贸易开放、产业结构调整与环境质量——来自省级面板数据的经验研究

蔡濛萌，薛福根(福建江夏学院经济贸易学院，福建福州350108)



贸易开放、产业结构调整与环境质量
——来自省级面板数据的经验研究

蔡濛萌，薛福根
(福建江夏学院经济贸易学院，福建福州350108)

摘要:在构建产业结构调整指数的基础上，通过构建联立方程模型对贸易开放、产业结构调整及环境质量之间的互动关系进行理论分析，并以广义矩估计GMM方法对我国2002－2013年全国样本及中、东、西区域样本的省级面板数据进行实证分析。研究结果发现:全国样本下产业结构调整改善了环境质量水平;贸易自由化程度的扩大可以降低环境污染;我国人均收入水平的增加依然伴随着环境污染的加剧;环境污染对产业结构调整的倒逼机制存在，但目前作用仍然较小。区域样本下东部地区产业结构调整的环境质量效应明显优于中西部地区;环境质量对产业结构调整的倒逼机制在东部地区存在但并不明显，而在西部地区甚至存在负向倒逼效应;贸易开放并非导致环境质量下降的主要诱因，反而可能在一定程度上改善环境质量。因此，应继续增强我国在绿色产品贸易中的比较优势，更加注重中西部地区产业结构调整绿色化导向，并进一步强化环境质量对产业结构调整的倒逼机制。

关键词:贸易开放;产业结构调整;环境质量;倒逼机制

一、引言

随着经济全球化的扩展和发展中国家工业化进程的深化，环境质量的变化已经成为各国可持续发展中的重要研究课题。对于许多经历了环境质量巨大变化的发展中国家而言，也往往同期经历了对外贸易不断的开放和产业结构的持续演进。在学术界对导致环境质量变化的主要诱因的研究中，贸易开放和产业结构演进已经成为两个十分重要的视角，既有成果已经发现了二者独立影响环境质量的诸多可能。

自“污染避难所”假说提出以来，贸易开放影响环境质量的研究吸引了国内外许多学者的广泛关注，迄今为止的研究成果也主要集中在对该假说的争论上。支持者认为发达国家的企业在面临国内日益提高的环境保护标准和排污成本时，会倾向于将污染排放量较高的项目转移到环境保护标准较低且实行贸易开放政策的发展中国家。而这些国家主观上也存在放松环境管制以吸引外国投资的潜在主观意愿(Etsy and Geradin，1997)，从而造成了污染排放随着贸易开放进入发展中国家的事实。而反对者则认为，污染转移的同时可能伴随污染治理技术的转移，贸易开放和产业转移并不必然导致发展中国家的污染加剧，一些实证研究的结果也并不支持吸引外资数量和污染水平之间的正相关关系(Wheeler，2001)。除此之外，还有一部分学者认为贸易开放与环境质量变化之间并不存在确定的因果关系，而是会因一国的具体特征不同而有所差异。

在产业结构变迁影响环境质量的方面，Grossman和Krueger(1991)的早期研究以经济增长的“结构效应”概括产业结构变迁对环境质量的影响，而环境库兹涅兹曲线(EKC)则描述了随着经济发展水平的提高和产业结构的变迁，环境质量将呈现先恶化再改善的倒U型趋势。工业化进程作为产业结构演进的重要阶段，其对环境质量的影响成为发展中国家相关研究关注的交点，特别是改革开放以来我国工业化进程中“先污染，后治理”的发展模式已经成为产业结构演进导致环境质量恶化的典型案例。但随着近年来相关研究的深入，有学者甚至发现了不同省市之间产业结构调整给环境质量带来异质性影响(黄亮雄，2012)，即产业结构调整的环境效应可能存在区域差异。

就现有的成果来看，多数研究主要关注贸易开放和产业结构变化到底是加剧环境污染还是带来环境改善，却较少关注环境污染和贸易开放对产业结构调整的倒逼作用有可能带来模型误设问题。本文在现有研究基础上提出“贸易－产业－环境”三位一体的联立性假设，认为在贸易开放度、产业结构演进、经济发展水平会影响环境质量水平的同时，贸易开放程度的扩大与环境质量的恶化可能存在对产业结构调整的倒逼机制。

二、理论模型构建

考虑到贸易开放、产业结构调整同环境质量的关系并非单向，选择构建如下联立方程模型系统考察各变量之间的相互作用机制。

联立方程模型中的Eit为环境质量变量，表示i地区t时期的环境质量水平。现有研究通常以能源消耗、大气和水污染物排放量等作为衡量环境质量水平的代表性指标，此处考虑环境指标的整体性及数据的可获得性，选择借鉴(许和连，2012)的方法，综合利用工业二氧化硫、工业烟尘、工业粉尘、工业废水、工业化学需氧量及工业氨氮排放量等指标，采用熵权法构建综合污染排放指数，以整体视角衡量各个省市的综合污染程度。模型中的污染排放指数是环境质量的反向代表性指标，即污染排放水平越高，环境质量水平越低，反之亦然。

M为产业结构调整指数，参考被广泛应用于分析欧洲国家产业结构变化的Michaeli系数(Aigenger，2009)方法，构造产业结构调整指数M用以反映产业结构变化程度: Mit表示各行业t年较tn年GDP占比的变化水平，其中aijt和aijt－n分别为i地区j行业第t年和第t－n年所占份额。

大量针对发达国家的研究表明，随着经济发展水平的不断提高，环境质量会发生先恶化再改善的倒U型变化，即呈现环境库兹涅兹曲线特征，故在模型中引入以人均GDP衡量的区域经济发展水平Y作为相应的工具变量。环境规制变量ER作为对环境质量控制变量，在模型中以工业行业废水和废气治理运行费用与增加值之比衡量(Cole，2005)，该指标越大代表环境规制程度越高。为体现环境质量改善中的技术效应，模型中还引入了反映技术水平的全要素生产率TFP。模型中的T为贸易开放度变量，此处为各省市进出口总量与其增加值的比值。θ为各变量系数，μ和η为随机误差项。

三、实证分析

(一)数据说明

考虑统计口径变化及数据的可得性，实证分析中使用的贸易开放度、产业结构调整及环境污染水平等数据样本区间为2000～2013年。其中，工业二氧化硫、工业烟尘、工业粉尘、工业废水、工业化学需氧量、工业氨氮排放量、各省市进出口总量、人均GDP、各省人口总量、产业结构、工业行业废水和废气治理运行费用等数据均由历年《中国工业经济统计年鉴》、《国研网统计数据库》、《中国环境统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》与《中国统计年鉴》各期相关整理得出，为消除异方差所有相关变量取对数处理后使用，选择使用Eviews7．2和Stata11．0软件对数据进行操作分析。

此外，因现实中对我国三大区域的划分往往因研究需要而有所差异，本文根据实证分析的需要作如下划分:东部地区包括北京、天津、上海、辽宁、河北、山东、江苏、浙江、福建、广东、海南;中部地区包括山西、安徽、江西、河南、湖北、湖南及东北三省，西部地区包括重庆、四川、贵州、云南、广西、陕西、甘肃、青海、宁夏、西藏、新疆、内蒙古等，其中西藏自治区因数据缺失过多未列入分析过程。

(二)模型检验

1．单位根和协整检验

一些非平稳的经济时间序列往往表现出共同的变化趋势，而这些序列间本身不一定有直接的关联，此时，对这些数据进行回归，尽管有较高的R2，但其结果没有任何实际意义。这种情况称为虚假回归或伪回归。首先防止存在伪回归，确保估计结果的有效性，必须对数据进行单位根检验与协整检验，选择相同根单位根检验LLC检验法和不同根单位根检验Fisher－ADF检验法对各变量进行检验，如果在两种检验中均拒绝存在单位根的原假设则认为此序列是平稳的，反之则不平稳，表1中各变量一阶差分结果表示各变量数据一阶差分后均可得到一阶单整变量且P值均不显著。

表1各变量的一阶差分序列值

虽然经过一阶差分后变量体现出平稳性，但仍需通过协整检验判定变量间有无协整关系。选择Kao检验法和Pedroni检验法中的Panel－ADF统计量和Group－PP统计量对数据进行协整检验，发现模型方程E和方程M中变量协整关系均存在，可以做回归分析。

表2各变量的协整检验

2．面板联立方程检验

(1)全国样本数据检验

由于工具变量个数比内生变量个数多，联立方程模型中的两个方程均存在过度识别的问题，同时考虑多方程模型的内生性问题，为消除联立方程的相关性对估值结果可能带来的偏误，选择用三阶最小二乘法进行估计以提高估值的有效性。

表3联立方程估计值

如表3所示，方程E估值结果可以看出，产业结构调整对环境污染的影响在1%水平上显著为负，产业结构调整指数每增加1%，环境污染水平降低0．013个百分点，即产业结构调整有效改善了环境质量，降低污染水平。一个可能的解释是在该样本区间内随着我国产业结构的调整升级，第二、三产业的占比逐渐提升，现代化的第三产业通常单位产值的环境成本较低，属于较为清洁的产业，即结构效应带来环境的正外部性;虽然已有文献通常认为第二产业占比的增加会加剧污染，但第二产业占比增加的同时，随着劳动生产率与减污技术的提升，也可能会降低污染即技术效应，根据表3数据，这两种效应的综合作用最终体现为产业结构调整改善了环境质量。

贸易开放度的估计系数在1%的显著水平上为负，表明随着贸易开发程度的不断扩大环境质量水平相应得以改善。在该样本区间内，我国数据估计值表明“污染避难所”假说不成立。做为发展中国家贸易开发程度加强并没有使我国成为发达国家污染企业的避难所。一个可能的解释是在该样本区间内我国的环境规制要求逐渐加强，对流入外资的筛选更为严格，而且外资的流入可能伴随着技术溢出，更集约型更清洁的生产方式随着外资的流入被引进而降低了生产过程中的环境污染。

人均GDP的估值在5%显著水平上为正，表明随着我国经济发展水平的提升环境污染程度在不断加剧。在该样本区间内我国并没有出现环境库兹涅兹曲线的拐点，即随着人均国内生产总值的提升，污染程度仍处在环境库兹涅兹曲线的初期的加剧阶段，一个可能的解释是该样本区间内我国人均GDP的增长仍主要是由于扩大生产规模所促成的，因此具有生产规模扩大导致环境污染加剧的规模效应的表现。

环境规制和全要素生产率估值系数均在5%的显著水平上为负，符合相关预期。表明加强环境规制的严格程度可以实现改善环境污染的目标;全要素生产率的提升代表生产技术水平的提高，表明生产单位产品的能耗和排污水平会相应减少因此可以降低环境污染水平。

方程M估计值表明，环境污染对产业结构调整的倒逼机制存在但作用较小，可能的解释是部分区域为对产值较大的地方污染企业存在一定程度的保护，导致环境污染的加剧且相关污染企业并未面临转产或被淘汰的压力。

贸易自由化在5%的显著水平上为正，即贸易开放程度扩大推动产业结构的调整升级。一个可能的解释是在该样本区间内，随着我国贸易开发程度的扩大，在承接发达国家的转出产业的同时也将部分粗放型生产方式的夕阳产业逐渐转出到相对欠发达国家，刺激国内产业结构的不断调整升级。

(2)分区域样本数据检验

我国作为具有典型二元经济结构特征的发展中国家，不同区域间的经济发展水平、贸易开放程度、产业结构和资源环境禀赋均存在一定差异。特别是自1994年实行分权制改革以来，各区域的环境规制严格程度也存在一定差异，部分地区存在“逐底竞争”(Ropke，1994)现象。基于以上考虑，在实证分析中基于全国数据样本的基础上进一步使用分区域的样本数据进行检验，其结果作为全国样本检验的分类补充具有一定的研究意义。

运用2000～2013年样本区间内我国中、东、西部地区省级面板数据对原联立方程进行检验，面板数据联立方程估计值如表2所示:

表2中、东、西部地区面板数据联立方程模型估计值

表2中对东部地区的模型分析结果表明，产业结构调整对污染排放的影响在5%水平上显著为负。产业结构调整指数每上升1%，污染排放水平降低0．109个百分点，即产业结构调整有效降低了污染排放水平，改善了环境质量。而相对应的污染排放对产业结构调整的影响在10%水平上显著为负，表明在样本区间内东部地区的污染排放对产业结构调整倒逼作用显著。一个可能的解释是东部地区日益增长的第三产业单位产值的环境成本较低，在样本区间内处于产业结构调整带来环境正外部性的阶段。贸易开放度对污染排放的影响在5%显著水平上为负，表明东部地区在不断扩大开放的同时实现了污染排放的减少和环境质量的改善，并没有成为污染企业的避难所，而是已经获得了参与国际贸易所带来的环境正外部性。

对中西部地区的模型分析结果表明，产业结构调整对环境污染的影响在10%显著水平上为负，其中中部地区产业结构调整指数每增加1%，污染排放水平降低0．008个百分点;西部地区产业结构调整指数每增加1%，污染排放水平降低0．043个百分点。与东部地区相比，这样的作用效果并不明显，但产业结构调整依然对中西部地区环境质量起到一定的改善作用。方程M的估计值表明，中西部地区在样本区间内环境问题的加剧并未起到推动产业结构调整的作用，反而在一定程度上抑制了产业结构的调整。一个可能的解释是在样本区间内环境污染的加剧并未显著刺激政府严格环境规制、居民提升环境诉求或并没有形成严格环境规制与提升环境诉求的传导机制。较东部地区而言，中西部地区的经济发展水平相对较为落后，对收入水平提升诉求的传导机制可能更加完善，污染企业转产和淘汰对地区收入水平短期内可能会造成一定的负面影响，因此在中西部地区环境质量对产业结构调整的倒逼作用在短期内并不明显。中西部地区贸易开放对污染排放的影响分别在10%和5%显著水平上均为负，说明中西部地区在样本区间内随贸易开放改善了环境质量，污染避难所假说并不成立。

图1东、中、西部地区样本选取示意图

此外，东、中、西部地区的Y估计结果均为正，表明人均收入水平的增加依然伴随着环境污染的加剧，规模效应的环境外部性依然为负，我国目前并未出现环境库兹涅兹曲线的拐点，经济增长方式仍需继续向环境友好型方向调整。ER和TFP的估值结果表明，东、中、西部地区环境规制加强与反应技术水平的全要素生产率提升均在不同程度上有助于降低污染和改善环境质量。

3．稳健性检验

选择在分析动态面板数据中被广泛使用的广义矩估计GMM估计法进行稳健性检验。分别对依次引入不同变量的三个模型的估计值进行比较，命名为模型F、模型S和模型TH，其中模型F中除产业结构调整指数之外剔除所有其它变量;在模型S中依次加入贸易开放度变量T、经济发展水平Y、环境规制ER和全要素生产率TFP指标;模型TH在贸易开放度变量T、经济发展水平Y、环境规制ER和全要素生产率TFP的基础上再进一步引入产业结构调整指数的平方项M2。

表3 GMM估计法稳定性检验结果

由模型TH估计值可以看出产业结构调整系数在1%显著水平上为负，其平方项估值系数在1%显著水平上也为负。按照GMM估计法，检验如果一次项为负，二次项也为负则函数关系是加速递减，即产业结构调整指数的增加导致以加速度的方式减少环境污染。

模型S和模型TH中贸易开放的估计系数均为负，表明“污染避难所”假说在我国并不成立，贸易开放改善了我国的环境污染。表4的检验结果同样表明，经济发展水平提高、环境规制更严格、全要素生产率的提升均可以带来环境质量的改善。通过AR(1)、AR(2)和Sargan检验残差自相关和是否存在过度限制约束，检验结果整体较好。

四、结论与启示

本文通过构建联立方程模型对我国贸易开放、产业结构调整和环境质量之间的关系进行理论分析，并运用全国样本数据及东、中、西部地区省级面板数据进行实证检验，全国样本数据检验结果表明:第一，产业结构调整通过技术效应和结构效应的共同作用，产生了正向的环境外部效应，改善了环境质量水平。第二，污染避难所假说在我国并不成立，贸易自由化程度的扩大可以降低环境污染，因此我国可以进一步融入并逐渐引领全球经济一体化的进程，分享全球自由贸易可能带来的收益。而且贸易自由化可以通过产业转移有效促进产业结构调整升级。第三，我国并没有出现环境库兹涅兹曲线的拐点，人均收入水平的增加依然伴随着环境污染的加剧，规模效应的环境外部性依然为负，因此继续推动生产方式从粗放型到集约型发展任重道远。第四，提升环境规制和生产技术水平是降低环境污染的有效办法。第五，环境污染对产业结构调整的倒逼机制存在，但目前作用仍然较小，需继续推进高污染地区产业结构的调整升级，完善环境规制，重视地区环境诉求，转产或淘汰区域高污染企业。

运用分区域数据对全国样本进行进一步补充，检验结果表明:首先，产业结构调整无论在东部地区还是中西部地区都具有一定的环境质量改善效果，但这一效果在东部地区更为明显而在西部地区则比较微弱。其次，环境质量对产业结构调整的倒逼机制作用有限且存在区域间的差异性，具体表现为:东部地区在样本区间内环境质量对产业结构调整的倒逼机制存在，但效果并不十分明显;而中西部地区在样本区间内环境质量的恶化并未对产业结构调整起到倒逼作用，反而在一定程度上抑制了这些地区产业结构优化升级。最后，省级数据样本区间内的“污染避难所”假说并不成立，贸易开放程度的扩大并非是导致环境质量下降的主要诱因，反而可以在一定程度上改善环境质量。我国的贸易开放完全可以在分享全球自由贸易可能带来的收益的同时，通过承接国际产业转移有效促进产业结构优化升级和环境质量提升。

综上，在我国当前和未来的经济发展过程中，必须更加重视处理扩大开放、产业结构调整与提升环境质量的关系。一是要继续增强我国在绿色产品贸易中的比较优势。要继续降低资源型、高能耗、高污染产品的出口比重，更多通过技术升级发展高附加值、低能耗、低污染型产品出口。二是要更加注重中西部地区产业结构调整的绿色化导向。对环境质量恶劣，污染排放严重的地区，应适度降低对其经济增长率指标的要求，而适度提高环境质量指标所占的比重。三是要进一步强化环境质量对产业结构调整的倒逼机制。不仅要防止东部地区的“三高”产业向中西部地区转移带来的污染转移，更要防止中西部地区为片面追求经济增长和就业指标而忽视环境质量，甚至变相引进污染型企业和工业项目。

参考文献:

［1］包群，彭水军．经济增长与环境污染——基于面板数据的联立方程估计［J］．世界经济，2006(3)．

［2］黄亮雄，王鹤，宋凌云．我国的产业结构调整是绿色的吗?［J］．南开经济研究，2012(3)．

［3］阚大学，吕连菊．对外贸易，地区腐败与环境污染——基于省级动态面板数据的实证研究［J］．世界经济研究，2015(1)．

［4］李小平，朱钟棣．国际贸易、R＆D溢出和生产率增长［J］．经济研究，2006(2)．

［5］李小平，卢现祥．国际贸易、污染产业转移与中国CO2排放［J］经济研究，2010(1)．

［6］盛斌，吕越．外国直接投资对中国环境的影响——来自工业行业面板数据的实证研究［J］．中国社会科学，2012(5)．

［7］汤静，于立新．我国对外直接投资与产业结构调整的关联分析［J］．国际贸易问题，2012(11)．

［8］Grossman，G．M．and Krueger，A．B．Environmental Impacts of the North American Free Trade Agreement［M］．NBER，Dordrecht: Working Paper，1991: 3914．

［9］Esty，D．C．and Geradin D．Market Access，Competitiveness，and Harmonization: Environmental Protection in Regional Trade Agreements［J］．Harvard Environmental Law Review，1997，21(2): 265 －336．

［10］Eastin，J．and Zeng，K．，Are Foreign Investors Attracted to“Pollution Havens”in China［Z］．Mimeo British Inter－Universtiy China Centre，UK，2009．

［11］Wheeler，D．Racing to the Bottom Foreign Investment and Air Pollution in Developing Countries［J］．Journal of Environment and Development，2001，10(3): 255－245．

责任编辑:胡晓

作者简介:蔡濛萌(1984－)，吉林吉林人，博士，主要研究方向为贸易与环境;薛福根(1982－)，男，山东青岛人，博士，主要研究方向为产业经济。

基金项目:福建省社会科学规划项目“产业转型升级与生态环境优化互动关系研究”(项目编号: 2014C040)。

收稿日期:2015－07－10

文章编号:1004－941(2015)05－0034－06

文献标识码:A

中图分类号:F711