產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)霧霾災(zāi)害的門檻效應(yīng)研究
——基于山東省面板數(shù)據(jù)

荊生金

(山東財(cái)經(jīng)大學(xué) 山東 濟(jì)南 250014)

改革開放四十年來，山東省第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值從1978年的296.82億元增長到2016年的150705.13億元，占山東省GDP總量的45.4%。多年來粗放的經(jīng)濟(jì)增長方式也產(chǎn)生了一系列的負(fù)面影響，霧霾災(zāi)害問題就是其中之一。霧霾災(zāi)害的治理不僅可以改善我們的生存環(huán)境，而且促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式向著綠色可持續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)變[1]。

隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，粗放的經(jīng)濟(jì)增長方式和工業(yè)為主體的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響下，山東省霧霾災(zāi)害是一個(gè)急需解決的問題。針對(duì)霧霾災(zāi)害問題，考量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與霧霾災(zāi)害之間關(guān)系就變得尤為重要。以山東省為研究對(duì)象，分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與霧霾之間的關(guān)系，具有重要的理論及現(xiàn)實(shí)意義。本文試圖回答如下幾個(gè)目前尚未得到良好解釋的問題：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)霧霾災(zāi)害是否存在顯著的門檻效應(yīng)？傳統(tǒng)靜態(tài)視角下以工業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與引入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化后的動(dòng)態(tài)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)霧霾災(zāi)害的影響會(huì)有什么變化？本文通過門檻模型研究這些問題并做出回答，以期為中國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展、合理優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和治理環(huán)境污染上提供相關(guān)的政策建議。

一、文獻(xiàn)綜述與研究創(chuàng)新

在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與霧霾災(zāi)害二者關(guān)系的研究上，部分學(xué)者認(rèn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與霧霾災(zāi)害之間存在線性關(guān)系。研究結(jié)果表明，工業(yè)占三產(chǎn)結(jié)構(gòu)的比例決定了霧霾災(zāi)害程度[2]，而環(huán)境庫茲涅茨曲線中“倒U型”關(guān)系在中國并不存在或還未出現(xiàn)[3]。也有學(xué)者提出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與霧霾災(zāi)害之間存在非線性關(guān)系,認(rèn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也與大氣污染存在“倒U型”關(guān)系[4]；此外，隨著地理分異，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與霧霾災(zāi)害之間呈現(xiàn)出“倒N型”“N型”和“U型”曲線關(guān)系，這是由于我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展不協(xié)調(diào)、三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間差距過大等原因造成的[5]。

在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)霧霾災(zāi)害影響的研究上，有學(xué)者認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整能夠有效減少污染，提升環(huán)境質(zhì)量，是治理霧霾的重要舉措。研究結(jié)果表明，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整能夠提升能源效率和技術(shù)水平，有利于治理環(huán)境污染，減輕霧霾災(zāi)害[6]。有學(xué)者持不同觀點(diǎn)，認(rèn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整因?yàn)榇嬖凇皳p人利己”效應(yīng)，因此對(duì)環(huán)境污染影響較小[7]。還有研究表明，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與廢氣污染之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),與污水污染之間呈現(xiàn)正相關(guān)，具備異質(zhì)性[8]。

已有研究為本論文提供了重要借鑒，但尚存一定局限性。一是長期以來僅將工業(yè)產(chǎn)值占生產(chǎn)總值的比例作為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)衡量因素，考慮到我國第三產(chǎn)業(yè)近年來在拉動(dòng)我國國民經(jīng)濟(jì)上的作用越來越大，需要引入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化組成的動(dòng)態(tài)指標(biāo)，對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與霧霾災(zāi)害之間的關(guān)系進(jìn)行分析與研究。二是霧霾災(zāi)害衡量指標(biāo)迥異，不同污染物測度結(jié)果不同。本文通過選取具有針對(duì)性的PM2.5年均值作為指標(biāo)，運(yùn)用面板門檻模型，從動(dòng)態(tài)及靜態(tài)兩個(gè)視角，研究產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)霧霾的影響，以期豐富產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)霧霾災(zāi)害影響的理論框架。

二、模型設(shè)定與變量說明

(一)模型設(shè)定

面板門檻模型由Hansen提出，本文將產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)作為核心解釋變量，研究產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)霧霾災(zāi)害產(chǎn)生的門檻效應(yīng)，然后擴(kuò)展檢驗(yàn)是否存在多重門檻效應(yīng)。

(1)

式中的PM2.5it是霧霾災(zāi)害水平；ISit為核心解釋變量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；i代表觀察個(gè)體，t代表時(shí)間；μi為地區(qū)個(gè)體差異的固定效應(yīng)；xit為一系列控制變量包括機(jī)動(dòng)車保有量、城鎮(zhèn)化水平科研經(jīng)費(fèi)內(nèi)部支出；εit是隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)并且滿足獨(dú)立同分布。本文在Hansen基礎(chǔ)上，檢驗(yàn)在不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平下產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)霧霾災(zāi)害是否存在一個(gè)或多個(gè)拐點(diǎn)，建立如下計(jì)量模型：

PM2.5it=μi+β1xit+εit(qit≤γ)

(2)

PM2.5it=μi+β2xit+εit(qit>γ)

(3)

其中qit是門檻變量，γ是待估計(jì)的門檻值，εit擾動(dòng)項(xiàng)為獨(dú)立同分布。同時(shí)，根據(jù)模型的基本設(shè)定，運(yùn)用“自體抽樣法”來擬合似然比檢驗(yàn)的漸進(jìn)分布進(jìn)行估計(jì)，結(jié)合(1)式模型可轉(zhuǎn)化為：

PM2.5it=μi+ISitI(qit≤γ1)A1+ISitI(qit>γ2)A2+Bxit+εit

(4)

(二)變量選取

1．被解釋變量

本文將霧霾災(zāi)害作為被解釋變量，霧霾中PM2.5能夠較好的反應(yīng)霧霾災(zāi)害狀況。數(shù)據(jù)采用哥倫比亞大學(xué)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)發(fā)布的衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將其解析為山東省17地市PM2.5濃度的具體數(shù)值。

2.核心解釋變量

本文將產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)IS作為核心解釋變量，并且從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩個(gè)角度去衡量[10]。靜態(tài)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)衡量指標(biāo)的構(gòu)造方法為工業(yè)產(chǎn)值在總產(chǎn)值中的占比，故此將靜態(tài)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指標(biāo)IST設(shè)置為第二產(chǎn)業(yè)增加值占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重為代理變量。

基于現(xiàn)有研究，從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化ISR、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化ISH兩個(gè)角度衡量動(dòng)態(tài)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

(5)

上式中，Li和Yi分別表示第i產(chǎn)業(yè)的從業(yè)人數(shù)和產(chǎn)值；Yi/Li表示各個(gè)產(chǎn)業(yè)的部門生產(chǎn)率；Yi/Y表示第i產(chǎn)業(yè)的部門產(chǎn)出結(jié)構(gòu)；Li/L表示第i產(chǎn)業(yè)的部門就業(yè)結(jié)構(gòu)。當(dāng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化指數(shù)趨向于零時(shí)，說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向合理化發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展也趨向均衡化，即產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化衡量的是產(chǎn)業(yè)間資源的有效利用水平。當(dāng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化指數(shù)大于1時(shí)，表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)朝高級(jí)化方向發(fā)展。

3.控制變量

借鑒已有文獻(xiàn)并且考慮到數(shù)據(jù)可獲得程度，本文選取經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城市化水平、機(jī)動(dòng)車保有量、科研技術(shù)研發(fā)投入等因素作為控制變量。

對(duì)數(shù)據(jù)采取對(duì)數(shù)化處理不會(huì)改變數(shù)據(jù)的性質(zhì)和相關(guān)關(guān)系，且對(duì)數(shù)化處理能夠消除異方差和多重共線性，因此本文對(duì)PM2.5、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城市化水平、科研技術(shù)水平和機(jī)動(dòng)車保有量等數(shù)據(jù)自然對(duì)數(shù)，分別表示為PM2.5、GDP、UL、VO、R&D。

三、實(shí)證分析

(一)門檻效應(yīng)檢驗(yàn)與門檻值估計(jì)

面板門檻效應(yīng)分析需要從門檻效應(yīng)的存在性檢驗(yàn)開始，對(duì)于模型(4)來說，門檻效應(yīng)的原假設(shè)為：H0:A1=A2，原假設(shè)成立，表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與霧霾災(zāi)害之間不存在單重門檻效應(yīng)。反之，若原假設(shè)不成立，則表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與霧霾災(zāi)害之間存在單重門檻效應(yīng),以此類推。

本文選擇經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平作為門檻變量，經(jīng)過1000次Bootstrap自抽樣得到的F統(tǒng)計(jì)量如表1所示。靜態(tài)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)作為核心解釋變量時(shí)，均存在三重門檻檢驗(yàn)，因此采用三重門檻模型。

表1 門檻效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果

(二)門檻條件分析

靜態(tài)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)系數(shù)低于第一個(gè)門檻值時(shí)，霧霾災(zāi)害影響最為嚴(yán)重；當(dāng)跨越第一個(gè)門檻值后，霧霾災(zāi)害的整體趨勢呈現(xiàn)下降，尤其在跨越第四個(gè)門檻值后，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)系數(shù)對(duì)霧霾影響最小。機(jī)動(dòng)車在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上顯示為正且在1%的水平上顯著，這說明機(jī)動(dòng)車的增加霧霾災(zāi)害會(huì)趨向嚴(yán)重。技術(shù)投入系數(shù)顯示為負(fù)且在1%的水平上顯著，隨著技術(shù)投入的增加，霧霾災(zāi)害趨勢會(huì)減弱。

表2 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)霧霾災(zāi)害的門檻效應(yīng)估計(jì)結(jié)果

回歸結(jié)果顯示：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)越趨于高級(jí)化，系數(shù)轉(zhuǎn)換為負(fù)且變小，表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化對(duì)霧霾災(zāi)害影響越小且霧霾災(zāi)害能得到有效解決。動(dòng)態(tài)角度的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化系數(shù)ISR回歸結(jié)果上看，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平尚未跨越第一門檻值時(shí)，ISR系數(shù)為負(fù)且在1%的水平上顯著。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平跨越第一門檻且尚未跨越第二門檻時(shí)，ISR系數(shù)為負(fù)且在1%的水平上顯著，當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平跨越第二門檻且尚未跨越第三門檻時(shí)，ISR系數(shù)為負(fù)且在1%的水平上顯著。當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平跨越第三門檻時(shí)，ISR系數(shù)為負(fù)且在1%的水平上顯著。根據(jù)回歸結(jié)果顯示：ISR系數(shù)表現(xiàn)出動(dòng)態(tài)變化過程，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與霧霾災(zāi)害之間呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)關(guān)系，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)越合理，霧霾災(zāi)害越低。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化系數(shù)對(duì)霧霾災(zāi)害的影響也存在三個(gè)門檻值，當(dāng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)系數(shù)低于第一個(gè)門檻值時(shí)，系數(shù)為正且在1%的水平上顯著，這說明產(chǎn)業(yè)結(jié)高級(jí)化程度發(fā)展尚不充分時(shí)會(huì)導(dǎo)致霧霾災(zāi)害；當(dāng)跨越第一個(gè)門檻值且尚未跨越第二個(gè)門檻指時(shí)，系數(shù)顯示為負(fù)且尚未通過檢驗(yàn)，這說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化對(duì)霧霾災(zāi)害的效果已經(jīng)顯現(xiàn)，但由于程度還不夠高，所以不通過檢驗(yàn)。當(dāng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化系數(shù)跨越第三門檻值后，系數(shù)顯示為負(fù)且在1%的水平上顯著，霧霾災(zāi)害程度呈現(xiàn)下降趨勢，可以得出結(jié)論，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)越高級(jí)，霧霾水平越低。城市化水平系數(shù)顯示為正且在5%的水平上顯著，這表明城市化與霧霾災(zāi)害之間存在正向影響，城市化水平的提高霧霾災(zāi)害會(huì)隨之趨向嚴(yán)重。

四、結(jié)論

以上結(jié)果分析，我們可以看出門檻模型在分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)霧霾災(zāi)害的影響上有著良好的解釋性。根據(jù)本文研究結(jié)果表明，我們無論是從傳統(tǒng)以第二產(chǎn)業(yè)占國民生產(chǎn)總值的靜態(tài)角度，還是結(jié)合了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理的動(dòng)態(tài)角度，都驗(yàn)證了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)霧霾災(zāi)害存在顯著的多重門檻效應(yīng)。門檻效應(yīng)的存在也佐證了:產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)霧霾災(zāi)害影響不是簡單的線性關(guān)系，而是存在非線性關(guān)系，拐點(diǎn)的存在即證明靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指標(biāo)對(duì)于霧霾災(zāi)害有不同影響。