中國對外貿易對大氣環境的影響研究

李璠　包芮華　李萌　白子劍

[摘 要]文章基于環境投入產出模型，利用2007年和2012年中國投入產出表與京津冀地區投入產出表以及大氣環境污染數據，測算出了京津冀地區二氧化硫、氮氧化物以及煙粉塵三類大氣污染物的進口減排量、出口排放量、進口減排強度、出口排放強度以及進口減排強度與出口排放強度比。研究發現，①從2007年到2012年，北京市進口減排和出口排放強度比有所下降；②整體而言，2007年到2012年京津冀地區各部門污染減排技術顯著提升；③京津冀地區大量非清潔產品的出口是造成其進出口排放比小于1的主要原因。綜上所述，對外貿易在帶動經濟增長的同時，對京津冀地區的大氣環境造成了負面影響。

[關鍵詞]對外貿易； 大氣環境； 污染排放；投入產出

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2018.13.004

1 前 言

2002年到2011年間，我國貨物貿易進出口總額年增速一直維持在20%左右。隨著這幾年經濟發展進入新常態，進出口額年增長雖稍有減緩，但是仍然處在6%上下。2002年至今我國貿易總額保持連年增長順差，其中2015年順差達歷史最高5930億美元。對外貿易的發展極大地促進了我國的科技文化進步以及我國社會福利的增加。繼珠三角和長三角之后，京津冀地區作為我國經濟增長的“第三極”，地區國民生產總值和貿易額連年增長，據海關統計，2017年1月，進出口商品收發貨人所在地京津冀地區總值為2657.4億元（同比增長27.7%），占全國總值的12.2%，出口為727億元（同比增長8.4%），進口為1930億元（同比增長36.9%）。然而，在國際貿易推動我國京津冀地區經濟繁榮發展的同時，也帶來了一定的負面影響。近年來，京津冀地區的霾污染問題日益突出，2016年冬季，全國8城市多次出現空氣質量指數小時值“爆表”情況，均在京津冀及周邊地區。面對嚴峻的大氣環境問題，我們自然會思考：近年來高速增長的對外貿易是否對京津冀地區的大氣污染產生了影響？

京津冀地區的大氣污染主要來自工廠排污，工廠主要排放三類大氣污染物：二氧化硫、氮氧化物和煙粉塵，環境統計年鑒提供了各行業和各省市三種污染物的排放量。同時，投入產出表提供了各行業的進出口數據，通過測算分析對外貿易造成的大氣污染物排放數據，可以揭示其對大氣環境造成的影響。對外貿易包括進出口，地區進（出）口產品結構的影響著污染物的排放，從而影響大氣環境。通過分析京津冀地區不同行業進出口污染物排放量等指標，可以明確在對外貿易的過程中，對大氣環境造成影響的行業種類和進出口產品結構特點。文章將以投入產出表為基礎，研究對外貿易對京津冀地區27個行業大氣污染物排放的影響。

2 文獻綜述

就國際貿易對我國環境產生的影響這一問題的研究上，國內學者主要可以分為兩類。

環境保護論者認為自由貿易會使環境管制相對寬松的發展中國家成為“污染避風港”，國際貿易的過快發展引發了對我國環境的負面影響。張友國（2009）構建了1987年至2006年的可比價格投入產出表，并以此為基礎測算了貿易對中國能源消耗和SO2排放的影響，估算的結果表明1987年以來中國的貿易含污量增長迅速。[1]劉巧玲、王奇、劉勇（2012）基于聯立方程模型，從經濟產出、污染排放、污染治理和國際貿易四個方面探討了經濟增長與污染排放的相互作用，并以美國、中國SO2排放為例進行了實證研究，計算了美、中的污染減排彈性系數，認為國際貿易對美國起到污染減排作用，但對中國的影響不顯著。[2]鐘凱揚（2016）基于PVAR模型，研究發現對外貿易的發展對環境污染有一定貢獻，并且該種影響不只存在于當期。[3]唐劍、周雪蓮（2017）通過對動態省際面板數據的實證分析得出，對外貿易引起的我國工業的快速發展導致了更多的工業污染物的排放，加重了環境污染的程度。同時認為“污染天堂”假說在中國是成立的。[4]

國際貿易支持者認為基于比較優勢采取國際專業化分工可以提高資源配置的效率，促進經濟發展。自由貿易的發展有利于我國的經濟技術發展以及社會福利的增加。而國家經濟水平的提高會促使政府制定更完善的環境保護政策，從而國際貿易對環境產生的影響是正面的。沈利生和唐志（2008）基于投入產出模型實證分析了對外貿易對我國二氧化硫排放的影響，通過計算2002年至2006年我國的進出口排放強度，比較發現出口污染排放強度低于進口污染減排強度，得出對外貿易有利于我國污染減排的結論。[5]何立華和金江（2010）利用我國1997-2006年30個省、市、自治區的面板數據，主要研究了與廢氣、廢水、固體廢棄物密切相關的六類環境污染指標，認為現有數據還不足以證明對外貿易加劇了我國環境污染。[6]李小平（2010）利用垂直專業化分工的環境投入產出模型，測算了國際貿易中隱含的CO2。通過比較出口含CO2強度和進口含CO2強度，認為從整體來看，國際貿易有利于中國的環境保護。[7]彭水軍和劉安平（2010）基于一個開放經濟系統的投入產出模型，通過計算歷年三類大氣污染物和一類水污染物的進出口含污量和污染貿易條件，證明了“污染避風港”假說在中國并不成立，同樣認為國際貿易是有利于中國的節能減排的。[8]徐圓和趙蓮蓮（2014）在研究國際貿易、經濟增長與環境質量三者之間系統關系的基礎上，利用中國跨省份的面板數據進行了實證研究，發現整體上貿易對我國環境的影響是正面的，但短期內對我國中西部地區的環境影響是不利的。[9]林伯強和劉泓汛（2015）運用了非徑向方向距離函數測算了中國工業行業的能源環境效率，并通過聯立方程得出，對外貿易有利于促進行業的能源環境效率。同時指出，能源環境效率高的行業偏愛于開展更多的對外貿易活動。[10]官楚楚（2016）通過構建聯立方程組，利用山東省2000年至2014年的面板數據，認為對外貿易改善了山東省的大氣環境。[11]

文章嘗試在已有文獻的基礎上，做出以下兩點貢獻。第一，文章將關注點主要放在京津冀地區來展開研究。雖然國內外學者在國際貿易對我國環境方面的研究成果較多，但是將國內某一區域作為主要研究對象的文獻較少。京津冀地區作為我國三大經濟圈之一，具有雄厚的科學技術力量，引領著我國政治經濟發展的潮流，在我國對外貿易的發展中具有重要的戰略地位。關注京津冀地區的對外貿易發展影響，不僅可以為京津冀地區制定正確的外貿政策提供依據，更能為我國其他地區的對外貿易取得更好更快的發展給予啟發。第二，文章主要將國際貿易對環境的影響細化到各個行業的層面來研究。利用2007年和2012年的中國投入產出表以及京津冀各地區投入產出表，分行業考察了近5年來對外貿易發展對京津冀地區大氣污染的三類污染物排放的影響。定量分析各行業的進口減排量和出口排放量，進而揭示如何通過改變進出口結構來降低對外貿易對大氣環境的產生的負面影響。

3 數據來源及模型方法

3.1 原始數據處理

我們選用了統計局公布的42×42部門的投入產出表，從總體上看，第三產業能源消耗少，污染排放自然也少，本文將第三產業以及排污相對較少的建筑業合并為其他行業。將2012年投入產出表中的通用設備制造業與專用設備制造業合并為通用、專用設備制造業，將其他制造產品與金屬制品、機械和設備修理業合并為其他制造產品和機械修理業。將2007年投入產出表中的交通運輸及倉儲業與郵政業合并為交通運輸及郵政倉儲業。同時，為了便于和各年的分行業污染物排放表進行對應，我們分別把2007年和2012年的全國以及京津冀地區的投入產出表進行了部門合并。把42個部門統一合并成了27個部門。再者，各年的環境統計年鑒中的分行業廢氣排放表的行業分類與投入產出表存在一定偏差，為了便于統計與對應，我們也分別進行了合并。

3.2 基本模型方法

得到每一行業出口（或進口）一單位最終產品所排放（減排）的大氣污染物的方法有兩種，第一種是根據生命周期理論，對某一行業的單位產品深入了解其生產過程的每一環節，包括有關原材料的采集、加工以及后續的產品儲存、運輸等，計算出每一環節所排放的大氣污染物。同時，還要考慮該行業生產單位產品時由于消耗其他行業產品所間接產生的大氣污染物。第二種是利用投入產出表，基于投入產出表得到完全消耗系數的思路來求得大氣污染物的完全排放系數，進一步可以得到各行業每一單位最終產品出口（或進口）排放量。方法一實施起來難度非常大，并且很可能考慮不全面而導致計算結果與實際值差距很大，因而文章采用第二種方法。

首先獲得某一行業生產一單位產品需要所有行業提供總產出而產生的大氣污染物量，即大氣污染物的完全排放系數，再通過加權得到全國各行業的平均完全排放系數，從而估算出京津冀地區各行業大氣污染物排放量，即能得到京津冀地區各行業大氣污染物進出口排放強度。以下是具體的模型方法。

以投入產出模型為基礎，據投入產出公式：X=AX+Y，得出X=（I-A）-1Y，X表示國民經濟中各部門的總產出向量，I表示矩陣A的同階單位矩陣，A表示直接消耗系數矩陣，其第i行，第j列的元素aij表示生產單位j總產出對i產品的直接消耗量。（I-A）-1表示里昂惕夫逆矩陣（完全消耗系數矩陣），其第i行第j列的元素bij表示生產單位j最終產品要直接消耗和間接消耗的i產品的數量之和。Y表示國民經濟中各部門的最終需求向量。

X1XiXn=b11…b1k…b1n……bi1…bik…bin……bn1…bnk…bnn010=b1kbikbnk（1）

第k部門提供1單位最終產品，需要所有部門提供總產出，其中，第j個部門提供的總產出就是元素bjk（j=1，2，…，n）。

以ps、pn、pd分別表示二氧化硫的排放量、氮氧化物排放量以及煙粉塵排放量，（說明：用p統稱三種大氣污染物排放量）Xj表示第j部門的總產出。則第j部門每單位產出的大氣污染物的排放量，即第j部門的直接排放系數為：

cj=pj/Xj（2）

K部門1單位總產出需要第j部門提供總產出而產生的污染物排放量rjk計算公式為：

rjk=cj·bjk（j，k=1，2，…，n）（3）

K部門1單位總產出需要所有部門提供總產出而排放的大氣污染物量（即大氣污染物完全排放系數）計算公式為：

rk=∑nj=1rjk（j，k=1，2，…，n）（4）

即：

R=C（I-A）-1（5）

全國各行業的平均完全排放系數f可以表示為：

f=∑ni=1riXi）/∑ni=1Xi（6）

根據京津冀各地區的總產值X與平均完全排放系數的f的乘積可以得到行業排污總量的測算值：

p測=f·X（7）

根據各地區第j部門的產值與完全排放系數rj的值，可以得到各地區j部門的大氣污染物排放量的測算值：

pj測=rj·Xj（j=1，2，…，n）（8）

考慮到各地區的減排力度與減排技術不同，測算的行業排污總量總是要小于統計年鑒中給出的實際排污總量，實際排污總量p實之間與測算的行業排污總量p測的比值g，即：

g=p實/p測（9）

以比值g對京津冀地區各行業的大氣污染物排放量測算值進行統一轉換，得到京津冀地區各行業的大氣污染物排放量的精確測算值：

pj=g·pj測（j=1，2，…，n）（10）

用得到三個地區各部門污染排放量的精確測算值，j部門的污染物排放量pj和各部門的總產出Xj，分別計算得到每個省各部門的三種污染物的直接排放系數cs、cn、cd 和完全排放系數rs、rn、rd，計算方法同全國直接排放系數和完全排放系數的方法相同。

對于進出口來說，k部門的完全排放系數rsk、rnk、rdk就是k部門SO2、氮氧化物和煙粉塵的進口減排（出口排放）系數。由投入產出表得到各部門的出口EXk和進口IMk，用每個部門的進口減排（出口排放）系數分別乘以出口EXk和進口IMk，得到各污染物的進口減排量pIMk和出口排放量pEXk。

pIMk=rk·IM（11）

pEXk=rk·EX（12）

每個省各部門出口排放量（進口減排量）的總和即為每種污染物總的出口排放量pEX和總的進口減排量pIM。

pIM=∑nk=1pIMk（13）

pEX=∑nk=1pEXk（14）

再定義單位出口的污染物量為污染物的出口排放強度，即：

λEX=pEXEX（15）

同理，進口減排強度為：

λIM=pIMIM（16）

依據以上方法，可以分別測算出京津冀各行業三類大氣污染物的進口減排量和出口排放量。需要說明的是，進口產品所產生的大氣污染物雖然在其他國家，但是大氣污染物的進口減排量只與本地區相關行業的生產能力及減排技術等相關。進口某一行業的產品有助于本地區大氣污染物排放量的減少，其減排量應該按照計算京津冀地區大氣污染物完全排放量的方式來計算。

4 計算結果及分析

利用以上模型及方法，可以計算出各地區各類大氣污染物的排放系數，進口排放和出口減排量、排放和減排強度以及比值，下面從分省（市）角度和京津冀地區總體角度來分析。

4.1 北京市

從總體上來說，2007年北京市二氧化硫與煙粉塵的進口減排出口排放強度比都大于1，說明進口產品減排的大氣污染物總量比出口產品排放大氣污染物總量多，國際貿易對北京市的大氣環境的改善具有正面影響。2012年北京的大氣污染物進口減排出口排放強度比都小于1，說明國際貿易對北京市的大氣環境產生了負面影響。這主要是因為2012年北京市大量進口石油與天然氣產品，而石油與天然氣部門的進口減排放系數不大，其污染減排量的增加幅度遠小于進口量的增加幅度，因此進口減排強度較小，從而使2012年總體的進口減排出口排放強度比小于1。

圖2 北京市各行業煙粉塵完全排放系數對比

此外，我們還關注各行業的污染減排情況。如圖1所示，2012年較2007年北京市各行業二氧化硫的完全排放系數明顯下降，說明各部門的脫硫技術有顯著提高。雖然煙粉塵的完全排放系數較2007年整體上也是減小的，但個別部門如煤炭采選產品、金屬礦采選產品、金屬冶煉和壓延加工品這三個部門的完全排放系數反而增加，表明這三個部門的煙粉塵減排技術還有待提高。2007年二氧化硫和煙粉塵完全排放系數比較大的主要是電力、熱力的生產和供應業、非金屬礦物制品業、金屬冶煉及壓延加工業。2012年污染減排技術的進步使這幾個行業的完全排放系數明顯變小。

4.2 天津市

在此說明：2007年官方的投入產出表中缺少天津市、河北省的進出口數據，故后續的討論中不涉及相關內容。

2012年天津市進口減排出口排放強度比小于1，貿易對于天津的大氣環境的影響是負面的。從各個行業的污染減排情況來看，2012年天津市各行業（除了廢品廢料部門）的二氧化硫與煙粉塵的完全排放系數都顯著低于2007年，表明各行業的污染減排技術都有顯著提升。其中，非金屬礦物制品業、金屬制品業以及金屬冶煉及壓延加工業等部門的二氧化硫、氮氧化物以及煙粉塵的完全排放系數較高，而農林牧漁業、石油和天然氣開采業等較清潔部門的大氣污染物完全排放系數相對較低。

4.3 河北省

總體上來說，國際貿易對于河北省大氣環境的影響是負面的，其中煙粉塵的進口減排出口排放強度比最小。從各個行業來看，相較于2007年，2012年河北省各行業二氧化硫與煙粉塵的完全排放系數都顯著降低，除廢品廢料部門外，可以認為河北省近年各行業的污染減排技術都有所提升。非金屬礦及其他采礦選業、非金屬礦物制品業、金屬冶煉及壓延加工業以及金屬制品業大氣污染物完全排放系數較高，而農林牧漁業、煤炭開采和洗選業以及石油和天然氣開采業相對較清潔。

4.4 京津冀地區

就整體而言，根據進出口強度比，2012年的貿易對京津冀地區的大氣污染物減排是不利的，對大氣環境具有負面的影響。僅從北京一個城市就可以看出，三種大氣污染物的進出口強度比均在2007—2012年下降，其二氧化硫和煙粉塵的進口減排出口排放強度比分別下降了15.3%和14.9%。折射到整個京津冀地區，說明貿易在此期間對大氣環境產生了一定的負面影響。影響進出口強度比的因素有兩個：一是技術進步的因素，生產產品的過程中采用脫硫等減排技術，會使完全排放系數減小。二是進出口產品結構的因素。出口產品的污染排放強度的下降和進口產品的污染排放強度的上升會有利于減少污染物的排放。

從每個省市的各部門完全排放系數折線圖我們可以看出2012年各部門的完全排放系數顯著低于2007年，說明各部門的污染減排技術提高了，生產一單位的產品所排放的污染變少了。從產品結構上來說，京津冀地區出口的初級產品較少，出口大多為工業制成品，其中大部分為機械與運輸設備。進出口產品的結構和產業結構有很大關系。北京在通信設備、計算機及電子設備制造業以及交通運輸設備制造業有較高的區位商，天津是北方重要的電子工業基地，河北省以鋼鐵工業為主導。北京和天津的電子設備、通信設備和交通運輸設備的進出口占比較大，雖然天津的通信設備、計算機和其他電子設備、交通運輸設備這幾個部門的完全排放系數不高，但由于出口量占比較大，因此這幾個部門的貿易對污染的影響相對較大。天津和河北的金屬冶煉和壓延加工品部門、金屬礦采選部門是相對來說高污染的部門，二氧化硫的排放系數尤其高，2012年河北的黑色金屬冶煉和壓延加工品部門的出口是進口的17倍之多，河北省高污染產品的出口造成了污染排放的增多，不利于大氣污染物的減排，從而對大氣環境造成負面影響。因此，從產品結構的角度說，大量的非清潔產品的出口和清潔產品的進口會加重大氣污染物排放。京津冀地區的對外貿易對環境造成負面影響的原因在于：污染減排技術的發展對大氣環境的正效應小于貿易結構對環境的負效應。

5 結論及啟示

從整體上看，相較于2007年，2012年京津冀地區各部門污染減排技術水平顯著提升。從大氣污染物排放量的角度來分析貿易結構，進出口產品的結構對貿易中大氣污染物的排放量有重要的影響，京津冀地區大量的非清潔產品的出口是造成進出口排放比小于1的主要原因。北京市的進出口強度比在2007年至2012年間下降了。從2012年來看，對外貿易對于天津市和河北省的大氣環境具有消極影響?？偟膩碚f，京津冀地區的對外貿易對環境造成負面影響的原因在于：污染減排技術的發展對大氣環境的正效應小于貿易結構對環境的負效應。

對外貿易的發展促進了京津冀地區經濟發展，但其帶來的環境污染問題同樣不可忽視。要減少貿易對環境的負面影響，除了進一步提高污染部門的減排技術，更為重要的是優化對外貿易的結構，貿易結構的改善可以對大氣環境起到積極效應。政府不僅需要鼓勵污染部門使用清潔原料、提高減排技術，還可以制定一些如改變進出口稅率類的政策對進出口結構進行調整。在保證貿易總量增長的同時，控制高污染、高耗能、資源性產品的出口，并且針對京津冀地區產業的分布，利用產業優勢，鼓勵高新技術、先進制造、新能源等產品的出口，以在促進經濟貿易發展的同時改善環境，把貿易對京津冀地區的負效應轉化為正效應。

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[作者簡介]李璠（1997—），女，漢族，甘肅人，北京工業大學經濟與管理學院，研究方向：國際貿易。