貿(mào)易開放、經(jīng)濟(jì)增長與中國二氧化碳排放的動(dòng)態(tài)關(guān)系

王美昌　徐康寧

摘要 在經(jīng)濟(jì)全球化和區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化背景下，貿(mào)易開放使經(jīng)濟(jì)增長與碳排放之間的關(guān)系更加復(fù)雜，需要使用一個(gè)包含世界主要經(jīng)濟(jì)體的計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型考察三者之間的關(guān)系。為此，本文從開放宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的視角，構(gòu)建了包含33個(gè)國家5個(gè)變量的GVAR模型，并基于 1980-2010年的季度數(shù)據(jù)研究了貿(mào)易開放、經(jīng)濟(jì)增長和中國二氧化碳排放的動(dòng)態(tài)關(guān)系。1985、 2000和2010年三個(gè)不同時(shí)期貿(mào)易權(quán)重的模型結(jié)果表明：三者間存在共同發(fā)展趨勢和長期均衡關(guān)系：隨著貿(mào)易開放強(qiáng)度增加，中國二氧化碳排放對(duì)經(jīng)濟(jì)增長沖擊響應(yīng)由強(qiáng)變?nèi)?，呈現(xiàn)從倒U型轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑷跽蜿P(guān)系特征，兩者間關(guān)系并不符合環(huán)境庫茨涅茨曲線假說： 中國的貿(mào)易開放增加了我國二氧化碳排放：國際石油價(jià)格上漲短期內(nèi)增加了中國二氧化碳排放，但長期以顯著的減排作用為主。研究結(jié)論進(jìn)一步證明了選擇合適的研究方法對(duì)檢驗(yàn)環(huán)境庫茨涅茨曲線假說非常重要；也啟示我們，擴(kuò)大國家間貿(mào)易開放，尤其是發(fā)達(dá)國家放開高新技術(shù)產(chǎn)品和服務(wù)貿(mào)易管制對(duì)中國等發(fā)展中國家碳減排具有顯著的促進(jìn)作用：加快能源要素價(jià)格市場化改革是減少我國碳排放的重要措施。

關(guān)鍵詞 GVAR；貿(mào)易開放；碳排放；動(dòng)態(tài)關(guān)系

中圖分類號(hào) F061.3；F062.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1002-2104（2015）11-0052-07

科學(xué)分析經(jīng)濟(jì)增長與二氧化碳排放的內(nèi)在關(guān)系是制定經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境保護(hù)等相關(guān)政策的關(guān)鍵[1]。Grossman 和 Krueger提出的環(huán)境庫茨涅茨曲線是兩者關(guān)系集中體現(xiàn)[2]，但大量的經(jīng)驗(yàn)研究對(duì)該結(jié)論的有效性仍然充滿爭議[3]，尤其是新興經(jīng)濟(jì)體和發(fā)展中國家的貿(mào)易開放，參與到全球分工體系把兩者間的關(guān)系變得更為復(fù)雜，如呈現(xiàn)U型、倒U型、N型、S型等關(guān)系特征[4-5]。國內(nèi)不少學(xué)者都進(jìn)行了深入的研究，但其結(jié)論也莫衷一是[6-7]。這種復(fù)雜性在于一方面貿(mào)易開放使得發(fā)展中國家為了充分利用比較優(yōu)勢承接發(fā)達(dá)國家轉(zhuǎn)移的“骯臟”產(chǎn)業(yè)，進(jìn)而放松環(huán)境管制，成為“污染避風(fēng)港”；另一方面，貿(mào)易開放不僅獲得了改善環(huán)境的資金支持，也提高了資源配置效率以及環(huán)境質(zhì)量的需求偏好，進(jìn)而減少二氧化碳排放。

事實(shí)上，在經(jīng)濟(jì)全球化和和區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化背景下，考察貿(mào)易開放、經(jīng)濟(jì)增長與二氧化碳排放之間的互動(dòng)關(guān)系，不僅要考慮中國與各個(gè)國家之間的雙邊影響，還要考慮世界各國的交互影響和反饋?zhàn)饔?，換而言之，需要基于開放宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的視角對(duì)中國的經(jīng)驗(yàn)分析，需要發(fā)展一種包含全球主要經(jīng)濟(jì)體相互影響的經(jīng)濟(jì)計(jì)量模型來刻畫三者的互動(dòng)關(guān)系。為此，本文借助歐洲央行最新發(fā)展的全球向量自回歸模型（GVAR模型），通過考慮各國之間內(nèi)在聯(lián)系，構(gòu)建世界主要經(jīng)濟(jì)體的“貿(mào)易開放、經(jīng)濟(jì)增長與二氧化碳排放”的GVAR模型，分析貿(mào)易開放、經(jīng)濟(jì)增長和國際油價(jià)對(duì)中國二氧化碳排放的作用方向、影響強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間等。

1 文獻(xiàn)綜述

關(guān)于“國際貿(mào)易、經(jīng)濟(jì)增長與二氧化碳排放”互動(dòng)關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)研究文獻(xiàn)主要可分為三類：

（1）研究經(jīng)濟(jì)增長與二氧化碳排放之間的關(guān)系，即主要考察經(jīng)濟(jì)增長與二氧化碳排放兩者關(guān)系是否遵循“環(huán)境庫茨涅茨曲線假說”。許多研究者的結(jié)果都支持這一假說。代表性的研究有， HoltzEakin 和 Selden基于130個(gè)國家1951-1986年的數(shù)據(jù)開創(chuàng)性研究了兩者的關(guān)系，結(jié)果支持這一假說，轉(zhuǎn)折點(diǎn)在人均收入高達(dá)35 428萬美元[8]。Agras 和Chapman使用固定效應(yīng)面板數(shù)據(jù)模型研究了34個(gè)國家得到一個(gè)低人均收入（13630萬美元）轉(zhuǎn)折點(diǎn)[9]。劉鉆石和張娟發(fā)現(xiàn)發(fā)展中國家經(jīng)濟(jì)增長與碳排放在開放性條件下存在倒U型關(guān)系[10]。Hiroyuki Taguchi使用1950-2009年亞太地區(qū)19個(gè)國家的數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)在10 000—50 000美元之間[11]。然而，另外一些經(jīng)驗(yàn)研究認(rèn)為，由于二氧化碳是全球污染物不能像工業(yè)廢水、廢氣等局部污染物可以在單個(gè)國家進(jìn)行外部性內(nèi)部化，為此各國采取非合作博弈，導(dǎo)致二氧化碳排放隨著經(jīng)濟(jì)增長在不斷增加，沒有轉(zhuǎn)折點(diǎn)[12-15]。經(jīng)濟(jì)增長與二氧化碳排放之間是否存在環(huán)境庫茨涅茨曲線假說經(jīng)驗(yàn)分析的關(guān)鍵在于函數(shù)設(shè)定形式正確與否[16]，上述研究的函數(shù)形式嚴(yán)格依賴于經(jīng)濟(jì)理論而忽視數(shù)據(jù)生成過程，存在形式設(shè)置不靈活性、以及對(duì)稱性和同質(zhì)性假設(shè)太強(qiáng)等不足，影響檢驗(yàn)結(jié)論的合理性。另一種解釋則認(rèn)為，上述研究是在一國內(nèi)的線性框架下的封閉經(jīng)濟(jì)體研究，忽視了三者之間的相互關(guān)聯(lián)和其他國家的外部沖擊[17-18]。

（2）研究貿(mào)易與碳排放之間的關(guān)系，主要包括檢驗(yàn)“污染天堂假說”和貿(mào)易開放對(duì)環(huán)境的影響。關(guān)于“污染天堂假說”的檢驗(yàn)也沒有一致結(jié)論[19-21]，其原因可能在于環(huán)境規(guī)制的內(nèi)生性以及“要素稟賦假說”和“污染天堂假說”相沖突[6]。Managi、Cole 和 Elliott遵循Grossman 和 Krueger的思路廣泛地檢驗(yàn)了眾多國家的情況[22-23]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)貿(mào)易開放改善了環(huán)境。然而，劉鉆石和張娟等的研究結(jié)果卻得到相反的結(jié)論[10]。 需要指出來的是，上述計(jì)量檢驗(yàn)忽視了貿(mào)易開放與二氧化碳排放的雙向互動(dòng)關(guān)系，其估計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性受到嚴(yán)重影響[24]。

（3）在全球或區(qū)域?qū)用娑嘧兞拷y(tǒng)一框架下研究“貿(mào)易開放、經(jīng)濟(jì)增長與二氧化碳排放”的互動(dòng)關(guān)系是一個(gè)新方向，包括時(shí)間序列分析方法、結(jié)構(gòu)方程模型和投入產(chǎn)出分析方法等。例如，Ang和許廣月等分別基于中國1953-2006年和1980-2007年時(shí)間序列數(shù)據(jù)[25-24]，使用ARDL模型和協(xié)整模型發(fā)現(xiàn)出口貿(mào)易、經(jīng)濟(jì)增長和碳排放三者之間存在長期協(xié)整分析，貿(mào)易開放增加了碳排放。Rashid Sbia等使用相同方法對(duì)阿拉伯國家的1975-2011年數(shù)據(jù)分析也發(fā)現(xiàn)了相同的結(jié)論[26]。Gryz構(gòu)建結(jié)構(gòu)方程模型分析了28個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)增長、貿(mào)易開放對(duì)空氣污染的影響，結(jié)果表明，在發(fā)展中國家經(jīng)濟(jì)增長和貿(mào)易開放的規(guī)模效應(yīng)大于收入效應(yīng)增加了二氧化碳排放[27]。彭水軍和劉安平構(gòu)建了一個(gè)開放經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的環(huán)境投入-產(chǎn)出模型，對(duì)中國1997-2005年貿(mào)易和四類污染物數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，參與國際貿(mào)易對(duì)我國污染減排是有利的，“污染避風(fēng)港”假說在中國是不成立的[17]。Atici則發(fā)現(xiàn)日本和東南亞10個(gè)國家的貿(mào)易開放與二氧化碳排放存在倒S型的關(guān)系[28]。

綜合而言，現(xiàn)有研究存在以下幾方面不足：第一，先驗(yàn)地假設(shè)經(jīng)濟(jì)增長與碳排放之間、貿(mào)易開放與碳排放之間存在線性關(guān)系，使用線性計(jì)量方法解決非線性的計(jì)量問題。第二，關(guān)注貿(mào)易開放、經(jīng)濟(jì)增長對(duì)二氧化碳排放影響的單向作用，實(shí)際上可能存在內(nèi)生性問題或者反向因果關(guān)系。第三，立足于中國國內(nèi)這一封閉經(jīng)濟(jì)體忽略了其他經(jīng)濟(jì)體的經(jīng)濟(jì)增長、貿(mào)易開放和全球能源價(jià)格的外生沖擊的影響。第四，強(qiáng)調(diào)貿(mào)易開放、經(jīng)濟(jì)增長對(duì)二氧化碳排放影響的靜態(tài)總效應(yīng)，缺乏長期動(dòng)態(tài)反應(yīng)。為此，本文基于全球開放宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的視角構(gòu)建“貿(mào)易開放、經(jīng)濟(jì)增長與二氧化碳排放”的GVAR模型，可以有效避免上述的不足，同時(shí)也可以考察三者關(guān)系在各國間的異質(zhì)性。

2 模型、變量與數(shù)據(jù)選取

2.1 模型設(shè)定

GVAR模型是由Pesaran和Dees構(gòu)建完成，其優(yōu)點(diǎn)在于通過考慮各國或各地區(qū)內(nèi)在的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，將各個(gè)經(jīng)濟(jì)體的經(jīng)濟(jì)變量模型構(gòu)成一個(gè)開放全球經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，進(jìn)而分析全球變量沖擊對(duì)各經(jīng)濟(jì)體國內(nèi)變量的影響以及不同經(jīng)濟(jì)體之間的溢出效應(yīng)[29-30]。目前，該模型以其通透的經(jīng)濟(jì)學(xué)理論結(jié)構(gòu)、模型結(jié)構(gòu)緊湊、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)成為全球宏觀開放經(jīng)濟(jì)的重要方法[31]；但主要集中應(yīng)用于全球經(jīng)濟(jì)體經(jīng)濟(jì)聯(lián)系研究領(lǐng)域[32]，國內(nèi)相關(guān)研究也十分有限[33-35]，用于貿(mào)易與環(huán)境研究尚未出現(xiàn)。模型具體構(gòu)建步驟如下：

第一，構(gòu)建連接矩陣，可以通過相互貿(mào)易、投資、地理距離等變量進(jìn)行構(gòu)建[36-38]。以貿(mào)易權(quán)重為例， wij表示為第j個(gè)國家占i國家的貿(mào)易權(quán)重系數(shù)，wi是（ki+k*i）×ki的矩陣，反映不同地區(qū)之間的相互影響程度。

第二，設(shè)定各個(gè)國家的VARX*模型。VARX*基本形式如（1）式（為表述方便，簡單設(shè)國內(nèi)變量和國外變量的滯后階數(shù)均為1）：

其中：Xi，t為第i個(gè)國家t時(shí)期的國內(nèi)變量；X*it為與Xi，t的國外變量，并且假定X*it具有弱外生性。φi、Λi0 、Λit為相對(duì)應(yīng)的ki×ki的系數(shù)矩陣；εit為ki×1的各國自主沖擊向量，并將其假設(shè)為非序列相關(guān)、均值為零；國外變量，例如國外產(chǎn)出y*it=∑Nj=0wyijyjt。

第三，設(shè)定不同國家之間的傳導(dǎo)路徑。路徑1為國內(nèi)變量Xi，t受國外變量X*的當(dāng)期值和滯后值影響；路徑2為各國的變量受到全球國外變量的共同影響，如全球石油價(jià)格；路徑3為誤差協(xié)方差矩陣代表的第i個(gè)國家受到第j個(gè)國家的當(dāng)期沖擊的影響。

2.2 變量與數(shù)據(jù)選取

本文的GVAR模型覆蓋25個(gè)國家和8個(gè)歐元區(qū)國家組成的經(jīng)濟(jì)體，共26個(gè)VARX*模型。這33個(gè)國家包括美國、中國、日本、英國、加拿大、瑞典、瑞士、挪威、韓國、印度、印度尼西亞、泰國、菲律賓、新加坡、馬來西亞、巴西、墨西哥、阿根廷、智利、秘魯、南非、土耳其、沙特阿拉伯、澳大利亞、新西蘭；另外，歐元區(qū)經(jīng)濟(jì)體為德國、法國、意大利、西班牙、荷蘭、比利時(shí)、奧地利、芬蘭。33個(gè)國家的地區(qū)生產(chǎn)總值之和占全球總量的80%以上，國際貿(mào)易和二氧化碳排放量分別占全球總額的85%和74%，能夠較好反映全球經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易和碳排放總體特征。

各國VARX*模型的國內(nèi)變量和國外變量包括經(jīng)濟(jì)增長、貿(mào)易開放、匯率和二氧化碳排放，分別用人均地區(qū)生產(chǎn)總值、進(jìn)出口貿(mào)易總額占地區(qū)生產(chǎn)總值比重、實(shí)際匯率和人均二氧化碳排放作為代理變量，全球變量為國際石油價(jià)格。地區(qū)生產(chǎn)總值、進(jìn)出口貿(mào)易總額和二氧化碳排放來源于世界銀行WDI數(shù)據(jù)庫，并采用Eviews8.0將年度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為季度數(shù)據(jù)。國際石油價(jià)格季度值根據(jù)布倫特原油價(jià)格指數(shù)，按當(dāng)季所有交易日收盤價(jià)的平均值計(jì)算得到。貿(mào)易數(shù)據(jù)來源于IMF的Datastream。樣本區(qū)間為1980第一季度到2010第四季度，每組時(shí)間序列共計(jì)125個(gè)觀測值，均進(jìn)行對(duì)數(shù)化處理。

3 實(shí)證分析

3.1 計(jì)量檢驗(yàn)

在使用GVAR模型進(jìn)行變量之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系分析之前，需要對(duì)模型進(jìn)行單位根、協(xié)整關(guān)系、弱外生性等一些列嚴(yán)格的計(jì)量檢驗(yàn)。本文的GVAR模型通過一系列嚴(yán)格假設(shè)檢驗(yàn)，傳統(tǒng)VAR模型不具有的檢驗(yàn)結(jié)果如下（受篇幅限制，相關(guān)檢驗(yàn)結(jié)果可向作者索?。?。

（1）弱外生性檢驗(yàn)：對(duì)中國模型的國外變量的弱外生性檢驗(yàn)，結(jié)果表明，在GVAR模型中南非協(xié)整模型的國際石油價(jià)格、加拿大和韓國協(xié)整模型的人均地區(qū)生產(chǎn)總值、中國與韓國和新西蘭的實(shí)際匯率通過5%顯著性水平檢驗(yàn)，表明協(xié)整模型中的國外變量符合弱外生性要求，即模型中的國外變量會(huì)對(duì)其他變量產(chǎn)生長期影響，而其他變量對(duì)它們沒有長期顯著的反饋?zhàn)饔谩?/p>

（2）國外變量對(duì)國內(nèi)變量影響的同期效應(yīng)檢驗(yàn)：國外變量對(duì)國內(nèi)變量影響的同期效應(yīng)即兩者之間相互替代彈性，顯示經(jīng)濟(jì)增長和貿(mào)易開放度兩變量大部分系數(shù)為正，且在5%水平下顯著，表明各國之間的經(jīng)濟(jì)增長、貿(mào)易開放、實(shí)際匯率和二氧化碳排放相互替代彈性較強(qiáng)，表明相互作用較為明顯。對(duì)中國模型而言，國外一個(gè)季度產(chǎn)出增長1%將促進(jìn)中國0.487%增長，且通過5%顯著水平檢驗(yàn)。

（3）自主沖擊向量弱序列相關(guān)檢驗(yàn)： 各國自主沖擊向量弱序列相關(guān)表示新信沖擊截面相關(guān)性充分的小，是GVAR模型的一個(gè)關(guān)鍵假設(shè)。結(jié)果顯示，經(jīng)濟(jì)增長、二氧化碳排放、實(shí)際匯率和貿(mào)易開放三變量的截面相關(guān)系數(shù)平均值分別為0.949，0.127，0.325和0.481，表明這四變量存在顯著的共同發(fā)展趨勢，但一階差分后顯著下降為0.149，0.048和0.198。同時(shí)，VECMX*的殘差非常的小，平均值分別僅為0.005，0.009和0.055，相關(guān)性明顯小于10%。因此，本模型符合假設(shè)要求。

3.2 廣義脈沖響應(yīng)函數(shù)分析

3.2.1 經(jīng)濟(jì)增長與中國二氧化碳排放：EKC假說檢驗(yàn)

圖1為以1985，2000和2010年雙邊貿(mào)易額為權(quán)重的中國二氧化碳排放對(duì)中國實(shí)際GDP一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差正向沖擊的反應(yīng)，表示中國二氧化碳排放對(duì)我國經(jīng)濟(jì)增長的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程。中國實(shí)際GDP一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差正向沖擊，相當(dāng)于實(shí)際GDP增長1.2個(gè)百分點(diǎn)，基于1985年貿(mào)易權(quán)重的結(jié)果顯示，在整個(gè)考察期內(nèi)，中國人均二氧化碳排放主要為負(fù)向響應(yīng)過程，累積下降0.122%，但前兩個(gè)季度穩(wěn)步上升至季度末0. 041%，整體上呈現(xiàn)倒U型動(dòng)態(tài)響應(yīng)。以2000和2010年貿(mào)易權(quán)重的中國人均二氧化碳排放各期響應(yīng)值均介于-0.000 3至0.000 7之間，累積響應(yīng)值分別為-0.000 6和0.001 1；前者除第二季度為正外其余各期均為負(fù)向響應(yīng)，后者各期均為正向響應(yīng)。基于不同時(shí)期雙邊貿(mào)易權(quán)重的結(jié)果表明，隨著我國雙邊貿(mào)易的快速發(fā)展，中國GDP增長對(duì)我國人均二氧化碳排放的沖擊作用主要由負(fù)向轉(zhuǎn)為正向，但從長期來看，這種作用較為有限；國際貿(mào)易使得中國經(jīng)濟(jì)增長與二氧化碳排放之間的關(guān)系由倒U型特征轉(zhuǎn)變?yōu)槿跸嚓P(guān)，總而言之，在開放宏觀經(jīng)濟(jì)體下，經(jīng)濟(jì)增長與二氧化碳排放之間的關(guān)系發(fā)生了明顯的變化。