趙 鑫

(福建師范大學 經(jīng)濟學院，福建 福州 350000)

一、引言

高投入高消耗的粗放型發(fā)展模式,使得中國在成為世界上最大能源消費國的同時,也成為大氣污染物和溫室氣體排放大國[1]。根據(jù)《2017年全球能源架構績效指數(shù)報告》顯示,中國能源效率利用水平與發(fā)達國家相比存在較大差距,具體表現(xiàn)為能源架構績效指數(shù)在127個國家中排名第95,CO2排放量約占世界排放總量的30%[2].可見,雖然改革開放以來中國經(jīng)濟建設取得矚目成就,但隨著工業(yè)化和城市化進程的不斷推進,急劇惡化的生態(tài)環(huán)境形勢已成為限制中國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的“硬約束”。

二、文獻回顧

脫鉤理論最早由經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)提出,是一種形容阻斷經(jīng)濟增長與資源消耗或環(huán)境污染之間聯(lián)系的基本理論[3]。目前,脫鉤理論被廣泛應用于環(huán)境領域[4-5]、能源領域[6]及建設用地領域[7]等。在資源環(huán)境領域,經(jīng)濟增長與環(huán)境污染之間的脫鉤關系,則是指環(huán)境污染水平隨經(jīng)濟水平提高而降低。近些年,學者對污染物排放與經(jīng)濟增長脫鉤關系的研究逐漸增多,以碳排放與經(jīng)濟增長的脫鉤關系研究為主,包括國家、區(qū)域和行業(yè)等層面。車亮亮等[8]、孫葉飛[9]等分別運用脫鉤理論模型、Kaya恒等式和LMDI因素分解法等,從國家層面分析中國煤炭消費與經(jīng)濟增長的脫鉤關系,發(fā)現(xiàn)大部分地區(qū)的煤炭消費、煤炭利用效率與經(jīng)濟增長已由絕對掛鉤狀態(tài)轉變?yōu)榻^對脫鉤狀態(tài),能源強度和經(jīng)濟發(fā)展是影響GDP與碳排放脫鉤的主要驅動因素;齊紹洲等[10]、蓋美等[11]、張成等[12]、楊嶸等[13]分別從區(qū)域層面分析經(jīng)濟增長與碳排放之間的脫鉤關系,發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟高速增長是導致碳排放增加的重要因素,但隨著經(jīng)濟結構的調(diào)整、能源結構的優(yōu)化、能源利用效率的提高等,能夠有效抑制碳排放效率提升；胡穎等[14]、馮博等[15]、王君華等[16]、田云等[17]分別從建筑業(yè)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)角度分析經(jīng)濟增長與碳排放之間的脫鉤關系,發(fā)現(xiàn)近年來各行業(yè)碳減排均取得一定成效。

自Anselin針對空間因素對環(huán)境經(jīng)濟問題的影響進行研究以來,空間計量方法被廣泛應用到諸如大氣污染等領域[18]。Rupasingha等最先將空間計量方法運用到環(huán)境經(jīng)濟的實證分析中,發(fā)現(xiàn)空間變量的引入可以大大提高模型的精確度[19]?，F(xiàn)階段,空氣污染溢出效應成為研究的熱點。Poon等以二氧化硫和煙塵為研究對象分析中國大氣污染問題,發(fā)現(xiàn)中國省域之間確實存在空間效應[20];許和連等[21]、聶飛等[22]發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染存在空間影響;劉華軍等運用省際面板數(shù)據(jù)進行實證分析,發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染存在空間依賴性[23];馬麗梅等采用空間計量方法,發(fā)現(xiàn)PM10具有空間相關性[24]。

綜上所述,不同學者針對大氣污染排放的研究并未有統(tǒng)一的結論。但總體而言,對全國范圍內(nèi)大氣污染物排放的脫鉤效應進行研究的文獻相對較少,且已有的研究多集中在碳排放影響因素方面。事實上,二氧化硫也是大氣的主要污染物之一。因此,本文試圖綜合運用空間計量方法及脫鉤理論模型對大氣污染物二氧化硫的脫鉤效應及影響因素進行探究,以期與已有研究成果相互驗證,為中國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展提出有效建議。

三、模型與變量

(一)脫鉤理論模型

本文基于Tapio[25]脫鉤理論模型,建立大氣污染物排放與經(jīng)濟增長之間的脫鉤關系模型,如式(1),將脫鉤類型分為8個類別,劃分標準見圖1。

圖1 Tapio脫鉤狀態(tài)分類

其中,當ΔY>0時,強脫鉤為最佳狀態(tài),此時隨著人均GDP的不斷增長,二氧化硫排放呈現(xiàn)下降趨勢,即具有強脫鉤效應;擴張負脫鉤為最差狀態(tài),因為此時人均GDP增長緩慢，而二氧化硫排放大幅提升;其余狀態(tài)為最佳向最差的逐步過渡。同理,當ΔY<0時,衰退脫鉤為最佳狀態(tài),強負脫鉤為最差狀態(tài)。

(1)

(二)空間面板數(shù)據(jù)回歸模型

(2)

本文采取地理距離空間權重矩陣,即這里的元素wij利用經(jīng)緯度計算兩地之間距離平方的倒數(shù)[26],并進行標準化處理,定義式為式(3):

(3)

在考慮使用空間計量方法時,首先需要考察區(qū)域間是否存在空間依賴性,本文采用莫蘭指數(shù)Moran’sI進行檢驗[27],如式(4):

(4)

(5)

本文采用行標準化的莫蘭指數(shù)計算全局空間自相關。若Moran’sI>E(Moran’sI),表明存在正空間自相關;反之Moran’sI

空間計量模型有多種形式,常用的主要有空間自回歸模型(SAR)和空間誤差模型(SEM)。SAR表達式為式(6):

Y=ρWY+Xβ+ε.

(6)

其中,Y為因變量;X為自變量;W為已知的空間權重矩陣;ρ為空間自回歸系數(shù),用來度量空間滯后WY對Y的影響;ε表示隨機誤差向量,一般假設ε～N(0,σ2In).

構建大氣污染影響因素的SAR模型如式(7):

lnS=ρWlnS+β1lnY+β2lnTL+β3lnISA+β4lnPR+ε.

(7)

SEM則是將誤差項的空間滯后項引入經(jīng)典計量模型中,能夠度量相鄰若干地區(qū)間被解釋變量的誤差沖擊對本地區(qū)的影響程度，如式(8):

Y=Xβ+μ,μ=λWμ+ε.

(8)

其中,μ為擾動項;λ為n×1的因變量的空間誤差系數(shù);ε～N(0,σ2In)為正態(tài)分布的隨機誤差向量。

構建大氣污染影響因素的SEM模型如式(9):

lnS=β1lnY+β2lnTL+β3lnISA+β4lnPR+μ,μ=λWμ+ε.

(9)

SAR和SEM模型的解釋變量具有內(nèi)生性,傳統(tǒng)的OLS將不再適用,根據(jù)Anselin的研究,為保證模型估計結果的無偏性和有效性,需要采用極大似然估計(MLE)對模型進行估計[28]。

(三)指標的選取及影響因素模型構建

本研究的時間為2004—2016年,研究對象為中國30個省(市、區(qū))，由于數(shù)據(jù)缺失,剔除了西藏、香港、澳門和臺灣地區(qū)，所用數(shù)據(jù)來源于相應年份的《中國統(tǒng)計年鑒》《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》和各地區(qū)統(tǒng)計年鑒。其中,人均實際GDP以2004年為基期,以消除價格波動的影響；對各指標進行取對數(shù)處理,以消除異方差的影響。具體指標如下,用二氧化硫排放量作為衡量大氣污染程度指標,記為lnS;我國當前粗放型的發(fā)展方式以犧牲環(huán)境為代價換取經(jīng)濟發(fā)展,一個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平可能與污染呈正相關關系,本文選取各省份人均實際GDP作為衡量一個地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的指標,記為lnY;在三大產(chǎn)業(yè)中,第二產(chǎn)業(yè)占的比重越大,對環(huán)境污染越為嚴重,我國正處于產(chǎn)業(yè)結構轉型升級的關鍵時期,產(chǎn)業(yè)結構的合理化和高級化預期會對污染具有抑制作用,本文以30個省份第三產(chǎn)業(yè)與第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值之比表示地區(qū)產(chǎn)業(yè)結構高級化水平,數(shù)值越大,說明該地區(qū)產(chǎn)業(yè)結構越高級,記為lnTL;用各省份三大產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占比與三大產(chǎn)業(yè)人均產(chǎn)值的乘積之和表示地區(qū)產(chǎn)業(yè)結構合理化水平,數(shù)值越大，說明該地區(qū)產(chǎn)業(yè)結構越合理,記為lnISA;用人均廢氣治理費用衡量各地區(qū)對大氣污染的治理投入力度,記為lnPR。

四、實證分析

(一)脫鉤特征分析

利用Tapio脫鉤理論,對我國30個省(市、區(qū))2004—2016年Tapio指數(shù)進行測算,并分區(qū)域討論二氧化硫排放與經(jīng)濟增長之間的脫鉤關系,受篇幅限制,僅展示脫鉤類型。

1.東部各省份二氧化硫排放與經(jīng)濟增長脫鉤關系分析

由表1可知,總體而言,2004—2016年中國東部地區(qū)二氧化硫排放與經(jīng)濟增長之間的脫鉤狀態(tài)較好,以強脫鉤為主。

表1 2004-2016年中國東部各省(市)脫鉤類型

在東部11個省(市)中,僅北京在研究期間一直表現(xiàn)為強脫鉤狀態(tài),說明近些年北京的發(fā)展狀態(tài)合理,既能實現(xiàn)經(jīng)濟的穩(wěn)定增長,又能有序開展大氣污染防治工作,主要與其以發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)為主有關。河北表現(xiàn)出四種脫鉤狀態(tài),經(jīng)歷了弱脫鉤—強脫鉤—擴張負脫鉤—強脫鉤的過程,整體狀態(tài)較為良好,但2011年出現(xiàn)“經(jīng)濟增長緩慢,大氣污染程度加劇”現(xiàn)象,當?shù)卣斜匾詾榻?加強環(huán)境保護力度。天津、廣東脫鉤狀態(tài)一致,在2004—2005年表現(xiàn)為擴張連接,其后皆為強脫鉤,說明天津、廣東由大氣污染與經(jīng)濟發(fā)展水平同步增長轉變?yōu)榻?jīng)濟增長，同時大氣污染物排放量降低,產(chǎn)業(yè)結構得到優(yōu)化。上海、浙江和山東脫鉤趨勢相似,即由弱脫鉤再到強脫鉤,表明這三個省(市)產(chǎn)業(yè)結構趨向合理化,在發(fā)展經(jīng)濟的同時注重節(jié)能減排。江蘇在2004—2005年和2010—2011年表現(xiàn)為弱脫鉤,其余年份均表現(xiàn)為強脫鉤狀態(tài)。福建則依次經(jīng)歷了擴張負脫鉤—弱脫鉤—強脫鉤,具有良好的發(fā)展態(tài)勢,經(jīng)濟處于增長狀態(tài)而大氣污染物有所下降。遼寧、海南兩省二氧化硫排放與經(jīng)濟增長的脫鉤狀態(tài)始終處于不穩(wěn)定趨勢,尤其是海南表現(xiàn)得更為明顯,這兩個省份應該更加兼顧經(jīng)濟發(fā)展與大氣污染治理。

2.中部各省份二氧化硫排放與經(jīng)濟增長脫鉤關系分析

由表2可知,2004—2016年中國中部地區(qū)二氧化硫排放與經(jīng)濟增長之間的脫鉤狀態(tài)共有四種類型(強脫鉤、弱脫鉤、擴張負脫鉤、擴張連接),以強脫鉤為主,說明中部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平穩(wěn)步上升,具體經(jīng)濟狀態(tài)、環(huán)境狀況因各省情況不同而有所差異。

表2 2004-2016年中國中部各省份脫鉤類型

其中,山西、河南、湖北和湖南四個省份二氧化硫排放與經(jīng)濟增長之間脫鉤趨勢基本一致,由初期弱脫鉤狀態(tài)演變?yōu)橹泻笃诘膹娒撱^狀態(tài),不同的是河南和湖北兩省在2010—2011年呈現(xiàn)出弱脫鉤狀態(tài)。吉林、黑龍江、安徽和江西四省脫鉤趨勢基本一致,經(jīng)歷了擴張負脫鉤—弱脫鉤—強脫鉤的發(fā)展過程。不同的是吉林、黑龍江和江西分別在2010—2011年出現(xiàn)了擴張連接、弱脫鉤、弱脫鉤狀態(tài)。值得關注的是,中部地區(qū)多數(shù)省份在2010—2011年表現(xiàn)欠佳,這需要引起各地區(qū)的重視,謹防在經(jīng)濟發(fā)展過程中忽視大氣污染的防治。總之,近年來隨著節(jié)能減排相關政策出臺，以及相關防護措施的應用,我國中部地區(qū)發(fā)展態(tài)勢良好。

3.西部各省份二氧化硫排放與經(jīng)濟增長脫鉤關系分析

由表3可知, 2004—2016年中國西部地區(qū)二氧化硫排放與經(jīng)濟增長之間的脫鉤狀態(tài)雖然呈現(xiàn)出良性發(fā)展態(tài)勢,但整體表現(xiàn)不如東、中部地區(qū),部分區(qū)域如青海、新疆以弱脫鉤為主,并且西南地區(qū)、西北地區(qū)存在明顯不同的脫鉤趨勢。

表3 2004-2016年中國西部各省(市、區(qū))脫鉤類型

其中,西南地區(qū)如廣西、重慶、四川和貴州的脫鉤狀態(tài)基本呈現(xiàn)出由弱脫鉤到強脫鉤的良好趨勢,狀態(tài)比較穩(wěn)定。西北地區(qū)如陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆的二氧化硫排放與經(jīng)濟增長之間的脫鉤類型較多且狀態(tài)不穩(wěn)定。根據(jù)測算結果,寧夏經(jīng)歷了擴張負脫鉤—擴張連接—強脫鉤—擴張負脫鉤—強脫鉤階段,新疆則經(jīng)歷了弱脫鉤—強脫鉤—擴張負脫鉤—弱脫鉤—強脫鉤階段。由此可見,西部地區(qū)大氣污染治理效率比較低下,當?shù)卦诔薪赢a(chǎn)業(yè)轉移,進行產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整時,需要注意合理開采、利用能源,貫徹落實節(jié)能減排政策。

(二)空間面板數(shù)據(jù)回歸分析

為進一步探究二氧化硫排放量的空間關聯(lián)性及影響因素,本文建立空間面板數(shù)據(jù)回歸模型,首先對各省(市、區(qū))間二氧化硫排放量是否具有顯著的空間相關性進行判斷,進而利用空間面板數(shù)據(jù)模型對影響因素進行分析。根據(jù)前文所述,本文采用莫蘭指數(shù)對區(qū)域間空間相關性進行判斷,選取地理距離空間權重矩陣,得到2004—2016年SO2排放量的莫蘭指數(shù)值,如表4所示。

注:表格中數(shù)據(jù)由STATA14.0計算整理得到。

由檢驗結果可知,多數(shù)年份的莫蘭指數(shù)值在5%的水平下顯著為正,表明研究期間我國省域間大氣污染存在較為明顯的正空間相關性,空間集聚特征明顯，大氣污染嚴重地區(qū)與大氣污染嚴重地區(qū)集聚在一起，大氣污染程度較輕的地區(qū)與大大氣污染程度較輕的地區(qū)集聚在一起。從莫蘭指數(shù)變化趨勢來看,自2010年起,莫蘭指數(shù)值整體呈上升趨勢,顯著性明顯提高,說明中國省域間空氣污染的空間相關性逐年遞增。因此,本文建立空間計量經(jīng)濟模型分析中國省域大氣污染狀況是合理的。

首先進行豪斯曼檢驗,結果顯示豪斯曼統(tǒng)計量為-4.34,接受隨機效應的原假設；進而分別構建SAR和SEM這兩種空間計量模型,檢驗結果如表5所示。

由檢驗結果可知,SAR模型的空間滯后項系數(shù)ρ和SEM模型的空間滯后項系數(shù)λ均通過了1%的顯著性水平檢驗。但對比兩個模型的對數(shù)似然值LogL發(fā)現(xiàn)空間誤差模型更為合理,因此選取SEM模型對本文的解釋變量進行分析。

表5 空間面板數(shù)據(jù)回歸參數(shù)值

注:表格中數(shù)據(jù)由STATA14.0整理而得,***、**、*分別表示在1%、5%和10%的顯著性水平下通過檢驗;括號內(nèi)為t統(tǒng)計量。

研究發(fā)現(xiàn),人均實際GDP對大氣污染物二氧化硫排放具有顯著的提升效果。其彈性系數(shù)為0.460 5,且通過了1%的顯著性檢驗,人均實際GDP每增長1%,二氧化硫排放量增加約0.46%.這表明當前中國經(jīng)濟快速增長的同時,大氣污染問題并未得到有效治理,反而變得更為嚴重。當前我國經(jīng)濟增長仍然以第二產(chǎn)業(yè)為主,粗放的經(jīng)濟發(fā)展方式還沒有完成轉變。產(chǎn)業(yè)結構高級化水平lnTL對大氣污染排放產(chǎn)生顯著抑制作用,且在1%的水平上顯著,lnTL每增長1%,二氧化硫排放量降低約0.20%,說明中國的產(chǎn)業(yè)結構從污染較為嚴重的第二產(chǎn)業(yè)向高附加值的第三產(chǎn)業(yè)轉變的過程中，有效減少了大氣污染物二氧化硫的排放。從系數(shù)值大小來看,雖然中國產(chǎn)業(yè)結構高級化在一定程度上達到了減少污染的作用,但整體而言第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值相比依然較小,存在進一步提升的空間。產(chǎn)業(yè)結構合理化水平lnISA對大氣污染物二氧化硫排放產(chǎn)生更大的抑制作用,其彈性系數(shù)為-0.442 8,且通過了1%的顯著性水平檢驗,表明我國產(chǎn)業(yè)結構合理化已達到一定程度的發(fā)展,各省(市、區(qū))產(chǎn)業(yè)結構合理化水平逐漸提高。人均廢氣治理費用lnPR對二氧化硫排放具有顯著的促進作用,這可能與資金分配不合理且資金使用效率低下有關,應該在加大污染治理投資費用的同時,提高資金的使用效率,從而達到有效治理大氣污染的效果。

五、結論與建議

本文通過構建Tapio脫鉤模型研究發(fā)現(xiàn)，近年來中國二氧化硫排放與經(jīng)濟增長之間以強脫鉤狀態(tài)為主,說明國家在發(fā)展經(jīng)濟的同時,并沒有忽略環(huán)境污染治理。通過分區(qū)域研究發(fā)現(xiàn),大氣污染物排放與經(jīng)濟增長之間的脫鉤關系存在明顯的區(qū)域差異性。東部地區(qū)、中部地區(qū)各省(市、區(qū))以強脫鉤狀態(tài)為主,即經(jīng)濟不斷增長的同時,二氧化硫排放量不斷下降,發(fā)展狀態(tài)處于優(yōu)良態(tài)勢,而西部地區(qū)脫鉤狀態(tài)不穩(wěn)定、脫鉤種類比較多。通過空間計量模型分析,人均GDP和人均廢氣治理費用對二氧化硫排放產(chǎn)生促進作用,產(chǎn)業(yè)結構高級化和產(chǎn)業(yè)結構合理化能有效減少二氧化硫的排放量。

基于以上結論,本文提出相關建議。首先,中國各省(市、區(qū))應繼續(xù)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構,不斷向合理化、高級化轉變。產(chǎn)業(yè)結構不斷優(yōu)化會促進各省份經(jīng)濟增長,抑制環(huán)境污染物增加;同時,合理的環(huán)境規(guī)制可以更加有效地降低大氣污染物排放量,各省(市、區(qū))在制定發(fā)展政策時,要針對重點產(chǎn)業(yè)建立嚴格的管理機制,時刻牢記“綠水青山就是金山銀山”。其次,大氣污染物排放具有正向空間效應,各省(市、區(qū))在制定發(fā)展政策時,應將鄰近省(市、區(qū))納入考慮范圍;發(fā)達地區(qū)在發(fā)展過程中,嚴禁將污染較為嚴重的產(chǎn)業(yè)向鄰近地區(qū)轉移;經(jīng)濟發(fā)展較為落后的地區(qū)在引進產(chǎn)業(yè)時,要統(tǒng)籌兼顧,通過頒發(fā)政策等方式對性價比較低的產(chǎn)業(yè)加以規(guī)制,通過技術創(chuàng)新、升級等手段對污染物排放量較大的產(chǎn)業(yè)加以改造,避免自身成為“污染天堂”。最后,各省(市、區(qū))要因地制宜,分階段、分區(qū)域發(fā)展經(jīng)濟及治理環(huán)境污染問題。