安徽省城市產業結構對霧霾影響的實證研究

王素鳳，劉庭錦

（安徽建筑大學經濟與管理學院，安徽合肥230601）

一、引言

近些年，霧霾污染日益嚴重，幾乎籠罩了華北平原地區、東三省地區、中部江淮地區，并且不斷頻發。其中以華北地區的保定、邯鄲、石家莊、廊坊等地區最為嚴重，空氣質量指數（AQI）常年超過200處于輕度污染以上，儼然成為中國遭受霧霾污染的“紅色預警地帶”。

2013 年“霧霾”“PM2.5”等詞正式進入大眾的視野，并在“十三五規劃綱要”中正式將環境治理提上日程。而作為正在崛起中的安徽省，在2013 底經歷了一輪嚴重污染的霧霾天氣 “洗禮” 之后，自2013 年12 月起合肥，蕪湖，馬鞍山正式率先啟用空氣質量歷史數據同時出臺了《安徽省大氣污染防治行動計劃實施方案》，2014 年12 月起安徽省其他地級市也正式開始啟用空氣質量歷史數據，與此同時，政府開始投入專項資金用于霧霾防治。以上的措施確實在一定程度上治理了安徽省的霧霾污染，縱觀治理以后的數據可以發現一些地級市的空氣質量等級從重度污染和中度污染和變成了輕度污染和良，但對于安徽省始終將綠色發展作為堅持的發展理念來說，這是遠遠不夠的。一般來說，在一個省份經濟高速發展的初步階段，產業結構中工業產值比重越大會造成當地的霧霾污染程度越高。從安徽省各城市的整體產業結構來看，合肥與蕪湖、馬鞍山、銅陵、淮北等城市相比，第二產業(工業和制造業)更加發達，在GDP(國民生產總值)中所占比重也更大。排放量多，因此這些城市的能源消耗是導致安徽省霧霾污染的原因之一。在與長三角地區和其他毗鄰省份聯合防治的情況下，研究安徽省產業結構對霧霾天氣影響以及安徽省產業結構調整的具體方法路徑具有非常重要的理論及現實意義。

二、文獻綜述

一些研究者提出了不同的觀點，它們成為近年來學術界爭論的焦點。[1]王興 (2016) 根據北京市2005 - 2014 年面板數據，實證分析表明，經濟增長與霧霾污染之間存在“U”關系；[2]馬東東等(2016)基于中國30 個省市在2001 - 2012 年面板數據，實證分析表明，經濟發展規模與霧霾污染的倒U 型曲線為“N”型；[3]Selden 等(1995)認為環境支出與消費支出之間存在“J 曲線”。[4]D.梅多斯（1984）認為資源消耗、污染和工業發展間呈現互為反饋的環狀結構。于是，我們從中看出，當前社會經濟發展、經濟質量和霧霾污染間的關系在不同時間以及區域下得出的結果也不同。

近年來，愈來愈多學者們將精力開始投入研究霧霾污染和產業結構之間的關系。[5]冷艷麗（2015）基于2000-2010 年中國各省會面板數據，研究得出產業結構對霧霾污染呈正相關的結論；[6]何曉剛(2015)從中美產業結構比較、能源結構比較等數據分析認為，中國應采用結構轉型來加強環境治理，最終達到消除霧霾為目的；[7]郭俊華等人分析了能源結構和產業結構對霧霾的影響，并提出從根本上緩解或消除霧霾污染的解決辦法；[8]馮曉莉（2017）等基于西安市2008 年-2014 年三大產業的數據，通過灰色預測研究出霧霾對三大產業造成的影響，得出結論：工業制造業與年霧霾關聯度最高而服務業的關聯度最小；[9]何楓等使用TOBIT（截尾回歸模型）對中國工業發展度與霧霾污染的關系進行實證分析得出之間存在較強相關性；

綜上所述，國內外文獻實證分析主要集中在社會經濟發展與環境污染間的關系，產業結構與霧霾污染衡量指標的關系主要通過定量的方法來研究，使用實證分析的文獻相對較少。本篇論文采用實證分析和主成分分析法，研究了安徽省產業結構對霧霾指數的影響。

三、安徽省產業結構和霧霾問題現狀

（一）安徽省產業結構現狀

安徽省制造業快速增長的同時，高投入、高消費、低技術含量的經濟模式給大部分城市的生態環境帶來了顯著的影響。因此，迫切需要找出產業結構與環境的結構差異及其演化規律。第一產業占比遠低于第二、三產業的占比（表1），第二、三產業占安徽省總產值的80%以上，然而第一產業比重多年以來一直穩于在12%左右。2017 年，安徽省GDP 總值達到27519.3 億元，比上一年增長8.6%。農業增加值2620.5 億元，比上一年增長3.5%。第二產業增加值1344.5 億元，比上一年增長8.9%。第三產業增加值11430.5 億元，比上一年增長9.6%。在區域經濟理論中，反映行業專業化程度、分析區域內主導以及優勢產業的指標稱為區位商，也稱為專業化率。區位商值越高，專業化優勢越明顯。通過選取2009—2017 年安徽省第二產業中規模以上內部37個工業行業，再通過公式計算出各行業區位商值（表2），由表2 看出安徽省占主導地位的工業行業主要有金屬礦采選業、黑色金屬工業、有色金屬業、橡膠品工業、電力生產業、塑料品工業等（位置＞1）都是高污染行業。可見，工業結構對安徽省持續陰霾天氣的影響最大。廢舊物資回收產業以及廢棄物資源化等產業的區位商比例不斷上升。是效緩解安徽省霧霾天氣的有利因素，但時至今日此類行業還未成為安徽省的主導行業，因此對緩解安徽的霧霾天氣效果不明顯。

表1 2009—2017年安徽省三大產業的占比

表2 2009—2017年安徽省工業內部37個行業區位商

（二）衡量霧霾污染問題的標準

2013 年后安徽省工業煙塵（粉）排放量迅速增加（見圖1），這是造成之后安徽省各地霧霾天氣增多的主要因素，2013 年，“合蕪馬”的將成為安徽省第一個試點項目。每日監測 AQI、PM2.5、PM10 等空氣質量指數數據。并隨著2015 年《安徽省大氣污染防治條例》的出臺，安徽省年度完成環保設施投資額也開始驟增（見圖2）。

圖1 2009—2017 年安徽省工業廢氣排放量

圖2 2009—2017 年安徽年度環保設施投資額

四、安徽省工業結構對霧霾天氣污染影響的實證研究

（一）數據來源以及變量的選取

1． 霧霾污染綜合指數（W）。

當今很多研究人員主要使用污染濃度、污染集中度、污染排放量等一些指標去衡量環境質量。趙曉丹等（2014）使用SO_2 排放量來衡量某一地區的環境污染程度[11]；肖榮閣（2015）等使用工業“三廢”排放量來反映某一地區的環境污染程度[12]；王沖等(2013)利用各類環境污染物(廢水、廢氣和固體污染物)的去除總量和排放量之和對某個地區的環境污染程度進行衡量[13]。潘本鋒,汪巍等(2013)使用我國大中型城市的空氣相對濕度、風速、氣溫狀況來衡量某一地區的霧霾顆粒物質累積程度[14]。謝金鑫（2014）使用空氣動力學、社會發展影響、空間區域影響三大角度衡量對霧霾的影響程度[15]；孫華成等(2015)計算出“莫蘭指數I”(距省會城市的環境污染濃度以及空間距離)來測算霧霾污染的影響[16]。總而言之，這些指標比較單一或者只衡量整個環境污染程度，無法完全體現大氣污染的狀況。對于當前霧霾狀況一般采用空氣質量指數：AQI、PM10 和PM2.5 測得，由于安徽省從2014 年12 月開始所有地級市才全面開展空氣質量指數監測，數據較少，因此本文選取安徽統計年鑒中工業“三廢”排放量中廢氣排放的氮氧化物、工業煙（粉）塵、二氧化硫的排放量，為方便模型構建以及達到數據降維分析的目的故使用主成分分析法，將這三個指標綜合為霧霾污染綜合指數這一個指標，能更好地體現出安徽省霧霾污染狀況。本文選取氮氧化物、工業煙（粉）塵、二氧化硫這三個主成分 （分別標為pc1、pc2、pc3）2009—2017 年的總排放量數據，Xi 表示霾污染指數，霧霾污染綜合指數用M 表示為解釋變量。為了衡量安徽省霧霾污染的嚴重程度，M =a i*xi，首先，對霧霾數據進行標準化計算。然后，利用eviews 9.0 軟件進行主成分分析，最終獲得主成分分析矩陣 (見表3)

表3 霧霾污染綜合指數主成分分析矩陣

其中NO、FC、SO2 分別表示標準化后的氮氧化物、工業煙（粉）塵以及二氧化硫的排放量。根據累積解釋比例看出，第一、二、三主成分分別占總方差的78.15% 、18.23%、3.63%，再依照表中的系數值，將方程轉化為：

然后根據每個主成分的貢獻程度, 將各主成分特征值與所有主成分特征值的總和的比例設置權重，或使用公式 λi/(λ1+λ2+ λ3), 依據 M = 0.782 PC1 + 0.182 PC2 + PC3，通過對 Eviews 9.0 軟件的使用，安徽省霧霾污染綜合指數M 最終由E-views9.0 軟件計算得出，由于大氣污染排放不允許出現負值，為了消除指標中的負值，本文再次利用Eviews 9.0 軟件對數據偏差進行了標準化處理，最終解決了霧霾污染的綜合指標。2010 年以后，安徽省的霧霾污染狀況開始急劇上升，環境也愈加惡化，但這樣的情景從2014 年后開始下降。(見圖3)

2.產業結構

圖3 安徽省霧霾污染綜合指數

使用SPSS 23.0 對安徽省三大產業占比之間的相關性進行了分析（見表4）。

表4 安徽省三大產業相關性

由表4 可知，除第三產業外，安徽省第一、第二產業與第三產業均有顯著的相關性并代表了安徽省的整體產業結構。此外，使用SPSS 22.0 對m、cy1和cy2 進行線性回歸。M 與Cy1 之間沒有顯著差異，表明安徽省產業結構中的第一產業受霧霾影響較小，因此將Cy1 去除。保留解釋變量cy2，從而得到安徽省霧霾污染指數與產業結構的關系。

本數據取自2010—2018 年 《安徽統計年鑒》，經整理和計算得到CY1 和CY2 值。

3．人均 GDP。

安徽省霧霾污染對經濟增長具有相當深遠的影響，GDP 是衡量安徽省經濟增長的指標。本文的解釋變量用人均國內生產總值（一個非平穩的時間序列）表示。并采用lgGDP，即一階單整數序列，本文數據取自2010—2018 年《安徽統計年鑒》。

其他的控制變量。除了上述變量外，還選取了其他控制變量: IV、FDI、DDF 等。FDI 和 DDF 取自2010—2018 年《安徽統計年鑒》，取自 2010—2018年《中國環境統計年鑒》。

（二）模型確定和數據處理

分別用 α、ω、φ 為模型中（1）、（2）、（3）的常數項，用 β1、β2、β3、γ1、γ2、γ3、γ4、φ1、φ2、φ3、φ4、φ5衡量霧霾污染綜合指數受各變量影響 的系數。由于CY2相關系數為0.98，本文用cy2 的平方代替均值。cy2和gdp 的交互項直接相乘。本文的意義在于，當cy2為0 時，GDP 對霧霾污染綜合指數有一定的影響。它僅用于以平均值的形式進行模型處理。其它控制變量用 Xt 表示，隨機擾動項用 Ψ、ε、μ 表示。

（三）、實證結果與分析

模型(1)的形式為線性回歸，模型(2)為多元非線性二次項回歸，模型(3)比模型(2)多增加一個交互項，（1）（2）（3）各變量的回歸系數均通過顯著性水平檢驗（見表5）。

1.模型（1）的實證分析

變量 GDP、CY2 系數均是正數，與 M 正相關，表示霧霾污染會因為安徽省經濟的上漲、工業產值比重的上升而增長； 變量DDF 和FDI 的系數均為負，且與M 呈負相關，表明安徽霧霾污染將隨著對外貿易依存度的增加和對外直接投資的增加，這一點得到了緩解。變量 IV 與 m 正相關，系數為正。理論上，M 和IV 系數為負相關。結果表明，由于工業污染治理投入的增加，安徽省的環境治理狀況并沒有得到改善。這也說明安徽省霧霾污染治理投入效率不高。有必要繼續加大投入，提高霧霾治理效率。擬合優度為0.9573，說明擬合優度滿足要求。

表5 模型回歸結果

2. 實證分析模型（2）

模型(2)中變量CY2 的第二組數據經平均處理后只能滿足1% Prob 顯著性檢驗，系數=-0.0613＜0，第一組系數CY2 =43.75＞0。我們可以得出結論，第二項是拋物線的形式。安徽省霧霾污染與產業結構的變化呈顯著正相關。經濟的發展到一定階段時，安徽省霧霾污染及其產業結構也就發生了變化。改變會慢慢變成一種消極的趨勢，即霧霾污染和產業結構間存在EKC 曲線 (環境庫茨涅茨倒U曲線)關系。其他所有變量的回歸結果均和模型（1）的結果一致，擬合優度為0.9749，調整后的擬合優度為0.9653，模型（2）比模型（1）的擬合優度更加精確。

3.實證分析模型（3）

模型 (3) 中所有變量均滿足prob 顯著性檢驗1%，對變量CY 2 的交互項和二次項的數據進行了回歸。系數為 φ1=0.7285＞0, φ2=-0.0666＜0。這說明，霧霾污染與產業結構之間的關系仍然呈現倒u型曲線，φ4=3.06E-05＞0，由此得出隨著安徽省的經濟增長，三大產業結構中第二產業結構比重的增加是造成霧霾污染日益嚴重的罪魁禍首。相比之下模型（1）、（2）跟其他變量回歸結果均一致，擬合優度為0.999 975，調整后擬合優度增加為0.999 989，由此說明模型（3）具有非常好的擬合優度，由此可以看出若不將經濟增長作為考慮因素時，安徽省霧霾污染指數和工業結構與呈正比。在經濟增長方面，安徽省霧霾污染指數與產業結構的關系首先呈現出積極的發展態勢。當經濟增長達到一定水平時，安徽省的霧霾污染指數和工業結構之間的關系變為負的，即倒u 型曲線。

五、研究結論與建議

基于主成分分析和區位商理論，最終得到安徽省霧霾污染綜合指數和主要工業部門區位商值，并對2009 - 2017 年安徽省和安徽省產業結構數據進行分析。產業結構數據和安徽省霧霾污染綜合指數進行實證分析，最終得出下列結論：

1、造成安徽省持續造成霧霾天氣的主要原因是第二產業比重過大。主要工業有廢材料和廢資源回收工業、木材加工業、煤炭開采業、黑色金屬業。與此同時，安徽省在加大環境治理力度的同時還逐步調整和優化產業結構，以至于新興行業的區位商值也在逐年增長。

2、安徽省霧霾污染與產業結構呈倒U 型關系。隨著工業結構的優化調整和經濟增長，霧霾污染的趨勢呈現為先惡化后改善。

3、人均GDP 和霧霾污染呈正比。當人均國內生產總值增加時，霧霾污染會加劇。

4、隨著安徽省對DDF 的提高和FDI 的增加，減輕安徽省霧霾污染問題迫在眉睫。由于安徽省霧霾污染和（iv）工業污染控制投資不符合正相關理論的要求，說明安徽省環境狀況治理由于工業污染控制投資的增加并沒有得到改善。，也說明安徽省在霧霾污染治理上的投入雖然是有產出的，但產生的效果還很低下，仍應更進一步提高投資總額，以此來改善治理效果。

綜上所述，針對安徽省在霧霾污染下的產業結構現狀，促使安徽省產業結構的調整優化推動霧霾治理而提出以下政策建議：重點致力于調整產業結構，逐漸降低第二產業的比重，摒棄落后產能，停止進行高耗能高污染產 業作業，引進新設備、新技術并且升級改造有利于社會發展的傳統產業，加大高興技術產業、電子設備制造業、計算機通信技術以及第三產業服務業的比重。提升帶有污染性質行業的門檻，首先做好監測空氣中污染物濃度的預警工作，并統一以及制定各種類型排放污染的標準、做好應急預案、采取聯合減排等措施，在加強安徽省自身治霾治理的基礎上還要考慮和江浙滬長三角地區、中原地區、華中地區的區域合作進行聯合防控、實現協調治理。并加快發展新能源產業，力求將其優化升級成為以清潔能源產業為主體的現代化能源產業體系，大力支持和加強環保產業發展。充分發展“環保經濟”。更大程度的加大安徽省對外貿易，吸引外資的加入，通過國際連鎖公司先進的環保科技水平優勢和環保理念達到優化安徽省產業結構的目的，有利于達到緩解霧霾再次污染的情況。要注意必須要有選擇地承接以及轉移長三角、中原、華中等地區的產業，并依靠I 上海、南京、武漢等城市的先進環保理念以及優質資源配置優化自身產業結構，最終目的是使多城市間的區域補償機制做到完善和健全，以及區域產業的協同發展。