國際貿易對城市空氣質量的影響
——基于面板數據的實證研究

曾　珠　鐘太剛

(1.成都學院經濟管理學院　四川成都　610106；2.四川文軒職業學院　四川大邑　611330)

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國際貿易對城市空氣質量的影響
——基于面板數據的實證研究

曾珠1鐘太剛2

(1.成都學院經濟管理學院四川成都610106；2.四川文軒職業學院四川大邑611330)

本文選取我國內地31個省會城市與直轄市城市2006—2013年的貨物進出口總額來衡量國際貿易水平，選取空氣質量達到或好于二級的天數、可吸入顆粒、二氧化硫含量和二氧化氮含量來衡量空氣質量狀況，利用計量經濟學模型，檢驗“環境庫茲涅茨曲線”和“污染天堂”假說，并以此來探索國際貿易與空氣質量的關系。固定效應模型回歸結果表明兩個假說均不成立，國際貿易水平與城市空氣質量呈正相關關系，支持了自由貿易論者認為貿易改善環境的觀點。

國際貿易；空氣質量；實證研究

一、研究背景及理論分析

2014年11月，亞太經合組織(APEC)第二十二次領導人非正式會議在北京落下帷幕，中國主場外交碩果累累：中國與韓國自貿區完成實質性談判、中俄簽署西線天然氣協議、亞太自貿區有望進入實質性階段、亞洲基礎設施投資銀行成立等，這些成果無疑將大力帶動中國和亞太地區貿易的繁榮。會議期間美好而短暫的“APEC藍”也為舉國矚目。

近年來，空氣質量問題成為影響人們生活質量的重要環境因素，如何提高空氣質量、改善生活環境成為人們的迫切需求。2014世界環境日中國主題為“向污染宣戰”，重點是“治污降霾”。2014年9月環境保護部組織對2014年上半年各省、自治區、直轄市主要污染物總量減排情況進行了核查核算。結果表明，氨氮排放總量122.5萬噸，同比下降2.67%；二氧化硫排放總量1037.2萬噸，同比下降1.87%；氮氧化物排放總量1099.5萬噸，同比下降5.82%，其中，氮氧化物減排創造了“十二五”以來最好成績，也為全面完成“十二五”減排目標打下了良好的基礎。同時根據《環境統計年鑒》，“十一五”期間，全國廢氣中二氧化硫排放總量、煙(粉)塵排放量大致呈現逐年下降趨勢。

表1所示的為全國近幾年污染物排放量，從表中可以看出工業二氧化硫、煙(粉)塵大致呈先增加后減少的關系，出現轉折時間是在2006年；而氮氧化物排放量大致保持逐年遞增趨勢。

表1　全國近年廢氣中主要污染物排放量　單位：萬噸

續表1

注：我國從2006年開始統計氮氧化物排放量，生活排放量中含交通源排放的氮氧化物；2011年環保部公布統計標準更改，所以前后數據有一定差異。

資料來源：中華人民共和國環境保護部——《環境統計年報》。

令人費解的是，隨著我國經濟的快速增長、國際貿易的大力發展，國家環保部門公布的污染指標也在下降，然而我們的環境質量為何卻反而日益惡化？尤其近年來愈發糟糕的空氣質量，嚴重損害了居民的身體健康。到底是什么導致了城市空氣質量的降低？國際貿易的大力發展是不是也是空氣質量惡化的幫兇呢？這正是本文所需要回答的問題。

(一)文獻綜述

環境問題關乎人類的生存發展，是世界各國所關注的頭等大事。國際貿易對環境的影響問題在自由貿易論者與環境保護論者之間引發了激烈的爭論。自由貿易論者認為自由貿易將使環境質量得以改善,而環境保護論者則認為貿易自由化會導致環境質量的惡化。全球學者在不斷的研究探索中，發現經濟增長和環境污染之間存在倒U型關系，即隨著經濟的發展，環境最先開始趨于逐漸惡化狀態；當經濟發展到一定水平并且人們開始重視環境，環境才開始逐漸趨于改善。這種倒U型關系被稱為“環境庫茲涅茨曲線”(Environmental Kuznets Curve，EKC)。此外在國際貿易與環境關系問題上還存在“污染天堂”假說 (pollution haven hypothesis，PHH )，即污染密集產業的企業傾向于設立在環境標準相對較低的國家。

大部分的學者都圍繞到經濟貿易與環境問題存在的這兩個假說進行檢驗和論證。Matthew等[1](2003)利用資本、勞動力和環保法規的關系來研究貿易與環境關系，結果發現污染密集型行業也是典型的資本密集型，環境法規限制低的區域卻常常充斥著這些污染密集且資本密集型的行業。但Arik Levinson[2](2007)針對過去30年里美國制造業產量不斷增加反而污染物排放量在減少的原因進行研究,發現把污染工業轉移到海外來改善美國環境這樣的因素只起到很小的作用，所以“污染天堂”假說在美國是不成立的。同時Dean、Judith( 2002)[3]研究自由貿易對中國水污染的影響時, 發現自由貿易使收入增加從而促使中國出臺更嚴格的環境管制政策,從而企業必須采用更加環保的生產技術,使得污染物排放量得以減少,因此自由貿易的總效應是減少了中國工業廢水的排放總量。

蘇梽芳、廖迎等[4](2011)利用中國1999—2008年省級面板數據,研究發現“污染避難所假說”在中國基本成立, 最主要因素是自由貿易導致中國環境壓力增大，但進一步研究發現對外貿易在一定程度上有利于環境治理。何潔[5](2010)利用中國29個省份1993—2001年期間的工業SO2排放的面板數據，估計結果顯示出口和制造品進口與工業SO2排放是呈負相關關系，結果不支持“污染天堂”假說，同時指出出口企業所面對增強的市場競爭在促進污染治理技術進步方面起了積極作用。就目前狀態而言，大部分的研究都承認國際貿易對于環境有著改善作用，比如張少華、陳浪南[6](2009)基于我國33個工業行業1997—2005年的面板數據，發現經濟全球化顯著降低了我國的環境污染水平；徐圓、趙蓮蓮[7]2014研究中國跨省的面板數據，短期內會帶來環境的負面影響，但從長期來看，國際貿易引致的技術效應將促使環境質量的改善。

(二)研究方法及創新點

從國內外文獻分析來看目前大多數學者基本都是研究國際貿易與環境污染物關系，以及檢驗貿易與環境的幾個假設。而目前社會各界更多的都在關心空氣質量，對于國際貿易與城市空氣質量的關系目前還不明確。針對此種疑惑本文擬采用理論與實證相結合的方法，對先前學者還沒有深入探索的領域進行細致研究。針對前文提到的國際貿易與環境關系的兩種觀點，采用計量建模方法，然后通過經濟學或計量經濟學的分析方式研究二者關系，最后得出結論和啟示。

在研究國際貿易與空氣質量關系問題上，國際貿易主要包括貨物貿易和服務貿易，而在服務貿易和貨物貿易關系上，大多數研究認為二者均衡正相關。比如鐘曉君[8](2009)運用時間序列分析和相關性分析，研究結果表明我國服務貿易出口和進口與貨物貿易規模存在長期均衡關系；張冬梅、強永昌[9](2014)研究通過對1982年以來我國服務貿易額和貨物貿易額的檢驗分析，發現我國的貨物貿易出口貿易額和服務貿易出口額呈長期均衡的正相關關系。基于這樣的關系，同時考慮到數據的可獲得性，本文擬采用貨物進出口總額來衡量國際貿易水平，進而探索貿易與空氣質量的關系。

本文的創新點在于使用最新的國際貿易數據和空氣質量數據，研究國際貿易與空氣質量關系，利用計量模型分析諸多變化因素，驗證環境與經濟關系的假設在我國是否存在，目的是找出國際貿易的發展對空氣質量的影響機制，以期從國際貿易的角度為提升空氣質量尋求出路。

二、數據模型設計及變量定義

(一)數據來源

本文采用2006至2013年我國31個省會城市(23個省、5個自治區、4個直轄市)經濟數據和環境數據作為研究樣本，總共取了2006至2013年共8年的數據，共計248個有效樣本。各省會城市經濟數據和環境指標來源于《中國統計年鑒》，各城市工業廢氣、粉塵、氮氧化物等來源于《中國環境統計年鑒》。

(二)模型設計與變量定義

1.模型設計與解釋

Yit=α0+β1IAEit+β2IAE2it +β3Education it+∑ΦiXit+μit(1.1)

Yit=α0+β1IAEit+β2Education it+∑ΦiXit+μit(1.2)

其中，Yit表示第i城市在t年的空氣質量指標，這里主要是指DAQ、PM10、SO2、NO2。IAEit表示第i城市在t年的貨物進出口總額。Education it表示第i城市在t年的高校在校人數。X為其他控制變量，包括年末總人口、政府預算內收入、政府預算內支出等。μit是隨機擾動項，α0、β1、β2、β3、Φ均為待估計系數。

2.指標解釋

(1)因變量——衡量空氣質量指標

城市空氣質量指數(air quality index，AQI),定量描述空氣質量狀況的無量綱指數。空氣質量分指數(individual air quality index，IAQI)，單項污染物(二氧化硫、PM10、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮)的空氣質量指數，而空氣質量指數計算按空氣質量分指數最大值計算。空氣質量指數0—50屬于一級，空氣質量令人滿意，基本無空氣污染；51—100屬于二級，空氣質量可接受，但是某些污染物可能對極少數異常敏感分群健康有較弱影響。

基于以上空氣質量的說明同時結合統計年鑒中的數據，選取了以下變量用以衡量空氣質量好壞。

①DAQ(Days of Air Quality Equal to or Above Grade II (days))：空氣質量達到或好于二級的天數，用于衡量全年空氣質量好壞；DAQ天數越大，表明該城市今年空氣質量越好。

②PM10(Particulate Matter)：指環境空氣中空氣力學當量直徑小于等于10μm的顆粒物，也稱可吸入顆粒物，用于衡量空氣質量好壞；PM10值越大，即顆粒物含量越高，空氣污染也就越嚴重。近兩年國家開始公布PM2.5的含量，用以更進一步衡量顆粒物，鑒于選取數據中之前年份沒有改指標，本文不予研究分析。

③SO2(二氧化硫)：每立方米空氣中二氧化硫物的含量，用于衡量空氣質量好壞，SO2值越大，空氣污染越嚴重。

④NO2(二氧化氮)：每立方米空氣中二氧化氮物的含量，氮氧化物主要損害呼吸道，用于衡量空氣質量好壞，NO2值越大，二氧化氮物的含量越高，空氣污染越嚴重。

(2)自變量——經濟因素指標

①IAE(貨物進出口總額(Total Value of Import and Export))：實際進出我國國境的貨物總金額，包括對外貿易實際進出口貨物，來料加工裝配進出口貨物。進出口總額用以觀察一個國家在對外貿易方面的總規模。本文選用貨物進出口用于衡量國際貿易發展水平。

②IAE 2：貨物進出口總額的平方，該指標主要用于檢驗城市空氣質量與國際貿易是否存在二次關系。

③Education：普通高等學校在校學生人數(Total Enrollment of Regular Institutions of Higher Education)，用于衡量該城市高等教育狀況和水平。

④Population：年末總人口，用于衡量城市人口的規模和增長水平。

⑤Passenger：客運量(Passenger Traffic)，用于衡量本年度交通運輸運行規模和狀況。

⑥Freight：貨運量(Freight Traffic)，用于衡量交通運輸運行狀況。

⑦Revenue：地方財政預算內收入(Budgetary Revenue of Local Governments)，用于衡量地方政府財政收入規模。

⑧Expenditure：地方財政預算內支出(Budgetary Expenditure of Local Governments)，用于衡量地方財政支出水平。

(3)虛擬變量

由于本文研究的國際貿易方面數據是2006至2013年，觀察期間數據，2008年全球金融危機的影響導致2009年貨物進出口受到極大影響，大部分城市數據均有下跌，所以應該排除這樣偶發因素的影響。同時其他經濟指標在我國地區差異比較大，在我國東部各項經濟指標必然大于中、西部，所以數據處理把31個省會城市分東西中三部分。因此在模型當中設了三個虛擬變量，以此排除地區因素和偶發因素影響。

①YOF：該城市貿易數據是否受2008年全球金融危機影響。

②East：中國東部，東部地區包括北京、天津、河北、遼寧、上海、江蘇、浙江、福建、山東、廣東和海南11個省市。

③West：中國西部，西部地區包括重慶、四川、貴州、云南、西藏、陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆、廣西、內蒙古12個省、自治區。

三、估計結果實證分析

(一)FE結果對混合OLS結論的論證

首先我們采用混合最小二乘法(Pooled OLS)對數據進行回歸，同時由于使用混合OLS會遺漏隨時間而變化的變量，會造成異質性偏誤(heterogeneity bias)，所以又采用固定效應模型(Fixed Effect，FE)來解決異質性偏誤。通過以上兩種辦法來對比分析驗證二者結論是否一致。

表2　混合OLS與固定模型回歸結果對比

注：表中模型回歸系數中，由于其他幾個變量系數相關性不大，且不作為研究對象，所以表中予以省略；衡量空氣質量的三個指標(DAQ、PM10、SO2、NO2)；括號里的數值為標準差；***、**和*分別表示估計系數在1%、5%和10%水平上顯著。

觀察表2的回歸結果，兩種辦法顯示的結果基本反向一致，比如DAQ與IAE在兩種回歸結果中均是正相關且均在1%水平上顯著。此外其他三種衡量空氣的指標除了NO2有所差異，其余兩個指標在兩種回歸方法下結果是一致，二者只是在系數的大小上有差異。除了貨物進出口總額與空氣質量相關性很強外，人口數量和高校在校人數與空氣質量之間也存在較強的相關性，由于本文主要探討貿易與空氣質量的關系，所以不再詳述。

由于混合OLS中沒有考慮時間因素進行回歸分析，而固定效應模型充分考慮了時間的因素，所以FE回歸結果可靠性要強于混合OLS。以上兩種方法回歸的結果均證實了國際貿易與空氣質量之間存在很強的相關性。

(二)FE估計結果與假設檢驗

表3　固定效應模型回歸系數對比

注：表中模型回歸系數中，由于其他幾個變量系數相關性不大，且不作為研究對象，所以表中予以省略；衡量空氣質量的三個指標(DAQ、PM10、SO2、NO2)；括號里的數值為標準差；***、**和*分別表示估計系數在1%、5%和10%水平上顯著。

為了驗證空氣質量和國際貿易之間是否存在“倒U型”的假設，首先對模型(1.1)和(1.2)進行固定效應模型回歸。觀察表3的結果，對比兩個模型回歸的結果可以清楚地發現，模型(1.1)衡量空氣質量四個指標當中除了PM10與IAE 2在5%水平上顯著，其余三個指標與IAE 和IAE 2均不顯著；但是模型(1. 2)回歸的結果顯示DAQ、 PM10、NO2與IAE相關性極強，均在1%水平上顯著。從以上兩個對比結果來看，空氣質量和國際貿易之間“倒U型”關系的假設在我國不成立，二者一次線性關系極強。

從回歸結果中可以看出，DAQ與IAE在1%水平上顯著，呈正相關關系，即隨著進出口總額的增加空氣質量高于二級的天數也增加；而PM10、NO2與IAE也在1%水平上顯著，但呈負相關關系，即進出口總額的增加空氣污染物的含量逐漸減少。DAQ、PM10、NO23個衡量空氣質量的指標都與IAE呈現非常強的相關性，同時表明國際貿易對于空氣質量有著很強的改善作用。這樣的結論與徐圓[10](2010)相一致，他根據1995—2008年制造業的污染排放和國際貿易數據,分析發現隨著新型國際分工的深化，進出口貿易結構越來越偏向于具有典型全球生產網絡特征的“清潔”行業,使得國際貿易有利于中國的環境建設。

為了進一步驗證FE模型回歸的真實性，本文對248個樣本數據進行散點圖分析。如圖1所示是SPSS數據分析軟件生成的衡量空氣質量的DAQ、PM10、SO2、NO2與衡量貿易水平的IAE在時間序列上散點分布圖。觀察IAE與DAQ的圖形，圖中有DAQ等于300天和IAE等于250億美元的兩條分割線，隨著時間的增長，DAQ大于300且IAE大于250的點大致是呈增加的態勢，這樣數據的分布恰好說明了空氣質量與進出口在時間區間上呈正相關的關系。同樣其他三個分布圖形中也做類似的分析，觀察PM10、SO2、NO2與IAE關系也可以得到空氣中污染物的含量是在時間區間上雖進出口額增加而減少，進一步驗證空氣質量與貿易量的正相關關系。

圖1　IAE與DAQ、PM10、SO2、NO2時間序列上散點分布圖

其次在模型回歸的結果中預算內的收支和教育的程度與空氣質量的相關性也是比較強，從收入支出的這個角度也可以說明收入的增加將引發國家對環保技術的改進與支持，這和Dean研究發現“自由貿易使收入增加，從而促使自由貿易的總效應是減少了中國工業廢水的排放總量”是契合的。

四、結論

前文提到，伴隨著經濟全球化的推進和我國改革開放帶來的國際貿易大繁榮，有關貿易與環境效益的討論一直倍受爭議，沒有定論。支持自由貿易論者認為自由貿易將使環境質量得以改善,環境保護論者則認為貿易自由化會導致環境惡化。本文根據典型的“EKC假設”和“污染避難所假說”，結合我國最新貿易和空氣質量數據進行計量模型檢驗，結果顯示“倒U型”和“污染天堂”假說目前在我國是不成立的。國際貿易的發展對我國城市空氣質量的影響，在時間區間上顯示出來是呈改善作用，支持了自由貿易論者的觀點。具體

來看前文的數據分析處理結果，單從數據上來講貨物進出口貿易是大幅增長，省會城市空氣質量基本保持穩定態勢，二者之間不易找到契合關系。然而通過計量模型分析發現，貨物進出口貿易增長與城市空氣質量呈正相關關系，貿易增長對城市空氣質量有極強的改善作用。

究其原因，國際貿易引發的技術進步和結構變化是貿易污染下降的主要因素。徐圓、趙蓮蓮[11](2014)使用中國跨省的面板數據進行經驗分析，研究發現國際貿易對中國環境影響的短期作用要小于長期，國際貿易引發的環保技術進步(技術效應)和貿易進出口結構的變化(結構效應)將超過規模效應。2008年國際金融危機過后，世界經濟到目前為止都還沒有完全復蘇，而中國經濟依然保持穩定增長并且牽動世界經濟大步復蘇。這些成績得益于中國進一步對外開放和經濟結構的調整，比如國家大力發展低碳經濟、綠色經濟、第三產業、服務貿易等等，與此帶動經濟結構的轉型，這些舉措無疑將帶動經濟增長，不僅僅是經濟規模的增長，還會促進經濟質量的提高。

近兩年霧霾事件的頻繁發生，不能單純的歸結于中國在工業化過程中經濟貿易的高速發展所致。郭紅燕、韓立巖[12](2008)使用1998—2005年我國工業行業數據，研究發現在結構上貿易促使我國工業向更清潔的行業轉變，這樣的轉變降低了工業污染排放水平。但另一方面，城市化過程中城市人口的急劇增長和環保意識低下引發的生活污染等因素會不可避免地加劇污染的出現。此外，國際貿易還會促進我國環保技術的進步，由此產生的技術效應減少了工業各行業單位產出的污染排放。從近幾年國際貿易的市場環境來看，各國爭奪國際貿易的市場份額日益激烈，技術性貿易壁壘、綠色貿易壁壘大行其道，中國已經連續18年成為遭遇反傾銷調查最多的國家以及連續8年遭遇反補貼調查最多的國家。為了在國際貿易競爭中獲得一席之地，我國進出口企業無疑將大力推進改進生產技術和更加注重國際環保標準。這些現象也從側面表明，國際貿易的發展不會導致環境污染的加劇，而是促進生產技術的進步和環境質量的改善。

[1]Matthew A. Cole, Robert J.R. Elliott. Determining the trade-environment composition effect: the role of capital, labor and environmental regulations[J]. Journal of Environmental Economics and Management， 2003 (3).

[2]Arik Levinson.Technology, International Trade,and Pollu-tion from U.S. Manufacturing[J]. RFF Discussion Paper，2007(7).

[3]Dean,Judith.Does Trade Liberalization Harm the Environment-A New Test[J]. Canadian Journal of Economics ，2002 .

[4]蘇梽芳, 廖迎,李穎. 是什么導致了“污染天堂”:貿易還是FDI?——來自中國省級面板數據的證據[J]. 經濟評論，2011(3).

[5]何潔. 國際貿易對環境的影響:中國各省的二氧化硫(SO2)工業排放[J]. 經濟學(季刊)，2010 (2).

[6]張少華,陳浪南. 經濟全球化對我國環境污染影響的實證研究——基于行業面板數據[J]. 國際貿易問題， 2009(11).

[7]徐圓,趙蓮蓮.國際貿易、經濟增長與環境質量之間的系統關聯——基于開放宏觀的視角對中國的經驗分析[J]. 經濟學家，2014(8).

[8]鐘曉君.中國貨物貿易與服務貿易關系實證研究[J]. 價格月刊，2009(9).

[9]張冬梅,強永昌.服務貿易和貨物貿易協同發展研究[J].產業經濟評論，2014(7).

[10]徐圓.國際貿易對中國環境的影響——規模、結構和技術效應分析[J]. 世界經濟研究，2010(10).

[12]郭紅燕, 韓立巖. 貿易自由化對我國環境的影響——基于我國工業行業數據的分析[J].國際商務(對外經濟貿易大學學報)，2008(3).

[責任編輯譚金蓉]

2016-02-23

2011年國家社科基金西部項目“產業集群政府分層管理研究”(11XGL018)。

曾珠(1979—)，女，副教授，經濟學博士，主要研究方向為國際經濟、世界經濟。

F752;X22

A

2095-1124(2016)03-0079-07