湖南省產業結構對生態環境的影響分析

韓 峰,李 浩

(湖南大學經濟與貿易學院,長沙410079)

湖南省產業結構對生態環境的影響分析

韓 峰,李 浩

(湖南大學經濟與貿易學院,長沙410079)

運用轉移份額分析法與主成分分析法分別測算了產業結構效應系數和生態環境質量綜合指數,進而通過建立動態計量模型分析了湖南省產業結構對生態環境的作用機制。研究指出,近20年來,湖南省產業結構優化水平不斷提高的同時,生態環境綜合質量也在穩步提高。產業結構效應系數與生態環境各指數存在長期的動態均衡關系,無論從短期還是長期來看,產業結構對生態環境壓力、狀態、響應及綜合質量均具有顯著的促進作用,但產業結構對生態環境的積極影響大于其帶來的環境壓力;產業結構變遷是影響總體環境質量的關鍵因素。積極轉變經濟增長方式、促進產業結構優化是較為理想的政策選擇。

產業結構;生態環境;轉移份額分析;主成分分析;動態計量分析

1 研究背景

改革開放以來,我國產業結構發生了深刻變化,二、三產業總產值在國民經濟中的比重由改革開放初期的不到70%,上升到2007年的88.7%。工業化進程的加快一方面有利于經濟的發展、就業的增長和人民收入水平的提高,但另一方面也對區域生態環境帶來很大壓力和脅迫作用。自從全球環境變化人文因素計劃(IHDP)提出產業轉型研究計劃以來,產業體系向可持續發展轉型的問題就成為經濟、社會發展中的一大熱點。政府工作報告提出,“要在全社會大力倡導節約、環保、文明的生產方式和消費模式,讓節約資源、保護環境成為每個企業、村莊、單位和每個社會成員的自覺行動,努力建設資源節約型和環境友好型社會。”可見,經濟的發展不能以犧牲環境為代價,必須建立在優化結構、提高效益、降低消耗和保護環境的基礎之上。Grossman and Krueger將經濟增長對生態環境質量的影響分解為三種效應:規模效應、結構效應和技術效應[1-2]。所謂結構效應便是隨著經濟發展和技術進步,產業結構變化對生態環境產生的影響。這種影響在不同的經濟發展階段表現出不同的特征。蔡惠光、李懷政[3]分別建立三廢與人均收入模型和三廢與人均收入、產業結構模型對1991年以來中國環境污染與經濟發展的時間序列進行分析發現,產業結構對環境質量具有顯著的影響,工業在國民經濟中比重越高,環境質量越差。另外,趙雪雁、周健等[4]以黑河流域為研究區,通過建立生態環境質量及產業結構效益指標體系,對黑河流域上、中、下游的生態環境質量和產業結構效益作了綜合評價,并對二者的耦合關系進行了定量辨識。他們指出現階段黑河流域自上游向下游,產業結構對生態環境的依賴性逐漸降低,而破壞性逐漸上升。其他學者則通過定性地或者典型相關分析、模糊數學方法以及計算不同產業類型的生態環境影響指數等方法,分別以北京市[5]、甘肅省[6]、青海省[7]以及鞍山市[8]、滁州市[9]等為研究背景,分析了產業結構對生態環境的作用,并得出了不同的結論。

由于不同研究者所運用的模型、方法、數據以及研究區域等存在差別,其研究結論可能存在爭議,但這些研究卻從不同側面反映了產業結構對生態環境系統作用的復雜性和多樣性。因而需要從動態而不是靜態角度全面地分析產業結構對生態環境系統影響的途徑、階段和各種沖擊在不同階段產生的效果。擬以湖南省為背景,首先,運用轉移份額分析法提取產業結構效應系數;其次,建立生態環境綜合評價體系并運用主成分分析測算生態環境綜合評價指數;最后,采用動態計量方法探求產業結構對生態環境質量的動態影響過程。

2 指數測算

2.1 產業結構效應指數測算

轉移份額分析法的基本思想在于區域經濟增長來源于3個要素:產業結構效應、部門競爭效應和需求與消費者偏好的動態變化。由于經濟增長與生態環境之間具有庫茲捏次“倒U”關系,本研究用轉移份額分析法分離經濟增長中的產業結構效應,進而分析產業結構變遷對生態環境的影響。產業結構效應測算公式

圖1 產業結構效應系數Fig.1 The industrial structural effect index

圖1顯示產業結構效應指數隨著時間推移而不斷增加,產業結構效應在經濟增長中的作用在不斷增強,這說明湖南省產業結構優化的速度和質量都具有不斷提高的趨勢。

2.2 生態環境評價體系構建與生態環境綜合指數測算

20世紀以來,生態環境評價所涉及的指標已經從單一層次、單要素向多層次、綜合性的方向發展。生態環境質量綜合評價涉及因素眾多,其關聯的機制復雜,模型眾多。本研究根據聯合國經濟合作開發署(OECD)建立的壓力—狀態—響應模式(模式)[10],同時參考劉耀彬[11]構建生態環境指標體系的方法,并綜合考慮湖南省生態環境發展狀況構建了生態環境評價指標體系(表1)。

表1 湖南省生態環境評價指標體系Tab.1 The index system of ecological environment

本研究用于分析生態環境的數據主要從各年《湖南省統計年鑒》、中國環境資源數據庫以及歷年湖南省統計年報和湖南省統計信息網上直接獲取或者計算加工而成,數據時間區間為1988—2007年。為便于以后的分析,用STZL代表生態環境質量綜合指數、STYL代表生態環境壓力綜合指數、STZT代表生態環境狀態綜合指數、STXY代表生態環境響應綜合指數。本研究用主成分分析法(PCA)對兩系統綜合發展狀況進行定量評價。在進行主成分分析時由于指標系統中各子指標變化方向與系統的總體趨勢有所差別,即在生態環境評價系統中有些指標對生態環境質量的改進具有促進作用,而有些具有阻礙作用,很難確定最終的生態環境綜合指標的遞增或遞減反映了生態環境質量的提高或降低。因此,必須采用一定的標準化方法使指標系統中的各子指標的變化方向與系統的總體趨勢趨于一致。

對于生態環境壓力指標(變化方向與系統趨勢相反),用下面公式進行標準化處理

式中:max(Xij)表示生態環境壓力第i個變量第j年的最大值。

對于生態環境狀態與生態環境響應指標,用下面公式進行標準化處理

式中:min(Xij)表示生態環境狀態或生態環境響應第i個變量第j年的最小值。

對數據標準化處理后,采用主成分分析法得到的生態環境各年的綜合評價指數如圖2。

圖2 生態環境各綜合指數Fig.2 Comprehensive level of ecological environment

從圖2可以看出,1988—2007年,湖南省生態環境質量綜合指數從2.979上升到8.821,呈明顯上升趨勢,而且2003年以后環境綜合質量經過一拐點后大幅增加,并且還有繼續擴大的趨勢,說明近20年來,在湖南省社會經濟得到快速發展的同時,湖南省生態環境質量總體呈現出逐漸提高的態勢。另外,湖南省生態環境響應綜合指數和生態環境質量綜合指數一直大于生態環境壓力指數,而且二者還有繼續大幅擴大的趨向,生態環境狀態綜合指數也基本保持平穩。這充分說明,面對生態環境壓力、環境保護和污染治理難度越來越大的情況,湖南省積極采取相應的對策措施維護生態、保護環境、防治污染,并收到良好效果。

3 動態計量分析

3.1 單位根檢驗與協整分析

采用ADF方法進行單位根檢驗。在檢驗形式的確定上,采用圖形觀察,進一步檢驗趨勢項或常數項的顯著性。檢驗結果如表2所示。

從表2可以看出,產業結構綜合指標與生態壓力綜

表2 單位根檢驗結果Tab.3 The results of un it root test

合指數、生態狀態綜合指標的一階差分在1%顯著水平上為平穩序列,生態質量綜合指數與生態響應綜合指數分別在5%水平上顯著,說明CYJG與STZL、STYL、STZT、STXY都是一階單整序列。可見,CYJG與STZL、STYL、STZT、STXY都是I(1)序列,二者有可能存在協整關系。我們用基于向量自回歸模型的Johansen極大似然估計法對變量進行協整分析。通過綜合考慮A IC、SC信息標準以及LR檢驗結果,模型滯后期確定為1,協整檢驗結果如下(表3)。

表3 協整檢驗結果Tab.3 The results of co-integration test

由表3可以看出,STZL與CYJG存在兩個協整關系;STZT、STXY、STYL與CYJG存在一個協整關系,故產業結構與生態環境各變量間存在長期的動態均衡關系。

3.2 脈沖響應分析

由于產業結構效應系數與生態環境各變量存在協整關系,可以在VAR模型分析的基礎上進行沖擊響應分析。選用廣義脈沖響應函數(GIRF)進行脈沖分析。給定產業結構一個標準沖擊,生態環境各指數的脈沖響應函數如圖3～6。

首先來看圖3～5。給經濟增長中結構效應當期一個標準正沖擊,生態環境壓力綜合指數保持快速上升趨勢,從第6期上升速度減慢,具有持久性、穩定性。這說明湖南省產業結構升級總體上會給生態環境帶來持久的壓力。這與湖南省工業化進程和“二三一”型的產業結構變化趨勢有關。生態環境狀態指數在產業結構效應的作用下經過一段時期的上升后在第6期趨于穩定,即產業結構優化升級有利于生態環境狀態的改善和長久保持。生態環境響應指數在產業結構效應沖擊下也出現同向反應,且該效應呈現不斷增大趨勢。這說明,產業結構優化升級促進了清潔生產技術的應用和推廣,有利于工業廢棄物的有效處理和合理利用,從而降低環境污染,提高環境質量。

圖6是生態環境質量綜合指數對產業結構效應的脈沖響應。受到產業結構效應的正向沖擊后,生態環境質量綜合指數一直呈上升趨勢;前3期呈加速上升趨勢,第3期以后開始緩慢、持續和穩定地上升。這表明致力于轉變經濟增長方式、促進產業結構優化升級的政策措施無論在短期或長期均對湖南省生態環境質量不斷提高具有積極的促進作用,尤其在短期內對生態環境質量改善的效果更為明顯。而且綜合圖3～6,我們發現,產業結構變遷對生態環境起到“雙刃劍”的作用,但隨著湖南省經濟發展和工業化進程的深入,產業結構在推動污染治理、環境保護方面的成效總體上大于其帶來的環境壓力,且該效應具有長期性、持續性和穩定性。

3.3 方差分解分析

脈沖響應函數描述的是模型中的一個內生變量的沖擊給其他內生變量所帶來的影響。而方差分解(variance decomposition)是通過分析每一個結構沖擊對內生變量變化(通常用方差來度量)的貢獻度,進一步評價不同結構沖擊的重要性。根據方差分解理論模型,分別對生態環境各指數的預測均方誤差進行分解,結果見表4。

表4 生態環境各綜合指數對產業結構的方差分解結果Tab.4 The vari ance decomposition results of comprehensive index of ecological environment to industrial structure

表4顯示,從第1期開始,生態環境壓力指數、生態環境狀態指數、生態環境響應指數以及生態環境質量綜合指數都受到自身以及產業結構綜合水平的影響。其中,產業結構變化對生態環境質量綜合指數變化的解釋力度最大(78%以上),超過了生態環境自身而成為影響生態環境質量變化的最重要的因素。產業結構變化對生態環境壓力綜合指數變化的解釋力也超過了生態環境壓力本身;對生態環境狀態和響應指數的變化的解釋能力雖然小于其自身的變化,但其對生態環境狀態與生態環境響應變化的影響程度長期內均達到20%以上,且還有繼續增大的趨勢。這充分證明產業結構優化在湖南省生態環境質量變化中的重要性,隨著湖南省工業化進程的不斷深入,產業結構將是影響總體環境質量的關鍵因素。

4 結論與政策啟示

首先運用轉移份額分析法和主成分分析法分別得出湖南省產業結構效應系數與生態環境綜合評價指數,進而通過建立VAR模型,采用協整分析、脈沖響應和方差分解分析的動態計量經濟方法,就湖南省產業結構對生態環境的影響進行分析,由此可以得出以下結論。

其一,對產業結構效應系數和生態環境綜合指數的測算發現:近20年來,產業結構效應在經濟增長中的作用在不斷增強,湖南省產業結構優化的速度和質量都具有不斷提高的趨勢;生態環境壓力、生態環境響應以及生態環境綜合質量穩步提高,且生態環境響應和綜合質量均大于生態環境壓力,尤其是2003年以來,生態環境響應和生態環境綜合質量大幅提高,說明湖南省一直重視環境保護和污染治理,而且成效顯著。

其二,產業結構效應系數與生態環境壓力指數、生態環境狀態指數、生態環境響應指數以及生態環境質量綜合指數均存在長期的動態均衡關系,二者存在相互制衡的穩定機制,且產業結構優化升級無論在短期還是長期對湖南省生態環境質量的改善均具有顯著的積極影響。隨著湖南省工業化進程的不斷深入,產業結構將是影響總體環境質量的關鍵因素。

由于經濟增長中的產業結構效應是影響湖南省生態環境變化的關鍵因素,因而積極轉變經濟增長方式、加快產業結構調整步伐將是理想的政策選擇。首先應積極致力于產業結構的調整和優化,發展高附加值、高科技產業。一方面要吸引高素質人才來湘發展并引進先進技術改造傳統產業,另一方面要提高產業集聚程度,實現產業規模發展,打造具有先導性和創造性的高科技產業群。其次要致力于清潔生產技術的應用和推廣,提高工業廢棄物的處理率和利用率,降低環境污染,發展循環經濟。長株潭地區“兩型社會”綜合試驗區的建設為湖南省創新清潔生產技術以及積極發展環境友好型、資源節約型產業提供了契機,從而為湖南省培育新型經濟增長點、實現經濟和環境績效“雙贏”目標開辟了新的道路。

[1] Gross man G,KruegerA.Environmental I mpacts of A North American Free Trade Agreement[M]//Peter M Garber. Mexico Free Trade Agreement.Cambridge M A:M IT Press,1993:13-56.

[2] Grossman G,KruegerA.Economic Growth and the Environment[J].Quarterly Journal of Economics,1995,110 (2):353-377.

[3] 蔡惠光,李懷政.人均收入、產業結構與環境質量——基于EKC曲線的分析[J].經濟與管理,2009(1):15-17.

[4] 趙雪雁,周健,王錄倉.黑河流域產業結構與生態環境耦合關系辨識[J].中國人口·資源與環境,2005,15 (4):69-73.

[5] 周景博.北京市產業結構現狀及其對環境的影響分析[J].統計研究,1998(8):40-44.

[6] 趙雪雁.甘肅省產業轉型及其生態環境效應研究[J].地域研究與開發,2007,26(2):102-106.

[7] 張海峰,白永平,王保宏,等.青海省產業結構變化及其生態環境效應[J].經濟地理,2008,28(5):748-751.

[8] 劉文新,張平宇,馬延吉.資源型城市產業結構演變的環境效應研究——以鞍山市為例[J].干旱區資源與環境,2007,21(2):17-21.

[9] 張健.區域產業結構變動對生態環境影響評價及調控研究[J].江西農業學報,2008,20(2):129-133.

[10] 賈良濤,歐陽志云,趙同謙,等.城市生態安全評價研究[J].生態環境,2004,13(4):592-596.

[11] 劉耀彬.江西省城市化與生態環境關系的動態計量分析[J].資源科學,2008(6):829-836.

The Analysis of the I mpact of
Industrial Structure on Ecological Environment in Hunan Province

Han Feng,Li Hao
(College of Econom ics and Trade,Hunan University,Changsha410079,China)

This paper uses the methods of shift-share analysis and principal component analysis to calculate the indexesof industrial structure effect and the composite quality of ecological environment.Then makes an analysis on the impact of industrial structure on the quality of ecological environment in Hunan Province using the methods of dynamic econometric analysis.The results show that in the past two decades,the composite quality of ecological environment have i mproved steadily,while the pace of industrial structure has been accelerating.There exists a long-term dynamic equilibrium relationship between the industrial structure effect index and comprehensive level of ecological environment.The industrial structure has a significant positive influence on the ecological environment pressure,state,response and comprehensive quality,but the positive effects of industrial structure are larger than the environmentpressure.Industrial structure changes is a key factorwhich affects the total quality of the ecological environment.In view of the above,changing the growth pattern and promoting the opti mization of industrial structure is a more satisfactory policy option.

industrial structure;ecological environment;shift-share analysis;principal component analysis; dynamic econometric analysis

book=0,ebook=124

F301.2

:A

:1003-2363(2010)05-0089-05

2009-11-22;

:2010-07-26

國家社科重大項目(07&ZD017);湖南大學兩型社會研究院研究資助項目(LXYB200816)

韓峰(1984-),男,山東鄒平人,博士研究生,主要從事城市與區域經濟發展研究,(E-mail)hf8417@126.com。