产业结构、城市化与雾霾污染

冷艳丽，杜思正

(南开大学经济学院，天津 300071)

1 引言

随着工业化和城市化进程的推进，中国的资源利用率、全要素生产率以及居民生活质量都得到了显著提高。但与城市化、工业化相伴随的环境问题也日益严峻，尤其是近年来时常出现的雾霾天气，其影响范围甚广，严重威胁着人们的日常生活和健康。通过观测Donkelaar 等制作的PM2.5全球地图，可以发现中国的雾霾天气主要集中在华北、华中和华东地区，涵盖了京津冀、长三角、珠三角三大区域［1］。与空气质量较好的地区相比，雾霾重污染区域的城市化水平相对较高，城市规模和人口密度较大，城市生活垃圾污染和交通尾气排放也较多。并且，这些区域也是中国工业尤其是重工业的集聚地，工业废气排放较多。这些因素都可能会加剧当地的空气污染程度，一旦超过大气自身的净化能力，就可能会导致雾霾天气的出现。

2 文献综述

本文的文献综述主要从产业结构和城市化对环境污染的影响两方面展开。关于产业结构对环境污染的影响主要有三种观点:一是产业结构对环境污染有影响，第二产业尤其是工业产值占比与环境污染正相关，第三产业产值占比与环境污染负相关［2］。二是产业结构与环境污染呈倒“U”型关系［3］，但Brajer 等对此表示质疑，认为污染形式选择的不同对产业结构与环境污染的关系具有重要影响，二者之间的倒“U”型关系并不一定成立［4］。三是产业结构对环境污染的影响不显著，一方面，第三产业中的生产服务业是经济附加值高、环境污染低的行业，正是这个行业的滞后发展，才使得第三产业降低环境污染的效应没有突显出来［5］;另一方面，中国的工业化尚未完成，当前的产业结构升级主要表现为第二产业的比重不断上升，对于减轻中国中、东部地区环境污染程度的作用有限［6］。在城市化与环境污染的关系方面，国内外的学者也有三种看法:一是城市化进程的推进会导致环境污染［7-8］。二是城市化与环境污染之间呈现非线性相关关系［9-10］。三是城市化并不必然会导致环境污染［11-13］。

上述研究在一定程度上加深了我们对产业结构、城市化和环境污染三者之间关系的认识，但还有诸多问题尚待进一步深化研究。

3 模型设定与估计方法

3.1 模型设定

为了检验雾霾污染与产业结构、城市化之间的关系，本文构建如下计量模型:

其中，i 表示省份，t 表示年份，WMWRit表示雾霾污染，URBAit代表城市化水平，STRUit代表产业结构，STRUit* URBAit表示产业结构与城市化水平的交互项，Cit是相应的控制变量，φi为省份个体效应，εit反映了各省份特定因素的影响，为随机误差项。

对模型(1)的变量设定与解释如下:

被解释变量:WMWR。在雾霾污染方面，本文借鉴Donkelaar 等的研究用PM2.5的年均人口加权浓度来表征各省(市、自治区)的污染程度。

核心解释变量:①城市化水平。改革开放以来，伴随着经济的持续快速增长，中国的城市化和工业化不可避免地带来了环境污染问题，近期频繁出现的雾霾污染在一定程度上印证了这一点。本文用非农产业人口占总人口的比重来衡量城市化水平。②产业结构。产业结构的调整会对环境污染产生影响，中国的工业生产主要依赖煤炭等资源，化工、冶金和发电等行业排放出的污染物都是形成雾霾天气的主要原因。本文选择工业产业产值占地区生产总值的比重来衡量中国的产业结构水平。③城市化水平与产业结构的交互项。该指标主要用来考察城市化水平是加强还是削弱了产业结构对雾霾污染的影响以及产业结构是加强还是削弱了城市化水平对雾霾污染的影响。

控制变量:①地区生产总值。一个地区的经济规模越大，需要投入的资源就越多，污染物的排放也就会越多，可能会恶化环境问题;同时，经济发展水平越高的地区，政府也有充足的资金来加大对环境污染的治理力度，使环境污染问题得到改善。②金融危机的虚拟变量。2008 年爆发的金融危机波及中国，中国的经济也受到了一定程度的影响。为了维持经济的持续稳定增长，政府出台了一系列的政策以扩大投资，这也会对环境产生一定的影响。因此，本文把2008 年设定为虚拟变量以控制金融危机对环境的影响，其中，把2008 年设置为1，其他年份则设为0。③贸易开放度。国际贸易的快速发展，一方面可以通过促进一个地区的经济增长而使其有增加环保投入的能力，从而在一定程度上改善环境污染问题。另一方面，国际贸易的出口产品主要是在国内生产，其消耗能源所排放的污染物会加剧本国的环境污染程度。本文用出口总额与地区生产总值的比值来衡量各地区的贸易开放程度。④能源消费。中国的产业结构现状是能耗高的第二产业所占比重依然较高，“丰煤少油”的资源禀赋决定了中国的能源消费是以煤炭为主的低质型消费结构，从而加大了中国环境的压力。能源消费总量包括原煤和原油及其制品、天然气、电力等的消费，统一折算为标准煤(单位:万吨标准煤)。⑤人力资本。人力资本存量较高地区的劳动力往往具有较高的受教育水平和技术水平，技术研发投入也相对较多，从而有利于该地区环境问题的解决。根据陈钊等［14］相关文献的处理方法，用地区受教育水平与地区总人口的比值来衡量人力资本状况。

3.2 数据说明

考虑到数据的可得性与一致性，本文选取2001—2010 年中国30 个省(市、自治区) (重庆市的数据并入到四川省处理，不包括港、澳、台地区)为研究对象。对于文中涉及价值形态的数据，均以2001 年为基期并采用相应的指数剔除了价格因素的影响。除PM2.5数据之外，其他数据来源于《中国统计年鉴》、 《中国环境统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》以及Wind 数据库。

4 实证检验与结果分析

为了判定各变量之间是否存在着严重的多重共线性问题，需要计算各主要变量之间的相关系数，具体结果如表1 所示。由表1 可知，除了交互项STRU × URBA 和变量OPEN 的相关系数达到0.674 以外，其余变量之间的相关系数均低于0.66。虽然交互项STRU×URBA 和URBA 的相关系数高达0.87，但二者并不会同时出现在模型中，因此不存在多重共线性的问题。通过进一步计算各变量的方差膨胀因子值(VIF)可以发现，模型的膨胀因子平均值为1.72，小于经验值2，而最大值为2.05，也远小于经验值10，因此也可以判定模型不存在严重的多重共线性问题。对于可能存在的异方差问题，本文通过对方差较大的变量取其自然对数的形式，从源头上消除异方差对模型的干扰，从而使结论更加可靠。

表1 相关系数矩阵

本文数据类型为面板数据，而面板数据模型的检验方法有混合效应、随机效应以及固定效应三种。对于混合效应模型与随机效应模型，LM 检验在1%的显著性水平上拒绝了采用混合效应模型的原假设，而对于随机效应模型与固定效应模型，Hausman 检验在1%的水平上拒绝了采用随机效应模型的原假设。因此，本文建立固定效应模型进行回归分析。

4.1 全样本回归结果

表2 全样本回归结果

续表2

4.2 分地区回归结果

由于各省(市、自治区)的经济发展水平与地理位置存在差异，为了分析产业结构和城市化对雾霾污染的影响，本文进一步分地区进行估计和检验。根据LM 检验和Hausman 检验的结果，分地区估计仍然采用个体固定效应模型。本文将中国30 个省(市、自治区)分为沿海地区和内陆地区两部分，各地区具体回归结果如表3 所示。由表3 可知，分地区模型中产业结构和城市化对雾霾污染的正向影响与全样本模型基本一致，再次验证了产业结构和城市化对雾霾污染的正向作用是稳健的。需要注意的是，内陆地区的城市化水平对雾霾污染的影响为正，但不显著，这可能是因为内陆地区的城市化水平相对较低，对雾霾污染的正向作用有限，进而使得产业结构和城市化的交互项对雾霾污染的正向影响也不显著。从各地区产业结构和城市化对雾霾污染影响系数的大小来看，沿海地区产业结构和城市化对雾霾污染的正向影响均较大，说明产业结构和城市化对雾霾污染的影响存在着区域差异，可能的原因是沿海地区的工业化水平和城市化水平相对于内陆地区均较高，使得沿海地区产业结构和城市化以及二者的交互项对雾霾污染均具有较大的正向作用。此外，其余各控制变量系数符号和显著性与全样本检验结果基本一致，此处不再详述。

表3 分地区回归结果

续表3

4.3 稳健性检验

模型的估计过程可能存在着潜在的内生性问题，从而导致回归结果出现较大的偏差，影响估计结果的稳健性。本文所建立的固定效应模型虽然在一定程度上控制了由于遗漏解释变量而引起的内生性问题对估计结果的影响，但却无法避免因解释变量与被解释变量之间的双向因果关系而引致的内生性问题所产生的影响。为了规避内生性问题可能导致的估计结果偏误，本文将产业结构(STRU)、地区生产总值 (LGDP)和交互项(STRU×URBA)均滞后一期重新进行回归估计，以检验模型的稳健性，具体结果如表4 所示。从检验结果来看，各变量估计系数的作用方向与显著性水平基本不变，从而证明本文的结论是稳健的。

表4 稳健性检验

5 结论与启示

第一，产业结构与雾霾污染呈正相关关系，即工业占地区生产总值比重的增加会加剧雾霾污染程度。因此，应加快对产业结构的调整优化，利用高新技术对传统产业进行改造，促进低碳和清洁生产。

第二，城市化对雾霾污染有正向影响，说明中国的城市化和工业化发展会在一定程度上加大中国的环境压力。鉴于此，要协调好城市发展规划和环境保护之间的关系，在大力推进城镇化进程的同时，要加大对雾霾污染的治理投入，以实现城镇化与环境保护之间的良性协调发展。

第三，沿海地区产业结构和城市化以及二者的交互项对雾霾污染的正向影响均大于内陆地区，说明产业结构和城市化对雾霾污染的影响存在着区域差异。因此，我们在治理环境污染的过程中要注意这一区域差异特征，尤其是沿海发达地区，要承担起应有的责任。同时，要平衡好各地区的产业布局和城市发展规划，实现区域协调发展。

第四，通过进一步的检验本文发现，城市化水平越高，产业结构对雾霾污染的影响越大;产业结构越不合理，城市化对雾霾污染的影响也越大。地区生产总值与雾霾污染显著负相关，金融危机虚拟变量和贸易开放度与雾霾污染显著正相关。能源消费和人力资本对雾霾污染的影响不显著。良好的生态环境是人类生存和可持续发展的必要条件，因此，要正确处理好经济社会发展和环境保护的关系，既要考虑经济和社会发展的需要，也要顾及环境和资源的承载能力，以实现经济、社会和环境的协调发展。

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