服务业发展水平、经济增长和碳排放强度的动态关系

吴继贵，叶阿忠

(福州大学经济与管理学院，福建　福州　350108)



服务业发展水平、经济增长和碳排放强度的动态关系

吴继贵，叶阿忠

(福州大学经济与管理学院，福建福州350108)

通过构建半参数面板数据向量自回归模型，本文研究了服务业发展水平、经济增长、碳排放强度与技术进步的非线性关系，以及相互之间的动态扰动关系。结果表明：服务业发展、经济增长、碳排放强度和技术进步的非参数估计，分别存在“N”、“V”和倒“U”形的曲线关系；服务业发展水平的提高不仅未能降低碳排放强度，反而推动了碳排放强度的上升；服务业与经济增长二者间的相互影响具有非对称性；碳排放强度的上升既会抑制经济增长，也会对服务业的发展产生负面影响。

动态关系；服务业发展水平；经济增长；碳排放强度；SPPVAR

1　引言

服务业在国民经济中的地位和作用，将呈现出逐渐增强的趋势。然而，越来越多的研究表明，服务业并非为传统观点所认为的“无烟”产业。服务业在运营的过程中，也存在着大量的能源消耗和碳排放问题[1]。甚至有学者指出，在中国局部地区出现第三产业对碳排放的影响超过第二产业的情况[2]。因此，在“稳增长、调结构和促减排”的大背景下，弄清服务业发展水平、经济增长和碳排放三者之间的内在关系，将具有很强的政策意义，能够为即将步入“服务经济”时代的经济增长和节能减排相关政策的调整和制定，提供一定的借鉴和参考。

目前，国内外已有不少学者致力于服务业碳排放相关议题的研究，且大致可以划分为三类：①核算服务业的碳排放数量。当前国内外关于这方面的研究成果占了相当大的比例。例如，Perch-Nielsen采用“自下而上”的方法对瑞士旅游业的碳排放进行了核算，发现航空运输部门的温室气体排放占到整个旅游业温室气体排放的80%[3]。Larsen则采用投入产出模型核算了挪威松恩-菲尤拉讷郡下属各城镇公共服务的碳排放和碳足迹，并指出私人部门对公共产品的购买是导致该地区碳排放增加的主要原因[4]。Filimonau则采用“生命周期法”对英国地区的酒店业的碳足迹进行了测算，并提出降低酒店运营过程中的碳足迹的具体对策[5]；②探讨服务业碳排放的影响因素。例如，李伯华等对南岳衡山旅游景区交通运输系统的碳足迹及影响因素进行了分析，指出能源结构和人口规模是导致该景区碳排放增加的主要原因[6]。王凯等采用LMDI指数分解法对中国服务业能源碳排放的影响因素进行了分析，其研究结果表明人口数量和产业规模的扩大是导致服务碳排放上升的主要原因[7]。③研究服务业与碳排放之间的关系。例如，刘广为等采用向量自回归模型，模拟中国碳排放和服务业之间的动态关系，并指出长期方向上，服务业比重的上升有助于抑制碳排放[8]；Lee等人则采用面板协整和回归技术，研究了欧洲国家的旅游业对碳排放和经济增长的影响，指出旅游业与经济增长、碳排放存在长期的均衡关系，且经济增长能够刺激碳排放，而旅游业则能够对碳排放产生抑制作用[9]。

综上所述，本文做了以下3个方面的工作：①在计量检验的基础上，将服务业、经济增长和碳排放强度纳入一个内生系统中，探讨三者之间的相互影响关系；②在向量自回归的基础之上引入非参数变量，构建半参数面板数据向量自回归模型(SPPVAR)；③在SPPVAR模型估计结果的基础上，模拟服务业发展水平、经济增长和碳排放强度三者间的相互冲击和响应的动态过程。

2　模型构建

根据AIC和SC的检验结果，此处建立了最优滞后阶数为4的半参数面板数据向量自回归模型。同时，考虑到技术进步的作用机制较为复杂，且其作用机制往往表现出非线性特性。因此，在模型中将技术进步设为非参数项。该模型既能够考虑各变量间的线性关系，也能够考虑局部变量存在非线性关系的情况。因此，与传统的参数模型相比，更易于满足现实的研究需要。计算公式如下：

式中主要变量为经济增长(GDP)、碳排放强度(CI)、服务业发展水平(IS)和技术进步(TECH)。其中，经济增长用人均GDP进行测量；碳排放强度用单位GDP的碳排放量进行表示；服务业发展水平用第三产业的增加值与GDP的比值进行衡量；技术进步水平则用曼奎斯特指数法进行测算。上述数据在检验及回归过程均进行了对数化处理。数据来源说明如下：①各地区的经济增长、人口数量、第三产业增加值的数据主要来源于《中国统计年鉴》；②各地区的碳排放量所涉及的煤炭、石油和天然气及其转换为标准煤的系数均来源于《中国能源统计年鉴》；③技术进步的测算主要采用投入产出模型，其中投入变量为各地区的物资资本和人力资本，而产出变量为各地区的GDP。测算各地区物资资本的数据主要来源于《中国统计年鉴》，方法为永续盘存法。测算地区人力资本的数据主要来源于《中国人口与就业统计年鉴》，方法为教育年限法。

3　计量结果及分析

此处给出了参数(式2)和非参数部分(见图1)的估计结果，并着重分析了经济增长、碳排放强度、服务业发展水平和技术进步的非线性关系。

计算公式如下：

非参数部分导数的估计结果可以采用图片的形式进行展示。在图1中，各子图的横轴均为对数化后的技术进步，而纵轴为其对碳排放强度、经济增长和服务业发展水平的导数值。其中，碳排放强度非参数估计的导数值与技术进步呈现出倒“U”形的曲线关系，且在对数化后的技术进步值大于0的情况下，导数值呈现出显著的下降趋势。该结果表明，技术进步能够对碳排放强度起到明显的抑制作用；经济增长的非参数估计导数值和技术进步表现出“V”形的曲线关系，技术进步对经济增长的作用明显；服务业发展水平的非参数估计导数值和技术进步呈现出“N”的曲线关系。该结果暗示，在不同的技术进步区间，技术进步对服务业发展水平表现出或抑制或促进的作用。而以往的研究表明，技术进步能够刺激服务业增长的结论，仍需进一步思考[10]。

图1　联立方程组中与对数化TECH的拟合图

3.3脉冲响应

根据图2，在碳排放强度、经济增长和服务业发展水平的冲击下，碳排放强度表现出不同幅度的响应路径。具体而言：①当碳排放强度给自身一个正向冲击，碳排放强度将产生较为明显的正向响应，且初期的响应幅度较大，而且随着滞后时间的拉长，呈现出响应递减的趋势。该结果表明，碳排放强度的影响具有时间“粘滞”性；②在经济增长的冲击下，碳排放强度在前5期表现出较为明显的正向响应。但是，从第5期开始，碳排放强度开始产生负向响应。该结果表明，在经济发展的初期阶段，经济增长能够刺激碳排放强度的上升，但是在经济发展到一定阶段后，经济增长反而有利于降低碳排放强度。相关统计数据也证实这一点，1949—2013年间中国的碳排放强度总体上表现出先升后降的变化趋势(见图3)，呈现出较为明显的倒“U”型曲线变动趋势；③服务业发展水平给碳排放强度一个正向的冲击，碳排放强度表现持续的正向响应。这表明中国现阶段的服务业发展不仅没能有效降低碳排放强度，反而对碳排放强度的上升起到了一定的推波助澜的作用。此种现象的背后，隐藏着极为深刻的社会经济原因。具体而言，从服务业的规模上看，2014年中国第三产业增加值达30.6738万亿元，占GDP的48.19%，超越了第二产业在国民经济中的比重，表明服务业在国民经济中的地位已经发生了根本性的转变。从服务业的结构上看，服务业大致可以划分为消费型、生产型、公共型和分配型服务业。其中，不少生产性服务业能源消费规模巨大，表现出显著的能源依赖和高碳特征。例如，不少研究均表明交通运输、仓储及邮电通信等生产性服务业是服务业中的产碳大户[7]。从服务业能源消费结构上看，中国服务业的能源消耗主要以煤品和油品为主[11]，清洁能源消耗比例不足15%。上述发现暗示中国在进军高端制造业的同时，还需要积极鼓励发展节能型服务业和高端服务业，优化服务业的能源消费结构，降低服务业的能源依赖和碳性依赖。

图2　碳排放强度的脉冲响应路径

图3　中国1949—2013年碳排放强度

根据图4，在碳排放强度、经济增长和服务业发展水平的冲击下，经济增长表现出或正向或负向响应的路径。具体而言：①在碳排放强度给经济增长一个正向冲击民经济的发展产生的条件下，经济增长表现出较为明显的负向响应路径。该结果表明，碳排放强度的上升能够在一定程度上抑制经济增长。在碳化经济时代，控制碳排放需要付出巨大的经济成本和社会成本。因此，势必对经济增长产生一定的抑制作用。有学者就指出，在经济发展的中后期，环境和资源对经济的约束作用将会变得更加明显。实际上，此种约束作用已经在中国国民经济发展过程发挥作用。自2009年以来，中国政府为了实现碳减排的目标，已经将碳排放纳入中国国民经济增长的约束性指标，即2020年中国碳排放强度将比2005下降40%～45%。由此可知，在2009—2014年间出现的经济增长的放缓趋势，除了与国际经济危机和内部经济转型有密切关系外，还与国家去碳化经济增长政策的执行存在一定联系。此外，在国家《强化应对气候变化行动：中国国家自主贡献》(INDC)的方案中，该目标被进一步设为2030年中国碳排放强度将比2005下降60%～65%。不难看出，未来的碳减排将对国民经济发展产生进一步的规制作用；②在经济增长的冲击下，经济增长在短期内表现出较大幅度的响应，而在长期方向上则表现出响应的正向衰减。这表明经济增长对其自身的冲击具有正向反馈效应；③在服务业发展水平给经济增长一个正向冲击的条件下，经济增长在前3期表现出负响应，而在第4期达到最大响应值之后，从第5期开始又出现负向衰减收敛。该结果表明，中国现阶段的服务业发展水平对经济增长的刺激作用并不明显，甚至产生了微弱的负作用。这表明随着中国产业结构调整战略的深入，产业结构在由原来“一二三”向“三二一”转变的过程中，将产生一定的社会经济成本，并由此对经济增长产生一定负面影响，尤其是在政府政策大力干预下，此种转变所带来的社会经济成本容易在短期内显现出来。这主要是由于服务业的劳动效率、投资规模和产业链条长度均不如工业部门。因此，由投资所形成的乘数效应并不如工业部门来得显著。在工业部门增速下滑的情况下，服务业所带来的增长未必能够在短期内弥补工业产出下滑所产生的不良影响。此外，该发现也印证了法国经济学家盖雷关于“服务业发展，总是伴随着整体经济增长的减速”的悖论。从现实情况看，该悖论正在中国上演。近年来，尤其是2012年以来，中国产业结构发生了质的变化，服务业比重(45.50%)超过了工业占国民经济的比重(44.97%)。然而，在此期间经济的增长速度也表现出较为明显的放缓趋势。其中，2014年的实际增长率为7.7%，而在2015年的政府工作报告中则将其设为7%左右。

图4　经济增长的脉冲响应路径

根据图5，在碳排放强度、经济增长和服务业发展水平的冲击下，服务业发展水平产生了不同的响应路径。具体而言：①在碳排放强度的冲击下，服务业发展水平的响应值分别在第2期、第5期和第6期为正值，而其他期数则表现出负向响应，并且在第14期后表现出收敛，总体上表现出负向响应。该结果提示，碳排放强度的上升能够对服务业水平的提高产生一定的负面影响。此种现象产生的原因在于，碳排放强度的上升，将迫使政府部门采取措施对服务业的结构进行调整。而这种调整同样需要服务业付出一定的代价。从目前的趋势看，在第一产业和第二产业的节能减排边际效益出现递减的情况下，节能减排的目标将锁定于服务业，并成为新一轮节能减排工作的重点。有学者也呼吁尽早开辟服务业领域的节能减排工作。而在2014年的《政府工作报告》中，李克强总理就明确指出既要大力发展服务业，也要推进对交通运输和公共机构等重点领域的节能减排工作。②在经济增长的冲击下，服务业发展水平表现出较为明显的正向响应，且响应的持续时间较长。该结果表明，经济增长能够带动服务业发展水平的提高，总体上符合服务业比重随经济增长而上升的规律。配第-克拉克定理表明，随着经济发展水平的提高，国民收入不断增加，产业结构逐渐由第一产业向第二产业和第三产业依次转变。实际上，在样本期间内，中国国民收入仍旧保持了较快的增长，产业结构的比重逐渐转向第三产业，而第二产业和第一产业的比重则呈现出下降的趋势；③在服务业的正向冲击下，服务业自身表现出正向响应。该结果提示，服务业的发展水平在某种程度上存在累积循环效应和自我增强效应，在发展过程中表现出不断的累积和强化。

图5　服务业发展水平的脉冲响应路径

3.4方差分解

为了弄清不同内生变量冲击的贡献度和结构组成，可以采用方差分解法进行测算。首先，根据表1可知，碳排放强度对其自身冲击的贡献最大，并且其冲击贡献度随着时间的延长，表现出衰减趋势。经济增长对碳排放强度的冲击贡献位居第二，且其冲击贡献度表现出递增的趋势。各期中服务业发展水平对碳排放的冲击贡献度最弱，且其冲击贡献度随时间变动表现出先递增后递减的趋势。其次，根据表2可知，经济增长对其自身的冲击贡献最大，并且表现出递增的趋势；碳排放强度对经济增长的贡献度位居第二，且贡献度表现出较为明显的递减趋势，而服务业的冲击贡献最为微弱；此外，根据表3，服务业发展水平的冲击贡献主要来源于其自身，并且表现出递减趋势；经济增长和碳排放强度对服务业发展水平的冲击贡献表现出递减的趋势。综上分析，经济增长、碳排放强度和服务业发展水平变动主要来自于自身的冲击，其次才为碳排放强度和服务业发展水平。

表1　CI方差分解

表2　GDP方差分解

表3　IS方差分解

4　结论和启示

通过构建半参数面板数据向量自回归模型，本文分析了在技术进步非线性作用条件下，服务业发展水平、经济增长和碳排放强度三者之间的动态影响关系。并由此获得了以下几点结论：

(1)根据非参数估计结果，服务业发展水平、经济增长和碳排放强度与技术进步存在明显的非线性关系。具体而言，服务业发展水平、经济增长和碳排放强度非参数估计的导数值和技术进步分别存在“N”形、“V”形和倒“U”形的曲线关系。

(2)服务业的碳性水平依然较高，服务业并非如想象那样为无烟产业。中国当前的服务业发展水平，不仅未能削弱碳排放强度，反而刺激了碳排放强度的上升，对碳排放强度的上升起到一定的推波助澜的作用。由此可见，现阶段若不从经营效率、管理水平和业态创新等方面来提高第三产业整体的运行效率，而企图从提高服务业在国民经济的比重来转移第二产业的碳排放压力，未必有助于实现预定的减排目标。

(3)现阶段碳排放的规制作用逐渐显现。现阶段的碳排放强度不仅对国民经济的增长产生了一定的约束作用，还在一定程度上阻碍了服务业发展水平的提升。而此种规制作用可能得到进一步强化，在INDC方案中，2030年中国碳排放强度将较2005年降低60%～65%。因此，探索服务业绿色化和低碳化发展模式既是现代服务业健康发展的重要出路，也是当前需要解决的迫切问题。

(4)服务业发展水平与经济增长二者间的相互影响，具有非对称性。服务业发展水平的上升能够对经济增长产生微弱的负作用，该发现印证了盖雷关于服务业与整体经济增长的悖论。然而，国民经济的增长能够促进服务业比重的上升，对提高服务业的发展水平的提升具有积极的意义。因此，如何处理经济增长和服务业发展二者关系，规避盖雷所提出的悖论，对服务业和国民经济发展将具有重要意义。

综上结论，在经济增长方式逐渐由追求数量的增长转向追求质量和内涵的增长，产业结构由第二产业为主导，逐渐转向由第三产业为主导的大背景下，该研究所取得的发现和结论，具有以下几点政策启示：

(1)深化产业结构调整，注重服务业领域碳减排潜力的挖掘。具体而言，注重服务业领域去碳化的政策性引导，有步骤有计划地推动节能型和低碳型服务业的发展，深化重点领域的节能减排工作。例如，交通运输领域、消费领域和公共服务领域的节能减排工作，发展综合型绿色交通系统，倡导绿色消费，提高公共服务领域中清洁能源的使用比率，分阶段、抓重点和有计划地削弱服务业的碳性。

(2)尝试构建基于农业、工业和服务业三次产业间的物资、能量和废气物循环利用的产业生态系统，实现产业间的持续和协调发展。通过整合农业、工业和服务业三大层次的循环经济体系，一方面可以实现产业间的绿色融合发展。另一方面，可以削弱碳排放等环境对经济增长和服务业发展所产生的规制作用，降低经济运行的环境风险。

(3)规避服务业发展与国民经济增长的悖论问题可以从以下几个方面入手。首先，由于服务业的经营环境与第二产业存在明显的差异。因此，需要调整现有的经济政策，加强服务业领域的政策设置和制度创新，为服务业的健康发展提供良好的外部环境。其次，提高服务业的供给能力和产品质量，进一步降低市场准入门槛，规范市场行为，鼓励市场竞争，提高服务业的劳动生产效率，遏制服务业价格过快上升而产生的“成本病”问题，尽可能避免其对经济增长所产生的不良影响。

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[6]李伯华，刘云鹏，窦银娣.旅游风景区旅游交通系统碳足迹评估及影响因素分析——以南岳衡山为例[J].资源科学，2012，34(5):956-963.

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[8]刘广为,赵涛.中国碳排放强度预测与第三产业比重检验分析[J].环境科学，2012.33(7):2528-2532.

[9]LEE J W，BRAHMASRENE T.Investigating the influence of tourism on economic growth and carbon emissions：evidence from panel analysis of the European Union[J].Social science electronic publishing，2013，38(13):69-76.

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[11]王凯,李泳萱,易静,郑群明.中国服务业增长与能源消费碳排放的耦合关系研究[J].经济地理，2013，33(12)：108-114.

(责任编辑刘传忠)

Dynamic Impact Among the Developing Level of Service Sector,Economic Growth and Carbon Emission Intensity

Wu Jigui，Ye Azhong

(School of Economics and Management，Fuzhou University，Fuzhou 350108，China)

The semi-parameter panel data vector autoregression model was built.And with this model，it investigated the nonlinear relationships and dynamic impacts between economic growth，developing level of service sector，carbon emissions intensity and technology progress，respectively.The results indicate：The non-parametric estimation of service sector developing level，economic growth，carbon emissions intensity on technology progress presents“N”，“V”and inverted“U”curve shapes；Instead of reducing carbon emisson intensity，the improvement of service sector’s development can strengthen carbon emission intensity；There is of an asymmetrical influence between economic growth and service sector developing level；The up-rising of carbon emissions intensity will not only depress economic growth，but also produce adverse effects on the development of service sector.

Dynamic relationships；Developing level of service sector；Economic growth；Carbon emission intensity；SPPVAR

国家自然科学基金项目“半参数空间向量自回归模型的理论应用及研究”(71171057)和“半参数全局向量自回归模型的理论及应用”(71571046)，国家社会科学基金项目“技术溢出视角的能源回弹效应及我国节能对策研究”(12CJY011)，福建省社会科学规划项目“技术进步和经济增长对能源碳排放的空间影响研究”(FJ2015C237)、“基于模糊博弈的电子商务诚信机制设计与对策研究”(2012C022)和“基于博弈视角的汽车交易诚信机制设计与对策研究”(FJ2015C141)，福州大学社科科研扶持基金资助项目“基于模糊合作博弈的产学研利益分配方法与机制设计研究”(15SKF13)。

2015-07-02

吴继贵(1985-)，男，福建人，福州大学经济与管理学院在读博士；研究方向：技术进步与经济增长和空间计量理论与应用。

F205

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