工業(yè)發(fā)展與資源環(huán)境壓力互動(dòng)關(guān)系研究

孫振清,谷文姍,成曉斐

(天津科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,天津 300457)

改革開放以來,粗放式的經(jīng)濟(jì)增長方式帶來巨大社會(huì)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)紅利的同時(shí),也導(dǎo)致資源過度消耗、環(huán)境污染與破壞等一系列問題頻繁出現(xiàn)[1],且過去“三高”的粗放型發(fā)展方式,已不再適用于我國當(dāng)今的經(jīng)濟(jì)發(fā)展[2]。然而,不同于其他國家,我國城市數(shù)量多、類型多、分布廣,40%以上的地級市為資源型城市,為中國建立完整獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)體系和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了能源支持[3],也就使得工業(yè)發(fā)展成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要引擎。因此,走新型工業(yè)化道路是我國實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然選擇,是建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的現(xiàn)實(shí)需求。在資源環(huán)境約束越來越緊張的情況下,探討并梳理工業(yè)發(fā)展與資源環(huán)境之間的耦合及空間互動(dòng)關(guān)系,為工業(yè)良好發(fā)展、緩解資源環(huán)境壓力等均有一定的意義。

1 文獻(xiàn)綜述

綜合已有研究,學(xué)者們大多基于工業(yè)綠色發(fā)展角度探討可持續(xù)發(fā)展路徑,通過構(gòu)建工業(yè)綠色發(fā)展指標(biāo)體系測算指數(shù),進(jìn)而評價(jià)工業(yè)綠色發(fā)展?fàn)顟B(tài)。Chen 等[4]運(yùn)用耦合協(xié)調(diào)度模型測算北京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)度由“勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展”階段轉(zhuǎn)向“較優(yōu)協(xié)調(diào)發(fā)展階段”;Yin 等[5]將數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型應(yīng)用于以環(huán)境污染為非期望產(chǎn)出的生態(tài)效率分析中,提出轉(zhuǎn)變以GDP 為導(dǎo)向的增長模式,制止重工業(yè)由東向西、由南向北、由城市向農(nóng)村的轉(zhuǎn)移;Yang 等[6]基于三維生態(tài)足跡模型研究我國陜西北部地區(qū),發(fā)現(xiàn)陜西北部在鼓勵(lì)可持續(xù)發(fā)展過程中,有必要調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),充分利用豐富的資源,消除高耗能產(chǎn)業(yè);Lei 等[7]采用LMDI方法對影響工業(yè)能耗碳排放的因素進(jìn)行分解,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)是影響工業(yè)碳排放增長的最大負(fù)向因素。

以上研究表明,生態(tài)環(huán)境的破壞將嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整,進(jìn)一步加劇了環(huán)境污染問題[8]。因此,本研究通過構(gòu)建工業(yè)發(fā)展與資源環(huán)境壓力指標(biāo)體系,運(yùn)用耦合和解耦模型分析其間存在的關(guān)系,基于工業(yè)可持續(xù)發(fā)展視角分析我國工業(yè)發(fā)展與資源環(huán)境壓力的時(shí)空特征和系統(tǒng)間解耦過程,并進(jìn)一步分析其實(shí)現(xiàn)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效路徑,為縮小工業(yè)發(fā)展與資源環(huán)境壓力之間矛盾提供一定的參考。

2 指標(biāo)選取及模型構(gòu)建

2.1 工業(yè)發(fā)展指數(shù)

參考已有研究文獻(xiàn),大多研究工業(yè)發(fā)展的指標(biāo)多基于投入—產(chǎn)出指標(biāo),從生產(chǎn)投入到經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出,再到產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化及前景等方面測度工業(yè)發(fā)展水平,本研究具體指標(biāo)的選擇詳見表1,其權(quán)重越大表明該指標(biāo)提供的信息量越多,各項(xiàng)指標(biāo)代表工業(yè)發(fā)展程度。

表1 工業(yè)發(fā)展指標(biāo)體系

式中:SDIij——第i年第j個(gè)區(qū)域的工業(yè)發(fā)展指數(shù);SEOij——第i年第j個(gè)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出指數(shù);SPPij——第i年第j個(gè)區(qū)域的工業(yè)發(fā)展指數(shù);SDPij——第i年第j個(gè)區(qū)域的產(chǎn)業(yè)前景指數(shù);SEO’ijk——經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出指數(shù)第i年第j個(gè)區(qū)域的第k項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值;SDP’ijk——工業(yè)發(fā)展指數(shù)第i年第j個(gè)區(qū)域的第k項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值;SPP’ijk——產(chǎn)業(yè)前景指數(shù)第i年第j個(gè)區(qū)域的第k項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值;n——工業(yè)發(fā)展相應(yīng)指標(biāo)層的指標(biāo)個(gè)數(shù)。

2.2 資源環(huán)境壓力

從資源承載及消耗、環(huán)境污染兩個(gè)方面評析資源環(huán)境壓力,選取總量指標(biāo)以反映資源環(huán)境壓力的總體狀態(tài)和趨勢[9]。對區(qū)域發(fā)展而言,資源環(huán)境壓力愈大,制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的約束愈大。林業(yè)用地面積、森林面積、森林覆蓋率、城市人口密度、濕地面積占國土面積比重、農(nóng)用地面積反映區(qū)域的資源環(huán)境承載力,其值愈大,表明資源環(huán)境面臨的壓力愈小;單位GDP 能源消耗、人均用水量、地區(qū)耕地面積、地區(qū)電力消費(fèi)量代表區(qū)域能源消耗情況,指標(biāo)值的大小代表資源消耗的多少,消耗愈多帶來的資源環(huán)境壓力愈大;工業(yè)固體廢物綜合利用率、工業(yè)廢水排放量、工業(yè)二氧化碳排放量、工業(yè)二氧化硫排放量、工業(yè)煙粉塵排放量、生活垃圾無害化處理率反映工業(yè)發(fā)展過程中對環(huán)境的污染程度,指標(biāo)值越大表明對環(huán)境的壓力越大,具體指標(biāo)體系見表2:

表2 資源環(huán)境壓力指標(biāo)體系

式中:REPij——i年第j個(gè)區(qū)域的資源環(huán)境壓力指數(shù);RCCij——i年第j個(gè)區(qū)域的資源承載力指數(shù);RCFij——i年第j個(gè)區(qū)域的資源消耗力指數(shù);RTPij——i年第j個(gè)區(qū)域的環(huán)境污染指數(shù);RCC’ijk——資源承載力指數(shù)i年第j個(gè)區(qū)域的第k項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值;RCF’ijk——資源消耗力指數(shù)i年第j個(gè)區(qū)域的第k項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值;RTP’ijk——環(huán)境污染指數(shù)i年第j個(gè)區(qū)域的第k項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值;n——資源環(huán)境壓力相應(yīng)指標(biāo)層的指標(biāo)個(gè)數(shù)。

2.3 解耦模型

解耦是耦合的分解過程,用來描述兩個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)之間相互影響關(guān)系消失的過程,最初經(jīng)濟(jì)學(xué)概念是在20 世紀(jì)90 年代由OECD 提出的[10],通過構(gòu)建相對、絕對解耦指數(shù)來反映如何解除資源消耗與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的聯(lián)系。之后,Tapio[11]在解耦概念的基礎(chǔ)上提出彈性系數(shù),借用該系數(shù)分析特定區(qū)域、時(shí)間段內(nèi)資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)增長之間的比值變化,來判斷是否解耦。在構(gòu)建區(qū)域工業(yè)發(fā)展指數(shù)和資源環(huán)境壓力指數(shù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步構(gòu)建區(qū)域工業(yè)發(fā)展指數(shù)和資源環(huán)境壓力指數(shù)的解耦模型,其表達(dá)式如下:

式中:ηt——第t時(shí)期的解耦系數(shù);ΔREPt——第t時(shí)期資源環(huán)境壓力變化的彈性系數(shù);REPT——第T時(shí)期的資源環(huán)境壓力指數(shù);REPT-1——第T-1 時(shí)期的資源環(huán)境壓力指數(shù);ΔSDIt——第t時(shí)期工業(yè)發(fā)展變化的彈性系數(shù);SDIT——第T時(shí)期的工業(yè)發(fā)展指數(shù);SDIT-1——第T-1 時(shí)期的工業(yè)發(fā)展指數(shù)。依據(jù)Tapio 的解耦理論,以ηt=0.8 和ηt=1.2 為分界線,劃分解耦狀態(tài),具體見圖1:

圖1 資源環(huán)境壓力與工業(yè)發(fā)展解耦程度判斷標(biāo)準(zhǔn)

3 工業(yè)發(fā)展與資源環(huán)境壓力測算分析

3.1 工業(yè)發(fā)展特征

如圖2 所示,我國東西部工業(yè)發(fā)展趨勢大致相同,均呈現(xiàn)“先增強(qiáng)后減弱再回升”的特征。2007—2017 年,全國工業(yè)發(fā)展水平平均值增長2.709%,發(fā)展指數(shù)由0.211 58 增長為0.217 31。全國工業(yè)發(fā)展水平的峰值在2012 年,發(fā)展指數(shù)為0.262 95,之后發(fā)展指數(shù)先下降后回升,整體水平呈現(xiàn)增長趨勢。

圖2 工業(yè)發(fā)展特征

從各系統(tǒng)層來看,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出水平變化趨勢與工業(yè)發(fā)展水平相似,總體呈現(xiàn)“先增強(qiáng)后減弱、波動(dòng)幅度較小”的特征。2011 年前,工業(yè)迅速發(fā)展,增加值指數(shù)由0.200 24 增加至0.245 93,增長幅度為22.81%;工業(yè)發(fā)展水平指數(shù)呈現(xiàn)“先上升達(dá)到頂峰后下降再回升”的趨勢,整體波動(dòng)不大。自2010 年達(dá)到峰值后先下降,從2011 年開始持續(xù)上升,其原因可能在于隨著新興工業(yè)如電子技術(shù)、生物技術(shù)等的發(fā)展所帶來的大量勞動(dòng)缺口,加快了工業(yè)發(fā)展水平,同時(shí)也帶來相應(yīng)的收益;產(chǎn)業(yè)前景指數(shù)整體呈現(xiàn)上升趨勢,在2011 年達(dá)到峰值后波動(dòng)下降后慢慢回升,波動(dòng)強(qiáng)度最弱,表明在2007—2017 年間工業(yè)增加值占比相對穩(wěn)定,未出現(xiàn)較大的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。

3.2 資源環(huán)境壓力特征

近年間資源環(huán)境壓力東西部之間差距較小,且波動(dòng)趨勢大致呈現(xiàn)先上升后下降。從2007—2017 年,資源環(huán)境壓力指數(shù)全國平均值由0.296 81 降為0.273 96,降幅為7.7%。

如圖3 所示,資源消耗指數(shù)相對其他指數(shù)而言,其波動(dòng)幅度較弱,整體波動(dòng)呈現(xiàn)負(fù)增長。表明在此期間單位GDP 能源消耗、人均用水量、地區(qū)耕地面積、地區(qū)電力消費(fèi)量、工業(yè)固體廢物綜合利用率等資源消耗量相對呈下降趨勢,此時(shí)發(fā)展方向呈現(xiàn)綠色低碳趨勢。環(huán)境污染指數(shù)整體波動(dòng)水平表現(xiàn)為負(fù)值,表明在這段時(shí)期內(nèi),工業(yè)固體、氣體、液體等廢物排放量均在減少,整體環(huán)境呈現(xiàn)良好狀態(tài);相對而言,資源承載力指數(shù)變化趨勢波動(dòng)較大,其指數(shù)具有明顯的峰值,于2013 年達(dá)到最小值,資源消耗指數(shù)為0.236 19,次年又攀升到0.278 62,此時(shí)為資源消耗指數(shù)的峰值,指數(shù)整體波動(dòng)負(fù)4.4%。

圖3 資源環(huán)境壓力分布特征

3.3 工業(yè)發(fā)展與資源環(huán)境壓力的耦合與解耦特征

基于解耦模型,計(jì)算了我國2007—2018 年資源環(huán)境壓力與工業(yè)發(fā)展的解耦指數(shù),具體詳見表3。由結(jié)果可知,11 年間,我國資源環(huán)境壓力與工業(yè)發(fā)展整體處于解耦狀態(tài),其中強(qiáng)解耦狀態(tài)占整體解耦狀態(tài)的27.5%,弱解耦狀態(tài)占32.5%,強(qiáng)負(fù)解耦狀態(tài)占20%,弱負(fù)解耦狀態(tài)占15%,擴(kuò)張性耦合狀態(tài)和衰退性耦合狀態(tài)各占2.5%,資源環(huán)境壓力與工業(yè)發(fā)展之間耦合與解耦關(guān)系出現(xiàn)波動(dòng)交錯(cuò),且近年來狀態(tài)相對較好,但穩(wěn)定性較差。東中西部地區(qū)由于資源稟賦能力及工業(yè)發(fā)展水平的異質(zhì)性,在耦合解耦過程中呈現(xiàn)出的狀態(tài)變動(dòng)情況有所差異。

表3 資源環(huán)境壓力與工業(yè)發(fā)展之間的耦合解耦過程

4 空間模型構(gòu)建及結(jié)果分析

4.1 探索性空間數(shù)據(jù)分析

在進(jìn)行空間計(jì)量分析之前,需先檢驗(yàn)資源環(huán)境壓力指數(shù)是否存在空間相關(guān)性。本研究選用探索性空間數(shù)據(jù)分析中的全局莫蘭指數(shù)來檢驗(yàn)其空間相關(guān)性:

式中:xi——地區(qū)i的資源環(huán)境壓力指數(shù);xj——地區(qū)j的資源環(huán)境壓力指數(shù);ˉx——地區(qū)間資源環(huán)境壓力指數(shù)平均值;wij——空間權(quán)重矩陣。本研究空間權(quán)重的選擇采取零一矩陣:若省市i和j相鄰,則取值為1;若不相鄰,則為0。

4.2 空間計(jì)量模型構(gòu)建

為進(jìn)一步探究工業(yè)發(fā)展與資源環(huán)境壓力間的互動(dòng)關(guān)系,將研究變量納入空間范圍,并通過拉格朗日乘數(shù)(LM)檢驗(yàn)、最大似然比(LR)檢驗(yàn)、豪斯曼(Hausman)檢驗(yàn),借助Stata15.0 軟件判斷模型的選擇,具體結(jié)果如表4 所示。LR 檢驗(yàn)均在1%水平下顯著拒絕原假設(shè),因此,最終選擇空間杜賓模型(SDM)探究工業(yè)發(fā)展與資源環(huán)境壓力的空間聯(lián)系,最后運(yùn)用豪斯曼檢驗(yàn)決定采用固定效應(yīng),最終構(gòu)建以下模型:

表4 LM 檢驗(yàn)、LR 檢驗(yàn)、Hausman 檢驗(yàn)結(jié)果

式中:REPit——省市i在t年的資源環(huán)境壓力指數(shù);SDIit——工業(yè)發(fā)展指數(shù);ɑ——模型常數(shù)項(xiàng);μ1～μ5——模型待估參數(shù)向量;wij——空間權(quán)重矩陣;υi——個(gè)體;δt——時(shí)間固定效應(yīng);ξit——隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)。

研究控制變量的選取參考以往研究,綜合考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、外商投資水平、城市化進(jìn)程、科技水平、勞動(dòng)力水平、工業(yè)化水平等對資源環(huán)境壓力的影響,具體變量選取及其定義如表5 所示:

表5 變量選取及定義

4.3 空間相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果

由表6 可知,資源環(huán)境壓力指數(shù)的莫蘭指數(shù)均大于0,且通過1%顯著性水平檢驗(yàn),且Z 值均大于1.65,表明我國資源環(huán)境壓力指數(shù)存在較強(qiáng)的空間正相關(guān)性,也表明資源環(huán)境壓力分布具有明顯的空間集聚效應(yīng),資源環(huán)境壓力較高(低)的省份在空間分布較為集中。且在研究范圍內(nèi),莫蘭指數(shù)值波動(dòng)起伏,整體呈上升趨勢,表明整體空間依賴性逐漸增強(qiáng)。因此,將研究變量納入空間進(jìn)行分析能夠減少回歸過程的偏差或無效性。

表6 資源環(huán)境壓力指數(shù)的Moran’s Ⅰ及檢驗(yàn)結(jié)果

4.4 空間杜賓模型回歸結(jié)果

由于直接使用杜賓模型進(jìn)行回歸可能會(huì)造成結(jié)果上有一定的的偏差,因此本研究采用的是LeSage&Pace[12]提出的空間杜賓回歸模型,該模型將回歸結(jié)果分解為直接、間接、總效應(yīng)三類,以盡可能減少誤差。直接效應(yīng)反映的是研究變量對本區(qū)域資源環(huán)境壓力的影響程度,間接效應(yīng)表征的是研究變量對鄰近區(qū)域的影響能力,總效應(yīng)反映的是直接效應(yīng)與間接效應(yīng)的綜合影響。由表7 可知,在三種效應(yīng)下,工業(yè)發(fā)展對資源環(huán)境壓力的估計(jì)系數(shù)均大于0 且通過1%顯著性檢驗(yàn),表明工業(yè)發(fā)展與資源環(huán)境壓力之間存在正相關(guān)關(guān)系,工業(yè)發(fā)展加劇資源環(huán)境壓力。此外,由回歸系數(shù)大小可知,間接效應(yīng)下的工業(yè)發(fā)展系數(shù)大于直接效應(yīng)下的回歸系數(shù),說明工業(yè)發(fā)展具有溢出效應(yīng),對鄰近區(qū)域的資源環(huán)境壓力也造成了一定的影響。

表7 空間杜賓模型回歸效應(yīng)分解

5 結(jié)論與政策建議

綜上所述,本研究通過探究當(dāng)今工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中,資源環(huán)境壓力的時(shí)空演化特征及兩者互動(dòng)關(guān)系,得出如下結(jié)論:我國工業(yè)發(fā)展水平近年來呈上升趨勢、且資源環(huán)境壓力指數(shù)波動(dòng)不大,兩者之間耦合與解耦關(guān)系出現(xiàn)波動(dòng)交錯(cuò),狀態(tài)相對較好,但穩(wěn)定性較差;工業(yè)發(fā)展與資源環(huán)境壓力之間存在正相關(guān)關(guān)系,且間接效應(yīng)下的工業(yè)發(fā)展系數(shù)大于直接效應(yīng)下的回歸系數(shù),說明工業(yè)發(fā)展具有溢出效應(yīng),對鄰近區(qū)域的資源環(huán)境壓力也造成了一定的影響。

基于上文研究,為我國工業(yè)可持續(xù)發(fā)展及緩解資源環(huán)境壓力提出以下政策建議:(1)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),因地制宜。在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化的前提下,政府應(yīng)促進(jìn)生產(chǎn)要素由過剩轉(zhuǎn)向不足,盡可能提高資源配置效率和資源利用率。不同的城市具有不同的發(fā)展背景及資源稟賦結(jié)構(gòu),應(yīng)該充分利用地方優(yōu)勢,制定相應(yīng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略。(2)加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)研發(fā)。加強(qiáng)資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)等新技術(shù)的引進(jìn)研發(fā),通過企業(yè)和行業(yè)的技術(shù)改造,提高資源生產(chǎn)效率,減少污染和能源消耗浪費(fèi)。(3)鼓勵(lì)區(qū)域合作,建立合作化平臺(tái)。通過整合區(qū)域要素市場,積極引進(jìn)先進(jìn)、優(yōu)質(zhì)的技術(shù)和手段,加強(qiáng)區(qū)域行業(yè)聯(lián)系與發(fā)展,有利于減輕行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中的困難。積極引進(jìn)外商投資,利用其溢出效應(yīng)和深化對外開放機(jī)制,使其在我國區(qū)域綠色發(fā)展中發(fā)揮積極作用,為最終實(shí)現(xiàn)區(qū)域綠色發(fā)展共贏貢獻(xiàn)一份力量。