空氣污染與健康居民就診量的關(guān)系研究
——基于stata的面板數(shù)據(jù)分析

張 慧

（蘭州財經(jīng)大學(xué)，甘肅蘭州 730030）

一、研究現(xiàn)狀

（一） 研究背景

改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的生活水平大幅度上升，人們在生活和生產(chǎn)促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的過程中，物質(zhì)生活得到了豐富改變，生活福利也得到了提高，但同時對環(huán)境產(chǎn)生了非常大的負(fù)面影響，環(huán)境嚴(yán)重污染，臭氧層破壞，酸雨頻繁降臨，河水變臭等，為此付出了巨大的環(huán)境成本，特別是城鎮(zhèn)的空氣污染，已經(jīng)嚴(yán)重影響了城鎮(zhèn)居民的身體健康，并給社會造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，空氣污染已經(jīng)開始在全球范圍內(nèi)引起人類的高度關(guān)注。

空氣污染已經(jīng)引發(fā)了非常多的問題，與城鎮(zhèn)居民生活有密切聯(lián)系的是人類的身體健康，以及由健康進(jìn)一步導(dǎo)致的就診量增加，就診量的增加已經(jīng)成為了全社會居民看病困難的事實，不僅給自己的家庭帶來了沉重的經(jīng)濟(jì)壓力，而且還給醫(yī)院甚至社會帶來了負(fù)擔(dān)。因為就診量的增多意味著醫(yī)療服務(wù)將更過多的占用居民的可支配收入，從而減少其他方面的消費。

（二） 研究意義

空氣污染是指由于人類活動或自然過程引起的某些物質(zhì)進(jìn)入空氣中呈現(xiàn)出足夠的濃度、持續(xù)足夠的時間并因此危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境[1]。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，居民所擁有的汽車數(shù)量也逐漸增多。據(jù)統(tǒng)計，我國私人汽車保有量10年增加近6倍，汽車數(shù)量的增加也必然會引起汽車尾氣更多的排放，由此也給環(huán)境帶來了極其嚴(yán)重的破壞[2]。研究表明，汽車尾氣已經(jīng)成為城鎮(zhèn)空氣污染的主要來源。城鎮(zhèn)的空氣質(zhì)量下降與汽車尾氣的排放有著密不可分的關(guān)系。空氣中的氮氧化物，汽車尾氣等嚴(yán)重超標(biāo)，已經(jīng)給城鎮(zhèn)居民的身體健康帶來了莫大的傷害。

研究表明，空氣中的污染物主要有氮氧化物、顆粒物、無機有害物、甲醛、苯系物、苯并芘等。其中氮氧化物主要來源于雷電反應(yīng)、硝酸生產(chǎn)廠、汽車尾氣以及蛋白質(zhì)的腐爛等。汽車尾氣污染物有碳?xì)浠衔铩⒁谎趸肌⒍趸颉⒑U化合物、苯并芘以及固體顆粒物[3]。由于環(huán)境污染嚴(yán)重，空氣中的污染物含量過高會引起呼吸系統(tǒng)感染，鼻炎，哮喘，慢性阻塞性肺病，肺癌等疾病，這不僅加劇了家庭的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而且還讓居民的身體承受了巨大的痛苦，空氣污染已經(jīng)嚴(yán)重造成了人群死亡率增加[4]。亞洲開發(fā)銀行和清華大學(xué)2012年發(fā)布的一份研究報告表明，在全球十個空氣污染最嚴(yán)重的城市當(dāng)中，我國有7個城市上榜，其中北京市2001-2004年的比美國環(huán)保局（the US Environmental Proctection Agency） 確定的標(biāo)準(zhǔn)高出了7倍，比國際衛(wèi)生組織（the WHO Global Air Quality Guideline(AQG)） 規(guī)定的濃度標(biāo)準(zhǔn)高出了10倍[5]。據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO） 估計，在全球范圍內(nèi)城市空氣污染造成每年約80萬人死亡和460萬人傷殘[6]。空氣污染已經(jīng)與居民的健康生活息息相關(guān)，由空氣污染引發(fā)的疾病嚴(yán)重的威脅了人們的身體健康。空氣污染對居民的健康生活造成的傷害已經(jīng)刻不容緩，因此，有必要對健康居民就診量和空氣污染之間的關(guān)系進(jìn)行研究。

（三） 研究內(nèi)容

就中國的社會現(xiàn)狀而言，城鎮(zhèn)的空氣污染物主要來自于汽車尾氣以及空氣中超標(biāo)的氮氧化物，而大型工廠都建在郊區(qū)，因此，所排放的氣體不會嚴(yán)重影響城鎮(zhèn)居民的身體健康。由于汽車尾氣的排放量難以測量，所以將汽車尾氣排放量換成汽車保有量（即一個地區(qū)擁有車輛的數(shù)量）。研究表明，種植綠色植被不僅能吸收二氧化碳制造出氧氣，而且具有吸收有害氣體，吸附塵粒，改善氣候，防噪音和監(jiān)測空氣污染多方面的綜合效果。因此，城鎮(zhèn)地區(qū)的綠色植被會相應(yīng)的減少空氣中的污染物，并且為居民凈化空氣做出貢獻(xiàn)。

為此，我們從城鎮(zhèn)健康居民就診量出發(fā)，選取統(tǒng)計年鑒中省級2011-2015年的汽車保有量、氮氧化物、人均公園綠地面積等數(shù)據(jù)，通過包括了31個省市5年的面板數(shù)據(jù)分析，估計了城鎮(zhèn)健康居民就診量與空氣污染和人均公園綠化面積之間的關(guān)系，并由此得出一些結(jié)論。

（四） 文獻(xiàn)綜述

1.國外文獻(xiàn)綜述

ATKINSON等歐洲8個城市的空氣污染與呼吸系統(tǒng)感染的就診案例表明，空氣污染與呼吸道疾病有密切的關(guān)系，并且0-14歲和15-67歲的哮喘病人正在日益以1.2%和1.1%的速度增加[7]。很多學(xué)者在美國的健康調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，生活在城鎮(zhèn)地區(qū)的居民患肺癌、血脈硬化、呼吸道疾病以及心臟病的概率高于其他地區(qū)的居民的患病概率。還有學(xué)者針對空氣污染對孕婦和嬰幼兒的危害進(jìn)行了研究，結(jié)果表明空氣污染與嬰兒早產(chǎn)、夭折以及呼吸道、肺部發(fā)病率都有很大的相關(guān)性（Committee on Environmental Health,2004）。奧地利、法國和瑞士的樣本數(shù)據(jù)也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，即由交通引起的空氣污染造成了每年約6%人口死亡率（N Künzlietaal.,2001） 。 韓 國 Jong-Taelee 等（2000） 研究了七個主要城市1991-1997年的空氣污染與人均每天死亡的關(guān)系，在控制了天氣和時間因素的影響后，二氧化硫濃度每升高50ppb,每天死亡人數(shù)就會增加1-12%[8]。

2.國內(nèi)文獻(xiàn)綜述

王麗（2014） 對空氣污染和汽車消費的相關(guān)性做了分析，結(jié)果表明，汽車保有量和空氣中的二氧化硫和氮氧化物是顯著相關(guān)的。徐寧等分析了空氣污染對公眾健康的危害，得出結(jié)論二氧化硫排放量每增加一噸，由呼吸等疾病導(dǎo)致的死亡人數(shù)比例就會上升0.027%。黎大美、馬玉霞（2012）基于蘭州地區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，證實采暖期的燃煤型空氣污染和塵沙天氣過程的顆粒物污染嚴(yán)重影響了人們的呼吸系統(tǒng)健康，且具有明顯的季節(jié)特征。何慶慈、孔玲莉（2003） 針對學(xué)齡兒童進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)論發(fā)現(xiàn)當(dāng)大氣總懸浮微粒、氮氧化物等污染物超標(biāo)時，兒童呼吸系統(tǒng)癥狀、疾病患病率明顯高于無污染區(qū)。王斌（2008） 利用全國84個環(huán)境重點保護(hù)城市2004-2007三年逐日的空氣質(zhì)量日報數(shù)據(jù)進(jìn)行了研究，結(jié)論表明空氣中的主要污染物為可吸入顆粒物、二氧化硫和二氧化氮。

二、數(shù)據(jù)和方法

（一） 數(shù)據(jù)來源及相關(guān)說明

數(shù)據(jù)來源于中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒、衛(wèi)生統(tǒng)計年鑒等，包含了中國31個省（市） 2011-2016年的城鎮(zhèn)健康居民就診量，氮氧化物，汽車保有量以及人均公園綠地面積。

為了方便描述，將變量名稱中的前三的字母作為該變量的簡稱。如下：

noh:健康居民就診量 (Number of health examinations)（單位：萬人）

pop:汽車保有量 （Possession of Private Vehicles） （單位：萬輛）

prg:人均公園綠地面積（Public recreational green space per capita(sq.m)） （單位：平方米/人）

no:氮氧化物（Nitrogen Oxides） （單位：噸）

（二） 模型方法與檢驗

1.模型設(shè)定

面板數(shù)據(jù)（panel data或 longuitudinal data,也譯為“平行數(shù)據(jù)”），指的是在一段時間內(nèi)跟蹤同一組個體（individual） 的數(shù)據(jù)。它既有橫截面的維度（n位個體），又有時間維度（T個時期）。面板數(shù)據(jù)是同時在時間和截面上取得的二維數(shù)據(jù)，也稱作時間序列與截面混合數(shù)據(jù)（pooled time series and cross section data）[9]。而面板數(shù)據(jù)模型是一類利用平行數(shù)量分析變量間相互關(guān)系并預(yù)測其變化趨勢的模型，它有多種形式，已有很多文獻(xiàn)做過介紹，具體選取哪種類型，須經(jīng)過檢驗[10]。本文在建立混合回歸模型、個體固定效應(yīng)模型和隨機效應(yīng)模型的基礎(chǔ)上，通過F檢驗、LM檢驗以及H(豪斯曼)檢驗，最終選取最佳模型來分析結(jié)果。

2.檢驗方法

（1） F檢驗。F統(tǒng)計量用來檢驗一組面板數(shù)據(jù)應(yīng)該建立混合模型還是個體固定效應(yīng)模型[11]。

（2） LM檢驗。LM檢驗是用來檢驗?zāi)Ｐ椭惺欠翊嬖趥€體隨機效應(yīng)，即檢驗是應(yīng)該選擇“隨機效應(yīng)”還是“混合效應(yīng)”[11]。

（3） H（豪斯曼） 檢驗。H（豪斯曼） 統(tǒng)計量用來檢驗個體效應(yīng)與回歸變量是否相關(guān)，即檢驗該組面板數(shù)據(jù)應(yīng)該建立個體隨機效應(yīng)回歸模型還是個體固定效應(yīng)回歸模型[11]。

三、實證研究

首先，在stata中建立面板數(shù)據(jù)模型

根據(jù)圖1可知，這是一個平衡的面板數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖2。

因為 n＝31，T＝5， n＞T， 由圖 2 可知，這是一個短面板數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)類型可以不考慮面板相關(guān)的問題。繼續(xù)查看數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計特征，如下：

圖1 面板數(shù)據(jù)模型的建立

圖2 短面板數(shù)據(jù)集

圖3 樣本描述統(tǒng)計

由圖3可知，prg變量的最大值與最小值差異較小，而noh、no與pop的最大值與最小值之間的差異很大，這說明各個省之間的城鎮(zhèn)健康居民就診量、空氣中氮氧化物和汽車保有量的差距很大。

進(jìn)一步作noh的時序圖，由圖4可知，每個省（市） 的時間趨勢不盡相同，有些省（市） 較為平穩(wěn)，比如：1、2、3、5等，說明這幾個省（市） 在2012-2016年期間的城鎮(zhèn)健康居民就診量變動不大；有些省（市）有略微的上升趨勢，比如第6、10、11等，說明在2012-2016年期間健康居民就診量有所增多，可能有更多的人身體健康受到空氣污染的影響；有些省（市）有略微的下降趨勢，說明在2012-2016年健康居民就診量有所降低；而第4個省中間有凸起的“山峰”，說明在2012-2014年期間的居民就診量大幅度上升，而2013年達(dá)到最大值，在2014年之后又趨于平緩，說明該省在此期間由于某種原因，導(dǎo)致更多的居民去醫(yī)院就診。時序圖在一定程度上，可以說明城鎮(zhèn)健康居民就診量的省際差異有助于估計決定健康居民就診量的因素。

圖4 noh的時序圖

最后，考察一下各變量之間的簡單相關(guān)系數(shù),由表1可知，部分變量之間的相關(guān)系數(shù)大于0.5，說明這幾個變量之間可能存在多重共線性，需在建模之前做進(jìn)一步判斷，用stata計算各個變量之間的方差膨脹因子。結(jié)果如下：

表1 no、pop、prg相關(guān)系數(shù)

表2 no、pop、prg方差膨脹因子

由表2可知，各個變量的VIF（方差膨脹因子）值均小于10，說明可以不剔除部分變量，直接進(jìn)行建模。對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗來確定選用哪種模型為最佳模型。

（一） F檢驗

F檢驗的原假設(shè)為建立混合回歸模型，備擇假設(shè)為建立個體固定效應(yīng)模型。檢驗結(jié)果如圖5所示：

圖5 F檢驗

由圖5可知，F(xiàn)檢驗的P值為0.0000，強烈拒絕原假設(shè)，故應(yīng)該使用個體固定效應(yīng)模型。但由于此時未使用穩(wěn)健標(biāo)準(zhǔn)誤，故這個F檢驗不足夠有效，進(jìn)一步嘗試通過LSDV（虛擬變量法）來考察。通過用stata做LSDV法可知，大多數(shù)個體虛擬變量均顯著，故可拒絕“所有個體虛擬變量都為0”的原假設(shè)，存在個體效應(yīng)。而且表中最后一行顯示，“rho=0.91”,故復(fù)合擾動項的方差主要來自個體效應(yīng)，故不應(yīng)該使用混合回歸。

（二） LM檢驗

雖然上述檢驗已經(jīng)可以確定個體效應(yīng)存在，但個體效應(yīng)是否以隨機效應(yīng)（RE） 的形式存在，需要進(jìn)一步用LM檢驗。

LM檢驗的原假設(shè)為“不存在個體隨機效應(yīng)”，備擇假設(shè)為“存在個體隨機效應(yīng)”。檢驗結(jié)果如下：

由圖6可知，LM檢驗的P值為0.0000，強烈拒絕原假設(shè)，即認(rèn)為“存在個體隨機效應(yīng)”，在混合回歸模型和隨機效應(yīng)模型之間應(yīng)該選擇隨機效應(yīng)模型。

圖6 LM檢驗

（三） H（豪斯曼） 檢驗

下面進(jìn)一步進(jìn)行檢驗個體效應(yīng)與回歸變量是否相關(guān)，H（豪斯曼）檢驗的原假設(shè)為“個體效應(yīng)與回歸變量無關(guān)”，備擇假設(shè)為“個體效應(yīng)與回歸變量相關(guān)”。檢驗結(jié)果如下：

圖7 H（豪斯曼） 檢驗

由圖7可知，H（豪斯曼） 檢驗的P值為0.069，故不能拒絕原假設(shè)“個體效應(yīng)與回歸變量無關(guān)”，即認(rèn)為個體效應(yīng)與回歸變量無關(guān)，應(yīng)該建立個體隨機效應(yīng)回歸模型。

（四） 面板模型估計結(jié)果

結(jié)合F檢驗、LM檢驗和豪斯曼檢驗及參數(shù)的顯著程度，最終選擇個體隨機效應(yīng)回歸模型。模型結(jié)果如圖8所示。

圖8 個體隨機效應(yīng)回歸結(jié)果

通過模型結(jié)果可知：對城鎮(zhèn)健康居民就診量有顯著影響的變量有氮氧化物和汽車保有量，并且氮氧化物和汽車保有量與城鎮(zhèn)健康居民就診量呈正相關(guān)。其中，氮氧化物每增加一噸，城鎮(zhèn)健康居民就診量就會增加8.16人；汽車保有量每增加一萬輛，城鎮(zhèn)健康居民就診量就會增加1.4人。而人均公園綠化面積與城鎮(zhèn)健康居民就診量呈負(fù)相關(guān)，人均公園綠化面積每人每增加一平方米，城鎮(zhèn)健康居民就診量就會減少14.68人。但是這種結(jié)果并不顯著，說明種植綠色植被已經(jīng)不足夠凈化空氣，從而使得居民生活在一個空氣干凈的環(huán)境之中。

四、結(jié)論與建議

（一） 結(jié)論

本文基于全國31個省市從2011-2015年5年的省際面板數(shù)據(jù)來分析我國空氣污染（具體為氮氧化物和汽車尾氣的排放）和人均公園綠地面積對城鎮(zhèn)健康居民就診量之間的關(guān)系。本文先從個體固定效應(yīng)模型、混合回歸模型和個體隨機效應(yīng)回歸模型中，通過F檢驗、LM檢驗和H(豪斯曼)檢驗最終選擇了個體隨機效應(yīng)回歸模型。模型中以各省份的城鎮(zhèn)健康居民就診量為被解釋變量，解釋變量為氮氧化物、汽車保有量和人均公園綠地面積。此外，還加入了個體隨機效應(yīng)，用以反應(yīng)一些不隨時間改變且同時對氮氧化物、汽車保有量和人均公園綠地面積產(chǎn)生影響的不可觀測因素。最后的個體隨機效應(yīng)回歸模型結(jié)果顯示，氮氧化物每增加一單位，城鎮(zhèn)健康居民的就診量就會上升8.16萬人；汽車保有量與城鎮(zhèn)健康居民就診量呈正相關(guān)，汽車每增加1萬輛，居民就診量就會增加1.42萬人；人均公園綠地面積與健康居民就診量呈負(fù)相關(guān)，綠地面積每增加一單位，健康居民就診量就會減少14.68萬人，但是這一結(jié)果不是特別顯著，說明現(xiàn)在種植綠色植被已經(jīng)不能作為減少健康居民就診量的主要因素。由上述的實證分析可知：氮氧化物和汽車保有量已經(jīng)嚴(yán)重的威脅了城鎮(zhèn)居民的生活質(zhì)量，空氣的污染與氮氧化物和汽車尾氣的排放有密不可分的關(guān)系，從而導(dǎo)致了居民的身體受到了不同程度的影響。

（二） 政策建議

面對當(dāng)前的空氣污染形勢，政府和民眾應(yīng)該聯(lián)合起來，用強大的法律做保障，加以適當(dāng)?shù)纳鐣毫ψ霰O(jiān)督，這樣才能為大眾贏造一個良好健康的生活環(huán)境。從模型變量出發(fā)，結(jié)合得到的估計結(jié)果，為減少氮氧化物和汽車尾氣的排放，增加綠色植被種植面積，控制空氣污染程度，現(xiàn)提出以下幾點建議：

1.遵循“誰排放，誰買單”原則。目前，我國對于氮氧化物排放的事前調(diào)查、事中監(jiān)管及事后統(tǒng)計的各項工作還比較薄弱，無法實現(xiàn)現(xiàn)階段政府對氮氧化物監(jiān)管工作的要求。因此，政府以及相關(guān)部門應(yīng)該提高對氮氧化物排放的危害性認(rèn)識，合理做好監(jiān)測工作，堅持遵循“誰排放，誰買單”的原則，不再片面的強調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與“先污染，后治理”的認(rèn)識誤區(qū)。

2.遵循“誰破壞，誰負(fù)責(zé)”原則。我們在大力倡導(dǎo)環(huán)境保護(hù)的同時，應(yīng)該摒棄“只保護(hù)，不發(fā)展”的理念，既要保護(hù)環(huán)境，也要發(fā)展環(huán)境。政府和有關(guān)部門不僅要呼吁大家保護(hù)綠色植被，還應(yīng)該制定相關(guān)條例，采用法律的強制手段來約束大家，對于破壞環(huán)境者必須做到“誰破壞，誰負(fù)責(zé)”的基本原則，從而加強對綠色植被的保護(hù)。

3.遵循“誰環(huán)保，獎勵誰”原則。汽車尾氣已經(jīng)成為城鎮(zhèn)空氣污染的主要來源，限號制度雖然從一部分角度減少了汽車出行，但隨著居民對汽車的需求量越來越大，相關(guān)部門應(yīng)該限制私人轎車購買量，堅持一個家庭只能購買一輛家用汽車的原則，從根源上控制汽車尾氣的排放。在汽車市場上，建立環(huán)保汽車獎勵金制度，對于購買電動汽車的用戶應(yīng)予以獎勵，大力提倡使用電動汽車，讓電動汽車逐漸替代燃油汽車。

4.遵循“誰生病，及時治”原則。目前，由空氣污染所引起的疾病越來越多，即使政府和相關(guān)部門嚴(yán)格治理空氣污染，但是空氣的凈化仍需要很長的一段時間，不能及時解決居民的身體健康問題。因此，在社會提高居民有病就治的健康意識的同時，政府也應(yīng)該建立健全醫(yī)院的基礎(chǔ)醫(yī)療設(shè)施，創(chuàng)建一套完整的醫(yī)療衛(wèi)生機制，對困難人群開通一條先治病后付費的綠色通道，減少因就醫(yī)難而對病人所造成的傷害。

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