华北平原的环境污染与经济增长

(中央财经大学 北京 100081)

一、研究背景

依据中国环境保护部门公布的中国的74个重点城市的空气质量监测数据，在2016年10月发布的空气质量监测中得出的全国十大空气污染城市当中，河北省占据了其中7个。并且石家庄成为了空气污染最为严重的城市。

华北平原独特的地形条件使得雾霾很难通过冷暖空气的对流而自行消散。此外，华北平原的产业结构和能源结构对华北平原的空气污染产生了很大的影响。大量重工业城市以及对化石燃料的依赖是华北大气污染物排放的重要来源。因此有必要采取区域联防，以整体布局来改善华北平原的空气质量。

研究经济发展与空气污染的关系，就不得不提Grossman and Krueger(1994,1995)[1]对单位资本收入以及环境指标之间的简化模型关系的实证分析，以及世界银行发布的发展报告(World Bank，1992)[2]。二者都指出环境污染和衡量经济发展水平的人均收入存在一种“倒U形”曲线的关系，被称作环境的库兹涅兹曲线。

环境库兹涅兹曲线认为人们对合意的商品以及其不合意的副产品污染做出取舍，人们同时偏好消费以及环境质量，经济的发展提高了人们对于环境改善的边际效用，因此有了治理环境的动机，这一动机通过各种渠道转化为了政府的政策以及减排技术的进步，从而在达到拐点后污染水平随经济增长而减少。

实证方面，Grossman and Krueger(1994,1995)[1]基于跨过面板数据对污染是人均GDP的三次函数进行了回归，结果表明环境质量不随人均收入的增加而持续下降，大多数污染指标包括空气污染和水污染与人均收入呈“倒U形”或“N形”曲线。但是Grossman and Krueger(1995)[1]同时也指出经济增长并不会自发地去改善环境，而是通过产业转型、技术进步以及对污染排放的加强管制来实现“倒U形”的EKC曲线。因此在控制了其他因素后可能并不会出现环境污染和经济发展之间的“倒U形”曲线。

国内EKC曲线的研究对产业结构的影响不够关注，本文将第二产业产出的比重加入到空气污染的函数当中以体现产业结构的作用。与许多文献使用时间来描述技术进步不同，本文试图使用中国能源统计年鉴中公布的能源加工转换效率来描述技术进步的程度。此外，很多文献使用污染物排放作为污染的指标，而本文采用空气污染指数的数据来衡量空气污染。

本文第一部分为研究背景；第二部分进行对数据的介绍以及处理；第三部分进行计量回归；第四部分进行回归结果的分析；第五部分进行结论归纳以及政策建议。

二、数据

本文选取2001年到2012年环保部发布的API(Air Pollution Index 空气污染指数)的日均值数据，同时由于部分城市对该指标的监测开始地较晚，仅有北京、天津、石家庄、济南、郑州的数据是全年分的，故仅有13个城市的109个样本。

其他数据包括这13个城市的人均GDP、城市绿地面积、第二产业增加值占地区生产总值的比重、人口密度。以及能源加工转换效率。

本文使用了人均GDP和第二产业产出占地区总产出的比重来衡量人均收入和产业结构。另外，由于技术发展对于污染控制的影响不可忽视，因此本文中使用能源加工转换效率这一指标来衡量技术发展。

表一是各变量的统计特征。

表一 各个变量的统计特征

三、计量回归

根据基本的环境库兹涅兹曲线研究，本文使用了固定效应的方法对人均GDP的对数三次方程进行回归。同时考虑到回归结果可能并不支持对数三次方程，本文对一次线性、二次、三次分别回归。

Pollutionit=αi+β1ln(GDPit)+β2[ln(GDPit)]2+β3[ln(GDPit)]3+β4ln(Industryit)+β5ln(Greenit)+β6ln(Densityit)+β7Techt+εit(1)

i=1,…,7;t=1,…,12

其中，Pollutionit是年度平均API；GDPit是年度人均GDP；Industryit是第二产业占地区总产出的比重，而ln(Industryit)由第二产业增加值占地区生产总值的比重表示；Greenit是城市绿地面积；Densityit是城人口密度；Techt是能源加工转换效率。根据对EKC研究的一般方法，并且考虑到城市之间的差别，本文采取固定效应的方法来回归(1)中的方程。

为了研究环境污染与经济增长的对数关系究竟是一次、二次还是三次函数的形式，本文对可能出现的三种情况分别进行回归并根据回归结果来排除不显著的结果。

四、回归结果与分析

在进行计量分析时，我们对(1)式中环境库兹涅兹曲线的人均GDP的对数的一次、二次以及三次(对应β2=β3=0;β3=0；均不等于0)的三种函数形式分别进行回归。

表二 环境库兹涅兹曲线的估计结果

注：其中****，***，**，*分别代表了在1%，5%，10%，15%水平上显著

目前绝大多数对大气污染与经济发展的研究都支持EKC曲线的存在，至少对于个别污染物而言存在。而本文对华北平原13个城市的研究中，利用API作为环境污染的指标的情况下，并不支持环境污染是经济增长的对数二次或者三次函数关系的猜想。

在三种函数形式的回归中，技术进步和城市绿化面积的系数都至少在5%的水平上显著，而第二产业增加值占总产出的比重的系数则只有在对数人均GDP的一次和二次的函数形式下在15%的水平下显著。

由于对数人均GDP的二次项和三次项均不显著，故本文接受了环境污染是经济增长的线性函数，且是随经济增长单调减少的关系。具体而言就是人均GDP增加1%会导致0.08的API的减少。即这些城市处于一个人均GDP越高，空气污染越低的趋势之中。

人口密度1%的增加则会带来0.018的API的减少。城市绿地面积1%的变化会导致0.017的API的减少。同样对于更高的第二产业的比重有更严重的空气污染。技术进步会导致空气污染的减轻，常数项表示城市之间的差别造成的空气污染的差别，这里表示城市间的差别很大，包括城市的不同的地形条件、气象条件等，并且这个差别在1%的水平上显著。

五、结论归纳以及政策建议

基于以上分析，本文认为随着着经济发展，华北平原的城市群的大气污染问题会迎来好转。接下来本文会结合一些数据分析经济增长可能的影响空气污染途径。

首先，经济增长带来人们对消费的边际效用降低，对空气质量要求逐渐变高。这使得政府为了提高社会福利，有动机制定更严格的环境保护政策以及对环境治理进行更多的投资，由此推动了环保行业的发展。

此外，我国产业结构升级中，重工业向非一线的发展较慢的城市的转移以刺激当地经济发展。尽管这确实减少了本地的空气污染，但对于华北平原的城市而言，特殊的地形使得大气污染物的堆积以及异地传输。因此大量接收了污染企业的城市提高了自身的地区生产总值，但对附近的城市造成了外部性。因此，对整个地区进行结构调整而不是单纯地转移污染企业才是未来污染治理的一个更有效的模式。

2015年《北京统计年鉴》显示，截止至2012年，轨道交通可用率上英国伦敦为192公里/每百万人，日本东京-横滨为69公里/百万人，中国城市中表现最好的北京仅有25.9公里每百万人。可见中国城市公共交通长期滞后于城市化发展。公共交通的供应不足推动了私家车的数量快速上升，其尾气排放造成了很大一部分的空气污染。

因此,本文提出三点政策建议：一是是加强区域联合治理,并且根据区域空气污染的指标来评价区域内环保局的绩效。二是政府加大对清洁能源的投资和扶持，比如对清洁能源的消费占一定比例可以免除一部分的税收，或者对不达标的污染企业加收污染税，积极引导企业对更清洁的能源的使用。此外，鼓励更加绿色的出行方式，积极发展公共交通，使公共交通更加能满足人们日常出行的需求，从而减少对私人机动车的使用以及排放。