上海市經濟增長和產業結構以及空氣污染的動態關系研究

秦炳濤 陳建熊

摘 要：由于經濟增長，產業結構和空氣污染間密切相關，因此研究三者之間的動態關系對促進上海市的可持續發展具有重要意義。文章選取了1995—2015年上海市經濟增長，產業結構和空氣污染的相關數據，建立VAR模型，運用脈沖響應函數和方差分解的方法，對上海市經濟增長，產業結構和空氣污染之間的相互影響機制和動態關系進行了研究。研究表明，上海市經濟增長確實加劇了空氣污染且具有滯后作用；產業結構對經濟增長短期內呈現負向作用而長期則呈現為正向作用，產業結構的調整有利于抑制上海市的空氣污染；從方差分解結果上看，經濟增長對空氣污染的方差貢獻度較小，而空氣污染對經濟增長方差貢獻度較大，產業結構對經濟增長和空氣污染的方差貢獻度都比較小，反之，經濟增長和空氣污染對產業結構的方差貢獻度較大。關鍵詞：VAR模型；空氣污染；經濟增長；產業結構中圖分類號：F 061.5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-7312（2017）06-0610-05

Research on the Dynamic Relationship between Economic

Growth，Industrial Structure and Air Pollution in Shanghai

——Basd on VAR Model Empirical Analysis

QIN Bing-tao，CHEN Jian-xiong

（School of management，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200237，China）

Abstract：Economic growth，industrial structure and environmental pollution are closely related to each other，so it is of great significance to study the dynamic relationship between the three to promote the sustainable development of Shanghai.Based on the related data of the economic growth，industrial structure and air pollution of 1995—2005 in Shanghai，the paper established the model of VAR and used the method of impulse response function and variance decomposition to study the mutual influence mechanism and dynamic relationship between the economic development，industrial structure and air pollution of Shanghai City.The study found that Shanghais economic growth has indeed increased air pollution and has a lag effect.The industrial structure has a negative effect on the economic growth in the short term but has a positive effect in the long term，and the adjustment of industrial structure is helpful to restrain the air pollution in Shanghai.From the results of variance decomposition，the contribution of economic growth to air pollution is small，but the contribution of air pollution to economic growth is larger.The contribution of industrial structure to economic growth and air pollution is small.On the contrary，the contribution of economic growth and air pollution to the industrial structure is larger.

Key words：VAR model；air pollution；economic growth；the industrial structure

0 引 言近年來，中國大多數城市都被霧霾所籠罩，上海市的空氣質量也長期處于中度甚至重度污染。霧霾中含有的PM 2.5污染物對人體傷害極大，給人們的身體健康造成了極大危害。2013年開始，中國環保部開始對74個重點城市進行環境監測。從2015年的監測結果來看，上海市的PM 2.5年平均濃度達到53 μg/m3，遠高于世界衛生組織公布的PM 2.5的安全標準。空氣污染依舊較為嚴重。與此同時，霧霾問題也是一個經濟問題，反映出了環境與經濟之間的不協調。上海市位于長江入海口，作為長三角地區的龍頭，其發展模式不僅對自身也對其他城市發揮著巨大作用。自1995年以來，上海市的經濟得到了快速發展，年人均GDP從1995年的17 779元逐步增加到2015年的103 795元。20年間人民的生活水平得到大幅度改善。然而經濟發展的同時，環境污染等問題卻愈發嚴重。上海市的空氣質量呈現逐年惡化的趨勢，1995年工業廢氣排放量為4 625億m3，而2015年卻達到了12 802億m3，這種以犧牲環境而發展經濟的模式是否能夠持續引發了越來越多人的深思。而產業結構就好比是經濟增長和空氣污染間的橋梁，產業結構的調整對經濟增長和空氣污染都有著重大影響。1995—2015年間上海市產業結構發生了重大變化，其中第二產業比重在逐年下降。1995年第二產業生產總值占總產值的57%，而2015年這個比重降到了32%.上海市在產業結構調整中更傾向于向第三產業轉移。那么產業結構的調整對上海市經濟增長和空氣污染具有怎樣的影響呢？因此研究三者間關系對于上海市可持續發展具有重要意義。（數據來源于《上海統計年鑒》）

1 文獻綜述近年來，國內外許多專家圍繞經濟增長，產業結構和環境污染之間的關系進行了研究。如 Grossman等（1991）在研究經濟增長和空氣污染間關系時，得出“倒U型”的EKC曲線[1]。之后，Bandyopadhyay等（1992）及 Lu-cas（1992）用環境庫茲涅茨曲線對不同的國家經濟增長和環境污染關系進行研究，得出環境庫茲涅茨曲線在發達國家和發展中國家都適用的結論[2-3]。基于國外的研究，國內學者彭水軍等（2006）針對我國進行了相關研究，發現選擇不同的計量方法和數據指標，環境庫茲涅茲曲線表現出不同的形狀[4]。因此對于我國是否滿足環境庫茲涅茲曲線的倒U形狀，目前還沒有達成共識。與此同時，國外一些學者開始對產業結構和環境污染之間進行相關研究。Grossman（1995）通過對亞洲國家和地區做研究，發現在不同的經濟發展階段，產業結構與環境污染之間滿足“倒U型”曲線關系[4]。但 Brajer（2011）進行了深入研究，發現選取不同的污染物，產業結構與環境污染之間呈現倒“U”型關系是不成立的[5]。而 Jnicke 等人則認為，不同國家產業結構和環境污染間具有不一樣的關系[6]。以上大多是國外學者對經濟增長，產業結構和環境污染等問題的相關研究。由于指標和地區選取不同以及時間序列非平穩性等原因，所得結果也具有一定差異，國外的研究結果對我國的情況未必完全適用。為此一些學者針對我國具體情況進行了相關研究。例如：彭水軍等（2006）建立VAR模型，研究我國6類污染物和經濟增長間的動態關系，運用脈沖響應函數和方差分解的方法進行分析，研究結果表明，經濟增長確實對我國的環境污染產生了巨大影響，環境污染對經濟增長具有反向作用且有滯后性[7]，方差分解結果顯示經濟增長對各類污染物排放的方差貢獻度較大，而污染排放對經濟增長的方差貢獻度則相對較小。呂健（2010）則以上海市為例構建VAR模型，發現上海市環境污染對經濟增長的方差貢獻度較大，而經濟增長對環境污染的方差貢獻度較小[8]；李鵬等（2009）對山西省經濟增長和環境污染進行研究，得出經濟增長和環境污染間存在“倒 U 型”曲線關系[9]。以上學者均是從經濟增長和環境污染之間進行研究，而王瑞鵬等（2013）則運用VAR模型研究新疆城市化，產業結構和環境污染間關系。結果顯示，環境污染和產業結構之間滿足長期的均衡關系[10]。楊冬梅等（2014）通過對山東省的研究，得出產業結構對環境污染貢獻有滯后性的結論，產業結構的調整有利于環境質量改善，但是作用效果不明顯[11]。以上研究文獻中，都是基于不同視角，不同區域和不同的研究方法進行研究，得出的結論具有很大差異。而大多數學者都是介于經濟增長，環境污染和產業結構兩兩之間動態關系進行研究，卻沒有研究三者之間相互作用的關系。因此本文在前人研究的基礎上將研究區域選定為上海市，并通過VAR模型探究經濟增長，產業結構和空氣污染三者之間的動態關系。

2 數據與模型構建

2.1 指標與數據選取文章選取了1995—2015年上海市的工業廢氣排放量用以衡量空氣污染水平。經濟增長指標選取剔除通貨膨脹的上海市人均實際GDP.產業結構指標我們選用第二產業生產總值與二三產業生產總值之和的占比表示（這里因為第一產業占比太小，不作考慮）。因為數據的自然對數可以消除異方差的存在，因此本文對工業廢氣排放量和人均實際GDP進行了對數化處理。本文用到的數據指標和符號見表1.（數據均來自于對應年份的《上海市統計年鑒》。）

2.2 模型估計與結果

2.2.1 單位根檢驗由于時間序列的不平穩，單位根容易出現“偽回歸”現象。這里為了避免出現這個問題，我們對時間序列進行ADF單位根檢驗，具體結果見表2.

由表2可知，各變量均滿足ADF檢驗的一階平穩條件。因此不需要進行協整檢驗，接下來需要確定模型最優滯后階數。

2.2.2 確定最優滯后階數及穩定性檢驗

VAR模型是一種動態聯立方程模型，由模型中當期變量和所有變量的滯后值進行回歸得到，可以方便反映出各變量間的動態關系。在此基礎上，對上海市經濟增長，空氣污染和產業結構各指標使用脈沖響應函數和方差分解的方法進行實證分析。VAR模型的表達式為

其中Yt為k維向量；Xt為D維向量；p為滯后階數；A1，A2，…，Ap和B為k×k和 k×D維系數矩陣；ut為隨機擾動項。

以上海市人均實際LNGDP，工業廢氣排放量LNGAS和產業結構UD為自變量建立VAR模型。可以根據LogL，LR，FPE，AIC，SC和HQ等標準進行確定模型的最優滯后階數。滯后階數的加大，能夠避免誤差項中的自相關，可是卻容易減少自由度，對參數估計的有效性造成影響。運用Eviews 8.0軟件進行最優滯后階數的確定，發現一階是最優滯后階數，即建立VAR（1）模型。建立VAR模型以后，應檢驗模型的穩定性。通常檢驗模型穩定性的方法為AR根圖法。判斷方法是所有點都落在單位圓內部，即所有根模的倒數都小于1則模型是穩定的，反之，則不具有穩定性。經檢驗，所有點均位于單位圓內部。因此，模型是穩定的。

2.3 VAR模型的參數估計在確定穩定性后，文中用VAR（1）模型進行參數估計，運用Eviews 8.0軟件將估計的結果用方程寫為如下形式

（2）從參數的估計結果來看，上海市經濟增長LNGDP，空氣污染水平LNGAS和產業結構UD均受各自滯后期指標值的影響。首先經濟增長和產業結構的滯后值對空氣污染的影響為負，而經濟增長的滯后系數較小，說明短期內經濟增長對空氣污染影響不大，而產業結構的調整有利于減輕上海市的空氣污染。其次，空氣污染和產業結構的滯后值對經濟增長影響為正，說明了短期內產業結構的升級和空氣污染對上海市經濟增長具有促進作用。第三，經濟增長的滯后值對產業結構影響為負，而空氣污染的滯后值對產業結構的影響為正，說明短期內上海市經濟增長不利于產業結構的優化升級。

2.4 脈沖響應函數分析脈沖響應函數方法描述了由誤差項帶來的沖擊對內生變量當期及未來時期的反應，也就是給隨機誤差項一個標準差大小的沖擊后，內生變量對這次沖擊在當期和未來時期將會產生怎樣的影響。基于VAR（1）模型，分別給LNGDP一個正的單位沖擊，得到2個關于LNGAS，UD的脈沖響應函數圖，如圖1所示。其中實線就是脈沖響應函數，正負2倍標準差偏離如圖虛線所示。滯后期數（單位：年）用橫軸表示，而受沖擊后變量的響應則用縱軸表示。圖1（a）表示空氣污染關于經濟增長的脈沖響應圖。從圖中可以看出當期給經濟增長一個單位的正沖擊后，空氣污染的響應點從第一期0逐漸增加，并在第八期達到最大正響應點0.021 463.期間一直保持正響應，說明上海市的經濟增長對空氣污染具有滯后作用。經濟增長短期內對空氣污染影響不大，但是隨著時間的延長，經濟增長對空氣污染的影響逐年加劇。由圖1（b）經濟增長關于空氣污染的脈沖響應圖可以看出，在當期給空氣污染一個單位的正沖擊，經濟增長迅速做出正響應，并在第三期達到最大值

0.017 842，隨后緩慢下降趨于平緩，說明空氣污染短期內對經濟經濟增長具有正向作用，但是長期內空氣污染對經濟增長的影響較小。由圖1（c）表示的是空氣污染關于產業結構的脈沖響應圖，可以看出在當期給產業結構一個單位的正沖擊，空氣污染緩慢做出負響應，并且在第四期達到最小值-0.015 839，隨后開始上升并漸漸趨于穩定，期間一直保持著負響應。表明上海市產業結構的調整在短期內對環境污染起到了抑制作用，但是隨著時間的延長，這種抑制作用在不斷地減弱。而圖1（d）經濟增長關于產業結構的脈沖響應圖，我們可以看到在當期給產業結構一個單位的正沖擊，經濟增長首先做出正響應且在第三期達到最大正響應點0.001 987，隨后作出負響應且在第9期達到最大負響應點-0.002 630并趨于穩定，說明短期內上海市產業結構的調整有利于經濟的增長，而在長期則不利于經濟的增長。進一步說明了上海市產業結構的布局在某些方面還存在不合理性。因此，上海市在產業結構調整過程中應當注意經濟與環境的協調發展，走可持續發展道路。

2.5 方差分解方差分解的思想是分析由隨機誤差項帶來的沖擊對內生變量變化的貢獻程度，并評價不同變量間相互沖擊的貢獻程度。表3顯示了經濟增長，產業結構和空氣污染三者間相互沖擊的結果。

根據方差理論，本部分測量了空氣污染，產業結構和經濟增長三者之間的貢獻程度。由表3可以看出，首先空氣污染對經濟增長的方差貢獻度逐年增大，并且在第8期達到最大值69.99%，10年間

的平均方差貢獻度為58.77%.而經濟增長對空氣污染的方差貢獻度則由第一期的0逐年增加到第十期的12.77%，平均貢獻度為4.65%，說明了上海市的空氣污染對其經濟增長的方差貢獻度很大，但是經濟增長對空氣污染的方差貢獻度卻較小。其次，經濟增長對產業結構的方差貢獻度由第一期的0.68%逐年增加，在第六期達到最大值32.08%，十期的平均值為22.31%，而產業結構對經濟增長的方差貢獻度則由第一期的0逐年增加，到第十期方差貢獻度達到1.52%，說明了上海市的經濟增長對產業結構的方差貢獻度較大，而產業結構對上海市經濟增長的方差貢獻度很小。第三，空氣污染對產業結構的方差貢獻度呈現出先減小后增加的趨勢，由第一期的62.71%下降到第六期45.41%之后又上升到第十期的54.66%.平均貢獻度達到52.76%.而產業結構對空氣污染的方差貢獻度呈現出先上升再趨于平穩的趨勢，十年的平均貢獻度為5.08%，說明上海市空氣污染對產業結構的方差貢獻度很大，但是產業結構對上海市空氣污染的貢獻度卻比較小。

3 結論及政策建議 通過對上海市1995—2015年人均實際GDP，第二產業占比和工業廢氣排放量的數據建立VAR模型進行實證分析，可以得出以下結論：首先，上海市的經濟增長對空氣污染表現為正向作用，經濟增長加劇了上海市的空氣污染，但是這種正向作用具有滯后性，從脈沖響應圖可以看出經濟增長前2年內對空氣污染影響不大，從第三年開始，影響作用才被逐漸放大，而空氣污染短期內卻有利于經濟的增長。從方差分解結果可以得出空氣污染對經濟增長的方差貢獻度較大，反之，經濟增長對空氣污染的方差貢獻度較小。其次，產業結構的調整對空氣污染具有負向作用，說明產業結構的優化升級在一定程度上抑制了上海市的空氣污染。從方差分解結果上看，空氣污染對產業結構的方差貢獻度較大，而產業結構對空氣污染的方差貢獻度較小。最后，產業結構對經濟增長的影響是雙向的，首先產業結構的調整在短期內對經濟增長具有促進作用，而長期卻表現為負向作用。從方差分解結果上看，經濟增長對產業結構的方差貢獻度較大，反之，則較小。根據以上結論，我們嘗試提出以下建議。

第一，上海市的經濟增長確實引起了空氣質量的惡化，而空氣質量的惡化也在短期內加速了上海市經濟的快速增長。經濟增長和空氣質量之間呈現出一種作用與反作用的關系。主要表現為煤、石油、天然氣等化石燃料的燃燒，巨大的能源消耗短期內對經濟的拉動作用表現十分強勁，然而這種發展方式卻是不符合可持續發展理念的。從經濟的長期穩定發展而言，上海市政府必須協調經濟與環境之間的關系，在發展經濟的同時，對環境污染進行控制。而控制污染無非從兩個方面進行：一是對污染源的監控，二是加強對污染的治理。首先，從污染源方面考慮，上海市政府應對一些高能耗高污染企業加大監控力度，完善污染排放的相關制度法規，保證廢氣，廢水以及廢物的排放達到標準。其次機動車的數量也是造成空氣污染的重要原因之一，因此對機動車的數量有必要進行控制。例如：政府可以加大對機動車牌照的審批難度，可以從數量上進行控制。也可以從機動車質量上進行改進，比如政府提供一筆資金對上路機動車安裝清潔裝置，使之尾氣的排放較之前能夠有大幅度降低。從污染治理方面而言，加大環保資金投入，適當提高環保人員的待遇，使他們在工作上可以盡心盡力，從而提高環境治理效率。第二，產業結構在經濟增長和空氣污染中起到了橋梁作用，產業結構的調整可能短期內不利于經濟的快速增長，然而對空氣質量卻有巨大的改善作用。因而，產業結構的調整對可持續發展具有重要意義。2015年上海市第二產業比重為32%，相較于1995年有大幅度下降，說明這么多年來上海市在產業結構調整過程中的努力還是值得肯定的，然而上海市坐落于全國金融中心，金融行業非常發達，第二產業比重仍有下降空間。因此，政府可以對一些高能耗的行業進行去產能，并根據自身優勢進一步推進服務業的發展。同時，上海市在吸引外資方面，做好嚴格監管，嚴禁一些高污染的企業進駐，防止上海市成為他國污染企業的“天堂”。第三，改變環境治理思路。政府的力量畢竟是渺小的，而環境保護工作需要公眾都參與進來。因為公眾對良好的環境質量具有極大需求，所以對環境治理以及協助政府治理環境都有較高的積極性。政府應該充分利用這種積極性，加大節能環保方面的宣傳，提倡清潔生產，清潔出行。并根據民眾提供的訴求及時彌補相關制度法規上的缺陷，對環境污染做到有效治理。

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