中国对外贸易对大气环境的影响研究

李璠　包芮华　李萌　白子剑

[摘 要]文章基于环境投入产出模型，利用2007年和2012年中国投入产出表与京津冀地区投入产出表以及大气环境污染数据，测算出了京津冀地区二氧化硫、氮氧化物以及烟粉尘三类大气污染物的进口减排量、出口排放量、进口减排强度、出口排放强度以及进口减排强度与出口排放强度比。研究发现，①从2007年到2012年，北京市进口减排和出口排放强度比有所下降；②整体而言，2007年到2012年京津冀地区各部门污染减排技术显著提升；③京津冀地区大量非清洁产品的出口是造成其进出口排放比小于1的主要原因。综上所述，对外贸易在带动经济增长的同时，对京津冀地区的大气环境造成了负面影响。

[关键词]对外贸易； 大气环境； 污染排放；投入产出

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2018.13.004

1 前 言

2002年到2011年间，我国货物贸易进出口总额年增速一直维持在20%左右。随着这几年经济发展进入新常态，进出口额年增长虽稍有减缓，但是仍然处在6%上下。2002年至今我国贸易总额保持连年增长顺差，其中2015年顺差达历史最高5930亿美元。对外贸易的发展极大地促进了我国的科技文化进步以及我国社会福利的增加。继珠三角和长三角之后，京津冀地区作为我国经济增长的“第三极”，地区国民生产总值和贸易额连年增长，据海关统计，2017年1月，进出口商品收发货人所在地京津冀地区总值为2657.4亿元（同比增长27.7%），占全国总值的12.2%，出口为727亿元（同比增长8.4%），进口为1930亿元（同比增长36.9%）。然而，在国际贸易推动我国京津冀地区经济繁荣发展的同时，也带来了一定的负面影响。近年来，京津冀地区的霾污染问题日益突出，2016年冬季，全国8城市多次出现空气质量指数小时值“爆表”情况，均在京津冀及周边地区。面对严峻的大气环境问题，我们自然会思考：近年来高速增长的对外贸易是否对京津冀地区的大气污染产生了影响？

京津冀地区的大气污染主要来自工厂排污，工厂主要排放三类大气污染物：二氧化硫、氮氧化物和烟粉尘，环境统计年鉴提供了各行业和各省市三种污染物的排放量。同时，投入产出表提供了各行业的进出口数据，通过测算分析对外贸易造成的大气污染物排放数据，可以揭示其对大气环境造成的影响。对外贸易包括进出口，地区进（出）口产品结构的影响着污染物的排放，从而影响大气环境。通过分析京津冀地区不同行业进出口污染物排放量等指标，可以明确在对外贸易的过程中，对大气环境造成影响的行业种类和进出口产品结构特点。文章将以投入产出表为基础，研究对外贸易对京津冀地区27个行业大气污染物排放的影响。

2 文献综述

就国际贸易对我国环境产生的影响这一问题的研究上，国内学者主要可以分为两类。

环境保护论者认为自由贸易会使环境管制相对宽松的发展中国家成为“污染避风港”，国际贸易的过快发展引发了对我国环境的负面影响。张友国（2009）构建了1987年至2006年的可比价格投入产出表，并以此为基础测算了贸易对中国能源消耗和SO2排放的影响，估算的结果表明1987年以来中国的贸易含污量增长迅速。[1]刘巧玲、王奇、刘勇（2012）基于联立方程模型，从经济产出、污染排放、污染治理和国际贸易四个方面探讨了经济增长与污染排放的相互作用，并以美国、中国SO2排放为例进行了实证研究，计算了美、中的污染减排弹性系数，认为国际贸易对美国起到污染减排作用，但对中国的影响不显著。[2]钟凯扬（2016）基于PVAR模型，研究发现对外贸易的发展对环境污染有一定贡献，并且该种影响不只存在于当期。[3]唐剑、周雪莲（2017）通过对动态省际面板数据的实证分析得出，对外贸易引起的我国工业的快速发展导致了更多的工业污染物的排放，加重了环境污染的程度。同时认为“污染天堂”假说在中国是成立的。[4]

国际贸易支持者认为基于比较优势采取国际专业化分工可以提高资源配置的效率，促进经济发展。自由贸易的发展有利于我国的经济技术发展以及社会福利的增加。而国家经济水平的提高会促使政府制定更完善的环境保护政策，从而国际贸易对环境产生的影响是正面的。沈利生和唐志（2008）基于投入产出模型实证分析了对外贸易对我国二氧化硫排放的影响，通过计算2002年至2006年我国的进出口排放强度，比较发现出口污染排放强度低于进口污染减排强度，得出对外贸易有利于我国污染减排的结论。[5]何立华和金江（2010）利用我国1997-2006年30个省、市、自治区的面板数据，主要研究了与废气、废水、固体废弃物密切相关的六类环境污染指标，认为现有数据还不足以证明对外贸易加剧了我国环境污染。[6]李小平（2010）利用垂直专业化分工的环境投入产出模型，测算了国际贸易中隐含的CO2。通过比较出口含CO2强度和进口含CO2强度，认为从整体来看，国际贸易有利于中国的环境保护。[7]彭水军和刘安平（2010）基于一个开放经济系统的投入产出模型，通过计算历年三类大气污染物和一类水污染物的进出口含污量和污染贸易条件，证明了“污染避风港”假说在中国并不成立，同样认为国际贸易是有利于中国的节能减排的。[8]徐圆和赵莲莲（2014）在研究国际贸易、经济增长与环境质量三者之间系统关系的基础上，利用中国跨省份的面板数据进行了实证研究，发现整体上贸易对我国环境的影响是正面的，但短期内对我国中西部地区的环境影响是不利的。[9]林伯强和刘泓汛（2015）运用了非径向方向距离函数测算了中国工业行业的能源环境效率，并通过联立方程得出，对外贸易有利于促进行业的能源环境效率。同时指出，能源环境效率高的行业偏爱于开展更多的对外贸易活动。[10]官楚楚（2016）通过构建联立方程组，利用山東省2000年至2014年的面板数据，认为对外贸易改善了山东省的大气环境。[11]

文章尝试在已有文献的基础上，做出以下两点贡献。第一，文章将关注点主要放在京津冀地区来展开研究。虽然国内外学者在国际贸易对我国环境方面的研究成果较多，但是将国内某一区域作为主要研究对象的文献较少。京津冀地区作为我国三大经济圈之一，具有雄厚的科学技术力量，引领着我国政治经济发展的潮流，在我国对外贸易的发展中具有重要的战略地位。关注京津冀地区的对外贸易发展影响，不仅可以为京津冀地区制定正确的外贸政策提供依据，更能为我国其他地区的对外贸易取得更好更快的发展给予启发。第二，文章主要将国际贸易对环境的影响细化到各个行业的层面来研究。利用2007年和2012年的中国投入产出表以及京津冀各地区投入产出表，分行业考察了近5年来对外贸易发展对京津冀地区大气污染的三类污染物排放的影响。定量分析各行业的进口减排量和出口排放量，进而揭示如何通过改变进出口结构来降低对外贸易对大气环境的产生的负面影响。

3 数据来源及模型方法

3.1 原始数据处理

我们选用了统计局公布的42×42部门的投入产出表，从总体上看，第三产业能源消耗少，污染排放自然也少，本文将第三产业以及排污相对较少的建筑业合并为其他行业。将2012年投入产出表中的通用设备制造业与专用设备制造业合并为通用、专用设备制造业，将其他制造产品与金属制品、机械和设备修理业合并为其他制造产品和机械修理业。将2007年投入产出表中的交通运输及仓储业与邮政业合并为交通运输及邮政仓储业。同时，为了便于和各年的分行业污染物排放表进行对应，我们分别把2007年和2012年的全国以及京津冀地区的投入产出表进行了部门合并。把42个部门统一合并成了27个部门。再者，各年的环境统计年鉴中的分行业废气排放表的行业分类与投入产出表存在一定偏差，为了便于统计与对应，我们也分别进行了合并。

3.2 基本模型方法

得到每一行业出口（或进口）一单位最终产品所排放（减排）的大气污染物的方法有两种，第一种是根据生命周期理论，对某一行业的单位产品深入了解其生产过程的每一环节，包括有关原材料的采集、加工以及后续的产品储存、运输等，计算出每一环节所排放的大气污染物。同时，还要考虑该行业生产单位产品时由于消耗其他行业产品所间接产生的大气污染物。第二种是利用投入产出表，基于投入产出表得到完全消耗系数的思路来求得大气污染物的完全排放系数，进一步可以得到各行业每一单位最终产品出口（或进口）排放量。方法一实施起来难度非常大，并且很可能考虑不全面而导致计算结果与实际值差距很大，因而文章采用第二种方法。

首先获得某一行业生产一单位产品需要所有行业提供总产出而产生的大气污染物量，即大气污染物的完全排放系数，再通过加权得到全国各行业的平均完全排放系数，从而估算出京津冀地区各行业大气污染物排放量，即能得到京津冀地区各行业大气污染物进出口排放强度。以下是具体的模型方法。

以投入产出模型为基础，据投入产出公式：X=AX+Y，得出X=（I-A）-1Y，X表示国民经济中各部门的总产出向量，I表示矩阵A的同阶单位矩阵，A表示直接消耗系数矩阵，其第i行，第j列的元素aij表示生产单位j总产出对i产品的直接消耗量。（I-A）-1表示里昂惕夫逆矩阵（完全消耗系数矩阵），其第i行第j列的元素bij表示生产单位j最终产品要直接消耗和间接消耗的i产品的数量之和。Y表示国民经济中各部门的最终需求向量。

X1XiXn=b11…b1k…b1n……bi1…bik…bin……bn1…bnk…bnn010=b1kbikbnk（1）

第k部门提供1单位最终产品，需要所有部门提供总产出，其中，第j个部门提供的总产出就是元素bjk（j=1，2，…，n）。

以ps、pn、pd分别表示二氧化硫的排放量、氮氧化物排放量以及煙粉尘排放量，（说明：用p统称三种大气污染物排放量）Xj表示第j部门的总产出。则第j部门每单位产出的大气污染物的排放量，即第j部门的直接排放系数为：

cj=pj/Xj（2）

K部门1单位总产出需要第j部门提供总产出而产生的污染物排放量rjk计算公式为：

rjk=cj·bjk（j，k=1，2，…，n）（3）

K部门1单位总产出需要所有部门提供总产出而排放的大气污染物量（即大气污染物完全排放系数）计算公式为：

rk=∑nj=1rjk（j，k=1，2，…，n）（4）

即：

R=C（I-A）-1（5）

全国各行业的平均完全排放系数f可以表示为：

f=∑ni=1riXi）/∑ni=1Xi（6）

根据京津冀各地区的总产值X与平均完全排放系数的f的乘积可以得到行业排污总量的测算值：

p测=f·X（7）

根据各地区第j部门的产值与完全排放系数rj的值，可以得到各地区j部门的大气污染物排放量的测算值：

pj测=rj·Xj（j=1，2，…，n）（8）

考虑到各地区的减排力度与减排技术不同，测算的行业排污总量总是要小于统计年鉴中给出的实际排污总量，实际排污总量p实之间与测算的行业排污总量p测的比值g，即：

g=p实/p测（9）

以比值g对京津冀地区各行业的大气污染物排放量测算值进行统一转换，得到京津冀地区各行业的大气污染物排放量的精确测算值：

pj=g·pj测（j=1，2，…，n）（10）

用得到三个地区各部门污染排放量的精确测算值，j部门的污染物排放量pj和各部门的总产出Xj，分别计算得到每个省各部门的三种污染物的直接排放系数cs、cn、cd 和完全排放系数rs、rn、rd，计算方法同全国直接排放系数和完全排放系数的方法相同。

对于进出口来说，k部门的完全排放系数rsk、rnk、rdk就是k部门SO2、氮氧化物和烟粉尘的进口减排（出口排放）系数。由投入产出表得到各部门的出口EXk和进口IMk，用每个部门的进口减排（出口排放）系数分别乘以出口EXk和进口IMk，得到各污染物的进口减排量pIMk和出口排放量pEXk。

pIMk=rk·IM（11）

pEXk=rk·EX（12）

每个省各部门出口排放量（进口减排量）的总和即为每种污染物总的出口排放量pEX和总的进口减排量pIM。

pIM=∑nk=1pIMk（13）

pEX=∑nk=1pEXk（14）

再定义单位出口的污染物量为污染物的出口排放强度，即：

λEX=pEXEX（15）

同理，进口减排强度为：

λIM=pIMIM（16）

依据以上方法，可以分别测算出京津冀各行业三类大气污染物的进口减排量和出口排放量。需要说明的是，进口产品所产生的大气污染物虽然在其他国家，但是大气污染物的进口减排量只与本地区相关行业的生产能力及减排技术等相关。进口某一行业的产品有助于本地区大气污染物排放量的减少，其减排量应该按照计算京津冀地区大气污染物完全排放量的方式来计算。

4 计算结果及分析

利用以上模型及方法，可以计算出各地区各类大气污染物的排放系数，进口排放和出口减排量、排放和减排强度以及比值，下面从分省（市）角度和京津冀地区总体角度来分析。

4.1 北京市

从总体上来说，2007年北京市二氧化硫与烟粉尘的進口减排出口排放强度比都大于1，说明进口产品减排的大气污染物总量比出口产品排放大气污染物总量多，国际贸易对北京市的大气环境的改善具有正面影响。2012年北京的大气污染物进口减排出口排放强度比都小于1，说明国际贸易对北京市的大气环境产生了负面影响。这主要是因为2012年北京市大量进口石油与天然气产品，而石油与天然气部门的进口减排放系数不大，其污染减排量的增加幅度远小于进口量的增加幅度，因此进口减排强度较小，从而使2012年总体的进口减排出口排放强度比小于1。

图2 北京市各行业烟粉尘完全排放系数对比

此外，我们还关注各行业的污染减排情况。如图1所示，2012年较2007年北京市各行业二氧化硫的完全排放系数明显下降，说明各部门的脱硫技术有显著提高。虽然烟粉尘的完全排放系数较2007年整体上也是减小的，但个别部门如煤炭采选产品、金属矿采选产品、金属冶炼和压延加工品这三个部门的完全排放系数反而增加，表明这三个部门的烟粉尘减排技术还有待提高。2007年二氧化硫和烟粉尘完全排放系数比较大的主要是电力、热力的生产和供应业、非金属矿物制品业、金属冶炼及压延加工业。2012年污染减排技术的进步使这几个行业的完全排放系数明显变小。

4.2 天津市

在此说明：2007年官方的投入产出表中缺少天津市、河北省的进出口数据，故后续的讨论中不涉及相关内容。

2012年天津市进口减排出口排放强度比小于1，贸易对于天津的大气环境的影响是负面的。从各个行业的污染减排情况来看，2012年天津市各行业（除了废品废料部门）的二氧化硫与烟粉尘的完全排放系数都显著低于2007年，表明各行业的污染减排技术都有显著提升。其中，非金属矿物制品业、金属制品业以及金属冶炼及压延加工业等部门的二氧化硫、氮氧化物以及烟粉尘的完全排放系数较高，而农林牧渔业、石油和天然气开采业等较清洁部门的大气污染物完全排放系数相对较低。

4.3 河北省

总体上来说，国际贸易对于河北省大气环境的影响是负面的，其中烟粉尘的进口减排出口排放强度比最小。从各个行业来看，相较于2007年，2012年河北省各行业二氧化硫与烟粉尘的完全排放系数都显著降低，除废品废料部门外，可以认为河北省近年各行业的污染减排技术都有所提升。非金属矿及其他采矿选业、非金属矿物制品业、金属冶炼及压延加工业以及金属制品业大气污染物完全排放系数较高，而农林牧渔业、煤炭开采和洗选业以及石油和天然气开采业相对较清洁。

4.4 京津冀地区

就整体而言，根据进出口强度比，2012年的贸易对京津冀地区的大气污染物减排是不利的，对大气环境具有负面的影响。仅从北京一个城市就可以看出，三种大气污染物的进出口强度比均在2007—2012年下降，其二氧化硫和烟粉尘的进口减排出口排放强度比分别下降了15.3%和14.9%。折射到整个京津冀地区，说明贸易在此期间对大气环境产生了一定的负面影响。影响进出口强度比的因素有两个：一是技术进步的因素，生产产品的过程中采用脱硫等减排技术，会使完全排放系数减小。二是进出口产品结构的因素。出口产品的污染排放强度的下降和进口产品的污染排放强度的上升会有利于减少污染物的排放。

从每个省市的各部门完全排放系数折线图我们可以看出2012年各部门的完全排放系数显著低于2007年，说明各部门的污染减排技术提高了，生产一单位的产品所排放的污染变少了。从产品结构上来说，京津冀地区出口的初级产品较少，出口大多为工业制成品，其中大部分为机械与运输设备。进出口产品的结构和产业结构有很大关系。北京在通信设备、计算机及电子设备制造业以及交通运输设备制造业有较高的区位商，天津是北方重要的电子工业基地，河北省以钢铁工业为主导。北京和天津的电子设备、通信设备和交通运输设备的进出口占比较大，虽然天津的通信设备、计算机和其他电子设备、交通运输设备这几个部门的完全排放系数不高，但由于出口量占比较大，因此这几个部门的贸易对污染的影响相对较大。天津和河北的金属冶炼和压延加工品部门、金属矿采选部门是相对来说高污染的部门，二氧化硫的排放系数尤其高，2012年河北的黑色金属冶炼和压延加工品部门的出口是进口的17倍之多，河北省高污染产品的出口造成了污染排放的增多，不利于大气污染物的减排，从而对大气环境造成负面影响。因此，从产品结构的角度说，大量的非清洁产品的出口和清洁产品的进口会加重大气污染物排放。京津冀地区的对外贸易对环境造成负面影响的原因在于：污染减排技术的发展对大气环境的正效应小于贸易结构对环境的负效应。

5 结论及启示

从整体上看，相较于2007年，2012年京津冀地区各部门污染减排技术水平显著提升。从大气污染物排放量的角度来分析贸易结构，进出口产品的结构对贸易中大气污染物的排放量有重要的影响，京津冀地区大量的非清洁产品的出口是造成进出口排放比小于1的主要原因。北京市的进出口强度比在2007年至2012年间下降了。从2012年来看，对外贸易对于天津市和河北省的大气环境具有消极影响。总的来说，京津冀地区的对外贸易对环境造成负面影响的原因在于：污染减排技术的发展对大气环境的正效应小于贸易结构对环境的负效应。

对外贸易的发展促进了京津冀地区经济发展，但其带来的环境污染问题同样不可忽视。要减少贸易对环境的负面影响，除了进一步提高污染部门的减排技术，更为重要的是优化对外贸易的结构，贸易结构的改善可以对大气环境起到积极效应。政府不仅需要鼓励污染部门使用清洁原料、提高减排技术，还可以制定一些如改变进出口税率类的政策对进出口结构进行调整。在保证贸易总量增长的同时，控制高污染、高耗能、资源性产品的出口，并且针对京津冀地区产业的分布，利用产业优势，鼓励高新技术、先进制造、新能源等产品的出口，以在促进经济贸易发展的同时改善环境，把贸易对京津冀地区的负效应转化为正效应。

参考文献：

[1]张友国.中国贸易增长能源环境代价[J].数量经济技术经济研究，2009，26（1）：16-30.

[2]劉巧玲，王奇，刘勇.经济增长、国际贸易与污染排放的关系研究——基于美国和中国SO2排放的实证分析[J].中国人口·资源与环境，2012，22（5）：170-176.

[3]钟凯扬.对外贸易、FDI与环境污染的动态关系——基于PVAR模型的研究[J].生态经济，2016，32（12）：58-64.

[4]唐剑，周雪莲.中国对外贸易的环境影响综合效应分析[J].中国人口·资源与环境，2017，27（4）：87-94.

[5]沈利生，唐志.对外贸易对我国污染排放的影响——以二氧化硫排放为例[J].管理世界，2008（6）：21-29，187.

[6]何立华，金江.论对外贸易对环境的影响——基于中国的实证研究[J].河南理工大学学报：社会科学版，2010，11（1）：32-38.

[7]李小平.国际贸易中隐含的CO2测算——基于垂直专业化分工的环境投入产出模型分析[J].财贸经济，2010（5）：66-70.

[8]彭水军，刘安平.中国对外贸易的环境影响效应——基于环境投入—产出模型的经验研究[J].世界经济，2010，33（5）：140-160.

[9]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）：24-32.

[10]林伯强，刘泓汛.对外贸易是否有利于提高能源环境效率——以中国工业行业为例[J].经济研究，2015（9）：127-141.

[11]官楚楚.山东省对外贸易对大气环境影响的实证研究[D].济南：山东大学，2016.

[作者简介]李璠（1997—），女，汉族，甘肃人，北京工业大学经济与管理学院，研究方向：国际贸易。