我国贸易开放的环境效应

钟凯扬

内容摘要：贸易开放下环境规制和要素禀赋将影响污染密集型产业的转移，ACT模型认为一国贸易对环境污染的结构性影响取决于这两者的合力。本文选择三种工业污染排放物，采用我国1993-2013年的省际面板数据，以修正的ACT模型进行实证分析。结果表明：环境库兹涅茨曲线是否成立取决于污染物的选取；污染避难所假说和要素禀赋假说在我国成立，但作用相反；贸易开放总体增加了污染，但影响较小，污染排放强度的效应高于污染排放总量。

关键词：贸易开放 污染排放总量 污染排放强度 环境规制 要素禀赋

引言

20世纪90年代以来，随着关税水平下降，全球贸易自由化趋势进一步加强，我国对外贸易得到快速发展，进出口总额从1990年的1154.4亿美元增长到2013年的41589.9亿美元，增长了35倍多。与此同时，经济增长和贸易发展也让我国付出了沉重的环境代价，例如我国已成为SO2排放最多的国家，引发了酸雨污染、疾病增加等系列问题。那么贸易开放如何影响环境污染、不同污染指标是否有不同表现？本文将对此进行探讨分析。

文献回顾

西方学者对贸易与污染关系的研究可分为两个阶段：第一个阶段是20世纪70年代至80年代。这一阶段发达国家的工业化已发展到一定水平，大批工业向亚洲“四小龙”等新兴国家转移，污染密集型产业转移成为发达国家和发展中国家共同关注的问题。第二个阶段是20世纪90年代至今。这一时期全球化使得国家之间贸易往来更加紧密。随着北美自由贸易协定签订，环境保护团体担心贸易自由化促使美国和加拿大的污染工业向墨西哥转移，会加剧墨西哥的环境污染，因此对贸易自由化持否定态度，引发了学界对贸易与环境关系的大讨论。

在上述背景下，Grossman和Kruger（1991）提出了一个系统分析框架，在学术界受到广泛应用。他们将贸易对环境的影响分解为规模效应（Scale Effect）、技术效应（Technique Effect）和结构效应（Composition Effect）。规模效应指在经济体性质保持不变时，产出规模扩张需要增加资源投入，会恶化环境；技术效应指随着收入水平提高，人们会提出更高标准的环境规制，促进技术改进，而且对欠发达国家来说，外国投资还可能带来技术转移，因此会有助于清洁环境；结构效应则较为复杂，在贸易自由化过程中，一国专业化生产拥有相对比较优势的产品，这些优势可能是环境规制的差异，也可能是要素禀赋的差异（如劳动、资本等），其结构效应最终取决于污染密集型产业是扩张了还是收缩了。在研究贸易与环境关系的文献中，较有代表性的理论有环境库兹涅茨曲线、污染避难所假说、要素禀赋假说等。

环境库兹涅茨曲线（EKC，即Environmental Kuznets Curve）阐述的是环境污染与人均收入之间的“倒U型”关系。Grossman和Krueger（1991）认为，在收入水平较低的发展阶段，污染水平将随着收入增长而增加，当经济发展超过一定收入水平时，污染水平将随着收入增长而减少，不过他们同时强调，这种“倒U型”关系在一定程度上取决于污染指标的选取与设定。

污染避难所假说（PHH，即Pollution Haven Hypothesis），由Copeland和Taylor（1994）在研究南北国家和环境的关系时进行了阐述。根据该理论，人均收入等因素使得南北国家在环境规制方面存在差异，贸易自由化将促使污染密集型产业从发达国家向欠发达国家转移，欠发达国家将成为发达国家的污染天堂（Pollution Haven）。

要素禀赋假说（FEH，即Factor Endowment Hypothesis）认为，按照比较优势理论，由于国家在要素禀赋上存在差异，贸易开放下有些国家将专业生产资本密集型产品，有些国家将专业生产劳动密集型产品，这种生产格局的变化导致污染密集型产业发生转移。该理论的前提是资本密集型产业的污染水平高于劳动密集型产业，Mani和Wheeler（1998）在对日本的研究中发现，与5个污染最轻的行业相比，5个污染最严重行业的资本密集度是前者的5倍，而劳动密集度只相当于前者的40%。

Antweiler et al.（2001）为Grossman和Krueger的分析提供了一个微观理论模型，他们保留了规模效应和技术效应，并提出贸易引致的结构效应（Trade-induced Composition Effect），包括了环境规制效应（对应污染避难所假说）和资本劳动比效应（对应要素禀赋假说），而一国贸易对环境的结构性影响取决于这两种效应的相互作用。Cole和Elliott（2003）对实证模型进行了拓展，将规模效应和技术效应合并，并用人均GDP进行表示，从而将ACT模型与EKC联系起来。

近年部分学者采用ACT模型对我国进行了相关研究，如陈红蕾和陈秋峰（2007）、Junyi Shen（2008）、Jie He（2008）、傅京燕和周浩（2010）等，对揭示我国贸易开放与环境污染的关系具有较好启发，但这些研究在污染指标的横向比较、分离贸易的环境效应等方面仍有不足，本文将作进一步探讨并提出对策。

污染指标选择

污染物及其形式的选择对于研究环境污染较为重要，从ACT模型的各种假定条件来看，确定污染物种类时，每一种类应尽量在生产特性、污染容忍度、污染税征收等方面保持一致。考虑到我国工业污染排放的公布数据以及与人们生活的关联性，本文将采用工业SO2、工业粉烟尘（由于近年对粉尘和烟尘合并公布数据，且两者污染物性质相近，本文将两者作为一个整体），以及化学需氧量（COD）为污染物，并分别采取排放总量和排放强度（单位GDP的排放量）作为污染指标。我国政府在“十二五”规划中明确将COD、SO2、氨氮和氨氧化物纳入污染物减排约束指标，要求这4项主要污染物排放总量比2010年分别削减一定比例，因此本文选用的污染指标具有一定的政策意义。

实证分析

（一）模型设定

在ACT模型的实证分析中，一般用GDP代表规模效应、用人均GNP代表技术效应，Cole和Elliott认为，由于GDP与GDN的数值很相近，可以将规模效应和技术效应合并，用人均GDP代替，本文借鉴了他们的研究成果。由于我国省际污染排放数据存在较大差异，因此对被解释变量采用自然对数形式。

实证模型最终设定为：

Ln（Eit）=α0+α1Iit+α2（Iit）2+α3KLit+

α4（KLit）2+α5Oit+α6OitIit+α7Oit（Iit）2+α8OitKLit

+α9Oit（KLit）2+εit

其中：i为各省份，t为年份；Eit为污染指标，采用排放总量和排放强度（污染排放总量/GDP）两种形式；Iit为人均GDP，代表规模效应-技术效应的组成效应，并加入二次项；KLit为物质资本存量与劳动就业人数的比值，并加入二次项；Oit为进出口总额与GDP的比值，代表贸易开放度；OitIit为Oit与Iit的交互项，反映环境规制效应；OitKLit为Oit与KLit的交互项，反映资本劳动比效应。贸易开放对污染的总效应为：

C=α5Oit+α6OitIit+α7Oit（Iit）2+α8OitKLit

+α9Oit（KLit）2

根据污染避难所假说和要素禀赋假说，当贸易开放提高时，收入水平相对较高或劳动要素相对丰裕的地区的污染水平将会降低，收入水平相对较低或资本要素相对丰裕的地区的污染水平将会提高。我国人均收入相对较低、劳动要素相对丰裕，可以预测有：α6>0，α7<0，α8<0，α9>0。

（二）数据说明

本文采用我国31个省份1993-2013年的面板数据进行研究，由于重庆部分年份数据缺失，本文将四川和重庆合并，截面变为30个省份。我国统计年鉴没有公布物质资本存量K的数据，本文以单豪杰（2008）的研究为基础，采用永续盘存法进行估算；其余数据来自国家统计年鉴、中国环境统计年鉴、各省市统计年鉴。

（三）实证结果

计量方法和结果分析。本文先对选择固定效应模型（FE）还是随机效应模型（RE）进行初步判断。计量结果显示，两个模型估计结果的系数符号一致、数值很接近，但豪斯曼检验（hausman-test）显示方差协方差矩阵是非正定，检验失效。随机效应模型要求外生变量和个体效应不存在相关，固定效应模型则没有这一要求，由于本文数据的截面包括全国各省份，更符合固定效应模型的条件，因此本文采用固定效应模型进行分析，实证结果如表1所示。

从表1可以看到：从人均GDP（Iit）对污染的影响看，一是技术效应得到验证。污染排放强度下，Iit剔除了规模效应，主要包括技术效应，3种污染物中Iit的一次项系数都为负而且统计显著，说明技术效应显著降低污染水平，符合ACT模型的预期，而二次项系数为正，说明技术效应存在边际递减。二是EKC没有得到完全支持。污染排放总量下，对于SO2，规模效应大于技术效应，Iit的一次项系数为正，二次项系数为负，支持EKC，但对于粉烟尘和COD，规模效应小于技术效应，Iit的一次项系数为负，二次项系数为正，并不支持EKC。

从资本劳动比（KLit）看，一次项的系数为正，说明资本投入增加了污染水平，二次项的系数基本为负，说明资本投入对污染的影响效应在边际递减。根据中国环境统计年鉴公布的数据，2013年3种污染物排放量前三的行业分别为：SO2的是电力、热力生产和供应业（42.7%）、黑色金属冶炼及压延加工业（13.9%）、非金属矿物制品业（11.6%）；粉烟尘的是电力、热力生产和供应业（26.4%）、非金属矿物制品业（25.3%）、黑色金属冶炼及压延加工业（18.9%）；COD的是造纸及纸制品业（18.7%）、农副食品加工业（16.5%）、化学原料和化学制品制造业（11.3%）。这说明我国的污染行业较多为资本密集型行业，在一定程度上符合要素禀赋假说对行业性质的假设条件。

从贸易开放的影响看，贸易开放度的系数为正，说明其对污染的直接影响为正，但贸易开放度与人均GDP、资本劳动比的交互项系数方向相反。以排放总量为污染指标时，贸易开放度和人均GDP的一次项系数为正，二次项系数为负，可能受到规模效应等因素影响，统计均不显著；以排放强度为污染指标时，贸易开放度和人均GDP的系数符号不变，但回归结果非常显著；而对于资本劳动比的交互项，两种污染指标下的符号和显著性表现一致。因此可以看到，排放强度下反映环境规制效应更为准确，这在以往的研究里往往被忽略。结合我国实际情况，对经济含义作进一步分析：一方面，我国人均收入相对较低，环境规制标准与发达国家有一定差距，贸易开放会促使污染密集型行业向我国转移，因此人均收入与贸易开放度的交互项一次项系数为正符合预期，支持了污染避难所假说；另一方面，我国在生产劳动密集型产品上有比较优势，在一定程度上抵消了资本密集型、能源消耗型等污染水平较高的行业所带来的负面效应，因此资本劳动比与贸易开放度的交互项一次项系数为负符合预期，支持了要素禀赋假说。

弹性分析。通过上述对回归结果和各变量的经济含义分析可看到，环境规制和要素禀赋分别如何影响我国环境污染，但是仍有两个问题需要解决：首先，为什么人均收入对不同污染指标会有不同影响？其次，贸易开放对污染的总体效应如何？对此，本文在固定效应模型结果的基础上引入弹性分析，由于变量存在二次项和交互项，本文运用德尔塔法（delta method）（Greene，2012）估计相关变量系数弹性的均值和统计显著性，所有估计用stata软件完成，估计结果如表2所示。

表2列出了人均GDP系数弹性（排放总量下为“规模-技术弹性”，排放强度下为“技术弹性”）、贸易开放度系数弹性（下称“贸易弹性”）的统计值和显著性水平，结果表明：

从技术弹性看，技术效应对环境有正面影响，人均GDP平均增长1%，单位GDP的污染排放减少约0.6%至1.1%，且非常显著。Kellenberg（2008）认为，社会公众对不同污染物的效用函数可能存在差异，因此对不同污染物有不同的容忍度，这有助于解释不同污染物为何会有区别反应。对于比较厌恶的污染物，随着人们收入提高，人们要求改进技术进行减排控制的要求就会更加强烈。而从规模-技术弹性看，经济增长的环境效应则相对复杂，人均GDP对SO2的规模-技术效应影响为正，并不显著，而人均GDP对粉烟尘和COD的规模-技术效应影响为负且非常显著，因此经济增长对不同污染物的影响效应并不相同。

从贸易弹性看，贸易开放度对不同污染物的总体影响弹性均为正，说明贸易开放总体上增加了我国环境污染。对于污染排放总量，贸易弹性约0.06，即贸易开放度平均提高1%，污染排放总量平均增加约0.06%，总体影响较小；对于污染排放强度，贸易弹性约0.16，即贸易开放度平均提高1%，单位GDP的污染排放量平均增加约0.16%。整体上，贸易对污染排放总量的影响低于污染排放强度。

结论与建议

通过以上分析，本文主要结论如下：收入增长对不同污染物有不同的影响效应。首先，收入提高对环境标准提出更高要求，促进技术改进，技术效应降低了各污染物的排放；其次，人均收入增长是以经济增长为前提的，因此技术效应往往伴随着规模效应，对于不同污染物，规模效应和技术效应的相互作用有所不同，因此EKC在我国是否成立在一定程度上取决于所选择的污染物指标。我国贸易开放对环境污染的影响符合污染天堂假说和要素禀赋假说，但两者作用方向相反，从总体效应看，近20年贸易开放对污染排放总量和污染排放强度的影响均为较小。我国由于有关环境法规的立法不完善、执法不严，企业的违约成本较低，促使许多污染型产业向我国转移，导致污染水平提高，这是贸易开放和经济增长造成环境污染的重要原因。

综上分析，本文提出以下建议：一是对主要污染物加快引入单位GDP的排放量为控制对象，并结合排放总量控制进行综合调控；二是深入调查研究社会公众对不同污染物的容忍度，合理确定污染控制水平和治理手段；三是完善环保立法、加强环保执法，提高企业违约成本，减少污染密集型产业向我国转移；四是加强对资本密集型、能源高耗型产业的合理开发和污染调控，避免走“先污染、后治理”的老路。

参考文献：

1.Grossman G M.Krueger A B.Environmental Impacts of a North American Free Trade Agreement[J].NBER Working Paper No.3914，1991

2.Copeland B R，Taylor M S.North-South Trade and the Environment[J].The Quarterly Journal of Economics，1994（109）

3.Mani M，Wheeler D.In Search of Pollution Havens？ Dirty Industry in the World Economy，1960 to 1995[J].Journal of Environment and Development，1998（7）

4.Antweiler W，Copeland B R，Taylor M S.Is Free Trade Good for the Environment？[J].American Economic Review，2001（91）

5.Cole M A，Elliott R J R.Determining the Trade-Environment Composition Effect： the Role of Capital，Labor and Environmental Regulations[J].Journal of Environmental Economics and Management，2003（46）

6.陈红蕾，陈秋峰.我国贸易自由化环境效应的实证分析[J].国际贸易问题，2007（4）

7.Junyi Shen.Trade Liberalization and Environmental Degradation in China[J].Applied Economics，2008（40）

8.Jie He. Chinas Industrial SO2 Emission and its Economic Determinants：EKCs Reduced vs.Structural Model and the Role of International Trade[J].Environment and Development Economics，2008（14）

9.傅京燕，周浩.贸易开放、要素禀赋与环境质量：基于我国省区面板数据的研究[J].国际贸易问题，2010（8）

10.单豪杰.中国资本存量K的再估算：1952-2006年[J].数量经济技术经济研究，2008（10）

11.Greene W H.Econometric Analysis [M].Prentice Hall Inc，7th edition，2012

12.Kellenberg D K. A Reexamination of the Role of Income for the Trade and Environment Debate [J].Ecological Economics，2008（68）