制造業集聚、城鎮化與環境污染
——基于中國省級面板數據

況佩杰，王佳玉

KUANG Pei-jie, WANG Jia-yu

安徽財經大學 安徽 蚌埠 233000

Anhui University of Finance and Economics, Bengbu 233000, China

1 引言與文獻綜述

中國經濟在過去的幾十年里實現了翻天覆地的變化，經濟總量躍居世界第二，成為世界第一制造業大國。然而我國的制造業在總量不斷上升的同時，伴隨著的環境問題也是日益嚴重。以工業污染為例，2016年，全國工業廢水排放量、工業固體廢棄物產生量、工業二氧化硫排放量和工業煙(粉)塵排放量分別為7 110 954萬噸、309 212萬噸、1 102.87萬噸和1 010.67萬噸，較2005年分別增長35.6%、130.0%、-49.1%、和-45.7%。在我國實現制造業2025的背景下，研究制造業集聚對環境污染的影響有著很深刻的意義，以探究不同程度的制造業集聚水平對環境污染的影響。同時，城鎮化的推進也具有一定的污染效應，并表現出各種非線性變化特征[1]。在我國的城鎮化發展過程中，制造業集聚對其產生十分重要的作用。制造業集聚引致的制造業結構變遷的就業效應較為明顯，且制造業集聚的就業效應還會帶動其他生產性服務業的就業。而城鎮化的過程就是各類生產要素在空間集聚的過程[2]。這二者之間相互影響、相互作用。制造業集聚與城鎮化建設的過程中，二者都對區域環境產生影響，這二者之間的耦合效應作用于區域環境系統，使得環境污染問題變得更加復雜。這個問題引起了理論界廣泛關注。

目前國內外學者對于產業集聚與環境污染的關系進行不斷地研究，但由于研究主體、方法與視角的不同，現有的文獻得出的結論也并不一致。一種觀點表明了環境污染在產業集聚的影響下更加嚴重。Virkanen[3](1998)的研究表明，工業集聚水平的提高會帶來環境污染。尚海洋、毛必文[4]基于IPAT模型分析產業集聚與環境污染之間的關系，結果發現產業集聚的提高會加重環境的污染。原毅軍、謝榮輝[5]運用省級面板數據考察了產業集聚對環境污染的影響，并把技術創新引入模型分析二者的耦合效應對其影響效果，結果表明較高的集聚水平會帶來更加嚴重的環境污染，但是技術創新會對環境污染起到顯著的抑制作用。另外一種觀點認為產業集聚能夠緩解與改善環境污染。李勇剛、張鵬[6]通過構建面板模型，并分地區驗證產業集聚對環境污染的影響，發現了產業集聚可以降低環境污染程度，且對東部地區環境污染的改善作用大于中西部地區。劉習平、宋德勇[7]通過對我國的地級城市面板數據研究，發現了產業集聚對城市環境的影響與城市規模的大小有著密切的聯系且城市規模越大，產業集聚對于城市污染起到更強的抑制作用。張可[8]從空間相關角度考察了經濟集聚與環境污染之間的關系，研究結果顯示經濟集聚與環境污染呈倒“U”形關系，集聚水平超過某一臨界點便會出現減排效應。二者都存在空間溢出效應與地區交互效應，空間相關有利于降低經濟集聚的減排臨界點。還有一種觀點認為，產業集聚在不同的發展階段對環境污染產生不同的影響。閆逢柱、蘇李、喬娟[9](2011)站在制造業的視角發現了制造業集聚與環境污染之間的存在著短期相關、長期不相關的關系，并且在短期內產業集聚可以緩解環境污染。李偉娜、徐勇[10]利用制造業面板數據，實證檢驗制造業集聚與環境技術效率之間的關系，結果顯示制造業集聚與環境技術效率之間存在“倒U型”關系，并發現較小企業規模與較高生活水平促進了環境技術效率的提高，FDI在高環境技術效率中更容易促進環境技術效率的提高。楊仁發[11]采用面板門檻方法，以外商直接投資為門檻變量，實證分析產業集聚與環境污染之間的關系。結果發現當外商投資水平從較低的水平逐漸增加時，產業集聚也會從加劇環境污染變得改善環境污染。鄧玉萍、許和連[12]利用275個地級市面板數據指出城市環境污染具有正向空間相關性，FDI可以降低污染排放強度，且不同規模的城市會承受不同的外部性影響。

此外，城鎮化演進的過程也給環境帶來了巨大壓力。陳真玲[13]運用空間面板杜賓模型得出，在城鎮化的發展過程中會導致生態環境的污染嚴重，且它對鄰近地區具有較強的負面溢出作用。鄧曉蘭、車明好、陳寶東[14]利用省級面板數據研究城鎮化與環境污染的影響，發現城鎮化對環境污染呈現明顯的正向關系。謝銳、陳言、韓峰等[15]通過維度構建新型城鎮化，并利用STIRPAT模型得出了新型城鎮化有利于促進改善生態環境質量。

綜上所述，許多學者對產業集聚與環境污染之間進行了詳細且豐富的研究，并以多種實證方法進行分析并研究探討。從我國污染問題產生原因來看，城鎮化與環境污染也存在著復雜關系，因而本文在借鑒已有研究框架基礎上，將制造業集聚、城鎮化、環境污染三者結合起來。在此本文利用中國的省級面板數據，進行制造業集聚、城鎮化對于環境污染的研究，以期得出較為客觀、科學的結論。

2 環境污染水平的測度

2.1 環境污染水平測算方法

本文致力于探究環境污染與制造業集聚、城鎮化之間的關系，因此選取環境污染指標作為被解釋變量；考慮到數據的可獲得性與可處理性，選取工業污染指標作為衡量各省市的環境污染程度。多數文獻選擇了單一工業污染排放指標衡量污染排放水平，如工業SO2、工業固體排放物，也有一些文獻選擇熵值法構建環境污染綜合指數。但基于目前對于環境污染水平并無公認的測度，在此借鑒傅京燕[16]對環境污染測度的方法。

第一步，對各單項指標標準化，即歸一化或者無量綱。

(1)

第二步，計算各單項指標的權重值Wi,j,t，公式如下：

(2)

式(2)中，Ni,t、∑Ni,t分別是t時期地區i的和全國的制造業城鎮從業人員數。

第三步，計算t時期地區i的綜合污染指標Envi,t，公式如下：

(3)

式(3)中，m為污染物類型數，在本文中考慮到4種污染物，分別是工業廢水排放總量、工業固體廢棄物排放總量、工業二氧化硫排放總量、工業煙(粉)塵排放總量，故m=4；n為地區數，由于西藏缺失數據，因此僅選取中國30個省級行政區，故n=30。Envi,t反映了各地區環境污染水平，Envi,t越大表示該地區的環境污染程度越高，反之亦然。

2.2 測算結果分析

基于2005—2016年中國內地30個省市(考慮的西藏數據部分缺失，已剔除)，360個數據，計算出2005—2016全國各省市環境污染水平(表1)。

2.3 中國環境污染的狀況

根據上述所得的環境污染程度指標，為能夠分析環境污染變化的趨勢，本文選擇2005年和2016年的環境污染情況進行對照分析。由表1中可知，2005年北方的污染情況很嚴重，主要分布在內蒙古、山西、河北、北京、遼寧與河南；西南地區主要是在四川、廣西存在嚴重的污染；東中部地區的各省份都存在著較為嚴重的污染情況。在2016年的數據中可以看到，北方地區的各省市的污染情況依然嚴重，新疆地區環境污染程度加深；西南地區的環境污染沒有顯著變化；東部地區一些省份的環境污染出現緩解現象，如江蘇與廣東。

表1 2005—2016年我國各省環境污染水平

3 實證研究

3.1 變量選取與數據來源

為了研究制造業集聚和城鎮化對環境污染的影響。因此選取制造業集聚指標和城鎮化指標作為解釋變量。

(1)目前對集聚水平的測量方法有多種，如區位熵、赫芬達爾-赫希曼指數、EG指數以及空間基尼系數等方法。考慮到數據的可獲得性與實際操作性，選取區位熵作為測度全國制造業集聚水平。即：

(4)

式(4)中，ki,j表示某地區制造業的生產總值，kj表示某地區的生產總值；ki表示全國制造業生產總值之和，k表示表示全國的生產總值。aggi,t反映了各地區制造業的集聚水平，aggi,t越大表示該地區的制造業集聚水平越高，反之亦然。

(2)城鎮化水平(urban)：借鑒常規的測度方法，即選取各地區各年非農業人口在總人口中所占的比例作為城鎮化水平。

(3)產業結構(inst)：目前對于產業結構的衡量指標有很多，有的文獻以第二、三產業產值之和占GDP的比值來衡量，也有的文獻以第三產業產值占GDP的比值來衡量。綜合考慮之后選取徐德云[17]對產業結構的測度方法。公式如下：

(5)

式(5)中，xi表示第i產業占GDP比重，表示產業結構升級系數，inst的取值范圍是1≤inst≤3，inst值越大，表明產業結構升級程度。

(4)對外開放程度(fdi)：外商對國內的投資是使國內的環境污染問題更加嚴重還是緩解，不同的學者對此有著不同的看法。因此，為了考察外商投資對環境污染的影響，選用各省市的外商直接投資額占各省市GDP比重表示對外開放水平

(5)地區經濟發展水平(pgdp)：隨著人民生活質量水平提高，對于環境質量的追求也會越來越高。選用各省份人均GDP與全國平均值之比來表示地區經濟在全國范圍內的發展水平

(6)政府力量(gov)：考慮到政府的宏觀調控政策與方針對環境污染的情況的改善，選取地方政府一般財政支出與地區生產總值之比來表示政府在環境污染中發揮的作用。

選取的樣本為2005—2016年間的中國內地30個省市(自治區)的面板數據，相關的資料從2006—2017年的《中國統計年鑒》中獲得。通過對相關指標核對、調整，提高了數據的可信度。為了降低異方差，對所有的變量指標進行取對數處理。

3.2 模型設定

經過整理計算得出30個省市各變量數據，構建模型，模型設定如下：

LnEnvi,t=α0+α1Lnaggi,t+α2Lnurbani,t+α3

Lninsti,t+α4Lnfdii,t+α5Lnpdgpi,t

+α6Lngovi,t+α7K+vi,t+ui,t

(6)

在式(6)中，i代表地區，t代表年份，vi,t表示面板固定效應的固定值，不隨時間變化，ui,t表示面板數據隨機效應。K表示制造業集聚與城鎮化的交互項，考察制造業集聚與城鎮化的耦合效應是否能夠對環境污染起到緩解的作用。

3.3 實證檢驗與結果

利用STATA軟件對全國總體數據處理和分析，通過Hausman檢驗結果判斷模型是選取固定效應模型還是隨機效應模型，判定結果如表2所示。

表2 全國整體面板模型參數估計與Hausman檢驗結果

注：*、△、▲分別表示在10%、5%、1%下的統計水平上顯著，括號內為t統計量值。

Hausman檢驗結果的P值為0.021小于1%，因此在1%的顯著性水平下拒絕Hausman檢驗的原假設，采用固定效應模型進行分析。

從表2可以看出，制造業集聚、城鎮化對環境污染有顯著的緩和作用。其中制造業集聚水平每提高1%，環境污染情況會得到0.383%的緩解；城鎮化水平每提高1%，環境污染情況會得到0.318%的緩解。且通過觀察制造業集聚與城鎮化的交互項發現，在1%的顯著性水平下，制造業集聚與城鎮化的耦合效應對環境污染的降解有明顯的作用，影響因子為0.712。結果證明制造業集聚與城鎮化的互動效應對環境污染的降解比起制造業集聚和城鎮化各自對環境污染的影響作用還要大。

其次，對其他控制變量進行分析：(1)產業結構和對外開放的估計系數均為負值，表明了隨著產業結構的升級即產業結構的高級化以及對外開放的程度日益增強對于環境污染的情況有緩解作用。產業結構升級表現為第二、第三產業比重不斷上升，第一產業比重不斷下降。在這一過程中環境也從污染程度較高第二產業向污染程度較少的第三產業轉移。(2)對外的招商引資使得從國外獲得先進的技術、資本等要素降低了環境污染水平。(3)地區經濟發展水平對環境污染的相關系數為正，與預期不符，這是因為在全國范圍內各地區的經濟發展水平的差距過大，發展不平衡。以北方的某些省市為例，雖然其GDP的水平較高，但是由于其發展的環境污染程度較高的產業，導致污染程度較高。(4)政府力量對環境污染的相關系數為正，表明對環境污染的影響是促進的，這與預期不符。這是因為各地區的環保政策無法做到真正的落到實處。就某些省市的情況而言，環境污染是經濟增長的衍生品，以犧牲環境為代價追求經濟的發展。(5)整體而言，與其他因素相比，城鎮化與制造業集聚對環境污染的緩解發揮著重要作用，且城鎮化與制造業集聚的耦合效應對緩解環境污染的影響發揮了重大的作用。

由于我國地域遼闊，各地區的經濟發展水平與環境污染情況并不在同一水平，為使得出的結論更加準確可靠。將全國地區分為東部、中部、西部三個地區進行固定效應與隨機效應回歸，探討不同的程度制造業集聚與城鎮化對環境污染的影響。回歸結果如表3所示。東部、西部地區的Hausman檢驗顯示的P值分別為0.76與0.22，接受原假設，即選用隨機效應模型；中部地區的Hausman檢驗顯示的P值為0.000 1，拒絕原假設，即選用固定效應模型。

從表3中可以看各地區的制造業集聚對環境污染有著顯著地緩解作用，且制造業集聚水平越高，對環境污染的降低作用愈加有效。中、西部地區的城鎮化水平對環境污染的影響與全國分析結果一致，即城鎮化對環境污染能夠起到遏制的作用。東部地區的城鎮化與環境污染的相關系數為正，顯著性水平不高，中西部的人口轉移，導致在東部的某些地區的城鎮化發展水平不一，規劃不合理，增加了環境污染。東、中、西部地區制造業集聚與城鎮化的交互項與環境污染相關系數都為負，且具有顯著的影響。表明地區的城鎮化水平的提高與制造業集聚水平的增強所產生的耦合效應對于減少環境污染有著積極的作用。

分地區來看，東部地區的產業結構對環境污染的影響是非常顯著的，與全國分析結果一致。中、西部地區的產業結構與環境污染的相關系數是正的，具有較為顯著的影響，這表明比起中部、西部地區的產業結構，東部地區的產業結構更加高級化對環境污染可以起到明顯的降低作用。對外開放程度與地區經濟發展水平對環境污染的影響與全國的分析結果一致，在此不做贅述。東部地區的政府力量與環境污染的相關系數為負，而中部、西部地區的政府力量對環境污染的相關系數為正，這可能是因為中部、西部地區的政府在面對經濟發展與環境污染兩者之間選擇優先發展經濟或者說政府對環境污染的管理往往達不到預期，這可能是因為政府在環境治理投資、規制政策上都無法與東部地區相比較，政府的環境規制力量越強，中部、西部地區的經濟發展成本可能就會越高。

表3 全國分地區面板模型參數估計及Hausman檢驗結果

注：*、△、▲分別表示在10%、5%、1%下的統計水平上顯著，括號內為t統計量值。

4 結論與政策建議

4.1 研究結論

本文先采用熵值法測量中國內地30個省市的環境污染程度，利用全國面板數據與分地區數據實證分析制造業集聚、城鎮化對環境污染產生的影響。從結果來看，在全國層面，制造業集聚與城鎮化分別能夠緩解環境污染，且二者的耦合效應對環境污染產生較高影響。分地區看，各地區的制造業集聚都能夠緩解環境污染，但是作用強度有所差異；東部地區的城鎮化對環境污染起到正向作用，中、西部地區的城鎮化發展會緩解環境污染。產業機構的升級可以降低環境污染。本文在環境污染指標上選取的4項工業污染指標并采用熵值法來表示環境污染，這可能導致結果的不準確。中西部地區的城鎮化對環境污染起到降低作用，而東部地區卻起到相反的作用，這可能是城鎮化對環境污染存在著門檻效應。

4.2 政策建議

(1)加快推動我國的制造業發展。制造業的發展能夠通過促進我國產業機構升級降低環境污染。鼓勵各地區培育屬于地方特色的制造業集聚，中西部地區的制造業發展比起東部地區的發展較為遲緩。在東部發展高端技術制造業發展的同時，中西部地區承接東部轉移的制造業，并要采取清潔能源的方式去發展。政府應該合理進行產業集聚規劃，既有利于地區經濟發展，也要保護地區環境。

(2)合理推動城鎮化發展。新型城鎮化的發展要以人為本，提高人民生活環境，實現經濟發展與生態環境保護的雙贏。加大對落后地區的基礎設施與公共服務。對于公共環境管理，要建立健全法律與環境規制。鼓勵公眾加強自身的環保維權意識，善用法律條約來保障自己的環境權益。

(3)加強政府對環境污染的管理。政府因地制宜，根據本地區自身的經濟優勢與實際情況，制定合理的環境規制規定。對于造成污染環境的企業，以加重稅收的方式倒逼企業進行綠色創新技術研發，并利用產業結構升級的外部性來緩解環境污染情況，實現經濟的良好增長與環境的協調發展。