基础设施投入对城市环境改善实证研究

张雨珊

摘要：随着中国经济的高度发展，城市化程度的不断提升，中国各个城市所面临环境问题也愈加严重。解决城市环境问题的重要方式就是完善城市基础设施的建设，而基础设施投入是衡量城市基础设施建设是否完备的主要指标。本文将基于面板数据及面板VAR模型对中国改善基础设施投入对城市环境改善情况的实证研究。

关键词：基础设施；城市环境；面板数据；VAR模型

一、引言

政府解决环境问题的重要方式是完善城市的基础设施。所以对基础设施投入对城市环境改善情况进行分析，可以为政府对相关未来的财政预算估计提供依据，使得基础设施的财政投入能够更加有效地解决城市环境污染问题。

上世纪80年代，就有国外学者进行了基础设施建设与城市环境的关系的研究；而国内的研究在上世纪90年代逐渐兴起。然而这个时期大部分的学者都认为基础设施的建设与城市环境的关系是反向的。直到20世纪90年代，才有西方学者提出有关“绿色基础设施建设”的研究。此后，我国也有学者提出基础设施环境效益的研究。

本文的创新之处在于以面板数据为基础，对基础设施建设与城市环境的改善情况进行VAR模型分析。

二、数据选择与来源

本文来自于2004～2016年期间的中国统计年鉴。选取的基础设施投入的基本指标有城市排水管道长度、公园个数、市容环卫专用车辆设备、公共交通车辆运营数、无害化处理厂数；选取的产出指标有废水中主要污染物排放情况（化学需氧量、氨氮排放量）、废气中主要污染物排放情况（二氧化硫排放量）、城市生活垃圾处理情况（生活垃圾无害化处理量、粪便无害化量）。为了避免模型出现异方差性，本文对数据进行对数变换。

三、 模型设置

为研究城市基础设施建设投入与城市环境改善状况的影响关系，亟待解决的首要问题就是城市环境改善状况的指标选择问题，城市环境的改善可以通过多个指标进行判断和评估，所以需要将各个方面的统计指标转化成一个变量，才能使研究顺利进行。针对这个问题，本文采用的解决方法是TOPSIS法，选择出更符合本文需求的变量进行分析。

一般而言，采用时间序列数据做样本时，往往会存在多重共线性和自相关性，而使用面板数据进行分析则能在一定程度上减轻此类问题。又采用面板数据可能存在平稳性问题，所以在处理数据时，本文会对使用的数据进行平稳性检验。

PVAR模型使面板数据和向量自回归的优点相结合，使研究结果更加可靠且有效。所设置模型具体形式如下：

四、 实证研究

1、 城市环境改善效果研究

首先，利用TOPSIS法对5个衡量城市环境改善效果的指标进行处理，由于其中存在反向指标，所以首先将反向指标同一取倒数，转化为正向指标。再将每一项指标除以该项指标全部数据平方和的二分之一次方。并将标准化处理后的数据统一乘以100，进行适度放大。经过标准化处理后，使得不同数据之间具有可比性。

2、 面板数据的平稳性检验

当时间序列非平稳时，使用经济模型技术将遭遇较大的困难，有可能导致伪回归的问题。所以在进行后续分析之前，我们需要对数据进行平稳性检验。单位根检验是检验一个时间序列是否平稳的正式方法，单位根检验包括Levin检验、ADF检验以及PP检验，本文将从上述几种检验方式进行平稳性检验。

由于三种方法检验原理不同，所得结果存在一定差异。本文出于严谨性原则考虑，当三种检验方法结果一致时，才判定该组数据平稳。检验结果显示，除应变量第一次检验就显示平稳外，其他变量经过一次差分后皆显示平稳。

3、 面板数据回归分析

由上述分析可得，本文使用数据为平稳的，基于此，可以将面板数据进行回归分析。在进行进一步的分析前，首先需要确定数据的滞后期。基础设施的投入与环境的改善效果之间的总滞后期可大致分为两个阶段：第一个阶段是基础设施投入到基础设施建设完成的时间；第二个阶段是基础设施从建设完成到产生成果的时间。基于以上考虑，本文将滞后期统一设置为一年。

注：*表示在10%的水平下统计检验显著，**表示在5%的水平下统计检验显著，***表示在1%的水平下统计检验显著。

由于固定效应2的拟合效果最好，所以结果以固定效应2为准。由固定效应2的回归结果可以看出，由于是时间序列的实证研究，R2的拟合效果并没有很好，但仍达到了0.5以上，说明回归结果仍具备一定的参考价值。对环境改善效果贡献最大的是公共交通车辆运营数，每增加1%，环境改善效果增加1.77%，而公园个数增加对环境改善效果存在轻微的负效应，其每增加1%，环境改善效果下降0.42%，城市排水管道长度的增加也对环境改善效果存在一定的负效应，其每增加1%，环境改善效果下降1.03%。无害化处理厂数的增加、公园个数增加、城市排水管道长度的增加影响为负向的原因分析如下：

第一，公园仅仅是数量增加，但城市绿化面积并未增加，甚至有所减少，导致城市环境难以得到改善。

第二，城市排水管道的增加，致使城市污水排放量增加，从而导致排放出的污染物有所增加。

由于上述原因导致了害化处理厂、公园、城市排水管道长度的基础设施投入，反而使城市环境改善效率下降。

市容环衛专用车辆设备以及无害化处理厂数的回归结果并不显著，原因是多方面的。市容环卫专用车辆难以统计且市容环卫专用车辆的使用效率并不明确；此外，我国垃圾清运量始终大于垃圾无害化处理量。另外，城市生化垃圾更倾向于被堆放而不是被处理，从而导致无害化处理厂对环境影响甚微。

4、 基础设施投入与环境改善效果的因果检验

为了进一步说明基础设施投入与城市环境改善效果的因果关系，且使用的数据是平稳的，所以可以对数据进行格兰杰检验。从基础设施投入到建成，最后产生起作用的滞后期为1-3年，故本文在进行格兰杰检验时采用相同的方法。

从格兰杰检验结果可以看出，市容环卫专用车辆完全不能解释城市环境改善的原因外，其余变量都能在一定程度上对城市环境的改善做出解释。对于其余变量不仅对城市环境的改善效果有所影响；反过来，好的改善效果也会激励政府加大对基础设施的投入。

五、 结论与建议

根据本文分析不难发现，基础设施投入对城市环境改善效果的确存在一定的促进作用，但需要注意的是基础设施投入的方式与对象。只有找准基础投资方向，才能使有限投入得到最大程度的利用。由此，提出以下几点建议：

第一，加强城市公共交通建设，加快建设轨道交通建设。由本文分析可以得出，城市公共交通数量对城市环境改善效果有很强的正向作用。第二，扩大城市绿化面积。根据研究发现，部分城市公园数量不断增加，但其绿化面积并未增加，甚至还有所下降，导致城市环境难以通过公园数量的增加而得到改善。

第三，加大无害化垃圾处理厂的运营效率，减少垃圾堆放量。由实证研究分析得出，无害化垃圾处理厂对环境改善效果极小。说明我国无害化垃圾处理厂的运营效果普遍较低。

第四，加强城市污水排放管控。排水管道加长的同时，污水排放会持续增加，若不做好管控，则会造成城市环境污染的加重。

参考文献

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