长三角地区产业升级的生态环境效应分析

李 刚, 邵 方

(安徽财经大学 经济学院, 安徽 蚌埠 233030)

改革开放以来,为消除短缺经济给国家经济社会发展带来的影响,我国采取高投入、扩规模的粗放型发展方式,虽然使经济在短期内获得快速发展,创造了世界经济增长奇迹,但对生态环境也造成了一定的破坏。根据《2020年中国生态环境状况公报》,2020年全国337个城市累计发生严重污染天数高达345天,全国生态环境状况指数(EI)值为51.7,且全国环境质量达到良和优的地区占中国国土面积约46%[1],表明目前我国生态环境面临着较为严峻的挑战。为此,政府相继发布了一系列法律法规,如2020年通过的《中华人民共和国民法典》中明确规定了关于生态环境损害的修复与赔偿规则,以提高企业的环保意识,推动产业转型升级;同时,党的十九届五中全会也提出要切实加快社会全面绿色转型,推进农业、制造业、服务业高质量发展,推动形成优势互补,经济、生态等各领域全部高质量发展的区域经济布局[2]。因此,探究产业结构升级的生态环境效应,有助于从经济发展的源头分析影响生态环境质量变化的关键因素,为国家制定促进经济、生态高质量发展的相关政策提供参考依据。

2018年11月5日,习近平总书记在中国国际进口博览会上提出,支持长江三角洲区域发展并上升为国家战略。此后3年,长三角地区高速发展,生产总值占全国GDP的比重从2018年的24.1%提高到2021年前三季度的24.5%,表现出强有力的增长趋势,对全国经济的贡献率也越来越大[3]。长三角地区作为中国产业种类最丰富、城市化水平最高、经济发展水平最高的地区之一,已经成为我国区域协调绿色发展的重要示范区[4]。因此,研究长三角地区产业升级的生态环境效应,不仅有助于推动长三角地区生态环境建设,而且对中国其他地区实现经济、环境高质量发展具有借鉴价值。

一、文献综述

关于产业发展与生态环境之间的作用关系,学术界已经进行了较为丰富的探索研究,主要观点可以概括为4种。

第1种观点认为,产业转型发展有利于生态环境改善。严太华等基于产业结构升级中介视角,以2004—2017年中国内地30个省级行政区为研究对象,发现产业升级能显著减少环境污染[5]。李强等分析了长江经济带108个城市的面板数据,发现产业升级促进长江经济带生态环境优化,是长江经济带环保发展的重要途径[6-7]。马骏等认为,长江经济带城市产业合理化与高级化在正向溢出效应的作用下对生态环境都具有促进作用,而且随着经济增长产业升级对城市生态效率的促进作用越来越强[8]。虽然国外产业结构对生态环境影响的研究主要从不同产业占比的变化、技术进步等角度展开[9],但是部分学者也得出类似的结论,认为调整产业结构能够降低单位生产总值的污染量[10-11]。

第2种观点认为,产业发展导致生态环境变差。刘军等基于全国城市数据发现,环境污染具有自相关性和集聚效应,产业发展加剧环境污染[12]。彭媛等基于全球性角度认为,中国沿海区域虽然通过承接能源投入类FDI推动了中国产业升级,但是以环境污染为代价的粗放型发展方式使地区经济发展进入另一种污染型发展之路[13]。

第3种观点认为,产业发展与生态环境之间存在空间效应和非线性相关性。部分国内学者研究发现,产业发展与环境污染之间的关系为非线性的倒U型[14],其中创新水平、外商投资等是出现拐点的重要因素[15]。方齐云等利用面板数据建模测算发现,所选29个省级行政区到达环境污染水平变化拐点所需要的时间有明显差距[16]。王少剑等运用地理加权回归模型分析发现,中国城市产业结构变化对雾霾污染的影响具有显著的空间异质性[17]。汪艳涛等则以空间联立方程模型研究中国内地30个省级地区,发现产业升级和生态环境之间存在明显的正向溢出效应以及正向交互空间溢出效应[18]。顾典等指出,产业结构升级要通过某些中介要素才会对生态环境产生显著影响[9]。

最后一种观点则认为,产业升级和生态环境之间没有明显相关性,产业结构变化并不能对环境质量产生明显的作用[19]。

综上可知,国内外关于产业转型升级与生态环境之间的关系已经有了丰硕的研究成果,为本文的研究奠定了良好的理论基础,但是该方面的相关研究依旧需要丰富和进一步探索,原因有二:一是,以往国内研究更多是基于全国范围,针对小范围区域性产业转型升级的生态效应研究略少;二是,现有文献的实证研究方法更多是使用基于面板数据的期望进行回归分析,但是如果面板数据存在厚尾或尖峰情况,回归结果就无法精准反映经济因素之间较为细微的关系变化,无法准确衡量因发展阶段不同各种因素对被解释变量影响的变化。因此,本文从两方面进行改善:一方面是研究区域上,专门针对长三角地区的安徽、江苏、浙江、上海进行研究分析;另一方面是研究方法上,运用面板分位数回归方法,构建更能精准表现数据真实关系的实证模型,最后得到关于长三角地区产业升级生态环境效应更为稳定的结论。

二、理论分析

第一克拉克定理指明产业结构变动的经验规律:因为各产业具有技术进步差异和收入弹性,随着人均收入的增加,国民收入和劳动力的集聚会从第一产业逐渐过渡到第二、第三产业,呈现出产业水平由低到高的动态升级[20]。我国产业升级的变化轨迹也遵循此规律[8]。产业结构升级是促进经济高效率、高质量发展的重要推动力;生产效率不断提高,各种要素从低效率行业转而流进高效率行业,使得社会生产率水平提高,进而带来“结构红利”,促进经济加速增长[21-22];经济增长越快,产业结构从农业、手工业转向重工业,再转向以服务科技为代表的轻工业的速度也越快,即产业升级同经济增长属于正相关关系[23]。另外,市场自由化也将慢慢淘汰污染大、效率低下的产业。但自由化要求开放,也会导致其他国家的污染产业转移到国内。国家发展需要采取各种自由化政策,如降低关税壁垒,在短期内不一定会改善工业污染排放情况。但长期看,提高经济效率一定会减少工业废物排放,提高副产品的利用效率,减少污染。因此,在经济长期发展过程中,污染排放变化趋势基本为先增后降,经济增长同工业排污之间的关系逐渐改善。

基于要素价格均衡理论,产业升级影响生态环境的关键是要素因素,如资本、劳动力。在一定的地区优势情况下,生产要素通过影响产业升级作用于环境:当某地区污染类产业占据优势地位时,产业升级将导致生态环境污染加重;当某地区绿色产业占据优势时,产业升级将改善生态环境污染情况。因此,地区优势产业从以污染类产业为代表的重工业过渡到以清洁类产业为主的轻工业的过程中,产业升级对环境污染的影响将表现为先加剧后改善的作用规律。

按经济发展水平的不同,产业升级对生态环境的影响大致可划分为两个阶段:经济发展初期和经济发展中后期。在经济发展初期,社会经济水平比较低,受当时发展观念、生产技术的限制以及当时发展目标——一味追求经济增速的影响,地区大力发展以重工业为主的第二产业。此时,产业发展过多依赖劳动力、能源、资源等原始生产要素,并且生产技术低下,优势产业是以污染类产业为主的第二产业,产业升级表现为第二产业增加,环境将变得更糟糕。到了经济发展中后期,社会经济水平上升,市场化程度增高,技术水平提高,生产率大大攀升,劳动密集型产业逐渐失去其优势。此时,地区优势资源主要为知识、技术等要素,以清洁类、服务类产业为代表的第三产业将逐渐引领市场,进而减少环境污染,改善生态环境。

基于以上分析,随着生产要素优势的转变,加之经济发展水平存在差异,产业升级对生态环境的影响也在不停变化。产业升级与生态环境之间的关系随经济发展阶段不同而变动。着眼于21世纪,中国产业发展已经进入工业发展中后期,目前是以市场服务类为代表的第三产业为主导,产业升级主要表现为第三产业占比增加,逐渐替代第二产业。本文选取2000—2019年长三角地区的面板数据,基于理论分析,提出中心假说:产业升级在改善生态环境、降低环境污染程度方面具有异质性。

三、模型、变量与数据说明

1. 模 型

本文重点关注长三角地区产业升级和生态环境之间的关系。图1给出了长三角地区生态环境效应(EV)和产业升级(INDUS)(按行政区划分)时间趋势。由图1可知,长三角地区产业升级和生态环境之间随时间变动表现出相反的变化趋势,这种趋势在上海最为明显,可初步判定二者之间存在线性关系。根据有关环境经济理论,参考姜启波等的模型设计思路[24],构建计量模型为

图1 长三角地区生态环境效应和产业升级的时间趋势

ln EVit=β1ln INDUSit+β2～5Xit+ui+εit

(1)

β2～5Xit=β2ln GDPit+β3ln RDit+β4ln FDIit+

β5(ln INSit)2

(2)

式中:i和t分别表示个体和时间维度;X表示模型中选取的控制变量;β1～β5表示所有解释变量的系数,本文重点关注β1的估计结果;ui表示不随时间改变的个体效应;εit表示误差项;RD表示创新水平;INS表示制度质量。

2. 变量与数据说明

(1) 被解释变量(EV):生态环境效应。考虑数据可得性和有效性,借鉴李强对生态环境数据的处理方式,本文采用工业“三废”(废气、废水、固废)综合排放量表示产业升级的生态环境效应[6]。为保证综合指标数据计算结果的科学性,本文首先对每个单一环境指标进行无量纲化处理,再采用熵值法确定工业“三废”单一环境指标数据的客观权重值,最后将原始数据按照权重加总求和,作为衡量生态环境效应的综合指标,该指标为负向指标,即指标值越小越好;具体计算过程如下:

以极差法分别对“三废”指标进行无量纲化,由于选取指标为负向指标,因此计算公式为

(3)

式中:i表示地区;j表示指标;t表示时间;Xijt表示原始数据值;max(Xijt),min(Xijt)分别表示原始数据中的最大值和最小值。

对标准化后指标值为0的数据以0.000 01代替,然后进行归一化处理,计算公式为

(4)

式中:M表示地区个数;T表示时间长度。

计算第j个指标第t年的熵值,公式为

(5)

式中,K=1/lnM。

计算第j项指标第t年的冗余度,公式为

Djt=1-Ejt

(6)

计算第j项指标第t年的权重,公式为

(7)

计算i地区第t年的生态环境效应,公式为

(8)

(2) 核心解释变量(INDUS):产业升级水平。产业升级是指低端产业向高端产业的转变。在工业经济时代,学者多以总生产产值中第二产业产值占比或者第二产业与第一产业比值表征产业结构的升级,但在21世纪,产业服务化、科技化已成为产业升级的重要特征[25]。因此,本文以第三产业增加值占地区生产总值比例表示产业升级水平,计算公式为

100%

(9)

(3) 控制变量。长三角地区生态环境不仅受到产业升级的影响,也受到其他因素的作用[26-29]。本文出于严谨性和研究结果科学性的考虑,加入以下几种控制变量:经济发展,经济发展水平是影响工业污染排放的关键因素之一[30],两者之间的长期变动关系呈倒U型,类似环境库兹涅茨曲线[31];以地区生产总值(GDP)表征。创新水平,创新是区域经济高质量发展的引擎,有助于全要素生产率的提高,能够有效提升产业生产效率,进而减少投入、增加产出,达到绿色创新的效果,促进地区生态环境的改善;鉴于环境改善多与专利技术直接相关[32-33],本文沿用孙瑜康等对创新水平的测度方式[34],同时考虑到创新水平对社会生产的影响存在一定滞后性,故采用滞后两年的专利申请数量(RD)表征该变量。外商投资,接受外商投资状况是对外开放程度的一种表现,并且外向型的经济发展模式是影响地区生态环境的重要因素[35];以外商投资企业投资总额(FDI)表征。制度质量,制度管制地区经济发展方式、影响产业结构构成,对环境水平也会造成重要影响[36-37];以地方财政一般预算收入(INS)表征。

本文采用2000—2019年长三角地区三省一市(江苏、浙江、安徽、上海)的数据进行分位数回归分析。各项指标数据分别来自国家统计局官网、三省一市统计年鉴、《环境统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》、《中国区域经济统计年鉴》。为保证数据具有可比性,所有消费类和收入类的数据均使用消费价格指数进行平减处理,最后换算成以2000年为基期的指标数据;同时,为消除各变量数据的量纲以及弱化异方差和多重共线性,所有变量均取其对数。本文利用Stata 16进行实证运算,变量描述性统计结果如表1所示。

表1 变量描述性统计结果

四、实证分析

1. 平稳性检验

由表1可知,大部分变量的标准差均小于其均值,表明该样本数据的离散程度低,没有异常值存在。鉴于选取的是长面板数据,为使实证分析结果具有实际意义,确保长面板数据具有平稳性,本文对数据进行单位根检验,结果如表2所示。

表2 面板数据单位根检验结果

由表2可知,所有变量检验结果全部显著,说明所有变量均平稳。鉴于检验变量间的长期经济关系,本文采用Kao、Pedroni和Westerlund 3种面板协整检验方法,检验结果如表3所示。由表3可知,检验结果不存在伪回归现象,可以直接进行面板分位数模型估计。

表3 面板数据协整检验结果

2. 分位数回归模型估计

本文利用面板数据建立计量模型,经Hausman检验,得到统计量为23.69,对应的P值为0.000 0,故强烈拒绝原假设,计量模型选择个体固定效应。

表4列出了长三角地区三省一市2000—2019年产业升级的生态环境效应在25%、50%、75%分位点处的分位数回归结果,为凸显分位数回归的优点,同时列出普通面板数据的均值回归结果,并将两种回归进行对比分析。鉴于截距项不是本文研究的影响因素,故省略。

表4 计量模型回归结果

3. 结果分析

由表4可知,两种计量回归模型中全部变量系数的估计值均通过显著性检验,表明所有变量选取均合理,故可认为此回归结果比较可靠。对比普通面板回归结果和分位数回归结果发现,二者的解释变量对被解释变量的影响方向一致,普通面板回归和50%分位数处的回归结果非常接近,表明各因素整体上对生态环境的影响大体上比较平稳,而在其他分位数处,不同因素对生态环境的作用强度表现出明显的起伏变化,表明各变量对生态环境影响程度确实存在异质性,中心假说得到证实。

分位数回归对模型进行了较为细致的刻画。具体分析如下:

(1) 核心解释变量

产业升级:在所有回归中,该指标系数均表现为强烈显著,而且产业升级回归系数绝对值是所有变量中最大的,表明产业升级对生态环境的影响程度最大;第三产业占比越高,越有助于生态环境效应的改善,说明推动产业升级是提高长三角地区生态环境水平的重要因素。在普通面板回归中,产业升级提高1%,生态环境效应(负向指标)下降0.54%,表明样本期内产业升级可以显著改善长三角地区的生态环境质量;从分位数回归结果中发现,随分位点的提高,产业升级回归系数绝对值逐渐变小,说明当生态环境污染水平较低时,产业升级对生态环境的影响较大,可能是由于此时其他方面的污染已经得到很好的治理和控制,污染物排放主要是来自工业方面;而在生态环境污染水平较高时,虽然污染物排放较多是来自工业生产,但是其在污染物排放总量中的占比不高,此时环境污染更多是由于综合因素的共同作用,因此产业升级对生态环境效应的影响也相对较小。

(2) 控制变量

经济发展水平方面,在普通面板回归中,经济发展指标每提高1%,生态环境效应(负向指标)减少0.436%,表明样本期内经济发展可以有效改善生态环境,长三角已经处于环境库涅茨曲线的右侧;从分位数回归结果可以看出,随分位点的提高,经济发展水平的系数值逐渐增大,说明生态环境质量较低时,经济发展水平改善生态环境的作用较弱,此时经济可能较多的是由第二产业带动;而生态环境较好时,此时经济发展的源泉是第三产业,所以经济水平对生态环境的影响强度越来越大,逐渐表现出其重要性。

创新水平方面,普通面板回归中,创新水平增加1%,生态环境效应水平(负向指标)下降0.101%,表明样本期内创新水平有利于生态环境的改善;从分位数回归结果看,不同于前两个指标,该指标的估计系数随着分位点的提高逐渐减小,但是下降幅度并不大,表明创新水平对生态环境的影响相对比较稳定。

外商投资方面,与其他指标相反,该指标系数估计结果为正,在普通面板回归和分位数面板回归中,指标系数变化幅度比较明显,且全部在1%的水平上显著,表明样本期内外商投资不会优化长三角地区生态环境,而会显著加剧环境污染;可能原因是外商按照既得利益导向进行投资,更多外资流入经济利益见效快、回报率高但排污多的行业。

制度质量方面,根据两种回归结果,该指标是所有解释变量中对生态环境水平影响强度最小的,在两种回归模型中,该指标都在1%的水平上显著为负,说明制度质量促进长三角地区生态环境效应水平提升;从分位数回归看,随着生态环境效应(负向指标)的下降,制度质量的回归系数绝对值增大,表明在多个因素作用中,制度质量虽然对生态环境影响较小,但是其本身的作用强度随着污染水平的下降不断增大。

五、结论与建议

产业升级和生态环境之间的关系是社会各界长久以来关注的重点。本文基于2000—2019年长三角地区三省一市的面板数据,构建了生态环境效应综合指标(负向指标),探究长三角地区产业升级的生态环境效应,运用面板分位数回归方法,实证分析了长三角地区产业升级对生态环境的作用,得出结论:从样本期看,长三角地区产业升级明显有利于生态环境改善,产业升级是提升长三角地区生态环境优化水平的重要途径;经济增长、创新水平和制度质量能够有效促进长三角地区生态环境优化;外商投资是导致长三角地区生态环境效应恶化的重要因素。

基于研究结论,对长三角地区今后发展提出以下建议:(1)政府和企业应提高产业升级速度,推进环境友好政策,注重产业绿色转型发展。实现经济高质量发展关键因素之一是产业升级,尤其是重化工产业的转型需要着重对待;在经济发展的同时,相关主体应注重环境污染问题,使长三角地区早日形成产业与环境协调高质量发展的局面。(2)政府和企业应加大对科技研发的投入,推动创新发展。创新是保证地区经济稳定增长的重要源泉,故相关主体应通过创新提高生产效率,达到少投多产的高效率生产目的,同时减少生态环境污染,促使长三角地区的生态优化和经济优质发展齐头并进。(3)政府应强化环境规制,提高环境治理标准,提升环境污染治理效果,倒逼长三角地区传统工业产业升级。(4)地方政府应将环境治理纳入政绩考核之列,构建经济发展、生态环境优化的考核标准,以政府强制力推进长三角地区生态环境质量的快速改善。