中國污染物排放強(qiáng)度的動態(tài)演進(jìn)及空間收斂性研究

劉亦文　胡宗義　文曉茜

摘 要 使用中國（不含港澳臺地區(qū)）31個省級地區(qū)2001-2011年數(shù)據(jù)，利用空間面板模型對工業(yè)廢水、化學(xué)需氧量、氨氮化物、工業(yè)二氧化硫、工業(yè)煙（粉）塵、工業(yè)廢氣和工業(yè)固體廢物等七類污染物排放強(qiáng)度的地區(qū)差異性和空間收斂性進(jìn)行了分析.研究結(jié)果表明：中國污染物排放強(qiáng)度存在著顯著的空間相關(guān)性，各區(qū)域的污染物排放強(qiáng)度不滿足絕對β收斂.人均GDP對污染物排放存在正的影響，第二產(chǎn)業(yè)比重存在負(fù)的影響，地區(qū)效應(yīng)對收斂存在正相關(guān)效應(yīng).

關(guān)鍵詞 污染物排放強(qiáng)度；收斂性；空間面板模型

中圖分類號 F205 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

Abstract Used space panel model to analyse on the regional differences and spatial convergence in pollutants emission intensity in 31 provincial-level regions of the Chinese mainland in 2001-2011. The results showed that： Pollutant emission intensity presence of a significant space correlation， regional pollutant emissions intensity does not meet the absolute β convergence. Per capita GDP has a positive impact on pollutant emissions， Proportion of secondary industry has a negative impact on pollutant emissions， regional effect has a positively correlated impact on convergence regions.

Key words pollutant emission intensity； convergence； spatial panel model

中國經(jīng)濟(jì)列車飛速前行，短短近四十載走完了發(fā)達(dá)國家數(shù)百年工業(yè)化發(fā)展道路，成功締造了世界第二大經(jīng)濟(jì)體的“中國式奇跡”.然而，中國是以犧牲環(huán)境為代價來實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展的，中國的污染主要來自于工業(yè)生產(chǎn).中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境之間的深層次矛盾日益尖銳，特別是近年來霧霾在全國各大主要城市“風(fēng)靡”，讓我們真真切切地感受到了環(huán)境污染的嚴(yán)重性.環(huán)境風(fēng)險以及由此引起的各種經(jīng)濟(jì)風(fēng)險和社會風(fēng)險不斷積聚，生態(tài)環(huán)境赤字呈現(xiàn)不斷擴(kuò)大趨勢，使得中國生態(tài)環(huán)境問題稱為世界上最為復(fù)雜和困難的問題（亞洲開發(fā)銀行，2012）.

對中國各地區(qū)污染物排放強(qiáng)度的差異性和收斂性進(jìn)行定量的研究，既可以科學(xué)評價當(dāng)前我國環(huán)境政策作用于全國各地區(qū)污染物減排的合理性與有效性，也可以為政府的環(huán)境管理工作與環(huán)境風(fēng)險管理策略提供理論和實(shí)證依據(jù).

長期以來，經(jīng)濟(jì)學(xué)家一直致力于探究經(jīng)濟(jì)增長源泉問題，資源消耗是一把“雙刃劍”，不僅有力地推動經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也帶來資源環(huán)境問題，資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)成為了人類可持續(xù)發(fā)展所面臨的全球性難題.以能源效率提升為導(dǎo)向的能源資源優(yōu)化配置和引導(dǎo)調(diào)控一直是學(xué)術(shù)界和實(shí)務(wù)部門關(guān)注的重點(diǎn)，而對環(huán)境質(zhì)量的關(guān)注則是在第三次科技革命之后，全球污染事件頻發(fā)引發(fā)了整個人類關(guān)注和深思，在此背景下，各國學(xué)者積極投身于污染物排放與治理相關(guān)研究，取得了豐碩成果.一是較為全面地探討了污染物排放強(qiáng)度與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系.Keeler et al. （1971）認(rèn)為控制污染物排放強(qiáng)度的最優(yōu)路徑是強(qiáng)化資本積累與經(jīng)濟(jì)增長，被學(xué)術(shù)界公認(rèn)為最早對污染物排放強(qiáng)度研究的學(xué)者[1].基于Keeler et al. （1971）的分析框架，Van der Ploeg 和Withagen （1991）構(gòu)建了一個全面的處理資本—污染動態(tài)的Ramsey-Cass-Koopmans模型[2]，Bovenberg 和 Smulders （1995）[3]、Stockey （1998）[4]將內(nèi)生增長理論納入到經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染水平的研究中.Lucas（1988）[5]、Tetsuya Tsurumi 和 Shunsuke Managi（2010）[6]、He 和 Wang（2012）[7]、Cynthia等（2013）[8]等從經(jīng)濟(jì)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、技術(shù)、收入差異、國際貿(mào)易角度探討了環(huán)境質(zhì)量的發(fā)力點(diǎn).國內(nèi)方面，李達(dá)和王春曉（2007）[9]、鄧明和錢爭鳴（2010）[10] 、牛海鵬等（2012）[11]、趙紅和彭磬（2013）[12] 等學(xué)者也對污染物排放與經(jīng)濟(jì)增長之間關(guān)系進(jìn)行了相應(yīng)研究.張小漫等（2017）通過對三大環(huán)境污染物排放強(qiáng)度進(jìn)行分區(qū)，探討了經(jīng)濟(jì)增長、能源消費(fèi)與外商直接投資的雙向耦合關(guān)系[13].二是關(guān)于污染物總量控制制度研究，如喬曉楠和段小剛（2012）[14]，王金南等（2015）[15]，黃冬婭和楊大力（2016）[16]等.王金南等（2010）對國家“十二五”（2011-2015年）時期污染物排放總量控制路線圖和支撐體系建設(shè)進(jìn)行謀劃[17].蔣洪強(qiáng)等（2017）基于污染物排放許可制度內(nèi)涵與特征探討了污染物總量控制制度改革思路和方向[18].段海燕和王憲恩（2017）則關(guān)注污染物排放總量控制指標(biāo)差異性公平配置法律制度[19].王婧和李裕瑞（2017）系統(tǒng)考察了京津冀地區(qū)2000—2013年主要污染物排放變化趨勢，在此基礎(chǔ)上探討了工業(yè)細(xì)分行業(yè)污染排放的結(jié)構(gòu)特征.三是針對具體污染源及其污染形成機(jī)制進(jìn)行研究[20].如張婷等（2010）[21]、周侃等（2017）[22]等以水污染為研究對象，而從污染物排放強(qiáng)度方面研究的比較少，僅有陳東景（2008） [23]、陳媛媛和李坤望（2010）[24]、胡宗義等（2014）[25]和王強(qiáng)等（2016）[26]等.同時，國內(nèi)外對于污染物收斂性研究也相對較少.Alvarez， Marrero和Puch（2004） 基于新古典增長模型分析了1990年至2000年間歐洲國家經(jīng)濟(jì)增長與不同種類污染物收斂性之間的關(guān)系，得出了在歐洲經(jīng)濟(jì)增長水平下存在污染水平收斂性，并對這些國家在污染物排放量和增長方面的表現(xiàn)進(jìn)行了排序[27].胡玉敏和杜綱（2009）運(yùn)用空間計量模型對1991～2006年期間中國28個省份環(huán)境污染趨同進(jìn)行了研究[28].張崇輝和汪勁松（2012）對中國經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染之間的關(guān)系進(jìn)行了分析，并測算出了環(huán)境水平對經(jīng)濟(jì)收斂速度的影響[29].程鈺等（2013）分析了工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長對山東省大氣環(huán)境污染的影響及其時空格局[30].張可（2015）對中國地級及以上城市污染排放增長的收斂性進(jìn)行了研究[31].周申蓓和肖亞朋（2016）則對污染物排放約束下的水資源環(huán)境效率空間收斂性進(jìn)行了研究[32].

污染控制作為生態(tài)文明建設(shè)的具體內(nèi)容之一，加強(qiáng)污染物排放強(qiáng)度和總量雙控有助于更好地實(shí)現(xiàn)主要污染物減排目標(biāo)，增強(qiáng)政府在環(huán)境污染中的治理能力，提高政府生態(tài)文明建設(shè)的公眾滿意度[33].著力探尋地區(qū)之間于污染物排放強(qiáng)度變化趨勢及規(guī)律，深入了解其發(fā)展現(xiàn)狀，助推中國經(jīng)濟(jì)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展，提升公眾對美好生活的感知，富有較強(qiáng)的理論價值與現(xiàn)實(shí)意義.

1 中國31個省市（因研究需要，沒有納入港澳臺地區(qū)數(shù)據(jù)，下同）污染物排放強(qiáng)度測算

當(dāng)前學(xué)術(shù)界關(guān)于污染物排放強(qiáng)度測度方法存在差異，且無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn).沿襲胡宗義等（2014）[25] 測算方法對中國31個省市污染物排放強(qiáng)度進(jìn)行測度，具體結(jié)果如表2所示.

從2001～2011年11年來的中國各地區(qū)污染物排放強(qiáng)度變動趨勢來看，中國污染物排放強(qiáng)度無論是全國層面，還是地區(qū)層面，抑或各省市，均呈現(xiàn)出逐年遞減趨勢，各省市的強(qiáng)度下降率的范圍在[59.03%，78.21%]之間波動.其中，內(nèi)蒙古的指數(shù)下降率最大，為78.21%，緊接著是天津和重慶，下降率分別為76.45%和74.58%.這說明了不論是發(fā)達(dá)地區(qū)還是欠發(fā)達(dá)地區(qū)，我國各地區(qū)降低污染物排放強(qiáng)度的潛力大.

分省市看，對于各地區(qū)污染物排放強(qiáng)度，大部分省市的各地區(qū)污染物排放強(qiáng)度在0.1～0.2之間.廣東、江蘇、山東、浙江和上海的污染物排放強(qiáng)度在全國位居前五，這5個?。ㄊ校┚挥跂|部地區(qū)，他們的污染物排放強(qiáng)度平均值分別為0.019、0.022、0.024、0.030和0.037.排名最末的兩個?。ㄗ灾螀^(qū)）均為西部地區(qū)中的西藏和寧夏，分值分別為1.156和0.590.

分地區(qū)看，對于污染物排放強(qiáng)度，西部、東部、中部和東北地區(qū)的污染物排放強(qiáng)度依次遞減，平均水平分別為0.2768、0.0678、0.676和0.613，平均國內(nèi)生產(chǎn)總值分別為2.78萬元、5.608萬元、2.8萬元和3.856萬元，說明我國各地區(qū)污染物排放強(qiáng)度并非與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平趨于一致.東部地區(qū)中，各?。ㄊ校┑奈廴疚锱欧艔?qiáng)度差異較大，廣東的污染物排放強(qiáng)度為0.019，遙遙領(lǐng)先于其他?。ㄊ校Ｄ系淖畈?，為0.312，僅達(dá)到西部地區(qū)的發(fā)展水平，排名倒數(shù)第4.在中部地區(qū)中，山西、安徽、江西、河南、湖北和湖南6個省的污染物排放強(qiáng)度相差不大，在0.040和0.119之間波動.西部地區(qū)中，四川的污染物排放強(qiáng)度的排名最高，其他省（自治區(qū)）的均值得分差別不大.東北地區(qū)中，遼寧省的污染物排放強(qiáng)度平均值為0.042，吉林省和黑龍江省的污染物排放強(qiáng)度平均值分別為0.089和0.054.

2 中國污染物排放強(qiáng)度的收斂性研究

由上文統(tǒng)計測度分析可知，我國污染物排放強(qiáng)度在地域空間上已經(jīng)顯示出較大差異性，為了進(jìn)一步剖析各地區(qū)污染物排放強(qiáng)度的內(nèi)在差異形成機(jī)制，因此完全有必要對我國污染物排放強(qiáng)度的收斂性特征進(jìn)行研究，重點(diǎn)考察不同地區(qū)污染物排放強(qiáng)度速度與期初污染物排放強(qiáng)度水平的內(nèi)在聯(lián)系.本文借鑒經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中存在的收斂機(jī)制，分別研究污染物排放強(qiáng)度的β收斂和俱樂部收斂，其中β收斂又分為兩類，即β絕對收斂和β條件收斂.

2.1 空間相關(guān)性檢驗(yàn)

目前研究收斂性的文獻(xiàn)大都集中在地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長方面，且經(jīng)濟(jì)增長的收斂性往往表現(xiàn)出較強(qiáng)的空間相關(guān)性.從上文分析可以看出，我國污染物排放強(qiáng)度也存在實(shí)質(zhì)意義上的收斂現(xiàn)象，可以運(yùn)用收斂性研究思路和方法對中國污染物排放強(qiáng)度的收斂現(xiàn)象進(jìn)行更深入的研究.基于31個省2001～2011年的面板數(shù)據(jù)建立反映中國污染物排放強(qiáng)度收斂性的空間計量模型.在構(gòu)建空間收斂計量模型之前，必須進(jìn)行空間相關(guān)性檢驗(yàn)，通過公式（1）計算全局莫蘭指數(shù)和局部莫蘭指數(shù)并以此來檢驗(yàn)各地區(qū)污染物排放強(qiáng)度之間是否存在空間相關(guān)性：

Moran'sI=∑ni=1∑nj=1wij（xi-）（xj-）∑ni=1（xi-）2 （1）

其中W采用地理空間權(quán)重矩陣，理論上，莫蘭指數(shù)取值為[-1，1]，若值為正則為空間正自相關(guān)，值為負(fù)則為負(fù)自相關(guān).在將地理空間權(quán)重矩陣行標(biāo)準(zhǔn)化之后，運(yùn)用軟件Stata14.0對各年份污染物排放強(qiáng)度做全局空間相關(guān)性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)莫蘭（Morans I）指數(shù)取值范圍在[0.141，0.283]之間，且在α為5%時通過了顯著性檢驗(yàn)，這表明我國省域污染物排放強(qiáng)度有明顯的空間正相關(guān)現(xiàn)象，在計算局部莫蘭指數(shù)過程中，發(fā)現(xiàn)同樣在在α為5%時有相當(dāng)一部分省份通過了顯著性檢驗(yàn)，即可強(qiáng)烈拒絕無空間自相關(guān)的原假設(shè).

為進(jìn)一步考察中國各地區(qū)污染物排放強(qiáng)度在空間上的集聚模式， 圖2和圖3分別為2001年、2011年各地區(qū)污染物排放強(qiáng)度的莫蘭散點(diǎn)圖、橫軸代表污染物排放強(qiáng)度的離差，縱軸代表污染物排放強(qiáng)度的空間滯后值，由莫蘭散點(diǎn)圖可以看出，2001年，中國大部分地區(qū)的位于第一象限HH型），即污染物排放強(qiáng)度低的?。▍^(qū)）大都聚集在一起，也即存在高點(diǎn)區(qū)域，而LL型低值集聚區(qū)主要是東部地區(qū)省份（具體包括福建、浙江、江蘇和上海等）和中部地區(qū)的安徽省.表明我國污染物排放強(qiáng)度相近的地區(qū)具有明顯的空間集聚效應(yīng).且20（廣東）、14（福建）等地區(qū)由第二象限轉(zhuǎn)移到第三象限，表現(xiàn)出輕微的傳染效應(yīng).隨著中國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，到2011年，HH高值集聚區(qū)仍全部為西部地區(qū)省份，而LL型低值集聚區(qū)則全部為東部地區(qū)省市（具體包括山東、江蘇和上海等）.

同時，計算了2011年全國地區(qū)污染物排放強(qiáng)度的吉爾里指數(shù)C和Getis-Ord指數(shù)G，且均通過了顯著性檢驗(yàn)，其中用非標(biāo)準(zhǔn)化的對稱空間權(quán)重矩陣計算的Getis-Ord指數(shù)G，其值為 0.577，進(jìn)一步證明了污染物排放強(qiáng)度不僅存在空間正自相關(guān)，而且存在高點(diǎn)區(qū)域（HH），這與莫蘭指數(shù)的檢驗(yàn)是完全一致的.表明中國污染物排放強(qiáng)度具有明顯的空間相關(guān)特征，故基于空間計量模型研究污染物排放強(qiáng)度的收斂是合理的.

2.2 中國污染物排放強(qiáng)度的收斂性分析

中國污染物排放強(qiáng)度收斂性分析包括：污染物排放強(qiáng)度的分布分散程度的α收斂分析，污染物排放指數(shù)的最后穩(wěn)態(tài)狀態(tài)的β收斂分析.由于中國污染物排放強(qiáng)度的β收斂取決于各經(jīng)濟(jì)體污染物排放強(qiáng)度速度與其期初污染物排放強(qiáng)度水平，按是否考慮自身?xiàng)l件差異的情況下，可分為β絕對收斂和β條件收斂.

3 實(shí)證分析

3.1 α收斂

從圖4全國、東中西部污染物排放強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差可以看出，不同層面的污染物排放強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差均呈現(xiàn)出下降趨勢，污染物排放指數(shù)都是滿足α收斂的.由圖5可知，各區(qū)域污染物排放強(qiáng)度的變差系數(shù)僅在2005年出現(xiàn)了小幅度的波動，其他年份整體較為平穩(wěn).因此可以判定中國各地區(qū)污染物排放指數(shù)不滿足α收斂.

3.2 β收斂

用Stata14.0對上文測度得到的各?。▍^(qū)）的中國污染物排放強(qiáng)度水平進(jìn)行空間效應(yīng)診斷，由表3 可知，在絕對β收斂中LMlag、LMerr和Robust LMlag在5%顯著性水平下均通過了顯著性檢驗(yàn)，而在條件β收斂中，LMlag的統(tǒng)計量值高于LMerr，Robust LMlag的統(tǒng)計量值也高于Robust LMerr，這表明空間滯后模型（SLM）更適合用來構(gòu)建收斂模型，但為確保結(jié)果的穩(wěn)健性，本文在研究β收斂時將同時給出這兩種模型的結(jié)果.根據(jù)胡宗義等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，中國污染物排放強(qiáng)度具有顯著空間相關(guān)性的結(jié)論，故基于空間滯后模型（SLM）、空間誤差模型（SEM）分別建立相應(yīng)的空間收斂計量模型.

由表4可知，在中國各地區(qū)污染物排放強(qiáng)度的β絕對收斂空間模型中，無論是SEM還是SLM，兩種模型的β系數(shù)的估計結(jié)果均呈現(xiàn)出一致性，但未表現(xiàn)出明顯的絕對收斂現(xiàn)象，需進(jìn)一步分析污染物排放強(qiáng)度是否存在條件β收斂.

在控制了經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重等變量后，由表4可知，各地區(qū)的β系數(shù)均顯著為負(fù)，且SEM與SLM模型的結(jié)果表現(xiàn)出一致性，表明中國污染物排放強(qiáng)度呈現(xiàn)出明顯的β條件收斂，收斂速度為6.78%，這說明了經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重是影響各地區(qū)污染物排放強(qiáng)度的主要因素，并且在控制了這些因素后，中國污染物排放強(qiáng)度表現(xiàn)為絕對收斂，即各省份之間污染物排放強(qiáng)度的差距隨著時間的變化而越來越小.

4 結(jié) 論

采用2001-2011年的空間面板數(shù)據(jù)對中國及各地區(qū)污染物排放強(qiáng)度進(jìn)行了測度，并在此基礎(chǔ)上考慮了污染物排放強(qiáng)度的空間相關(guān)性，比較空間誤差模型（SEM）和空間滯后模型（SLM）研究污染物排放強(qiáng)度的收斂性，得出以下結(jié)論：

（1）我國污染物排放強(qiáng)度整體較低，還有待進(jìn)一步提高，且不同地區(qū)的污染物排放強(qiáng)度及趨勢存在差異，東部、中部和東北地區(qū)整體發(fā)展水平相對接近，但西部地區(qū)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上述地區(qū).

（2）中國污染物排放強(qiáng)度存在明顯的空間相關(guān)性，對地區(qū)污染物排放強(qiáng)度的研究不可忽視其空間相關(guān)性.采用并比較空間誤差（SEM）和空間滯后模型（SLM），發(fā)現(xiàn)SEM和 SLM的檢驗(yàn)結(jié)果在β系數(shù)上表現(xiàn)出一致性，但根據(jù)空間診斷效應(yīng)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)空間滯后效應(yīng)更明顯，故本文以SLM分析結(jié)果為主.

（3）在污染物排放強(qiáng)度的收斂性研究中，發(fā)現(xiàn)在α收斂中，由于采用不同的考察方法，得到的結(jié)論是截然相反的，即采用標(biāo)準(zhǔn)差考察α收斂時，無論是全國層面，還是東中西部三個地區(qū)都是α收斂的，而采用變差系數(shù)考察α收斂是，無論是全國層面，還是東中西部三個地區(qū)均不滿足α收斂.中國污染物排放強(qiáng)度不存在絕對β收斂，在引入濟(jì)發(fā)展水平等變量后，中國污染物排放強(qiáng)度表現(xiàn)出明顯的β條件收斂.因此，加快地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化是降低污染物排放強(qiáng)度最為有效的抓手.

綜上，各地區(qū)污染物排放強(qiáng)度存在較大差異，且經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重是影響各地區(qū)污染物排放強(qiáng)度的主要因素，同時地區(qū)間應(yīng)該加大環(huán)境規(guī)制力度，努力降低自身污染物排放強(qiáng)度的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)區(qū)域間的協(xié)調(diào)發(fā)展.

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