中国七大城市群的环境效应分析

冯雪艳

（中国社会科学院 研究生院，北京 102488）

0 引言

改革开放以来，我国经济取得了快速发展，2016年我国全年国内生产总值744127亿元，城镇化率已经达到57.35%。但也应该看到，过去粗放型的经济发展方式是以牺牲环境为代价的，经济发展积累的环境问题日益凸显，不仅造成了巨大的经济损失，也造成了严重的社会问题，并且对人们的健康和幸福感也构成了威胁。目前，我国社会的主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。在满足了基本的物质文化生活需要之后，随着人们收入水平和受教育程度的提高，对改善环境质量的公众诉求日益增长[1]。城市群是全球发展的重大趋势和现象，也是我国区域经济协调发展的核心，在中央提出“城市群是新型城镇化的主体形态”的政策背景下，研究主要城市群的环境问题具有非常重要的理论和现实意义。本文基于STIRPAT模型，以我国七大城市群为研究对象，对比分析七大城市群的环境效应，针对不同城市群在环境方面存在的问题，剖析具体成因，并提出相应的对策建议，以期能为我国七大城市群的协调、绿色发展提供借鉴意义。

1 模型与数据

1.1 模型设定

随着人类经济活动对环境造成的影响越来越严重，可持续发展理念应运而生。在此背景下，Enrlich和Holdren（1971）提出了一个用来分析人类活动对环境影响的工具，即环境压力控制模型，其表达式为：

其中，I、P、A、T分别表示环境影响、人口、人均财富和技术。该模型说明，人类活动对环境造成的影响由人口、人均财富和技术水平综合决定。由于该模型仅仅是一个恒等式，并且假设人口、人均财富和技术对环境影响的弹性都是相同的，明显与事实不符，导致其并不能准确的测算各因素对环境的影响。为了克服以上局限，Dietz和Rose（1994）等不断对IPAT模型进行改进和完善，推导出了STIRPAT模型，其表达式为：

其中，I、P、A、T的含义不变，a为常数项，b、c、d分别表示人口、人均财富和技术的指数，e是随机误差项。在进行实证分析时，通过对式（1）两边分别取对数，就可以构建面板回归模型即式（3），系数b、c、d表示人口、人均财富和技术对环境影响的弹性。

至此，STIRPAT模型反映的是各个因素对环境的线性影响，而根据EKC假说，经济发展与环境污染的关系并非线性的，而是倒U型的。鉴于此，York等（2003）在STIRPAT模型的基础上进行了进一步拓展，加入了人均收入等因素的平方项，以检验EKC假说的形状。本文借鉴其方法，构建如下计量模型：

其中，i、t分别表示样本城市和时间；LnSO2表示工业二氧化硫排放强度，用来表征各因素对环境的影响I；Lnpop表示人口密度，用来表征人口P；Lnpgdp表示人均国内生产总值，用来表征人均财富A；Lnstructure表示二产产值占国内生产总值的比重，用来表征技术水平T；另外，本文还控制了Lnfdi和Lnconsume，分别表示外商直接投资和社会消费品零售总额，用来表征一个城市的对外开放程度和消费水平。

1.2 数据说明

本文的研究对象为我国七大城市群的107个城市，其中，各个城市群包含的城市主要依照《京津冀都市圈区域规划》《长江三角洲城市群发展规划（2015—2030）》《珠江三角洲地区改革发展规划纲要（2008—2020）》等文件确定[2]。

本文数据主要来源于2007—2016年的《中国城市统计年鉴》，部分缺失的数据来源于各个省市的统计年鉴。为了消除价格因素的影响，在进行实证分析时，以2005年为基期，利用GDP平减指数对各个城市的地区生产总值进行了平减，人均GDP由平减后的地区生产总值除以年末总人口得到。各个变量的名称、单位、符号以及描述性统计见表1。

表1 变量说明及描述性统计

2 回归分析

本文利用Hausman检验来进行固定效应和随机效应的选择，先对总样本进行回归，回归结果见模型（1）。然后把总样本细分为京津冀、长三角、哈长、中原、长江中游、成渝和珠三角城市群，并分别进行回归（见表2）。下面依次对人口密度、产业结构、外商直接投资和消费的环境效应进行分析，最后讨论不同城市群的EKC曲线形状。

表2 回归结果

2.1 人口密度的环境效应

不同城市群人口密度产生的环境效应是存在差异的。总样本的回归结果显示，人口密度对环境污染具有正的影响，但是影响并不显著。从七大城市群来看，京津冀、长三角、哈长和中原城市群的人口密度也对环境污染具有并不显著的正向影响；长江中游城市群和成渝城市群的人口密度对环境污染产生的正向影响都通过了1%的显著性检验。相比之下，长江中游城市群人口密度对环境污染的弹性系数相对较小（0.337），而成渝城市群的弹性系数则比较大（2.323）；珠三角城市群的人口密度对环境污染的影响通过1%的显著性检验，而且显著负相关，当人口密度增加1%时，工业化硫的排放强度降低1.192个百分点。

大城市基础设施完善、科技创新能力强、就业机会多，能够产生很强的聚集效应，带来较高的规模收益，提高劳动生产率，从而有利于资源节约和环境保护，所以人口和经济活动向城市集聚对城市环境并不必然造成负向影响，甚至会降低环境污染物的排放强度，提高环境质量[3]。回归结果反映出，目前中国的大城市不是太多了，而是太少了[4]。由于户籍制度对人口流动的严格限制，使得我国大部分城市的规模过小，无法享受到规模经济带来的好处。样本考察期内，只有珠三角城市群享受到了规模效应带来的好处，人口集聚带来了生产效率的提高和环境质量的改善。

2.2 产业结构的环境效应

总体来看，二产占比对工业二氧化硫排放强度有正向影响，但是并不显著，这主要是因为七大城市群的产业结构日趋合理化。图3是最近20年三大产业对GDP的贡献率，在城市化初期，二产对GDP的贡献率一直徘徊在60%左右的高位，经济增长主要依靠二产拉动，严重依赖重工业的发展，粗放的经济增长方式导致环境污染加剧。随经济发展水平不断提高，三产对经济增长的贡献明显增加。在样本考察期内，三产对GDP的贡献呈波动性上升趋势，在2014年，三产对GDP的贡献超过了二产，成为拉动经济增长的主导力量，而三产的发展有利于环境质量的改善。另外，随着资金、技术和治理能力的提高，一些高污染、高耗能的企业逐步转型、升级，产业结构逐渐合理化、清洁化，由产业结构而导致的环境污染开始慢慢改善[5]。

七大城市群中，只有哈长城市群的二产占比对工业二氧化硫排放强度的正向影响十分显著，而且弹性系数比较大，二产占国内生产总值的比重每增加1%，工业二氧化硫的排放强度增加1.401%，这主要是因为哈长城市群的主要城市仍然以二产为主导。对比下页图1和图2可以看到，哈长城市群的六大主要城市二产占比远高于同期的全国平均水平，经济发展仍然依靠重工业拉动。白城的二产占比总体上呈下降趋势，但是依然处在80%—90%左右的区间，通化市的情况也是如此，只是二产占比在70%左右，略低于白城；四平市的二产占比虽然没有白城和通化高，但却呈现上升的趋势，经济发展越来越依靠二产；长春、辽源的二产占比基本保持在60%左右；吉林的二产占比50%左右的区间范围内，虽有下降趋势，但是进程十分缓慢。

图1 1996—2015年中国三大产业对GDP的贡献率

图2 2006—2015年哈长城市群主要城市二产占比

2.3 外商直接投资的环境效应

总体来看，外商直接投资对工业二氧化硫排放强度具有负的影响，但不同城市群的显著程度不同。从总样本来看，外商直接投资对工业二氧化硫排放强度的影响在10%的水平上显著；哈长城市群和珠三角城市群在1%的水平上显著；京津冀、中原、长江中游和成渝城市群的影响并不显著。外商直接投资对环境并没有造成显著的负面影响，原因可能是：（1）伴随着外商直接投资而来的是先进的生产设备、生产技术、管理技术以及治污技术，不仅能为国内经济的发展提供丰厚的资金，而且能对国内企业产生“技术溢出”效应，倒逼国内企业转型升级，从而从整体上降低企业的污染物排放水平。（2）从外商直接投资的产业分布来看，如图3所示，在样本观察期内，服务业吸引外资的规模迅速增长，并从2010年开始超过了制造业利用外资的规模，成为了吸引外资的首要领域。与制造业相比，服务业对环境造成的负面影响相对较小。

图3 2006—2015年中国实际利用外资的产业结构变化

但是，从回归结果可以看出，不同城市群间外商直接投资的环境效应是存在差距的。哈长城市群和珠三角城市群外商直接投资的环境效应比较显著，而且系数较大；而京津冀、中原、长江中游和成渝城市群的系数相对较小。这说明我国吸引外资的区域分布并不均衡，东部沿海地区城市吸引的外资不论是在数量上还是在质量上，都好于中西部地区的城市。东部沿海地区城市经济发达，市场化水平高，外资数量多、质量高，多进入服务业领域，能够明显改善区域环境质量。中西部一些内陆城市市场化水平低，加上市场规模、技术水平、劳动力素质等条件限制，外资数量少、质量相对较差，且主要仍然集中在一些制造业等工业行业，对环境造成的影响比沿海地区大[6]。

2.4 消费的环境效应

消费水平对工业二氧化硫的排放强度具有负向影响，即随着人们消费水平的不断提高，环境污染的程度会逐步改善。在京津冀、长江中游、成渝和珠三角城市群，消费水平对工业二氧化硫排放强度的负向影响在1%的水平上显著，长三角城市群在5%的水平上显著。消费的环境效应机理在于：（1）消费升级。随着人们收入水平的提高，国民的消费结构逐步多样化、高级化和绿色化，对低端、高污染的工业制成品的消费减少，对服务型产品的消费逐渐增多，而服务型产品与工业制品相比对环境造成的污染更少。（2）消费升级带动了产业结构升级[7]。国民消费结构变化的信号，会逐渐传导到企业，促使企业不断研发新产品、新服务，带动新兴产业发展，最终使整体的产业结构发生质变，到达一个更高的水平。哈长城市群和中原城市群消费水平对环境效应的负向影响并不显著，究其原因，哈长城市群主要是由于其二产占比较多，产业结构仍然以重工业为主，消费对环境效应的有利影响不足于弥补产业结构造成的不利影响；而中原城市群则是由于其经济发展水平相对较低，消费的商品与东部沿海城市相比还不够高级化、服务化，工业制成品的消费比例仍然很高。

2.5 EKC形状的讨论

从总样本来看，工业二氧化硫排放强度与经济发展水平之间存在呈现倒U型关系，符合库兹涅茨曲线假说，但是进一步把样本细分为不同的城市群发现，在不同的城市群二者呈现出不同的形状：在长三角和中原城市群，二者呈现倒U型关系；在京津冀、长江中游、成渝和珠三角城市群，经济发展与工业二氧化硫的排放强度呈现线型关系，随着经济发展水平的不断提高，工业二氧化硫的排放强度逐渐降低；而在哈长城市群，经济发展水平与工业二氧化硫的排放强度呈现U型关系。这说明经济发展与环境污染之间的关系是复杂的，二者并非呈现统一的倒U型关系，这主要与各个城市群的经济发展水平、产业结构、科技水平、市场开放程度、政府政策等因素有关[8]。

3 结论与启示

本文基于2006—2015年中国七大城市群共107个地级及以上城市的面板数据，实证分析了七大城市群的环境效应。主要的研究结论与启示分为以下几个方面：

（1）多数城市的规模还未达到最优。京津冀、长三角、哈长、中原、长江中游和成渝城市群的人口规模偏小，人口聚集不足导致了效率损失，随着城市人口的增加，城市环境污染程度加剧。与之相比，而珠三角城市群开始享受到规模经济带来的好处，随着城市人口的增加，城市环境污染程度反而降低。城市能够吸引、利用有限的资源和资金来创造较高的经济效益，具有很强的经济效应、社会效应和环境效应[9]。但是由于户籍制度和土地制度的行政制约，使得我国绝大多数城市的规模低于世界其他国家水平，规模效益差，我国应该遵循城市发展的一般规律，不能盲目地强制实施限制人口的政策。

（2）七大城市群的产业结构日趋绿色化。中国的大多数城市已经摆脱了过去依靠重工业发展的老路，产业结构不断优化、升级，加上企业生产技术和污染治理技术的进步，以及国内外环境标准的提高，我国城市的产业发展与环境的协调程度不断提高。在样本考察期内，六大城市群二产占国内生产总值的比重对工业二氧化硫的排放强度并没有产生十分显著的影响，只有哈长城市群产生了显著的负向环境效应。今后要进一步优化产业结构，鼓励清洁产业发展，重点促进哈长城市群等重工业城市的转型升级，改善环境质量。

（3）合理引进外资能促进城市的绿色发展。由于资金、技术方面的优势，外商直接投资能够减少企业工业污染物的排放。但我国七大城市群在吸引外资方面存在区域不平衡的现象。东部沿海地区的长三角、珠三角和哈长城市群吸引的外资主要集中在服务业领域，外资的进入对环境改善具有显著的影响；而内陆地区的中原、长江中游和成渝城市群由于经济、地理、技术等条件的限制，对外资的吸引力降低，所以吸引的外资质量相对较低，外资仍然主要集中在工业领域，对环境改善的积极作用并不显著。这就需要积极引导外资向中西部地区转移，并且既要注重外资的数量，更要注重外资的质量，不能继续以牺牲环境为代价来换取经济的畸形增长。

（4）消费对环境改善的积极作用不容忽视。随着人们消费水平的提高，以及对生活质量的追求，开始逐渐减少对工业型产品的消费，更多地消费服务型产品，消费结构更加高级化、绿色化，消费的转型升级能够带动产业的转型升级，促进新兴产业发展，减少工业环境污染。目前在我国经济发展水平相对较好的京津冀、长三角、长江中游、成渝和珠三角城市群，消费对环境改善的积极作用已经十分显著，而在哈长城市群和中原城市群，消费对环境改善的积极作用还不明显。我们应该充分意识到消费的重要性，在提高居民收入水平的同时，鼓励和倡导绿色的消费模型，尤其是在哈成、中原城市群等消费水平相对较低的地区。