对外贸易、经济增长与污染物排放关系的实证研究——基于中国省际面板数据

张 骞 梁曙霞

（中共江苏省委党校，江苏 南京210000）

一、引 言

随着经济发展开放程度不断提高，我国贸易商品种类数量增加、贸易规模不断扩大，对外贸易格局也正在发生改变，国际核心竞争力增强。中国经济发展呈现出由高速增长逐步转变为高质量发展，增长效果显著，核心竞争力不断增强的特点。据中国统计年鉴数据显示，2018年我国GDP 总量达到13.2 万亿美元，继续保持世界第二的位置，贸易总额为4.62 万亿美元，占世界总贸易额11.75%，是第一贸易大国。但是在经济与贸易飞速发展的同时也存在着出口行业的碳排放量逐年递增、废气排放等环境问题。如何处理好对外贸易、经济增长与环境污染三者的关系，是保证我国经济健康持续高质量发展所面临的迫切问题。

关于对外贸易、经济增长和环境污染的关系研究最早起源于污染天堂假说，该假说认为，随着各国开放水平提高，国际贸易壁垒减少，会出现发达国家利用国际贸易的便利性先将污染密集型企业向发展中国家转移而后将产品转移回发达国家的现象，主要原因是相比于发展中国家，发达国家的基础设施更加完善，人民对生活水平的要求更高，国家会相应增强环境规制强度，环境污染严重的企业治理污染的成本大幅提高，从而迫使污染严重的企业向污染治理成本低、环境规制强度弱的发展中国家转移，使后者逐步演变为“污染天堂”。国内外学者运用不同方法和变量检验了该假说，得出的观点不尽相同。一部分学者认为贸易与环境污染的关系符合该假说，即贸易开放程度扩大会加剧发展中国家的环境污染问题。（Mongelli 等，2006；游伟民，2010；李锴等，2011；王美昌等，2015；马晶梅等，2016；杨恺钧等，2017）同时也有一部分学者通过研究验证了发展中国家的对外贸易与环境污染的关系不符合“污染天堂”假说（陈红蕾等，2009；何洁，2010；赵红等，2013；郝宇等，2015）。另外，与“污染天堂”假说截然相反，关于贸易与环境关系的另一重要理论为要素禀赋假说，该理论是指在国际贸易的发展过程中，资本密集型的国家主要生产并出口高污染的资本密集型产品，贸易使此类国家的环境污染问题比较严重，而非资本密集型国家由于资本匮乏，主要生产和出口清洁型产品，贸易给环境带来的压力较小，很多现有文献已经证实了该理论（Dean，2002; 许世春等，2009；赵红等，2013）。关于贸易与环境关系问题的研究除了以上两种主要理论外还有一些学者认为对外贸易与环境污染之间不仅是简单的线性关系 （陆旸，2012），他们之间存在倒“U”型关系，即随着对外贸易规模的扩大，环境污染呈现出先趋重再趋缓的特点（朱德进等，2013）。另外，还有学者认为对外贸易与环境污染呈现出“N”型关系，即随着对外贸易的发展，环境质量先恶化再好转而后再次恶化的情况。

关于经济增长与环境污染的关系研究最著名的理论为环境的库兹涅茨曲线理论，该理论主要内容为，经济的发展水平与环境质量状况之间存在一种关系，用图像表示，二者的关系的图像形状像倒写的字母U，当经济尚未进入发展阶段或者发展水平很低时，一个国家的环境质量较好，而当经济不断发展的同时，环境污染的压力逐渐加大，在达到一个“拐点”后，随着经济发展水平的提高，环境质量又逐渐变好（Grossman，Krueger）。现有大量文献通过不同方法和指标已经证实经济与环境的关系符合倒“U”关系（Suri、Chapman，1998;符淼，2008；陈红蕾等，2009；李光龙等，2018；何雄浪等，2019；Ouyang Xiao 等，2019）。另一个具有代表性的理论是Pezzey和Opschoor 基于倒“U”曲线提出的“N”型曲线，他们认为，从很长的一段时间范围内进行研究，经济与环境并不绝对符合倒“U”曲线，而是呈现出“N”型的关系（杨铠钧等，2017；周芳，2019；孙晓优等，2019），即伴随着经济增长，环境质量先恶化后好转而后再次恶化的情况。

对于国际贸易与经济增长关系的研究，古今中外存在诸多理论。以亚当斯密为代表的多数国外经济学家都认为国际贸易会促进一国的经济增长，例如比较优势理论，提出者为李嘉图，另外还有“H-O”理论，由赫克歇尔俄林提出，都证明了对外贸易可以有利于各国发挥各自的资源优势，从而提高该国的经济增长速度。但国外学者逐渐也提出了一些不同的理论反驳这些观点，例如RaulPrebisch 认为发展中国家由于其在对外贸易中出口的商品一般是需求弹性较大的劳动密集型产品，其在对外贸易中不具有竞争力，因此发展中国家过度发展对外贸易可能并不能促进经济增长。

目前国内外关于环境污染、经济增长与对外贸易的研究主要集中在环境污染对经济增长的影响机制或者环境污染对对外贸易的影响机制，同时研究对外贸易、经济增长与环境污染三者关系的较少，因此本文选取2003-2017年中国30 个省（市）的数据通过联立方程研究环境和经济的双向关系以及对外贸易对二者的影响，以期能为实现我国对外贸易结构的改善、抑制环境污染并且推动经济高质量发展的目标提出合理有效的建议。

二、假设提出

对外贸易作为拉动经济增长的三驾马车之一，鼓励对外贸易不仅可以拉动国内企业发展促进经济增长，而且有利于提升我国的国际竞争力，稳固国际地位。从我国对外贸易与经济增长现况来看，自加入WTO 以来，我国充分抓住了经济全球化这一有利机遇，主动踊跃地融入到国际竞争的潮流中，实现了对外贸易的飞跃式进步，我国对外贸易总额不断上升。同时对外贸易呈现出持续出口总额大于进口总额，即在国际贸易中基本维持贸易顺差。从经济发展现状来看，21世纪以来，我国经济飞速发展，一跃成为全球第二大经济体，并在近年经济由高速发展转为高质量发展，人均GDP 由2002年9506 元增长到2017年的59660 元，人民生活水平发生了质的改变。结合以上现状，本文认为，对外贸易规模的扩大有利于我国经济发展。

假设1:扩大对外贸易规模能够促进我国经济增长，助推我国经济由高速发展转向高质量发展，即对外贸易对我国经济影响应为正向促进关系。

一般情况下，对外贸易对一国环境的影响分为两种方式:第一种是要素禀赋假说，即一国的环境容量、环境规制的强度以及该国环境的自动恢复能力在该国对外贸易中是有利因素，因此对外贸易不会使环境恶化；另外一种途径是“污染避难所”假说，认为对外贸易会使东道国环境恶化，成为污染的天堂。从我国情况来看，2002年以来，在对外贸易规模不断扩大的同时，贸易结构也有所改变，主要表现在工业制成品出口比重呈现下降趋势，但依然在出口总额中占有较大比重。进口工业制成品占总额比重在2002年以前有上升趋势，2002年工业制成品占比达到83.3%，2002年以后则开始呈现下降趋势，而进口初级产品比重上升。这一现状说明我国对外贸易结构正在优化，一些初级产品的出口减少、进口增加表明我国在利用国际市场缓解我国部分初级产品资源紧缺的矛盾，另外，工业制成品进出口比重较高表明我国参与国际分工的深入，同时也反映出我国对外贸易的主要产品是工业制成品。从环境污染现状来看，废水排放、废气排放以及固体污染物排放是环境污染的三大主要来源，近十年来我国废水排放量以及废气排放量不断增长，但增长速度明显放缓，而固体废弃物的排放情况则在2011年之后稍有下降并逐渐保持稳定。即在对外贸易规模与结构大幅度扩大与改善的情况下，我国环境污染情况呈现出逐步放缓的趋势，因此本文认为，在对外贸易与环境污染的关系中，我国情况不符合污染天堂假说，相反更符合资源禀赋假说理论。

假设2:基于快速扩张的对外贸易与环境污染程度逐步放缓的现状，积极鼓励对外贸易并不会使我国沦为“污染的天堂”，即不符合污染避难所理论。对外贸易与环境污染的关系应为负向影响或其他非线性关系。

基于环境的库兹涅茨曲线理论，经济增长对环境污染呈现出倒“U”型影响关系，我国目前经济增长稳定，而环境污染状况虽仍在加重但恶化速度渐缓推测我国目前尚在拐点左侧但较接近拐点处。除此以外，在经济增长给环境带来影响的同时，本文将检测环境污染状况是否会影响经济发展。作为工业大国，经济的生产发展避免不了对环境造成影响，环境问题与人民生活紧密相连，因此，环境问题不可忽视。但是，对环境的治理可能对工业企业生产发展带来影响，进一步影响经济发展，而环境污染对经济带来的影响又可产生两种结果，第一，为控制环境进一步恶化，抑制了污染密集型企业发展，从而对经济产生不利影响；第二，对环境污染的治理，在抑制污染密集型企业的同时催生出新兴的环境友好型产业进而拉动经济增长。鉴于以上分析，本文认为经济增长与环境污染二者具有相互影响的关系。

假设3:经济增长与环境污染相互影响，我国目前正处于环境的库兹涅茨曲线左端，但较接近拐点处，另外，环境污染也会对经济发展产生影响。

三、模型建立与变量选取

（一）模型建立

下图是对外贸易、经济增长以及环境污染的关系图解，如图1所示，本文的联立方程共包括两个方程:经济增长方程与环境污染方程。两个方程的一般形式是:

图1 对外贸易、经济增长与环境污染的关系图解

经济增长方程（1）表示经济增长是出口贸易开放度、就业人数、固定资产投资以及环境污染指标排放量的函数，为考察污染物排放对经济增长的确切影响，在此方程中加入了污染物排放变量的二次项以便研究。本文的联立方程假设对外贸易依存度的增长有助于增强资源的开发利用效率。

环境污染方程（2）表示环境污染是环境规制、产业结构、经济增长以及出口贸易开放度的函数。其中环境规制指政府或者企业所制定或者执行的应对环境污染的政策或措施，产业结构也是影响环境质量状况的重要指标，随着一国工业化程度的改变，其对环境的影响也是不同的，为验证我国经济增长与环境污染是否符合环境的库兹涅茨曲线关系，在方程中加入了经济增长变量的二次项。以下是联立方程的具体形式:

（二）变量选取与数据来源

根据数据的连贯性与可获得性选取了我国30 个省（市）2003-2017年的面板数据进行研究，并且，对数值较大的数据取对数可以增强数据的平稳性，并且不会改变数据原有特性，据此对数据取对数处理。具体变量选取与数据来源如下:

1.经济增长（Y）。地区生产总值最能反应经济情况，数据来源方便易得，因此，用地区生产总值描述经济增长情况，以符号economy 表示；

2.对外贸易（O）。在该指标的选取上，本文参照大多数学者，选取外贸依存度表示对外贸易，计算方法为用各省的年对外贸易总额除以各省生产总值，用符号trade 表示。

3.对生产总值产生影响的其他因素包括劳动与投资。以各省（市）每年就业人数（万人）作为劳动的代替变量，用符号L 表示，用各省（市）每年固定资产投资（亿元）作为投资的代替变量，用符号K 来表示。

4.环境污染（E）。可以表示环境污染的变量有很多，我国最主要的环境污染来源一般包括三大类:废水排放量、废气排放量以及固体废弃物排放。化学需氧量表示水样中需要被氧化的有机物的量，是测量废水质量的最重要指标之一，废水中化学需氧量排放量越高，说明水污染情况越严重。二氧化硫和烟粉尘排放是废气排放的主要组成部分。另考虑数据的可获得性，固体废弃物排放指标选取一般工业固体废弃物排放数量替代。综上所述，本文的污染物排放指标共有4 种，分别为废水中化学需氧量排放量、二氧化硫排放量、烟粉尘排放量、一般工业固体废弃物排放。分别用符号COD、SO2、powder、solid 表示。

5.产业结构（F）。产业结构的改变对环境质量的影响也十分显著，如果工业化程度加深可能会导致自然资源的过度开发以及污染物排放量的增加，一般来说，工业产值占总产值比重增加意味着该国工业化程度加深，则环境质量更容易恶化，而随着工业化程度的下降，服务业对国民生产总值占比的上升，产业结构对环境的影响也会相应的发生转变，环境问题将有所改善。本文选取工业总产值与各省生产总值的比值表示产业结构，用符号cons 表示。

6.环境规制（R）。环境规制强度影响环境质量，环境规制指由于环境污染本身作为一种要素禀赋会对经济所造成的外部不经济性，政府或企业自身据此通过一系列的政策与措施对企业的经营活动进行规整进而达到规定内的污染排放量的行为。目前常用的用于表示环境规制的指标主要包括以下几种:（1）用污染治理投资与企业总产值的比值代替；（2）考虑到环境规制与人均收入水平之间拥有很强的联系性，因此用人均收入水平表示；（3）用各污染指标的排放情况作为环境规制的代替变量；（4）用工业废水排放达标率、工业二氧化硫去除率、工业烟粉尘去除率等指标计算权重得出表示环境规制强度的综合指数方法；（5） 用各种污染指标的治理污染设施运行费用来表示。考虑到数据的可获得性以及变量对被解释变量的显著性问题，用各地区环境污染治理投资作为环境规制变量，用符号gover 表示。

综上，联立方程组的具体形式为:

其中，式中α 和β 分别表示各指标的系数，i 和t 分别表示地区与年份，ε 为随机干扰项。

为使查看直观明了，描述各变量含义以及数据来源如表1所示。

表1 模型主要变量的阐释及数据来源

在此联立方程组中，既可采用单方程估计法也可采用系统估计法两种方式进行估计，单方程估计法主要是是分析单个方程内部各变量的关系，而系统估计方法则主要估计的是个方程之间的联系。结合联立方程的阶条件与秩条件的判别方法，本文中所涉及到的方程都是过度识别，所以可以通过二阶段最小二乘法以及三阶段最小二乘法对方程进行估计，而三阶段最小二乘法是将二阶段最小二乘法和广义最小二乘法相结合，其实证结果优于二阶段最小二乘法估计，所以，本文对联立方程采取三阶段最小二乘法对参数进行估计，所使用的软件为Stata 14。

四、计量结果与分析

表2表示基于三阶段最小二乘法的环境污染变量为废水中化学需氧量排放量、SO2排放量、烟粉尘排放量以及一般固体废弃物排放量的回归结果。可以观察到，除了环境污染变量为SO2的环境污染方程外，其他方程R2较大，说明方程拟合优度较高。另外，多数变量通过了1%、5%、10%水平下t 检验，说明方程回归结果显著。

从经济增长方程的实证结果来看，这一方程主要考察对外贸易与污染物排放对经济增长的影响。从实证结果可以观察到，四种污染物排放对经济增长均存在负相关的影响关系，即环境污染程度的加深制约了经济增长，四种污染物排放量的二次项与经济增长呈现出“U”型关系，即随着污染物排放量的增加，先是抑制经济增长，随着工业化程度的加深，污染物排放量加大，拉动我国经济增长，但这并不是说为了促进经济增长，我国应加大环境污染，而应通过环境规制等措施在不使环境恶化的前提下促进经济增长。以上结果证明，环境污染会对经济增长产生影响，这与假设3 分析相符。对外贸易依存度与我国经济发展水平存在正相关的关系，即我国经济的发展速度水平随着对外贸易开放程度的增大而变快，这符合假设1 所推断的结论，也与我国不断促进改革开放的政策相适应。K 与L 分别代表了固定资产投资与就业人数，二者都和经济增长呈正相关的关系，意味着固定资产投资越多、社会就业人数越多，一国的经济增长程度就越大、越能促进经济增长。

表2 表示不同污染物排放的联立方程组实证结果

环境污染方程考察经济发展水平和对外贸易对环境质量状况的影响。经济增长与污染物排放均呈现正向影响的关系，即生产总值越高，造成的环境压力也就越大。目前我国产业结构为工业产值占比大，因此经济增长伴随着环境压力的加大，但随着产业结构的变化，环境质量可能会得到改善。另外，从地区生产总值的二次项与污染物排放指标的关系来看，我国经济增长与环境污染符合环境的库兹涅茨曲线，即随着经济的增长，环境质量呈现出先恶化后改善的倒“U”关系。而现阶段经济增长对环境污染存在正向影响关系，说明目前我国处于库兹涅茨曲线左端，这与假设3 相符。四个环境方程的EKC 转折点对应的生产总值分别为32764.42、11935.56、15510.43、51638.57（亿元），图2显示了各地区生产总值与各污染物排放EKC 转折点之间的关系，对于工业固体废弃物排放而言，除江苏、山东和广东在EKC 曲线右端，浙江则刚好达到转折点以外，其他地区均在曲线左端且距离较大，表明环境质量随经济发展不断恶化。对于废水中化学需氧量排放量而言，位于EKC 曲线右端的地区共8 个，多位于我国东部，其他地区位于曲线左端且距拐点较近。而对于二氧化硫排放量和烟粉尘排放量而言，多数地区已经位于曲线右端，说明随着经济的发展，环境质量将得到改善。对外贸易依存度与环境质量状况显现出负向关系，我国是最大的发展中国家，基于实证结果，对外贸易开放度的扩大并没有使我国的环境污染程度加深。说明“污染避难所”假说并不适用于我国的经济状况，这一结果符合假设2 的推断。R代表环境规制强度，环境规制有效改善了废水排放和烟粉尘排放情况，对SO2和一般固体废弃物排放没有达到抑制效果。可能原因是现阶段我国的环境规制力度不足以及政策的实施效率不高。最后，产业结构对环境质量的影响为显著的正相关关系。我国是工业大国，制造业占比大，建造业、钢铁工业、重化工业等污染程度严重、能源耗费量大的这部分行业的发展给环境造成压力。

图2 经济增长与环境污染的EKC 转折点图示

五、稳健性检验

为了确保联立方程组回归估计结果的可靠性，增强结论的有效性，本文进一步对实证结果进行稳健性检验。考虑到环境污染的主要来源之一是工业污染，工业二氧化硫排放是衡量工业废气排放的重要指标，故用工业二氧化硫面板数据作为污染物排放变量的工具变量检验结果的稳定性，考虑到数据的可获得性，将数据范围缩短至2003-2015年。表3和表4稳健性检验结果，由表可见，模型中各指标的系数、符号与显著性无较大变化，说明实证结果是稳健的。

表3 经济增长方程稳健性经验结果

表4 环境污染方程稳健性经验结果

六、结论与建议

采用联立方程的方法考虑了变量之间的相关性与内生性，使研究结果更加严谨确切。通过研究，本文得到以下结论:

第一，贸易开放程度的扩大有助于促进经济增长，但“污染避难所假说”不符合我国现状，即对外贸易规模的扩大并没有加重我国环境污染。

第二，经济增长与环境污染相互影响。伴随着经济增长，环境污染压力加大，而污染物排放量的增加会抑制经济增长。我国经济增长与环境污染之间符合环境的库兹涅茨曲线的倒“U”关系，并且尚处于曲线左端，即随着经济的发展，环境污染压力加大。

第三，产业结构影响我国的环境质量，工业总产值占比越大，对环境造成的压力越大。最后，对于废水中化学需氧量排放量与二氧化硫排放而言，随着环境规制力度的增强，污染物排放数量逐渐减少，但对于烟粉尘以及一般工业固体废弃物排放而言，环境规制强度的增强并没有如预期所愿降低污染物排放量，说明环境治理强度不足或环境政策实施效果不如预期。

基于实证结果，本文提出以下建议:

首先，继续发展对外贸易，优化对外贸易产品结构。基于对外贸易对我国经济发展的促进作用以及“污染避难所”理论在我国不成立的条件，我国应继续发展对外贸易。但从贸易结构来看，一方面，我国出口重工业产品比重较高，重工业的发展可能对环境质量造成威胁；另一方面，更低的环保成本吸引环境不友好型外商投资，影响环境质量。故应优化贸易结构，避免对外贸易加重环境污染压力。而且通过优化出口产品结构可以倒逼国内企业进行产业升级，促进国内企业的技术改进，提升技术创新能力。

其次，优化产业结构，提升国际竞争力，促进产业转型升级。相比发达国家，我国第二产业产值占比较高，劳动密集型和资源密集型以及重工业、制造业产品仍是主导产品，不利于减轻环境污染压力。出口需求弹性大的初级产品，不利于提高出口竞争力。因此应致力于产业结构优化升级，促进经济高质量发展。

最后，应加大环境污染治理投资力度，加强政府监督。环境污染会给我国带来酸雨、自然资源匮乏、自然灾害严重等问题，加强环境规制力度，加大环境污染治理投资力度有助于改善环境质量。政府部门也应该加强监督，促进加强环境规制强度，要进一步建立与改善环境质量相关的规章制度，通过向企业收取排污费、增减税收等财政政策方式将环境治理成本内部化。在环境规制过程中应该坚持由谁开发就由谁保护、由污染者自身承担治理责任的原则，不断加强产权保护力度。政府也应主动引导企业技术革新，实施明确的奖罚制度，对违反规定的企业进行严惩，迫使企业产业结构升级。