產業集聚與環境污染的交互影響及溢出效應研究

陳鎖 毛麗佳

摘要：本文基于2000-2015年中國30個省域的面板數據，通過構建聯立方程實證分析了產業集聚與環境污染之間的相互作用機制和溢出效應，結果表明：產業集聚與環境污染存在顯著的相互作用且滯后效應明顯；對外開放度減少污染且增加產業集聚水平，環境“EKC”假說得到驗證；環境規制并沒有改善我國的環境質量，交通便利度、技術進步和人口規模對產業集聚具有重要影響。最后，本文建議中國要構建經濟協同為主，制度、政策和管理協同為輔的污染聯合治理機制。

關鍵詞：環境污染；產業集聚；聯立方程

中圖分類號：F205

文獻標識碼：A

文章編號：1003-9031（2018）09-0004-07

一、引言與文獻綜述

改革開放以來，在市場機制的驅動下，我國產業集聚加快，并通過正反饋效應和規模報酬遞增推動國民經濟的高速增長，但大規模的產業集聚加速對資源的消耗，導致霧霾、大氣污染和酸雨等一系列環境污染問題，政府部門為此出臺了多項治理環境的舉措。隨著市場化進程的不斷推進和產業集聚程度的不斷深入，產業集聚是否加劇了環境污染，而生態環境是否抑制了產業集聚；產業集聚與環境污染之間的交互影響是值得我們深入探討的問題。

國內外眾多學者研究了產業集取與環境污染之間的單向因果關系。Vinkanen（1999）和Frank（2001）的研究證明了產業集聚確實會加重環境污染；Verhoef和Nijkamp（2002）通過構建空間均衡模型證明追求環境質量會降低經濟集聚。吳玉鳴和田斌（2012）、馬麗梅和張曉（2014）等研究了中國環境污染中的空間溢出效應。許和連和鄧玉萍（2012）研究了工業集聚、FDI集聚與環境污染之間的聯系并證明之間存在空間溢出效應。Grossman和Krueger（ 1991）證明了不同的經濟發展階段對環境的影響也是不同的。Taylor和Copeland（ 1994）提出了“污染天堂假說”，由于發達國家執行嚴格的環境標準會促使將環境污染嚴重的產業轉移到環境標準較低的新興經濟體，對發展中國家的環境會產生不利的影響。Zeng和2hao（2009）證明了工業集聚有助于減輕“污染天堂”效應。張可和豆建民（2013）研究表明產業集聚對環境污染具有正的規模效應，產業集聚一定程度上改善環境污染。閆峰柱（2011）運用面板誤差模型實證考察環境污染和產業集聚，認為短期內集聚有助于環境污染的改善，長期來看環境污染與產業集聚不具有因果關系。師傅和沈坤榮（2013）認為市場機制的產業集聚能提高能源效率，改善環境質量，而政府的主導的產業集聚會扭曲資源的配置。楊敏（2016）、原毅軍和謝榮輝（2015）等研究均證明產業集聚與環境污染呈現出非線性關系，這種轉換機制受到經濟中的第二產業比重的影響。

綜上，國內外關于產業集聚與環境污染的研究多為單向影響，且多數學者重點研究產業集聚的環境負外部性，忽略了環境污染對產業集聚的反向影響；多考慮單一污染物，忽略污染多樣性對實證結果造成的差異。鑒于此，本文采用2000-2015年的省域面板數據，同時考慮生產活動中的多種污染排放，通過構建聯立方程探討兩者之間的交互作用及溢出效應，以彌補現有關于環境污染研究的不足。

二、實證模型設定與變量選取

（一）實證模型設定

本文通過構建產業集聚和環境污染的聯立方程模型來解決內生性問題，采用單位面積的產出和污染綜合指數來衡量產業集聚和環境污染，同時在實證模型中引入一組控制變量；建立污染方程和集聚方程來考察兩者的作用機制：

其中，poll代表環境污染綜合指數，agg為單位面積的工業增加值，表示產業集聚程度。控制變量包括經濟發展水平（pgdp）、對外開放度（open）、產業結構（ins）、環境管制（reg）、技術進步（tech）、交通便利度（tran）和人口規模（pop）。？和？代表地區個體固定效應，？和？為隨機擾動項。同時為了驗證環境庫茲涅茲曲線的存在，在污染方程中加入了經濟發展水平的二次項。

（二）數據來源及變量說明

本文數據來源于2000-2015年《中國統計年鑒》《中國工業統計年鑒》《中國環境統計年鑒》，在考慮數據的可得性、完整性與連續性，不含西藏自治區的數據。

1.內生變量。環境污染強度（poll）：考慮了環境污染來源的多樣性，同時考慮到不同污染物對產業集聚影響的差異性。本文選取了工業廢水排放量、工業二氧化硫排放量、工業煙塵排放量、工業固體污染物產生量和工業廢氣排放量，利用改進的熵值法，計算出環境污染綜合指數，更為真實的反映出當地的環境污染現狀。產業集聚（agg）：由于傳統的空間基尼指數和泰爾指數并未考慮較小地理單元所產生的偏倚，故本文采用單位陸地面積的工業增加值來反映經濟活動在單位面積上的集中程度。

2.控制變量。經濟發展水平（ pgdp）：采用人均實際GDP來測度，當人均收入水平較低時，居民為了追求經濟增長犧牲了環境質量，環境質量隨著收入水平的增加而惡化；當收入水平較高時，居民對環境質量的要求更高，愿意為了改善環境犧牲部分收入，環境質量會隨著收入增長得到顯著改善。為了驗證環境污染與經漭發展水平之間的環境庫茲涅茲假說，本文在模型中引人人均實際GDP的平方項pgdp：。對外開放度（open）：采用進出口貿易總額占GDP的比重來測度。理論上貿易開放對環境質量的影響是雙面的：貿易開放可能使得一國獲得環境友好型技術而改善環境質量，同時大量的資本和產業進入有利于形成更高的產業集聚；但相反的情況也有可能發生，根據“污染天堂假說”，貿易開放會使發達國家將污染密集型企業向環境標準較低的發展中國家或新興經濟體轉移，進而會加重發展中國家的環境污染。交通便利度（ tran）：采用人均道路面積來測度。便利的交通有助于區域對外經濟交流和要素流動，提高產業集聚水平；但是也有可能加劇市場競爭產生擠出效應，抑制產業集聚。技術進步（tech）：采用各地區研發經費內部支出占GDP的比重來測度，技術進步對于改善一國的能源消費結構、提高能源效率有重要的影響；技術進步有利于提高生產效率和擴大生產規模，同時使得生產過程更為環保。人口規模（p。p）：采用各地區年末總人口來測度，人口規模的擴大有利于產業集聚，但同時居民的生產活動也加劇了生態環境的壓力。環境規制（rfg）：該變量難以獲得且質量較弱，基于指標的完整性相數據的可得性考慮，本文采用各地區工業污染投資完成額占GDP的比重來測度；工業污染投資完成額反映地方政府對于該地區環境治理的決心和努力，因此可以較好的代表各地區的環境管制的強度；一個地區的環境規制越嚴格，其環境投資完成額也越大，但是過高的環境規制強度會影響企業的區位選址、增大企業的內部成本，從而影響產業的集聚。產業結構（ins）：采用第二產業占GDP的比重來測度。不同的經濟發展階段，產業結構對環境影響也存在差異；根據當前我國經濟的發展階段，第二產業占比越大，說明產業集聚程度越高，同時環境污染也越嚴重。

為了減少異方差和偏誤，本文所有變量采取自然對數處理，各變量的描述性統計如表1所示。

三、實證結果及分析

（一）面板數據的3SLS檢驗

本文所構建的聯立方程為過度識別模型，可以進行整體參數估計。常用的聯立方程估計方法有：間接最小二乘法、完全信息最大似然法和兩階段最小二乘法等，估計結果都存在一定偏差。考慮到誤差項之間的相關性，本文采用三階段最小二乘法（3SLS）進行實證檢驗（見表2）。

從估計結果來看，產業集聚、環境污染之間存在明顯的雙向影響。污染方程中產業集聚在1%的顯著性水平下估計系數為正，說明產業集聚在一定程度上加劇的環境污染；產業集聚方程中環境污染的估計系數為正且在1%的顯著性水平下顯著，表明環境污染促進了產業集聚。

環境污染方程中，產業集聚的估計系數為正，且通過了1%的顯著性檢驗，表明產業集聚帶來環境負外部性，原因有二：一是大型國有企業，由于獲得了壟斷地位而普遍缺乏創新，加之其擁有強大的市場勢力，地方政府考慮到自身利益而放松管制，縱容國有企業的排污行為；二是中小型加工貿易、貼牌生產的同質化企業，由于彼此臨近、易于模仿，并非真正意義上的產業集聚，而是一些重復建設、能源消耗過度和產能過剩，缺乏前后項聯系的產業聚集。人均實際GDP及其平方項的估計系數為正和負，且至少在5%的顯著性水平下為顯著，說明經濟發展水平與環境污染之間呈現倒“U”型，環境EKC假說在本文得到驗證。即經濟發展前期，環境質量隨著收入水平的增加而惡化，當達到一定臨界點后，污染隨著收入水平的增長而下降。這說明隨著居民收入水平的提升，人們對于環境質量的要求越來越高，同時政府和企業也擁有充分的資金進行環境治理。對外開放度的估計系數為負，且在1%的顯著性水平下顯著。表明對外貿易整體上有利于環境質量的改善，大量的外企在中國采用環境友好型技術進行生產，在環境標準上更傾向采用來源國的環境標準，同時為了保持競爭力和樹立形象更加注重社會責任，產生了污染暈輪效應，“污染天堂假說”在中國并沒有得到證實。產業結構的估計系數在5%的顯著性水平下為負，當前中國的產業結構升級有效緩解了生態環境的壓力。環境規制估計系數不顯著的為正，這與傳統的結論并不相符，一定程度上反映了中國目前的環境管制強度普遍偏低，各地區企業偷排現象嚴重，環境規制并未有效促進環境質量改善。

產業集聚方程中，環境污染綜合指數的估計系數為負且在1%的顯著性水平下顯著，說明環境污染對于產業集聚有正面影響，這可能的解釋是當前我國的產業集聚仍然是以犧牲環境換取的，部分地區仍秉持著“先發展后治理”的落后觀念，以犧牲環境為代價推動產業集聚；環境作為一種投入要素，企業并沒有為此付出成本，政府也并沒有為了改善環境質量而提高企業的排污費用。對外開放度的估計系數在1%的顯著性水平下為正，表明中國改革開放的政策有助于吸引外資企業，促進東部沿海地區的產業集聚。環境規制的估計系數為負且通過了1%的顯著性水平，這說明了環境規制對產業集聚有一定抑制作用，環境規制可以被認為是企業成本的一部分，過高的環境規制會影響企業的選址，從而影響產業集聚的程度。當前中國政府對于環境的重視增強，各類環保法律的完善和環境治理投資的不斷增加，能夠顯著抑制污染活動；同時我們也看到，提高環境規制可以改善環境質量，同時也抑制地區的產業集聚。產業結構、技術進步和人口規模的估計系數為正且顯著，表明這些因素有助于促進產業集聚，人口規模越大、技術水平提高越有利于促進集聚，改革開放以來大量人口流向東部沿海地區，為城市的產業集聚創造了條件；技術進步能有助于實現知識外溢、技術創新，使得產業集聚的溢/H效應明顯，促進集聚程度。交通便利度為正但不顯著，一定程度上能夠解釋中國城市交通基礎設施的完善為經濟活動的交流提供了保障，也為招商引資提供便利，有助于產業集聚。

（二）面板數據的動態檢驗

本文在模型中納入產業集聚和環境污染的滯后項，以考察兩者的溢出效應。在環境污染方程中發現污染的一階滯后項估計系數在1%的顯著性水平下為正，表明環境污染受到前期的影響，產業集聚的滯后項在1%的顯著性水平下為負，表明前期的集聚有助于當期的環境污染的減少，可能的解釋是上一期的集聚產生的知識外溢、技術進步所帶來的節能減排效應具有滯后性。這也提示產業集聚在當期可能會擴大環境污染，但在長遠看來是有利于環境質量改善。其他控制變量的系數和顯著性并沒有發現根本性變化。

在產業集聚方程中，產業集聚的一階滯后項為正，且在1%的顯著性水平下顯著，這說明產業集聚深受前期的影響，前期的集聚效應能為當前的產業集聚提供正的效應。污染的滯后項在1%的顯著性水平下為負，而污染對于當期的產業集聚有促進作用，說明污染實際上對產業集聚的抑制作用具有時滯效應。產業集聚方程中納入滯后項發現人口規模、交通便利度和技術進步的系數和顯著性發生了變化，可能的解釋是不斷擴張的生產規模使得“擁塞效應”超過“集聚效應”開始占主導作用。

四、結論與啟示

（一）主要結論

產業集聚對環境污染的作用機制主要有：產業集聚通過產能擴張直接加重環境污染，同時產業集聚通過滯后效應來提高技術創新能力從而改善環境質量。環境污染對產業集聚的反向作用也有兩個途徑：環境污染通過企業生產成本影響企業的區位選擇，從而對產業集聚產生促進作用；同時環境污染通過其滯后作用的負面影響來抑制產業集聚。

產業集聚與環境污染有明顯的溢出效應，這說明產業集聚與環境質量與前一期密切相關，環境污染的治理不僅對當期產生積極的作用，而且對下一期污染治理和產業集聚具有正向效應；產業集聚的知識外溢和技術創新可能具有“回彈效應”。

對外開放的環境效應總體為正，“污染天堂假說”在中國并不成立，同時對外開放能促進中國的產業集聚，未來中國應繼續加大開放力度，承接國際產業轉移和引進FDI，但要提高環保門檻。目前中國大多數城市已經到達拐點或者拐點的右側，城市的環境質量會隨著經濟發展水平逐漸改善。環境規制對于環境污染沒有起到積極的抑制作用，對產業集聚起到負面影響。

（二）啟示

產業集聚和環境污染存在雙向交互作用，城市化過程中不能片面追求城市的規模和產業的密度而忽略污染對其的負面影響，應建立產業集聚與環境污染的動態關聯檢測系統，建立產業集聚的空間分布和污染的聯動預警機制，降低污染對集聚活動的負面影響。此外，要通過技術創新降低要素中環境要素的比例，提高環保標準，鼓勵企業通過創新減少環境的破壞。

經濟活動是污染的來源，應形成經濟協同為主、制度和政策管理為輔的聯合治理污染的格局。污染短期內可能對集聚起到積極的作用，但是長期看來會對產業集聚起到抑制作用。因此，政策、管理上的聯動和產業結構的協調、發展的規劃等經濟因素才是治理污染的根本，須制定區域經濟發展和環保的共同綱領。

區域間的產業轉移也是會引起污染的空間分布變動，在鼓勵東部沿海向中西部產業轉移時要對產業進行篩選。要充分發揮市場和政府在污染聯合治理中的作用，對產業轉移附帶的污染轉移量進行“占補平衡”。政府在污染治理中的作用是建立污染排放交易體系、區域污染補償機制和區域間的發展規劃等，通過而市場化機制對污染的排放權進行有效配置，提高污染型企業從東部轉移到中西部需要付出的污染轉移成本。

政府應動態處理產業集聚和環境污染的關系，客觀看待產業集聚在環境污染中的作用，針對不同區域制定差異化政策。對于產業集聚水平較低的區域，要通過外商直接投資和動態環境保護政策相結合的措施提高產業集聚水平，避免先污染后治理的模式；產業集聚水平較高的區域要引導向研發、高附加值產業集聚發展。此外，要引進國外環境友好型技術的企業，實現引資與環保相結合的目標。