基于面板數據模型的京津冀產業結構對環境污染的影響分析

(北京信息科技大學 北京 100192)

一、引言

伴隨著經濟快速發展，京津冀環境狀況備受關注。2017年，全國平均優良天數比例為78.0%，PM2.5年平均濃度為35微克/立方米。北京市空氣質量達標天數為226天，達標天數比例僅為62.1%，空氣重污染天數為23天，全市環境空氣中主要污染物PM2.5年平均濃度值為58微克/立方米遠高于全國平均濃度；天津市空氣質量達標天數209天，PM2.5年平均濃度62微克/立方米，超過全國平均濃度標準0.77倍；河北省空氣質量達標天數為196天，占全年總天數的53.7%，低于全國平均達標天數，PM2.5年平均濃度值為65微克/立方米約是全國平均濃度的2倍。京津冀環境污染狀況高于全國平均水平，環境污染較為嚴重。

為治理環境污染京津冀攜手染出臺了相關政策，2013年9月17日，環境保護部、發展改革委等6部門聯合印發《京津冀及周邊地區落實大氣污染防治行動計劃實施細則》，明確了京津冀環境污染治理的具體任務和目標。2015年4月30日，審議通過了《京津冀協同發展規劃綱要》，指出有序疏解北京非首都功能；構建一體化現代交通網絡；優化空間格局和功能定位；擴大環境容量和生態空間等等。2017年印發實施《京津冀區域2017年水污染防治工作方案》加大了京津冀區域水污染治理力度。因此，在了解京津冀環境污染狀況下，深入分析導致環境污染的原因，及如何對環境造成影響至關重要。

二、文獻綜述

關于環境污染的影響因素，主要有經濟增長、承接產業轉移、產業結構、人口、外商直接投資、能源結構等。王芳、周興基于面板數據對人口與環境的關系做了實證分析；[1]趙海霞等運用面板數據分析江蘇省的環境污染因素經濟活動、工業結構重型化調整、城市化進程是導致環境污染排放增加的主要因素；[2]孫克等分析了人文因素對省域環境污染影響的空間異質性估計；[3]陸文豪等基于灰色系統理論對河北省環境污染影響因素進行實證分析，產業結構是環境影響的主要因素，技術效應和經濟規模是環境影響的重要因素；[4]蔡風景，李元通過貝葉斯平均估計方法分析了我國環境的主要影響因素，經濟發展水平、產業結構、能源利用率、科技教育水平和政府環保管制等均會對我國環境污染產生影響。[5]本文主要基于面板數據建立隨機效應模型分析京津冀產業結構對環境污染的影響。

三、京津冀環境污染與產業結構狀況分析

(一)京津冀環境污染狀況

京津冀環境污染協同治理后，京津冀環境狀況得到了改善，但是環境問題仍然需要加強治理。2016年京津冀空氣質量達標天數比例56.8%，比全國平均比例低22%；重度及以上污染天數比例為9.2%，比全國平均比例高6.6%。京津冀及周邊地區仍是污染最重區域，全國空氣質量城市排名中后十位中有九個城市來自該區域。2017年京津冀地區全年平均優良天數比例為56.0%，比全國平均水平低22%，PM2.5濃度為64微克/立方米，PM10濃度為113微克/立方米，分別高于國家平均水平21%、38%。2013年至2016年，在全國污染最嚴重的10個城市中，僅河北省的城市數目達7個，環境污染問題依然較為嚴峻。

本文主要選取了1992-2016年工業廢水、廢氣、固體廢物排放量采用熵權法，計算京津冀環境污染指數，并對京津冀環境污染狀況進行分析。[6]京津冀環境污染變動情況如下圖1所示：

圖1 京津冀環境污染指數

數據來源：《北京市環境狀況公告》、《天津市環境狀況公告》、《河北省環境狀況公告》、《中國環境統計年鑒》

由京津冀環境污染指數變動圖可以看出，京津冀環境污染指數2012年以來持續下降，京津冀環境污染協同治理的實施，環境狀況均變好。1995年之前北京市環境狀況仍處于環境庫茲涅茨曲線第一階段，雖然對環境問題有較早的認識，但是環境質量隨著經濟的發展沒有明顯變好，1998年以后北京市開始持續大規模的大氣污染防治，特別是末端治理和結構調整使得環境狀況出現明顯好轉。1998-2016年間北京市環境污染指數呈下降趨勢，且2000年以后北京市環境污染指數開始低于天津和河北，環境問題穩步改善。天津市環境污染指數呈上下波動狀態，2013年京津冀環境污染協同治理實施后天津市環境污染指數直線下降，環境狀況明顯變好。河北省環境污染指數也是上下波動，但由于河北省一些高污染企業和一些政策實施不到位等原因，環境污染指數高于北京和天津，但2012年以后環境污染指數呈下降趨勢，環境污染治理取得了一定的成效。

(二)京津冀產業結構狀況

在三次產業占比中，2017年北京市第一產業占比不到1%。第三產業占比超過80%，金融業已成為第一大服務業，對帶動經濟增長發揮著十分重要的作用。2014年天津市第三產業占比開始大于第二產業，成為主導產業到2017年天津市第三產業占比超過第二產業10%。河北省三次產業占比中，第二產業占比仍然最大，但是第三產業占比逐年增加，越來越接近第二產業，到2017年第二產業占比比第三產業高不到5%。

本文采用產業結構升級系數對京津冀產業結構測算，對于京津冀產業結構升級程度的測算，在遵循配第-克拉克定律的同時，參考相關文獻，采用以下產業結構升級系數測算，[7]具體計算公式如下：

(1)

其中R表示產業結構升級系數，且R的取值范圍在1-3之間，R越接近1產業結構層次越低，R越接近3產業結構層次越高，此時第三產業占較大比重，R越接近2，此時經濟社會處于工業化階段，工業占比較大。

從1992-2016年北京市產業結構經歷了較大的變化，三次產業之間的比例關系有了明顯的改善，產業結構日趨合理。產業結構升級系數越來越接近3，第三產業占據主導地位。天津市始終把結構調整作為轉變經濟發展方式的關鍵環節，狠抓好項目建設，不斷增強自主創新能力，高端化高質化高新化體系逐漸形成。天津市產業結構逐漸優化升級，產業結構升級系數逐年增加，由1992年的2.29上升為2.53，2015年開始產業結構升級系數大于2.5，第三產業占比最成為主導產業。河北省產業結構升級系數變動中產業結構升級系數均小于2.5，]第三產業尚未成為主導產業，產業結構有待升級,從而適應當今經濟發展總體趨勢，交通運輸、商貿等傳統產業不斷壯大，信息服務、房地產、金融、旅游等新興行業迅速發展，成為國民經濟的重要力量。[8]

四、模型設定

(一)變量的選取

本文主要考察京津冀產業結構對環境污染的影響，由于第一產業占比較小，本文選取的第二產業和第三產業占比做自變量，分別用ER和SA表示環境污染指數作為因變量用HJ表示，利用Eviews6.0進行面板數據的平穩性檢驗和模型形式選取。

(二)平穩性檢驗

為了防止出現偽回歸，首先對數據進行平穩性檢驗，由表1可看出HJ、ER、SA均非平穩，運用差分法處理非平穩變量分別取HJ、ER、SA的一階差分dHJ、dER、dSA,在5%的顯著性水平下均平穩，因此HJ、ER、SA均為一階單整過程，即一階差分平穩過程。由此可以構建dHJ、dER、dSA的面板數據模型，對第二產業、第三產業對環境污染的影響做回歸分析。

表1 ADF單位根檢驗結果

(三)建立回歸模型

1.確定模型的影響形式

在回歸模型的影響形式中有固定硬性形式和隨機影響形式，本文先假設是隨機效應回歸模型，再利用Hausman檢驗是否是隨即效應模型。隨機效應回歸模型的形式為：yi=α+vi+xiβ+ui，由Hausman檢驗結果看出W值是0.086，P值是0.96，P值大于0.05所以接受原假設，可以建立隨即效應回歸模型。

2.確定模型的形式

表2 F統計量的計算結果

由計算結果看出F2大于臨界值0.27，所以拒絕H2。繼續對F1進行判斷，同樣F1也大于其臨界值0.18，所以隨機效應模型應采用變系數形式。

3.模型的建立

由以上論述確定應建立變系數形式的隨機效應模型。面板數據模型設定為：

yi=α+xiβ+ui

(2)

其中i表示京津冀三個地區，t=1992-2016,βitk指斜率系數，βit指個體的截距項表示個體對總體平均狀態的偏離。

變系數隨機效應回歸模型結果中，擬合優度87.7%即環境污染變動1單位，87.7%可以由第二產業和第三產業占比解釋。DW值1.6說明第二產業和第三產業的占比與環境污染綜合指數有顯著的相關性，且各變量系數t值均大于p值較為顯著。第二產業比重與環境污染綜合指數成正比，第二產業占比增加環境污染嚴重，第三產業占比與環境污染綜合指數成反比，第三產業占比增加環境污染減輕。河北省第三產業占比的增加能明顯帶來環境污染綜合指數的下降，北京市和天津市相當。而北京市第二產業占比對環境污染的影響遠遠超過天津和河北。

4.實證分析

由京津冀面板數據變系數隨機效應模型可以看出，第二產業占比與環境污染系數成正比，第三產業占比與環境污染指數成反比。北京市第二產業占比對環境污染的影響最大，第二產業占比增加一單位環境污染就會加重97.5，天津市第二產業占比增加一單位環境污染加重34.78，河北省則相較于北京和天津較小，第二產業占比每增加一單位環境污染加重12.67，但是第二產業占比的增加對環境污染的影響較為明顯，環境污染系數的增加遠遠大于第二產業占比的增加。京津冀第三產業占比對環境的影響大致相同，第三產業每增加一單位環境污染系數就會降低八十多，增加第三產業的占比能較大程度的改善環境。北京市第二產業占比對環境影響的系數大于第三產業的影響，對第三產業投入力度要遠遠高于第二產業環境污染才能有所改善，必須大力發展第三產業。天津市和河北省第二產業對環境的影響小于第三產業，只要抓緊第三產業的發展環境污染問題就會明顯變好。

五、對策

合理的產業布局尚未完成優化升級，產業結構調整仍是重中之重。北京、天津、河北產業發展不協調，產業結構相差大。北京以第三產業為主，大部分的重工業企業都實現了轉移，在工業廢棄物方面減小了排放，但是重工業企業轉移到河北，一定程度上影響了河北產業結構升級的步伐。由于轉移的企業大多都是高污染企業，污染產業的區域內轉移并沒有很好地緩解京津冀區域的環境污染。應著眼于三地產業結構的現實情況以及污染源的差異，具化污染物排放的標準細則，統一環境治理方面的制度性標準。建議三地立法機關協同經濟、環保、稅收等各個領域專家共同參與制定、修改環境治理等相關法律法規，將環境治理納入政績考核以及經濟社會發展評價體系的組成部分，對資源消耗、環境損害、生態效益等體現生態文明建設狀況的指標進行量化。[10]目前河北省仍以第二產業為主導產業，產業結構比較側重資源型，鋼鐵、水泥等污染排放量對環境污染較大。河北省要積極接受產業轉移，利用北京和天津的技術、人才優勢以及資金支持加快產業升級，爭取盡快進入后工業化時期。同時在進行產業轉移時，要轉移環保型產業而不是為了地區發展僅僅進行產業轉移，產業轉移要對環境污染的緩解有所幫助，使得京津冀環境狀況有所改善，避免出現先污染后治理的老路。