重慶市環(huán)境污染與城市化的實證研究

摘 要：針對重慶市城市化進程的發(fā)展，綜合使用環(huán)境污染指標和城市化指標來探討兩者之間的關(guān)系。以重慶市1996—2011年的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對環(huán)境污染等6個細化指標進行主成分分析，提取環(huán)境污染綜合指數(shù)變量ENV。借助控制變量非農(nóng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)占比，在協(xié)整檢驗基礎(chǔ)上建立VEC模型。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：長期和短期中城市化對環(huán)境污染的作用程度有差異；現(xiàn)階段的城市化發(fā)展促進環(huán)境污染程度；非農(nóng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)占比的提高會弱化環(huán)境污染。

關(guān)鍵詞：環(huán)境污染；城市化；協(xié)整檢驗；VEC模型

中圖分類號：F290 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2013）25-0233-04

引言

在歷史發(fā)展的長河中，人類活動在改善人類生活方式和生活條件的同時，也在不斷地作用于周圍的環(huán)境并因此引起自然、人文等各類環(huán)境質(zhì)量的改變。對應(yīng)的這種環(huán)境尤其是大自然環(huán)境的變化對人類的生產(chǎn)、生活和健康造成了不同的影響。中國是一個有著悠久歷史的大國，也是一個積極發(fā)展現(xiàn)代化，不斷推進工業(yè)化、城市化的國家。改革開放以來，中國城市化進程明顯加快，現(xiàn)階段已進入到高速城市化的起飛階段。與此同時，重慶市是中國直轄市之一，是長江上游地區(qū)經(jīng)濟中心、金融中心和創(chuàng)新中心，重慶市的城市化進程發(fā)展的如火如荼，其城市化進程一直在全國領(lǐng)先。作為領(lǐng)跑全國的城市集團之一，重慶市被稱為中國的“芝加哥”。因此，本文選擇重慶市來探究城市化與環(huán)境及其非農(nóng)產(chǎn)業(yè)占比的關(guān)系。

城市化是一個涉足領(lǐng)域頗廣，對社會、經(jīng)濟、文化等多種因素綜合考慮來進行發(fā)展的過程，表現(xiàn)為人口向城市的集中，城市地域范圍的擴展，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的升級，都市生活方式、價值觀念向農(nóng)村地區(qū)的滲透、擴散等。因此，推進城市化是目前大多數(shù)國家實現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化道路的必然過程。

閆新華（2009）利用VAR模型研究了山西省的經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染直接的關(guān)系，并且借助環(huán)境庫茲涅茨曲線驗證了其兩者直接存在倒“U”型的關(guān)系[1]。文中最后得出結(jié)論，認為經(jīng)濟增長與環(huán)境污染之間確實存在雙向作用機制，并且在這種雙向作用機制中環(huán)境污染對經(jīng)濟增長的反作用機制要弱很多。Canas等（2003）研究了16個工業(yè)化國家原材料與人均GDP之間關(guān)系，印證了倒U型EKC曲線，即經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境之間的發(fā)展趨勢[2]。

然而，在研究城市化發(fā)展過程中，不少學者也強調(diào)，經(jīng)濟發(fā)展只是作為城市化的一部分，僅僅用經(jīng)濟發(fā)展指標來說明與環(huán)境之間的發(fā)展關(guān)系，未免太牽強，不能說明本質(zhì)問題。林伯強和劉希穎（2010）針對中國當前階段性經(jīng)濟增長和能源消費特征，對Kaya恒等式做出適當修正，引入城市化因素，研究了現(xiàn)階段碳排放的影響因素。得出結(jié)論認為中國在城市化進程中控制碳排放增量，實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型應(yīng)當以節(jié)能為主[3]。

結(jié)合以上兩種分析方法和研究思路，不難看出，國內(nèi)外學者在研究城市化和環(huán)境的關(guān)系問題上，或者是將城市化縮影到一個經(jīng)濟發(fā)展指標，然后探討經(jīng)濟的發(fā)展和環(huán)境的相互關(guān)系；或者將環(huán)境這個內(nèi)涵豐富的領(lǐng)域濃縮到一個問題，比如溫室氣體、碳排放等。但是，這樣的研究不足以從大局上把握在城市化進程的深化中，其與環(huán)境到底存在什么樣的關(guān)系。因此有的學者對城市化與環(huán)境進行了直接的研究。杜江和劉渝（2008）利用中國的1998—2005年中國30個?。ㄊ小⒆灾螀^(qū)）的面板數(shù)據(jù)，構(gòu)建了6類環(huán)境污染指標同城市化水平及控制變量間的計量模型，對環(huán)境庫茲涅茨曲線（EKC）假說進行了擴展[4]。研究結(jié)果表明：4類污染物同城市化水平之間存在倒形曲線關(guān)系，另外兩類污染物同城市化水平之間存在正U形曲線關(guān)系，目前中國大體上已經(jīng)進入U形曲線的右半段。曾浩和鄧宏兵（2012）以武漢市為研究區(qū)域，構(gòu)建了武漢市城市化、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的評價指標體系，運用層次分析法計算出了武漢市城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)度[5]。結(jié)果顯示：2000—2012年，武漢市城市化水平總體上呈現(xiàn)出增長趨勢，但武漢市生態(tài)環(huán)境水平隨著城市化的發(fā)展呈現(xiàn)出波動型的變化特征，總體呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢；從近兩年來看，武漢市城市化發(fā)展水平與生態(tài)環(huán)境發(fā)展水平差距在縮小。

基于對城市化和環(huán)境污染的思考和研究的側(cè)重點不同，依據(jù)指標選取的特點和以點突出全局的思路。本文選擇重慶市，以其數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，研究城市化與環(huán)境污染的關(guān)系。為了側(cè)重研究環(huán)境污染這個綜合指標與城市化的關(guān)系，利用主成分分析方法將環(huán)境污染的細化指標提取出一個綜合性的指標進行建模。將控制變量非農(nóng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)占比引入模型，加深環(huán)境污染和城市化的關(guān)系研究。同時，在體現(xiàn)變量動態(tài)性和長短期的交互效應(yīng)上，將使用協(xié)整分析和模型對環(huán)境污染與城市化進行實證研究。文章其余部分的結(jié)構(gòu)安排如下：第二部分是模型和數(shù)據(jù)說明；第三部分給出估計結(jié)果，并進行了成因分析；最后是結(jié)論和啟示。

一、變量選擇與數(shù)據(jù)說明

（一）變量選擇及來源

本文選取的變量為城市化率（URB）、環(huán)境污染綜合指數(shù)（EVN）、非農(nóng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)占比（IND）。其中，城市化率用市人口和鎮(zhèn)駐地聚集區(qū)人口占全部人口的百分比來表示，用于反映人口向城市聚集的過程和聚集程度；環(huán)境污染綜合指數(shù)是通過對5個環(huán)境污染細化指標作主成分分析提取而來的，它們分別是廢水、廢氣、二氧化硫、工業(yè)粉塵及工業(yè)固體廢物。非農(nóng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)占比用的是第二、第三產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值占GDP的比重得來（所有數(shù)據(jù)據(jù)來自重慶市統(tǒng)計年鑒2012）。

（二）數(shù)據(jù)處理

為了建模需要，首先對城市化率和非農(nóng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)占比取對數(shù)，便于變量通過平穩(wěn)性檢驗，將取對數(shù)后的變量記為lnURB、lnIND。同時，對環(huán)境污染的6個具體細化指標進行主成分分析，提取出作為環(huán)境污染綜合指數(shù)的變量。運用軟件，進行主成分分析，通過方差貢獻表，得到6個原始特征根分別為4.630、0.716、0.339、0.212、0.091、0.013，在滿足特征根λ>1時，第一個特征根對應(yīng)的方差貢獻率為77.166%，也就是其累計方差貢獻率，累計值較大。

因此，提取1個主成分，對應(yīng)的特征根分別為l1=4.630，方差貢獻率達到77.166%。通過SPSS運行后，直接輸出提取的一個主成分，將這個主成分命名為環(huán)境污染綜合指數(shù)（ENV）。

綜上，建立模型所需要的變量數(shù)據(jù)處理完畢，最后進入模型的變量為：城市化（lnURB）、環(huán)境污染指數(shù)（ENV）、非農(nóng)產(chǎn)業(yè)占比（lnIND）。

二、檢驗過程與成因分析

（一）單位根檢驗

經(jīng)濟計量學中為避免經(jīng)濟變量的不平穩(wěn)所產(chǎn)生的繆回歸問題，首先進行單位根檢驗數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性，本文選取ADF檢驗，該方法通過檢驗回歸方程的右邊，假設(shè)因變量yt的滯后差分項控制高階序列相關(guān)。

從上表可以看出，代表城鎮(zhèn)化率的變量lnURB在10%顯著水平下ADF檢驗存在單位根，環(huán)境指標ENV和城鎮(zhèn)化率指標lnIND的一階差分都在5%顯著水平下拒絕原假設(shè)，從而三個變量都是I（1）的，基于此，本文接著進行協(xié)整檢驗。

（二）協(xié)整檢驗

本文采用Johansen最大似然估計各變量的協(xié)整關(guān)系，Johansen協(xié)整檢驗是按照協(xié)整關(guān)系的個數(shù)r=0到r=k-1的順序執(zhí)行，直到拒絕原假設(shè)為止。多變量協(xié)整檢驗共有5種形式的協(xié)整檢驗方程，本文采取第三種形式，即有線性趨勢但協(xié)整方程只有截距項，它的形式為：H1（r）∶PYt-1+BXt=a（bTYt-1+r0）+

a g0，選擇滯后1期。

由跡檢驗結(jié)果和最大特征值檢驗結(jié)果可以看出，在零假設(shè)時H0∶r=0，最大特征值統(tǒng)計量為26.1602大于5%的臨界值21.1316，且P值為0.0090，故拒絕原假設(shè)，在零假設(shè)H0∶r=1時，P值等于0.2162，在臨界值為5%時接受原假設(shè)認為存在一個協(xié)整關(guān)系。同樣道理，在跡檢驗結(jié)果中，零假設(shè)H0∶r=0時也拒絕原假設(shè)，H0∶r=1和H0∶r=2時接受原假設(shè)，因此，本文認為在臨界值5%下重慶市的城市化率與環(huán)境之間存在一個協(xié)整關(guān)系。

協(xié)整關(guān)系如下：

ENV=35.21lnURB-121.29lnIND

實際上，我們得出的協(xié)整方程表示的是環(huán)境污染綜合指數(shù)與城市化率和非農(nóng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)占比的長期均衡方程，在長期中城市化率與環(huán)境污染綜合指數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，增加一單位lnURB會提高35.21單位的ENV。也就是說在長期中，隨著城市化進程的不斷加快，環(huán)境污染綜合指數(shù)逐漸增加，該結(jié)果符合現(xiàn)實狀況，從發(fā)達國家的城市化歷程來看，從工業(yè)大革命至城市化完成階段，隨著城市化的不斷進行，環(huán)境污染逐漸加劇，這與本文的結(jié)論是一致的，因此，可以說明，重慶市的環(huán)境隨著城市化的進行污染逐漸加重。

從環(huán)境污染綜合指數(shù)和非農(nóng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)占比來看，二者呈現(xiàn)負的相關(guān)關(guān)系，當lnIND增加一單位時會降低121.29單位的ENV，即當二三產(chǎn)業(yè)占比增加時會降低環(huán)境污染，該結(jié)論與現(xiàn)實也是符合的，二三產(chǎn)業(yè)之和代表了工業(yè)化的進程，協(xié)整檢驗表示的是長期中工業(yè)化程度：工業(yè)化程度的增加尤其是第三產(chǎn)業(yè)增幅加大，會增加環(huán)境污染小的企業(yè)。綜合上述結(jié)論我們可以看出，重慶市的城市化進程在長期中將會使環(huán)境污染得到改善，工業(yè)化程度越高會使環(huán)境越好。

（三）VEC模型分析

通過對文中變量進行協(xié)整分析發(fā)現(xiàn)三者存在長期協(xié)整關(guān)系，但我們?nèi)詿o法得到每個變量間的短期動態(tài)關(guān)系，向量誤差修正模型解決了這一問題。由Granger定理：具有協(xié)整關(guān)系的變量具有向量誤差修正模型形式?；诖耍疚脑趨f(xié)整的基礎(chǔ)上進一步建立向量誤差修正模型，研究重慶市環(huán)境污染綜合指數(shù)與城市化率的關(guān)系，該模型中同樣引進非農(nóng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)占比作為參考，得到模型為：

其中，R2=0.579，F(xiàn)的值為3.096。

誤差修正項的系數(shù)為-0.004，符合反向修正原則，表明短期的非均衡狀態(tài)向長期的均衡狀態(tài)移動，在短期中城市化率與環(huán)境污染綜合指數(shù)的系數(shù)為19.998，由于VEC描述的是短期的關(guān)系，說明在短期內(nèi)城市化會帶來環(huán)境污染，但是這個結(jié)果短期對環(huán)境的影響程度與長期中不同。在短期中非農(nóng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)占比也與長期中不同，長期中二者系數(shù)為121.29，短期二者系數(shù)為-3.378，說明短期非農(nóng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級對環(huán)境污染程度小于長期的影響。

結(jié)論及啟示

以上根據(jù)1996—2011年的時序數(shù)據(jù)，通過協(xié)整分析、VEC、重慶市城市化率與環(huán)境污染綜合指數(shù)之間進行動態(tài)計量分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

1.城市化的提高會帶來環(huán)境污染，從長期來看，lnURB對ENV的降低作用為31.52，從短期來看，lnURB對ENV的降低作用為19.998，說明不管是長期還是短期，重慶的城市化都會帶來環(huán)境污染，但是長短期作用的程度有差異。

2.從VEC結(jié)果來看，符合反向修正原則，表明短期的非均衡狀態(tài)向長期的均衡狀態(tài)移動，說明城市化對環(huán)境污染的影響機制并不僅僅是因為城市人口的增多、城市規(guī)模的擴大會給環(huán)境帶來壓力，城市化的發(fā)展也會提高人民生活水平、增強社會環(huán)保意識、提高科技水平、優(yōu)化非農(nóng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和完善法律體系等，以上各種影響會使環(huán)境污染綜合指數(shù)降低。

3.從長期來看，非農(nóng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)占比的提高會弱化環(huán)境污染，一單位lnING會降低121.29單位的ENV，而短期中一單位lnIND則只會降低3.378單位的ENV，長短期差距非常大。

基于前文的理論分析和實證研究，重慶市在深化城市化的進程中，雖有值得肯定和借鑒的地方，但是在環(huán)境保護和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化上需要作出更多的努力和提升。鑒于對實證結(jié)果和環(huán)境污染與城市化問題的認識，本文謹提出以下三條建議，希望對全國城市化的發(fā)展，而不僅僅是重慶市的城市化提高提供思路：

第一，城市化過程不能急，質(zhì)量提高是關(guān)鍵。在重慶市的城市化道路上，工業(yè)實力、經(jīng)濟增長、環(huán)境保護意識都成為不可或缺的主導(dǎo)力量和中流砥柱，而這些因素的提高才是城市化的關(guān)鍵。在這個過程中不能一味地追求發(fā)展而忽視了對環(huán)境造成污染的嚴重后果。因而城市化進程不能急，質(zhì)量提高才是關(guān)鍵。第二，非農(nóng)產(chǎn)業(yè)作用強，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)需完善。非農(nóng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在重慶的城市化進程中起著相當重要的作用，在重慶市的城市化進程中，完善非農(nóng)產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)占比，實現(xiàn)更合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)模式是對城市化進程的推動和促進，同時它也是增強環(huán)境承載力的有效途徑。第三，滯后效應(yīng)很凸顯，環(huán)境污染需提防。需要指出的是，目前重慶市的城市化發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理對環(huán)境污染的影響表現(xiàn)出很強的單方面作用。即短期內(nèi)雖然其兩者會加劇對環(huán)境造成污染，但是這種環(huán)境污染后果并沒有很快地反作用于城市化的發(fā)展上，環(huán)（下轉(zhuǎn)285頁）（上接235頁）境污染對城市化的制約效應(yīng)表現(xiàn)的非常滯后，下一步需要做的是調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，使其適應(yīng)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1] 閆新華.經(jīng)濟增長與環(huán)境污染的VAR模型分析——基于山西的實證研究[J].經(jīng)濟問題，2009，（6）：59-60.

[2] FerraoPaulo ConceicaoPedro ANGELA.A new environmentalKuznets curves？ Relationship between directmaterial input and incomepercapita：evidence from industrialized countries[J].Ecological Eco-nomics，2003，46（2）：9-12.

[3] 林伯強，劉希穎.中國城市化階段的碳排放：影響因素和減排策略[J].經(jīng)濟研究，2010，（8）：67-79.

[4] 杜江，劉渝.城市化與環(huán)境污染：中國省際面板數(shù)據(jù)的實證研究[J].長江流域資源與環(huán)境，2008，（6）：9-14.

[5] 曾浩，鄧宏兵.武漢市城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展定量評價與分析[J].華中師范大學學報：自然科學版，2012，（10）：612-615.

[責任編輯 王曉燕]