空氣污染與健康居民就診量的關(guān)系研究
——基于stata的面板數(shù)據(jù)分析

張 慧

（蘭州財經(jīng)大學，甘肅蘭州 730030）

一、研究現(xiàn)狀

（一） 研究背景

改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們的生活水平大幅度上升，人們在生活和生產(chǎn)促進社會經(jīng)濟迅速發(fā)展的過程中，物質(zhì)生活得到了豐富改變，生活福利也得到了提高，但同時對環(huán)境產(chǎn)生了非常大的負面影響，環(huán)境嚴重污染，臭氧層破壞，酸雨頻繁降臨，河水變臭等，為此付出了巨大的環(huán)境成本，特別是城鎮(zhèn)的空氣污染，已經(jīng)嚴重影響了城鎮(zhèn)居民的身體健康，并給社會造成了巨大的經(jīng)濟損失，空氣污染已經(jīng)開始在全球范圍內(nèi)引起人類的高度關(guān)注。

空氣污染已經(jīng)引發(fā)了非常多的問題，與城鎮(zhèn)居民生活有密切聯(lián)系的是人類的身體健康，以及由健康進一步導致的就診量增加，就診量的增加已經(jīng)成為了全社會居民看病困難的事實，不僅給自己的家庭帶來了沉重的經(jīng)濟壓力，而且還給醫(yī)院甚至社會帶來了負擔。因為就診量的增多意味著醫(yī)療服務(wù)將更過多的占用居民的可支配收入，從而減少其他方面的消費。

（二） 研究意義

空氣污染是指由于人類活動或自然過程引起的某些物質(zhì)進入空氣中呈現(xiàn)出足夠的濃度、持續(xù)足夠的時間并因此危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境[1]。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，居民所擁有的汽車數(shù)量也逐漸增多。據(jù)統(tǒng)計，我國私人汽車保有量10年增加近6倍，汽車數(shù)量的增加也必然會引起汽車尾氣更多的排放，由此也給環(huán)境帶來了極其嚴重的破壞[2]。研究表明，汽車尾氣已經(jīng)成為城鎮(zhèn)空氣污染的主要來源。城鎮(zhèn)的空氣質(zhì)量下降與汽車尾氣的排放有著密不可分的關(guān)系?？諝庵械牡趸铮囄矚獾葒乐爻瑯?，已經(jīng)給城鎮(zhèn)居民的身體健康帶來了莫大的傷害。

研究表明，空氣中的污染物主要有氮氧化物、顆粒物、無機有害物、甲醛、苯系物、苯并芘等。其中氮氧化物主要來源于雷電反應(yīng)、硝酸生產(chǎn)廠、汽車尾氣以及蛋白質(zhì)的腐爛等。汽車尾氣污染物有碳氫化合物、一氧化碳、二氧化硫、含鉛化合物、苯并芘以及固體顆粒物[3]。由于環(huán)境污染嚴重，空氣中的污染物含量過高會引起呼吸系統(tǒng)感染，鼻炎，哮喘，慢性阻塞性肺病，肺癌等疾病，這不僅加劇了家庭的經(jīng)濟負擔，而且還讓居民的身體承受了巨大的痛苦，空氣污染已經(jīng)嚴重造成了人群死亡率增加[4]。亞洲開發(fā)銀行和清華大學2012年發(fā)布的一份研究報告表明，在全球十個空氣污染最嚴重的城市當中，我國有7個城市上榜，其中北京市2001-2004年的比美國環(huán)保局（the US Environmental Proctection Agency） 確定的標準高出了7倍，比國際衛(wèi)生組織（the WHO Global Air Quality Guideline(AQG)） 規(guī)定的濃度標準高出了10倍[5]。據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO） 估計，在全球范圍內(nèi)城市空氣污染造成每年約80萬人死亡和460萬人傷殘[6]?？諝馕廴疽呀?jīng)與居民的健康生活息息相關(guān)，由空氣污染引發(fā)的疾病嚴重的威脅了人們的身體健康。空氣污染對居民的健康生活造成的傷害已經(jīng)刻不容緩，因此，有必要對健康居民就診量和空氣污染之間的關(guān)系進行研究。

（三） 研究內(nèi)容

就中國的社會現(xiàn)狀而言，城鎮(zhèn)的空氣污染物主要來自于汽車尾氣以及空氣中超標的氮氧化物，而大型工廠都建在郊區(qū)，因此，所排放的氣體不會嚴重影響城鎮(zhèn)居民的身體健康。由于汽車尾氣的排放量難以測量，所以將汽車尾氣排放量換成汽車保有量（即一個地區(qū)擁有車輛的數(shù)量）。研究表明，種植綠色植被不僅能吸收二氧化碳制造出氧氣，而且具有吸收有害氣體，吸附塵粒，改善氣候，防噪音和監(jiān)測空氣污染多方面的綜合效果。因此，城鎮(zhèn)地區(qū)的綠色植被會相應(yīng)的減少空氣中的污染物，并且為居民凈化空氣做出貢獻。

為此，我們從城鎮(zhèn)健康居民就診量出發(fā)，選取統(tǒng)計年鑒中省級2011-2015年的汽車保有量、氮氧化物、人均公園綠地面積等數(shù)據(jù)，通過包括了31個省市5年的面板數(shù)據(jù)分析，估計了城鎮(zhèn)健康居民就診量與空氣污染和人均公園綠化面積之間的關(guān)系，并由此得出一些結(jié)論。

（四） 文獻綜述

1.國外文獻綜述

ATKINSON等歐洲8個城市的空氣污染與呼吸系統(tǒng)感染的就診案例表明，空氣污染與呼吸道疾病有密切的關(guān)系，并且0-14歲和15-67歲的哮喘病人正在日益以1.2%和1.1%的速度增加[7]。很多學者在美國的健康調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，生活在城鎮(zhèn)地區(qū)的居民患肺癌、血脈硬化、呼吸道疾病以及心臟病的概率高于其他地區(qū)的居民的患病概率。還有學者針對空氣污染對孕婦和嬰幼兒的危害進行了研究，結(jié)果表明空氣污染與嬰兒早產(chǎn)、夭折以及呼吸道、肺部發(fā)病率都有很大的相關(guān)性（Committee on Environmental Health,2004）。奧地利、法國和瑞士的樣本數(shù)據(jù)也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，即由交通引起的空氣污染造成了每年約6%人口死亡率（N Künzlietaal.,2001） 。 韓 國 Jong-Taelee 等（2000） 研究了七個主要城市1991-1997年的空氣污染與人均每天死亡的關(guān)系，在控制了天氣和時間因素的影響后，二氧化硫濃度每升高50ppb,每天死亡人數(shù)就會增加1-12%[8]。

2.國內(nèi)文獻綜述

王麗（2014） 對空氣污染和汽車消費的相關(guān)性做了分析，結(jié)果表明，汽車保有量和空氣中的二氧化硫和氮氧化物是顯著相關(guān)的。徐寧等分析了空氣污染對公眾健康的危害，得出結(jié)論二氧化硫排放量每增加一噸，由呼吸等疾病導致的死亡人數(shù)比例就會上升0.027%。黎大美、馬玉霞（2012）基于蘭州地區(qū)數(shù)據(jù)進行分析，證實采暖期的燃煤型空氣污染和塵沙天氣過程的顆粒物污染嚴重影響了人們的呼吸系統(tǒng)健康，且具有明顯的季節(jié)特征。何慶慈、孔玲莉（2003） 針對學齡兒童進行了調(diào)查，結(jié)論發(fā)現(xiàn)當大氣總懸浮微粒、氮氧化物等污染物超標時，兒童呼吸系統(tǒng)癥狀、疾病患病率明顯高于無污染區(qū)。王斌（2008） 利用全國84個環(huán)境重點保護城市2004-2007三年逐日的空氣質(zhì)量日報數(shù)據(jù)進行了研究，結(jié)論表明空氣中的主要污染物為可吸入顆粒物、二氧化硫和二氧化氮。

二、數(shù)據(jù)和方法

（一） 數(shù)據(jù)來源及相關(guān)說明

數(shù)據(jù)來源于中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒、衛(wèi)生統(tǒng)計年鑒等，包含了中國31個?。ㄊ校?2011-2016年的城鎮(zhèn)健康居民就診量，氮氧化物，汽車保有量以及人均公園綠地面積。

為了方便描述，將變量名稱中的前三的字母作為該變量的簡稱。如下：

noh:健康居民就診量 (Number of health examinations)（單位：萬人）

pop:汽車保有量 （Possession of Private Vehicles） （單位：萬輛）

prg:人均公園綠地面積（Public recreational green space per capita(sq.m)） （單位：平方米/人）

no:氮氧化物（Nitrogen Oxides） （單位：噸）

（二） 模型方法與檢驗

1.模型設(shè)定

面板數(shù)據(jù)（panel data或 longuitudinal data,也譯為“平行數(shù)據(jù)”），指的是在一段時間內(nèi)跟蹤同一組個體（individual） 的數(shù)據(jù)。它既有橫截面的維度（n位個體），又有時間維度（T個時期）。面板數(shù)據(jù)是同時在時間和截面上取得的二維數(shù)據(jù)，也稱作時間序列與截面混合數(shù)據(jù)（pooled time series and cross section data）[9]。而面板數(shù)據(jù)模型是一類利用平行數(shù)量分析變量間相互關(guān)系并預(yù)測其變化趨勢的模型，它有多種形式，已有很多文獻做過介紹，具體選取哪種類型，須經(jīng)過檢驗[10]。本文在建立混合回歸模型、個體固定效應(yīng)模型和隨機效應(yīng)模型的基礎(chǔ)上，通過F檢驗、LM檢驗以及H(豪斯曼)檢驗，最終選取最佳模型來分析結(jié)果。

2.檢驗方法

（1） F檢驗。F統(tǒng)計量用來檢驗一組面板數(shù)據(jù)應(yīng)該建立混合模型還是個體固定效應(yīng)模型[11]。

（2） LM檢驗。LM檢驗是用來檢驗?zāi)Ｐ椭惺欠翊嬖趥€體隨機效應(yīng)，即檢驗是應(yīng)該選擇“隨機效應(yīng)”還是“混合效應(yīng)”[11]。

（3） H（豪斯曼） 檢驗。H（豪斯曼） 統(tǒng)計量用來檢驗個體效應(yīng)與回歸變量是否相關(guān)，即檢驗該組面板數(shù)據(jù)應(yīng)該建立個體隨機效應(yīng)回歸模型還是個體固定效應(yīng)回歸模型[11]。

三、實證研究

首先，在stata中建立面板數(shù)據(jù)模型

根據(jù)圖1可知，這是一個平衡的面板數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖2。

因為 n＝31，T＝5， n＞T， 由圖 2 可知，這是一個短面板數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)類型可以不考慮面板相關(guān)的問題。繼續(xù)查看數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計特征，如下：

圖1 面板數(shù)據(jù)模型的建立

圖2 短面板數(shù)據(jù)集

圖3 樣本描述統(tǒng)計

由圖3可知，prg變量的最大值與最小值差異較小，而noh、no與pop的最大值與最小值之間的差異很大，這說明各個省之間的城鎮(zhèn)健康居民就診量、空氣中氮氧化物和汽車保有量的差距很大。

進一步作noh的時序圖，由圖4可知，每個省（市） 的時間趨勢不盡相同，有些?。ㄊ校?較為平穩(wěn)，比如：1、2、3、5等，說明這幾個?。ㄊ校?在2012-2016年期間的城鎮(zhèn)健康居民就診量變動不大；有些?。ㄊ校┯新晕⒌纳仙厔?，比如第6、10、11等，說明在2012-2016年期間健康居民就診量有所增多，可能有更多的人身體健康受到空氣污染的影響；有些?。ㄊ校┯新晕⒌南陆第厔荩f明在2012-2016年健康居民就診量有所降低；而第4個省中間有凸起的“山峰”，說明在2012-2014年期間的居民就診量大幅度上升，而2013年達到最大值，在2014年之后又趨于平緩，說明該省在此期間由于某種原因，導致更多的居民去醫(yī)院就診。時序圖在一定程度上，可以說明城鎮(zhèn)健康居民就診量的省際差異有助于估計決定健康居民就診量的因素。

圖4 noh的時序圖

最后，考察一下各變量之間的簡單相關(guān)系數(shù),由表1可知，部分變量之間的相關(guān)系數(shù)大于0.5，說明這幾個變量之間可能存在多重共線性，需在建模之前做進一步判斷，用stata計算各個變量之間的方差膨脹因子。結(jié)果如下：

表1 no、pop、prg相關(guān)系數(shù)

表2 no、pop、prg方差膨脹因子

由表2可知，各個變量的VIF（方差膨脹因子）值均小于10，說明可以不剔除部分變量，直接進行建模。對數(shù)據(jù)進行檢驗來確定選用哪種模型為最佳模型。

（一） F檢驗

F檢驗的原假設(shè)為建立混合回歸模型，備擇假設(shè)為建立個體固定效應(yīng)模型。檢驗結(jié)果如圖5所示：

圖5 F檢驗

由圖5可知，F(xiàn)檢驗的P值為0.0000，強烈拒絕原假設(shè)，故應(yīng)該使用個體固定效應(yīng)模型。但由于此時未使用穩(wěn)健標準誤，故這個F檢驗不足夠有效，進一步嘗試通過LSDV（虛擬變量法）來考察。通過用stata做LSDV法可知，大多數(shù)個體虛擬變量均顯著，故可拒絕“所有個體虛擬變量都為0”的原假設(shè)，存在個體效應(yīng)。而且表中最后一行顯示，“rho=0.91”,故復(fù)合擾動項的方差主要來自個體效應(yīng)，故不應(yīng)該使用混合回歸。

（二） LM檢驗

雖然上述檢驗已經(jīng)可以確定個體效應(yīng)存在，但個體效應(yīng)是否以隨機效應(yīng)（RE） 的形式存在，需要進一步用LM檢驗。

LM檢驗的原假設(shè)為“不存在個體隨機效應(yīng)”，備擇假設(shè)為“存在個體隨機效應(yīng)”。檢驗結(jié)果如下：

由圖6可知，LM檢驗的P值為0.0000，強烈拒絕原假設(shè)，即認為“存在個體隨機效應(yīng)”，在混合回歸模型和隨機效應(yīng)模型之間應(yīng)該選擇隨機效應(yīng)模型。

圖6 LM檢驗

（三） H（豪斯曼） 檢驗

下面進一步進行檢驗個體效應(yīng)與回歸變量是否相關(guān)，H（豪斯曼）檢驗的原假設(shè)為“個體效應(yīng)與回歸變量無關(guān)”，備擇假設(shè)為“個體效應(yīng)與回歸變量相關(guān)”。檢驗結(jié)果如下：

圖7 H（豪斯曼） 檢驗

由圖7可知，H（豪斯曼） 檢驗的P值為0.069，故不能拒絕原假設(shè)“個體效應(yīng)與回歸變量無關(guān)”，即認為個體效應(yīng)與回歸變量無關(guān)，應(yīng)該建立個體隨機效應(yīng)回歸模型。

（四） 面板模型估計結(jié)果

結(jié)合F檢驗、LM檢驗和豪斯曼檢驗及參數(shù)的顯著程度，最終選擇個體隨機效應(yīng)回歸模型。模型結(jié)果如圖8所示。

圖8 個體隨機效應(yīng)回歸結(jié)果

通過模型結(jié)果可知：對城鎮(zhèn)健康居民就診量有顯著影響的變量有氮氧化物和汽車保有量，并且氮氧化物和汽車保有量與城鎮(zhèn)健康居民就診量呈正相關(guān)。其中，氮氧化物每增加一噸，城鎮(zhèn)健康居民就診量就會增加8.16人；汽車保有量每增加一萬輛，城鎮(zhèn)健康居民就診量就會增加1.4人。而人均公園綠化面積與城鎮(zhèn)健康居民就診量呈負相關(guān)，人均公園綠化面積每人每增加一平方米，城鎮(zhèn)健康居民就診量就會減少14.68人。但是這種結(jié)果并不顯著，說明種植綠色植被已經(jīng)不足夠凈化空氣，從而使得居民生活在一個空氣干凈的環(huán)境之中。

四、結(jié)論與建議

（一） 結(jié)論

本文基于全國31個省市從2011-2015年5年的省際面板數(shù)據(jù)來分析我國空氣污染（具體為氮氧化物和汽車尾氣的排放）和人均公園綠地面積對城鎮(zhèn)健康居民就診量之間的關(guān)系。本文先從個體固定效應(yīng)模型、混合回歸模型和個體隨機效應(yīng)回歸模型中，通過F檢驗、LM檢驗和H(豪斯曼)檢驗最終選擇了個體隨機效應(yīng)回歸模型。模型中以各省份的城鎮(zhèn)健康居民就診量為被解釋變量，解釋變量為氮氧化物、汽車保有量和人均公園綠地面積。此外，還加入了個體隨機效應(yīng)，用以反應(yīng)一些不隨時間改變且同時對氮氧化物、汽車保有量和人均公園綠地面積產(chǎn)生影響的不可觀測因素。最后的個體隨機效應(yīng)回歸模型結(jié)果顯示，氮氧化物每增加一單位，城鎮(zhèn)健康居民的就診量就會上升8.16萬人；汽車保有量與城鎮(zhèn)健康居民就診量呈正相關(guān)，汽車每增加1萬輛，居民就診量就會增加1.42萬人；人均公園綠地面積與健康居民就診量呈負相關(guān)，綠地面積每增加一單位，健康居民就診量就會減少14.68萬人，但是這一結(jié)果不是特別顯著，說明現(xiàn)在種植綠色植被已經(jīng)不能作為減少健康居民就診量的主要因素。由上述的實證分析可知：氮氧化物和汽車保有量已經(jīng)嚴重的威脅了城鎮(zhèn)居民的生活質(zhì)量，空氣的污染與氮氧化物和汽車尾氣的排放有密不可分的關(guān)系，從而導致了居民的身體受到了不同程度的影響。

（二） 政策建議

面對當前的空氣污染形勢，政府和民眾應(yīng)該聯(lián)合起來，用強大的法律做保障，加以適當?shù)纳鐣毫ψ霰O(jiān)督，這樣才能為大眾贏造一個良好健康的生活環(huán)境。從模型變量出發(fā)，結(jié)合得到的估計結(jié)果，為減少氮氧化物和汽車尾氣的排放，增加綠色植被種植面積，控制空氣污染程度，現(xiàn)提出以下幾點建議：

1.遵循“誰排放，誰買單”原則。目前，我國對于氮氧化物排放的事前調(diào)查、事中監(jiān)管及事后統(tǒng)計的各項工作還比較薄弱，無法實現(xiàn)現(xiàn)階段政府對氮氧化物監(jiān)管工作的要求。因此，政府以及相關(guān)部門應(yīng)該提高對氮氧化物排放的危害性認識，合理做好監(jiān)測工作，堅持遵循“誰排放，誰買單”的原則，不再片面的強調(diào)經(jīng)濟發(fā)展與“先污染，后治理”的認識誤區(qū)。

2.遵循“誰破壞，誰負責”原則。我們在大力倡導環(huán)境保護的同時，應(yīng)該摒棄“只保護，不發(fā)展”的理念，既要保護環(huán)境，也要發(fā)展環(huán)境。政府和有關(guān)部門不僅要呼吁大家保護綠色植被，還應(yīng)該制定相關(guān)條例，采用法律的強制手段來約束大家，對于破壞環(huán)境者必須做到“誰破壞，誰負責”的基本原則，從而加強對綠色植被的保護。

3.遵循“誰環(huán)保，獎勵誰”原則。汽車尾氣已經(jīng)成為城鎮(zhèn)空氣污染的主要來源，限號制度雖然從一部分角度減少了汽車出行，但隨著居民對汽車的需求量越來越大，相關(guān)部門應(yīng)該限制私人轎車購買量，堅持一個家庭只能購買一輛家用汽車的原則，從根源上控制汽車尾氣的排放。在汽車市場上，建立環(huán)保汽車獎勵金制度，對于購買電動汽車的用戶應(yīng)予以獎勵，大力提倡使用電動汽車，讓電動汽車逐漸替代燃油汽車。

4.遵循“誰生病，及時治”原則。目前，由空氣污染所引起的疾病越來越多，即使政府和相關(guān)部門嚴格治理空氣污染，但是空氣的凈化仍需要很長的一段時間，不能及時解決居民的身體健康問題。因此，在社會提高居民有病就治的健康意識的同時，政府也應(yīng)該建立健全醫(yī)院的基礎(chǔ)醫(yī)療設(shè)施，創(chuàng)建一套完整的醫(yī)療衛(wèi)生機制，對困難人群開通一條先治病后付費的綠色通道，減少因就醫(yī)難而對病人所造成的傷害。

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