河南省产业集聚发展与环境污染关系的实证研究

南光耀，刘 昱

(1.南京农业大学公共管理学院，江苏 南京 210095； 2.郑州大学旅游管理学院，河南 郑州 450001)

河南省产业集聚发展与环境污染关系的实证研究

南光耀1，刘 昱2

(1.南京农业大学公共管理学院，江苏 南京 210095； 2.郑州大学旅游管理学院，河南 郑州 450001)

产业集聚发展与其所在区域内环境污染之间的影响关系一直备受关注.本文选取河南省4个经济区域内产业集聚区2005-2014的面板数据，通过VEC模型对河南省产业集聚发展与环境污染之间的影响关系以及这种影响的区域异质性进行实证分析.研究结果表明：河南省不同经济区域内的产业集聚程度与该区域产业集聚区单位产值的环境污染程度之间存在长期的稳定关系，但二者之间不具有必然的因果关系；由于区域产业集聚类型和产业发展阶段存在差异，二者之间的影响程度也存在明显的区域异质性.最后，从产业集聚健康发展和保护区域生态环境的角度提出相关建议.

产业集聚；环境污染；VEC模型；实证检验

产业集聚区建设作为河南省实现经济跨越式发展和中原崛起的战略支撑，深刻影响着全省的产业布局和结构调整转型，是实现节约集约发展、促进“三化”协调发展以及推进城镇化进程的重要途径.自 2008年以来，在河南省委、省政府的引导下，产业集聚区的建设速度加快，对全省312个开发区、工业区进行规划整合，形成现有的180个产业集聚区，总规划面积达到3512.83km2[1].近几年来，随着产业集聚区的建设推进，其产业规模效应、集群效应的发挥对区域经济的带动作用不断增强.据《2014年河南省产业集聚区发展报告》公布的数据，截至2014年9月底，河南省产业集聚区规模以上工业企业数量达到7763家，对全省规模以上工业增长的贡献率达到67.8%，有效吸纳1100多万农村富余劳动力转移就业[2].

与此同时，产业集聚的负外部性也会导致环境污染，从而成为影响和制约经济可持续发展的不利因素.产业集聚发展在带来的区域经济总量增长的过程中，导致区域人口密度的提高和城市建成区面积的扩大，产业生产规模和人口消费总量的扩大进而导致对更多资源要素的消耗，从而产生和排放更多的污染废弃物.从逻辑上看，产业集聚区的快速发展与区域环境污染之间存在一定的关联性，因为污染物的产生是产业发展的结果，它内生于产业集聚的过程[3].以煤炭开采和洗选业为例，2005年到2014年河南省该行业的工业总产值由10.8%上升到12.5%，而该行业的工业废水排放量占全省工业废水排放总量的比例由13.58%上升到18.23%.

产业集聚发展过程中，一方面随着资源和能源消耗的增加产生了更多的污染排放物，对环境构成威胁；另一方面产业集聚也会产生技术、知识等溢出效应，进而减少污染物的排放.本文采用VEC模型，对河南省4个经济区域的产业集聚程度与环境污染之间关系进行实证分析，探究二者之间的影响关系及其经济区域之间影响的差异性问题.

1 文献综述

当前国内外学者主要是从产业集聚的外部性以及产业转移的角度对产业集聚发展和环境污染之间关系进行研究，归纳其观点有两种:一种是产业集聚发展是造成环境质量下降的主要原因.Verhoef和Nijkamp(2002)[4]通过构建空间均衡模型，研究经济发展中产业集聚与生态环境之间的关系，结果认为工业分布会造成产业集聚区的环境污染，过于追求环保目标的实现有可能降低区域的产业集聚水平.刘习平、宋德勇等(2013)[5]利用2005年到2010年我国286个地级及以上城市的时间序列数据，采用STIRPAT模型，研究了城市产业集聚对城市环境的影响效应，认为从样本总体来看，城市规模越大、产业集聚程度越高，带来的环境改善效应就越大.但对于特大城市而言，产业集聚和人口过度集中则会带来环境恶化的后果.还有一些研究者根据“向底线赛跑”(race to the bottom)的假说，认为经济欠发达地区为了加快发展速度，往往会降低对生态环境的规制力度，吸引更多内外资的流入以及承接劳动密集型和污染密集型的产业转移，从而造成环境不断恶化.

另一种观点则认为产业集聚会改善区域的环境质量.如Copeland和Taylor(2003)[6]研究认为，整个行业的污染治理是存在规模经济的，行业污染治理的函数呈规模报酬递增的趋势.黄珍(2004)[7]认为在产业集聚区内，由于企业之间知识、技术的溢出，给企业提供了很多相互学习、相互合作的机会；此外，产业集聚区内高等院校、科研机构等研发单位的入驻为企业创新提供了更多机会，从而有利于产业集聚区改善环境质量.冯薇(2006)[8]根据循环经济理论，认为在经济系统中，物质闭路循环模式能够避免系统外资源的消耗以及废弃物的产生.产业集聚区内与某一产业领域相关联的企业通过相互合作，能够获得持续的竞争优势，形成集聚区内资源良性循环利用，从而有利于减少污染物的排放，显著改善环境质量.

综上所述，关于产业集聚与环境污染之间关系的研究已经比较深入和全面，并且取得了一些非常有价值的研究成果.但从目前的研究来看，产业集聚对环境污染单向的因果关系研究较多，而两者的双向关系研究较少；选取的测度区域环境污染的指标单一，不能全面反映区域环境污染的整体情况；在研究二者之间的关系时多从纵向时间维度进行分析，而关于二者在空间上是否存在差异的研究较少.因此，本文就河南省四个经济区域的产业集聚程度和环境污染情况进行实证分析，探究二者之间的综合影响效应.

2 河南省产业集聚和环境污染程度及相关数据指标

2.1 河南省分区域产业集聚概况及测量指标

《河南省全面建设小康社会规划纲要》中将河南省18个地市按照经济地理方位、产业结构、工业化水平等划分为四个经济区域，分别为以郑州为中心的中原城市群经济区，包括其他新乡、许昌、漯河、洛阳、焦作、济源、开封、平顶山八个地市；由安阳、鹤壁、濮阳3市组成豫北经济区；以三门峡、南阳两市为主体的豫西、豫西南经济区和以驻马店、商丘、周口和信阳4市为主体的黄淮经济区.四个经济区域在经济总量、工业化和城市化水平方面都有显著差异.从产业集聚类型来看，河南省四个经济区域产业集聚的分布状况如表1所示.

表1 河南省四个经济区域产业集聚类型Table 1 The types of industrial agglomeration in four economic regions of henan province

为了衡量河南省四个经济区的产业集聚程度，选择了区位熵的方法进行测度.按照Heckscher-Ohlin的要素禀赋理论，区位熵指标值是用来衡量特定区域具有比较优势的要素空间分布或区域内某一主导产业的专业化集聚程度，其经济含义是某一特定的经济区域在更高层次经济区域中所占的份额比值，可在一定程度上反映出该经济区域所处的地位和发挥的作用，以及其产业集聚程度.区位熵值与该经济区域的产业集聚程度呈正相关，即区位熵值越大，该经济区域的产业集聚程度越高；按照区位熵的测量方法，需要搜集与国内生产总值(GDP)和工业增加值(IVA)，河南省的生产总值和工业增加值、四个经济区及区内产业集聚区的生产总值和工业增加值等几个经济指标相关的数据.本文利用一个经济区域的生产总值乘以该经济区域内产业集聚区的工业增加值，除以上一级经济区域的生产总值与产业集聚区的工业增加值，得出该经济区域的区位熵指数，来反映经济区域的产业集聚程度.

2.2 河南省分区域环境污染程度及测量指标

关于环境污染程度之间的区域性差异，王丽萍(2011)[9]选取了极差、加权变异系数和锡尔熵3个指标，对河南省2006—2009年间的主要污染物排放情况进行了地区差异度分析.研究认为河南省各区域之间(豫北、豫西南、豫东南)环境污染的差异性显著，特别是COD排放量区域之间的不均衡性尤为明显.为了测度河南省4个经济区的环境污染程度，选取了废水排放量、废气排放量、粉尘排放量和固体废弃物排放量四个污染指标.为了测度二者之间的影响关系及其影响的区域性差异，搜集了2005到2014年间的有关数据进行分析，这些数据来自国家统计局和河南省统计局公布的统计年鉴，各经济区域数据是作者根据各市相关数据自行计算得到.为了更加简便进行分析，先对各项指标数据取自然对数，求得出单位产业集聚产值的总污染物排放量，以此表示一个经济区域产业集聚对区域环境污染的程度.

2.3 各指标变量描述性统计

表2对本文中所使用的变量进行了描述性统计.从表中数据分析可以看出:首先，河南四个经济区域十年的区位熵(Agg)指数最大值为1.790602，为中原城市群区域2011年的区位熵值，表明2011年该经济区域产业集聚程度显著；区位熵指数最小值为0.405299，为豫西和豫西南经济区域在2009年的区位熵指数；其次环境污染程度(Pol)最大值为8.120976，为豫北经济区2007年环境污染程度指数；最小值为2.360524，为黄淮经济区2005年的环境污染程度指数；最后，从整个样本数据分析来看，中原城市群经济区和豫北经济区的产业集聚程度远高于其他两个经济区域；而在2009年以前中原城市群经济区和豫北经济区域环境污染程度指数也明显高于其 他两个经济区域.

表2 变量描述性统计Table 2 The descriptive statistics for variables

3 产业集聚和环境污染关系实证分析

3.1 模型构建

本文采用单方程模型来测度河南省四个经济区域的集聚程度与环境污染之间的影响.构建的方程模型如下:

Polit其中表示第i个经济区域第t年的单位产业集聚产值污染的程度；aggit表示第i个经济区域第t年的产业集聚程度，其数值等于其区位熵指数；c为常数项，β为待估参数，μit为残差项.

由于需要根据Granger因果关系检验验证产业集聚和环境污染的关系，首先应对面板数据进行单位根检验，然后进一步进行面板协整检验，如果协整关系成立，则可用误差修正模型进行考察，即可将模型(1)转化成为VECM模型:

公式中dpol、dagg分别表示pol、agg的一阶差分；n为滞后期；ε表示方程(1)中的残差项；θ表示随机干扰项.

3.2 实证检验

1)面板数据单位根检验

使用面板数据进行分析首先进行单位根检验的目的是为了验证变量的平稳性，避免在计量分析中出现伪回归的现象.用IPS统计量检验方法进行单位根检验，结果如表3所示:

表3 单位根检验结果Table 3 The result of unit root test

由表3-1可知，pol和agg的P值均大于0.05，表示在5%的显著性水平上统计变量水平序列不能拒绝原假设；而dpol和dagg的P值均小于0.01，表示在1%的显著性水平上统计变量的一阶差分序列显著拒绝原假设.单位根检验结果表明，各统计变量经一阶差分后成平稳序列，符合一阶单整I(1)过程.

2)面板数据协整检验

面板数据协整检验是使两个或两个以上非平稳数据序列的线性组合相互抵消趋势项的影响，从而使该组合成为平稳的数据序列.本文采用Westerlund面板协整法检验河南省四个经济区的产业集聚程度与产业集聚区域单位产值的环境污染之间的协整关系.先对变量的一阶差分序列进行协整检验，其中Gt和Ga允许调整系数具有个体异质性，Pt和Pa约束调整系数个体同质.协整检验结果如表4所示:在1%的显著性水平上各统计量均拒绝原假设，这表明河南省经济区域内产业集聚程度与区域环境污染程度二者之间存在着长期的均衡关系.

表4 面板数据协整检验结果Table 4 The result of panel data cointegration test

3)面板协整系数估计

本文通过组群平均(MG)方法对协整系数进行估计，结果如表5所示，dpol和 dagg的相关系数为0.70614，表示当经济区域内产业集聚程度提高1%，产业集聚单位产值的环境污染程度则提高0.7%，这说明河南省经济区域内的二者之间呈正向影响关系，所以河南省产业集聚对区域内环境显示出负外部性效应.经济区域内产业集聚程度提高会加剧对资源能源的大量消耗，当企业的创新能力不足，企业之间的协同合作能力有限的的现实前提下，会排放更多的污染废弃物，从而加重区域内环境的承载压力.

表5 面板协整系数估计结果Table 5 The estimation results of panel cointegration coefficient

4)Granger因果关系检验

通过协整关系检验，验证了河南省产业集聚区单位产值的环境污染程度与该区域的产业集聚程度之间存在协整关系，本文利用stata12.0对二者之间是否存在因果关系进行Granger因果关系检验进一步验证.结果如表6所示:dagg能够预测dpol，这表明区域产业集聚能够提供环境污染加剧的有效信息；而从表3-4的后两行可以看出P＝0.816，数值较大，即dpol不能有效预测dagg，表明区域环境污染程度不能有效预测该区域的产业集聚程度，河南省经济区域内产业集聚程度提高不是造成区域环境污染加重的必然原因.

表6 Granger因果关系检验结果Table 6 The results of granger causality test

3.3 河南省四个经济区域比较分析

为了分析河南省产业集聚发展与环境污染之间关系是否存在个经济区之间存在差异，对四个经济区域的变量分别进行了一阶差分序列的回归分析，比较结果如表7所示:豫北经济区和豫西、豫西南经济区域内产业集聚单位产值的环境污染程度与区域内产业集聚程度呈正向关系，当豫北经济区的产业集聚程度增加1%，其单位产值的环境污染程度增加1.4%；当豫西、豫西南经济区的集聚程度增加1%，其单位产值的环境污染程度增加0.8%.而中原经济区和黄淮经济区与其他两个经济区呈现出相反的结果，这两个经济区域内二者之间呈负向影响关系，当中原城市群经济区的产业集聚程度增加1%，产业集聚区单位产值的环境污染程度减少近0.3%；当黄淮经济区的产业集聚程度增加1%，产业集聚区单位产值的环境污染程度则减少0.9%，这两个经济区内产业集聚对区域环境显示出正外部效应.

表7 河南省四个经济区域差异比较Table 7 The four economic regions difference comparison of henan province

从上述比较的结果可以看出，河南省四个经济区域产业集聚发展与环境污染之间的关系具有明显的区域性差异，造成这种差异的原因主要有以下两个方面:一方面是四个经济区域产业集聚类型存在差异；另一方面是四个经济区域的产业集聚发展阶段存在差异.从区域产业集聚类型来看，中原城市群经济区和黄淮经济区主要集聚了原材料密集型产业和劳动密集型，如汽车及装备制造业、电子产品制造业，以及纺织、生物医药、农副食品加工等能源消耗较低的产业，因此对环境污染的影响不太明显.而豫北经济区和豫西、豫西南经济区由于能源资源丰富，工业基础较为完善，承接的主要是钢铁、石油化工和煤化工，以及铝工业、非金属矿产加工，这些产业发展需要消耗大量的能源资源，增加污染物的排放，因此这两个区域的产业集聚程度越高，对环境的负面影响也就越严重[10].从四个经济区域的产业集聚发展阶段来看，豫北经济区和中原城市群经济区工业发展启动较早，区域内的工业基础设施较为完善，区域创新能力较强，处于产业集聚的快速发展阶段.从当前两个经济区内产业集聚区的发展现状来看，企业之间的分工合作和互补程度较高，产业链的延伸以及技术外部性都能够有效提高区域内能源资源的利用效率，从而有效减少污染物的排放.因此减少了对该区域环境的污染甚至产生了正外部效应.豫西、豫西南经济区和黄淮经济区的由于工业发展起步较，工业基础较为薄弱，基础设施仍然不完善、产业链间协作较差，随着大量的企业在集聚区内入驻，污染物的排放也随之增加，因此产业集聚对环境污染的负外部效应比较明显.

4 总结及相关建议

产业集聚区已经成为河南省经济增长的重要推动力量，带来了规模经济效应，提高了企业的自主创新能力和企业间的协作能力.但随着产业集聚区域大量资源的消耗，区域内的环境污染开始加剧，环境问题日益凸显[11].如何解决好产业集聚与环境之间的协同发展问题，是当前应该认真研究的重要课题.本文以河南省产业集聚区为研究对象，采用河南省四个经济区域2005-2014年度的相关数据，通过构建产业集聚区域单位产值的环境污染程度与区域的产业集聚程度的VEC模型，采用面板数据分析方法，得出以下结论:首先，从面板数据协整检验结果来看，河南省经济区域内二者之间存在长期均衡关系；其次，对面板协整系数进行估计的结果显示，当产业集聚程度提高1%，单位产值的环境污染程度则提高0.7%，表明河南省产业集聚对区域环境有负外部效应；通过Granger因果关系检验，结果表明产业集聚是解释环境污染的原因，而环境污染不能有效解释区域内的产业集聚，所以治理环境污染问题不应单单从产业集聚的角度去考虑[12]；最后，对河南省四个经济区域的变量进行回归分析，验证了河南省产业集聚发展与区域内环境污染之间的关系具有明显的区域差异，其中豫北经济区和豫西、豫西南经济区内的二者之间呈正向影响关系，然而其他两个经济区域内二者之间呈负向影响关系.

以上分析和结论的启示和相关建议:首先，在协调产业集聚发展与区域环境污染之间的关系时，应当注意防范产业集聚对区域内环境可能产生的负外部效应，同时也要认识到产业集聚发展对区域环境改善具有正外部性影响[13].技术的进步和集聚区内产业的合理调整和科学规划，会提高资源的利用效率，减少污染物的排放量，从而减少集聚区内资源的浪费和对环境的破坏.其次，针对河南省产业集聚与环境污染之间关系的区域异质性，应当根据不同经济区产业集聚的类型、发展的阶段和现状制定具有针对性的差异化政策.对中原城市群经济区产业集聚发展，应积极构建和完善区域创新体系，鼓励和激发区域内产业集聚区企业自主创新能力，转变发展方式，积极引导产业集聚向高新技术以及高附加值等行业领域发展[14]；对于豫北经济区和豫西、豫西南经济区而言，在推动产业集聚区带动区域经济发展的同时，应重视保护相对脆弱的生态环境，采取更加严格的环境规制措施，避免走“先发展后治理”老路.最后，产业集聚的空间布局规划应该考虑到产业链协作和技术外部性，避免产业发展同质化竞争，从而加重产业集聚区环境的承载压力[15].

[1]杜鹏娟，胡华锋，周延州.河南省产业集聚区发展现状分析与对策思考[J].决策探索(下半月)，2015(5):37-39.

[2]河南省产业集聚区发展报告课题组.2014年河南产业集聚区发展报告[N].河南日报，2015-02-04009.

[3]闫逢柱，苏李，乔娟.产业集聚发展与环境污染关系的考察——来自中国制造业的证据[J].科学学研究，2011(1):79-83＋120.

[4]朱英明，杨斌，周晓丽，朱峰.产业集聚困境研究:回顾与展望[J].经济评论，2011(2):145-151.

[5]刘习平，宋德勇.城市产业集聚对城市环境的影响[J].城市问题，2013(3):9-15.

[6]COPELAND B R，TYLOR M S.Trade and the Environment:Theory and Evidenee[M].Princetion Unlversity Press，2003.

[7]黄珍.产业集群及其竞争优势的研究[D].北京:对外经济贸易大学，2004.

[8]冯薇.产业集聚与生态工业园的建设[J].中国人口.资源与环境，2006(3):51-55.

[9]王丽萍.河南省环境污染的区域差异研究[J].地域研究与开发，2011(6):74-78.

[10]陈腾，雒海潮.产业集聚区与区域经济发展的对策研究——以河南省新乡市为例[J].经济研究导刊，2011(5):29-30.

[11]王蒙燕.中原经济区建设与河南产业集聚发展研究[J].经济研究导刊，2013(22):100-101.

[12]王冠.河南省四个经济区产业梯度比较及优化探讨[J].皖西学院学报，2015(3):42-47.

[13]杨婧.中国制造业集聚对环境污染的影响研究[D].长沙:湖南大学，2012.

[14]李勇刚，张鹏.产业集聚加剧了中国的环境污染吗——来自中国省级层面的经验证据[J].华中科技大学学报(社会科学版)，2013 (5):97-106.

[15]黄向球，高耸，麻永建，等.河南省产业集聚区空间规划引导研究[J].河南科学，2014(8):1648-1653.

(责任编辑：罗敏，付强，李建忠，张阳；英文编辑：周序林)

Empirical study of the relationship between industrial agglomerated development and environmental pollution in Henan province

NAN Guang-Yao，LIU Yu

(1.School of Public Administration，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，P.R.C.；2.School of Tourist Management，Zhengzhou University，zhengzhou 450001，P.R.C.)

As the most dynamic spatial organization form and the space vector of environmental pollution，industrial agglomeration has attracted much attention to the relationship between industrial agglomeration and the environmental pollution in Henan province.Based on the VECM and the panel data from 2005 to 2014 of 4 economic zones in Henan Province，this paper empirically analyzed the relationship between industrial agglomeration development and environmental pollution，along with the differences among regions.The results showed that there was a long-term stable relationship between environmental pollution and industrial agglomeration in Henan Province，but there was no causal relationship.Because of the differences in the type of regional industrial agglomeration and industrial development stage，there were obvious regional differences between environmental pollution and industrial agglomeration.Finally，relevant suggestions were made from the perspective of the sustainable development of the industrial agglomeration and the protection of the environment.

industrial agglomeration；environmental pollution；VEC model；empirical test

F205；F263

A

2095-4271(2016)04-0462-07

10.11920/xnmdzk.2016.04.017

2015-09-04；最后

2016-04-28

南光耀(1987-)，男，河南周口人，博士研究生，研究方向:土地经济与政策，土地可持续利用与管理，资源、环境经济与政策；刘昱(1977-)，女，河南唐河人，副教授，博士，研究方向:土地经济学.Email:506331396＠qq.com