经济集聚与环境污染的交互影响及空间溢出(共19页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上经济集聚与环境污染的交互影响及空间溢出平和宋德勇(2013)、张可和豆建民(2013)等认为产业集聚对城市的环境消耗具有规模效应,集聚在一定程度上节约了环境消耗。HereinandKanek(2013)证实了国家间的环境污染存在空间溢出。Qian(2014)、吴玉鸣(2012)、马丽梅和张晓(2014)的研究均表明中国的环境污染存在空间溢出。高爽等(2011)、许和连和邓玉萍(2012)认为制造业集聚和FDI集聚与污染密切相关且三者均存在空间溢出。既有研究多关注集聚对污染的单向影响,少有研究污染对集聚的反向影响。多基于经验设定模型,缺少严密的理论推导过程,不同的研究目
2、的和模型设定得出的结论不尽相同。忽略了集聚和污染的空间相关性,估计出来的结果可能是有偏的。多考虑单一污染物,而污染物的来源存在差异,对实证结果难免造成影响。多选取省级层面数据,而省域空间尺度较大且内部差异性较大,难以完全捕捉空间溢出。基于以上不足,本文在产出密度理论基础上,采用中国283个地级及以上城市的数据,考虑多种污染物,运用空间联立方程模型探讨两者间的双向作用机制和空间溢出。既有研究多单独将污染作为外生变量(产出端)或内生变量(生产投入端),本文分别从生产投人端和产出末端两种视角构建两者的内生机制,并验证这种内生机制。空间联立方程既解决了内生性问题,又考虑了内生变量的空间溢出,国内罕有学
3、者采用这一方法。二、理论模型本文在UshifusaandTmhara(2013)生产密度模型基础上,将经济集聚的负外部性环境污染纳人这一理论模型。相关研究一般直接将污染作为外生变量引人生产函数,即认为污染是生产的耗表现为污染物对环境的损害。本文结合这两种视角,从产出末端和生产的投入端来构建污染强度和产出密度之间的理论模型。UshifusaandTmhara(2013)的产出密度基本模型如下:其中:心表示第i个城市的单位面积产出,为希克斯技术中性参数,ni为就业密度(单位面积的非农就业人数为单位面积物质资本投入,a为物质资本和劳动在单位面积上的回报率,且01表示集聚产生了正的外部性。1.从产出末
4、端来构建经济集聚与污染之间的理论模型考虑到集聚会产生环境负外部性,从生产的末端看,污染是生产的附属产品,因此可将污染扩展到产出密度模型中。假设0单位的产出将会带来;单位的污染产出,产出分为两类:正常产出和污染产出见。(1)的产出并未包含非期望产出,污染作为一种附属产品,可以认为满足产出密度模型的基本特征。/认可以表示产出过程中污染产出与正常产出之间的比例关系,即污染强度。根据(1)式可知正常产出在单位面积上的产出与就业密度、物质资本投入等因素密切相关,非农部门的就业密度越高,意味着具有更高的劳动生产率,有利于促进集聚经济的形成,非农部门劳动生产率的提篼会促进产出的扩张,促进污染排放总量的增加。
5、当非农部门中污染型产业的比重增加时,污染产出增加的速度高于整个非农部门的产出增加速度,从而导致污染强度增加。当大量的经济活动集中在有限的空间时,特别是诸如制造业等容易产生污染的产业集聚,产出过程中的污染副产出总量和强度也随之增加。当物质资本和劳动的单位回报率一定,Axrbl时,根据产出密度理论模型可知经济集聚会通过地方化经济和城市化经济获得集聚的正外部性,未来获得集聚的溢出效应,微观企业个体受交通运输成本和临近中心市场的驱动,不断向中心地区集聚,使得地区经济集聚不断提高。此时集聚的向心力大于分散力,实现了生产上的规模经济,经济集聚主要表现为产出规模的扩张和污染产出的增加,经济集聚会促进污染的排
6、放,此阶段的地区发展目标主要为追求经济快速增长。当经济活动过度度集中时,随着集聚水平的继续增加,集聚呈现出明显的负外部性,即当满足0近年来中国城市化进程不断推进,经济集聚水平不断提高。同时,中国的城镇化率相对发达国家偏低,经济集聚水平未达到临界水平。中国的城市化篼度依赖工业化,且城市集中了中国多数的工业产能,伴随着工业发展的是劳动生产率的不断提篼。基于以上理论和现实分析,本文假设中国城市的经济集聚水平和非农部门劳动生产率的提高加重了城市环境污染。从生产的投入端构建环境污染对经济集聚的反作用模型从生产投入的角度看,环境可以作为一种要素进入生产函数,生产的过程中需要消耗环境要素以获得产出。假设为第
7、i个城市单位面积上的污染排放量,尸;为第i个城市总的污染排放量。将环境作为要素投人扩展到1(警严(4)上式表明经济集聚与劳动生产率和污染的排放强度密切相关,系数a(18-DX/(l-aX)表示污染排放强度对产出密度的影响大小,对(4)式两边同时取对数可以得到:当经济集聚产生正的外部性时,即当满足Axrbl时,污染对经济集聚会产生抑制作用。虽然经济活动集中可实现规模经济和产出规模扩大,但是,当经济密度过高时,由于对环境要素的消耗集中,表现为污染物对环境的损害增加,一方面,恶劣的环境会影响劳动者的健康和劳动供给,居民可能会重新选择居住地,降低了劳动生产率和消费需求;另一方面,经济过度集中时,环境要
8、素的价格会变得更昂贵,如环境规制提篼,企业的环境成本增加,企业会重新选址或者选择其他要素对环境要素进行替代。因此,单位面积上的经济活动可能会降低,即污染对产出密度产生抑制作用。三、实证模型设定与变量选取根据理论模型可构建经济集聚与环境污染的联立方程模型以解决它们之间的内生性问题,本文分别用单位面积的产出和单位产出的污染排放量(污染强度)来衡量经济集聚和环境污染,其中ft可以认为是包含了一组控制变量或解释变量引人到实证模型中。考虑到经济集聚和环境污染的空间溢出,将两者的空间滞后项纳人模型,构建污染方程和产出密度方程以考察两者间的作用机制:其中p为单位产出污染排放量。ag为单位面积上的非农产出,表
9、示经济集聚程度。pro为人均非农产出,代表劳动生产率水平。表示城市i和城市/之间的空间关系,城市地理相邻时取值为1,不相邻时取值为0.Z和r为其他解释变量,X包括了对外开放度(ope/O、产业结构(/is)、技术进步环境规制(regu/)、经济发展水平(rgrfp),r包括了交通便利度(iron)、对外开放度(cpenO、环境规制(regit/)、人口规模(pep)、市场潜力(mar)。叫和t;表艰地区个体效应,和为随机扰动项。为了验证环境的库兹茨曲线是否存在,污染方程中加入了的二次项。考虑到劳动生产率同时还内生于经济集聚和环境污染,即经济集聚和环境污染对劳动生产率会产生影响,忽略这种影响,估
10、计结果是有偏的。GraffZivinandNeide!l(2012)、HannaandOliva(2011)、杨俊和盛鹏飞(2012)等人认为环境污染对劳动生产率产生重要影响:一方面,环境污染通过影响劳动者的身体健康,降低人力资本质量和劳动生产率;另一方面,环境污染通过影响劳动力市场供给来间接影响劳动生产率。马歇尔外部性认为经济活动在空间上的集中有利于知识的溢出,有利于形成劳动力蓄水池,促进劳动者之间的信息交流、共享和劳动力流动,从而提篼劳动生产率(Overman,Puga,2010)。LallandShalizi(2004)认为经济集聚的地方化经济和城市化经济有利于提高劳动生产率。因此,本文
11、构建了劳动生产率方程:Z为一组影响劳动生产率的控制变量,包括了教育规模(edu)、教育质量(gedu),医疗水平(med)和劳均资本投资(幻。和分别为地区个体效应和随机扰动项。2.数据来源及变量说明本文数据来源于20032012年中国城市统计年鉴和中国区域经济统计年鉴,考虑到数据的完整性、连续性以及行政区域调整,最终选取了中国283个地级及以上城市,产出指标均以实际产出来定义,根据GDP平减指数调整为2002年不变价格。内生变量。环境污染强度(P):采用单位非农产出的污染排放量来测度(史青,2013)。在污染物的选取上同时考虑了固体(工业粉尘PD)、液体(工业废水PW)、气体(工业二氧化硫S0
12、2)三种物理形态的污染物,既考虑了污染的多样性,还考虑到不同污染物对经济集聚可能存在的反应差异。CradoandValenteUOll)认为工业粉尘、工业废水、工业二氧化硫相比二氧化碳等全球性气体能更好地反映本地的污染现状。经济集聚(og):采用单位面积的非农产出来测度。经济集聚反映的是经济活动在单位空间内的集中程度,传统的集聚指标有赫芬达尔指数、空间基尼系数、泰尔指数等,但这些指标未考虑较小地理单元面积的差异所产生的空间偏倚(刘修岩,2014),单位面积上承载的经济活动量被认为是衡量一个地区经济集聚的良好指标(Ciccne,Hall,1996)。劳动生产率(pro):采用人均非农产出来测度。
13、劳动生产率越高,在生产和环保技术一定的条件下,产生的污染也越多。劳动生产率越高代表着较高的劳动者技能和工业化方式的融合,有利于生产的集中和促进经济集聚(GraffZivin,Neidell,控制变量。对外开放度(open):采用FDI占GDP的比重来测度。对外开放度越篼,越有利于吸引国外资本和产业。一方面,跨国公司具有相对高的环保理念和环保技术,可能会改善环境(ie,2006;许和连,邓玉萍,2012);另一方面,大量的国外资本和产业的进入有利于形成更篼的经济集聚度(张可,豆建民,2013)。产业结构:采用工业就业人口占总就业人口的比重来测度。工业是污染的产业大类,工业的占比越大,污染越严重。
14、技术进步eC/:采用科学投人来间接测度。更环保、高效的生产和环保技术能有效降低污染物的排放。技术进步也有可能仅仅提高了生产效率和扩大了生产规模,而并未使生产过程更加环保,技术进步则会加重环境污染(宋马林,王舒鸿,2013)。经济发展水平(rgrip):采用人均GDP测度。污染排放强度与经济发展阶段密切相关,经济发展水平较低时,追求经济增长和经济总量的目标会导致更多的污染排放;经济发展水平较篼时,居民对环境质量的要求更高,污染治理资金更充裕,环境质量会得到一定的改善(许和连,邓玉萍,2012;吴玉鸣,2012)。交通便利度(的:采用人均道路面积测度。便利的交通有利于区域对外经济交流和要素的流通,
15、吸引更多的投资,提篼经济集聚水平。环境规制(regu/):采用环境治理的投人来测度。包群等(2013)、黄茂兴等(2013)认为环境规制会抑制企业的排污行为,同时过高的环境规制会影响企业的选址,从而影响经济集聚(张可,豆建民,2013)。人口规模(pop):采用常住人口数量测度。人口的扩张和集中是导致经济集聚的原因之一。市场规模(mar):采用社会消费品零售总额测度。市场潜力是企业选址的重要因素,为了靠近中心市场,企业不断地集聚于中心市场的周围以节约交通运输成本和提高市场占有率。教育规模(e血采用教育总支出测度。GraffZivinandNeidell(2012)认为劳动生产率与教育的水平密切
16、相关,教育有利于人力资本的积累。教育质量(gedit):借鉴陆铭和向宽虎(2012)的做法采用各类学校的师生比来测度。GraffZivinandNeide(2012)认为劳动生产率与教育质量密切相关,优质教育有利于人力资本的积累。医疗水平(med):采用万人床位数来间接测度。良好的医疗水平为劳动者的身体健康提供保障,从而提高劳动生产率。物质资本(幻:采用固定资产投资来间接测度。GraffZivinandNeidell(2012)认为劳动和物质资本的有效组合可有效提高劳动生产率,如劳动者与机器的组合生产会提篼劳动效率。四、实证结果及分析由联立方程模型的阶条件可知,本文所构建的联立方程为过度识别模
17、型,可以进行总体参数估计。为了提高估计结果的有效性,并消除各方程之间的误差项间可能存在的相关性,采用混合截面数据的广义空间三阶段最小二乘法(GS3SLS)对(6)(8)式进行整体估计,GS3SLS的显著优点是既考虑了内生变量的潜在空间相关性,同时还考虑了各方程随机扰动项间可能存在的相关性,为了做对比分析同时报告了不包含空间交互作用的3SLS的估计结果,为了在一定程度上消除异方差和量纲问题,所有变量在实证前进行了对数化处理。考虑到多重共线的影响,本文对每个方程的解释变量之间进行了相关系数分析,相关系数均未超过0.6,且方差膨胀性因子VIF值均在5以内,表明不存在明显的多重共线问题。表1、表2分别
18、给出了GS3SLS和3SLS估计的结果。限于篇幅,并未报告地区虚拟变量的估计结果。从估计结果可以看出,经济集聚、环境污染之间存在明显的双向影响,验证了我们沾理论预期。污染方程中经济集聚的估计系数为正且在1%的统计水平上显著,经济集聚在一定程度上会引起污染排放强度的增加。产出密度方程中的污染强度的估计系数为负且在1%的统计水平上显著,表明环境污染反过来对经济集聚产生一定的抑制作用。同时,经济集聚和环境污染均存在空间溢出效应,即城市的经济集聚程度与周围临近城市的经济集聚程度密切相关,城市环境质量受到周围城市环境质量的影响。劳动生产率方程估计结果显示经济集聚显著促进了劳动生产率的提高,环境污染对劳动
19、生产率产生抑制作用。考虑空间交互作用后的模型拟合值和部分变量的系数的显著性有一定的提高,估计系数的符号未出现变化,估计的结果很稳定。表1表明经济集聚和劳动生产率的估计系数为正且在1%的统计水平下显著,经济集聚和劳动生产率促进了污染的排放。经济集聚每增加1%,二氧化硫、工业废水、工业粉尘排放强度分别约增加0.93%、0.88%、0.98%.劳动生产率每增加1%,二氧化硫、工业废水、工业粉尘排放强度分别约增加0.50%、0.52%、0.91%.中国城市集中了大量的工业和各类资本,获得了经济集聚的规模经济和各类溢出的好处,成为经济增长的引擎。中国城市化依赖于工业化的推动,伴随着生态环境破坏。以长三角
20、、京津冀和珠三角为代表的城市群在经济集聚的过程中生态环境破坏的压力日益突出,污染程度明显高于经济集聚度相对较低的中西部地区,污染事件屡见报道。劳动生产率的提高意味着劳动、资本、技术和环境等投人要素组合的优化,劳动、资本和技术要素对环境要素具有一定的替代作用,这种替代作用会相对减缓环境的消耗,在一定程度上减缓了污染排放。但劳动生产率伴随产出规模扩大而引起的污染增加大于要素替代对污染的节约。大量劳动力流向中国沿海城市的非农部门(如制造业),由于劳动力价格低廉、外资的进人以及污染排放成本较低,城市的劳动生产率不断变量污染方程产出密度方程劳动生产率方程岈一注:、分别表本在1%、5%、1%的统计水平下显
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