煤炭產(chǎn)業(yè)投資、經(jīng)濟發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展的動態(tài)關(guān)系
——基于綜合評價體系與VAR模型

許 軍，車亞妮

(陜西師范大學 國際商學院，陜西 西安 712000)

引言

隨著世界經(jīng)濟增速的逐漸放緩，中國煤炭產(chǎn)業(yè)在復雜多變的國內(nèi)外經(jīng)濟形勢下，是否還能平穩(wěn)運行？從《中國煤炭行業(yè)發(fā)展趨勢與投資決策分析報告》中的需求指標來看，截至2018年，煤炭產(chǎn)業(yè)主營業(yè)務(wù)收入約為2萬億元，同比減少5.5%；從2017年各省煤炭采選業(yè)投資來看，2017年均比2016年的投資減少。隨著對煤炭的大量開采，資源豐富省域的煤炭儲備也呈下降趨勢。只有把握好煤炭產(chǎn)業(yè)投資、經(jīng)濟發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展之間的關(guān)系，使得三者間協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，才能促進煤炭資源豐富省域的自身發(fā)展及向資源稀缺地區(qū)的煤炭輸送。

梳理相關(guān)文獻后可以發(fā)現(xiàn)，從研究主體來看，很多學者[1-3]研究的是能源、經(jīng)濟與環(huán)境之間的關(guān)系。如黃新煥等(2015)[2]構(gòu)建基于靶心距的系統(tǒng)協(xié)調(diào)度模型，對2012年我國各地區(qū)3E系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展度進行評價，同時也為制定有效的政策促進3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展提供科學依據(jù)。部分學者[4-5]以煤炭消費為研究主體。鮮有學者從煤炭產(chǎn)業(yè)投資的角度進行研究。從研究對象來看，大多數(shù)學者將研究聚焦于國家層面以及單一省級層面，少數(shù)學者從區(qū)域?qū)用孢M行研究，如李世祥等(2013)[4]選取的研究對象是13個煤炭消費大省。而本文選取的研究對象是煤炭資源豐富的14個省域。從研究方法來看，空間計量法、協(xié)調(diào)度模型、耦合協(xié)調(diào)度模型被大多數(shù)學者采用。如蘇靜等(2013)[1]在對2004—2010年我國30個省域3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度進行科學測算的基礎(chǔ)上，利用空間計量方法分析了我國3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的地理空間分布特征，并進一步采用非參數(shù)核密度分布對各空間集聚區(qū)3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的動態(tài)演進趨勢進行了估計與分析。少數(shù)學者采用了向量自回歸模型，如李小勝和張煥明(2013)[6]應(yīng)用中國30個省份1997—2010年面板數(shù)據(jù)，采用面板向量自回歸模型對經(jīng)濟增長、污染排放和能源消費之間的動態(tài)關(guān)系進行建模。大多數(shù)學者在采用向量自回歸模型時通常選取一個變量代替了經(jīng)濟發(fā)展水平或生態(tài)環(huán)境發(fā)展水平，如劉先濤和石俊(2014)[7]在研究中國能源消費與經(jīng)濟增長的向量自回歸模型時，選取的經(jīng)濟增長僅用一個變量GDP進行衡量。鮮有學者對指標進行綜合評價。

鑒于此，本文基于2009—2017年間的相關(guān)數(shù)據(jù)，選取煤炭資源豐富的14個省域，通過構(gòu)建煤炭產(chǎn)業(yè)投資、經(jīng)濟發(fā)展水平與可持續(xù)發(fā)展水平的綜合評價指標體系得出綜合評價值，運用向量自回歸模型(VAR)，對煤炭資源豐富的14個省域的煤炭產(chǎn)業(yè)投資、經(jīng)濟發(fā)展綜合水平、可持續(xù)發(fā)展綜合水平之間的動態(tài)關(guān)系進行了研究。

一、構(gòu)建指標評價體系

為了準確體現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)投資、經(jīng)濟發(fā)展綜合水平、可持續(xù)發(fā)展綜合水平三者之間的動態(tài)關(guān)系，本文選取煤炭采選業(yè)投資[8]作為煤炭產(chǎn)業(yè)投資的衡量指標。從經(jīng)濟規(guī)模、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟效益三個方面體現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展的綜合水平。由于可持續(xù)發(fā)展的含義是經(jīng)濟、社會、資源和環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展，而中國可持續(xù)發(fā)展建立在資源的可持續(xù)利用和良好的生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)上。[9]因此，從資源的永續(xù)利用、生態(tài)環(huán)境兩個方面來體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的綜合水平。

關(guān)于經(jīng)濟發(fā)展綜合水平的指標，借鑒一些學者[10-11]的觀點，選取一些衡量經(jīng)濟規(guī)模、結(jié)構(gòu)、效益的指標。對于經(jīng)濟規(guī)模，選取各地區(qū)生產(chǎn)總值；對于經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，選取第三產(chǎn)業(yè)增加值占 GDP 比重、第一產(chǎn)業(yè)增加值與第二產(chǎn)業(yè)增加值之比；對于經(jīng)濟效益，選取地方財政一般預(yù)算收入。

關(guān)于可持續(xù)發(fā)展綜合水平的指標，依據(jù)一些學者[8,12-14]的觀點，從資源利用的角度，選取了人均耕地面積。從生態(tài)環(huán)境的角度，選取了工業(yè)固體廢物綜合利用量、二氧化硫排放量及煙(粉)塵排放量。

根據(jù)科學性、系統(tǒng)性和可操作等原則，構(gòu)建指標評價體系，如表 1 所示。

二、數(shù)據(jù)說明與綜合評價值的計算

(一)數(shù)據(jù)說明

本文選取的14個煤炭資源豐富的省份分別是：華東地區(qū)的安徽、山東；西北地區(qū)的陜西、新疆；中部地區(qū)的山西、河南；東北地區(qū)的黑龍江、遼寧；華北地區(qū)的河北、內(nèi)蒙古；西南地區(qū)的四川、貴州、云南以及華南地區(qū)的廣西。對各省域的2009—2017年數(shù)據(jù)進行分析，其所有數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計局、《中國統(tǒng)計年鑒》(2010—2018)。同時本研究參照[7]的觀點，為避免變量因時序問題而產(chǎn)生異方差的可能，對煤炭產(chǎn)業(yè)投資的數(shù)據(jù)取對數(shù)處理，以便獲得相對平整的檢驗結(jié)果。

依據(jù)祝恩元等(2018)[15]的觀點，對指標進行標準化處理，將指標劃分為正向指標和負向指標，找出各指標數(shù)據(jù)中的最大值xijmax和最小值xijmin，進而采用組間極差值公式進行處理。

表1 煤炭產(chǎn)業(yè)投資、經(jīng)濟發(fā)展水平與可持續(xù)發(fā)展水平的指標評價體系

(二)綜合評價值的計算

1. 指標權(quán)重的確定

本文參照徐玉蓮等(2011)[16]的觀點選擇采用熵值法求其權(quán)重。具體操作步驟如下：

設(shè)Xij表示樣本i的第j個指標的數(shù)值，其中i為樣本個數(shù)，j為指標個數(shù)，i=1，2，…，n，j=1，2，…，m。

①對指標做比重變換

②指標的熵值

③熵值標準化

④計算指標xj的權(quán)重

2.綜合評價值

假設(shè)xi、yi分別為代表經(jīng)濟發(fā)展綜合水平和可持續(xù)發(fā)展綜合水平中的元素，ai和bj為各元素(指標)的權(quán)重，經(jīng)濟發(fā)展綜合水平和可持續(xù)發(fā)展綜合水平的函數(shù)分別是指f1(x)和f2(y)。由式(1)計算得出的經(jīng)濟發(fā)展水平的綜合指數(shù)越高，表明經(jīng)濟發(fā)展綜合水平越高，反之，則經(jīng)濟發(fā)展綜合水平越低；由式(2)計算得出的可持續(xù)發(fā)展的綜合指數(shù)越高，表明可持續(xù)綜合發(fā)展狀況越良好，反之，則可持續(xù)綜合發(fā)展狀況越差。其函數(shù)為：

三、模型構(gòu)建與實證分析

(一) VAR模型的構(gòu)建

建立VAR模型，并用格蘭杰檢驗來驗證煤炭產(chǎn)業(yè)投資、經(jīng)濟發(fā)展綜合水平與可持續(xù)發(fā)展綜合水平之間的因果關(guān)系。VAR模型通常是用于相關(guān)時間序列系統(tǒng)的預(yù)測和隨機擾動對向量系統(tǒng)的動態(tài)影響[17]，該計量方法不受理論框架的束縛，基于當期變量對自身和其他變量滯后值進行回歸，其實質(zhì)是通過挖掘數(shù)據(jù)自身特征來探討變量間長期均衡關(guān)系[18]。最一般的VAR模型數(shù)學表達式為：

其中，t為基本時序，i為滯后期，ε為隨機擾動項，βi代表對應(yīng)的系數(shù)矩陣，Yt-i為內(nèi)生變量Yt的滯后i期。

(二)單位根檢驗

非平穩(wěn)序列可能存在虛假回歸，為避免此類現(xiàn)象，在構(gòu)建模型分析之前先對各個變量進行平穩(wěn)性檢驗。以最常見的ADF檢驗，對各變量進行單位根檢驗，結(jié)果見表2。

檢驗結(jié)果顯示，在1%、5%水平下，煤炭產(chǎn)業(yè)投資、經(jīng)濟發(fā)展綜合水平、可持續(xù)發(fā)展綜合水平均為平穩(wěn)序列，多個平穩(wěn)序列更適合使用VAR模型。由于所有指標原始序列均平穩(wěn)，不用再做協(xié)整檢驗。

(三)確定最佳滯后階數(shù)及AR根圖

由于不同的滯后階數(shù)可以表示不同的變量相關(guān)性，因而選擇最佳滯后期來確定VAR模型滯后階數(shù)。通過各種檢驗準則，得出在滯后3期時，顯著較多，結(jié)果見表3。依照“少數(shù)服從多數(shù)”原則，滯后期最終確定為3，建立VAR(3)模型。在之后的分析中，均采用VAR(3)進行計算。

表2 單位根檢驗結(jié)果

注：檢驗形式(C，T，P)中的C、T、P分別表示單位根檢驗方程包括常數(shù)項、時間趨勢和滯后階數(shù)。***、**分別表示在1%、5%水平下顯著。A1、A2、A3分別表示可持續(xù)發(fā)展綜合水平、經(jīng)濟發(fā)展綜合水平、煤炭產(chǎn)業(yè)投資。

表3 最佳滯后期選擇

注：*為相應(yīng)信息準則下的最優(yōu)選擇。

表4 Granger 因果檢驗

從AR根圖可以看出(見圖1)，模型特征多項式所有根的倒數(shù)都落在單位圓內(nèi)。因而，建立的VAR(3)模型滿足穩(wěn)定性條件。

圖1 AR根圖

(四)格蘭杰因果檢驗

雖然原始序列平穩(wěn)存在長期穩(wěn)定關(guān)系，但還需要進一步討論三個指標是否存在因果關(guān)系。下面表4是Granger 因果檢驗的結(jié)果。

因此，經(jīng)濟發(fā)展綜合水平不是引起持續(xù)發(fā)展綜合水平的格蘭杰原因；煤炭產(chǎn)業(yè)投資不是引起可持續(xù)發(fā)展綜合水平的格蘭杰原因；可持續(xù)發(fā)展綜合水平是引起經(jīng)濟發(fā)展綜合水平的格蘭杰原因；煤炭產(chǎn)業(yè)投資不是引起可經(jīng)濟發(fā)展綜合水平的格蘭杰原因；可持續(xù)發(fā)展綜合水平是引起煤炭產(chǎn)業(yè)投資的格蘭杰原因；經(jīng)濟發(fā)展綜合水平是引起煤炭產(chǎn)業(yè)投資的格蘭杰原因?？偠灾兞恐g存在格蘭杰意義的因果關(guān)系，因此模型構(gòu)建是合理的。

(五)脈沖響應(yīng)與方差分解

為了進一步考察各變量之間的動態(tài)影響，運用Eviews10軟件，將脈沖反應(yīng)的時間長度設(shè)定為10a，使用蒙特卡洛模擬 5000 次獲取到脈沖響應(yīng)函數(shù)。因為在其他變量保持不變的情形下，更容易分析單個變量沖擊對其他變量的動態(tài)影響。因此，本文在建立VAR(3)模型的基礎(chǔ)上，對煤炭產(chǎn)業(yè)投資、經(jīng)濟發(fā)展綜合水平、可持續(xù)發(fā)展綜合水平進行脈沖響應(yīng)函數(shù)分析，并進一步對其進行方差分解分析，以了解變量變動的相對重要性(見圖2、3、4 )

(a)A1對A2的脈沖響應(yīng)

(b)A1對A3的脈沖響應(yīng)圖2 A1對A2、A3的沖擊反應(yīng)

由圖2可以看出，可持續(xù)發(fā)展綜合水平一個標準差的負沖擊對經(jīng)濟發(fā)展綜合水平產(chǎn)生影響，可持續(xù)發(fā)展綜合水平在第2期達到最低值-0.018，隨后沖擊效應(yīng)先上升后下降直至趨于平穩(wěn)。但從整體上看，可持續(xù)發(fā)展綜合水平在經(jīng)濟發(fā)展綜合水平正沖擊的影響下保持增長趨勢。這是因為經(jīng)濟的快速增長導致了生態(tài)環(huán)境的污染加重，隨后由于加大對污染的認識與治理，從而提高了可持續(xù)發(fā)展水平?？沙掷m(xù)發(fā)展綜合水平對煤炭產(chǎn)業(yè)投資同樣存在一個負向沖擊，圖中可看出，沖擊波動不大，從第三期開始趨于平穩(wěn)?？傮w而言，可持續(xù)發(fā)展綜合水平對煤炭產(chǎn)業(yè)投資、經(jīng)濟發(fā)展綜合水平均有負向沖擊，且負向沖擊均在減弱，說明人們的環(huán)保意識以及國家重視程度在不斷加強，逐步提高了綠色清潔能源的使用量，減少了對煤炭產(chǎn)業(yè)的投資。

由圖3可以看出，經(jīng)濟發(fā)展綜合水平在前3期對可持續(xù)發(fā)展綜合水平有一個積極的正影響，從第3期到第8期存在先下降后上升的負沖擊，8期后正沖擊趨于平穩(wěn)。這說明經(jīng)濟的快速發(fā)展，造成了可持續(xù)發(fā)展中環(huán)境的污染及資源利用的下降，從而進一步影響了經(jīng)濟發(fā)展的速度。之后，隨著國家對環(huán)境的重視及人們的自覺，克服了生態(tài)環(huán)境的問題，同時又促進了經(jīng)濟的快速發(fā)展。經(jīng)濟發(fā)展綜合水平對煤炭產(chǎn)業(yè)投資一直有一個標準差的正向沖擊，表明經(jīng)濟的快速發(fā)展能相應(yīng)地提高對煤炭產(chǎn)業(yè)的投資；同時發(fā)現(xiàn)正沖擊在第5期后不斷減弱，表明經(jīng)濟發(fā)展雖能促進煤炭產(chǎn)業(yè)的投資，但由于供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革相關(guān)政策的出臺，對煤炭產(chǎn)業(yè)的投資的預(yù)期可能降低。

(c)A2對A1的脈沖響應(yīng)

(d)A2對A3的脈沖響應(yīng)圖3 A2對A1、A3的沖擊反應(yīng)

(e)A3對A1的脈沖響應(yīng)

(f)A3對A2的脈沖響應(yīng)圖4 A3對A1、A2的沖擊反應(yīng)

由圖4可以看出，煤炭產(chǎn)業(yè)投資對可持續(xù)發(fā)展綜合水平在第2期前有一個逐漸減弱的正向沖擊，在第2期到第8期有一個正“U”型的負向沖擊，第8期后正向沖擊趨于穩(wěn)定?？梢?，隨著煤炭產(chǎn)業(yè)投資的增加，可持續(xù)發(fā)展水平持續(xù)下降，甚至產(chǎn)生負向沖擊且維持很長一段時間，以至于生態(tài)環(huán)境遭到長時間的破壞，隨后因社會的進步、人們素質(zhì)的提高，生態(tài)環(huán)境得以緩解，又能在一定程度上有節(jié)制地開采煤炭。煤炭產(chǎn)業(yè)投資對經(jīng)濟發(fā)展綜合水平在前5期有一個存在兩拐點的正向沖擊，之后有一個緩慢增加的負向沖擊直至趨于平穩(wěn)。這說明煤炭產(chǎn)業(yè)投資的增加，導致環(huán)境污染的加重，而治理污染需要更多的投資，因而導致經(jīng)濟發(fā)展水平的降低。隨著生態(tài)環(huán)境與資源利用的進一步改善，經(jīng)濟上的投資壓力也得到緩解，從而經(jīng)濟發(fā)展綜合水平得到緩慢提高，出現(xiàn)緩慢的正向沖擊。

方差分解是另一種系統(tǒng)描述動態(tài)效應(yīng)的有效方法，它可以將系統(tǒng)的均方誤差分解成各變量沖擊所做的貢獻，并且計算每個變量沖擊的相對重要性，同時根據(jù)時間的變化觀察重要的信息，從而估計改變量的時滯效應(yīng)(楊留星等，2016)。通過方差分解來進一步分析每一變量對某一變量變化沖擊的作用。方差分解圖見圖5。

a A3對A2的貢獻率 b A1對A2的貢獻率

c A1對A3的貢獻率 d A2對A3的貢獻率

e A2對A1的貢獻率 f A3對A1的貢獻率圖5 方差分解圖

圖5a-5b表明，經(jīng)濟發(fā)展綜合水平在不考慮自身貢獻的情況下，煤炭產(chǎn)業(yè)投資對經(jīng)濟發(fā)展綜合水平的貢獻率從3.5期開始逐漸提高，第8期以后方差貢獻率穩(wěn)定在3%左右，說明煤炭產(chǎn)業(yè)投資對經(jīng)濟發(fā)展綜合水平的解釋力度是3%；可持續(xù)發(fā)展綜合水平對經(jīng)濟發(fā)展綜合水平的貢獻率在逐漸降低，從第3期開始就一直維持在基本不變的20%以上貢獻率，表明可持續(xù)發(fā)展綜合水平是影響經(jīng)濟發(fā)展綜合水平的重要因素。圖5c-5d表明，煤炭產(chǎn)業(yè)投資在不考慮自身貢獻的情況下，可持續(xù)發(fā)展綜合水平對煤炭產(chǎn)業(yè)投資的貢獻率從波折變化到趨于平穩(wěn)，且是從第3期開始趨于10%以上的穩(wěn)定；經(jīng)濟發(fā)展綜合水平對煤炭產(chǎn)業(yè)投資的貢獻率逐漸降低至趨于平穩(wěn)，大致從第5期開始趨于20%以上的穩(wěn)定，由此得出經(jīng)濟發(fā)展綜合水平、可持續(xù)發(fā)展綜合水平都是煤炭產(chǎn)業(yè)投資的重要因素。圖5e-5f表明，可持續(xù)發(fā)展綜合水平在不考慮自身貢獻的情況下，經(jīng)濟發(fā)展綜合水平對可持續(xù)發(fā)展綜合水平的貢獻率在持續(xù)上升，至7.5期大致趨于10%左右的平穩(wěn)；煤炭產(chǎn)業(yè)投資對可持續(xù)發(fā)展綜合水平的貢獻率同樣是逐漸上升，直到8.5期趨于平穩(wěn)。

四、結(jié)論與建議

本文基于煤炭資源豐富的14個省域2009—2017年的面板數(shù)據(jù)，在測算出經(jīng)濟發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展綜合水平后，運用VAR模型對煤炭產(chǎn)業(yè)投資、經(jīng)濟發(fā)展綜合水平、可持續(xù)發(fā)展綜合水平之間的動態(tài)關(guān)系進行實證分析。研究結(jié)果表明：(1)煤炭產(chǎn)業(yè)投資、經(jīng)濟發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展之間存在著長期穩(wěn)定的動態(tài)關(guān)系。(2)脈沖響應(yīng)函數(shù)表明，可持續(xù)發(fā)展對煤炭產(chǎn)業(yè)投資產(chǎn)生負向沖擊；經(jīng)濟發(fā)展雖正向影響煤炭產(chǎn)業(yè)投資，但正向沖擊效應(yīng)在減弱；煤炭產(chǎn)業(yè)投資對經(jīng)濟發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展均存在一個正“U”型的脈沖響應(yīng)，尤其對經(jīng)濟發(fā)展的沖擊呈現(xiàn)2個拐點，最終的態(tài)勢良好，但具有一定“滯后效應(yīng)”。(3)經(jīng)濟發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展綜合水平均在一定程度上能夠解釋煤炭產(chǎn)業(yè)投資的變化情況。

政府在制定相關(guān)政策時應(yīng)該注意，經(jīng)濟發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展、煤炭產(chǎn)業(yè)投資是相伴而生的，提高對煤炭產(chǎn)業(yè)的投資在一定程度上就會導致可持續(xù)發(fā)展水平的降低，短期促進經(jīng)濟的快速發(fā)展。所以，必須權(quán)衡好三者之間的關(guān)系，尤其要對可持續(xù)發(fā)展中生態(tài)環(huán)境的保護以及資源的永續(xù)利用重點關(guān)注，才能達到共贏的效果。政府應(yīng)該建立煤炭與經(jīng)濟可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的政策保障體系，盡快出臺與煤炭發(fā)展有關(guān)的法律條文，在實現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，達到可持續(xù)與經(jīng)濟的共同發(fā)展。同時，政府應(yīng)該合理利用這14個省域的煤炭資源，以便從不同地區(qū)方便合理輸送給南方等能源稀缺地區(qū)，進而促進各地區(qū)經(jīng)濟、可持續(xù)的綜合發(fā)展。