长江经济带工业废水排放量时空演变特征研究

龚江琳

（中南民族大学 经济学院，武汉 430074）

1 引言

长江经济带战略以长江流域为依托，是关乎我国经济社会发展的重大战略之一。随着长江经济带的不断发展，生态环境与经济发展的矛盾日益凸显，工业污染的增长为长江经济带的发展带来了阻力。自2014年9月起，国家对长江经济带的发展作出一系列重大战略部署，以“共抓大保护、不搞大开发”为导向，推动长江经济带高质量绿色发展。历经多年建设，长江经济带在经济、社会和生态文明建设等领域取得了显著成果，但在工业废水治理方面仍面临一定的挑战。

有关污染和经济发展关系的研究一直是学术界关注的焦点。在影响因素方面，早期学术界聚焦单一因素下经济增长与环境污染的实证研究，发现两者之间的关系呈倒U型曲线，并构建了环境库茨涅兹曲线假说[1]。外国学者侧重对大气污染物[2]进行环境库茨涅兹曲线的模型检验；周静等[3]发现部分省级的工业废水排放与经济增长呈倒U型曲线。但单一的经济增长无法很好地解释复杂的环境污染问题，故引入人口因素、政策因素、经济结构和贸易因素等，以便全面分析污染物的影响因素[4]。刘安国等[5]认为环境技术创新能促进工业废水减排。陈昆仑等[6]研究表明技术进步和经济发展效应是影响工业废水排放减少和增多的主要因素。常玉苗等[7]认为第二产业占比、城镇人口等是促排指标，第三产业占比、城市化率等是减排指标。在研究方法方面，应用较广的有投入产出模型[8]、LMDI分解[9]和STIRPAT模型[10]等。在污染物时空特征方面，秦亚情[11]发现长江经济带工业废水空间分布呈现东高西低的特点。

本文以长江经济带108个城市为研究区域，结合STIRPAT模型和空间计量经济模型，分析2005—2019年工业废水排放的时空演化特征和影响因素，为进一步推进长江经济带区域协调发展和污染协同治理工作提供决策参考。

2 模型构建与数据来源

2.1 变量选取与模型构建

本研究中同时考虑该城市和邻近城市解释变量对该城市工业废水排放的影响。在借鉴Anselin、Pace 和Lesage的空间计量模型的基础上，结合STIRPAT分别构建空间杜宾模型（见式1）、空间误差模型（见式2）。

表1 变量定义与解释

2.2 数据来源

由于部分城市数据缺失严重，选取长江经济带2005—2019年108个地市的相关数据作为样本，参考《长江经济带生态环境保护规划》的分区标准，下游地区包括上海、浙江、江苏和安徽四省市，共41个城市；中游地区包括江西、湖南、湖北三省，共36个城市；上游地区包括重庆、四川、贵州和云南四省市，共31个城市。数据来源为《中国城市统计年鉴》《中国区域经济统计年鉴》和各地市统计年鉴。

3 实证分析

3.1 时间分布特征

长江经济带的全流域以及上游、中游和下游的工业废水排放均呈下降趋势（见图1），可以细分为2005—2014年和2015—2019年两个阶段。第一个阶段是缓慢下降期，在此期间国家致力于构建“资源节约型、环境友好型”社会，对工业废水提出了处理后排放或循环利用的治理要求，使长江经济带的工业废水排放得到较好的控制，全流域排放量从1 099 159万t降低到825 316万t；第二个阶段是快速下降期，自2014年9月起，国家先后印发《关于依托黄金水道推动长江经济带发展的指导意见》《长江经济带生态环境保护规划》等文件，明确“长江大保护”和“生态优先、绿色发展”的方向，对污染严重的企业规定清洁化改造任务，推动水污染集中治理工作，全流域工业废水排放量从854 007万t下降到542 335万t，政策效果显著。从空间上看，下游地区工业废水排放总量较大，约占总排放量的50%～60%，主要原因是下游各城市的整体发展较快，污染型产业相对密集。

图1 2005—2019年长江经济带工业废水排放变化

由图2可知，各年度核密度曲线呈“单峰”右偏分布，右侧有拖尾，说明长江经济带工业废水排放量在较低水平上集中；2005—2019年曲线整体左移，波峰对应的排放量不断减小；曲线峰高上升、宽度变窄，说明城市间工业废水排放差异越来越小，存在明显的收敛趋势。尤其在2015—2019年间，核密度曲线位置与形态差异较大，说明大保护政策对流域工业废水治理效果显著。

图2 长江经济带工业废水排放量的核密度

3.2 空间分布特征

利用ArcGIS将2005年、2011年、2015年和2019年工业废水排放量按0～5 000（低排放）、5 000～15 000（中低排放）、15 000～40 000（中排放）、40 000～60 000（中高排放）和60 000～90 000（高排放）进行分级，结果如图3所示。

图3 长江经济带工业排放量空间分布

可知，2005—2019年长江经济带各城市工业废水均有不同程度的减排，2019年没有高排放和中高排放的城市；下游的长三角地区和上游的成渝经济区是高排放区，中游城市群是中低排放区，上游云贵地区是低排放区，上中下游呈现较明显的分化格局。从城市维度来看，工业废水减排效果最好的是重庆市、杭州市和苏州市，从高排放区降为中排放区；六盘水市、贵阳市、赣州市、宿迁市、台州市和上饶市等从低排放区上升为中低排放区；宁波市从中低排放区上升为中排放区。工业废水排放呈现从大城市向中小城市扩散的态势，2019年，绝大部分城市处于低排放区和中低排放区。从分布格局来看，上游整体的工业废水排放一直保持在较低的水平；对比2015和2019年，中游和下游工业废水排放分布差异较大，可能是由于大保护和绿色发展政策的实施，中、下游城市的工业废水治理成效显著。

长江经济带各年工业废水的全局Moran指数在0.119～0.447，均通过显著性检验，表明长江经济带工业废水排放量在2005—2019年呈现空间正相关和集聚状态；研究期间内工业废水的全局Moran指数波动增加，表明长江经济带工业废水排放量的空间集聚态势日益加强。

3.3 长江经济带工业废水排放影响因素分析

基于空间反距离权重矩阵，进行LM、Wald、LR、Hausman检验，长江经济带全流域、上游、下游地区应构建双向固定空间杜宾模型（SDM），中游地区应构建双向固定空间误差模型（SEM）。

3.3.1 全流域影响因素分析

从全流域来看，人口规模方面，人口密度及其滞后项的系数不显著，说明工业废水排放量不受本地或邻近地区人口规模的影响。社会富裕程度方面，人均GDP与工业废水排放呈显著负相关，说明长江经济带的废水排放已经越过环境库兹涅茨曲线峰值，排放量随着经济规模增大而下降；人均GDP的滞后因子对工业废水排放的正向作用也非常显著，邻近城市人均GDP提高1%，该城市的工业废水排放量会增加0.604%。科技水平方面，工业废水排放与科技支出关系不显著。产业结构方面，第二、三产业占比的提升均会使该城市的工业废水排放增加，且第三产业比第二产业对工业废水排放的正向作用程度大，这意味着第三产业比重提高所带来的结构效应小于经济规模效应，单纯的推动产业结构向第三产业调整的优化策略效果不佳，这与文献[4]的研究结论一致；邻近城市的第二、三产业占比的提升会显著抑制该城市的工业废水排放，原因是经济水平较发达的邻近地区会吸引更多的企业，本地污染型企业也会发生转移，工业废水排放就会减少。利用外资水平方面，利用外资额与工业废水排放呈显著负相关，利用外资额每增加1%，工业废水会减排0.033%，说明“污染避难所”现象在长江经济带是不存在的，外资的进驻降低了区域的污染。

3.3.2 分流域影响因素分析

与全流域平均水平相比，分流域研究能降低区域异质性带来的偏误，精准挖掘长江经济带工业废水排放的影响因素和空间效应。表2给出了分区域的工业废水排放映像空间面板估计结果，由表可知。

表2 空间面板估计结果

人口规模方面，仅下游地区人口密度滞后项系数显著为正，表明人口密度对废水排放的影响具有扩散效应，下游是人口密集区，随着本地人口密度的扩大，本地城市的生产规模会扩大，对邻近城市产生明显的空间溢出效应。

社会富裕程度方面，上游地区人均GDP及其滞后因子系数均显著为负，且本地区人均GDP的增加对邻近城市工业废水的减排效果较好；上游地区固定资产投资及滞后项的回归系数显著为正，说明本地的固定投资不仅会增加当地的工业废水排放，还会增加邻近城市工业废水排放。中游地区固定资产投资系数的回归结果显著为负，每增加1%的固定资产投资会减少0.273%的工业废水排放。下游地区人均GDP和滞后项的固定资产投资回归系数显著为负，社会富裕程度在下游地区发挥着重要的减排作用。

科技水平方面，上游地区科技水平滞后项的回归系数显著为负。中游地区科技水平的回归系数显著为正，说明科技水平具有促排作用。下游地区科技水平及其滞后项的回归系数均显著，科技水平每提升1%会使本地区工业废水减排0.123%、使邻近地区工业废水增排0.089%，故应合理调整下游城市的科技水平，使工业废水减排效果最大化。

产业结构方面，上游地区第二、第三产业占比及其滞后因子的增加会抑制本地区的工业废水排放，且第二产业发挥的作用更大，表明在经济发展的同时上游地区工业废水得到有效的控制。中游地区的第二、第三产业占比每提升1%，本地区工业废水排放分别增加0.541%、1.015%。可能的原因是，在产业结构调整中，湖南、湖北、江西等作为产业转移接收地，接受大量高耗能高污染的产业落户，使工业废水排放增多。下游地区第二、第三产业占比的回归系数显著为正，滞后因子回归系数显著为负，说明各城市仍处于工业化发展时期，第二、三产业占比的增大会增加城市工业废水排放，粗放型的发展模式有待转变。

外资利用水平方面，上游地区利用外资额对工业废水排放量无显著影响。中游地区利用外资额是工业废水的减排因子，外资利用额每上升1%，当地工业废水减排0.14%。下游地区利用外资额滞后因子的回归系数显著为正，有空间溢出正效应，本地区利用外资额增加1%会使邻近地区工业废水排放增加0.196%，说明外资进驻加剧了该区域污染，下游地区工业废水排放的协同治理还有较大的发展潜力。

4 结论与建议

（1）时间上，工业废水排放总量整体呈下降趋势，因2014年长江大保护战略的实施，工业废水排放量下降明显；工业废水的排放量自上游向下游依次递增。

（2）空间上，工业废水排放分布呈现明显的空间集聚和分异状态，研究期内下游的长三角地区和上游的成渝经济区是高排放区，中游城市群是中低排放区，上游云贵地区是低排放区。

（3）影响因素方面，从全流域来看，第二、三产业占比的增大会使工业废水排放量增加，人均GDP和利用外资额则发挥减排作用。分流域来看，人口规模、社会富裕程度、科技水平、产业结构和利用外资水平对工业废水的影响在上中下游差异较大，空间溢出效应也各不相同，回归结果呈现明显的空间异质性。

长江经济带是我国重要的资源贮藏区、人口密集区和产业承载区。目前，长江经济带工业废水排放总量正在逐步降低。由于沿江地区间发展条件差异明显，上中下游产业同构现象突出，长江经济带依然面临区域协同发展和产业结构优化的压力。因此，长江经济带各城市应提高产业的生产工艺，而非简单地采取第二产业向第三产业转变的发展思路；应努力推动上中下游城市的区域协同发展，使工业废水整体减排效果最大化；同时制定合适的外资利用计划，加大对清洁行业、环保行业的投资，为工业废水减排创造内生动力。