長三角地區產業集聚對環境污染的影響

□文/丁夢璐

（福州大學 福建·福州）

［提要］本文首先借鑒Dietz（1994）提出的STIRPAT模型，即城市產業集聚的規模效應、技術效應和結構效應相互作用會影響企業的污染排放量，而后將外商直接投資（FDI）這一因素納入原有的模型里，構建本文的理論框架。利用我國2010～2019年江浙滬皖41個地級市面板數據，運用門限回歸方法，將外商直接投資作為門限變量，構建門限回歸模型，分析長三角地區產業集聚對環境污染的影響。

改革開放以來，我國對于各個地區的產業發展，采用的是非均衡發展的戰略，即大量的資源和生產要素從分散狀態逐漸向某些區域流動，使得部分地區和城市群的產業集聚水平快速提高。在市場經濟高速發展的情況下，提高地區中產業集聚程度十分有利于其產業的專業化和綜合發展，并且通過空間效應使得產業發達地區帶動附近區域的經濟發展。而長三角地區憑借其優良的自然稟賦、完整的城市體系、發達的科教文化以及優秀的一體化發展基礎，吸引來大量的有關企業聚集，經過幾十年的時間快速成為我國產業集聚度最高的地區之一，在社會主義現代化建設全局中具有重要戰略地位和突出的帶動作用。我國對長三角地區經濟發展的重視程度毋庸置疑，在1997年就已成立長江三角洲城市經濟協調會，為地區內各個城市之間的交流合作提供有力基礎。而2021年國家發改委印發的關于長江三角洲地區區域規劃的通知，明確提出對區域內資源利用以及環境保護的要求，即提高土地節約集約利用水平、加強飲用水源地保護、推進區域大氣污染防治以及加強固體廢物環境管理，推進資源節約型和環境友好型建設，全面提高區域的可持續發展能力。由此可見，研究長三角地區產業集聚對環境污染的影響，具有重要的理論與現實意義。

一、文獻綜述

國內外學者對于集聚影響環境的有關研究大都從外部性入手，這是由于集聚的過程會有規模經濟以及規模不經濟出現，因而帶來外部性。在已有的研究和討論中，學者們得出了不同的結論?？偟貋碚f，學者們的觀點主要分為兩類：第一種是產業集聚和環境污染呈現線性關系；第二種是集聚和污染之間呈現非線性關系，包括正U型、倒U型和N型等。

而支持產業集聚對環境污染呈線性關系的學者仍舊存在一些分歧。大部分學者認為產業集聚能夠改善環境污染，即產業集聚帶通過規模效應和溢出效應降低污染水平，具體來說，就是集聚過程會產生規模經濟、提高技術水平和增強環保意識。Copeland（2003）研究發現，行業的污染治理指數會由于規模經濟呈現出規模報酬遞增趨勢。劉習平和宋德勇（2013）通過構建STIRPAT模型研究產業集聚對環境污染的影響，結果得到二者之間出現了顯著的負效應，集聚規模越大越能緩解環境污染。李順毅（2014）等收集了我國20個工業行業的面板數據，通過高斯混合模型等多種方法綜合得出，產業集聚會減少污染排放。也有一部分學者認為，產業集聚會加速環境污染，集聚會導致集聚區內資源消耗的提升以及排放的增多。東童童（2015）等使用我國近十年的省級面板數據進行空間分析，構建有關計量模型，結果指出工業生產的集聚效應會使得集聚區內環境質量顯著變差。

主張“非線性關系”的學者們同樣觀點不一。謝榮輝（2016）運用門檻回歸模型，對我國36個行業近十年的工業二氧化硫和工業粉塵排放的面板數據進行回歸分析，研究得出地區專業化集聚和環境污染之間呈正U型關系。楊仁發（2015）以全新的視角構建了門限回歸模型，使用我國227個地級市面板數據，實證分析得出產業集聚對環境污染的作用會出現顯著的門限效應，且呈倒U型。鄒繼武（2016）則是使用了空間滯后模型，實證得出工業企業集聚與污染排放呈倒U型關系。李偉娜（2010）以我國30個制造業的面板數據構建動態面板模型，發現制造業集聚和環境污染出現N型相關關系。

回顧現有文獻可以看出，國內外學者對于產業集聚對環境污染的影響仍舊存在諸多分歧，主要原因是兩者之間可能會存在一些中間變量，兩者作用方式存在著不同的機制，且在以往的文獻里，多運用省級面板數據進行研究?；诖?，本文考慮使用江浙滬皖41個地級市的面板數據，構建門檻回歸模型，并且基于外商直接投資的視角，對產業集聚和環境污染間的關系進行更深入地研究。

二、理論分析

（一）產業集聚對環境污染的影響機制。學者們目前普遍承認的理論，是由Grossman（1995）等提出的，他們認為產業集聚會對地區環境污染產生三種效應，包括規模效應、技術效應和結構效應，這些效應的影響可正可負，而最后呈現的關系是它們相互作用的結果。

規模效應是指，由于企業的大量集聚，他們會集中使用集聚區內的資源，減少資源浪費，企業之間通過相互交流使得污染治理水平創新和生產科技提高，平均成本也會降低，使得污染排放減少。然而，隨著企業增加到相對飽和狀態后，區域內資源會趨向于枯竭，環境質量隨之惡化。

技術效應是指，企業之間會產生技術溢出效應。企業間的人才、技術和信息的部分共享會大大提升中小企業的資源利用率和技術水平。同時，由于企業間競爭加劇，他們會投入大量精力進行技術革新和節能減排技術的改進，從而獲得技術優勢。

結構效應是指，由于巨大的競爭壓力促使部分企業進行技術改革并獲得成功，那些技術相對落后和高污染的企業會逐漸被市場淘汰，區域內的產業結構隨之被優化。不同地區之間也會有結構效應，若A區域經濟發展水平相對落后于B區域，它們為了自身發展會被迫降低門檻，那些無法進入B區域的高排放企業會伺機進入A區域，造成產業結構的改變。

（二）對產業集聚水平的測度方法。目前，學者們對產業集聚度的測量方法主要包括四種，分別是區位熵值法、空間基尼系數測算法、赫芬達爾指數測算法以及EG指數測算法。我們要使用的是江浙滬皖41個地級市的面板數據，基于數據的可得性和為了消除空間差異性，本文使用區位熵來表示產業集聚水平，公式表示如下：

式中：qxy表示y地區x行業的某一指標數，qy表示y地區的指標數，qx表示我國x行業的指標數，q為我國所有行業的總指標數。由于我國的各個統計年鑒中污染指標都以工業污染來測算，所以本文也以工業集聚度作為產業集聚測度指標，此處x表示工業。區位熵的數值能表示區域內某種要素的專業化程度，對于某一區域而言，區位熵值若大于一，該地區的區域經濟相對于全國而言處于較高水平，集聚程度高；區位熵值小于一，則表示地區的集聚程度相對于全國而言處于較低水平。

三、實證分析

（一）模型設定。我們利用由Dietz和Rosa（1994）提出的STIRPAT模型，將環境壓力分解為人口、富裕程度、技術水平三部分，具體公式如下：

其中，I表示環境壓力，P表示人口，A表示富裕程度，T表示技術水平，α0、α1、α2、α3表示需要估計的參數，ei表示隨機誤差。

前文我們提到，Grossman（1995）等三種效應綜合影響的理論，以此可以得到基本公式如下：

其中，i，t分別表示地區與時間，P表示環境污染，Y表示規模效應，S表示結構效應，T表示技術效應，e表示其他效應。

所以，本文最終在STIRPAT模型和Grossman模型的基礎上，構建出實證模型的框架，如下所示：

其中，λ、α、β、γ 都表示需要估計的參數。

又由前文的理論分析可得，產業集聚會作用在三種效應中共同影響環境污染，所以本文將產業集聚因素表示為Aggl單獨提取出來，同時將環境污染P用二氧化硫排放量Poll表示、規模效應Y用人均生產總值pgdp表示、結構效應S用第三產業占比stru表示、技術效應用各個城市的科學事業費用tec表示，再將兩邊同時取對數，那么能得到以下模型：

由前文提到的學者們的文獻可以得出，集聚和污染之間存在著多種因素的作用，不再是最開始學者們所認為的線性關系，還有可能是非線性關系，本文想要采用的是門限回歸模型，以外商直接投資為視角，即使用FDI為門限變量進行研究，希望通過門檻值的估計和各個門限值下的變量特點，更加準確地描述集聚和環境污染二者間是如何相互作用的。所以，接下來本文在模型（5）中加入門限變量FDI，得到的門限回歸模型如下所示：

（二）變量選取和數據來源

1、變量選取

（1）被解釋變量。環境污染指標Poll：借鑒張可（2014）等學者們的做法，用二氧化硫排放量作為被解釋變量。

（2）核心解釋變量。產業集聚水平Aggl：依據前文中的說法，本文使用熵值法來表示城市的產業集聚水平，具體公式為式（1）。

（3）門限變量fdi。本文通過外商直接投資的視角解釋產業集聚與環境污染的相關關系，即以各個地級市的FDI值為門限變量。

（4）控制變量。經濟發展水平pgdp：本文使用人均生產總值表示地區經濟發展程度。產業結構stru：采用如今絕大多數學者的做法，用第三產業占比來表示產業結構?？萍纪度雝ec：本文將各個城市的科學事業費用值作為衡量科技投入的方法。

2、數據來源。由于本文所需要的數據為江浙滬皖41個地級市的面板數據，所以數據的主要來源為各個區域的統計年鑒和城市統計年鑒等。

3、實證結果及分析。在模型（6）的基礎上，我們結合2010～2019年江浙滬皖41個地級市的面板數據，以FDI為門限變量進行回歸分析。首先利用Bootstrap法對模型進行單一門限和雙重門限檢驗，得到結果如表1所示。（表1）

表1 門限效應的自抽樣檢驗一覽表

由表1可知，只有單一門限檢測出的P值顯著，即模型（6）中的n值為1。接著對數據進行單一門檻檢驗，結果如表2所示。（表2）

表2 門限效應回歸結果一覽表

根據以上回歸結果能夠發現，在長三角地區FDI的門限效應檢驗中，出現了一個門限值11.1082且通過了百分之一的顯著性檢驗。也就是說，當城市的外商直接投資水平較低，即lnfdi≤11.1082時，產業集聚反作用于環境污染，即集聚程度越高，環境污染的治理水平越強；在lnfdi＞11.1082，即超過門限值時，產業聚集越強，污染越嚴重。綜合而言，產業集聚與二氧化硫排放量呈倒U型關系。

四、研究結論

本文首先總結歸納已有文獻，提出其中的不足之處，再結合相關理論構建基本的模型，而后將FDI作為門限變量引入原模型中，整合出了最終所需要的門限回歸模型，將二氧化硫排放量作為被解釋變量，將熵值法得到的工業集聚水平作為核心解釋變量，將經濟發展水平、產業結構和科技投入作為控制變量，利用stata軟件研究產業集聚與環境污染之間的門限效應。最終得到的回歸結果如下：

當FDI投資較低時，不斷增加的外商投資水平能夠激發區域內企業的生產和創新動力，資源的整合集聚使得其利用率提高，技術改革提高了生產效率，所以污染排放量逐漸下降。當FDI數值超過門限值后，集聚數量接近飽和，企業之間的競爭日趨激烈，超負荷的生產加劇了區域內的環境污染。

根據以上結論，本文提出以下建議：（1）政府加大產業集聚的引導力度，爭取最大化產業集聚的正外部性，加大城市的公共資源建設，如城市道路建設維護等；（2）合理引進利用外資，在選擇招標時應著重選擇排污治理技術較高的企業，積極引進區域外的先進技術設備，鼓勵區域內進行科技創新。