漢)環境學院，湖北 武漢 430074)

2018年習近平總書記在深入推動長江經濟帶發展座談會上的講話中指出：推動長江經濟帶發展必須從中華民族長遠利益考慮，把修復長江生態環境擺在壓倒性位置，強調了“共抓大保護，不搞大開發”。長江經濟帶的經濟發展和生態環境問題已成為社會和學界共同關注的焦點問題[1-3]。作為一項重要的國家發展戰略，長江經濟帶覆蓋我國9省2市，貫穿東中西部，是我國國土空間上重要的東西軸線[1]。而產業結構作為經濟發展和生態環境的重要紐帶，一方面通過經濟活動投入的“資源轉換器”作用于生態環境，另一方面區域環境的承載力反制約著產業結構和經濟的發展路徑。因此，從產業結構演變的視角探索區域經濟發展和環境效應的變化，對長江經濟帶的可持續發展具有重要的意義[3-4]。

目前，針對產業結構演變的環境效應，國內外眾多專家學者進行了相關的理論探討和實證分析。如Grossman等[5]利用工業與環境污染程度演變的三階段模型對東亞地區工業產業結構的環境污染特征進行了研究，指出不同階段的環境污染程度不同；Llop[6]利用投入產出法對西班牙產業結構與污染物排放進行了實證研究，結果表明產業結構調整是實現污染物減排的重要驅動力；郭子琪等[7]通過對綜合環境污染指數的計算來衡量我國各地區的環境污染程度，解析了我國各地區環境污染的不平等現象，并指出產業結構升級成為實現污染物減排、提高環境質量的直接和間接影響因素；丁煥峰等[8]通過構建聯立方程模型，實證研究了我國6類區域污染指標與經濟增長的關系，驗證了環境庫茲涅茨曲線假說，并指出產業結構的不合理會加劇區域污染物的排放；劉云浪等[9]通過對危險廢棄物與經濟發展的EKC曲線進行擬合，結果表明通過優化產業結構可實現經濟與危險廢棄物的減量、無害化發展。此外，還有不少學者分別從大氣污染[10-11]、水污染[12-13]、固體廢棄物(即固廢)污染[14-15]角度對全國或各省市產業結構與環境污染的關系進行了分析，發現產業結構是造成環境污染的重要影響因素，但不同行業、不同產業結構對環境污染的作用存在顯著的區域差異。

從具體的研究尺度來看，考慮到數據的可獲性和完整性，國家或省級層面的大范圍比較分析以及個別城市的實證研究受到眾多學者的關注。如Zhang等[16]、Jiang等[17]、鄧祥征等[18]、Wu等[19]和付玉芹等[20]分別對全國、青海省、東莞市和東營市產業結構與生態環境的相互作用機制進行了實證研究，但中觀尺度的比較研究相對缺乏。此外，從具體的產業來看，孟祥海等[21]和楊潔等[22]分別從畜牧業和農業產業入手，探討了第一產業與生態環境之間的相互作用關系；王菲等[23]和胡穎等[24]分別通過工業結構特征偏向指數和脫鉤模型，分析了第二產業的工業、建筑業結構變動對生態環境的影響；李志華等[25]和馬閣華等[26]則對具體的煤炭和水泥業結構變動帶來的環境污染進行了剖析。

雖然在產業結構對生態環境的影響方面專家學者們已取得了豐富的研究成果，但研究內容多集中于產業結構與生態環境兩者之間關系的論證和單一行業所帶來的環境效應分析，從具體的工業行業內部結構出發，探討工業結構變動帶來的環境效應改變則相對較少?；诖?，本文以長江經濟帶9省2市為研究對象，基于2000—2015年長江經濟帶各省35個工業行業的相關數據，引入污染密集型產業，構建脫鉤狀態分析模型描述工業經濟增長與環境污染之間的關系，并通過工業結構特征偏向指數定量分析長江經濟帶各地區工業結構的環境污染特征，以期為長江經濟帶總體產業布局和污染減排政策制定提供依據。

1 研究方法與數據來源

1. 1 脫鉤分析模型

本文參照Tapio脫鉤模型[27-32]，構建了反映長江經濟帶工業經濟增長與環境污染排放之間脫鉤程度的計算方法，即工業經濟增長與污染物排放之間的脫鉤指數計算公式：

其中：E(EA,IO)為污染物的IO彈性，表示工業經濟增長與污染物排放之間的脫鉤指數；ΔEA′為污染物指標變化率;ΔIO′為工業產值增加值變化率;EAt和IOt、EAt+1和IOt+1則分別表示起始年和末端年的污染量(億標m3或者t)和工業產值增加值(億元)。

工業經濟增長與環境污染的脫鉤程度判定標準見表1[11,27]，其中絕對脫鉤和絕對負脫鉤分別代表最理想狀態和最不理想狀態。

表1 工業經濟增長與環境污染的脫鉤程度判定標準

1. 2 污染密集型產業的界定

污染密集型產業指在生產過程中產生大量污染物的產業。本文借鑒Becker等[33]的分類方法，測度每個污染密集型產業的污染密集度指數(PDI)，并將PDI值大于或等于1的產業構成廢水、廢氣和固廢3種不同的污染密集型產業(見表2)。其PDI的計算公式如下：

(1)

式中：t為年份；k為35個細分的污染密集型行業；PDIk表示k行業的污染密集度指數；PDIkt則表示t年份k行業的污染密集度指數，用k行業單位產值的污染物排放量和所選的35個行業單位產值的污染物排放量的比值來衡量；EAkt和IOkt分別表示t年份k行業的排污量和工業總產值，兩者之間的比值用來表示單位產值的污染物排放量(廢氣單位為標m3/元，廢水和固廢單位為t/萬元)。

表2 污染密集型產業及PDI值

1. 3 工業結構特征偏向指數

工業結構特征是區域環境質量的重要影響因素，由于區域和研究期間的選擇不同，伴隨著不同的工業結構特征，由此產生的環境效應也有所差異。為了測算不同地區工業結構的環境污染特征，本文借鑒了王菲等[34]構建的工業結構特征偏向指數計算公式，即

(2)

式中：i表示地區；k表示某污染行業；ICBi表示i地區的工業結構特征偏向指數；Ski表示k行業在i地區工業產值中所占的比重，即i地區的k行業工業總產值與該地區工業總產值的比值；Zk表示k行業單位產值的環境污染指數，即萬元工業產值的“三廢”排放量。

由于不同行業單位產值的污染物排放量不同，且污染物排放量與環境污染指數呈正比，即高污染行業的環境污染指數高，低污染行業的環境污染指數低，因此某地區高污染行業所占的比重越大，工業結構偏向指數就越大，反映該地區的工業結構呈現出高環境污染特征；相反，某地區工業結構偏向指數越小，則表示該地區的工業結構呈現出低環境污染特征。

1. 4 數據來源

本次研究選取的時間段為2000—2015年，并分為2000—2005年、2006—2010年、2011—2015年三段時期，研究數據主要來源于《中國統計年鑒》《中國環境統計年鑒》《中國環境年鑒》和各省歷年統計年鑒、中華人民共和國國家統計局等部門相關年份的數據。其中，為了揭示工業內部結構的變化特征，排除技術進步等因素的影響，參照王菲等[23]的污染數據處理過程，本文將不同地區相同行業的環境污染指數采用階段性動態變化的系數值進行判定，即分別選用2000年、2006年、2011年全國工業分行業單位產值的工業三廢排放量數據作為2000—2005年、2006—2010年、2011—2015年三段時期各省區的參照衡量標準進行計算。

2 研究結果與分析

2.1 工業經濟增長與環境污染的脫鉤程度分析

2000—2015年長江經濟帶各地區工業國內生產總值(GDP)與工業廢氣、工業廢水、工業固廢排放之間的脫鉤指數計算結果，見表3。

表3 2000—2015年長江經濟帶各地區工業GDP與工業“三廢”排放之間的脫鉤指數

由表3可以看出：

(1) 從工業GDP與工業廢氣排放之間的脫鉤指數計算結果來看，長江經濟帶各地區在研究期間內總體上處于相對脫鉤狀態，且脫鉤指數呈持續上升的趨勢，雖然工業廢氣排放的增長速度未超過經濟增長的速度，但整體上工業經濟增長已開始向高廢氣排放特征發展；除安徽、江西的脫鉤指數持續上升外，上海、湖南、重慶等地的脫鉤指數呈先升后降的趨勢，與之相反，江蘇、浙江、湖北等地的脫鉤指數經歷了先降后升的趨勢；其中，上海、浙江、貴州等地在三段時期內均處于相對或絕對脫鉤狀態，工業廢氣排放的增長率低于經濟增長率，經濟發展與環境良性互動，相比之下，江蘇、安徽、江西由相對脫鉤狀態向擴張性負脫鉤狀態發展，工業廢氣的增長速度開始超過經濟增長速度，工業經濟增長對環境的壓力增大，環境惡化嚴重。

(2) 從工業GDP與工業廢水排放之間的脫鉤指數計算結果來看，長江經濟帶各地區在研究期間內的脫鉤指數整體上經歷了從相對脫鉤狀態到絕對脫鉤狀態的發展階段，說明工業經濟增長不斷向低廢水排放特征發展，經濟發展與環境呈良性互動關系；其中，上海、云南經歷了絕對脫鉤狀態到擴張性負脫鉤狀態的發展階段，表明工業廢水排放增長率超過經濟發展增長率，工業經濟增長向高廢水排放特征發展，相比之下，江蘇、浙江、湖南、重慶等地經歷了相對脫鉤狀態到絕對脫鉤狀態的發展趨勢，工業經濟發展的同時，工業廢水的排放量開始降低。

(3) 從工業GDP與工業固廢排放之間的脫鉤指數計算結果來看，長江經濟帶各地區整體上在三段研究期間內均處于相對脫鉤狀態，其脫鉤指數經歷了先升后降的發展趨勢，表明在此期間經濟發展的同時，工業固廢帶來的環境污染同步增長；其中，上海、重慶、貴州等地經歷了相對脫鉤狀態到絕對脫鉤狀態的發展趨勢，工業經濟的增長已開始向低固廢排放特征發展；與之相反，云南的脫鉤指數持續上升，脫鉤狀態逐漸向擴張性負脫鉤狀態發展，工業固廢排放的增長速度超過經濟增長速度，經濟增長對環境的壓力增大；除此之外，其他地區三段時期內均處于相對脫鉤狀態，工業固廢排放的增長率低于經濟增長率，經濟發展與環境呈良性互動。

2.2 工業結構與污染物排放的時空分布特征分析

2000—2015年長江經濟帶各地區工業“三廢”單位產值污染排放水平見表4，各地區工業“三廢”污染密集型產業占工業總產值的比重見圖1。

表4 2000—2015年長江經濟帶各地區工業“三廢”單位產值污染排放水平

圖1 2000—2015年長江經濟帶各地區工業“三廢”污染密集型產業占工業總產值的比重Fig.1 Proportion of “three waste” pollution intensive industries in total industrial output value of each region in the Yangtze River Economic Belt from 2000 to 2015

由表4和圖1可以看出：在研究期間內，受技術進步等因素的影響，長江經濟帶各地區單位產值的工業廢氣排放量、工業廢水排放量、工業固廢排放量均呈現明顯的下降趨勢，說明工業污染排放的控制效率得到了改善和提升，如長江經濟帶總體的單位產值工業廢氣排放量從1.14降到了0.57；在空間分布上，受工業污染密集型行業在工業總產值中占比的影響，大部分地區單位產值的“三廢”排放量呈現明顯的東部地區低、中西部地區偏高的趨勢，其中，上海、四川、重慶的工業廢氣污染密集型產業，上海、江蘇和中西部地區江西、四川、重慶的工業廢水污染密集型產業以及近年來上海、四川、重慶的工業固廢污染密集型產業，與各污染排放減少相呼應，其所占工業總產值的比重呈現下降趨勢。由此可見，產業與污染排放是相關的，在注重污染物處理的情況下，通過調整工業結構，可以有效地解決產業長期可持續發展與污染物排放量之間的矛盾。

為了描述長江經濟帶各地區工業結構和環境污染排放水平的變化和現狀，與前文一致，將2000—2015年共計16年劃分為3個時間段，列舉了三個時間段內各地區中工業總產值占比相對較大的5個行業，以此來分析污染的主要來源，見表5。

表5 2000—2015年長江經濟帶各地區主要工業行業及其占工業總產值的比重

由表5并結合表4可以看出:

(1) 長江經濟帶東部地區(江蘇、浙江、上海)，江浙滬地區單位產值的工業“三廢”排放量均顯著低于中西部地區。上海和江蘇兩地的主要行業中計算機、通信和其他電子設備制造業、交通運輸設備制造業以及電氣機械和器材制造業等裝備制造業在工業總產值中的占比較高，屬于技術密集型產業，其耗能少、污染低；同時，上海的污染密集型產業中黑色金屬冶煉和壓延加工業以及江蘇的污染密集型產業中紡織業在工業總產值中的占比均逐漸降低，直至跌出產業占比前五位，這與兩地的環境得到改善是相輔相成的；浙江的主導產業中紡織業、化學原料和化學制品制造業均屬于工業廢水污染密集型行業，紡織業雖然在工業總產值中的比重漸漸降低，但是仍然是較為重要的工業行業，而化學原料和化學制品制造業在工業總產值中的比重上升，進一步成為主要行業，這加劇了近年來浙江地區的工業廢水污染的排放情況。

(2) 長江經濟帶中部地區(安徽、江西、湖北、湖南)，總體上來看其污染排放量有減少的趨勢，但是污染程度仍較為嚴重，多項指標仍高于整個長江經濟帶的平均水平。相比而言，安徽的單位產值工業廢氣排放量明顯高于中部其他各地區，這與安徽的電力、熱力生產和供應業以及黑色金屬冶煉和壓延加工業等工業廢氣污染密集型產業在工業總產值中的占比水平較高有關；江西的工業廢氣、工業廢水、工業固廢的污染情況均較為嚴重，這主要受黑色金屬冶煉和壓延加工業以及有色金屬冶煉和壓延加工業等污染密集型產業的影響；湖北的工業廢氣和工業固廢的污染狀況改善明顯，總體已低于整個長江經濟帶的平均水平，這與電力、熱力生產和供應業以及紡織業等污染密集型產業在工業總產值中的占比降低、農副食品加工業在工業總產值中的占比增加密切相關。此外，需要注意的是，湖北的工業廢水污染排放依然嚴峻，這與化學原料和化學制品制造業在工業總產值中的比重不斷增加有關，湖南的情況與之類似。

(3) 長江經濟帶西部地區(四川、重慶、貴州、云南)，除四川外，工業“三廢”排放污染均顯著高于中東部地區，四川雖有污染密集型產業，但是其主要行業中計算機、通信和其他電子設備制造業以及酒、飲料和精制茶制造業等低污染產業，在工業總產值中所占的比重較高；重慶的交通制造業占據絕對優勢，但是重慶“三廢”排放污染狀況均較為嚴重，這與重慶幾個主要工業行業為高廢氣排放的電力、熱力生產和供應業、高廢水排放的化學原料和化學制品制造業以及高固廢排放的非金屬礦物制品業密切相關；貴州在研究期間內，工業廢氣排放和工業固廢排放位居整個長江經濟帶的首位，其主要工業行業中電力、熱力生產和供應業是最主要的工業廢氣污染密集型產業，也是貴州大氣污染的主要來源之一；云南的主要工業行業中有色金屬冶煉和壓延加工業以及電力、熱力生產和供應業、黑色金屬冶煉和壓延加工業、化學原料和化學制品制造業等均是高污染行業。

2. 3 工業結構的環境污染特征演變分析

根據長江經濟帶各地區35個行業的相關數據，測度研究期間內各地區的工業結構特征偏向指數，并選取2000年、2005年、2010年、2015年4個時間節點，分析長江經濟帶各地區工業結構的環境污染特征，其結果見圖2。

圖2 長江經濟帶各地區工業結構的環境污染特征 變化Fig.2 Changes of environmental pollution characteristics of industrial structure in each region in the Yangtze River Economic Belt

由圖2可以看出：

(1) 長江經濟帶工業廢氣結構特征除重慶外，從東部到西部地區呈現出低環境污染到高環境污染發展的趨勢，具有明顯的空間分布差異。2000—2005年間，上海、湖南、重慶的工業廢氣排放強度低于環境污染參考線，其排放強度有減少的趨勢，而其他8個地區工業廢氣排放強度高于環境污染參考線，工業廢氣污染排放增加明顯，并以湖北最為嚴重；2006—2010年間，大部分地區工業廢氣結構特征呈現良好發展趨勢，除上海、云南、貴州工業廢氣結構特征出現增強趨勢外，其他地區均呈現減弱趨勢；2011—2015年間，除浙江受工業廢氣污染密集型產業中電力、熱力生產和供應業在工業總產值所占比重增大的影響，工業廢氣繼續向高環境污染特征發展外，長江經濟帶其他地區工業廢氣排放全部出現減弱的趨勢。

(2) 長江經濟帶工業廢水結構特征呈現出一定的區域差異性，除東部地區的上海、江蘇，中部地區的安徽和西部地區的四川4個省市在研究期間內持續向低廢水環境污染特征發展外，其他地區工業廢水的結構特征呈現出增減反復變動的現象。其中，2000—2005年間，上海工業廢水的結構特征有明顯的減弱趨勢，江蘇、安徽、四川、重慶、云南地區均有減弱表現但不明顯，長江經濟帶的其他地區均有增強的趨勢；2006—2010年間，除浙江、重慶、貴州地區外，工業廢水的結構特征均在減弱；而2011—2015年間，工業廢水的結構特征增強的地區變為江西、湖北、云南，其他地區在減弱。

(3) 長江經濟帶工業固廢的結構特征呈現出一定的空間異質性，東部地區為低固廢污染區，高固廢污染區則集中于長江經濟帶的中部和西部地區，由于長江經濟帶各地區對固廢排放的嚴格控制，固廢向低環境污染特征發展的趨勢明顯優于工業廢氣和工業廢水兩種污染。其中，2000—2005年間，除東部地區的江蘇、浙江，中部地區的江西以及西部地區的四川、貴州的固廢結構特征有所增強外，其他地區均有減弱趨勢，在之后的十年里，除2006—2010年的云南和2011—2015年的浙江，工業固廢的結構特征有些許增強外，其他各地區在兩階段也均表現出減弱的態勢。

3 結論與建議

產業結構與環境污染作用關系的研究，不僅是經濟可持續發展的重要內容，也是引導區域產業結構調整、制定環境保護政策的重要依據?；陂L江經濟帶各地區35個行業的相關數據以及構建的工業結構特征偏向指數計算模型，對其工業結構的環境污染特征進行了定量分析，得到的主要結論如下：

(1) 從產業結構來看，污染密集型產業分布與地區環境污染程度密切相關，是影響各地區污染排放特征差異的主要因素。長江經濟帶西部地區的云南和東部地區的浙江受工業廢氣污染密集型行業中電力、熱力生產和供應業在工業總產值中比重增大的影響，工業廢氣向高環境污染排放特征發展；中、東部地區工業廢水的結構特征受工業廢水污染密集型產業中化學原料和化學制品制造業在工業總產值中占比增強的影響存在惡化趨勢；中部地區受工業固廢污染密集型產業中電力、熱力生產和供應業在工業總產值中比重較少的影響，工業固廢處理呈現明顯向好的趨勢。

(2) 從工業廢氣的結構特征來看，長江經濟帶各地區整體呈現向好趨勢，受工業廢氣污染密集型產業分布的影響，除重慶外，由東部到西部地區從低廢氣環境污染到高廢氣環境污染過渡，存在顯著的空間分異特征。

(3) 從工業廢水的結構特征來看，長江經濟帶各地區受工業廢水污染密集型產業在工業總產值中占比的影響，存在一定的區域差異性，除上海、江蘇、安徽、四川地區向低廢水環境污染方向發展外，其他地區均呈現出增減的反復變動趨勢。

(4) 從工業固廢的結構特征來看，長江經濟帶各地區工業固廢整體上存在向低固廢環境污染特征發展的趨勢，受工業固廢污染密集型產業尤其是黑色金屬冶煉和壓延加工業和有色金屬冶煉和壓延加工業在工業總產值中占比的影響，呈現出東部地區低、中西部地區高的空間分布特征。

總體上來看，受污染密集型產業在工業總產值中占比和工業結構布局的影響，長江經濟帶各地區工業結構的環境污染特征有所差異。因此，針對工業結構相對較好的東部地區，作為經濟發展、產業結構升級的前沿陣地，應繼續調整其產業結構，降低高污染行業的比重，進一步提高高新技術行業和服務業在產業結構中所占的比重；而針對工業結構呈現向高污染特征發展的中部地區和西部地區，作為產業結構轉移的承接地，應重視經濟發展過程中由于產業結構布局所帶來的環境污染問題，一方面通過優化調整工業內部行業結構，嚴格把關轉移產業，嚴格控制污染物的排放，從源頭上遏制區域工業結構特征的惡化，另一方面重視生產過程的創新、設備的升級、技術水平的進步，以期降低單位產值的能源消耗和污染物的排放，尋求高污染行業的更新換代。