基礎設施投入對城市環(huán)境改善實證研究

張雨珊

摘要：隨著中國經(jīng)濟的高度發(fā)展，城市化程度的不斷提升，中國各個城市所面臨環(huán)境問題也愈加嚴重。解決城市環(huán)境問題的重要方式就是完善城市基礎設施的建設，而基礎設施投入是衡量城市基礎設施建設是否完備的主要指標。本文將基于面板數(shù)據(jù)及面板VAR模型對中國改善基礎設施投入對城市環(huán)境改善情況的實證研究。

關鍵詞：基礎設施；城市環(huán)境；面板數(shù)據(jù)；VAR模型

一、引言

政府解決環(huán)境問題的重要方式是完善城市的基礎設施。所以對基礎設施投入對城市環(huán)境改善情況進行分析，可以為政府對相關未來的財政預算估計提供依據(jù)，使得基礎設施的財政投入能夠更加有效地解決城市環(huán)境污染問題。

上世紀80年代，就有國外學者進行了基礎設施建設與城市環(huán)境的關系的研究；而國內(nèi)的研究在上世紀90年代逐漸興起。然而這個時期大部分的學者都認為基礎設施的建設與城市環(huán)境的關系是反向的。直到20世紀90年代，才有西方學者提出有關“綠色基礎設施建設”的研究。此后，我國也有學者提出基礎設施環(huán)境效益的研究。

本文的創(chuàng)新之處在于以面板數(shù)據(jù)為基礎，對基礎設施建設與城市環(huán)境的改善情況進行VAR模型分析。

二、數(shù)據(jù)選擇與來源

本文來自于2004～2016年期間的中國統(tǒng)計年鑒。選取的基礎設施投入的基本指標有城市排水管道長度、公園個數(shù)、市容環(huán)衛(wèi)專用車輛設備、公共交通車輛運營數(shù)、無害化處理廠數(shù)；選取的產(chǎn)出指標有廢水中主要污染物排放情況（化學需氧量、氨氮排放量）、廢氣中主要污染物排放情況（二氧化硫排放量）、城市生活垃圾處理情況（生活垃圾無害化處理量、糞便無害化量）。為了避免模型出現(xiàn)異方差性，本文對數(shù)據(jù)進行對數(shù)變換。

三、 模型設置

為研究城市基礎設施建設投入與城市環(huán)境改善狀況的影響關系，亟待解決的首要問題就是城市環(huán)境改善狀況的指標選擇問題，城市環(huán)境的改善可以通過多個指標進行判斷和評估，所以需要將各個方面的統(tǒng)計指標轉(zhuǎn)化成一個變量，才能使研究順利進行。針對這個問題，本文采用的解決方法是TOPSIS法，選擇出更符合本文需求的變量進行分析。

一般而言，采用時間序列數(shù)據(jù)做樣本時，往往會存在多重共線性和自相關性，而使用面板數(shù)據(jù)進行分析則能在一定程度上減輕此類問題。又采用面板數(shù)據(jù)可能存在平穩(wěn)性問題，所以在處理數(shù)據(jù)時，本文會對使用的數(shù)據(jù)進行平穩(wěn)性檢驗。

PVAR模型使面板數(shù)據(jù)和向量自回歸的優(yōu)點相結(jié)合，使研究結(jié)果更加可靠且有效。所設置模型具體形式如下：

四、 實證研究

1、 城市環(huán)境改善效果研究

首先，利用TOPSIS法對5個衡量城市環(huán)境改善效果的指標進行處理，由于其中存在反向指標，所以首先將反向指標同一取倒數(shù)，轉(zhuǎn)化為正向指標。再將每一項指標除以該項指標全部數(shù)據(jù)平方和的二分之一次方。并將標準化處理后的數(shù)據(jù)統(tǒng)一乘以100，進行適度放大。經(jīng)過標準化處理后，使得不同數(shù)據(jù)之間具有可比性。

2、 面板數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性檢驗

當時間序列非平穩(wěn)時，使用經(jīng)濟模型技術(shù)將遭遇較大的困難，有可能導致偽回歸的問題。所以在進行后續(xù)分析之前，我們需要對數(shù)據(jù)進行平穩(wěn)性檢驗。單位根檢驗是檢驗一個時間序列是否平穩(wěn)的正式方法，單位根檢驗包括Levin檢驗、ADF檢驗以及PP檢驗，本文將從上述幾種檢驗方式進行平穩(wěn)性檢驗。

由于三種方法檢驗原理不同，所得結(jié)果存在一定差異。本文出于嚴謹性原則考慮，當三種檢驗方法結(jié)果一致時，才判定該組數(shù)據(jù)平穩(wěn)。檢驗結(jié)果顯示，除應變量第一次檢驗就顯示平穩(wěn)外，其他變量經(jīng)過一次差分后皆顯示平穩(wěn)。

3、 面板數(shù)據(jù)回歸分析

由上述分析可得，本文使用數(shù)據(jù)為平穩(wěn)的，基于此，可以將面板數(shù)據(jù)進行回歸分析。在進行進一步的分析前，首先需要確定數(shù)據(jù)的滯后期?；A設施的投入與環(huán)境的改善效果之間的總滯后期可大致分為兩個階段：第一個階段是基礎設施投入到基礎設施建設完成的時間；第二個階段是基礎設施從建設完成到產(chǎn)生成果的時間?；谝陨峡紤]，本文將滯后期統(tǒng)一設置為一年。

注：*表示在10%的水平下統(tǒng)計檢驗顯著，**表示在5%的水平下統(tǒng)計檢驗顯著，***表示在1%的水平下統(tǒng)計檢驗顯著。

由于固定效應2的擬合效果最好，所以結(jié)果以固定效應2為準。由固定效應2的回歸結(jié)果可以看出，由于是時間序列的實證研究，R2的擬合效果并沒有很好，但仍達到了0.5以上，說明回歸結(jié)果仍具備一定的參考價值。對環(huán)境改善效果貢獻最大的是公共交通車輛運營數(shù)，每增加1%，環(huán)境改善效果增加1.77%，而公園個數(shù)增加對環(huán)境改善效果存在輕微的負效應，其每增加1%，環(huán)境改善效果下降0.42%，城市排水管道長度的增加也對環(huán)境改善效果存在一定的負效應，其每增加1%，環(huán)境改善效果下降1.03%。無害化處理廠數(shù)的增加、公園個數(shù)增加、城市排水管道長度的增加影響為負向的原因分析如下：

第一，公園僅僅是數(shù)量增加，但城市綠化面積并未增加，甚至有所減少，導致城市環(huán)境難以得到改善。

第二，城市排水管道的增加，致使城市污水排放量增加，從而導致排放出的污染物有所增加。

由于上述原因?qū)е铝撕幚韽S、公園、城市排水管道長度的基礎設施投入，反而使城市環(huán)境改善效率下降。

市容環(huán)衛(wèi)專用車輛設備以及無害化處理廠數(shù)的回歸結(jié)果并不顯著，原因是多方面的。市容環(huán)衛(wèi)專用車輛難以統(tǒng)計且市容環(huán)衛(wèi)專用車輛的使用效率并不明確；此外，我國垃圾清運量始終大于垃圾無害化處理量。另外，城市生化垃圾更傾向于被堆放而不是被處理，從而導致無害化處理廠對環(huán)境影響甚微。

4、 基礎設施投入與環(huán)境改善效果的因果檢驗

為了進一步說明基礎設施投入與城市環(huán)境改善效果的因果關系，且使用的數(shù)據(jù)是平穩(wěn)的，所以可以對數(shù)據(jù)進行格蘭杰檢驗。從基礎設施投入到建成，最后產(chǎn)生起作用的滯后期為1-3年，故本文在進行格蘭杰檢驗時采用相同的方法。

從格蘭杰檢驗結(jié)果可以看出，市容環(huán)衛(wèi)專用車輛完全不能解釋城市環(huán)境改善的原因外，其余變量都能在一定程度上對城市環(huán)境的改善做出解釋。對于其余變量不僅對城市環(huán)境的改善效果有所影響；反過來，好的改善效果也會激勵政府加大對基礎設施的投入。

五、 結(jié)論與建議

根據(jù)本文分析不難發(fā)現(xiàn)，基礎設施投入對城市環(huán)境改善效果的確存在一定的促進作用，但需要注意的是基礎設施投入的方式與對象。只有找準基礎投資方向，才能使有限投入得到最大程度的利用。由此，提出以下幾點建議：

第一，加強城市公共交通建設，加快建設軌道交通建設。由本文分析可以得出，城市公共交通數(shù)量對城市環(huán)境改善效果有很強的正向作用。第二，擴大城市綠化面積。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，部分城市公園數(shù)量不斷增加，但其綠化面積并未增加，甚至還有所下降，導致城市環(huán)境難以通過公園數(shù)量的增加而得到改善。

第三，加大無害化垃圾處理廠的運營效率，減少垃圾堆放量。由實證研究分析得出，無害化垃圾處理廠對環(huán)境改善效果極小。說明我國無害化垃圾處理廠的運營效果普遍較低。

第四，加強城市污水排放管控。排水管道加長的同時，污水排放會持續(xù)增加，若不做好管控，則會造成城市環(huán)境污染的加重。

參考文獻

[1]楊國梁，劉文斌，鄭海軍.數(shù)據(jù)包絡分析方法（DEA）綜述[J].系統(tǒng)工程學報，2013，28 （6）

[2]陳澤吳，周鐵軍，劉建明.京九鐵路生態(tài)環(huán)境效益研究[J].鐵道運輸與經(jīng)濟，2010，32 （5） ：12 - 15.

[3]潘勝強，馬超群.城市基礎設施發(fā)展水平評價指標體系[J].系統(tǒng)工程，2007，25 （7） ：88 - 91.

[4]周艷妮，尹海偉.國外綠色基礎設施規(guī)劃的理論與實踐[J].城市發(fā)展研究，2010，17（8）：87-93.