長三角地區(qū)產(chǎn)業(yè)集聚對環(huán)境污染的影響

□文/丁夢璐

（福州大學 福建·福州）

［提要］本文首先借鑒Dietz（1994）提出的STIRPAT模型，即城市產(chǎn)業(yè)集聚的規(guī)模效應、技術效應和結構效應相互作用會影響企業(yè)的污染排放量，而后將外商直接投資（FDI）這一因素納入原有的模型里，構建本文的理論框架。利用我國2010～2019年江浙滬皖41個地級市面板數(shù)據(jù)，運用門限回歸方法，將外商直接投資作為門限變量，構建門限回歸模型，分析長三角地區(qū)產(chǎn)業(yè)集聚對環(huán)境污染的影響。

改革開放以來，我國對于各個地區(qū)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，采用的是非均衡發(fā)展的戰(zhàn)略，即大量的資源和生產(chǎn)要素從分散狀態(tài)逐漸向某些區(qū)域流動，使得部分地區(qū)和城市群的產(chǎn)業(yè)集聚水平快速提高。在市場經(jīng)濟高速發(fā)展的情況下，提高地區(qū)中產(chǎn)業(yè)集聚程度十分有利于其產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化和綜合發(fā)展，并且通過空間效應使得產(chǎn)業(yè)發(fā)達地區(qū)帶動附近區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展。而長三角地區(qū)憑借其優(yōu)良的自然稟賦、完整的城市體系、發(fā)達的科教文化以及優(yōu)秀的一體化發(fā)展基礎，吸引來大量的有關企業(yè)聚集，經(jīng)過幾十年的時間快速成為我國產(chǎn)業(yè)集聚度最高的地區(qū)之一，在社會主義現(xiàn)代化建設全局中具有重要戰(zhàn)略地位和突出的帶動作用。我國對長三角地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重視程度毋庸置疑，在1997年就已成立長江三角洲城市經(jīng)濟協(xié)調(diào)會，為地區(qū)內(nèi)各個城市之間的交流合作提供有力基礎。而2021年國家發(fā)改委印發(fā)的關于長江三角洲地區(qū)區(qū)域規(guī)劃的通知，明確提出對區(qū)域內(nèi)資源利用以及環(huán)境保護的要求，即提高土地節(jié)約集約利用水平、加強飲用水源地保護、推進區(qū)域大氣污染防治以及加強固體廢物環(huán)境管理，推進資源節(jié)約型和環(huán)境友好型建設，全面提高區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展能力。由此可見，研究長三角地區(qū)產(chǎn)業(yè)集聚對環(huán)境污染的影響，具有重要的理論與現(xiàn)實意義。

一、文獻綜述

國內(nèi)外學者對于集聚影響環(huán)境的有關研究大都從外部性入手，這是由于集聚的過程會有規(guī)模經(jīng)濟以及規(guī)模不經(jīng)濟出現(xiàn)，因而帶來外部性。在已有的研究和討論中，學者們得出了不同的結論。總地來說，學者們的觀點主要分為兩類：第一種是產(chǎn)業(yè)集聚和環(huán)境污染呈現(xiàn)線性關系；第二種是集聚和污染之間呈現(xiàn)非線性關系，包括正U型、倒U型和N型等。

而支持產(chǎn)業(yè)集聚對環(huán)境污染呈線性關系的學者仍舊存在一些分歧。大部分學者認為產(chǎn)業(yè)集聚能夠改善環(huán)境污染，即產(chǎn)業(yè)集聚帶通過規(guī)模效應和溢出效應降低污染水平，具體來說，就是集聚過程會產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟、提高技術水平和增強環(huán)保意識。Copeland（2003）研究發(fā)現(xiàn)，行業(yè)的污染治理指數(shù)會由于規(guī)模經(jīng)濟呈現(xiàn)出規(guī)模報酬遞增趨勢。劉習平和宋德勇（2013）通過構建STIRPAT模型研究產(chǎn)業(yè)集聚對環(huán)境污染的影響，結果得到二者之間出現(xiàn)了顯著的負效應，集聚規(guī)模越大越能緩解環(huán)境污染。李順毅（2014）等收集了我國20個工業(yè)行業(yè)的面板數(shù)據(jù)，通過高斯混合模型等多種方法綜合得出，產(chǎn)業(yè)集聚會減少污染排放。也有一部分學者認為，產(chǎn)業(yè)集聚會加速環(huán)境污染，集聚會導致集聚區(qū)內(nèi)資源消耗的提升以及排放的增多。東童童（2015）等使用我國近十年的省級面板數(shù)據(jù)進行空間分析，構建有關計量模型，結果指出工業(yè)生產(chǎn)的集聚效應會使得集聚區(qū)內(nèi)環(huán)境質(zhì)量顯著變差。

主張“非線性關系”的學者們同樣觀點不一。謝榮輝（2016）運用門檻回歸模型，對我國36個行業(yè)近十年的工業(yè)二氧化硫和工業(yè)粉塵排放的面板數(shù)據(jù)進行回歸分析，研究得出地區(qū)專業(yè)化集聚和環(huán)境污染之間呈正U型關系。楊仁發(fā)（2015）以全新的視角構建了門限回歸模型，使用我國227個地級市面板數(shù)據(jù)，實證分析得出產(chǎn)業(yè)集聚對環(huán)境污染的作用會出現(xiàn)顯著的門限效應，且呈倒U型。鄒繼武（2016）則是使用了空間滯后模型，實證得出工業(yè)企業(yè)集聚與污染排放呈倒U型關系。李偉娜（2010）以我國30個制造業(yè)的面板數(shù)據(jù)構建動態(tài)面板模型，發(fā)現(xiàn)制造業(yè)集聚和環(huán)境污染出現(xiàn)N型相關關系。

回顧現(xiàn)有文獻可以看出，國內(nèi)外學者對于產(chǎn)業(yè)集聚對環(huán)境污染的影響仍舊存在諸多分歧，主要原因是兩者之間可能會存在一些中間變量，兩者作用方式存在著不同的機制，且在以往的文獻里，多運用省級面板數(shù)據(jù)進行研究。基于此，本文考慮使用江浙滬皖41個地級市的面板數(shù)據(jù)，構建門檻回歸模型，并且基于外商直接投資的視角，對產(chǎn)業(yè)集聚和環(huán)境污染間的關系進行更深入地研究。

二、理論分析

（一）產(chǎn)業(yè)集聚對環(huán)境污染的影響機制。學者們目前普遍承認的理論，是由Grossman（1995）等提出的，他們認為產(chǎn)業(yè)集聚會對地區(qū)環(huán)境污染產(chǎn)生三種效應，包括規(guī)模效應、技術效應和結構效應，這些效應的影響可正可負，而最后呈現(xiàn)的關系是它們相互作用的結果。

規(guī)模效應是指，由于企業(yè)的大量集聚，他們會集中使用集聚區(qū)內(nèi)的資源，減少資源浪費，企業(yè)之間通過相互交流使得污染治理水平創(chuàng)新和生產(chǎn)科技提高，平均成本也會降低，使得污染排放減少。然而，隨著企業(yè)增加到相對飽和狀態(tài)后，區(qū)域內(nèi)資源會趨向于枯竭，環(huán)境質(zhì)量隨之惡化。

技術效應是指，企業(yè)之間會產(chǎn)生技術溢出效應。企業(yè)間的人才、技術和信息的部分共享會大大提升中小企業(yè)的資源利用率和技術水平。同時，由于企業(yè)間競爭加劇，他們會投入大量精力進行技術革新和節(jié)能減排技術的改進，從而獲得技術優(yōu)勢。

結構效應是指，由于巨大的競爭壓力促使部分企業(yè)進行技術改革并獲得成功，那些技術相對落后和高污染的企業(yè)會逐漸被市場淘汰，區(qū)域內(nèi)的產(chǎn)業(yè)結構隨之被優(yōu)化。不同地區(qū)之間也會有結構效應，若A區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平相對落后于B區(qū)域，它們?yōu)榱俗陨戆l(fā)展會被迫降低門檻，那些無法進入B區(qū)域的高排放企業(yè)會伺機進入A區(qū)域，造成產(chǎn)業(yè)結構的改變。

（二）對產(chǎn)業(yè)集聚水平的測度方法。目前，學者們對產(chǎn)業(yè)集聚度的測量方法主要包括四種，分別是區(qū)位熵值法、空間基尼系數(shù)測算法、赫芬達爾指數(shù)測算法以及EG指數(shù)測算法。我們要使用的是江浙滬皖41個地級市的面板數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)的可得性和為了消除空間差異性，本文使用區(qū)位熵來表示產(chǎn)業(yè)集聚水平，公式表示如下：

式中：qxy表示y地區(qū)x行業(yè)的某一指標數(shù)，qy表示y地區(qū)的指標數(shù)，qx表示我國x行業(yè)的指標數(shù)，q為我國所有行業(yè)的總指標數(shù)。由于我國的各個統(tǒng)計年鑒中污染指標都以工業(yè)污染來測算，所以本文也以工業(yè)集聚度作為產(chǎn)業(yè)集聚測度指標，此處x表示工業(yè)。區(qū)位熵的數(shù)值能表示區(qū)域內(nèi)某種要素的專業(yè)化程度，對于某一區(qū)域而言，區(qū)位熵值若大于一，該地區(qū)的區(qū)域經(jīng)濟相對于全國而言處于較高水平，集聚程度高；區(qū)位熵值小于一，則表示地區(qū)的集聚程度相對于全國而言處于較低水平。

三、實證分析

（一）模型設定。我們利用由Dietz和Rosa（1994）提出的STIRPAT模型，將環(huán)境壓力分解為人口、富裕程度、技術水平三部分，具體公式如下：

其中，I表示環(huán)境壓力，P表示人口，A表示富裕程度，T表示技術水平，α0、α1、α2、α3表示需要估計的參數(shù)，ei表示隨機誤差。

前文我們提到，Grossman（1995）等三種效應綜合影響的理論，以此可以得到基本公式如下：

其中，i，t分別表示地區(qū)與時間，P表示環(huán)境污染，Y表示規(guī)模效應，S表示結構效應，T表示技術效應，e表示其他效應。

所以，本文最終在STIRPAT模型和Grossman模型的基礎上，構建出實證模型的框架，如下所示：

其中，λ、α、β、γ 都表示需要估計的參數(shù)。

又由前文的理論分析可得，產(chǎn)業(yè)集聚會作用在三種效應中共同影響環(huán)境污染，所以本文將產(chǎn)業(yè)集聚因素表示為Aggl單獨提取出來，同時將環(huán)境污染P用二氧化硫排放量Poll表示、規(guī)模效應Y用人均生產(chǎn)總值pgdp表示、結構效應S用第三產(chǎn)業(yè)占比stru表示、技術效應用各個城市的科學事業(yè)費用tec表示，再將兩邊同時取對數(shù)，那么能得到以下模型：

由前文提到的學者們的文獻可以得出，集聚和污染之間存在著多種因素的作用，不再是最開始學者們所認為的線性關系，還有可能是非線性關系，本文想要采用的是門限回歸模型，以外商直接投資為視角，即使用FDI為門限變量進行研究，希望通過門檻值的估計和各個門限值下的變量特點，更加準確地描述集聚和環(huán)境污染二者間是如何相互作用的。所以，接下來本文在模型（5）中加入門限變量FDI，得到的門限回歸模型如下所示：

（二）變量選取和數(shù)據(jù)來源

1、變量選取

（1）被解釋變量。環(huán)境污染指標Poll：借鑒張可（2014）等學者們的做法，用二氧化硫排放量作為被解釋變量。

（2）核心解釋變量。產(chǎn)業(yè)集聚水平Aggl：依據(jù)前文中的說法，本文使用熵值法來表示城市的產(chǎn)業(yè)集聚水平，具體公式為式（1）。

（3）門限變量fdi。本文通過外商直接投資的視角解釋產(chǎn)業(yè)集聚與環(huán)境污染的相關關系，即以各個地級市的FDI值為門限變量。

（4）控制變量。經(jīng)濟發(fā)展水平pgdp：本文使用人均生產(chǎn)總值表示地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展程度。產(chǎn)業(yè)結構stru：采用如今絕大多數(shù)學者的做法，用第三產(chǎn)業(yè)占比來表示產(chǎn)業(yè)結構。科技投入tec：本文將各個城市的科學事業(yè)費用值作為衡量科技投入的方法。

2、數(shù)據(jù)來源。由于本文所需要的數(shù)據(jù)為江浙滬皖41個地級市的面板數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)的主要來源為各個區(qū)域的統(tǒng)計年鑒和城市統(tǒng)計年鑒等。

3、實證結果及分析。在模型（6）的基礎上，我們結合2010～2019年江浙滬皖41個地級市的面板數(shù)據(jù)，以FDI為門限變量進行回歸分析。首先利用Bootstrap法對模型進行單一門限和雙重門限檢驗，得到結果如表1所示。（表1）

表1 門限效應的自抽樣檢驗一覽表

由表1可知，只有單一門限檢測出的P值顯著，即模型（6）中的n值為1。接著對數(shù)據(jù)進行單一門檻檢驗，結果如表2所示。（表2）

表2 門限效應回歸結果一覽表

根據(jù)以上回歸結果能夠發(fā)現(xiàn)，在長三角地區(qū)FDI的門限效應檢驗中，出現(xiàn)了一個門限值11.1082且通過了百分之一的顯著性檢驗。也就是說，當城市的外商直接投資水平較低，即lnfdi≤11.1082時，產(chǎn)業(yè)集聚反作用于環(huán)境污染，即集聚程度越高，環(huán)境污染的治理水平越強；在lnfdi＞11.1082，即超過門限值時，產(chǎn)業(yè)聚集越強，污染越嚴重。綜合而言，產(chǎn)業(yè)集聚與二氧化硫排放量呈倒U型關系。

四、研究結論

本文首先總結歸納已有文獻，提出其中的不足之處，再結合相關理論構建基本的模型，而后將FDI作為門限變量引入原模型中，整合出了最終所需要的門限回歸模型，將二氧化硫排放量作為被解釋變量，將熵值法得到的工業(yè)集聚水平作為核心解釋變量，將經(jīng)濟發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結構和科技投入作為控制變量，利用stata軟件研究產(chǎn)業(yè)集聚與環(huán)境污染之間的門限效應。最終得到的回歸結果如下：

當FDI投資較低時，不斷增加的外商投資水平能夠激發(fā)區(qū)域內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)和創(chuàng)新動力，資源的整合集聚使得其利用率提高，技術改革提高了生產(chǎn)效率，所以污染排放量逐漸下降。當FDI數(shù)值超過門限值后，集聚數(shù)量接近飽和，企業(yè)之間的競爭日趨激烈，超負荷的生產(chǎn)加劇了區(qū)域內(nèi)的環(huán)境污染。

根據(jù)以上結論，本文提出以下建議：（1）政府加大產(chǎn)業(yè)集聚的引導力度，爭取最大化產(chǎn)業(yè)集聚的正外部性，加大城市的公共資源建設，如城市道路建設維護等；（2）合理引進利用外資，在選擇招標時應著重選擇排污治理技術較高的企業(yè)，積極引進區(qū)域外的先進技術設備，鼓勵區(qū)域內(nèi)進行科技創(chuàng)新。