产业集聚与环境污染的交互影响及溢出效应研究

陈锁 毛丽佳

摘要：本文基于2000-2015年中国30个省域的面板数据，通过构建联立方程实证分析了产业集聚与环境污染之间的相互作用机制和溢出效应，结果表明：产业集聚与环境污染存在显著的相互作用且滞后效应明显；对外开放度减少污染且增加产业集聚水平，环境“EKC”假说得到验证；环境规制并没有改善我国的环境质量，交通便利度、技术进步和人口规模对产业集聚具有重要影响。最后，本文建议中国要构建经济协同为主，制度、政策和管理协同为辅的污染联合治理机制。

关键词：环境污染；产业集聚；联立方程

中图分类号：F205

文献标识码：A

文章编号：1003-9031（2018）09-0004-07

一、引言与文献综述

改革开放以来，在市场机制的驱动下，我国产业集聚加快，并通过正反馈效应和规模报酬递增推动国民经济的高速增长，但大规模的产业集聚加速对资源的消耗，导致雾霾、大气污染和酸雨等一系列环境污染问题，政府部门为此出台了多项治理环境的举措。随着市场化进程的不断推进和产业集聚程度的不断深入，产业集聚是否加劇了环境污染，而生态环境是否抑制了产业集聚；产业集聚与环境污染之间的交互影响是值得我们深入探讨的问题。

国内外众多学者研究了产业集取与环境污染之间的单向因果关系。Vinkanen（1999）和Frank（2001）的研究证明了产业集聚确实会加重环境污染；Verhoef和Nijkamp（2002）通过构建空间均衡模型证明追求环境质量会降低经济集聚。吴玉鸣和田斌（2012）、马丽梅和张晓（2014）等研究了中国环境污染中的空间溢出效应。许和连和邓玉萍（2012）研究了工业集聚、FDI集聚与环境污染之间的联系并证明之间存在空间溢出效应。Grossman和Krueger（ 1991）证明了不同的经济发展阶段对环境的影响也是不同的。Taylor和Copeland（ 1994）提出了“污染天堂假说”，由于发达国家执行严格的环境标准会促使将环境污染严重的产业转移到环境标准较低的新兴经济体，对发展中国家的环境会产生不利的影响。Zeng和2hao（2009）证明了工业集聚有助于减轻“污染天堂”效应。张可和豆建民（2013）研究表明产业集聚对环境污染具有正的规模效应，产业集聚一定程度上改善环境污染。闫峰柱（2011）运用面板误差模型实证考察环境污染和产业集聚，认为短期内集聚有助于环境污染的改善，长期来看环境污染与产业集聚不具有因果关系。师傅和沈坤荣（2013）认为市场机制的产业集聚能提高能源效率，改善环境质量，而政府的主导的产业集聚会扭曲资源的配置。杨敏（2016）、原毅军和谢荣辉（2015）等研究均证明产业集聚与环境污染呈现出非线性关系，这种转换机制受到经济中的第二产业比重的影响。

综上，国内外关于产业集聚与环境污染的研究多为单向影响，且多数学者重点研究产业集聚的环境负外部性，忽略了环境污染对产业集聚的反向影响；多考虑单一污染物，忽略污染多样性对实证结果造成的差异。鉴于此，本文采用2000-2015年的省域面板数据，同时考虑生产活动中的多种污染排放，通过构建联立方程探讨两者之间的交互作用及溢出效应，以弥补现有关于环境污染研究的不足。

二、实证模型设定与变量选取

（一）实证模型设定

本文通过构建产业集聚和环境污染的联立方程模型来解决内生性问题，采用单位面积的产出和污染综合指数来衡量产业集聚和环境污染，同时在实证模型中引入一组控制变量；建立污染方程和集聚方程来考察两者的作用机制：

其中，poll代表环境污染综合指数，agg为单位面积的工业增加值，表示产业集聚程度。控制变量包括经济发展水平（pgdp）、对外开放度（open）、产业结构（ins）、环境管制（reg）、技术进步（tech）、交通便利度（tran）和人口规模（pop）。？和？代表地区个体固定效应，？和？为随机扰动项。同时为了验证环境库兹涅兹曲线的存在，在污染方程中加入了经济发展水平的二次项。

（二）数据来源及变量说明

本文数据来源于2000-2015年《中国统计年鉴》《中国工业统计年鉴》《中国环境统计年鉴》，在考虑数据的可得性、完整性与连续性，不含西藏自治区的数据。

1.内生变量。环境污染强度（poll）：考虑了环境污染来源的多样性，同时考虑到不同污染物对产业集聚影响的差异性。本文选取了工业废水排放量、工业二氧化硫排放量、工业烟尘排放量、工业固体污染物产生量和工业废气排放量，利用改进的熵值法，计算出环境污染综合指数，更为真实的反映出当地的环境污染现状。产业集聚（agg）：由于传统的空间基尼指数和泰尔指数并未考虑较小地理单元所产生的偏倚，故本文采用单位陆地面积的工业增加值来反映经济活动在单位面积上的集中程度。

2.控制变量。经济发展水平（ pgdp）：采用人均实际GDP来测度，当人均收入水平较低时，居民为了追求经济增长牺牲了环境质量，环境质量随着收入水平的增加而恶化；当收入水平较高时，居民对环境质量的要求更高，愿意为了改善环境牺牲部分收入，环境质量会随着收入增长得到显著改善。为了验证环境污染与经漭发展水平之间的环境库兹涅兹假说，本文在模型中引人人均实际GDP的平方项pgdp：。对外开放度（open）：采用进出口贸易总额占GDP的比重来测度。理论上贸易开放对环境质量的影响是双面的：贸易开放可能使得一国获得环境友好型技术而改善环境质量，同时大量的资本和产业进入有利于形成更高的产业集聚；但相反的情况也有可能发生，根据“污染天堂假说”，贸易开放会使发达国家将污染密集型企业向环境标准较低的发展中国家或新兴经济体转移，进而会加重发展中国家的环境污染。交通便利度（ tran）：采用人均道路面积来测度。便利的交通有助于区域对外经济交流和要素流动，提高产业集聚水平；但是也有可能加剧市场竞争产生挤出效应，抑制产业集聚。技术进步（tech）：采用各地区研发经费内部支出占GDP的比重来测度，技术进步对于改善一国的能源消费结构、提高能源效率有重要的影响；技术进步有利于提高生产效率和扩大生产规模，同时使得生产过程更为环保。人口规模（p。p）：采用各地区年末总人口来测度，人口规模的扩大有利于产业集聚，但同时居民的生产活动也加剧了生态环境的压力。环境规制（rfg）：该变量难以获得且质量较弱，基于指标的完整性相数据的可得性考虑，本文采用各地区工业污染投资完成额占GDP的比重来测度；工业污染投资完成额反映地方政府对于该地区环境治理的决心和努力，因此可以较好的代表各地区的环境管制的强度；一个地区的环境规制越严格，其环境投资完成额也越大，但是过高的环境规制强度会影响企业的区位选址、增大企业的内部成本，从而影响产业的集聚。产业结构（ins）：采用第二产业占GDP的比重来测度。不同的经济发展阶段，产业结构对环境影响也存在差异；根据当前我国经济的发展阶段，第二产业占比越大，说明产业集聚程度越高，同时环境污染也越严重。

为了减少异方差和偏误，本文所有变量采取自然对数处理，各变量的描述性统计如表1所示。

三、实证结果及分析

（一）面板数据的3SLS检验

本文所构建的联立方程为过度识别模型，可以进行整体参数估计。常用的联立方程估计方法有：间接最小二乘法、完全信息最大似然法和两阶段最小二乘法等，估计结果都存在一定偏差。考虑到误差项之间的相关性，本文采用三阶段最小二乘法（3SLS）进行实证检验（见表2）。

从估计结果来看，产业集聚、环境污染之间存在明显的双向影响。污染方程中产业集聚在1%的显著性水平下估计系数为正，说明产业集聚在一定程度上加剧的环境污染；产业集聚方程中环境污染的估计系数为正且在1%的显著性水平下显著，表明环境污染促进了产业集聚。

环境污染方程中，产业集聚的估计系数为正，且通过了1%的显著性检验，表明产业集聚带来环境负外部性，原因有二：一是大型国有企业，由于获得了垄断地位而普遍缺乏创新，加之其拥有强大的市场势力，地方政府考虑到自身利益而放松管制，纵容国有企业的排污行为；二是中小型加工贸易、贴牌生产的同质化企业，由于彼此临近、易于模仿，并非真正意义上的产业集聚，而是一些重复建设、能源消耗过度和产能过剩，缺乏前后项联系的产业聚集。人均实际GDP及其平方项的估计系数为正和负，且至少在5%的显著性水平下为显著，说明经济发展水平与环境污染之间呈现倒“U”型，环境EKC假说在本文得到验证。即经济发展前期，环境质量随着收入水平的增加而恶化，当达到一定临界点后，污染随着收入水平的增长而下降。这说明随着居民收入水平的提升，人们对于环境质量的要求越来越高，同时政府和企业也拥有充分的资金进行环境治理。对外开放度的估计系数为负，且在1%的显著性水平下显著。表明对外贸易整体上有利于环境质量的改善，大量的外企在中国采用环境友好型技术进行生产，在环境标准上更倾向采用来源国的环境标准，同时为了保持竞争力和树立形象更加注重社会责任，产生了污染晕轮效应，“污染天堂假说”在中国并没有得到证实。产业结构的估计系数在5%的显著性水平下为负，当前中国的产业结构升级有效缓解了生态环境的压力。环境规制估计系数不显著的为正，这与传统的结论并不相符，一定程度上反映了中国目前的环境管制强度普遍偏低，各地区企业偷排现象严重，环境规制并未有效促进环境质量改善。

产业集聚方程中，环境污染综合指数的估计系数为负且在1%的显著性水平下显著，说明环境污染对于产业集聚有正面影响，这可能的解释是当前我国的产业集聚仍然是以牺牲环境换取的，部分地区仍秉持着“先发展后治理”的落后观念，以牺牲环境为代价推动产业集聚；环境作为一种投入要素，企业并没有为此付出成本，政府也并没有为了改善环境质量而提高企业的排污费用。对外开放度的估计系数在1%的显著性水平下为正，表明中国改革开放的政策有助于吸引外资企业，促进东部沿海地区的产业集聚。环境规制的估计系数为负且通过了1%的显著性水平，这说明了环境规制对产业集聚有一定抑制作用，环境规制可以被认为是企业成本的一部分，过高的环境规制会影响企业的选址，从而影响产业集聚的程度。当前中国政府对于环境的重视增强，各类环保法律的完善和环境治理投资的不断增加，能够显著抑制污染活动；同时我们也看到，提高环境规制可以改善环境质量，同时也抑制地区的产业集聚。产业结构、技术进步和人口规模的估计系数为正且显著，表明这些因素有助于促进产业集聚，人口规模越大、技术水平提高越有利于促進集聚，改革开放以来大量人口流向东部沿海地区，为城市的产业集聚创造了条件；技术进步能有助于实现知识外溢、技术创新，使得产业集聚的溢/H效应明显，促进集聚程度。交通便利度为正但不显著，一定程度上能够解释中国城市交通基础设施的完善为经济活动的交流提供了保障，也为招商引资提供便利，有助于产业集聚。

（二）面板数据的动态检验

本文在模型中纳入产业集聚和环境污染的滞后项，以考察两者的溢出效应。在环境污染方程中发现污染的一阶滞后项估计系数在1%的显著性水平下为正，表明环境污染受到前期的影响，产业集聚的滞后项在1%的显著性水平下为负，表明前期的集聚有助于当期的环境污染的减少，可能的解释是上一期的集聚产生的知识外溢、技术进步所带来的节能减排效应具有滞后性。这也提示产业集聚在当期可能会扩大环境污染，但在长远看来是有利于环境质量改善。其他控制变量的系数和显著性并没有发现根本性变化。

在产业集聚方程中，产业集聚的一阶滞后项为正，且在1%的显著性水平下显著，这说明产业集聚深受前期的影响，前期的集聚效应能为当前的产业集聚提供正的效应。污染的滞后项在1%的显著性水平下为负，而污染对于当期的产业集聚有促进作用，说明污染实际上对产业集聚的抑制作用具有时滞效应。产业集聚方程中纳入滞后项发现人口规模、交通便利度和技术进步的系数和显著性发生了变化，可能的解释是不断扩张的生产规模使得“拥塞效应”超过“集聚效应”开始占主导作用。

四、结论与启示

（一）主要结论

产业集聚对环境污染的作用机制主要有：产业集聚通过产能扩张直接加重环境污染，同时产业集聚通过滞后效应来提高技术创新能力从而改善环境质量。环境污染对产业集聚的反向作用也有两个途径：环境污染通过企业生产成本影响企业的区位选择，从而对产业集聚产生促进作用；同时环境污染通过其滞后作用的负面影响来抑制产业集聚。

产业集聚与环境污染有明显的溢出效应，这说明产业集聚与环境质量与前一期密切相关，环境污染的治理不仅对当期产生积极的作用，而且对下一期污染治理和产业集聚具有正向效应；产业集聚的知识外溢和技术创新可能具有“回弹效应”。

对外开放的环境效应总体为正，“污染天堂假说”在中国并不成立，同时对外开放能促进中国的产业集聚，未来中国应继续加大开放力度，承接国际产业转移和引进FDI，但要提高环保门槛。目前中国大多数城市已经到达拐点或者拐点的右侧，城市的环境质量会随着经济发展水平逐渐改善。环境规制对于环境污染没有起到积极的抑制作用，对产业集聚起到负面影响。

（二）启示

产业集聚和环境污染存在双向交互作用，城市化过程中不能片面追求城市的规模和产业的密度而忽略污染对其的负面影响，应建立产业集聚与环境污染的动态关联检测系统，建立产业集聚的空间分布和污染的联动预警机制，降低污染对集聚活动的负面影响。此外，要通过技术创新降低要素中环境要素的比例，提高环保标准，鼓励企业通过创新减少环境的破坏。

经济活动是污染的来源，应形成经济协同为主、制度和政策管理为辅的联合治理污染的格局。污染短期内可能对集聚起到积极的作用，但是长期看来会对产业集聚起到抑制作用。因此，政策、管理上的联动和产业结构的协调、发展的规划等经济因素才是治理污染的根本，须制定区域经济发展和环保的共同纲领。

区域间的产业转移也是会引起污染的空间分布变动，在鼓励东部沿海向中西部产业转移时要对产业进行筛选。要充分发挥市场和政府在污染联合治理中的作用，对产业转移附带的污染转移量进行“占补平衡”。政府在污染治理中的作用是建立污染排放交易体系、区域污染补偿机制和区域间的发展规划等，通过而市场化机制对污染的排放权进行有效配置，提高污染型企业从东部转移到中西部需要付出的污染转移成本。

政府应动态处理产业集聚和环境污染的关系，客观看待产业集聚在环境污染中的作用，针对不同区域制定差异化政策。对于产业集聚水平较低的区域，要通过外商直接投资和动态环境保护政策相结合的措施提高产业集聚水平，避免先污染后治理的模式；产业集聚水平较高的区域要引导向研发、高附加值产业集聚发展。此外，要引进国外环境友好型技术的企业，实现引资与环保相结合的目标。