河南省出口商品結(jié)構(gòu)與碳排放關(guān)系的實(shí)證分析

聶鑫，劉丹青

（1.中南財經(jīng)政法大學(xué)MBA學(xué)院，武漢430073；2.華中科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，武漢430074）

河南省出口商品結(jié)構(gòu)與碳排放關(guān)系的實(shí)證分析

聶鑫1，劉丹青2

（1.中南財經(jīng)政法大學(xué)MBA學(xué)院，武漢430073；2.華中科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，武漢430074）

文章基于VAR模型研究了河南省出口商品結(jié)構(gòu)與碳排放的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：河南省碳排放除受到自身慣性因素的顯著影響外，各出口貿(mào)易結(jié)構(gòu)性因素也是影響主因，特別地，低附加值產(chǎn)品出口波動對碳排放量的作用更為明顯。因此，實(shí)現(xiàn)河南省低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的出口貿(mào)易政策包括加速產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、強(qiáng)化低碳技術(shù)研究、提高環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、完善財稅制度以及開展國際合作。

河南省；出口商品結(jié)構(gòu)；碳排放；VAR

0 引言

目前，國內(nèi)外學(xué)者就貿(mào)易與環(huán)境污染問題進(jìn)行了廣泛的研究。就國外文獻(xiàn)而言，Van Bergeijk（1991）、Anderson&Blackhurst（1992）、Beckerman（1992）、Martin&Wheeler（1992）、Porter&Van der Linde（1995）、Cole（1998）、Wheeler（2000）、Antweiler（2001）、Cole&Elliott（2003）等的研究認(rèn)為貿(mào)易與環(huán)境是相容的，貿(mào)易自由化將有利于環(huán)境改善；Low&Yeats（1992）、Barrett（1994）、Chilchilnisky（1994）、Daly&Goodland（1994）、Ropke（1994）、Beghin（1995，2002）、Holtz-Eakin&Selden（1995）、Ayres（1996）、Rock（1996）、Dua&Esty（1997）、Esty&Geradin（1997）、Lopez（1997）、Ulph（1999）、Joseph C.H.Chai（2002）、Lofdahl（2002）、Akins（2004）等的研究則認(rèn)為貿(mào)易與環(huán)境是不相容的，國際貿(mào)易是造成跨國污染的重要誘因；Grossman&Krueger（1991，1995）、Shafik&Bandy Padhyay（1992）、Bhagwati（1993）、Keydiche Stevens（1993）、Panayotou（1993，1995，2000）、Runge（1993）、Copeland&Taylor（1994，1995）、Selden&Song（1994）、Xepapadeas&Amri（1995）、Van Beer&Vanden Bergh（1996）、Dean（l997）、Andreoni&Levinsion（1998）、Suri&Chapman（1998）、Fridel&Getzner（2002）等的研究認(rèn)為自由貿(mào)易與環(huán)境污染的關(guān)系不是確定單向性的，它存在一定的閾值。就國內(nèi)文獻(xiàn)而言，翟凡和李善同（1999）、雷激風(fēng)（2001）、段瓊和姜太平（2002）、張連眾等（2003）、蘭天（2004）、李秀香和張婷（2004）、楊海生和賈佳等（2005）、李斌等（2006）、萬能（2007）、李坤望和孫瑋（2008）、王軍（2008）等人的研究則支持了中國并未因自由貿(mào)易而成為污染避難所的觀點(diǎn)；陸穗峰（1997）、李慕菡等（2005）、余北迪（2005）、馬莉（2006）、王文中和程永明（2006）、張梅（2006）、黨玉婷和萬能（2007）、葉繼革和余道先（2007）、朱啟榮（2007）、郭紅燕和韓立巖（2008）、周茂榮和祝佳（2008）等的研究認(rèn)為貿(mào)易自由化對中國環(huán)境消極的規(guī)模效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了積極的技術(shù)效應(yīng)，即貿(mào)易自由化使中國環(huán)境惡化；楊西（1997）、張曉（1999）、范金（2000）、張燕文（2004）、陳麗萍和楊忠直（2005）、郭峰濂（2005）、劉力（2005）、彭水軍（2005）、沈榮珊和任榮明（2006）等的研究認(rèn)為國際貿(mào)易與環(huán)境污染問題關(guān)系復(fù)雜。

然而，現(xiàn)有的文獻(xiàn)多側(cè)重于貿(mào)易總量視角的研究，對于貿(mào)易結(jié)構(gòu)視角的理論研究與實(shí)證研究則相對有限，而同時又專門針對省域經(jīng)濟(jì)該問題研究的文獻(xiàn)則更是為數(shù)不多。本文正是基于此考慮，將以河南省為例并運(yùn)用非結(jié)構(gòu)建模的VAR方法對河南省出口商品結(jié)構(gòu)與碳排放的關(guān)系進(jìn)行研究。

1 方法論

由于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)建模方法常利用經(jīng)濟(jì)理論來描述變量之間的關(guān)系。然而，經(jīng)濟(jì)理論往往不能達(dá)到為變量間動態(tài)關(guān)系提供嚴(yán)格的定義的目的，加之內(nèi)生變量可能同時出現(xiàn)在方程的左右兩邊，使得估計和推論問題變得復(fù)雜化。為了解決上述問題而產(chǎn)生了有關(guān)多變量建模的非結(jié)構(gòu)方法。其中，向量自回歸（VAR：Vector Autoregression）模型就是非結(jié)構(gòu)化的多方程模型，它通常用于相關(guān)時間序列系統(tǒng)的預(yù)測和隨機(jī)擾動對變量系統(tǒng)的動態(tài)影響。同時，該模型避開了結(jié)構(gòu)建模方法中需要對系統(tǒng)中每個內(nèi)生變量關(guān)于所有內(nèi)生變量滯后值函數(shù)的建模問題。

向量自回歸模型實(shí)際上是向量自回歸移動平均（VARMA）模型的簡化，后者因參數(shù)過多帶來很多問題而鮮有應(yīng)用。通常，一般的VAR模型數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

上式中，yt是m維內(nèi)生變量向量，xt是d維外生變量向量，A1,…，Ap和B1,…，Br是待估計的參數(shù)矩陣，內(nèi)生變量和外生變量分別有p和r階滯后期。εt是隨機(jī)擾動項(xiàng)，其同時刻的元素可以彼此相關(guān)，但不能與自身滯后值和模型右邊的變量相關(guān)。該基本模型可以稱為一個VAR(p)模型。在實(shí)際應(yīng)用中，通常希望滯后階數(shù)足夠大以完整反映模型的動態(tài)特征。然而，由于滯后階數(shù)和自由度存在權(quán)衡取舍，因此必須通過AIC和SC最小化準(zhǔn)則尋求平衡的模型階數(shù)。

該模型應(yīng)用的主要步驟如下：

第一步，對時間變量序列及其差分序列的平穩(wěn)性進(jìn)行檢驗(yàn)。如果一個時間序列的均值或自協(xié)方差函數(shù)隨時間而改變，那么這個序列就是非平穩(wěn)時間序列。如：隨機(jī)過程{yt,t=1,2,…}，若yt=ρyt-1+εt中ρ=1，εt為一穩(wěn)定過程，且E(εt)=0，Cov(εt,εt-s)，這里s=0,1,2,…，，則稱該過程為單位根過程。存在單位根的變量不可直接回歸，否則有可能造成偽回歸并影響模型分析的真實(shí)情況。對此，若單位根過程經(jīng)過一階差分成為平穩(wěn)過程，即yt-yt-1=(1-B)yt=εt，則時間序列yt稱為一階單整序列，記作I(1)。一般地，若非平穩(wěn)時間序列經(jīng)過d次差分后達(dá)到平穩(wěn)，則稱其為d階單整序列，記作I(d)。對于需要回歸的變量而言，只有滿足同階單整的條件下，回歸分析才可以進(jìn)行。

第二步，VAR模型的建立。VAR模型的滯后階數(shù)需要根據(jù)AIC和SC準(zhǔn)則確定，但是，當(dāng)AIC準(zhǔn)則和SC準(zhǔn)則在確定最優(yōu)滯后期數(shù)方面存在不一致情況時，則需要根據(jù)LR檢驗(yàn)進(jìn)行取舍。在零假設(shè)下，LR統(tǒng)計量有漸進(jìn)的χ2分布，其自由度為不同階數(shù)下的VAR模型被施加的零約束個數(shù)。此外，在建立VAR模型時一般不進(jìn)行篩選，仍然保留各個滯后變量。

第三步，格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)。為防止偽回歸和確認(rèn)序列之間是否存在因果關(guān)系，格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)通常先估計當(dāng)前的某變量被其自身滯后期取值所能解釋的程度，然后驗(yàn)證通過引入另一變量的滯后值是否可以提高對先前變量的解釋程度。如果可以，則稱后一變量是前一變量的格蘭杰成因。

第四步，脈沖響應(yīng)分析。在隨機(jī)擾動項(xiàng)上加一個標(biāo)準(zhǔn)差大小的沖擊會對內(nèi)生變量的當(dāng)前值和未來值產(chǎn)生一定的影響，脈沖響應(yīng)函數(shù)就是用來跟蹤這種影響的。將脈沖響應(yīng)函數(shù)繪制成脈沖響應(yīng)曲線圖，則可以更直觀地分析沖擊對每個內(nèi)生變量的動態(tài)影響。如果脈沖響應(yīng)曲線趨于0，說明一變量暫時變化對另一變量沒有持久影響；如果趨于某一數(shù)值，則說明一變量暫時變化對另一變量有持久影響；如果脈沖響應(yīng)曲線位于零坐標(biāo)線上方，即顯示一變量暫時變化可引起另一變量同向變化；若曲線位于零坐標(biāo)線下方，則表示一變量暫時變化可引起另一變量反向變化。

第五步，方差分解。Sims于1980年提出的方差分解法，提供了一種判斷經(jīng)濟(jì)序列變量間動態(tài)相關(guān)性的重要方法。方差分解實(shí)質(zhì)上是一個新息計算過程，是將系統(tǒng)在不同預(yù)測期限的預(yù)測均方誤差（MSE）分解為系統(tǒng)中各變量沖擊所作的貢獻(xiàn)。方差分解的主要思想是將系統(tǒng)中每個內(nèi)生變量（共m個）的波動（k步預(yù)測均方誤差）按其成因分解為與各方程新息相關(guān)聯(lián)的m個組成部分，從而了解各新息對模型內(nèi)生變量的相對重要性。方差分解不僅是樣本期間以外的因果關(guān)系檢驗(yàn)，而且可以將每個變量的單位增量分解為一定比例自身原因和其他變量的貢獻(xiàn)。

2 實(shí)證分析

2.1 變量定義

本文中，分別定義LnCt為對數(shù)化的河南省碳排放量，LnXt為對數(shù)化的河南省出口總額，LnPPXt為對數(shù)化的河南省初級產(chǎn)品出口額，LnMPXt為對數(shù)化的河南省工業(yè)制成品出口額，LnNIPXt為對數(shù)化的河南省自然資源密集型產(chǎn)品出口額，LnLIPXt為對數(shù)化的河南省勞動密集型產(chǎn)品出口額，LnCTIPXt為對數(shù)化的河南省資本和技術(shù)密集型產(chǎn)品出口額。

2.2 平穩(wěn)性分析

對各變量水平值序列及其一階差分值序列和二階差分值序列進(jìn)行單位根檢驗(yàn)，檢驗(yàn)直至進(jìn)行到不存在單位根或二階差分序列為止，檢驗(yàn)方法采用擴(kuò)充迪基——富勒檢驗(yàn)（Augmented Dickey-Fuller Test）方法，最終結(jié)果見表1。

表1 各變量的平穩(wěn)性檢驗(yàn)

表1顯示，所有非平穩(wěn)的變量時間序列在經(jīng)過二階差分之后均變?yōu)槠椒€(wěn)的時間序列，即為。

2.3 VAR模型的建立

對LnCt和LnXt、LnCt和LnPPXt及LnMPXt、LnCt和LnNIPXt及LnLIPXt及LnCTIPXt分別建立向量自回歸（VAR）模型，其中模型的滯后期按照AIC和SC最小化原則以及LR檢驗(yàn)加以確定。將參數(shù)估計結(jié)果寫成矩陣形式可得：

在以上三矩陣中，本文更為關(guān)心的是碳排放變量本身以及各貿(mào)易變量是如何影響河南省碳排放的，由其易見：隨著滯后期的增加，當(dāng)期碳排放量受各滯后期碳排放量的影響強(qiáng)度呈現(xiàn)衰減態(tài)勢，而影響方向則不確定；出口貿(mào)易變量滯后期越大，其對碳排放的影響強(qiáng)度就越大，但影響方向則不確定；各滯后期初級產(chǎn)品出口貿(mào)易變量對當(dāng)期碳排放變量影響強(qiáng)度較大卻影響方向不定，而工業(yè)制成品出口貿(mào)易變量會隨著滯后期的增加對當(dāng)期碳排放變量帶來逐漸增強(qiáng)的正向影響；各滯后期自然資源密集型產(chǎn)品出口貿(mào)易變量會對當(dāng)期碳排放量產(chǎn)生較大影響，但方向不定，而各滯后期勞動密集型產(chǎn)品出口貿(mào)易變量以及資本和技術(shù)密集型產(chǎn)品出口貿(mào)易變量則分別會對當(dāng)期碳排放量產(chǎn)生正向和負(fù)向影響。

2.4 格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)

為進(jìn)一步說明各變量之間的因果關(guān)系，對變量進(jìn)行格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)，結(jié)果如下：

表2 格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)結(jié)果

表2顯示：當(dāng)設(shè)定顯著性水平為25%時，除工業(yè)制成品出口貿(mào)易不是碳排放的格蘭杰成因外，其余貿(mào)易變量均是引起碳排放的格蘭杰成因，且初級產(chǎn)品出口貿(mào)易的影響最為顯著。

2.5 脈沖響應(yīng)分析

脈沖響應(yīng)函數(shù)是用于衡量來自隨機(jī)擾動項(xiàng)的一個標(biāo)準(zhǔn)差沖擊對內(nèi)生變量當(dāng)前和未來取值的影響。在Eviews中，根據(jù)VAR的輸出結(jié)果可以繪制出如圖1脈沖響應(yīng)函數(shù)組圖。

由圖1可見：各模型中，碳排放量對自身的一個標(biāo)準(zhǔn)差新息均有較強(qiáng)烈的響應(yīng)；碳排放量對出口貿(mào)易的一個標(biāo)準(zhǔn)差新息在前三期幾乎沒有響應(yīng)，而從第四期開始出現(xiàn)正負(fù)交替的強(qiáng)烈響應(yīng)；碳排放量對初級產(chǎn)品出口貿(mào)易以及工業(yè)制成品出口貿(mào)易的一個標(biāo)準(zhǔn)差新息在前八期幾乎沒有響應(yīng)，而從第九期開始出現(xiàn)逐漸增強(qiáng)的響應(yīng)，且對前者響應(yīng)更為劇烈；碳排放量對各要素密集型產(chǎn)品出口貿(mào)易的一個標(biāo)準(zhǔn)差新息在第一期均沒有響應(yīng)，但從第二期開始出現(xiàn)正負(fù)交替的強(qiáng)烈響應(yīng)，且對自然資源密集型產(chǎn)品出口貿(mào)易的響應(yīng)最劇烈，對勞動密集型產(chǎn)品出口貿(mào)易以及資本和技術(shù)密集型產(chǎn)品出口貿(mào)易的響應(yīng)幅度大體一致。

2.6 方差分解

在此，采用方差分解技術(shù)進(jìn)一步研究模型的動態(tài)特征，在Eviews中，分解結(jié)果如圖2。

由圖2可見：各模型中，碳排放量的波動在第一期只受自身波動沖擊的影響；之后各期中，來自其自身的波動沖擊影響不同程度地有所下降，而來自各貿(mào)易變量的波動沖擊影響均不同程度地有所上升，其中出口貿(mào)易總額、初級產(chǎn)品出口貿(mào)易額、工業(yè)制成品出口貿(mào)易額、勞動密集型產(chǎn)品出口貿(mào)易額以及資本和技術(shù)密集型產(chǎn)品出口貿(mào)易額的波動沖擊影響較為有限，但自然資源密集型產(chǎn)品出口貿(mào)易額的波動沖擊影響自第二期開始較為顯著。該方差分解結(jié)果與前述分析結(jié)論基本一致。

3 主要結(jié)論及政策建議

總之，河南省碳排放除受到自身慣性因素的顯著影響外，各出口貿(mào)易結(jié)構(gòu)性因素也是影響主因，特別地，低附加值產(chǎn)品出口波動對碳排放量的作用更為明顯。因此，實(shí)現(xiàn)河南省低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的出口貿(mào)易政策選擇必須從以下方面入手：

(1)加速產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級以實(shí)現(xiàn)出口貿(mào)易低碳化。國際貿(mào)易對環(huán)境的污染問題具體體現(xiàn)在規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)和技術(shù)效應(yīng)三個方面，其中結(jié)構(gòu)效應(yīng)對減少貿(mào)易污染具有積極意義。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的自然升級，碳污染密集部門將逐漸被淘汰，低碳部門將逐漸成為支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主體，因而會對河南省碳排放的加劇惡化帶來抑制作用。因此，河南省必須加速產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，通過生產(chǎn)領(lǐng)域的低碳化推動貿(mào)易領(lǐng)域的低碳化。

(2)強(qiáng)化低碳技術(shù)研究以實(shí)現(xiàn)出口貿(mào)易低碳化。低碳技術(shù)主要包括以節(jié)能減排為目標(biāo)的減碳技術(shù)，以可再生能源利用開發(fā)為主的無碳技術(shù)，以及以碳捕捉與碳埋存處理為主的去碳技術(shù)。當(dāng)前，由于上述核心技術(shù)大多為發(fā)達(dá)國家所掌握，廣大發(fā)展中國家在很大程度上只能依靠自主創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展。因此，河南省應(yīng)當(dāng)以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，不斷完善其低碳技術(shù)創(chuàng)新體系，并在充分考慮自身比較優(yōu)勢的基礎(chǔ)上有計劃地重點(diǎn)扶持一批低碳技術(shù)項(xiàng)目，從而為低碳貿(mào)易提供技術(shù)支持。

(3)提高環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)以實(shí)現(xiàn)出口貿(mào)易低碳化。傳統(tǒng)的粗放式經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式是以資源浪費(fèi)和環(huán)境退化為典型特征的不可持續(xù)的增長模式，在當(dāng)今世界各國日益重視人與自然環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的大背景下，河南省必須積極轉(zhuǎn)變發(fā)展觀念和發(fā)展模式，通過提高出口貿(mào)易品的生產(chǎn)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，一方面可以有效避免外資將本土視為“污染天堂”，另一方面也可以迫使內(nèi)資外貿(mào)企業(yè)加速技術(shù)創(chuàng)新以適應(yīng)苛刻的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，從而提升其貿(mào)易品的環(huán)境競爭力。

(4)完善財稅制度以實(shí)現(xiàn)出口貿(mào)易低碳化。現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)認(rèn)為，制度是影響經(jīng)濟(jì)增長的重要變量，對任何經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的解釋都可以找到其制度性根源，而有效的制度設(shè)計可以提高經(jīng)濟(jì)效率，相反，不當(dāng)?shù)闹贫仍O(shè)計則會引起經(jīng)濟(jì)低效率甚至無效率。因此，河南省出口貿(mào)易的低碳化發(fā)展必然需要一個相對完善的制度化平臺（特別是財稅制度）來加以引導(dǎo)，通過財稅政策的約束與激勵確保貿(mào)易低碳化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

(5)開展國際合作以實(shí)現(xiàn)出口貿(mào)易低碳化。鑒于發(fā)達(dá)國家在發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)方面的絕對優(yōu)勢，河南省應(yīng)當(dāng)通過多種國際合作方式引進(jìn)、消化和利用先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，著力發(fā)展高附加值產(chǎn)業(yè)出口。同時，充分利用清潔發(fā)展機(jī)制（CDM），努力尋求多方共贏。實(shí)踐表明，全球氣候問題必須基于全球合作框架才能夠有效解決，而出口貿(mào)易作為世界各國聯(lián)系的重要紐帶，其低碳化的實(shí)現(xiàn)更需要不同國家和地區(qū)之間的相互理解、相互支持與高度協(xié)調(diào)。

[1]Copeland,B.R.,M.S.Taylor.Trade and the Environment:Theory and Evidence[M].New Jersey：Princeton University Press,2003.

[2]Copeland,B.R.,M.S.Taylor.Trade,Growth and the Environment[J].Journal of Economic Literature,2004,42(1).

[3]Copeland,B.R.,M.S.Taylor.North-South Trade and the Environment[J].Quarterly Journal of Economics,1994,109(4).

[4]Lopez,R.The Environment As A Factor of Production:The Effects of Economic Growth and Trade Liberalization[J].Journal of Environmental Economics and Management,1994,(27).

[5]M.A.Cole,A.J.Rayner.The Environmental Effects of Trade[J].The World Economy,1997,10(4).

[6]易丹輝.數(shù)據(jù)分析與Eviews應(yīng)用[M].北京:中國統(tǒng)計出版社，2002.

F224

A

1002－6487（2011）07－0122-03

河南省哲學(xué)社會科學(xué)規(guī)劃項(xiàng)目階段性研究成果（2010BJJ016）

聶鑫（1969-），男，湖北武漢人，博士研究生，研究方向：公司治理。

（責(zé)任編輯/浩天）