国际贸易对城市空气质量的影响——基于面板数据的实证研究

曾　珠　钟太刚

(1.成都学院经济管理学院　四川成都　610106；2.四川文轩职业学院　四川大邑　611330)



国际贸易对城市空气质量的影响
——基于面板数据的实证研究

曾珠1钟太刚2

(1.成都学院经济管理学院四川成都610106；2.四川文轩职业学院四川大邑611330)

本文选取我国内地31个省会城市与直辖市城市2006—2013年的货物进出口总额来衡量国际贸易水平，选取空气质量达到或好于二级的天数、可吸入颗粒、二氧化硫含量和二氧化氮含量来衡量空气质量状况，利用计量经济学模型，检验“环境库兹涅茨曲线”和“污染天堂”假说，并以此来探索国际贸易与空气质量的关系。固定效应模型回归结果表明两个假说均不成立，国际贸易水平与城市空气质量呈正相关关系，支持了自由贸易论者认为贸易改善环境的观点。

国际贸易；空气质量；实证研究

一、研究背景及理论分析

2014年11月，亚太经合组织(APEC)第二十二次领导人非正式会议在北京落下帷幕，中国主场外交硕果累累：中国与韩国自贸区完成实质性谈判、中俄签署西线天然气协议、亚太自贸区有望进入实质性阶段、亚洲基础设施投资银行成立等，这些成果无疑将大力带动中国和亚太地区贸易的繁荣。会议期间美好而短暂的“APEC蓝”也为举国瞩目。

近年来，空气质量问题成为影响人们生活质量的重要环境因素，如何提高空气质量、改善生活环境成为人们的迫切需求。2014世界环境日中国主题为“向污染宣战”，重点是“治污降霾”。2014年9月环境保护部组织对2014年上半年各省、自治区、直辖市主要污染物总量减排情况进行了核查核算。结果表明，氨氮排放总量122.5万吨，同比下降2.67%；二氧化硫排放总量1037.2万吨，同比下降1.87%；氮氧化物排放总量1099.5万吨，同比下降5.82%，其中，氮氧化物减排创造了“十二五”以来最好成绩，也为全面完成“十二五”减排目标打下了良好的基础。同时根据《环境统计年鉴》，“十一五”期间，全国废气中二氧化硫排放总量、烟(粉)尘排放量大致呈现逐年下降趋势。

表1所示的为全国近几年污染物排放量，从表中可以看出工业二氧化硫、烟(粉)尘大致呈先增加后减少的关系，出现转折时间是在2006年；而氮氧化物排放量大致保持逐年递增趋势。

表1　全国近年废气中主要污染物排放量　单位：万吨

续表1

注：我国从2006年开始统计氮氧化物排放量，生活排放量中含交通源排放的氮氧化物；2011年环保部公布统计标准更改，所以前后数据有一定差异。

资料来源：中华人民共和国环境保护部——《环境统计年报》。

令人费解的是，随着我国经济的快速增长、国际贸易的大力发展，国家环保部门公布的污染指标也在下降，然而我们的环境质量为何却反而日益恶化？尤其近年来愈发糟糕的空气质量，严重损害了居民的身体健康。到底是什么导致了城市空气质量的降低？国际贸易的大力发展是不是也是空气质量恶化的帮凶呢？这正是本文所需要回答的问题。

(一)文献综述

环境问题关乎人类的生存发展，是世界各国所关注的头等大事。国际贸易对环境的影响问题在自由贸易论者与环境保护论者之间引发了激烈的争论。自由贸易论者认为自由贸易将使环境质量得以改善,而环境保护论者则认为贸易自由化会导致环境质量的恶化。全球学者在不断的研究探索中，发现经济增长和环境污染之间存在倒U型关系，即随着经济的发展，环境最先开始趋于逐渐恶化状态；当经济发展到一定水平并且人们开始重视环境，环境才开始逐渐趋于改善。这种倒U型关系被称为“环境库兹涅茨曲线”(Environmental Kuznets Curve，EKC)。此外在国际贸易与环境关系问题上还存在“污染天堂”假说 (pollution haven hypothesis，PHH )，即污染密集产业的企业倾向于设立在环境标准相对较低的国家。

大部分的学者都围绕到经济贸易与环境问题存在的这两个假说进行检验和论证。Matthew等[1](2003)利用资本、劳动力和环保法规的关系来研究贸易与环境关系，结果发现污染密集型行业也是典型的资本密集型，环境法规限制低的区域却常常充斥着这些污染密集且资本密集型的行业。但Arik Levinson[2](2007)针对过去30年里美国制造业产量不断增加反而污染物排放量在减少的原因进行研究,发现把污染工业转移到海外来改善美国环境这样的因素只起到很小的作用，所以“污染天堂”假说在美国是不成立的。同时Dean、Judith( 2002)[3]研究自由贸易对中国水污染的影响时, 发现自由贸易使收入增加从而促使中国出台更严格的环境管制政策,从而企业必须采用更加环保的生产技术,使得污染物排放量得以减少,因此自由贸易的总效应是减少了中国工业废水的排放总量。

苏梽芳、廖迎等[4](2011)利用中国1999—2008年省级面板数据,研究发现“污染避难所假说”在中国基本成立, 最主要因素是自由贸易导致中国环境压力增大，但进一步研究发现对外贸易在一定程度上有利于环境治理。何洁[5](2010)利用中国29个省份1993—2001年期间的工业SO2排放的面板数据，估计结果显示出口和制造品进口与工业SO2排放是呈负相关关系，结果不支持“污染天堂”假说，同时指出出口企业所面对增强的市场竞争在促进污染治理技术进步方面起了积极作用。就目前状态而言，大部分的研究都承认国际贸易对于环境有着改善作用，比如张少华、陈浪南[6](2009)基于我国33个工业行业1997—2005年的面板数据，发现经济全球化显著降低了我国的环境污染水平；徐圆、赵莲莲[7]2014研究中国跨省的面板数据，短期内会带来环境的负面影响，但从长期来看，国际贸易引致的技术效应将促使环境质量的改善。

(二)研究方法及创新点

从国内外文献分析来看目前大多数学者基本都是研究国际贸易与环境污染物关系，以及检验贸易与环境的几个假设。而目前社会各界更多的都在关心空气质量，对于国际贸易与城市空气质量的关系目前还不明确。针对此种疑惑本文拟采用理论与实证相结合的方法，对先前学者还没有深入探索的领域进行细致研究。针对前文提到的国际贸易与环境关系的两种观点，采用计量建模方法，然后通过经济学或计量经济学的分析方式研究二者关系，最后得出结论和启示。

在研究国际贸易与空气质量关系问题上，国际贸易主要包括货物贸易和服务贸易，而在服务贸易和货物贸易关系上，大多数研究认为二者均衡正相关。比如钟晓君[8](2009)运用时间序列分析和相关性分析，研究结果表明我国服务贸易出口和进口与货物贸易规模存在长期均衡关系；张冬梅、强永昌[9](2014)研究通过对1982年以来我国服务贸易额和货物贸易额的检验分析，发现我国的货物贸易出口贸易额和服务贸易出口额呈长期均衡的正相关关系。基于这样的关系，同时考虑到数据的可获得性，本文拟采用货物进出口总额来衡量国际贸易水平，进而探索贸易与空气质量的关系。

本文的创新点在于使用最新的国际贸易数据和空气质量数据，研究国际贸易与空气质量关系，利用计量模型分析诸多变化因素，验证环境与经济关系的假设在我国是否存在，目的是找出国际贸易的发展对空气质量的影响机制，以期从国际贸易的角度为提升空气质量寻求出路。

二、数据模型设计及变量定义

(一)数据来源

本文采用2006至2013年我国31个省会城市(23个省、5个自治区、4个直辖市)经济数据和环境数据作为研究样本，总共取了2006至2013年共8年的数据，共计248个有效样本。各省会城市经济数据和环境指标来源于《中国统计年鉴》，各城市工业废气、粉尘、氮氧化物等来源于《中国环境统计年鉴》。

(二)模型设计与变量定义

1.模型设计与解释

Yit=α0+β1IAEit+β2IAE2it +β3Education it+∑ΦiXit+μit(1.1)

Yit=α0+β1IAEit+β2Education it+∑ΦiXit+μit(1.2)

其中，Yit表示第i城市在t年的空气质量指标，这里主要是指DAQ、PM10、SO2、NO2。IAEit表示第i城市在t年的货物进出口总额。Education it表示第i城市在t年的高校在校人数。X为其他控制变量，包括年末总人口、政府预算内收入、政府预算内支出等。μit是随机扰动项，α0、β1、β2、β3、Φ均为待估计系数。

2.指标解释

(1)因变量——衡量空气质量指标

城市空气质量指数(air quality index，AQI),定量描述空气质量状况的无量纲指数。空气质量分指数(individual air quality index，IAQI)，单项污染物(二氧化硫、PM10、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮)的空气质量指数，而空气质量指数计算按空气质量分指数最大值计算。空气质量指数0—50属于一级，空气质量令人满意，基本无空气污染；51—100属于二级，空气质量可接受，但是某些污染物可能对极少数异常敏感分群健康有较弱影响。

基于以上空气质量的说明同时结合统计年鉴中的数据，选取了以下变量用以衡量空气质量好坏。

①DAQ(Days of Air Quality Equal to or Above Grade II (days))：空气质量达到或好于二级的天数，用于衡量全年空气质量好坏；DAQ天数越大，表明该城市今年空气质量越好。

②PM10(Particulate Matter)：指环境空气中空气力学当量直径小于等于10μm的颗粒物，也称可吸入颗粒物，用于衡量空气质量好坏；PM10值越大，即颗粒物含量越高，空气污染也就越严重。近两年国家开始公布PM2.5的含量，用以更进一步衡量颗粒物，鉴于选取数据中之前年份没有改指标，本文不予研究分析。

③SO2(二氧化硫)：每立方米空气中二氧化硫物的含量，用于衡量空气质量好坏，SO2值越大，空气污染越严重。

④NO2(二氧化氮)：每立方米空气中二氧化氮物的含量，氮氧化物主要损害呼吸道，用于衡量空气质量好坏，NO2值越大，二氧化氮物的含量越高，空气污染越严重。

(2)自变量——经济因素指标

①IAE(货物进出口总额(Total Value of Import and Export))：实际进出我国国境的货物总金额，包括对外贸易实际进出口货物，来料加工装配进出口货物。进出口总额用以观察一个国家在对外贸易方面的总规模。本文选用货物进出口用于衡量国际贸易发展水平。

②IAE 2：货物进出口总额的平方，该指标主要用于检验城市空气质量与国际贸易是否存在二次关系。

③Education：普通高等学校在校学生人数(Total Enrollment of Regular Institutions of Higher Education)，用于衡量该城市高等教育状况和水平。

④Population：年末总人口，用于衡量城市人口的规模和增长水平。

⑤Passenger：客运量(Passenger Traffic)，用于衡量本年度交通运输运行规模和状况。

⑥Freight：货运量(Freight Traffic)，用于衡量交通运输运行状况。

⑦Revenue：地方财政预算内收入(Budgetary Revenue of Local Governments)，用于衡量地方政府财政收入规模。

⑧Expenditure：地方财政预算内支出(Budgetary Expenditure of Local Governments)，用于衡量地方财政支出水平。

(3)虚拟变量

由于本文研究的国际贸易方面数据是2006至2013年，观察期间数据，2008年全球金融危机的影响导致2009年货物进出口受到极大影响，大部分城市数据均有下跌，所以应该排除这样偶发因素的影响。同时其他经济指标在我国地区差异比较大，在我国东部各项经济指标必然大于中、西部，所以数据处理把31个省会城市分东西中三部分。因此在模型当中设了三个虚拟变量，以此排除地区因素和偶发因素影响。

①YOF：该城市贸易数据是否受2008年全球金融危机影响。

②East：中国东部，东部地区包括北京、天津、河北、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东和海南11个省市。

③West：中国西部，西部地区包括重庆、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆、广西、内蒙古12个省、自治区。

三、估计结果实证分析

(一)FE结果对混合OLS结论的论证

首先我们采用混合最小二乘法(Pooled OLS)对数据进行回归，同时由于使用混合OLS会遗漏随时间而变化的变量，会造成异质性偏误(heterogeneity bias)，所以又采用固定效应模型(Fixed Effect，FE)来解决异质性偏误。通过以上两种办法来对比分析验证二者结论是否一致。

表2　混合OLS与固定模型回归结果对比

注：表中模型回归系数中，由于其他几个变量系数相关性不大，且不作为研究对象，所以表中予以省略；衡量空气质量的三个指标(DAQ、PM10、SO2、NO2)；括号里的数值为标准差；***、**和*分别表示估计系数在1%、5%和10%水平上显著。

观察表2的回归结果，两种办法显示的结果基本反向一致，比如DAQ与IAE在两种回归结果中均是正相关且均在1%水平上显著。此外其他三种衡量空气的指标除了NO2有所差异，其余两个指标在两种回归方法下结果是一致，二者只是在系数的大小上有差异。除了货物进出口总额与空气质量相关性很强外，人口数量和高校在校人数与空气质量之间也存在较强的相关性，由于本文主要探讨贸易与空气质量的关系，所以不再详述。

由于混合OLS中没有考虑时间因素进行回归分析，而固定效应模型充分考虑了时间的因素，所以FE回归结果可靠性要强于混合OLS。以上两种方法回归的结果均证实了国际贸易与空气质量之间存在很强的相关性。

(二)FE估计结果与假设检验

表3　固定效应模型回归系数对比

注：表中模型回归系数中，由于其他几个变量系数相关性不大，且不作为研究对象，所以表中予以省略；衡量空气质量的三个指标(DAQ、PM10、SO2、NO2)；括号里的数值为标准差；***、**和*分别表示估计系数在1%、5%和10%水平上显著。

为了验证空气质量和国际贸易之间是否存在“倒U型”的假设，首先对模型(1.1)和(1.2)进行固定效应模型回归。观察表3的结果，对比两个模型回归的结果可以清楚地发现，模型(1.1)衡量空气质量四个指标当中除了PM10与IAE 2在5%水平上显著，其余三个指标与IAE 和IAE 2均不显著；但是模型(1. 2)回归的结果显示DAQ、 PM10、NO2与IAE相关性极强，均在1%水平上显著。从以上两个对比结果来看，空气质量和国际贸易之间“倒U型”关系的假设在我国不成立，二者一次线性关系极强。

从回归结果中可以看出，DAQ与IAE在1%水平上显著，呈正相关关系，即随着进出口总额的增加空气质量高于二级的天数也增加；而PM10、NO2与IAE也在1%水平上显著，但呈负相关关系，即进出口总额的增加空气污染物的含量逐渐减少。DAQ、PM10、NO23个衡量空气质量的指标都与IAE呈现非常强的相关性，同时表明国际贸易对于空气质量有着很强的改善作用。这样的结论与徐圆[10](2010)相一致，他根据1995—2008年制造业的污染排放和国际贸易数据,分析发现随着新型国际分工的深化，进出口贸易结构越来越偏向于具有典型全球生产网络特征的“清洁”行业,使得国际贸易有利于中国的环境建设。

为了进一步验证FE模型回归的真实性，本文对248个样本数据进行散点图分析。如图1所示是SPSS数据分析软件生成的衡量空气质量的DAQ、PM10、SO2、NO2与衡量贸易水平的IAE在时间序列上散点分布图。观察IAE与DAQ的图形，图中有DAQ等于300天和IAE等于250亿美元的两条分割线，随着时间的增长，DAQ大于300且IAE大于250的点大致是呈增加的态势，这样数据的分布恰好说明了空气质量与进出口在时间区间上呈正相关的关系。同样其他三个分布图形中也做类似的分析，观察PM10、SO2、NO2与IAE关系也可以得到空气中污染物的含量是在时间区间上虽进出口额增加而减少，进一步验证空气质量与贸易量的正相关关系。

图1　IAE与DAQ、PM10、SO2、NO2时间序列上散点分布图

其次在模型回归的结果中预算内的收支和教育的程度与空气质量的相关性也是比较强，从收入支出的这个角度也可以说明收入的增加将引发国家对环保技术的改进与支持，这和Dean研究发现“自由贸易使收入增加，从而促使自由贸易的总效应是减少了中国工业废水的排放总量”是契合的。

四、结论

前文提到，伴随着经济全球化的推进和我国改革开放带来的国际贸易大繁荣，有关贸易与环境效益的讨论一直倍受争议，没有定论。支持自由贸易论者认为自由贸易将使环境质量得以改善,环境保护论者则认为贸易自由化会导致环境恶化。本文根据典型的“EKC假设”和“污染避难所假说”，结合我国最新贸易和空气质量数据进行计量模型检验，结果显示“倒U型”和“污染天堂”假说目前在我国是不成立的。国际贸易的发展对我国城市空气质量的影响，在时间区间上显示出来是呈改善作用，支持了自由贸易论者的观点。具体

来看前文的数据分析处理结果，单从数据上来讲货物进出口贸易是大幅增长，省会城市空气质量基本保持稳定态势，二者之间不易找到契合关系。然而通过计量模型分析发现，货物进出口贸易增长与城市空气质量呈正相关关系，贸易增长对城市空气质量有极强的改善作用。

究其原因，国际贸易引发的技术进步和结构变化是贸易污染下降的主要因素。徐圆、赵莲莲[11](2014)使用中国跨省的面板数据进行经验分析，研究发现国际贸易对中国环境影响的短期作用要小于长期，国际贸易引发的环保技术进步(技术效应)和贸易进出口结构的变化(结构效应)将超过规模效应。2008年国际金融危机过后，世界经济到目前为止都还没有完全复苏，而中国经济依然保持稳定增长并且牵动世界经济大步复苏。这些成绩得益于中国进一步对外开放和经济结构的调整，比如国家大力发展低碳经济、绿色经济、第三产业、服务贸易等等，与此带动经济结构的转型，这些举措无疑将带动经济增长，不仅仅是经济规模的增长，还会促进经济质量的提高。

近两年雾霾事件的频繁发生，不能单纯的归结于中国在工业化过程中经济贸易的高速发展所致。郭红燕、韩立岩[12](2008)使用1998—2005年我国工业行业数据，研究发现在结构上贸易促使我国工业向更清洁的行业转变，这样的转变降低了工业污染排放水平。但另一方面，城市化过程中城市人口的急剧增长和环保意识低下引发的生活污染等因素会不可避免地加剧污染的出现。此外，国际贸易还会促进我国环保技术的进步，由此产生的技术效应减少了工业各行业单位产出的污染排放。从近几年国际贸易的市场环境来看，各国争夺国际贸易的市场份额日益激烈，技术性贸易壁垒、绿色贸易壁垒大行其道，中国已经连续18年成为遭遇反倾销调查最多的国家以及连续8年遭遇反补贴调查最多的国家。为了在国际贸易竞争中获得一席之地，我国进出口企业无疑将大力推进改进生产技术和更加注重国际环保标准。这些现象也从侧面表明，国际贸易的发展不会导致环境污染的加剧，而是促进生产技术的进步和环境质量的改善。

[1]Matthew A. Cole, Robert J.R. Elliott. Determining the trade-environment composition effect: the role of capital, labor and environmental regulations[J]. Journal of Environmental Economics and Management， 2003 (3).

[2]Arik Levinson.Technology, International Trade,and Pollu-tion from U.S. Manufacturing[J]. RFF Discussion Paper，2007(7).

[3]Dean,Judith.Does Trade Liberalization Harm the Environment-A New Test[J]. Canadian Journal of Economics ，2002 .

[4]苏梽芳, 廖迎,李颖. 是什么导致了“污染天堂”:贸易还是FDI?——来自中国省级面板数据的证据[J]. 经济评论，2011(3).

[5]何洁. 国际贸易对环境的影响:中国各省的二氧化硫(SO2)工业排放[J]. 经济学(季刊)，2010 (2).

[6]张少华,陈浪南. 经济全球化对我国环境污染影响的实证研究——基于行业面板数据[J]. 国际贸易问题， 2009(11).

[7]徐圆,赵莲莲.国际贸易、经济增长与环境质量之间的系统关联——基于开放宏观的视角对中国的经验分析[J]. 经济学家，2014(8).

[8]钟晓君.中国货物贸易与服务贸易关系实证研究[J]. 价格月刊，2009(9).

[9]张冬梅,强永昌.服务贸易和货物贸易协同发展研究[J].产业经济评论，2014(7).

[10]徐圆.国际贸易对中国环境的影响——规模、结构和技术效应分析[J]. 世界经济研究，2010(10).

[12]郭红燕, 韩立岩. 贸易自由化对我国环境的影响——基于我国工业行业数据的分析[J].国际商务(对外经济贸易大学学报)，2008(3).

[责任编辑谭金蓉]

2016-02-23

2011年国家社科基金西部项目“产业集群政府分层管理研究”(11XGL018)。

曾珠(1979—)，女，副教授，经济学博士，主要研究方向为国际经济、世界经济。

F752;X22

A

2095-1124(2016)03-0079-07