京津冀環境污染時空演進研究

李從欣 李國柱 崔文靜

基金項目：基金項目河北省社會科學基金項目《京津冀環境污染的時空演進及防治對策研究》（HB18YJ013）。

作者簡介：作者簡介李從欣（1974—），女，河北石家莊人，博士，教授、碩士生導師，主要研究方向為統計方法及應用、生態[JP2]統計;李國柱（1971—），男，河北滄州人，博士，教授、碩士生導師，主要研究方向為數量經濟、能源環境統計;崔文靜[JP]（1981—），女，河北石家莊人，碩士，副教授，主要研究方向為宏觀經濟。

[摘要]使用2004—2017年京津冀13個城市的面板數據，采用時空地理加權回歸模型，對京津冀環境污染時空演進影響因素異質性進行了分析。研究結果表明，產業結構和產業盈利能力對環境污染時空演進影響的回歸系數各不相同，存在顯著的時空異質性。產業結構對環境污染時空演進影響差異巨大，不同城市產業結構調整存在巨大的潛力。產業盈利能力對環境污染時空演進的影響存在顯著的異質性，在利益和社會責任選擇方面，外部環境壓力政策更有利企業承擔社會責任。

[關鍵詞]關鍵詞環境污染;時空演進;異質性;時空地理加權回歸模型

[中圖分類號]中圖分類號F127;X321[文獻標識碼]A文獻標志碼[文章編號]1673-0461（2020）08-0061-05

京津冀由于政治地位、經濟發展水平不同，產業結構和工業經濟存在著顯著的差異。在社會發展進程中，工業經濟發展是生態環境的主要污染源，工業“三廢”（廢水、廢氣和固體廢棄物）對環境的影響成為政府各部門和學術界關注的熱點。其中，工業廢水由于含有有毒、有害物質，對環境危害更大，直接威脅生態安全和人類健康。《重點流域水污染防治規劃（20162020年）》指出海河流域的北京、 天津、廊坊、石家莊、邢臺、保定、滄州等地環境污染問題相對突出，要求加大對這些地區的造紙、 焦化、 印染、皮革等產業結構和布局的調整力度。因此探索京津冀環境污染時空演進及影響因素的異質性，對提升京津冀生態環境具有積極的現實意義。

一、文獻綜述

對環境污染時空演進及影響因素異質性的研究主要集中在以下兩個方面：

第一，環境污染影響因素的研究。工業排放、汽車尾氣、燃煤排放等因素是造成環境污染的主要因素。第二產業主要由工業組成，工業污染是環境污染的主要來源[1]。莊汝龍等 [2]和沈曉梅等 [3]發現產業結構與環境污染存在正相關關系，第二產業比重促進工業廢水排放。部分國內學者研究了產業集聚對環境污染的影響，閆逢柱等[4]、劉習平等[5]通過實證分析等發現產業集聚有利于環境質量的改善，減少環境污染;周明生等[6]發現產業集聚與環境污染存在顯著的倒“U”型關系;徐輝等[7]發現產業專業化集聚對環境污染有先抑制后促進的作用;劉軍等[8]發現產業集聚增加了環境污染。本文進行分析時，除了選取產業結構作為核心解釋變量外，還選取了產業盈利能力作為核心指標，盈利是企業持續經營的目標之一，隨著獲利能力的提高，企業是否更愿意承擔社會責任，進行綠色技術創新，為減輕環境污染作出貢獻

第二，影響因素異質性分析使用方法的選擇。Du等[11]使用空間計量分析了PM25影響因素的異質性。這類方法需要對樣本進行空間自相關檢驗，計算空間權重矩陣，其得出來的回歸系數是固定的;李丹丹等[12] 采用地理加權回歸模型（GWR）對中國省域碳排放影響因素時空異質性進行了研究，結果證明影響因素存在明顯的時空異質性;李建豹等[13]使用地理加權回歸模型（GWR）對中國省域碳排放影響因素的空間異質性進行了分析，得出的結論與李丹丹等人的結論相同，這種分析方法得出的系數不再是固定的，不同區域回歸模型的系數隨空間變化而變化，但是時間維度系數的變化卻沒有體現出來。

通過對上述文獻的總結，這些學者之所以有不同的結論，與他們選取的指標、樣本，采用的方法有很大關系。京津冀環境污染的變化既有時間上的，也有空間上的，本文進行分析時采用的是時空地理加權回歸模型，回歸系數不僅隨空間變化，而且隨著時間維度的變化，回歸系數也會不同。通過對京津冀環境污染時空演進影響因素異質性研究，探索產業結構和產業盈利能力在不同時間和空間層面上對環境污染的影響機理，為京津冀因地制宜地制定減輕環境污染的政策提供較為科學的數據支持。

二、變量說明和理論模型的構建

（一）變量說明

解釋變量：環境污染（Enp）。對環境污染的測度主要有兩種方法：一是環境污染綜合指數。如許和連等[14]和郭四代等[15]使用熵值法測算環境污染，測算結果為指數值越大，表明環境污染愈嚴重。這種方法雖然把廢水、廢氣和固體廢棄物等都考慮進去了，但進行影響因素分析時，卻無法分析不同因素對水污染、空氣污染的影響狀況。二是單一指標。這類指標是年鑒公布的指標，較為客觀，如金春雨等[16]和李從欣等[17]使用二氧化硫排放量測量環境污染。本文主要分析的是工業廢水排放對環境造成的污染，因此使用工業廢水排放量（萬噸）作為環境污染的代理變量。

參考許正松等[18]和戴宏偉等[19]的文獻，本文以產業結構（Ins）和產業盈利能力（Inp）作為核心解釋變量。工業是京津冀地區經濟發展的主要支柱產業，工業類型主要集中在煉鋼、造紙、紡織以及化學品制造等相關方面，這些行業最主要的特征是高排污、高排放。產業結構調整一直是京津冀協同發展的主題。產業結構通過第二產業產值占地區生產總值的比重（%）測量，產業盈利能力通過規模以上工業企業利潤總額除以工業企業個數（萬元/個）測量。

控制變量：人口密度（Pod）、經濟發展水平（Pgdp）、科技支出強度（Tsi）和利用外資程度（Dfu）。人口密度2004—2015年數據來自年鑒，2016年和2017年的數據通過年末人口數除以行政區域土地面積（人/平方公里）測量，經濟發展水平以人均地區生產總值（元/人）測量，科技支出強度用科學技術支出除以地區生產總值測量，利用外資程度用當年實際使用外資金額（以當年匯率折算成人民幣）除以地區生產總值測量。

（二）理論模型的構建

本文研究的內容是京津冀空氣污染時空演進影響因素的異質性，使用的數據是面板數據，采用的研究方法是Huang等（2010）[20]的時空地理加權回歸模型（GTWR，Geographically and Temporally Weighted Regression）。該方法既可以分析京津冀空氣污染時空演進影響因素隨地理位置變動的異質性，又可以分析影響因素隨時間變動的異質性。模型的具體形式如公式（1）：

（三）數據來源

工業廢水排放量、第二產業占地區生產總值的比重、規模以上工業企業個數、規模以上工業企業利潤總額、人口密度、人均地區生產總值、科學技術支出和當年實際使用外資金額等數據來源于2005—2018年的《中國城市統計年鑒》。數據分析使用的軟件是ArcGIS102和SPSS220。

三、京津冀環境污染時空演進影響因素時空異質性實證研究

（一）京津冀環境污染時空演進影響因素異質性研究

工業廢水排放量為因變量，產業結構和產業盈利能力為核心變量，代入公式（4）進行估計，由于參數估計結果較多，無法一一列出，本文列出部分結果如表1所示。

從表1可知，模型的判定系數為0806 6，調整的判定系數是0800 0，模型擬合程度較好。產業結構、產業盈利能力、人口密度、經濟發展水平、科技支出強度、利用外資程度對環境污染時空影響的五欄參數估計結果數值明顯不同。根據對應的P值全部為0，小于005，說明六個影響因素對空氣污染時空演進存在明顯的異質性。產業結構和產業盈利能力的回歸系數取最小值時，可以降低環境污染，而其他四欄回歸系數都會使環境污染上升。

（二）產業結構對環境污染時空演進異質性分析

圖1是產業結構對環境污染時空演進影響系數估計結果圖。從時間維度上可知，產業結構對環境污染影響呈“UM”型的是邯鄲和邢臺，產業結構對環境污染影響呈“M”型的是衡水、石家莊和保定，產業結構對環境污染影響呈倒“草帽”型的是北京、廊坊、滄州和張家口，產業結構對環境污染影響呈倒“N”型的是天津、唐山、秦皇島和承德。從空間維度上可知，2005年，京津冀13個城市產業結構對環境污染影響程度差距非常大。京津冀西南方位城市的產業結構回歸系數是負值，東北方位城市的產業結構回歸系數是正值，且數值差異非常明顯，西南方位的石家莊、保定、衡水、邢臺和邯鄲的產業結構有利于環境污染降低，而東北方位的城市如秦皇島、承德、唐山和天津卻不利于環境污染的降低。到2010年，京津冀13個城市產業結構對環境污染影響程度差距雖然縮小，但此時13個城市的產業結構均造成環境污染上升。2015年，京津冀13個城市的產業結構的回歸系數的最大值和最小值均小于2010年產業結構回歸系數的最大值和最小值，說明2015年產業結構對環境污染的影響整體上比2010年有所下降。到2017年，13個城市的產業結構對環境污染的回歸系數與2015年相比均出現下降趨勢，下降最明顯的是邢臺和邯鄲，這兩個城市的產業結構使環境污染降低。

圖題圖12004—2017年產業結構對京津冀環境污染時空演進影響異質性特征

（三）產業盈利能力對環境污染時空演進異質性分析

圖2是產業盈利能力對環境污染時空演進影響系數估計結果圖。從時間維度上可知，產業盈利能力對環境污染影響呈明顯“M”型的是邯鄲、邢臺和石家莊，產業盈利能力對環境污染影響呈平緩“M”型的是秦皇島和衡水，產業盈利能力對環境污染影響呈倒“草帽”型的是北京、天津、廊坊和承德，產業盈利能力對環境污染影響呈“W”型的是張家口、唐山、保定和滄州。從空間維度上可知，2005年產業盈利能力對環境污染時空演進影響系數差距較大，邯鄲、邢臺和石家莊三城市的產業盈利能力有利于環境污染的降低;到2010年時，13個城市的產業盈利能力回歸系數雖然存在顯著差異，但它們之間的差距與2005年相比顯著縮小;2010年到2015年，京津冀13個城市產業盈利能力的回歸系數差距幾乎在相同的范圍內;到2015年，產業盈利能力回歸系數的差距又開始擴大，除秦皇島的產業盈利能力能降低環境污染外，其它城市均使環境污染上升，使環境污染上升幅度最大的三個城市分別是邯鄲、邢臺和石家莊;到2017年，產業盈利能力回歸系數最大的三個城市仍然是邯鄲、邢臺和石家莊。

圖題圖22004—2017年產業盈利能力對京津冀環境污染[JZ]時空演進影響異質性特征

（四）穩健性檢驗

為了保證分析結果的穩健性，本文以工業二氧化硫排放量為因變量，產業結構、產業盈利能力為核心變量，人口密度、經濟發展水平、科技支出強度和利用外資程度為控制變量進了檢驗，檢驗結果與前面分析結果大體一致。由于篇幅有限，沒有一一列出，通過穩健性檢驗，本文的研究結論是可靠的。

四、研究結論與討論

本文使用2004—2017年京津冀13個城市的面板數據，采用GTWR模型，分析了產業結構和產業盈利能力對環境污染時空演進影響的異質性，目標是探索各影響因素在不同時間和空間上對環境污染影響的差異性。通過實證分析得出了以下結論。

第一，通過時空地理加權回歸模型可以發現，產業結構和產業盈利能力對環境污染時空演進影響的回歸系數各不相同，存在顯著的時空異質性。產業結構回歸系數的最小值和最大值差距接近2 000，說明不同時間和不同空間上產業結構對環境污染的影響差異非常大，產業結構調整存在著很大的潛力，京津冀不同城市應當實行差異化的產業結構調整政策。產業盈利能力回歸系數的最小值和最大值差距在20左右，說明不同時間和不同空間上產業盈利能力對環境污染的影響差異不是太大，不同地區不同年份產業盈利能力回歸系數是負值的占總樣本的126%，說明京津冀13個城市在承擔社會責任方面還有所欠缺，不同城市的相關領導部門應加大引導力度，使企業的盈利目標和社會責任同等重要。

第二，產業結構對環境污染時空演進的影響存在顯著的異質性。從2005年、2010年和2015年產業結構回歸系數來看，京津冀西南方位的城市產業結構對環境污染的變動幅度最大，由降低環境污染轉變為使環境污染快速上升。京津冀東北方位的城市產業結構對環境污染的影響整體趨于下降的趨勢，這些城市主要位于北京的東邊。說明當環境污染成為全社會防控主題時，北京及其東邊的城市能快速的做出反應，率先降低環境污染。2015年后京津冀環境污染的壓力由東北方位的城市轉向西南方位的城市，隨著京津冀環境污染治理一體化的提出，在京津冀環境污染共同治理壓力下，西南方位的城市如石家莊、邢臺和邯鄲，產業結構對環境污染的影響在2015年后出現下降趨勢。

第三，產業盈利能力對環境污染時空演進的影響存在顯著的異質性。石家莊、邢臺和邯鄲在2005年時產業盈利能力回歸系數正向效應排在前三位，在降低環境污染方面屬于佼佼者，到了2017年這三個城市的產業盈利能力回歸系數負向效應排在前三位，在增加環境污染方面又成為領頭羊，石家莊、邢臺和邯鄲的企業在承擔社會責任方面有所欠缺。2010年到2015年京津冀13個城市產業盈利能力回歸系數雖然有顯著異質性，但變化區間不大，主要跟“十二五”節能減排有很大關系，在限電、限產的強大壓力下，所有城市的企業社會責任增強，愿為降低能耗，減輕環境污染做貢獻。2016年后，節能減排政策有所松動，大部分城市的產業盈利能力回歸系數開始上升，利益驅動超過社會責任。因此在利益和社會責任選擇方面，外部環境壓力政策更有利于企業承擔社會責任。

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Study on the Spatiotemporal Evolutionof Environmental Pollution in BeijingTianjinHebei：

Spatiotemporal Heterogeneity Based on Influence Factors

Li Congxin，Li Guozhu，Cui Wenjing

（School of Economics and Trade，Hebei GEO University，Shijiazhuang 050031，China）

Abstract：

Serious environmental pollution in BeijingTianjinHebei region directly threatens the ecological security and human health.Based on the panel data from 2004 to 2017，this paper analyzes the heterogeneity of influence factors on the spatiotemporal evolution of environmental pollution in BeijingTianjinHebei region using geographically and temporally weighted regression （GTWR）.The results show that the regression coefficients of industrial structure and industrial profitability on the spatiotemporal evolution of environmental pollution are different，and there is significant spatiotemporal heterogeneity.Industrial structure has great influence on the spatial and temporal evolution of environmental pollution，and there is great potential for industrial structure adjustment in different cities.The influence of industrial profitability on the temporal and spatial evolution of environmental pollution has significant heterogeneity.In terms of the choice of interests and social responsibility，the external environmental pressure policy is more conducive to corporate social responsibility.

Key words： environmental pollution;spatiotemporal evolution;heterogeneity;geographically and temporally weighted regression model

責任編輯（責任編輯：張麗陽）