西部地区环境污染的结构性成因及其影响研究——基于2005-2012省级面板数据的检验

高峰 俞树毅

（兰州大学经济学院 甘肃兰州 730000）

西部地区环境污染的结构性成因及其影响研究
——基于2005-2012省级面板数据的检验

高峰 俞树毅

（兰州大学经济学院 甘肃兰州 730000）

利用2005-2012年省级面板数据，采用熵权法计算环境污染综合指数，分析了西部地区经济增长与环境污染的关系，并从结构性影响因素的角度，选取了对外开放程度、投资结构、产业结构和城乡结构等因素对环境污染的综合影响。结果表明，西部地区人均GDP与环境污染综合指数之间满足EKC假定，且已超过拐点进入下降通道，即经济发展会逐步降低其环境代价；工业化进程对西部地区环境污染问题的解决有积极作用，对外开放程度、国有投资比重和城镇化进程则有消极影响。与全国相比较，产业结构、投资结构对于西部地区环境污染问题的影响更为突出。

西部地区；环境污染；结构性成因

一、引言

“十一五”以来我国西部地区各省市区的地区总产值持续保持高于10%的增长速度，普遍超过东部、高于全国水平，在经济快速发展的同时，西部地区资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统恶化等问题进一步凸显。与此同时，西部地区对外贸易规模较小、国有大型企业比重较大、工业整体上以资源消耗型为主，城镇化水平相对较低，这些结构性因素也制约了西部地区的社会经济与生态协调可持续发展。

对于经济增长对环境污染的影响，Grossman 和 Krueger提出了国民收入与环境污染之间存在倒U型曲线关系，环境污染在经济发展初期快于经济增长，而在经济增长到一定程度，环境污染将慢于经济增长的速度，即环境库兹涅茨曲线(Environmental Kuznets Curve,EKC)关系[1]。对于我国经济增长与环境污染之间的关系，很多学者以验证EKC假设进行了大量的研究，但是结论因实证方法和研究指标的选取而有显著差别[2-3]。从区域比较的视角，蔡昉等[4-5]用不同污染指标研究显示东部地区和中西部地区的环境库茨涅茨曲线存在较大的异质性，高红霞等[6]对拐点的预测得出我国的区域拐点到来时间存在很大差异，反映了我国区域发展的不平衡性；宋涛等的研究显示我国环境污染指标随收入变化存在明显的地区差异，发达地区往往先出现结构转变点，此后环境污染随人均收入变化好转，其次是中等收入地区，最后是较落后的西部地区[7]。

此外，学者们从外商直接投资、经济结构、贸易、技术、环境规制等多个维度，探讨了各类EKC的形成机制。就FDI对东道国或地区环境的影响，存在“污染避难所”假说（Eskelan和Harrison[8]，Cole 和Elliott[9]）和“污染光环”效应（Cole，Elliott 和Strobl[10]）两种不同结论。许和连[11]等认为从整体上来说“污染天堂”假说在中国并不成立，而陈建国等[12]的研究显示我国的东部和中部地区存在“污染光环”效应，而西部地区则符合“污染避难所”假说。牛海鹏等[13]认为随着经济结构的改善，污染排放呈现逐渐下降的趋势。高静和黄繁华[14]、胡亮和潘厉[15]等认为贸易使发达国家环境质量好转而发展中国家环境质量更进一步恶化。周国富等[16]认为技术进步有效地抑制污染的排放量和增长速度，张成等[17]的研究则表明在东部，环境规制强度和企业生产技术进步之间呈现U型关系，在西部地区则尚未形成在统计意义上显著的U型关系。

总体来看，现有对于西部省份经济增长与环境污染的研究，对EKC曲线进行了较多的分析，除GDP之外主要讨论外商直接投资的影响，事实上，西部地区FDI的比重非常小，单纯讨论外商直接投资总额并不能全面反映西部地区投资结构对环境污染的影响机制。其次，现有文献主要选取二氧化硫、二氧化碳等气体排放物或“三废”排放作为环境污染的衡量指标，由于污染指标选取的不同导致研究结果的差异，在一定程度上降低了模型的解释能力，环境污染是众多污染综合作用的结果，因此不能仅依靠单一、具体的污染指标，而需要一个综合、全面的环境指数来衡量。最后，在研究中除了考虑经济发展水平之外，研究区域的经济结构特点对环境的影响也非常关键，已有的文献在研究中通常考虑贸易、技术等单一变量，较少考虑地区对外开放程度、产业结构、投资结构和城乡结构等结构性因素对环境污染的综合影响，以上不足为本文的研究提供了空间。

二、模型及数据

研究环境污染问题和社会经济发展的关系，一般采用在环境库兹涅茨曲线检验的基础上，引入特定因素来考察其对环境污染的影响程度及方向。基于之前学者的研究，本文以公式（1）所示模型为基础：

式中：i代表地区，t表示时间，Eit为环境质量指标，用人均污染物排放量表示，γi为各省市区的截距，θt为各时间的截距，X为收入水平，R为影响环境污染的其他变量，ε为随机误差项。

本文需要分析西部地区结构性因素与环境污染的关系，并通过西部与全国的对比讨论结构性因素对环境治理的作用机制，因此需要将R进一步具体化，Ro代表对外开放程度，Rn代表投资结构，Rs代表产业结构，Rc代表城乡结构，公式（1）将变形为：

本文选取2005-2012年全国除港澳台之外的31个省市区作为样本，相关原始数据主要来源于2006-2013年《中国统计年鉴》及各省份的统计年鉴。

公式（2）中的因变量为环境质量数据。本文选取废水排放总量、废水中化学需氧量排放量、废水中氨氮排放量、废气中二氧化硫排放量、废气中氮氧化物排放量、固体废物产生量等六类环境污染指标，采用熵权法计算环境污染综合指数，以期更为全面地反映各地区环境质量状况。熵权法具体测算过程如下(熵权法计算环境污染综合指数的结构见表1)：

（1）对原始数据做标准化处理：

其中，Xij表示第i省份的第 j个指标的取值，（i=1,2,……m,j=1,2,……,n)。

表1 2005-2012年31个省份环境污染综合指数

（2）对标准化数据进行坐标平移：

（3）计算第i省份的第j个指标的权重：

（4）计算第j个指标的熵值以及变异系数：

（5）计算第j个指标的权重：

（6）计算综合评价指数：

公式（2）中的自变量为经济增长和结构性因素的数据。关于经济增长，选用人均地区生产总值衡量，为剔除物价水平变动的影响，各年人均地区生产总值均以2005年为基期修正；产业结构，选用工业总产值与地区生产总值的比值来衡量；投资结构，选用国有及国有控股企业的产值与总产值之比来衡量，不同来源的投资在我国聚集的产业有明显的差异，不同产业的污染特点也有所不同，尤其在西部地区，国有投资比重较大与其重化工业为主的工业结构是紧密相关的；对外开放程度，选用进出口贸易总额与地区生产总值之比来衡量，为剔除国际汇率变动的影响，对该比值进行标准化处理，如公式（10）所示，得到对外开放度指数；城乡结构，选用城镇人口占总人口比重来衡量。具体指标数据见表2。

三、实证分析

（一）数据检验及模型选择

面板数据是由时间序列数据和横截面数据混合而成，存在用非平稳时间序列建立回归模型极有可能产生的“伪回归”问题。因此，回归前必须对面板数据进行单位根检验和协整检验。为了消除变量之间可能存在的异方差，并进一步增强面板数据的平稳性，本文将所有变量都进行对数化处理。如表3所示，在水平值情况下，较多变量接受“存在单位根”的原假设，为非平稳数据，但是所有指标的一阶差分均通过检验，即均为一阶单整变量，符合协整检验的要求。

表2 样本数据变量的统计描述

如表4所示，面板数据的协整检验在1%显著水平下拒绝“不存在协整关系”的原假设，所以，lnE 与lnPGDP、(lnPGDP)2、lnRo、lnRn、lnRs、lnRc存在长期、稳定的均衡关系。

对于面板数据的回归分析，有固定效应（fixed-effects）模型和随机效应（random-effects）模型这两种模型，需通过Hausman检验进行选择。如表5所示，lnE与lnPGDP、(lnPGDP)2、lnRo、lnRn、lnRs、lnRc的回归模型选择检验，均拒绝“随机效应”的原假设，故选择固定效应模型。

（二）实证分析结果

根据上述面板数据的检验以及模型选择的结果，本文选择固定效应模型。由于采用的截面数据涉及31个省市区，各地区的社会经济发展水平和环境污染程度有较大差异，本文采用广义最小二乘法，且横截面样本单位大于时间序列单位，采用变截距模型对该面板数据进行回归分析。回归结果见表6，其中栏目（1）为全国和西部的人均GDP与环境综合指数的二次项回归结果，即环境库兹涅茨曲线，栏目（2）为纳入了各种结构性因素的回归结果，综合反映了全国与西部地区环境质量的影响因素及其影响方向及程度。

从西部地区与全国回归结果的比较来看，二者的环境库兹涅兹倒U曲线大体一致，且在纳入各结构性因素变量之后，拐点值均有所增加。各结构性因素对环境污染影响的方向也都相同，但是具体的影响程度有较大差异，从中也体现了西部地区与全国在社会经济发展水平上的不同以及由此形成的对环境污染问题影响的差异。具体如下：

1.经济增长水平。西部地区的人均GDP与环境污染综合指数之间存在显著的环境库兹涅兹倒U曲线关系，在不考虑其他因素的条件下，拐点出现在人均GDP达到11405.87元时，在纳入各结构性因素变量之后，拐点值增长为13704.49元，2012年西部地区12个省份人均GDP均已超过该拐点，因此，西部地区的环境污染问题将随经济的进一步增长而有所改善。

2.对外开放程度。西部地区对外开放程度与环境污染综合指数存在正向关系，即粗放的对外贸易模式在促进当地经济增长的同时对环境产生了不良影响。对于经济欠发达的经济体，一般而言其出口产品主要是资源、能源以及初级加工产品，产品附加值低，对资源环境的依赖程度高，因此，贸易开放虽然短期内增加了国内收入，促进了经济增长，但同时也造成了较为严重的环境问题。我国的对外贸易从整体上仍以对资源环境压力较大的初级产品为主，以资源消耗、环境污染为代价。由于西部地区的对外开放程度较低，就对环境污染的影响程度来看，西部远远小于全国，弹性系数近20倍之差。

表3 单位根检验结果

3.投资结构。西部地区国有及国有控股企业产值占总产值的比重和环境污染综合指数呈同方向变动，即国有投资比重越大，环境污染问题越严重。具体而言，西部地区国有投资比重每产生1%的增加幅度，环境污染综合指数则增加0.073%，而全国仅增加0.035%，约为西部的二分之一。国有投资的增加带来环境污染的加重，与国有投资集中的产业其环境污染特点有关。国有投资集中的产业主要为能源产业以及资源密集型产业，这些产业的环境污染强度相对较高。而在西部地区，国有投资比重较大与其资源消耗型为主的工业结构更是紧密相关的，2012年，除重庆、四川、广西三个省市区之外，西部地区其他省份的国有投资比重均超过50%，最高的甘肃省达到92%。因此，对于国有大型工业企业的环境监控与治理，是西部地区环境治理应该关注的重要方向。

4.产业结构。西部地区的环境污染综合指数随着工业总产值占地区生产总值比重的增加呈下降趋势，因此，西部地区的工业化进程有益于当地环境问题的改善。一般而言，在工业化初期，工业化速度的提升会带来资源的过度开发以及废弃物排放量的剧增，而在工业化后期，工业化进程将对环境质量产生积极影响。具体而言，西部地区工业总产值与GDP的比值每产生1%的增加幅度，环境污染综合指数则下降0.099%，而全国仅下降0.027%，约为西部的四分之一，说明与全国整体水平相比，西部地区的工业化进程对环境问题的促进作用更为突出。

表4 Kao协整检验结果

表5 Hausman检验结果

表6 固定效应回归结果

5.城乡结构。西部地区城镇人口占总人口比重与环境污染综合指数为同方向变动关系，即按照已有的城镇化模式，城镇化进程将进一步加剧环境污染。基于国际经验，城镇化大致呈“S”型曲线变化的三个阶段：发展缓慢的初始阶段、快速上升的加速阶段、增速趋缓的停滞阶段。其中，加速阶段的起点为14.37%-18.63%，终点为53.63%-69.48%，在城镇化加速阶段环境污染将会加剧[18]。2012年，西部地区城镇化率最低的是西藏，为22.75%，最高的为内蒙古，为57.74%，可以认为已全面进入城镇化加速阶段。从城镇化进程对环境的影响来看，西部地区与全国的差异并不明显，均反映出按照现有的城镇化模式，伴随着城镇化率的增加，环境污染问题将进一步加剧，但西部地区的问题相对更为突出。

四、结论及建议

本文采用2005-2012年31个省级地区的样本，选取了废水排放总量、废水中化学需氧量排放量、废水中氨氮排放量、废气中二氧化硫排放量、废气中氮氧化物排放量、固体废物产生量等六类环境污染指标，采用熵权法计算环境污染综合指数，分析了西部地区经济增长与环境污染的关系。结果表明，人均GDP与环境污染综合指数之间满足EKC假定，且已超过拐点进入下降通道，即经济发展会逐步降低其环境代价。与此同时，基于结构性影响因素的角度，本文选取了对外开放程度、投资结构、产业结构和城乡结构，分析了结构性因素与环境污染的关系。结果表明，工业化进程对西部地区环境污染问题有积极作用，对外开放程度、国有投资比重和城镇化进程有消极影响。从与全国的对比来看，产业结构、投资结构对于西部地区环境污染问题的影响更为突出。

因此，在新一轮西部大开发中，协调推进西部地区经济发展和生态文明建设，应着重以下几个方面：一是进一步加快西部地区产业结构调整和新型城镇化进程。要推动西部地区工业化和城镇化的良性互动，推进产业结构调整和转型升级，积极构筑优势互补、合理分工的城镇产业发展格局，增强城镇综合承载能力和可持续发展能力。二是加大对西部地区资源消耗型国有大型工业企业的环境监管和治理。要深化资源和资源型产品的价格和税费改革，建立合理的环境补偿机制，引导大型国有企业做好节能减排的示范作用。三是在保护环境和可持续发展的大前提下，西部地区要把握国家建设“两带一路”战略机遇，进一步改善地区投资环境，以国际市场为导向，大力发展具有西部区域特色的对外经济贸易。

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A Study on the Structural Factors’Effects on Environmental Pollution in China’s Western Regions -Based on the provincial panel data from 2005 to 2012

Gao Feng Yu Shu-yi
(School of Economics,Lanzhou University,Lanzhou,Gansu 730000)

The relationship has been analyzed between economic growth and environmental pollution in China’s western regions by utilizing the provincial panel data from 2005 to 2012,and applying entropy-right method to calculate the pollution index.Some of structural factors,such like open degree,investment structure,industrial structure and urban-rural structure,were chosen to study their effects on environmental pollution,and the results showed that the relationship between the GDP per capita and the pollution index of the western regions meets EKC Hypothesis, it means that economic growth gradually reduces its environmental costs.Industrialization plays an active role in the resolution of environmental problems in the western regions,but openness,government investment and urbanization have a negative effect on environmental pollution.Compared with other regions in China,the effects of industrial structure,investment structure on environmental pollution are more prominent in the western regions.

the western regions;environmental pollution;structural factors

X820.3

A

1005-5738(2014)04-048-07

[责任编辑：周晓艳]

2014-09-20

2012年度甘肃省社会科学规划重大招标项目“甘肃省建设全国重要生态安全屏障研究”阶段性成果，项目号：12ZD09

高峰，男，汉族，甘肃静宁人，兰州大学经济学院博士研究生，浙江理工大学讲师，主要研究方向为区域环境治