海洋環(huán)境保護與海洋經(jīng)濟增長非線性關系實證研究

于夢璇 李欣澤 孫 苗

1.國家海洋局北海信息中心 青島266000

2.國家海洋信息中心 天津300171

3.自然資源部海洋信息技術(shù)創(chuàng)新中心 天津300171

我國是海洋大國。習近平總書記在2018 年3 月參加全國人民代表大會山東代表團審議時強調(diào)，海洋是高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略要地。近年來，隨著深化海洋領域供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革持續(xù)深化，海洋經(jīng)濟已由高速增長階段逐步轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，成為國民經(jīng)濟的重要支柱和新的增長極，有力地促進了沿海經(jīng)濟帶的快速崛起。

然而，隨著海洋經(jīng)濟、海洋事業(yè)的不斷壯大發(fā)展，海洋資源、環(huán)境問題也日益凸顯，甚至反向制約了海洋經(jīng)濟的進一步增長。沿海地區(qū)海洋環(huán)境資源狀況的日益惡化，也會導致整個沿海區(qū)域經(jīng)濟增長不可持續(xù)，自然無法在國家層面上實現(xiàn)國民經(jīng)濟良性運行。

從歷史發(fā)展經(jīng)驗看，海洋經(jīng)濟增長與海洋環(huán)境保護，二者經(jīng)常表現(xiàn)為一對相互矛盾、相互制約的統(tǒng)一體：海洋經(jīng)濟增長似乎不可避免地帶來海洋環(huán)境破壞，而對環(huán)境的過度保護又會阻礙海洋經(jīng)濟的發(fā)展進程。如何實現(xiàn)二者雙贏，是亟須探討的重要問題。習近平總書記在主持中共中央政治局第八次集體學習時指出：“要保護海洋生態(tài)環(huán)境，著力推動海洋開發(fā)方式向循環(huán)利用型轉(zhuǎn)變，全力遏制海洋生態(tài)環(huán)境不斷惡化趨勢，堅持污染防治和生態(tài)修復并舉。”隨著黨和國家對海洋環(huán)境治理的重視程度不斷加深，各地區(qū)也陸續(xù)出臺各類海洋環(huán)境治理方案。海洋環(huán)境治理作為平衡海洋經(jīng)濟發(fā)展、海洋生態(tài)環(huán)境保護的重要工具，是實現(xiàn)海洋經(jīng)濟發(fā)展全面、平衡、可持續(xù)性增長的重要手段。本文從實證角度確認海洋環(huán)境治理與海洋經(jīng)濟增長的關系，進一步完善、調(diào)適海洋環(huán)境治理這一政策工具，使其發(fā)揮預期效力，為海洋經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展和深入推進生態(tài)文明建設提供有力保障。

1 文獻綜述

國內(nèi)學者關于環(huán)境治理投入與經(jīng)濟增長關系研究，多集中于從環(huán)境治理投入的角度分析兩者關系。李泳等通過構(gòu)建非線性動態(tài)投入產(chǎn)出模型定量模擬研究了環(huán)境規(guī)制政策對行業(yè)產(chǎn)出及經(jīng)濟增長的影響，結(jié)果表明治理污染投資的增加使得GDP 下降[1]。該結(jié)論的政策含義是環(huán)境治理與經(jīng)濟增長不可兼得，即兩者之間存在著線性關系。戴桂林等構(gòu)建了環(huán)境治理投入與經(jīng)濟增長關系兩階段模型，認為兩者存在著非線性關系。在第一階段，由于環(huán)境治理投入分流了部分由于經(jīng)濟增長的生產(chǎn)資源，從而抑制了經(jīng)濟增長；但是在第二階段，環(huán)境治理投入可以通過增加經(jīng)濟投入、改善環(huán)境承載力兩種機制促進經(jīng)濟增長。而且，他們的實證分析發(fā)現(xiàn)，我國已經(jīng)處于環(huán)境治理投入促進經(jīng)濟增長的第二階段[2]。但是該研究并未考慮到污染物減少這一因素對經(jīng)濟增長的影響作用。

陳仕鴻等建立工業(yè)污染環(huán)境治理投資與經(jīng)濟增長的長期均衡模型發(fā)現(xiàn)，長期來看，當治理投入增長較少時，對經(jīng)濟增長有反作用；當治理投入增長較多時，對經(jīng)濟增長有正作用[3]。這與戴桂林等的結(jié)論一致，但是該研究同樣沒有考慮污染物排放減少的影響。賀俊等研究了環(huán)境治理公共投入在國民生產(chǎn)總值的占比與環(huán)境污染之間的實證關系，也認為兩者存在非線性的倒U型關系[4]。

吳永超等通過構(gòu)建狀態(tài)空間模型估計了我國工業(yè)企業(yè)污染防治投資的產(chǎn)出彈性系數(shù)，認為工業(yè)企業(yè)污染防治投資對經(jīng)濟增長主要起正向效應[5]。但其研究同樣沒有考慮污染物排放，且將環(huán)保投資代替生產(chǎn)性投資放入總量生產(chǎn)函數(shù)的做法并不準確，因為環(huán)保投資更多的是通過其他渠道作用于經(jīng)濟增長的。張智楠研究了收入型、支出型環(huán)境規(guī)制工具與工業(yè)發(fā)展的關系[6]，沒有直接研究環(huán)保投資。邢有為等運用面板門檻模型、系統(tǒng)廣義矩估計方法再次證實了環(huán)境治理投入與經(jīng)濟增長之間的非線性關系[7]。但其研究僅考慮了治理投入，沒有考慮污染物減少的作用。胡冰等通過門檻模型的研究發(fā)現(xiàn)我國經(jīng)濟增速伴隨環(huán)境投入的增加呈下降趨勢，認為環(huán)境投入與碳排放之間存在倒U 型關系[8]。該研究首次涉及了污染物排放，但是并非針對海洋污染物。

龔虹波回顧了不同學科學者在海洋環(huán)境治理領域所作的各類研究進展[9]，發(fā)現(xiàn)沒有海洋環(huán)境治理與海洋經(jīng)濟增長關系的實證研究。許陽等運用政策內(nèi)容分析法，系統(tǒng)地總結(jié)了中國海洋環(huán)境政策體系演變特點，并將政策變遷劃分為4個階段[10-12]。但其研究并沒有定量關注海洋環(huán)境治理與海洋經(jīng)濟增長的關系。蓋美等基于SFA 方法運用省級面板數(shù)據(jù)測算了沿海省市綠色海洋經(jīng)濟效率及其影響因素[13]。也并未進行海洋環(huán)境治理投入與海洋經(jīng)濟增長的關系研究。

根據(jù)文獻梳理，可以看出，在環(huán)境經(jīng)濟學中關于環(huán)境治理與經(jīng)濟增長關系的研究已經(jīng)較為成熟，眾多研究成果的確為社會經(jīng)濟發(fā)展提供了指導建議，但是仍存在以下不足。首先，現(xiàn)有研究多為定性分析，研究海洋環(huán)境治理與海洋經(jīng)濟增長實證關系的文獻幾乎沒有。其次，環(huán)境治理與經(jīng)濟增長關系的研究分為“線性”和“非線性”兩類。所謂“線性關系”，即認為環(huán)境治理要么促進、要么阻礙經(jīng)濟增長；“非線性關系”則認為環(huán)境治理與經(jīng)濟增長的關系具有階段性，不同階段可以展示出不同的關系，兩類方法研究是割裂的。第三，既往研究多集中于環(huán)境治理投入的作用，而環(huán)境治理包括多方面內(nèi)容，僅從投入角度分析不能準確反映環(huán)境治理的情況，應從更多維度來考量環(huán)境治理因素。

基于此，本文嘗試以2006—2018 年11 個沿海地區(qū)海洋經(jīng)濟發(fā)展與海洋環(huán)境治理關系作為研究對象，綜合“線性”和“非線性”增長兩類觀點，避免預設立場，全面考察兩者之間的關系。同時，為全面衡量海洋環(huán)境治理，本文從區(qū)域污染治理能力建設角度、海洋環(huán)境治理效果即海洋污染物排放減少角度，選取多種指標，以期從多維度評價不同省市的環(huán)境治理效率，為海洋環(huán)境治理提出具有實證檢驗意義的具體保障措施。

2 變量選取與模型構(gòu)建

2.1 變量選取

理論上，海洋環(huán)境治理對海洋經(jīng)濟增長的影響可以分為直接、間接兩條影響路徑，如圖1 所示[2]。其中，直接影響路徑為區(qū)域環(huán)保能力建設投資通過作用于規(guī)模效應、結(jié)構(gòu)效應、技術(shù)效應，對海洋經(jīng)濟增長起到直接的促進作用。間接影響路徑為海洋環(huán)境治理通過改變海洋環(huán)境承載力，即減少污染物排放，再對海洋經(jīng)濟增長產(chǎn)生影響。因此，本文在分析海洋環(huán)境治理對海洋經(jīng)濟增長的影響時，選擇從這兩個影響路徑入手，選取模型的解釋變量。

圖1 環(huán)境治理與海洋經(jīng)濟增長作用關系

本文的核心解釋變量是“海洋環(huán)境治理”，被解釋變量是“海洋經(jīng)濟增長”。

本文用兩種指標度量“海洋環(huán)境治理”：一是反映直接影響路徑的治理投資。由于國內(nèi)尚無“海洋環(huán)境治理投資”統(tǒng)計數(shù)據(jù)，所以本文選取沿海地區(qū)“本級環(huán)保能力建設資金使用總額（inv）”作為海洋環(huán)境治理投資的替代指標。這是因為環(huán)保能力建設是各類環(huán)境保護、環(huán)境治理的基礎，其建設水平的高低與資金支持情況對整個沿海地區(qū)環(huán)境保護、環(huán)境治理工作有著至關重要的影響，是能夠反映包括海洋環(huán)境治理在內(nèi)的沿海地區(qū)整體環(huán)境治理能力建設的基本要素。二是反映間接影響路徑的污染物排放減少。本文選取的主要海洋污染物為：廢水（water）、化學需氧量（chem）、石油類（oil）、氨氮（nh3n）、總磷（p）。進一步，上述兩種海洋環(huán)境治理的度量方式形成了數(shù)據(jù)準確性上的有機互補：因為環(huán)保能力建設資金僅能作為沿海地區(qū)環(huán)境治理的基礎條件，并不能準確地反映出海洋環(huán)境治理的效果；而主要海洋污染物減少，恰好可以克服治理投資數(shù)據(jù)的限制，從海洋環(huán)境治理實際效果維度來衡量不同省市的海洋環(huán)境治理情況。

此外，被解釋變量“海洋經(jīng)濟增長”也以兩種方式衡量，一種是各沿海地區(qū)的海洋經(jīng)濟GDP 絕對值（ogdp），表示海洋經(jīng)濟增長的絕對水平；另一種是各沿海地區(qū)的海洋經(jīng)濟GDP 增速（ogdp_g），表示海洋經(jīng)濟增長的相對水平。最后，為了控制住各沿海地區(qū)整體宏觀經(jīng)濟環(huán)境的影響，還選擇了各沿海地區(qū)GDP作為控制變量（gdp）。

本文構(gòu)建的是一個平衡面板數(shù)據(jù)集，即選取2006—2018年11個沿海地區(qū)的相關數(shù)據(jù)。值得指出的是，本級環(huán)保能力建設資金使用總額的數(shù)據(jù)僅有2012—2017 年間的數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)全部來源于Wind數(shù)據(jù)庫和《中國海洋統(tǒng)計年鑒》。采用面板數(shù)據(jù)的原因有兩個：第一，由于要反映海洋經(jīng)濟增長的動態(tài)特征，需要時間序列數(shù)據(jù)分析；第二，由于我國沿海地區(qū)廣闊，自然環(huán)境差異較大，若考慮海洋環(huán)境承載力問題則需要用截面數(shù)據(jù)來反映個體差異性。

這一瞬間，宴姝似乎觸碰到了現(xiàn)代與過去、渺小與偉大之間一條淡淡光影。也許，偉大的建筑庇蔭過一個個王朝，也經(jīng)歷過更迭、興衰和破敗。但無論歷史的晨鐘暮鼓帶來多少斑駁滄桑，在每個渺小個體的守護之下，它們終能一如初見、一如往常。

2.2 模型構(gòu)建

首先，所有變量形式均為兩種，一是均以變量自身絕對水平加以衡量，如各地區(qū)的海洋經(jīng)濟GDP 水平值；二是均以變量自身相對水平加以衡量，如各地區(qū)的海洋經(jīng)濟GDP 增速。因此，基本模型有兩種，如式（1）、式（2）所示：

其中，X為核心解釋變量，為“本級環(huán)保能力建設資金使用總額”或是5類主要“海洋污染物排放”；“_g”表示變量增速；下腳標“it”表示i省份的第t年；?it為隨機擾動項。

其次，為了反映海洋環(huán)境治理與海洋經(jīng)濟增長之間可能存在的非線性關系，特別加入核心解釋變量的二次項。用二次項捕捉非線性關系是基于戴桂林等的研究結(jié)論：一個地區(qū)環(huán)境治理力度與該地區(qū)經(jīng)濟增長的關系大致呈現(xiàn)一個U 型曲線關系，即可以分為初期阻礙和后期促進兩個階段[2]。這是因為，海洋經(jīng)濟活動通過規(guī)模效應、結(jié)構(gòu)效應和技術(shù)效應對海洋環(huán)境治理與海洋經(jīng)濟增長起作用。在經(jīng)濟發(fā)展初期，需要依靠從海洋中獲取的各種資源，若是過度保護，顯然難以獲得快速發(fā)展。此時，規(guī)模效應作用最為顯著。當經(jīng)濟發(fā)展到較高層次階段，結(jié)構(gòu)效應和環(huán)境技術(shù)效應將逐漸占據(jù)主導地位，并最終使“海洋環(huán)境治理—海洋經(jīng)濟增長”變動軌跡向上傾斜，環(huán)境治理投入才能促進經(jīng)濟可持續(xù)增長。于是，基本模型被拓展為式（3）和式（4）：

最后，本文使用靜態(tài)面板數(shù)據(jù)和動態(tài)面板數(shù)據(jù)兩種估計方法。具體而言，靜態(tài)模型就是針對式（3）、式（4）直接進行估計。但是，根據(jù)隨機擾動項?it是否存在個體異方差和同期相關兩個問題，本文分別選擇了PCSE 方法與GLS 方法加以解決。此外，考慮到海洋經(jīng)濟增長具有顯著的時間上的持續(xù)性，因此從結(jié)論穩(wěn)健性的角度考慮，也應該建立動態(tài)面板模型。考慮到本文數(shù)據(jù)集年份最多也僅有12年，所以只考慮海洋經(jīng)濟增長的1 期滯后影響。這樣就將基本模型拓展為式（5）和式（6）：

3 實證結(jié)果分析

3.1 靜態(tài)模型

靜態(tài)模型考慮隨機擾動項“僅有個體異方差”與“既有個體異方差又有序列相關”的兩種情況。對于前者，適用PCSE方法進行估計；對于后者，適用GLS方法進行估計。然后，綜合考慮兩種情況的估計結(jié)果，得出沿海地區(qū)環(huán)保能力建設資金投入對海洋經(jīng)濟增長的作用規(guī)律，估計結(jié)果如表1所示。

表1 靜態(tài)模型：沿海地區(qū)環(huán)保能力建設資金投入提高

表1 中的第（1）、（2）兩列的被解釋變量均為“海洋經(jīng)濟GDP 水平”。從這兩列的估計結(jié)果可以看出，沿海地區(qū)環(huán)保能力建設資金投入增長及其二次方項都是統(tǒng)計顯著的，并且其二次方項的系數(shù)為負。說明沿海地區(qū)環(huán)保能力建設資金投入與海洋經(jīng)濟增長之間存在非線性關系，即一條開口向下的拋物線。結(jié)果可知，在第一階段（曲線上升階段），沿海地區(qū)環(huán)保能力建設資金投入的增加能夠提高海洋經(jīng)濟GDP 水平；在第二階段（曲線下降階段），沿海地區(qū)環(huán)保能力建設資金投入的增加將抑制海洋經(jīng)濟GDP 水平。進一步，兩個估計結(jié)果都顯示，inv系數(shù)為正，其二次項系數(shù)接近于0，說明該拋物線的對稱軸取值趨于無窮大。可見，現(xiàn)階段我國沿海地區(qū)環(huán)保能力建設資金投入與海洋經(jīng)濟增長關系必然處于曲線上升階段，所以增加沿海地區(qū)環(huán)保能力建設資金投入將有效提高海洋經(jīng)濟GDP水平。

表1中的第（3）、（4）兩列的被解釋變量均為“海洋經(jīng)濟GDP 增速”。從這兩列的估計結(jié)果可以看出，沿海地區(qū)環(huán)保能力建設資金投入增長及其二次方項都不是統(tǒng)計顯著的。說明沿海地區(qū)環(huán)保能力建設資金投入增速與海洋經(jīng)濟GDP增速之間不存在顯著關系。

綜上所述，表1 結(jié)果顯示，沿海地區(qū)環(huán)保能力建設資金投入對海洋經(jīng)濟增長的絕對水平具有顯著影響，且影響呈非線性關系；而它對海洋經(jīng)濟增長的相對水平（即增速）沒有影響。估計結(jié)果還顯示，沿海地區(qū)環(huán)保能力建設資金投入對海洋經(jīng)濟增長影響的拐點出現(xiàn)的非常遲緩，所以當前我國沿海地區(qū)環(huán)保能力建設資金投入與海洋經(jīng)濟增長的關系處于第一階段，即增加沿海地區(qū)環(huán)保能力建設資金投入將有效提高海洋經(jīng)濟GDP水平。

限于篇幅，“海洋經(jīng)濟GDP 水平（增速）”與“5種海洋污染物排放（增速）”關系的靜態(tài)回歸結(jié)果見附錄表1。利用與上文一致的分析過程，匯總得到表2所示的回歸結(jié)果，其中“-”表示既無線性關系，也無非線性關系。

表2 5種海洋污染物排放與海洋經(jīng)濟增長靜態(tài)回歸結(jié)果

由表2可以看出，5種海洋污染物排放都對海洋經(jīng)濟增長的絕對水平具有顯著影響，且影響呈非線性關系。估計結(jié)果還顯示，減少氨氮、石油類、廢水排放量會提高海洋經(jīng)濟GDP，減少化學需氧量、總磷排放則會降低海洋經(jīng)濟GDP；而且，氨氮排放增速、石油類排放增速和廢水排放增速降低都會提高海洋經(jīng)濟增速。這些結(jié)果意味著，無論考慮提高海洋經(jīng)濟GDP 整體水平還是提高海洋經(jīng)濟增速，都應該重點減少氨氮、石油類、廢水的排放量。

3.2 動態(tài)模型

為了對靜態(tài)模型結(jié)果進行穩(wěn)健檢驗，本文還對動態(tài)模型進行了回歸，具體使用系統(tǒng)GMM 方法進行估計需要指出的是，靜態(tài)模型刻畫的是海洋環(huán)境治理與海洋經(jīng)濟增長在長期中的因果關系，動態(tài)模型刻畫的是海洋環(huán)境治理與海洋經(jīng)濟增長變化的短期關系；所以，從數(shù)學表達上，靜態(tài)模型的二次拋物線關系對應著動態(tài)模型中的線性關系。

表3中的第（1）列展示了“本級環(huán)保能力建設資金使用總額”對“海洋經(jīng)濟GDP 水平”的影響；第（2）列展示了“本級環(huán)保能力建設資金使用總額”增速對“海洋經(jīng)濟GDP 增速”的影響。可以看出，第（1）列中的環(huán)保能力建設資金是統(tǒng)計顯著的，而二次方項不是顯著的。說明環(huán)保能力建設資金與海洋經(jīng)濟增長之間存在正向線性關系。這一方面表示增加本級環(huán)保能力建設資金使用將有效提高海洋經(jīng)濟GDP 水平，另一方面表示長期中兩者確實存在非線性關系。第（2）列中的環(huán)保能力建設資金使用總額增速及其二次項都不是統(tǒng)計顯著的。所以，環(huán)保能力建設資金使用總額增速變化對海洋經(jīng)濟GDP 增速沒有影響。結(jié)論與靜態(tài)回歸的結(jié)論一致。

表3 動態(tài)模型：沿海地區(qū)環(huán)保能力建設資金投入提高

同樣，采取與前文類似的分析過程，我們將“海洋經(jīng)濟GDP 水平（增速）”與5 種“海洋污染物排放（增速）”關系的動態(tài)回歸結(jié)果匯總為表4，具體的動態(tài)回歸結(jié)果參見附錄表2。

表4 五種主要海洋污染物排放與海洋經(jīng)濟增長動態(tài)回歸結(jié)果

首先，看污染物排放量對海洋經(jīng)濟增長的影響。由表4 可以看出，化學需氧量、總磷和廢水排放量與海洋經(jīng)濟增長變化依然呈非線性關系；石油類污染物排放對海洋經(jīng)濟增長變化沒有影響；氨氮排放量與海洋經(jīng)濟增長呈線性關系。這說明從穩(wěn)健性看，只有氨氮排放量與海洋經(jīng)濟增長存在穩(wěn)定的非線性關系，而且減少氨氮排放量有助于促進海洋經(jīng)濟增長。其次，看污染物排放增速對海洋經(jīng)濟增長的影響。由表4 可以看出，只有總磷排放增速變化與海洋經(jīng)濟增長呈非線性關系，其他污染物增速變化都對海洋經(jīng)濟增長無影響。對比靜態(tài)模型結(jié)果可知，從穩(wěn)健性看，僅化學需氧量增速變化與海洋經(jīng)濟增長呈現(xiàn)穩(wěn)定的線性關系，并且降低化學需氧量增速將會抑制海洋經(jīng)濟增長。

4 結(jié)論與建議

本文利用平衡面板數(shù)據(jù)集，分別構(gòu)建了靜態(tài)和動態(tài)回歸模型，較為系統(tǒng)地研究了海洋環(huán)境治理與海洋經(jīng)濟增長的關系。

首先，環(huán)保能力建設資金使用總額對海洋經(jīng)濟增長有顯著非線性影響。但是這一影響主要表現(xiàn)在反映海洋經(jīng)濟絕對水平的“海洋經(jīng)濟GDP 水平”上，而對反映海洋經(jīng)濟相對水平的“海洋經(jīng)濟GDP 增速”則無影響。當前對我國而言，提高本級環(huán)保能力建設資金使用總額會促進海洋經(jīng)濟GDP水平的提高。

其次，氨氮排放量與海洋經(jīng)濟增長存在穩(wěn)定的非線性關系，而化學需氧量增速與海洋經(jīng)濟增長存在穩(wěn)定的線性關系。并且，減少氨氮排放量可以促進海洋經(jīng)濟增長，而降低化學需氧量增速會抑制海洋經(jīng)濟增長。其余3種污染物對海洋經(jīng)濟增長的關系并不穩(wěn)定，但是僅從靜態(tài)模型結(jié)果看，減少石油類污染物、廢水排放量也有助于海洋經(jīng)濟增長。

綜合上述結(jié)論，本文認為長期中海洋環(huán)境治理與海洋經(jīng)濟增長是可以兼顧的。一方面，鑒于沿海地區(qū)環(huán)保能力建設資金使用總額對海洋經(jīng)濟GDP 水平具有正向的促進作用。所以，沿海地區(qū)可以加大對環(huán)保能力建設資金的投入，這不僅直接有利于海洋環(huán)境保護、生態(tài)文明建設，而且對實現(xiàn)海洋經(jīng)濟高質(zhì)量、可持續(xù)的發(fā)展具有顯著的促進作用。另一方面，從減少污染物排放看，有關環(huán)保主管部門制定環(huán)境治理措施時，應優(yōu)先考慮減少氨氮、石油類污染物和廢水的排放量。

附錄

附表1 靜態(tài)模型：海洋污染物減少

附表2 動態(tài)模型：海洋污染物減少