韓 峰,李 浩

(湖南大學經濟與貿易學院,長沙410079)

湖南省產業(yè)結構對生態(tài)環(huán)境的影響分析

韓 峰,李 浩

(湖南大學經濟與貿易學院,長沙410079)

運用轉移份額分析法與主成分分析法分別測算了產業(yè)結構效應系數(shù)和生態(tài)環(huán)境質量綜合指數(shù),進而通過建立動態(tài)計量模型分析了湖南省產業(yè)結構對生態(tài)環(huán)境的作用機制。研究指出,近20年來,湖南省產業(yè)結構優(yōu)化水平不斷提高的同時,生態(tài)環(huán)境綜合質量也在穩(wěn)步提高。產業(yè)結構效應系數(shù)與生態(tài)環(huán)境各指數(shù)存在長期的動態(tài)均衡關系,無論從短期還是長期來看,產業(yè)結構對生態(tài)環(huán)境壓力、狀態(tài)、響應及綜合質量均具有顯著的促進作用,但產業(yè)結構對生態(tài)環(huán)境的積極影響大于其帶來的環(huán)境壓力;產業(yè)結構變遷是影響總體環(huán)境質量的關鍵因素。積極轉變經濟增長方式、促進產業(yè)結構優(yōu)化是較為理想的政策選擇。

產業(yè)結構;生態(tài)環(huán)境;轉移份額分析;主成分分析;動態(tài)計量分析

1 研究背景

改革開放以來,我國產業(yè)結構發(fā)生了深刻變化,二、三產業(yè)總產值在國民經濟中的比重由改革開放初期的不到70%,上升到2007年的88.7%。工業(yè)化進程的加快一方面有利于經濟的發(fā)展、就業(yè)的增長和人民收入水平的提高,但另一方面也對區(qū)域生態(tài)環(huán)境帶來很大壓力和脅迫作用。自從全球環(huán)境變化人文因素計劃(IHDP)提出產業(yè)轉型研究計劃以來,產業(yè)體系向可持續(xù)發(fā)展轉型的問題就成為經濟、社會發(fā)展中的一大熱點。政府工作報告提出,“要在全社會大力倡導節(jié)約、環(huán)保、文明的生產方式和消費模式,讓節(jié)約資源、保護環(huán)境成為每個企業(yè)、村莊、單位和每個社會成員的自覺行動,努力建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會?！笨梢?經濟的發(fā)展不能以犧牲環(huán)境為代價,必須建立在優(yōu)化結構、提高效益、降低消耗和保護環(huán)境的基礎之上。Grossman and Krueger將經濟增長對生態(tài)環(huán)境質量的影響分解為三種效應:規(guī)模效應、結構效應和技術效應[1-2]。所謂結構效應便是隨著經濟發(fā)展和技術進步,產業(yè)結構變化對生態(tài)環(huán)境產生的影響。這種影響在不同的經濟發(fā)展階段表現(xiàn)出不同的特征。蔡惠光、李懷政[3]分別建立三廢與人均收入模型和三廢與人均收入、產業(yè)結構模型對1991年以來中國環(huán)境污染與經濟發(fā)展的時間序列進行分析發(fā)現(xiàn),產業(yè)結構對環(huán)境質量具有顯著的影響,工業(yè)在國民經濟中比重越高,環(huán)境質量越差。另外,趙雪雁、周健等[4]以黑河流域為研究區(qū),通過建立生態(tài)環(huán)境質量及產業(yè)結構效益指標體系,對黑河流域上、中、下游的生態(tài)環(huán)境質量和產業(yè)結構效益作了綜合評價,并對二者的耦合關系進行了定量辨識。他們指出現(xiàn)階段黑河流域自上游向下游,產業(yè)結構對生態(tài)環(huán)境的依賴性逐漸降低,而破壞性逐漸上升。其他學者則通過定性地或者典型相關分析、模糊數(shù)學方法以及計算不同產業(yè)類型的生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)等方法,分別以北京市[5]、甘肅省[6]、青海省[7]以及鞍山市[8]、滁州市[9]等為研究背景,分析了產業(yè)結構對生態(tài)環(huán)境的作用,并得出了不同的結論。

由于不同研究者所運用的模型、方法、數(shù)據(jù)以及研究區(qū)域等存在差別,其研究結論可能存在爭議,但這些研究卻從不同側面反映了產業(yè)結構對生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)作用的復雜性和多樣性。因而需要從動態(tài)而不是靜態(tài)角度全面地分析產業(yè)結構對生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)影響的途徑、階段和各種沖擊在不同階段產生的效果。擬以湖南省為背景,首先,運用轉移份額分析法提取產業(yè)結構效應系數(shù);其次,建立生態(tài)環(huán)境綜合評價體系并運用主成分分析測算生態(tài)環(huán)境綜合評價指數(shù);最后,采用動態(tài)計量方法探求產業(yè)結構對生態(tài)環(huán)境質量的動態(tài)影響過程。

2 指數(shù)測算

2.1 產業(yè)結構效應指數(shù)測算

轉移份額分析法的基本思想在于區(qū)域經濟增長來源于3個要素:產業(yè)結構效應、部門競爭效應和需求與消費者偏好的動態(tài)變化。由于經濟增長與生態(tài)環(huán)境之間具有庫茲捏次“倒U”關系,本研究用轉移份額分析法分離經濟增長中的產業(yè)結構效應,進而分析產業(yè)結構變遷對生態(tài)環(huán)境的影響。產業(yè)結構效應測算公式

圖1 產業(yè)結構效應系數(shù)Fig.1 The industrial structural effect index

圖1顯示產業(yè)結構效應指數(shù)隨著時間推移而不斷增加,產業(yè)結構效應在經濟增長中的作用在不斷增強,這說明湖南省產業(yè)結構優(yōu)化的速度和質量都具有不斷提高的趨勢。

2.2 生態(tài)環(huán)境評價體系構建與生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)測算

20世紀以來,生態(tài)環(huán)境評價所涉及的指標已經從單一層次、單要素向多層次、綜合性的方向發(fā)展。生態(tài)環(huán)境質量綜合評價涉及因素眾多,其關聯(lián)的機制復雜,模型眾多。本研究根據(jù)聯(lián)合國經濟合作開發(fā)署(OECD)建立的壓力—狀態(tài)—響應模式(模式)[10],同時參考劉耀彬[11]構建生態(tài)環(huán)境指標體系的方法,并綜合考慮湖南省生態(tài)環(huán)境發(fā)展狀況構建了生態(tài)環(huán)境評價指標體系(表1)。

表1 湖南省生態(tài)環(huán)境評價指標體系Tab.1 The index system of ecological environment

本研究用于分析生態(tài)環(huán)境的數(shù)據(jù)主要從各年《湖南省統(tǒng)計年鑒》、中國環(huán)境資源數(shù)據(jù)庫以及歷年湖南省統(tǒng)計年報和湖南省統(tǒng)計信息網上直接獲取或者計算加工而成,數(shù)據(jù)時間區(qū)間為1988—2007年。為便于以后的分析,用STZL代表生態(tài)環(huán)境質量綜合指數(shù)、STYL代表生態(tài)環(huán)境壓力綜合指數(shù)、STZT代表生態(tài)環(huán)境狀態(tài)綜合指數(shù)、STXY代表生態(tài)環(huán)境響應綜合指數(shù)。本研究用主成分分析法(PCA)對兩系統(tǒng)綜合發(fā)展狀況進行定量評價。在進行主成分分析時由于指標系統(tǒng)中各子指標變化方向與系統(tǒng)的總體趨勢有所差別,即在生態(tài)環(huán)境評價系統(tǒng)中有些指標對生態(tài)環(huán)境質量的改進具有促進作用,而有些具有阻礙作用,很難確定最終的生態(tài)環(huán)境綜合指標的遞增或遞減反映了生態(tài)環(huán)境質量的提高或降低。因此,必須采用一定的標準化方法使指標系統(tǒng)中的各子指標的變化方向與系統(tǒng)的總體趨勢趨于一致。

對于生態(tài)環(huán)境壓力指標(變化方向與系統(tǒng)趨勢相反),用下面公式進行標準化處理

式中:max(Xij)表示生態(tài)環(huán)境壓力第i個變量第j年的最大值。

對于生態(tài)環(huán)境狀態(tài)與生態(tài)環(huán)境響應指標,用下面公式進行標準化處理

式中:min(Xij)表示生態(tài)環(huán)境狀態(tài)或生態(tài)環(huán)境響應第i個變量第j年的最小值。

對數(shù)據(jù)標準化處理后,采用主成分分析法得到的生態(tài)環(huán)境各年的綜合評價指數(shù)如圖2。

圖2 生態(tài)環(huán)境各綜合指數(shù)Fig.2 Comprehensive level of ecological environment

從圖2可以看出,1988—2007年,湖南省生態(tài)環(huán)境質量綜合指數(shù)從2.979上升到8.821,呈明顯上升趨勢,而且2003年以后環(huán)境綜合質量經過一拐點后大幅增加,并且還有繼續(xù)擴大的趨勢,說明近20年來,在湖南省社會經濟得到快速發(fā)展的同時,湖南省生態(tài)環(huán)境質量總體呈現(xiàn)出逐漸提高的態(tài)勢。另外,湖南省生態(tài)環(huán)境響應綜合指數(shù)和生態(tài)環(huán)境質量綜合指數(shù)一直大于生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù),而且二者還有繼續(xù)大幅擴大的趨向,生態(tài)環(huán)境狀態(tài)綜合指數(shù)也基本保持平穩(wěn)。這充分說明,面對生態(tài)環(huán)境壓力、環(huán)境保護和污染治理難度越來越大的情況,湖南省積極采取相應的對策措施維護生態(tài)、保護環(huán)境、防治污染,并收到良好效果。

3 動態(tài)計量分析

3.1 單位根檢驗與協(xié)整分析

采用ADF方法進行單位根檢驗。在檢驗形式的確定上,采用圖形觀察,進一步檢驗趨勢項或常數(shù)項的顯著性。檢驗結果如表2所示。

從表2可以看出,產業(yè)結構綜合指標與生態(tài)壓力綜

表2 單位根檢驗結果Tab.3 The results of un it root test

合指數(shù)、生態(tài)狀態(tài)綜合指標的一階差分在1%顯著水平上為平穩(wěn)序列,生態(tài)質量綜合指數(shù)與生態(tài)響應綜合指數(shù)分別在5%水平上顯著,說明CYJG與STZL、STYL、STZT、STXY都是一階單整序列?？梢?CYJG與STZL、STYL、STZT、STXY都是I(1)序列,二者有可能存在協(xié)整關系。我們用基于向量自回歸模型的Johansen極大似然估計法對變量進行協(xié)整分析。通過綜合考慮A IC、SC信息標準以及LR檢驗結果,模型滯后期確定為1,協(xié)整檢驗結果如下(表3)。

表3 協(xié)整檢驗結果Tab.3 The results of co-integration test

由表3可以看出,STZL與CYJG存在兩個協(xié)整關系;STZT、STXY、STYL與CYJG存在一個協(xié)整關系,故產業(yè)結構與生態(tài)環(huán)境各變量間存在長期的動態(tài)均衡關系。

3.2 脈沖響應分析

由于產業(yè)結構效應系數(shù)與生態(tài)環(huán)境各變量存在協(xié)整關系,可以在VAR模型分析的基礎上進行沖擊響應分析。選用廣義脈沖響應函數(shù)(GIRF)進行脈沖分析。給定產業(yè)結構一個標準沖擊,生態(tài)環(huán)境各指數(shù)的脈沖響應函數(shù)如圖3～6。

首先來看圖3～5。給經濟增長中結構效應當期一個標準正沖擊,生態(tài)環(huán)境壓力綜合指數(shù)保持快速上升趨勢,從第6期上升速度減慢,具有持久性、穩(wěn)定性。這說明湖南省產業(yè)結構升級總體上會給生態(tài)環(huán)境帶來持久的壓力。這與湖南省工業(yè)化進程和“二三一”型的產業(yè)結構變化趨勢有關。生態(tài)環(huán)境狀態(tài)指數(shù)在產業(yè)結構效應的作用下經過一段時期的上升后在第6期趨于穩(wěn)定,即產業(yè)結構優(yōu)化升級有利于生態(tài)環(huán)境狀態(tài)的改善和長久保持。生態(tài)環(huán)境響應指數(shù)在產業(yè)結構效應沖擊下也出現(xiàn)同向反應,且該效應呈現(xiàn)不斷增大趨勢。這說明,產業(yè)結構優(yōu)化升級促進了清潔生產技術的應用和推廣,有利于工業(yè)廢棄物的有效處理和合理利用,從而降低環(huán)境污染,提高環(huán)境質量。

圖6是生態(tài)環(huán)境質量綜合指數(shù)對產業(yè)結構效應的脈沖響應。受到產業(yè)結構效應的正向沖擊后,生態(tài)環(huán)境質量綜合指數(shù)一直呈上升趨勢;前3期呈加速上升趨勢,第3期以后開始緩慢、持續(xù)和穩(wěn)定地上升。這表明致力于轉變經濟增長方式、促進產業(yè)結構優(yōu)化升級的政策措施無論在短期或長期均對湖南省生態(tài)環(huán)境質量不斷提高具有積極的促進作用,尤其在短期內對生態(tài)環(huán)境質量改善的效果更為明顯。而且綜合圖3～6,我們發(fā)現(xiàn),產業(yè)結構變遷對生態(tài)環(huán)境起到“雙刃劍”的作用,但隨著湖南省經濟發(fā)展和工業(yè)化進程的深入,產業(yè)結構在推動污染治理、環(huán)境保護方面的成效總體上大于其帶來的環(huán)境壓力,且該效應具有長期性、持續(xù)性和穩(wěn)定性。

3.3 方差分解分析

脈沖響應函數(shù)描述的是模型中的一個內生變量的沖擊給其他內生變量所帶來的影響。而方差分解(variance decomposition)是通過分析每一個結構沖擊對內生變量變化(通常用方差來度量)的貢獻度,進一步評價不同結構沖擊的重要性。根據(jù)方差分解理論模型,分別對生態(tài)環(huán)境各指數(shù)的預測均方誤差進行分解,結果見表4。

表4 生態(tài)環(huán)境各綜合指數(shù)對產業(yè)結構的方差分解結果Tab.4 The vari ance decomposition results of comprehensive index of ecological environment to industrial structure

表4顯示,從第1期開始,生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)、生態(tài)環(huán)境狀態(tài)指數(shù)、生態(tài)環(huán)境響應指數(shù)以及生態(tài)環(huán)境質量綜合指數(shù)都受到自身以及產業(yè)結構綜合水平的影響。其中,產業(yè)結構變化對生態(tài)環(huán)境質量綜合指數(shù)變化的解釋力度最大(78%以上),超過了生態(tài)環(huán)境自身而成為影響生態(tài)環(huán)境質量變化的最重要的因素。產業(yè)結構變化對生態(tài)環(huán)境壓力綜合指數(shù)變化的解釋力也超過了生態(tài)環(huán)境壓力本身;對生態(tài)環(huán)境狀態(tài)和響應指數(shù)的變化的解釋能力雖然小于其自身的變化,但其對生態(tài)環(huán)境狀態(tài)與生態(tài)環(huán)境響應變化的影響程度長期內均達到20%以上,且還有繼續(xù)增大的趨勢。這充分證明產業(yè)結構優(yōu)化在湖南省生態(tài)環(huán)境質量變化中的重要性,隨著湖南省工業(yè)化進程的不斷深入,產業(yè)結構將是影響總體環(huán)境質量的關鍵因素。

4 結論與政策啟示

首先運用轉移份額分析法和主成分分析法分別得出湖南省產業(yè)結構效應系數(shù)與生態(tài)環(huán)境綜合評價指數(shù),進而通過建立VAR模型,采用協(xié)整分析、脈沖響應和方差分解分析的動態(tài)計量經濟方法,就湖南省產業(yè)結構對生態(tài)環(huán)境的影響進行分析,由此可以得出以下結論。

其一,對產業(yè)結構效應系數(shù)和生態(tài)環(huán)境綜合指數(shù)的測算發(fā)現(xiàn):近20年來,產業(yè)結構效應在經濟增長中的作用在不斷增強,湖南省產業(yè)結構優(yōu)化的速度和質量都具有不斷提高的趨勢;生態(tài)環(huán)境壓力、生態(tài)環(huán)境響應以及生態(tài)環(huán)境綜合質量穩(wěn)步提高,且生態(tài)環(huán)境響應和綜合質量均大于生態(tài)環(huán)境壓力,尤其是2003年以來,生態(tài)環(huán)境響應和生態(tài)環(huán)境綜合質量大幅提高,說明湖南省一直重視環(huán)境保護和污染治理,而且成效顯著。

其二,產業(yè)結構效應系數(shù)與生態(tài)環(huán)境壓力指數(shù)、生態(tài)環(huán)境狀態(tài)指數(shù)、生態(tài)環(huán)境響應指數(shù)以及生態(tài)環(huán)境質量綜合指數(shù)均存在長期的動態(tài)均衡關系,二者存在相互制衡的穩(wěn)定機制,且產業(yè)結構優(yōu)化升級無論在短期還是長期對湖南省生態(tài)環(huán)境質量的改善均具有顯著的積極影響。隨著湖南省工業(yè)化進程的不斷深入,產業(yè)結構將是影響總體環(huán)境質量的關鍵因素。

由于經濟增長中的產業(yè)結構效應是影響湖南省生態(tài)環(huán)境變化的關鍵因素,因而積極轉變經濟增長方式、加快產業(yè)結構調整步伐將是理想的政策選擇。首先應積極致力于產業(yè)結構的調整和優(yōu)化,發(fā)展高附加值、高科技產業(yè)。一方面要吸引高素質人才來湘發(fā)展并引進先進技術改造傳統(tǒng)產業(yè),另一方面要提高產業(yè)集聚程度,實現(xiàn)產業(yè)規(guī)模發(fā)展,打造具有先導性和創(chuàng)造性的高科技產業(yè)群。其次要致力于清潔生產技術的應用和推廣,提高工業(yè)廢棄物的處理率和利用率,降低環(huán)境污染,發(fā)展循環(huán)經濟。長株潭地區(qū)“兩型社會”綜合試驗區(qū)的建設為湖南省創(chuàng)新清潔生產技術以及積極發(fā)展環(huán)境友好型、資源節(jié)約型產業(yè)提供了契機,從而為湖南省培育新型經濟增長點、實現(xiàn)經濟和環(huán)境績效“雙贏”目標開辟了新的道路。

[1] Gross man G,KruegerA.Environmental I mpacts of A North American Free Trade Agreement[M]//Peter M Garber. Mexico Free Trade Agreement.Cambridge M A:M IT Press,1993:13-56.

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The Analysis of the I mpact of
Industrial Structure on Ecological Environment in Hunan Province

Han Feng,Li Hao
(College of Econom ics and Trade,Hunan University,Changsha410079,China)

This paper uses the methods of shift-share analysis and principal component analysis to calculate the indexesof industrial structure effect and the composite quality of ecological environment.Then makes an analysis on the impact of industrial structure on the quality of ecological environment in Hunan Province using the methods of dynamic econometric analysis.The results show that in the past two decades,the composite quality of ecological environment have i mproved steadily,while the pace of industrial structure has been accelerating.There exists a long-term dynamic equilibrium relationship between the industrial structure effect index and comprehensive level of ecological environment.The industrial structure has a significant positive influence on the ecological environment pressure,state,response and comprehensive quality,but the positive effects of industrial structure are larger than the environmentpressure.Industrial structure changes is a key factorwhich affects the total quality of the ecological environment.In view of the above,changing the growth pattern and promoting the opti mization of industrial structure is a more satisfactory policy option.

industrial structure;ecological environment;shift-share analysis;principal component analysis; dynamic econometric analysis

book=0,ebook=124

F301.2

:A

:1003-2363(2010)05-0089-05

2009-11-22;

:2010-07-26

國家社科重大項目(07&ZD017);湖南大學兩型社會研究院研究資助項目(LXYB200816)

韓峰(1984-),男,山東鄒平人,博士研究生,主要從事城市與區(qū)域經濟發(fā)展研究,(E-mail)hf8417@126.com。