產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和城鎮(zhèn)化對環(huán)境質(zhì)量的影響研究
——基于安徽省16個地級市的面板數(shù)據(jù)分析

陶偉良,翁世梅

(安徽財經(jīng)大學(xué) 統(tǒng)計與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院，安徽 蚌埠 233030)

0 引言

隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，中國的城鎮(zhèn)化率由2000年的36.22%增長至2018年的59.58%,而安徽省的城鎮(zhèn)化率從2000年的28.00%增長至2018年的54.69%，城鎮(zhèn)化水平顯著提升．但隨著城市圈建設(shè)進程的推進和社會經(jīng)濟的繁榮發(fā)展,環(huán)境污染問題不斷積累，最終會對人類日常生活產(chǎn)生惡劣影響，因此，環(huán)境的好壞決定了人類未來的發(fā)展?fàn)顩r．

現(xiàn)階段，環(huán)境質(zhì)量問題是關(guān)乎人類生存發(fā)展的一大重要問題．隨著生態(tài)文明建設(shè)的提出，對于環(huán)境質(zhì)量的研究成為學(xué)術(shù)界的熱點．目前對于環(huán)境質(zhì)量還沒有明確的定義，不同學(xué)者的研究角度也有所不同．部分學(xué)者針對特定環(huán)境進行相關(guān)分析：王興杰等[1]評估了經(jīng)濟增長和人口集聚對于環(huán)境空氣質(zhì)量的影響，劉江等[2]通過主成分分析對不同種植年限甘草地土壤進行了質(zhì)量評價．也有部分學(xué)者從綜合角度評估環(huán)境質(zhì)量:楊興柱和王群[3]通過構(gòu)建鄉(xiāng)村人居環(huán)境質(zhì)量差異評價指標(biāo)體系研究了皖南旅游區(qū)的鄉(xiāng)村人居環(huán)境質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)氣候條件、貧困程度和空間距離對鄉(xiāng)村人居環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生負向影響；李帥等[4]從生態(tài)、社會、人文和經(jīng)濟環(huán)境四個方面構(gòu)建城市人居環(huán)境，對寧夏回族自治區(qū)進行實證分析；丁剛等[5]構(gòu)建了城市居民生活環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)體系，以華東地區(qū)七個城市為研究對象，運用全局熵值法對居民生活環(huán)境質(zhì)量進行綜合評價和比較研究．在環(huán)境質(zhì)量的影響因素研究中:李茜等[6]對2001—2010年237個地級以上城市進行實證分析，研究發(fā)現(xiàn)我國城市空氣質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系并不完全符合倒“U”型曲線；劉珉慧等[7]選取我國1988—2017年的環(huán)境污染投資額及GDP指標(biāo)，對數(shù)據(jù)進行定量分析，研究了環(huán)境污染投資與經(jīng)濟增長的關(guān)系；程廣帥和胡錦銹[8]利用兩階段二乘回歸方法對中國283個地級及以上城市的面板數(shù)據(jù)進行實證研究，分析了人力資本積累對環(huán)境質(zhì)量的影響；宋美喆和劉寒波[9]基于長江中游城市群40個城市2007—2016年的面板數(shù)據(jù)構(gòu)建動態(tài)空間滯后回歸模型，實證檢驗了省以下財政分權(quán)對環(huán)境質(zhì)量的影響及其傳導(dǎo)機制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)財政分權(quán)通過空間溢出和財政競爭機制扭曲了地方政府行為,降低了環(huán)境質(zhì)量；曹宏偉[10]通過建立面板門檻效應(yīng)模型對西部地區(qū)10個省份2004—2016年經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r和環(huán)境質(zhì)量的面板數(shù)據(jù)進行實證分析，研究結(jié)果表明，西部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和廢水排放量之間呈現(xiàn)線性關(guān)系，與廢氣排放量和固體廢物排放量之間呈現(xiàn)非線性關(guān)系；張倩倩[11]基于面板門檻的最優(yōu)環(huán)境規(guī)制強度模型探究FDI對環(huán)境質(zhì)量的影響機制，實證結(jié)果顯示，處于最優(yōu)門檻區(qū)間時FDI對于環(huán)境質(zhì)量的改善作用最顯著．

通過梳理相關(guān)文獻發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前對環(huán)境質(zhì)量的評價指標(biāo)較多，尚未有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn).已有研究多考慮單一因素對環(huán)境質(zhì)量的影響，同時考慮產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和城鎮(zhèn)化水平對環(huán)境質(zhì)量影響的研究較少.基于此，擬從以下3個方面進行改進與完善：1)綜合考慮空氣、水污染等環(huán)境綜合質(zhì)量，通過熵值法進行綜合評價，對環(huán)境質(zhì)量的評價更加客觀合理；2)引入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與城鎮(zhèn)化水平的交互項，對現(xiàn)有研究進行補充；3)基于2010—2017年安徽省16個地級市面板數(shù)據(jù)，對影響安徽省環(huán)境質(zhì)量的因素進行分析，能夠更好地反映安徽省環(huán)境質(zhì)量狀況，為提升安徽省環(huán)境質(zhì)量提供理論基礎(chǔ)．

1 指標(biāo)選擇、數(shù)據(jù)來源與模型設(shè)定

1.1 指標(biāo)選擇及說明

1.1.1 被解釋變量

環(huán)境質(zhì)量：對于環(huán)境質(zhì)量的綜合評價方法有很多，衡量環(huán)境質(zhì)量的指標(biāo)目前還沒有一個統(tǒng)一的規(guī)范，主要是由于環(huán)境所包含的內(nèi)容較多，涉及水體環(huán)境、空氣環(huán)境等，筆者選擇綜合空氣質(zhì)量達到及好于二級的天數(shù)比例、工業(yè)廢水排放量、人均公園綠地面積和可吸入顆粒物PM10含量4個指標(biāo)，通過熵值法進行環(huán)境質(zhì)量綜合得分的測評，主要步驟如下.

1)為了使衡量指標(biāo)在數(shù)量級和量綱方面統(tǒng)一，對選取指標(biāo)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理：

(1)

2)計算各項指標(biāo)的信息熵：

(2)

式中，dijt為各個樣本的權(quán)重，ej為各項指標(biāo)的信息熵．

3)計算各項指標(biāo)的權(quán)重：

(3)

4)計算各個樣本的環(huán)境質(zhì)量綜合得分：

(4)

式中，EQit表示安徽省各市環(huán)境質(zhì)量綜合得分．環(huán)境質(zhì)量得分越高，則環(huán)境質(zhì)量越好，否則越差．

1.1.2 核心解釋變量

1)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)：綜合考慮第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將二、三產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟總產(chǎn)值中的比重作為衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的指標(biāo)，用Str表示．

2)城鎮(zhèn)化水平：隨著經(jīng)濟的增長，農(nóng)村人口開始向城市轉(zhuǎn)移，城鎮(zhèn)化水平提高.這里選取城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诒戎刈鳛楹饬砍擎?zhèn)化水平的指標(biāo)，用Ur表示．

1.1.3 控制變量

城市經(jīng)濟的發(fā)展、人口數(shù)量的增加、政府政策的干預(yù)、居民消費行為等都會對環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，在考慮數(shù)據(jù)的可獲得性和合理性的基礎(chǔ)上，主要從以下5個方面對控制變量進行選擇.

1)企業(yè)創(chuàng)新投資：企業(yè)的創(chuàng)新投資能夠有效促進企業(yè)轉(zhuǎn)型升級、降低能耗、減少污染、提高環(huán)境質(zhì)量．選取安徽省16個地級市工業(yè)R&D支出占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重作為衡量企業(yè)創(chuàng)新投資的指標(biāo)，用RD表示.

2)居民消費：居民的消費對于環(huán)境質(zhì)量也有著一定的影響，消費的增加往往會帶來環(huán)境污染程度的加深．選取城鎮(zhèn)居民人均消費支出占各地區(qū)人均GDP的比值進行衡量，用CE表示.

3)外商投資：采用外商直接投資占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重來衡量，外商直接投資數(shù)據(jù)根據(jù)匯率進行換算之后得到，用Inv表示.

4)人口密度：人口密度主要體現(xiàn)在城鎮(zhèn)人口數(shù)量的增加，會對環(huán)境造成一定的影響.一般來說，人口密度越大，帶來的環(huán)境傷害也就越大，選取城市人口密度指標(biāo)進行衡量，用Pop表示.

5)政府干預(yù)：以財政支出占地區(qū)生產(chǎn)總值比重來衡量政府對于環(huán)境質(zhì)量的干預(yù)程度，財政支出從一定程度上反映了政府對于環(huán)境問題的重視程度，用Gov表示．

1.2 數(shù)據(jù)來源

選取2010—2017年安徽省16個地級市的面板數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)主要來自EPS全球統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫、《安徽統(tǒng)計年鑒》及部分市的統(tǒng)計年鑒，變量的描述性統(tǒng)計見表1．

表1 變量描述性統(tǒng)計

1.3 模型設(shè)定

對于短面板數(shù)據(jù)，主要是采用固定效應(yīng)模型和隨機效應(yīng)模型，可分別表示為：

(5)

(6)

式中，ui表示個體效應(yīng)，γi表示與解釋變量不相關(guān)的隨機效應(yīng)項,εit表示誤差項．

2 實證結(jié)果分析

2.1 描述性分析

近年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，環(huán)境和資源面臨巨大的壓力.隨著生態(tài)文明建設(shè)的提出，人們開始意識到環(huán)保的重要性.為了研究環(huán)境質(zhì)量的影響因素，探究安徽省近年來各市環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢，做出環(huán)境質(zhì)量隨時間變化的趨勢圖(如圖1所示)．

由圖1可知，2010—2017年安徽省各市環(huán)境質(zhì)量存在差異.其中，亳州市、合肥市、宿州市、池州市、淮北市和馬鞍山市的環(huán)境質(zhì)量得分有所下降，而六安市、安慶市、宣城市、蚌埠市、銅陵市、黃山市有小幅度提升，其他地區(qū)變化相對平緩．

2.2 實證結(jié)果及分析

一般來說，對于短面板數(shù)據(jù)的固定效應(yīng)模型和隨機效應(yīng)模型，通常采用豪斯曼檢驗來選擇合適的模型．通過豪斯曼檢驗，得到卡方值為26.88，P值為0.001 5，小于顯著性水平0.05，個體效應(yīng)與解釋變量之間存在一定的聯(lián)系，因此選擇固定效應(yīng)模型對安徽省16個地級市2010—2017年環(huán)境質(zhì)量的影響因素進行分析．結(jié)果見表2.

通過面板固定效應(yīng)模型進行回歸,得到的結(jié)果反映了環(huán)境質(zhì)量與各解釋變量之間的關(guān)系．模型1只對核心解釋變量城鎮(zhèn)化水平、城鎮(zhèn)化水平的平方項、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及兩個核心解釋變量的交互項進行回歸.結(jié)果表明，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對于環(huán)境質(zhì)量的影響在5%的顯著性水平上為負，系數(shù)為-15.31，說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級程度越高，環(huán)境破壞越嚴(yán)重，這與我們的認知相符．同時，城鎮(zhèn)化水平的平方項對于環(huán)境質(zhì)量的影響在1%的顯著性水平下為負，說明城鎮(zhèn)化水平與環(huán)境質(zhì)量之間呈現(xiàn)倒“U”型的非線性關(guān)系，城鎮(zhèn)化水平達到一定水平能夠使環(huán)境質(zhì)量達到最高值，即環(huán)境質(zhì)量最好；超過臨界值，環(huán)境質(zhì)量將有所下降．而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和城鎮(zhèn)化水平的交互項也與環(huán)境質(zhì)量有關(guān)，在5%的顯著性水平下為正.模型2加入了城市人口密度指標(biāo)，根據(jù)其回歸系數(shù)可知，城市人口密度對于環(huán)境質(zhì)量的影響在1%的顯著性水平下顯著為負，說明城市人口越多，人口越密集，環(huán)境質(zhì)量越會下降，環(huán)境污染會加重，進而破壞生態(tài)環(huán)境.模型3在模型2的基礎(chǔ)上加入了居民消費，正是由于居民生活水平的提高，產(chǎn)生的垃圾及造成的環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，由回歸結(jié)果可以看出，居民消費對于環(huán)境質(zhì)量的影響在10%的顯著性水平上顯著為負，符合當(dāng)前的現(xiàn)實狀況.模型4在模型3的基礎(chǔ)上加入了政府財政支出指標(biāo)，從回歸結(jié)果可以看出，政府干預(yù)對環(huán)境質(zhì)量有著正向影響，政府加大財政支出，有利于改善環(huán)境質(zhì)量，減少環(huán)境污染.模型5將所有的變量都加入模型中進行分析，結(jié)果和模型4基本一致.模型6將城鎮(zhèn)化水平指標(biāo)去掉，最終的結(jié)果與模型5相差不大.這些模型基本都反映出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級作為核心解釋變量將會降低環(huán)境質(zhì)量，加深污染程度;城鎮(zhèn)化水平在一定程度上能夠降低污染，達到臨界值后環(huán)境污染會增加，不利于環(huán)境保護．

圖1 安徽省各市2010—2017年環(huán)境質(zhì)量時間趨勢圖

表2 環(huán)境質(zhì)量影響因素實證分析結(jié)果

由固定效應(yīng)模型的結(jié)果可以看出,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)負相關(guān)，城鎮(zhèn)化水平與環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)倒“U”型關(guān)系，兩個核心解釋變量的交互項對于環(huán)境質(zhì)量的影響顯著為正．一般來說，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，會對勞動力和人口的流動造成影響，可能會造成人口集中在某一區(qū)域，人口的增加對于環(huán)境污染的增加有著緊密的聯(lián)系．關(guān)于城鎮(zhèn)化與環(huán)境質(zhì)量的研究主要形成兩種觀點：一種認為，城鎮(zhèn)化帶來人口的增加，人口的增加將增加機動車，加速工業(yè)化，從而惡化環(huán)境質(zhì)量.另一種認為,城鎮(zhèn)化會帶來產(chǎn)業(yè)聚集，進而產(chǎn)生減排效應(yīng);同時城鎮(zhèn)化水平的提升可能會推動污染治理措施的加強和完善，從而優(yōu)化環(huán)境質(zhì)量．研究結(jié)果表明,城鎮(zhèn)化與環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系呈現(xiàn)倒“U”型，這可能是由于在城鎮(zhèn)化發(fā)展的初期，產(chǎn)業(yè)聚集占主導(dǎo)地位，減排效應(yīng)對環(huán)境質(zhì)量的改善作用明顯.但當(dāng)城鎮(zhèn)化水平到達一定程度，人口增加明顯，工業(yè)化與機動車污染顯著，此時城鎮(zhèn)化水平提升反而會對環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，造成環(huán)境質(zhì)量的下降．

從控制變量來看，城市人口密度對于環(huán)境質(zhì)量的回歸分析中系數(shù)顯著為負，說明城市人口密度加深了環(huán)境污染，降低了環(huán)境質(zhì)量.城市人口密度的增加主要體現(xiàn)在人口的密集度增加，人口增加自然不利于環(huán)境質(zhì)量的提升．居民消費對于環(huán)境質(zhì)量的影響顯著為負，即居民消費增加，將造成環(huán)境質(zhì)量的進一步下降，不利于環(huán)境保護．政府干預(yù)對于環(huán)境質(zhì)量有著正向影響，隨著財政支出增加，環(huán)境質(zhì)量會有所改善.由于對環(huán)境保護的重視，加大了環(huán)境保護支出，從而有利于環(huán)境質(zhì)量的提升．

3 結(jié)論與建議

基于2010—2017年安徽省16個地級市環(huán)境質(zhì)量相關(guān)面板數(shù)據(jù)，選取環(huán)境質(zhì)量為被解釋變量，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和城鎮(zhèn)化水平為核心解釋變量，企業(yè)創(chuàng)新投資、居民消費、外商投資、人口密度和政府干預(yù)5個指標(biāo)為控制變量，通過面板數(shù)據(jù)固定效應(yīng)模型分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和城鎮(zhèn)化水平對環(huán)境質(zhì)量的影響.結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

1)核心解釋變量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對于環(huán)境質(zhì)量具有顯著的負向影響，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級不利于環(huán)境質(zhì)量的改善.城鎮(zhèn)化水平與環(huán)境質(zhì)量之間呈現(xiàn)倒“U”型關(guān)系:在城鎮(zhèn)化程度較低時，提高城鎮(zhèn)化水平能夠有效提升環(huán)境質(zhì)量；當(dāng)城鎮(zhèn)化水平到達臨界值后，繼續(xù)提高會破壞環(huán)境，造成環(huán)境惡化，不利于環(huán)境質(zhì)量的改善.而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動與城鎮(zhèn)化水平的交互項則會顯著正向影響環(huán)境質(zhì)量．

2)在控制變量中，政府加大財政支出能夠帶來環(huán)境質(zhì)量的顯著提升，政府干預(yù)對于環(huán)境質(zhì)量有著正向的影響，而城市人口密度和居民消費則表現(xiàn)出對于環(huán)境質(zhì)量的負向影響，城市人口密度越大，居民消費越大，環(huán)境質(zhì)量就越差，環(huán)境污染也會更加嚴(yán)重；對于企業(yè)創(chuàng)新投資和外商投資兩個因素，在固定效應(yīng)模型中并不顯著．

根據(jù)實證結(jié)果，為促進環(huán)境質(zhì)量的提升，推動生態(tài)文明建設(shè)，提出以下建議：

1)優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)政策．針對安徽省各個地區(qū)的特點，發(fā)展地區(qū)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，淘汰耗能大、污染嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)，同時積極開發(fā)新型綠色替代性產(chǎn)業(yè)，更好地促進生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化，助力生態(tài)文明建設(shè)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展．

2)合理控制安徽省城鎮(zhèn)化水平．各市應(yīng)當(dāng)推動城鎮(zhèn)化的健康發(fā)展，合理的城鎮(zhèn)化水平不但能帶動地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，而且可以穩(wěn)固省內(nèi)各市間協(xié)調(diào)發(fā)展的整體布局.因此，政府應(yīng)當(dāng)從經(jīng)濟、資源等方面保障地區(qū)城鎮(zhèn)化水平的發(fā)展，具體可以通過一定的政策途徑，如發(fā)展美麗農(nóng)村，設(shè)置一定的獎勵措施等控制城鎮(zhèn)化水平處于最佳狀態(tài)．

3)加大政府財政政策干預(yù)力度．研究結(jié)果表明，財政支出增大有利于促進環(huán)境質(zhì)量的提升，政府可以通過加大財政支出進而加大環(huán)境保護力度促進環(huán)境質(zhì)量的提升;可以合理利用城市建設(shè)資金，加大綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)的引入，有效促進環(huán)境優(yōu)化；還可以加大基礎(chǔ)設(shè)施的投資，提高城市綠化覆蓋率，提升污水治理能力，從源頭上對環(huán)境進行保護．

4)控制安徽省人口增長速度，提高全民綠色消費的環(huán)保意識．研究結(jié)果表明，城市人口密度的增加不利于安徽省環(huán)境質(zhì)量的提升，其中一部分原因在于人口的增加會加重對環(huán)境的破壞，而提高居民綠色消費環(huán)保意識，將有助于降低對環(huán)境質(zhì)量的破壞，政府可以讓公眾切實參與到環(huán)保工作中，在參與中起到積極的監(jiān)督作用，從而共同推進環(huán)保建設(shè)．