余昀霞，王 英

（南京航空航天大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，南京 211100）

0 引言

環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展是對(duì)立而又統(tǒng)一的兩個(gè)方面，環(huán)境為人類的生存和發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，而人類活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展又給生態(tài)和環(huán)境帶來(lái)了污染與破壞。中國(guó)正全面推行綠色制造，力爭(zhēng)率先實(shí)現(xiàn)《中國(guó)制造2025》的綠色發(fā)展目標(biāo)。在此大背景下，明確制造業(yè)集聚與環(huán)境污染之間的關(guān)系，評(píng)價(jià)制造業(yè)集聚的環(huán)境效應(yīng)是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)綠色發(fā)展目標(biāo)的重要前提。

制造業(yè)集聚對(duì)于環(huán)境所造成的影響是學(xué)界研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外研究成果都比較豐富，但制造業(yè)集聚與環(huán)境污染之間的關(guān)系非常復(fù)雜，現(xiàn)有研究中對(duì)于制造業(yè)集聚究竟給環(huán)境帶來(lái)正效應(yīng)還是負(fù)效應(yīng)也還存在爭(zhēng)議：有些學(xué)者認(rèn)為制造業(yè)集聚是造成水體、大氣污染，甚至是危害居住安全、影響城市人居環(huán)境的主要原因[1-3]；有些學(xué)者認(rèn)為制造業(yè)集聚所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、環(huán)保理念、技術(shù)進(jìn)步等因素使得環(huán)境改善成為可能[4，5]；還有些學(xué)者認(rèn)為，制造業(yè)集聚與環(huán)境污染的關(guān)系是不確定的[6-8]。然而，上述研究主要針對(duì)的是制造業(yè)總體集聚的環(huán)境效應(yīng)，缺乏對(duì)于制造業(yè)細(xì)分行業(yè)的研究。本文主要利用IPAT環(huán)境壓力等式進(jìn)行擴(kuò)展，從制造業(yè)總體和各細(xì)分行業(yè)兩個(gè)層面進(jìn)行更加深入的實(shí)證研究。

1 研究設(shè)計(jì)

1.1 模型設(shè)定

20世紀(jì)70年代初，Ehrlich和Holdren最先提出IPAT等式，即環(huán)境壓力控制模型。表達(dá)式為：

其中，I表示環(huán)境壓力，P表示人口因素，A表示富裕程度，T表示技術(shù)水平。

由于IPAT模型在單個(gè)變量分析的時(shí)候存在著一定的局限性。Dietz等（1994）[9]在IPAT模型的基礎(chǔ)上提出了STIRPAT模型。該模型在保留IPAT模型原有變量的基礎(chǔ)上，增加了隨機(jī)性變量可以更好地實(shí)現(xiàn)實(shí)證分析，即形成了可拓展的隨機(jī)性環(huán)境影響評(píng)估模型。STIRPAT模型可表示為：

其中，It、Pt、At、Tt仍然分別表示環(huán)境、人口、富裕和技術(shù)因素，t表示年份，b、c、d表示需要估計(jì)的參數(shù)，et表示隨機(jī)誤差項(xiàng)。

在IPAT和STIRPAT模型中，技術(shù)因素T是一個(gè)復(fù)雜的存在，表示每單位消費(fèi)或生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響，因此本文以單位地區(qū)生產(chǎn)總值的能耗來(lái)表示T。同時(shí)本文的目的是研究產(chǎn)業(yè)集聚的環(huán)境效應(yīng)問(wèn)題，而產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)技術(shù)進(jìn)步具有推動(dòng)作用且集聚的技術(shù)溢出效果顯著[10]，因此可以在STIRPAT模型中加入反映產(chǎn)業(yè)集聚因素的變量，將STIRPAT模型進(jìn)行擴(kuò)展，得到新的變換模式如下：

其中，Mt表示產(chǎn)業(yè)集聚變量，其他變量與原模型含義一致。對(duì)上述擴(kuò)展模型進(jìn)行對(duì)數(shù)處理，得到可以進(jìn)行實(shí)證的模型形式：

其中，i表示區(qū)域范圍。同時(shí)為了驗(yàn)證環(huán)境壓力與產(chǎn)業(yè)集聚之間可能存在的倒“N”型或倒“U”型曲線，即驗(yàn)證環(huán)境污染是否會(huì)隨著產(chǎn)業(yè)集聚程度的上升而存在拐點(diǎn)。因此，將模型中的集聚程度因素分解為f1lnMit、f2(lnMit)2、f3(lnMit)3三項(xiàng)，即將模型變換為：

在下文中為了簡(jiǎn)略，將(lnMit)2簡(jiǎn)寫為變量M2，將(lnMit)3簡(jiǎn)寫為變量M3。

1.2 變量選取

根據(jù)數(shù)據(jù)的可得性，本文選取了中國(guó)30個(gè)省份（除西藏）2004—2015年的面板數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，模型中各變量指標(biāo)的選取及本文數(shù)據(jù)的來(lái)源說(shuō)明如下：

I是環(huán)境壓力因素，本文基于研究數(shù)據(jù)的可得性和合理性，選取了工業(yè)廢水這一指標(biāo)。并且為了排除人口因素的影響，使用人均廢水進(jìn)行計(jì)算。P是人口因素，本文選取年末常住人口數(shù)量作為指標(biāo)進(jìn)行衡量。A是富裕程度，本文選取人均地區(qū)生產(chǎn)總值來(lái)衡量，用地區(qū)生產(chǎn)總值除以地區(qū)人口數(shù)量得到，為消除通貨膨脹等因素的影響，以2004年為基準(zhǔn)年的不變價(jià)格對(duì)2005—2015年的數(shù)據(jù)進(jìn)行平減處理。T是技術(shù)水平，本文采用單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗來(lái)衡量，即用地區(qū)總能耗除以地區(qū)生產(chǎn)總值。M是產(chǎn)業(yè)集聚因素，本文選擇區(qū)位商指標(biāo)來(lái)衡量產(chǎn)業(yè)集聚水平。

區(qū)位商指數(shù)采用地區(qū)某一產(chǎn)業(yè)占全國(guó)比例與該地區(qū)所有行業(yè)占全國(guó)比例進(jìn)行比較，可以相對(duì)明顯地看出地區(qū)產(chǎn)業(yè)的比較優(yōu)勢(shì)，其計(jì)算公式如下:

其中，Xij表示產(chǎn)業(yè)i在j地區(qū)的就業(yè)人數(shù)，∑iXij表示j地區(qū)所有產(chǎn)業(yè)的就業(yè)人數(shù)，∑jXij表示產(chǎn)業(yè)i在全國(guó)所有地區(qū)的就業(yè)人數(shù)，∑∑ijXij表示全國(guó)所有地區(qū)所有行業(yè)的就業(yè)人數(shù)。一般認(rèn)為L(zhǎng)Q的值越大，該地區(qū)該產(chǎn)業(yè)的集聚水平越高，LQ＞1，表明該產(chǎn)業(yè)在該地區(qū)比較優(yōu)勢(shì)明顯，產(chǎn)業(yè)的地區(qū)集中程度較高；LQ=1，說(shuō)明此地區(qū)這種產(chǎn)業(yè)集聚水平不高；LQ＜1，表明該產(chǎn)業(yè)在該地區(qū)產(chǎn)業(yè)集聚相對(duì)較弱，相對(duì)于全國(guó)水平來(lái)說(shuō)處于比較劣勢(shì)。

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源和描述性統(tǒng)計(jì)

根據(jù)中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類代碼表（GB T4754-2011），制造業(yè)可以細(xì)分為31個(gè)行業(yè)，結(jié)合2004—2015年制造業(yè)數(shù)據(jù)的可得性和連續(xù)性，本文選取了其中22個(gè)細(xì)分行業(yè)，其行業(yè)名稱及代碼如表1所示。由于2006年之前并沒(méi)有區(qū)分汽車制造業(yè)和鐵路、船舶、航空航天和其他交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)，因此在下文中將兩者合并為交通運(yùn)輸制造業(yè)，并用代碼C367表示。

本文的數(shù)據(jù)主要來(lái)源于2005—2016年的《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》，以及國(guó)家統(tǒng)計(jì)局官網(wǎng)等。

表1 制造業(yè)細(xì)分行業(yè)名稱及其代碼

本文運(yùn)用Eviews8軟件對(duì)上述模型進(jìn)行回歸分析，研究中國(guó)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)環(huán)境污染的影響，使用的數(shù)據(jù)涵蓋了2004—2015年，變量的統(tǒng)計(jì)性描述如表2所示。

表2 變量的統(tǒng)計(jì)性描述

2 實(shí)證分析

2.1 制造業(yè)總體集聚的環(huán)境效應(yīng)分析

首先對(duì)30個(gè)省份的面板數(shù)據(jù)進(jìn)行單位根檢驗(yàn)，LLC檢驗(yàn)、ADF-Fisher檢驗(yàn)和PP-Fisher檢驗(yàn)的結(jié)果是變量T、M、M2、M3沒(méi)有拒絕原假設(shè)，即“存在單位根”，因此繼續(xù)進(jìn)行了一階差分檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)所有變量實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)。在單位根檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行協(xié)整檢驗(yàn)，Panel-PP和Group-PP檢驗(yàn)都顯著通過(guò)，且本文所選用樣本時(shí)間跨度不大，因此認(rèn)為各變量之間存在協(xié)整關(guān)系，能進(jìn)行面板數(shù)據(jù)分析。

由于采用固定效應(yīng)還是隨機(jī)效應(yīng)模型會(huì)影響到參數(shù)估計(jì)的有效性，因此本文對(duì)模型進(jìn)行Hausman檢驗(yàn)。原假設(shè)“使用隨機(jī)效應(yīng)模型”在1%的顯著水平上被拒絕，在該面板數(shù)據(jù)的分析上使用固定效應(yīng)模型。

如表3所示，就中國(guó)30個(gè)省份的樣本數(shù)據(jù)來(lái)看，人口因素對(duì)環(huán)境的影響在1%的顯著性水平上為負(fù)。人口的增長(zhǎng)在初期會(huì)對(duì)環(huán)境污染產(chǎn)生促進(jìn)作用，但當(dāng)人口達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，反而會(huì)對(duì)環(huán)境污染有一定的抑制作用。在中國(guó)建國(guó)初期，人口以飛快的速度增長(zhǎng)，幾乎達(dá)到環(huán)境承載力的極限。而近年來(lái)在計(jì)劃生育的政策下，人口數(shù)量雖然在總體上仍呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，但增長(zhǎng)速度大大減緩，人們的環(huán)境意識(shí)和教育素質(zhì)也在不斷提升，因此人口的增加反而對(duì)環(huán)境有了一定的改善作用。

表3 面板數(shù)據(jù)回歸分析結(jié)果

富裕程度也對(duì)環(huán)境污染有顯著的負(fù)向作用。隨著城市發(fā)展到了一定的階段，不再單一的追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益，更多的開(kāi)始關(guān)注經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展，更多的資金被投入到環(huán)境保護(hù)上，因此環(huán)境污染也在一定程度上得到了改善。

技術(shù)水平對(duì)環(huán)境污染在1%的水平上顯著為負(fù)。本文主要是利用單位地區(qū)生產(chǎn)總值的資源消耗量來(lái)衡量技術(shù)水平，顯而易見(jiàn)，單位資源可以創(chuàng)造更多的價(jià)值，加上排污和治理技術(shù)的進(jìn)步，相應(yīng)的污染物的排放必將減輕，環(huán)境得到顯著的改善。

制造業(yè)集聚在5%的顯著性水平下一次向系數(shù)為負(fù)，二次項(xiàng)系數(shù)為正，三次向系數(shù)為負(fù)，呈現(xiàn)出一個(gè)倒“N”型的曲線。說(shuō)明在初期，環(huán)境污染隨著產(chǎn)業(yè)集聚水平的提高而下降，到一定階段后產(chǎn)業(yè)集聚水平提高環(huán)境污染會(huì)隨之加劇，但最后經(jīng)過(guò)一個(gè)拐點(diǎn)后，污染水平又會(huì)隨著集聚水平的提高而下降，即如圖1所示。

圖1 制造業(yè)集聚的環(huán)境效應(yīng)圖

根據(jù)以上實(shí)證結(jié)果發(fā)現(xiàn)，制造業(yè)集聚與環(huán)境污染之間的關(guān)系呈倒“N”型形狀，經(jīng)過(guò)計(jì)算，該曲線的兩個(gè)“拐點(diǎn)”分別是集聚水平為0.7219和1.2073的時(shí)候。也就是說(shuō)，當(dāng)集聚水平低于0.7219時(shí)，環(huán)境污染程度隨著集聚水平的提高而下降，這是因?yàn)樵诔跗?，制造業(yè)企業(yè)比較分散，而一定的集聚可以使企業(yè)之間的資源、信息實(shí)現(xiàn)共享，規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)溢出發(fā)揮作用，污染排放相對(duì)集中處理，降低污染水平。集聚水平在0.7219和1.2073之間時(shí)，集聚水平上升反而會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染加重，因?yàn)殡S著集聚水平的提高，企業(yè)過(guò)多的其中在一起分享資源，同時(shí)污染物的排放更加集中，企業(yè)的規(guī)模效應(yīng)開(kāi)始出現(xiàn)負(fù)外部性，而技術(shù)水平卻沒(méi)有跟上，空間布局上更加凌亂，會(huì)加重環(huán)境污染。但一旦超過(guò)1.2073，環(huán)境污染又會(huì)隨集聚水平的升高而下降，因?yàn)榇藭r(shí)集聚已經(jīng)趨于成熟，技術(shù)創(chuàng)新使得資源的利用效率和排污治理能力提高，上下游企業(yè)在地理上集中再加上適當(dāng)?shù)牟季趾驼w調(diào)控可以形成合理的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系，使環(huán)境污染得到很好地控制。

結(jié)合上文2015年制造業(yè)的總體集聚水平，可以看出中國(guó)大部分地區(qū)目前正處于倒“N”型曲線的第二階段，也就是環(huán)境污染隨集聚水平的提高而加劇。但東部地區(qū)在2015年制造業(yè)集聚水平已經(jīng)達(dá)到1.0659，非常接近第二和第三階段的拐點(diǎn)，應(yīng)該鼓勵(lì)集聚發(fā)展，突破拐點(diǎn)，這樣就可以發(fā)揮集聚的正外部性和技術(shù)溢出效應(yīng)等，用集聚的增長(zhǎng)讓環(huán)境得以改善。其次是中部地區(qū)，處于兩者之間水平，需要制定更好的策略來(lái)引導(dǎo)集聚與環(huán)境的和諧發(fā)展。而東北地區(qū)和西部地區(qū)制造業(yè)集聚水平總體下降，幾乎要脫離第二階段退回第一階段的水平，如果處于第一階段環(huán)境污染會(huì)隨著集聚的提高而減輕，因此像西部地區(qū)和東北地區(qū)一些制造業(yè)發(fā)展相對(duì)落后的地區(qū)也可以考慮根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況來(lái)控制制造業(yè)的集聚水平，在0.7219之下反而可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的和諧發(fā)展。

從中國(guó)30個(gè)省份來(lái)看（見(jiàn)表4），除了少數(shù)年份，山西、黑龍江在2004—2015這個(gè)時(shí)間段基本一直處于倒“N”型曲線的第一階段，新疆也基本處于第一階段和第二階段拐點(diǎn)附近。其他省市除江蘇和上海偶有達(dá)到第三階段之外，基本全部都在第二階段的狀態(tài)，因此目前總體上中國(guó)制造業(yè)集聚的環(huán)境效應(yīng)還是環(huán)境污染隨著產(chǎn)業(yè)集聚水平的提高在加劇，應(yīng)該提高集聚水平，跨入第三階段，實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染水平隨集聚提高而下降的目標(biāo)。

表4 制造業(yè)集聚各地區(qū)環(huán)境效應(yīng)分布情況

2.2 制造業(yè)細(xì)分行業(yè)集聚的環(huán)境效應(yīng)分析

在對(duì)制造業(yè)整體進(jìn)行實(shí)證分析后，本文還對(duì)制造業(yè)21個(gè)細(xì)分行業(yè)一一進(jìn)行了回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集聚與環(huán)境污染的非線性關(guān)系存在很大的差異性。除了食品制造業(yè)、紡織業(yè)和石油加工及煉焦和核燃料加工業(yè)回歸模型結(jié)果不顯著外，其他18個(gè)行業(yè)出現(xiàn)了倒“N”型、正“N”型、倒“U”型和正“U”型四種形狀的曲線關(guān)系，其曲線形狀及拐點(diǎn)信息如表5所示。

表5 制造業(yè)細(xì)分行業(yè)集聚的環(huán)境效應(yīng)及拐點(diǎn)

同時(shí)，制造業(yè)細(xì)分行業(yè)在不同地區(qū)集聚的環(huán)境效應(yīng)差異性很大。限于篇幅，此處僅以兩例加以說(shuō)明。先以C13農(nóng)副食品加工業(yè)為例，吉林、山東、廣西3省處于倒“N”型曲線的第二階段，即環(huán)境污染會(huì)隨著該行業(yè)集聚程度的提高而加重，只有海南省一個(gè)省到達(dá)了第三階段，其他省份仍處于第一階段，也就是說(shuō)大部分省份的環(huán)境污染水平是隨著C13的集聚程度提高而下降的。再以C18紡織服裝、服飾業(yè)為例，其產(chǎn)業(yè)集聚的環(huán)境效應(yīng)呈正“U”型曲線，但從具體地區(qū)來(lái)看，天津、江蘇、浙江、福建、江西和廣東目前一直處于第二階段（拐點(diǎn)右邊），安徽和湖北從第一階段（拐點(diǎn)左邊）上升到了第二階段，北京和上海卻從第二階段回到了第一階段，其他各省都處于第一階段的狀態(tài)。由此可見(jiàn)，在實(shí)際制定政策時(shí)應(yīng)該區(qū)別對(duì)待，對(duì)于像新疆、寧夏等制造業(yè)不發(fā)達(dá)的西部地區(qū)，大部分細(xì)分行業(yè)的集聚可以減輕環(huán)境污染，但需要控制在一定范圍之內(nèi)，而東部地區(qū)和中部地區(qū)制造業(yè)的集聚水平都較高，目前處于環(huán)境污染隨集聚水平的提高而加劇的階段，因此需要引導(dǎo)集聚跨過(guò)拐點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)集聚與環(huán)境的良性發(fā)展。

3 結(jié)論

本文以環(huán)境壓力等式為基礎(chǔ)，從技術(shù)因素角度引入產(chǎn)業(yè)集聚變量，并建立面板回歸模型，對(duì)2004—2015年中國(guó)30個(gè)省份制造業(yè)總體集聚和細(xì)分行業(yè)集聚的環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行了實(shí)證分析，得到結(jié)論如下：（1）中國(guó)各地區(qū)的制造業(yè)集聚水平存在很大差異，總體來(lái)看，東部地區(qū)集聚水平高且呈上升趨勢(shì)，而西部地區(qū)集聚水平低并趨于下滑；（2）制造業(yè)21個(gè)細(xì)分行業(yè)的集聚水平差異較大，煙草制造業(yè)平均集聚水平最高，計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)平均集聚水平最低；（3）制造業(yè)整體集聚與環(huán)境污染存在倒“N”型曲線關(guān)系，大部分地區(qū)環(huán)境污染隨制造業(yè)集聚水平提升而加劇；（4）制造業(yè)細(xì)分行業(yè)集聚的環(huán)境效應(yīng)出現(xiàn)倒“N”型、正“N”型、倒“U”型和正“U”型四種曲線關(guān)系，不同地區(qū)的集聚對(duì)環(huán)境污染具有不同的作用效果。