经济增长对雾霾污染影响的实证研究——基于中国省级面板数据门槛效应分析-李德立.pdf

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1、168 生态经济第33卷第10期(2017年10月) Ecological Economy，V0133，No10(October 2017)经济增长对雾霾污染影响的实证研究 _于中国省级面板数据门槛效应分析李德立，王夕文(东北林业大学经济管理学院，黑龙江哈尔滨150040)摘要：运用Hansen提出的“面板门槛回归”模型，采用中国30个省份的相关数据和国外权威机构发布的PM，数据，研究经济增长与雾霾污染的关系。结果表明：经济增长与雾霾污染存在着明显的非线性关系；且能源消费结构、能源强度、产业结构和城镇化率在经济增长与雾霾污染关系中表现出显著的门槛效应，即当这几项门槛变量达到或跨越一定的门槛值时

2、，经济增长对雾霾污染的影响程度会发生显著不同的增减变化，并据此提出了相应的对策和建议。关键词：经济增长：雾霾污染；PM，。：门槛效应中图分类号：X24 文献标识码：A 文章编号：1671-4407(2017)1016806Empirical Study on the Effect of Economic Growth on Haze Pollution：Analysis of ThresholdEffect Based on Provincial Panel Data in ChinaLI Deli，WANG Xiwen(College of Economics and Management，

3、Northeast Forestry University,Harbin Heilongjiang 1 50040，China)Abstract：In this paper,using panel threshold model proposed by Hansen，using the panel data of Chinese provincial leveland the data of PM，E which published by foreign authorities，we analyze the relationship between economic growth and ha

4、zepollutionThe results show that there is a significant nonlinear relationship between economic growth and haze pollution；andthe energy consumption structure。energy intensity,industrial structure and urbanization rate have significant threshold effectson the relationship between economic growth and

5、haze pollution。纾毋en these threshold variables reach or get beyond certainthreshold valuesthere are significant different changes也at will increase or decrease in the impact of economic growth on thehaze pollution，then we accordingly put forward the corresponding countermeasures and suggestionsKey wor

6、ds：economic growth；haze pollution；PM，。：threshold effect1引言当前，我国经济增长一直保持着突飞猛进的态势，但是以破坏环境为代价的增长背后，所产生的问题日趋明显，其中较为严重的一项就是雾霾污染。针对此问题，我国相关部门开始采取措施，以尽量降低雾霾污染程度。2012年我国环保部通过了环境空气质量标准，准备逐步展开对我国各地雾霾污染的监测；2013年由我国国务院发布的大气污染防治行动计划中明确提出关于雾霾污染治理的政策；各地方政府也结合当地特点，就雾霾污染的治理做出了相关规定，如北京市大气污染防治条例兰州市实施大气污染防治条例等；2014年国家减

7、灾办、民政部首次将危害健康的雾霾天气纳入到2013年自然灾情进行通报；2016年在我国的“十三五规划期间，将“生态环境质量改善作乡铲十三五”时期经济社会发展的主要目标之一，作为约束性指标倒逼经济发展方式。这些措施的目的都是为了推动生态环境质量的总体改善，并使经济和环境协调平衡发展。鉴于此，通过对雾霾污染和经济增长之间的关系进行准确量化的研究，对于正确认识经济快速增长过程中，影响雾霾污染的产生因素提出相应的解决方案具有深刻的理论价值及现实意义。2文献回顾及评价Grossman&Krueger【”针对北美自由贸易区谈判的内容，首次研究得出人均GDP与环境质量之间存在非线性关系，环境污染会随着收入水

8、平的逐渐增加呈现先上升后下降的趋势，由此提出经济增长和环境污染之间存在库茨涅兹倒“U”曲线。之后，许多学者2-4都证实了“U”型曲线的存在，即运用不同的环境质量相关变量，研究得出，在如So，等污染物与经济增长的关系中，存在环境库兹涅茨曲线的形态和转折点；并且在某些政策的控制下，能够有效地改变转折点的位置和曲线的高低程度。而对于中国“环境库兹涅茨曲线”的研究，也有基于我国国情的相关分析。王火根陋1通过对我国环境污染与经济增长之间关系的“环境库兹涅茨曲线”进行分析后，结果显示出SO：等污染物质的排放对于人均收入存在着门槛效应，人均收入对环境污染存在边际影响，并且当人均收入跨越某个门槛值时，第一作者

9、简介：李德立(1964一)，男，黑龙江哈尔滨人，副教授，硕导，研究方向为宏观经济统计。E-mail：ldlaaa126corn通讯作者简介：王夕文(1992一)，女，内蒙古包头人，硕士生，研究方向为宏观经济统计。E-mail：1042947610qqtom万方数据李德立等：经济增长对雾曩污染影响的实证研究 169环境污染的边际影响系数将会有所降低。将环境污染具体到雾霾污染，并研究与经济增长的关系中，王星161使用空气中PMm SO：和N02浓度的监测数据，对我国经济增长与雾霾污染之间关系进行实证检验后，认为经济增长与大气质量之间尚未实现完全脱钩，而这三项空气检测指标分别与经济增长之间呈现出倒“

10、N”型、倒“U”型和正“U”型的曲线趋势：随后有学者【7也证实，经济增长会对雾霾污染产生严重的负面影响。由以上文献得出，现有研究主要内容是考察经济与环境二者间是否会呈现钟U”型曲线，少有研究说明二者之间的影响程度，而针对PM：，这一因素的研究在近几年才逐渐展开讨论。由XuLint81的调查可知，缺乏对PM2，污染的社会经济影响因素研究是有双重原因的。第一，和常规污染物如S02和NOx的研究相比，PM2，不是发达国家的一个严重环境问题，所以对PM2；污染的关注度不高。第二，在许多发展中国家里，PM2，污染物虽然会对环境和人类造成很大威胁，但因为其相关数据还未开始进行监测，所以对于聊喝，污染物的数

11、据通常是不可用的。而更重要的是，考虑到PM2，在中国是雾和霾的主要成分，调查微粒浓度(PM2，)和经济增长之间的关系对于中国决策者是有重要价值的。魏巍贤、马喜立【91对中国能源结构调整、清洁技术进步和雾霾治理的政策组合进行模拟研究，认为治理雾霾的根本手段是在推进能源清洁技术进步水平的同时，提高能源利用率并辅助以硫税或碳税政策来降低能源强度，从而能够有效减少以PM2；和PMlo为主要成分的雾霾污染。其他学者【l叭”也分析认为，经济增长中的某些必要因素，与雾霾有着密不可分的关系：产业结构，工业化水平与雾霾污染呈正相关关系；城市化进程的推进对雾霾污染同样具有正向影响；文中指出城市工业增加值占GDP的

12、比重每提升1，则有雾霾污染的天数将会增加4天；若象征重工业化程度的变量霍夫曼系数的倒数每提升l，那么雾霾天数也将会增加l天；城镇化率愈高，所对应的雾霾污染现象也会愈严重。综上所述：随着经济增长，雾霾污染的水平具有先升后降的趋势，且形成此状况是受不同因素的共同影响。所以，对于雾霾污染“库兹涅茨曲线”的研究应该分因素分阶段进行，并且需对不同结果进行区别分析。而目前针对雾霾中PM2，与经济增长之间的相关研究，还是比较缺乏的。由此，本文基于生态经济学的角度，并结合环境库兹涅茨曲线理论认为，可能存在某个经济拐点，当跨越拐点后雾霾污染程度将会有不同幅度的变化。为了探索这一拐点和变化，本文以我国30个省份为

13、分析目标，以大气污染防治行动计划所设立的空气质量控制目标为依据设立所需变量，根据冷艳丽、魏巍贤等的分析思路，并结厶门槛模型”的方法对经济增长与雾霾中PM2，之间的关系进行深入研究(后文所称“雾霾”，均指PM拍这一变量)。3模型设定与估计方法31模型设定目前学者们在进行门槛效应的分析时，广泛应用的是Hansen在1999年提出的“非动态面板门槛模型”，基本思路是把门槛值当作其中一项未知变量加入到模型中，建立起有关于关键变量的分段函数，又寸“门槛值”和“门槛效应”进行更进一步的估计与检验，最后得到相应的“门槛效应”。所以，为分析经济增长对雾霾污染的影响程度，本文利用能源消费结构、能源强度、产业结构

14、和城镇化率作为二者之间的门槛变量，研究这些变量是否具有经济增长对雾霾污染产生影响的门槛效应，然后通过各项检验，进一步考察是否会有多重门槛效应。首先，本研究以20世纪70年代美国生态学家Ehrlich&Holdren提出的STIRPAT模型为依据，对考察经济增长与雾霾污染之间的关系建立起实证模型。该模型是根据经典的IPAT等式，经过进一步的完善而成的随机形式”21。其基本形式为：1：口p重愚丁岛占，在式中的，、P、彳和丁分别表示环境、人口、财富和技术要素。a为系数值，声，、局和仍是各项要素的系数，s是随机误差项。为了研究影响雾霾污染的因素，并借鉴学者13-14之前的分析和实际应用，本文对STIR

15、PAT模型进行改善和增添，选取了能源强度作为技术要素的表征：将人均GDP作为财富要素的表征；各省份常住人口代表人口要素。因此得到如下影响雾霾污染因素的基本数学模型：L=口x轳毋磁舒x毛 (1)式中：，代表雾霾污染程度；a是常数项；P是人口要素的表征值，即“常住人口数”；丁为能源强度，代表着技术要素；昱为其他对于雾霾和经济增长有影响的控制变量；A是财富要素的表征值，即“人均GDP”；s表征随机干扰项。为了计算出参数值，对式(1)的两侧同时取对数，可得：lnf,=lna+flll哦塥lnIf+岛lnEi,+fl,lnAit+lnsif (2)模型(2)没有涉及到产业结构等变量的“门槛效应”。依据H

16、ansen的门槛回归方法的思路，假设可能存在“单一门槛效应”，则在模型(2)的基础上建立单一门槛模型：h比=lna叩1l叱设ln砖崛lnE。+口1l以刃僻)+Ozlna,a(RM)+lnen 7式中：R是可能会产生门槛效应的变量，即门槛变量；4为门槛依赖变量；为待估计的门槛值；g()为设定的虚拟函数。对于给定的门槛值一，可以通过OLS法估计得到各项声和9的一致估计量，以及其所对应的残差平方和S。以上是针对单一门槛值的模型假设与计算方法，在实际计算中可能会出现有多个门槛值的可能。下面列举的即为“双门槛效应”的模型，在“多门槛效应”的模型构建时也与此类似：万方数据170 生态经济第33卷第10期(

17、201 7年lO月) Ecological Economy，V0133，No10(October 2017)lnlit=lna+flIln只。+热ln互掐ln磊+01lnAfa(R1)+021nAitq以1z2)+lnen同样，单一门槛模型的估计思路也可以应用在多重门槛模型中。计算方法如下：先在单一门槛模型里通过计算墨)，进而估计出卢。，然后将第一门槛值。固定，再对第二个门槛：值进行搜索和估计。根据上述方法，以及环境库兹涅茨曲线假说和魏巍贤等学者的研究思路，依据大气污染防治行动计划中对于如何有效降低雾霾污染的控制目标，从其中总结得出有关变量，即将PM：，(pro)、人均GDP(4)、常住人口(

18、peo)、能源消费结构(M)、能源强度(i)、第三产业增加值占比(S)、城镇化率(C)作为变量建立门槛模型。其中，分别以能源消费结构(M)、能源强度(f)、第三产业增加值占比(s)和城镇化率(C)作为门槛变量进行建模：lnpmi,=lna+flLlnit,+f121npeoiL+8ji十80心i+01lnAi,q啤(0p+021nAiA啤(旧加+lmfflnpmir=lna+flLlnM_f,+f13npeoj郑lnCf,+f141nSi,+01lnA，,q陴(D#+021nAifc啤(D川+lnsdlnpmit=lna+flllnii,+f121npeof柏InC,+flalnMi,+ 01

19、lnA。日啤($】+吼lnAffg限(回】+l们nInpmi,=lna+flIInit+f121npeoi卡8j恼Mll+8iLnsil+01lnA。MR(C)It+021nAiaR(c)川+1n 32研究方法简述考虑到描述的简练，本文用单一门槛模型的计算方法进行说明和介绍。Hansen根据逐一抽样的方法搜索门槛变量中的各观察值，找出模型中的残差平方和SSR(y)最小的观察值即被确定为门槛值。而进行门槛模型系数估计的方法，是利用“格栅搜索”估算得出各门槛值的大小”51。以单一门槛模型为例，门槛值的计算有如下步骤幡171。首先，构建门槛模型：yir=-#i+fllXit+git qny (9)y

20、i严p寸侈萨iI+。qnY (10)其中：q。是门槛变量(可以作为自变量的一部分)，y是待估计的门槛值，扰动项被定义成是独立同分布。对模型作进一步地简化处理后，对给定的取值，用OLS对方程进行一致估计，得到待估计的参数和对应的残差平方和SSR。然后，通过对y的值进行选择，使得SSR最小。最后得到相应的估计系数。得到门槛变量的估计值后，还要对模型进行进一步的统计检验。门槛模型的检验，可以分为以下两步。(1)显著性检验：即是否存在结构变化点。主要检验的是根据门槛值进行划分的不同组样本之间，所组成的模型估计参数是不是存在明显差异。原假设为：no：声。确，从而构建LM统计量：F：。墨二墨塑最(尹)式中

21、：氐是在原假设条件下残差项平方的总和，最是在存在门槛效应情况下的残差项平方总和。运用“bootstrap”(自举法)，模拟其渐进分布以检验门槛效应的显著性，计算得出F值进而求出P值，当P值小于00l时，即为通过检验。(2)置信区间：门槛值是否等于真实值。通过采用朋构造非拒绝域。设定原假设为：H。：)=y。，构造似然比LR统计量： 哦()：n型掣(12)o。L，J当在显著性水平为仅时，LR。()p2)(304) f449) (-573) f446)O295 一0004 42 0126lIlfr760) (一009) r472)0231 O0189 0415 0。0846lnpeo (1063)

22、(091) f1462) f513)0190” 一0103” 1008lnCr237) (一200) (931)0306 一0004 4l 0355InSf272) (-006) 似91)一0057 7 0180 O05lnM(一169) (361) (163)O829一 2122 2751 1934lIla佗39) r661) f720) f975)注：括号中为t统计量；、”、分别表示在10，5，1的显著性水平下通过检验。(1)能源消费结构(M)门槛值分析。我国的能源消耗，一直是一种多煤少油气的使用结构，伴随着我国经济快速增长的现代化步伐，要改善以燃煤为主要能源消耗方式的情形并不容易。由于原

23、煤属于一种化石能源，在它的燃烧过程中，受到转化方式和燃烧利用形式的影响，大多数能量以粉尘，甚至以有害的固体、液体、气体的形式排放掉了，而且污染物的排放系数会略高或显著高于其他能源消耗时的排放系数。因此在其他条件不变的前提下，能源消费结构的少煤化会有利于降低雾霾的形成和污染。从表6显示的系数结果也可以得知，煤炭消耗所占的比重小于等于第一道门槛353时，经济增长量每增加1所引起的雾霾污染程度只有O054 3；而当煤炭消耗占比跨越第一道门槛达到第二门槛值497时，经济总量每增长1所带来雾霾污染程度高达O075 8，较前一阶段时增长了00215；当煤炭消费比例跨越第二道门槛时，经济总量每增长l所带来雾

24、霾污染程度将会更高，达到0088 1。(2)能源强度(f)门槛值分析。本文运用能源强度变量来表示模型中的技术进步要素。由表6可得，当能源强度值不高于第一门槛值1655吨万元时，经济增长影响雾霾的变化系数为0073 2：当能源强度在1655吨万元和2223吨万元之间时，经济增长系数增长到0085 9，较之前增长了0012 7；当能源强度跨越第二道门槛值2223吨万元时，经济增长影响雾霾的变化系数继续增长为O098 5。结果说明在同样的经济结构条件下，技术进步可以有效抑制由于经济快速增长所引起雾霾污染增长的幅度。(3)产业结构(S)f-j槛值分析。产业结构是影响经济增长的重要因素，同时，也是间接影

25、响雾霾污染的一项关键变量。本文关于产业结构的表征变量是第三产业增加值占国内生产总值GDP的比。而在第三产业的行业分类中，交通运输业之外的其他行业，污染物排放量均较低。因此相比于第二产业来说，可以被认为是环保产业。因此，所占比重越大，经济增长对雾霾污染的影响程度就会相对越少。根据表6计算结果可得，第三产业增加值占GDP的比不多于391时，经济每增长1时会减少0204的雾霾污染量：当第三产业占GDP比重位于第一道门槛391和第二道门槛482之间时，经济增长量每增长1时，雾霾污染量会继续减少到0211；且当第三产业增加值占GDP比重跨越第二道门槛，即大于482时，经济增长所降低的污染物排放量就会持续

26、减少到0239。(4)城镇化率(C)门槛值分析。目前我国各地的城镇化水平在不断提高，而根据表5可知，在我国的城镇化率对各省份经济增长与雾霾影响程度的双重门槛模型估计中，门槛变量的估计值分别是0519、O849。从表6的参数估计结果来看，当一个地区的城镇化率水平未跨越第一道门槛值05 19时，经济每增长1对雾霾污染的影响是0090 5；而当城镇化率跨越第一道门槛后，经济每增长1对雾霾污染的影响有所缓解，降低到0079；当城镇化率跨越第二道门槛时，经济每增长1对雾霾污染的影响会继续降低至0066 1。各项系数的检验也均在1的检验水平下显著。5结论与建议本文基于以“门槛回归”分析方法为代表的非线性计

27、量经济学理论，结合生态经济学“sTI嗍模型，运用200l一2010年我国省级层面的面板数据，实证检验并分析了我国经济增长对于雾霾污染的影响程度。从前文的研究结果发现，在经济增长进程中，能源消费结构、能源强度、产业万方数据李德立等：经济增长对雾霆污染影响的实证研究 173结构和城镇化率四种因素在经济增长对雾霾污染的影响中均存在显著的门槛效应。其中经济增长会在能源消费和能源强度不断升高的条件下加重雾霾污染程度；而经济增长会随着第三产业占比和城镇化率的提高减缓雾霾污染程度。根据上述研究结论可得，目前，我国正处于“十三五”规划期间，为了进一步实现大气污染的有效治理，降低雾霾污染程度，同时经济持续中高速

28、增长的目标，从而达到经济与环境的友好发展。建议从以下方面进行改进。(1)进行能源结构的转变。由于当前煤炭的价格和开采优势，决定了我国以煤为主要能源消耗来源的情况在短时期内很难有所改变。因此应结合我国大气污染治理目标的内容，采取以下两点措施：能源开发方面，加快推动新能源的开发，根据我国各地的不同气候条件，发展风能、太阳能等清洁能源，找到新的能源替代，逐渐取代煤炭的开采；能源消耗方面，以清洁能源产生的电能逐渐取代以燃煤为主的煤电，从而逐步改善我国经济增长对于煤炭的过度依赖，使我国的能源消费结构走向绿色化，清洁化。(2)提高技术进步和科技创新水平。毫无疑问，既要发展经济，又需根治雾霾，必须依靠科技的

29、力量。为促进经济的发展，应不断改善现有科学技术，提高环境污染的治理水平，运用高新技术实现节能减排的目标，推动社会绿色健康发展；应加大对科技创新的投入比，鼓励各产业积极创新，推动环保产业发展，必要时可由政府在财政上进行支持。(3)合理发展第三产业。在我国政治体制和战略措施的背景下，我国长期以来都是以重工业为主的经济增长模式，从而产生过多的能源消费。因此减少重工业产业在国民经济中的比重，促进第三产业的发展，是雾霾污染治理的重要措施。对于第三产业的发展，一方面，应大力发展生产型服务业，重点发展售后服务、研发设计等，开发金融产业项目、科技创新从而提高服务业的现代化水平；另一方面，根据人民生活的不同需求

30、逐步丰富生活型服务业的内涵，目前最需要的就是要建立医疗用药服务、文化健身服务等现代化的生活服务行业。(4)科学拓展城镇化的进程。根据本文的实证预测结果可以得知，城镇化水平的不断提高将会在一定程度上导致雾霾污染，但是污染程度会逐渐减低，也就是需要在城镇化的发展中采取一定措施，才会改善城市环境以及雾霾污染程度。由于国家将会继续推动新型城镇化的建设，在城市范围中不断加重的雾霾污染问题就亟待解决。其中一项重要的措施就是加强生态文明建设。把雾霾中各项指标，如PM：，等在空气中的含量加入到政绩考核和评价某地区生态环保水平的标准中，确立起以“降霾，为标准的考察体系：相关部门也应加强雾霾中各污染物浓度的大气质

31、量监测，呼吁民众对于大气环境问题的关注，树立起对环境质量的监督意识；在城市范围内提高绿化覆盖率，增加公园数量，从而达到城市环境自净能力的提升和雾霾污染的降低。(5)根据本文模型的结果也能够得知，每一项变量不是单独对于经济增长造成的雾霾污染产生影响，而是在其他变量的共同作用下形成的结果。所以，能源消耗、技术进步、产业结构以及城镇化是密不可分的几项重要因素，应将其相互结合，相互促进，才能共同改善我国目前的雾霾污染“危机”，进而促进经济稳定有效增长，使我国的经济发展绿色化、效益化、生态化。同参考文献：1Grossman G M，Krueger A BEnvironmental impacts of

32、the northAmerican free trade agreement【R】Cambridge：NBER WorkingPaper,19912Grossman G M，Krueger A BEconomic growth and theenvironmentJQuarterly Journal of Economies，2000，llO(2)：3533773Selden T M，Song DEnvironmental quality and development：Isthere a Kuznets curve for air pollution emissionsJ】Journal o

33、fEnvironmental Economies and Management，1994，27(2)：1471624Markandya A，Golub A，Pedroso-Galinato SEmpirical analysis ofnational income and S02 emissions in selected European countries【J】Environmental and Resource Economics，2006，35(3)：221257【5】王火根经济增长对环境污染的面板门槛效应分析J】老区建设，2012(18)：1417【6qz星雾霾与经济发展基于脱钩与E

34、KC理论的实证分析J】兰卅I学刊，2015(12)：157164【7】彭茜薇基于VAR模型的湖南省经济增长与雾霾污染关系研究J】中南林业科技大学学报(社会科学版)，2014(2)：55-58【8Xu B，Lin BRegional differences of pollution emissions inChina：Contributing factors and mitigation strategiesJ】JournalofCleaner Production，2016，112(4)：1454-14639魏巍贤，马喜立能源结构调整与雾霾治理的最优政策选择J中国人口资源与环境，2015(7)

35、：6-1410冷艳丽，杜思正产业结构、城市化与雾霾污染【J中国科技论坛，2015(9)：4955【11】何枫，马栋栋雾霾与工业化发展的关联研究中国74个城市的实证研究【J】软科学，2015(6)：1 101 1412付云鹏，马树才，宋宝燕中国城乡居民消费碳排放差异及影响因素基于面板数据的实证分析【J】。经济问题探索，2016(10)：4350【13】贾登勋，黄杰门槛效应、经济增长与碳排放【J】软科学，2015(4)：6770【14】彭迪云，刘畅，周依仿长江经济带城镇化发展对雾霾污染影响的门槛效应研究基于居民消费水平的视角【J金融与经济，2015(8)：36-42【15】齐亚伟空问集聚、经济增长与环境污染之间的门槛效应分析J】华东经济管理，201 5(10)：72，7816】陈强高级计量经济学及Stata应用(第二版)【M北京：高等教育出版社，2014：505508【17Hansen B EThreshold effects in nondynamic panels：Estimation，testing，and inference【J】Journal of Econometrics，1999，93(2)：345368(责任编辑：张海艳)万方数据