城市化进程、环境规制与大气污染——基于stirpat模型的实证分析-高明.pdf
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1、城市化进程、环境规制与大气污染基于STIRPAT模型的实证分析高明1吴雪萍1郭施宏21(福州大学,福州 350116) 2(清华大学,北京 100084)摘要 本文基于SHRPAT模型,利用中国20012013年的省际面板数据实证分析了城市化进程、环境管制对大气污染的影响。结果表明,城市化是大气污染的重要影响因素,其中,人口城市化对空气污染的影响比土地城市化更为直接;环境规制对工业污染减排的总体刺激效果不佳;不同地区的大气污染受城市化、环境规制的影响存在差异性,东部地区表现的最为敏感,其城市化和环境规制对大气污染均有显著的冲击作用,中部地区只有城市化与大气污染联系紧密,而西部地区无论城市化还是
2、环境规制对大气污染的反应都极不敏感。关键词 城市化进程环境规制 大气污染SFIRPAT模型DOJ:103969jissn1004910X201609015中图分类号F205 文献标识码A引 言中国经济的快速发展带动了城市化的进程,19492014年,我国城镇化率由10“上升至5477,城镇人1:3由05765亿增加到74916亿。联合国发布的(2013中国人类发展报告指出,到2030年,中国城市居民将增加31亿,届时,中国城市人1:3总数将突破10亿,人13城市化率将达70。此外,全国的建成区面积在20002010年间增长了60,远高于城镇人口增长速率。城市是人类、材料和活动的聚集地,是国家经
3、济发展的动力源,因此,他们也是遭受最高水平污染和影响的最大目标。城市化的发展可以带动消费需求和投资增长,但城市化扩张带来的城镇人口增长、持续的工业污染、土地及地域空间扩大等引发了一系列环境问题,其中空气污染问题尤为严重。2014年的环境公报中对161个地级及以上城市空气质量检测结果显示,161个城市中,仅有16个城市空气质量达标,占99;145个城市空气质量超标,占901。2015年中国气象局发布的(2015中国气候公报显示,2015年共出现11次大范围雾霾过程,其中华北、黄淮等地最为严重。大气污染物严重影响人类正常的生存、生活和工作环境,对人体的健康和经济的可持续发展造成不利影响。中国社会科
4、学院、中国气象局联合发布的气候变化绿皮书指出,雾霾天气现象会给健康造成显著的负面影响,例如改变肺功能及结构、影响生殖能力、改变人体的免疫结构等。城市的大气污染问题已严重影响人们的生产生活。党和政府高度重视大气污染问题,党的十八大报告首次提出把建设“美丽中国”作为生态文明建设的宏伟目标,十八届五中全会亦提出必须切实贯彻“创新、协调、绿色、开放、共享”的五大发展理念。近几年,我国环保投入逐年增长,政府相继出台一系列大气污染防治相关政策以规制空气污染,并取得一些成效。但总体而言,空收稿日期:2016一_0基金项目:福建省软科学研究项目“福建省大气污染防治产业技术路线圈制定与升级路径研究”(项目编号:
5、2015R047l。福建省科学技术协会科技思想库研究项目“新常态下发展福建省大气污染防治产业路径与对策研究”【项目编号:2015ZIX)2)。作者简介:高明,福州大学经济与管理学院教授,博士生导师。研究方向:资源环境管理、区域经济。吴雪萍,福州大学经济与管理学院博士研究生。研究方向:资源环境管理、区域经济。郭施宏,清华大学公共管理学院博士研究生。研究方向:环境管理。一110万方数据第9期(总第275期) 工业技术经济 No9(General,No275)2016年9月 Joumal of Industrial Technological Economies sep2016一-I II气污染治理
6、效果不佳,人们往往认为越多的环保投入与良好的污染治理效果之间存在着明显的正相关,其实不然,空气污染问题已不再是投入不足的问题,其背后的症结使人们不得不重新思考中国的环境政策和国家的经济发展战略。在这种背景下,本文从城市化进程和环境规制的视角出发,探究中国30个省的城市化进程、环境规制与大气污染的关联,探寻中国城市经济发展的空气污染特征以及大气污染防治措施的效果,不仅关系到大气污染治理,并且对制定合理有效的经济政策和环境政策,实施科学的城市化发展规划具有重要的参考价值。1文献回顾有关城市化与空气污染的关系研究已成为国内外学者关注的热点。Crossman和Xrueger 1J(1995)研究了GE
7、MS(Global Environmental Monitoring System)城市大气质量数据,结果发现人均收入与二氧化硫排放量存在“倒u型”的环境库兹涅茨曲线(Environmental Kuznets Curve,缩写EKC)关系。Fenger J幢j(1999)对世界多个国家的城市化与空气污染的关系进行研究,得出由城市化进程引起的人口增长、交通污染、工业化发展与能源消耗是造成空气质量恶化的重要原因。Mayer H【3(1999)认为城市化导致空气污染的主要原因有两个:(1)城市化带来的人口增长;(2)城市化造成的土地扩张。国内学者李姝HJ(2011)通过20042008年的省际面板
8、数据,运用GMM方法对城市化、产业结构与环境污染的关系进行定量研究,发现城市化与废气污染呈正相关关系,城市化进程越快,中国环境面临的压力越大。江笑云5等(2013)运用联立方程组对环境、城市化与经济发展之间的关系进行考察,证实城市化是造成EKC的原因之一,城市化带来的工业化和城市扩张使经济增长形成增速效应,进而引起环境污染排放,但人VI城镇化水平却没有促进EKC的形成。王瑞鹏6等(2013)通过协整检验和脉冲响应函数分析得出,短期内,城市化是导致环境污染的主要因素,长期内,城市化对改善环境状况有益。郭施宏【7J等(2015)定量研究了福州市大气污染与城市化水平的演化规律,结果表明,福州市大气污
9、染与城市化的关系并不完全符合EKC,不同污染物演化规律不同,PMl0、s02与城市化成“倒N型”关系,N02与城市化水平的关系呈“倒U型”。吴弱搜【8J等(2015)通过对西安城市化进程、产业结构与大气污染的关系做实证分析,认为西安大气污染的成因很大一部分是城市人口与面积扩张和城市建设带来的建筑性扬尘引起的。STIRPAT模型是有效定量分析人文驱动力对环境压力影响的方法之一,目前已于能源消费碳足迹领域等得到广泛应用。王亚菲9等(2011)基于S IR AT模型,利用不同区域的面板数据测算了城市化对碳排放的影响,发现城市化与碳排放之间存在正相关关系。张勇10等(2014)运用STIRPAT模型分
10、析了安徽省20002011年城市化进程中碳排放的影响因子,发现安徽省的城市化进程中,工业化水平与城镇建成区面积扩张是驱动碳排放的主要因素。卫平【11 J等(2014)基于STIRPAT模型,利用19862010年亚太经合组织中17个国家的数据,分析了城市化、能源消费对碳排放的影响,发现城市化对碳排放的影响仅次于能源强度,城市人口比重和工业增加值占GDP比重均对碳排放有正向作用,说明推进城市化进程和二氧化碳减排可实现统一。国家进行环境规制的手段最主要的是以环境政策的形式规制环境污染,有关环境规制与大气污染的关系研究。夏永久12 J等(2006)借助“环境库兹涅茨曲线”,利用三次曲线方法分析兰州市
11、环境规制,结果表明兰州市虽在经济上存在诸多劣势,但通过结合自身优势再施以一定的环境政策,既使经济保持快速增长,又显著提升了环境质量,阻止了环境质量恶化的趋势。张红凤13等(2009)以计量模型与统计测度验证了环境规制的绩效,发现山东人均污染排放量要低于全国人均污染排放量,他们指出环境质量不会自动进行改111万方数据第9期(总第275期) 工业技术经济 No9(General,No275)2016年9月 Journal of Industrial Technological Economics Sep2016_I I_善,严格的环境规制是必要的,且可通过有效的环境规制改变EKC拐点以取得环境规制
12、效率。傅京燕14(2009)通过对广东省制造业的实证研究,得出正式环境规制越严格,污染排放越小,而非正式规制对污染排放强度有影响但作用不是很明显。钟娟15等(2011)基于“污染的供给需求”模型,分析环境管制、工业发展与空气污染的关系,结果表明,正式和非正式的环境管制对污染减排有显著的抑制作用。王怡u6等(2013)利用脉冲响应函数和方差分解法测算了1994。2009年中国环境规制、技术创新和碳排放的动态响应态势,研究表明,环境规制与碳排放量在对方冲击下的反应曲线为“N型”,且环境规制对碳排放量的预测方差起较大作用。贺灿飞17等(2013)通过空气污染指数数据探讨了环境规制执行动力因素与执行效
13、果的关系,结果表明环境规制的执行阻力和执行能力均对其执行效果具有显著作用,进而影响城市空气质量。冯贵霞【18(2014)梳理了1973。2014年中国大气污染防治政策,认为大气污染防治政策会受政策权力主体地位及话语、政策响应、公众认知及行为、政策工具选择等因素的影响。何为19J等(2015)基于天津市20062013年面板数据定量分析了环境规制、技术进步与大气环境质量之间的关系,研究发现,政府环境政策对降低了污染物排放有显著作用。黄清煌20等(2015)运用广义矩估计法分析了环境规制、环保投资和工业污染减排的关系,发现环境规制对工业污染有负向影响,环境规制每提高1,工业污染强度加重03788。
14、从现有的文献来看,国内外的学者们已经在城市化发展对环境污染的影响、环境规制与改善环境质量的关系方面做了许多描述性分析和实证研究,本文在学者们研究的基础上进一步研究了城市化进程、环境规制对大气污染的影响研究。此外,本文认为,由于区域经济发展方式、资源要素禀赋、地理位置等方面的差异,城市化进程、环境规制与环境污染之间的关系会因地而异。因一1 12一此,本文基于STIRPAT模型,在控制经济、能源消耗因素下,以人口城市化和土地城市化作为城市化进程的体现,以工业污染源治理强度体现环境规制,对全国30个主要省份以及东、中、西部的空气质量与城市化进程、环境规制做回归分析。2模型设定与数据描述21模型设定与
15、变量说明Erlich和Holdren于1971年提出了环境影响决定因素的IPAT方程,该方程用人口规模(P)、富裕程度(A)和技术水平(T)来描述环境影响(I)21。Dietz和Rosa在此基础上建立了STIRPAT(Stochastic Impacts by Regression on Population,Afflu-ence and Technology)模型引。该模型的优点在于克服了IPAT模型的单位弹性假设限制的缺点,通过加入随机性允许将各系数作为参数进行估计,以及允许对各影响因素进行适当分解,以便于根据各自研究的特点开展实证分析123。STIRPAT模型的形式为:I:醅p铲巾 (1
16、)式中,I、P、A、T的含义与IPAT模型中的含义相同,占为估计参数,为随机误差。为将模型转化为线性模型和降低异方差,将模型(1)两边取对数,得到:ln(I)=巯+6lln(P)+62ln(A)+邀ln(T)+1rE(2)本文在STIRPAT模型基础上,参考相关研究24,25,以及结合本研究特点,以工业废气排放量反映大气环境影响,选取人口城市化和土地城市化反映城市化进程,将富裕程度分解为人均GDP,将技术水平分解为经济能耗和环境规制水平,最终模型为:lnWit=岛+61lnUit+121nPiLl+831nEit+841nGit+lnsit式中,W是被解释变量,表示工业废气排放量,u为城市化率
17、,P为环境规制,G为人均GDP,E为经济能耗。本文选取人口城市化率(P)和土地城市化进程(UUG)2个指标代表城市化进程作为模型中的一个解释变量。其中,万方数据人口城市化率为城镇人口占总人口的比重,土地城市化则以建成区面积数据为指标,城镇人口的聚集可以反映一个城市经济活动的频繁程度,建成区面积所占比例可以反映城市土地利用与扩张情况,两者都是代表城市化进程的重要指标。对于环境规制的度量,学者们采用的代理指标不尽相同,如工业污染治理投资额、污染排放量、三废达标排放量以及能源强度等,但这些代理指标均存在一定程度的缺陷。本文采用的是工业污染源治理投资额占地区生产总值比重的滞后一期来设计环境规制评价指数
18、,该指标除了考虑了各地区的实际工业污染治理投资额,消除地区差异,还考虑了环境规制可能产生的滞后效应。为了尽可能避免遗漏其他变量对估计结果产生偏误的影响,在模型中增加了经济水平和经济能耗这两个控制变量,经济能耗为实现单位GDP的煤炭消耗量。it表示第i地区第t年的相关指标数值。为比较不同变量对大气污染的影响,本文对城市化进程、环境规制、经济水平和经济能耗进行回归,兢&则表示每个变量回归的系数;Eit为随机干扰项。22数据来源与描述本文中计算中国各个省份全省的工业废气排放量和人均GDP的原始数据均来源于20012012年的中国统计年鉴。城市化进程中的人El城市化指标和土地城市化指标数据均来源于20
19、012012年的中国城市统计年鉴,其中各地区的人口城市化为各地区所有城市的年末城镇人口数占年末总人口数的比重;各地区的土地城市化为各地区所有城市的建成区面积比上城区总面积。各地区的环境规制强度的数据来源于20012012年的中国环境统计年鉴,为工业污染源投资额比上各地区的GDP。各地区的经济能耗数据来源于20012012年的中国能源统计年鉴,为实现单位GDP的煤炭消耗量。西藏因数据的不可得性,研究对象为除西藏以外的其余30个省份。主要变量的基本统计量、计算方法和数据来源如表1所示。表1各变量的统计性描述数据来源:(ee国统计年鉴,中国城市统计年鉴,中国环境统计年鉴,(ee国能源统计年鉴。3城市
20、化进程、环境规制对大气污染影响的实证分析基于s1陬PAT扩展模型,本文利用Statall0软件,采用面板数据分析方法,分别将人口城市化率和土地城市化率作为城市化进程变量以避免多重共线性,单位生产总值的工业污染源治理投资额作为环境规制变量与被解释变量进行回归估计。由于我国的东部沿海地区、中部地区与西部地区的区域经济差异明显,因而本文首先对全国样本进行估计,再分别估计东中西部地区城市化进程和环境规制对大气污染的影响,检验城市化进程、环境规制与大气污染的相关关系是否也存在区域性差异,从而得到8个模型。首先用F检验判断应建立混合模型还是个体固定效应模型,因为F检验的P值均为000,建立个体固定效应模型
21、更合理。再进行Hausman检验来选择随机效应模型还是固定效应模型,由于P值为00000,故拒绝原假设“:与xzi不相关”,所以选择了固定效应模型。全国整体样本和区域样本的计量回归结果如表2所示。一1 13万方数据第9期(总第275期) 工业技术经济 No9(General,No275)2016年9月 Journal of Industrial Technological Eeonomics s印2016-_一F -_-一注:括号内的数值为T值;*表示在1水平下显著,*表示在5水平下显著,*表示在10水平下显著。从表2的总体回归结果看,8个模型的F检验值均能在1水平下显著,而8个模型中模型5调
22、整后的R2最高,达到09273,说明模型5的拟合效果最好。从具体解释变量看,整体样本估计结果显示,在主要解释变量中,土地城市化在10的水平下显著为正,表明土地城市化是影响大气污染的一个重要因素。随着土地城市化的推进,城市的基础设施和公共服务设施逐渐增多,城市土地的扩张、城市建设会带来粉尘和扬尘不断增加,严重威胁着城市的空气质量;人口城市化对工业废气排放量的影响在1的水平下显著,对工业废气的排放具有正向作用,即人口城市化越快,大气污染越严重。人口城市化对大气污染的影响一般是随着人口不断向城市迁移,慢慢形成人El规模和聚集效应,使得城市的经济活动更加频繁,带来资源能源供应不足、能源消费结构不合理、
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