安徽省产业结构与环境污染的灰色关联分析

骆 勇,尹宗成

安徽农业大学经济管理学院,安徽合肥，230036

安徽省产业结构与环境污染的灰色关联分析

骆 勇,尹宗成

安徽农业大学经济管理学院,安徽合肥，230036

运用灰色关联分析法，分别以废水、废气和固废排放总量作为母序列，三大产业及相关行业所占GDP百分比作为比较序列，对安徽省产业结构与环境污染的关系进行分析。结果表明：安徽省目前对环境影响最大的为第二产业，其次是第一产业，最后为第三产业；而在相关行业中，第二产业中的工业企业对环境的影响最大，第三产业中的交通运输、水利、环境和公共设施管理业、文化、体育和娱乐业等行业对环境也有一定的影响。

灰色关联分析；安徽省；产业结构；环境污染

生态环境是人类生存和发展必不可少的前提条件，也是经济系统良性运行的基础。生态环境问题的发生主要是由于人类在长期的生产和生活等社会活动中造成的生态环境破坏，这种破坏又反作用于人类社会。从本质上来说,是经济发展与环境保护、人与自然两大关系的失调；而环境作为在经济发展中所必须具备的一种资源，具有资源普遍存在的特性——稀缺性。根据安徽省统计年鉴，近年来，随着经济的日益增长，安徽省环境问题也日益严重，其中废水排放量从2005年的15.66亿吨增加到2012年的25.42亿吨，增长了62.23%；废气排放量从2005年的1.8亿吨增长到2012年的3.8亿吨，增长了111.11%；固废从2005年的0.42亿吨增长到2012年的1.2亿吨，增长了185.71%[1]。这些污染物的增加势必导致环境的恶化，从安徽省多个地区出现的雾霾天气可以看出，环境污染对经济发展已经造成了一定的影响。本文采用灰色关联分析方法研究安徽省产业结构与环境污染之间的关系，为改善安徽省生态环境，使经济与环境和谐发展提供参考。

1 文献回顾

对于产业结构与环境污染的关系，国内外已有较多的研究。米勒和布莱尔对有关行业活动中的污染物排放量和能源投入进行了定量分析，发现不同行业能源投入和污染排放比不同[2]；格鲁斯曼和克鲁格等人研究发现，产业结构升级是最终改善环境的最佳途径[3]。而在国内也有很多学者通过加入各种控制变量，从不同的视角研究了影响环境质量的因素。周景博以北京市为例，分析了三大产业对环境的影响[4]；李文君等人的研究发现，只有通过产业结构升级和优化，才可以协调经济发展和环境污染之间的关系[5]；蔡守秋等解释了循环经济的特征,这个特征在环境保护上则表现为污染物的低排放或者零排放,同时把资源综合利用、清洁生产和可持续消费等融为一个有机体[6]；王青等通过计量模型研究发现，不同的产业对环境的影响不同，其中第二产业是排放污染物最多的产业[7],同时李健也认为第二产业是影响地区碳排放的主要因素[8]；王瑞鹏等的研究发现，不仅产业结构与环境污染之间存在着长期均衡关系，而且城市化也与环境污染之间存在长期均衡关系[9]；闫兰玲认为，第三产业发展平稳性不足，比重偏低，部分产业或行业仍对环境的污染产生着重要影响[10]。

综上所述，产业结构与环境污染两者之间存在着长期的相互关联性，不同产业和行业能源的投入量和污染物排出量的排放比不同,在三大产业对环境的影响中第二产业排放的污染物最多；同时，第三产业所占GDP比重以及其内部结构优劣对环境也有重要的影响。产业结构升级，发展循环经济是改善生态环境的有效手段。因此，有必要对安徽省产业结构对环境污染的影响进行实证研究。虽然目前很多学者的研究表明产业结构与环境污染的关系存在长期的关联性，但是多数只是研究三大产业或者某一产业对环境造成的影响，没有具体到第二产业和第三产业中的相关行业。另外，产业结构对环境污染的影响其他省市都有相关的研究，他们是基于各省市经济发展以及产业结构的不同进行的，安徽省在这方面的研究还很少。为此，本文主要研究具体哪些产业和行业是影响环境的主要因素,从而有针对性地提出一些合理化建议。

2 灰色关联度分析方法

计量经济模型有很多，如回归分析和方差分析，它们都需要大量的样本数据来支撑整个分析过程，然而，环境生态系统所包含的信息并不完整，它在产业发展过程中与很多变量存在着密切的关联，如各产业结构比重、消费的能源种类以及技术水平的高低等。这些变量共同作用的结果决定了整个环境生态系统的发展状况，因此上述计量经济模型不能很好地研究产业结构与环境污染之间的关系。而灰色关联分析方法则不需要大量的样本数据，只是通过分析各变量之间变化速率和变化的相近程度，以反映出系统和变量之间的关系；同时可以发现引起系统变动的主要变量和次要变量，从而发现哪些产业或行业对环境的影响比较大。

2.1 母序列和比较序列的确定

设母序列为Xi={Xi(t)}，比较序列为Yj={Yj(t) }，其中，i表示母序列中的相关指标，j表示比较序列中的相关指标，t表示时间。

2.2 指标数据的无量纲化

在分析过程中，不同的原始数据可能具有不同的数量级，这样就不能把这些数据放在一起相互比较分析。为了消除这种影响，需要对指标数据进行无量纲化处理，本文采用直线型无量纲化法中的比重方法对原始数据进行预处理，可得以下关系式：

(1)

2.3 灰色关联度的计算

可得灰色绝对关联度：

(2)

={X″i(1),X″i(2),…,X″i(t)}

由

则可得灰色相对关联度为:

(3)

(3)综合关联度。灰色综合关联度结合了绝对关联度和相对关联度两者的特点，可以以此判断母序列和比较序列之间联系的紧密程度。令：

ρij=θεij+(1-θ)rij

(4)

其中θ和1-θ分别表示比较序列的绝对量与变化速率在计算灰色综合关联度中的重要性，通常取θ=0.5。再根据ρij的大小，可以确定三次产业和各个行业与环境污染的综合关联顺序，由此判断其对环境污染的影响程度。当灰色综合关联度属于(0，0.35)时，关联度为弱；(0.35，0.65)时，关联度为中；(0.65，0.85)时，关联度较强；(0.85，1)时，关联度极强。

3 实证分析

运用灰色关联度方法研究产业结构与环境污染的关系，其实质是在计算任一母序列与任一比较序列两者间灰色关联度的大小，关联度的大小可以反映两序列所连折线之间的整体相似性，而折线的整体相似性是以局部的相似性为基础的。本文设定以三大产业和各个行业所占的GDP百分比作为产业结构的分布指标，以废水、废气、固废的排放总量作为环境的污染指标，为了确保数据的连续完整性，选取了2005-2012年中的相关统计数据，通过计算灰色绝对关联度、灰色相对关联度得出灰色综合关联度，最后以灰色综合关联度的大小来确定影响环境的主要产业和相关行业。

3.1 指标计算和说明

本文以废水排放总量、废气排放总量和固废排放总量作为母序列，以三大产业及相关行业所占GDP百分比作为比较序列。其中对废气排放指标的选取，主要考虑的是废气排放总量、对环境影响的程度以及数据的可获得性三个因素。综上，以二氧化碳和二氧化硫排放总量之和作为废气排放指标。二氧化碳排放量的估算，主要是参照IPCC(2006)以及国家气候变化对策协调小组办公室和国家发改委能源研究所(2007)的方法，为了使估算更具精确性，文中总共计算了7类化石能源燃烧所释放的二氧化碳排放量，同时也考虑了工业生产水泥所产生的二氧化碳排放量[11]。二氧化硫、废水和固废的排放总量数据均来源于安徽省历年统计年鉴。

化石能源燃烧所产生二氧化碳排放量计算公式如下:

(5)

其中,EC表示各类化石能源燃烧排放二氧化碳的总量；q表示能源消费的种类，总共7种，分别为煤炭、焦炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然气；Eq是安徽省第q种能源的消费总量；CFq是发热值；CCq是碳含量；COFq是氧化因子。CFq×CCq×COFq被称为碳排放系数，CFq×CCq×COFq×3.67被称为二氧化碳排放系数。

工业生产水泥所排放二氧化碳计算公式如下：

CC=Z×EFcement

(6)

其中，CC表示水泥生产过程中CO2排放总量，Z表示水泥生产总量，EFcement则是水泥生产CO2的排放系数。表1列出了各类排放源的CO2排放系数。

表1 CO2排放系数

注：数据来源于IPCC(2006)及国家气候变化对策协调小组办公室和国家发改委能源研究所(2007)。

通过以上方法可以估算出2005-2012年安徽省二氧化碳排放总量，再根据安徽省统计年鉴可以计算出废水、废气、固废以时间序列长度为t=8的原始母序列数值，以及三大产业和相关行业为t=8的原始比较序列数值。由于各原始序列数值所表示的物理涵义不一样，所以他们存在着量纲上的差异，这种差异对事物的整体评价会产生很大的影响，因此，根据前文所述公式(1)对原始数值进行无量纲化处理，对原始母序列与比较序列进行处理后，首先计算三大产业与三废的综合关联度(表2)，其次再计算相关行业与三废关联度，由于相关行业太多，为了能够更加直观地反映行业对环境影响的大小，现作出各个行业与三废的关联度图。如图1所示。

表2 安徽省三大产业与三废灰色综合关联度

3.2 灰色关联分析

由表2可知，安徽省三大产业与三废排放的综合关联度整体关联性比较高，说明安徽省目前的产业或行业的结构对环境污染的影响是比较大的，这与安徽省经济发展中的高能耗、粗放的方式以及落后的技术水平是密不可分的。具体来看，安徽省目前对环境影响最大的是第二产业，其次是第一产业，最后是第三产业，并且三者对于三废排放量都有较强的关联度。从表2中可知，在废水方面，第一、第二产业与废水的关联度达到了90%以上，对环境的影响最大，第三产业也达到了87.85%，理论上第三产业有利于环境的改善，但却加大了环境的污染。在废气方面，第二产业与废气的综合关联度为76.2%，同时也是三大产业与废气综合关联度中最显著的。这主要是因为安徽省第二产业中传统企业占主要成分，并且有很大一部分企业仍处于产业链的低端，高新技术企业占比偏低，低端产业的污染较严重。相对于废水、废气而言，固废与三大产业的关联度小于前两者。但对环境影响最大的是第二产业，关联度为69.06%。另外，在城镇化过程中，还会增加固废的排放总量。

虽然安徽省第三产业与三废的综合关联度低于第一和第二产业，但并没有起到改善环境的作用。从表2中可以看出，第三产业与废水、废气、固废的综合关联度分别为87.85%、73.05%、67%，对环境的影响不容忽视。为了能具体地分析各行业对环境的影响较大，图1列出了相关行业与三废排放的综合关联度。

图1 安徽省相关行业与三废灰色综合关联度

安徽省相关行业与三废灰色综合关联度中，金融业、文化、体育和娱乐业、卫生、社会保障和社会福利业与三废的关联度极强(图1)，虽然这些行业都属于第三产业，但对环境的影响比较大。工业、交通运输、仓储和邮政业等行业和三废之间的关联度都在80%以上，说明它们也是影响环境的主要行业；而这些行业大多都是劳动密集型行业，所以应提高相关行业技术标准，尽可能减少劳动密集行业对环境的污染。另外，注意到信息传递、计算机服务业、软件业，科学研究、技术服务、地质勘查业等技术性较强的行业与三废的综合关联度也都超过80%，因此，在应用先进生产技术时应考虑对环境的影响。对环境影响较小的有建筑业、批发和零售业、房地产业、公共管理和社会组织业，但是，这些行业在第二和第三产业中所占GDP百分比较低，应是今后大力发展的行业。

综合以上分析可知，安徽现有的三大产业以及相关行业虽然对安徽经济的发展起着举足轻重的作用，但应看到不仅存在前文所述的问题，而且也包含了下文所述的不足。对环境污染影响最小的第三产业所占比重偏低，所占GDP百分比有逐年递减的趋势，2011年以后开始缓慢上升；而对环境污染严重的第二产业在GDP中占比已经超过50%，且逐年升高，直至2012年增长趋势才有所放缓；在第一产业中，8年时间内其所占GDP百分比大约减少了6%，目前只占GDP的10%左右。这些表明，安徽省通过降低第一、三产业所占GDP的总量来大力发展第二产业，但是通常来说这种发展势必会导致高增长、高污染的恶性循环，不符合经济与环境的协调可持续发展战略和科学发展观。其次，安徽省各产业或行业与环境污染指标间的综合关联度相对来说都比较高，体现出目前产业结构对环境的影响还是比较大的，特别是第三产业中的金融业、水利、环境和公共设施管理业、文化、体育和娱乐业、交通运输和第二产业中的工业等行业与废水、废气、固废都有较高的关联度，因此，在以后的环境保护和治理以及产业内部结构调整上，这些行业应当加大力度。

4 结论及建议

环境污染物的排放量和产业结构有着很大的联系，从本文的分析中可以看出,第二产业是污染物排放比较多的产业，与环境污染相关性最大；同时，较为清洁的第一产业对环境污染的影响程度也不可小觑；在第三产业中，相关行业的发展并没有改善环境，相反对环境的影响程度也比较大。从三大产业所占GDP的百分比可知，安徽省目前属于“二、三、一”工业省份格局，因此，安徽省在现阶段的产业格局中，仍需要进一步的优化和改进。

4.1 转变农业发展方式，创新农业发展制度，发展绿色生态农业

转变农业发展方式，创新农业发展制度，推广循环农业模式和低碳绿色农业技术，实现农业系统内碳的低排放甚至零排放。在发展绿色生态农业方面，可以使用多物种与主物种相结合的种植方式，形成各植物之间的合理竞争，充分利用单位空间内的各种资源，减少过多的农药喷洒。多建沼气池，并且提高秸秆等废弃物的综合利用率，尽量减少露天直接燃烧给环境造成的污染。

4.2 调节第二产业内部结构，发展先进的制造业

调节第二产业结构，减少对环境污染影响比较大的重化工业所占比重，探索新型工业化道路，严格限制一些高耗能产业的发展；同时淘汰一些耗能高、产出低，对环境污染影响比较大的产业，这样，不仅有利于安徽省经济的发展，更有利于环境的改善。在发展先进制造业过程中，首先遇到的问题就是人员的创新意识和研发能力培养，在此方面必须要有一套完善的体制来保障和激励他们。

4.3 增加第三产业比重，优化内部结构，提高劳动密集型行业的技术标准

一个地区的发达与否以及产业结构优化程度的高低，第三产业是评判的重要变量，因此应增加第三产业所占比重。虽然一般认为第三产业中服务业比重的增加可以降低第三产业对环境的影响，但是，安徽省目前服务业的发展水平与其他沿海省份地区相比仍然较低，并且在对降低环境污染影响方面所起的作用很小。因此，安徽省未来在增加第三产业比重的同时，应多考虑优化第三产业的内部结构；同时提高劳动密集型行业的技术标准，为提升安徽省产业结构、降低第三产业对环境污染的影响做准备。

[1]安徽省统计局.安徽省统计年鉴[M].北京:中国统计出版社，2013：10-55

[2]Miller R E,Blair P D.Input-output Analysis:Foundations and Extenstions [J].Englewood Cliffs,1985(7):200-227

[3]Grossman G M,Krueger A B.Economic Growth and the Environment[J].The Quarterly Journal of Economics,1995,110(2):353-377

[4]周景博.北京市产业结构现状及其对环境的影响分析[J].统计研究,1998(8):40-43

[5]李文君,杨明川,史培军.唐山市资源型产业结构及其环境影响分析[J].地理研究,2002(4):512-518

[6]蔡守秋,蔡文灿.循环经济立法研究：模式选择与范围限制[J].中国人口·资源与环境,2004(2):38-42

[7]王青,赵景兰,包艳龙.产业结构与环境污染关系的实证分析[J].吉首大学学报：社会科学版,2011(6):14-18

[8]李健,周慧.中国碳排放强度与产业结构的关联分析[J].中国人口·资源与环境，2012(1):7-14

[9]王瑞鹏,冯晓华.基于VAR模型的新疆城市化动力机制研究[J].企业经济,2013(2):149-153

[10]闫兰玲.杭州市产业结构与环境污染间的灰色关联度分析研究[J].环境科学与管理，2013(10):112-115

[11]杜立民.我国二氧化碳排放的影响因素:基于省级面板数据的研究[J].南方经济,2010(11):20-33

(责任编辑：周博)

10.3969/j.issn.1673-2006.2015.01.008

2014-05-15

骆勇(1988-),安徽滁州人,硕士研究生,主要研究方向:金融与投资。

F124

A

1673-2006(2015)01-0030-05