空間異質(zhì)視角下產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)渤海大氣污染的影響分析

吳振信+閆洪舉

[摘要]綜合運(yùn)用Moran指數(shù)和地理加權(quán)回歸模型研究了環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈大氣污染的空間分布特征以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)大氣污染影響的空間差異性和演變特征。研究表明：大氣污染存在顯著的空間依賴性和空間異質(zhì)性，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)大氣污染的作用存在顯著的區(qū)域差異；通過動(dòng)態(tài)比較發(fā)現(xiàn)，同一省份產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)大氣污染的影響比經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響更顯著，但經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)加劇大氣污染的作用逐漸變大，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化和合理化對(duì)大氣污染的減排效果日益減小。因此，針對(duì)區(qū)域差異制定合理的聯(lián)防聯(lián)控措施，進(jìn)一步優(yōu)化各產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)質(zhì)量是緩解大氣污染的有效保障。

[關(guān)鍵詞]產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變遷；大氣污染；空間異質(zhì)；地理加權(quán)回歸模型

1引言

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)一個(gè)經(jīng)濟(jì)體的資源消耗強(qiáng)度、污染物排放規(guī)模起著決定性作用；[1]產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的目的在于以更少的資源消耗和環(huán)境代價(jià)生產(chǎn)出更多的財(cái)富。[2]因此，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展的重要突破口，探討產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與大氣污染的關(guān)系具有重要的理論意義和實(shí)際意義。

梳理現(xiàn)有研究：從研究視角看，大多局限于采用三次產(chǎn)業(yè)之間或工業(yè)行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化來研究產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變遷對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響，[3][4][5][6]但從動(dòng)態(tài)的角度看，一個(gè)經(jīng)濟(jì)體的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變遷具有兩個(gè)維度，即產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化和高級(jí)化；[7]從研究方法看，只考慮了數(shù)據(jù)的空間依賴性，[8][9]但仍忽略了經(jīng)濟(jì)變量由空間位置變化而產(chǎn)生的差異性，對(duì)于環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈而言，各省份之間不僅具有緊密的地理、經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，且經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等諸多方面的差異不容忽視；此外，由于數(shù)據(jù)在空間表現(xiàn)出的復(fù)雜性、自相關(guān)性和變異性，使得解釋變量對(duì)被解釋變量的影響在不同區(qū)域之間可能是不同的，假定區(qū)域之間的經(jīng)濟(jì)行為在空間上具有異質(zhì)性的假設(shè)更加符合現(xiàn)實(shí)。[10]故研究環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)大氣污染的影響，不僅要考慮到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、大氣污染等因素之間的空間效應(yīng)，更應(yīng)考慮變量間關(guān)系由區(qū)域單元差異而產(chǎn)生的變化。

基于上述分析，本文采用地理加權(quán)回歸（GWR）模型，綜合考慮經(jīng)濟(jì)變量之間的空間依賴性和空間異質(zhì)性，從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化與合理化兩個(gè)角度探討環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)大氣污染的影響，繼而基于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)視角分析區(qū)域各單元大氣污染治理策略。

2變量選取與數(shù)據(jù)來源

限于數(shù)據(jù)可獲得性以及環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，本文選擇人均SO2（E）排放量（噸/人）為大氣污染代理指標(biāo)。此外，大氣污染作為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)（gdp）的產(chǎn)物，有必要研究經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)其產(chǎn)生的影響。各變量選取的經(jīng)濟(jì)意義及構(gòu)建情況如下。

2.1產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化（TS）與合理化（TL）兩個(gè)角度衡量，其指標(biāo)構(gòu)建與干春暉等[7]類似。其中，TS是第三產(chǎn)業(yè)與第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的比值，以衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是否具有低污染、低能耗的趨勢(shì)；TL反映產(chǎn)業(yè)聚合程度，即衡量資源有效利用的程度以及產(chǎn)業(yè)間的協(xié)調(diào)程度，若經(jīng)濟(jì)處于均衡狀態(tài)，則TL=0，否則其值不為0。其具體形式為：

2.2經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)

“增長(zhǎng)極限說”、環(huán)境波特假說，或者EKC假說，都指出了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境具有重要影響。為此，本文將經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)納入模型，用人均GDP（元/人）表示，以研究經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)大氣污染的影響。此外，為消除可能存在的異方差，將所有變量進(jìn)行對(duì)數(shù)化處理。

本文選擇環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈7省份2005年、2009年、2013年經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、人口數(shù)量、三次產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值結(jié)構(gòu)、三次產(chǎn)業(yè)就業(yè)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)均來源于2006年、2009年、2014年《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》以及各省統(tǒng)計(jì)年鑒。

3研究方法

3.1空間相關(guān)性分析

通過全局莫蘭指數(shù)（Global Morans I）來檢驗(yàn)變量的全局空間自相關(guān)性。Morans I的取值范圍為[-1，1]，Morans I>0，說明存在正的相關(guān)性，越大相關(guān)性越強(qiáng)；Morans I<0，存在負(fù)的相關(guān)性，Morans I=0時(shí)，不存在空間相關(guān)性。

進(jìn)一步，通過莫蘭散點(diǎn)圖來檢驗(yàn)區(qū)域大氣污染的空間集聚特征，可劃分為4個(gè)象限，其中，1、3象限表明大氣污染存在正的空間相關(guān)性，2、4象限則表示大氣污染存在負(fù)的空間相關(guān)性。

3.2模型設(shè)定

經(jīng)典的全局回歸模型為：

4實(shí)證分析

4.1空間相關(guān)性檢驗(yàn)

經(jīng)過計(jì)算，2005年、2009年和2013年全局莫蘭指數(shù)值分別為0.404、0.393和0.373，雖然呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但仍維持在較高的水平，這說明環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈大氣污染排放存在顯著的空間依賴性。進(jìn)一步通過莫蘭散點(diǎn)圖（見下圖散點(diǎn)圖，限于篇幅只給出2013年散點(diǎn)圖）分析其大氣污染排放的局域空間特征，發(fā)現(xiàn)三年間晉、蒙、遼、魯四省份都出現(xiàn)在第一象限，即表現(xiàn)出HH集聚；而京、津兩市在第三象限，表現(xiàn)出LL集聚；河北省出現(xiàn)在第四象限，即自身排放水平較高，但其鄰近省份相對(duì)較低。這一方面說明了區(qū)域內(nèi)鄰近省份大氣污染排放存在正相關(guān)關(guān)系，同時(shí)也體現(xiàn)了各區(qū)域單元在排放水平方面存在的差異性。因此，在研究大氣污染問題時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮其空間依賴性和空間異質(zhì)性，從而能夠建立合理的理論模型。

4.2模型估計(jì)

本文分別以高斯、指數(shù)、三次方函數(shù)為不同權(quán)重矩陣估計(jì)式（5）各參數(shù)，基于三種不同矩陣的參數(shù)估計(jì)結(jié)果基本一致，限于篇幅，只給出了擬合度最高的基于三次方函數(shù)權(quán)重矩陣的估計(jì)結(jié)果。如表1、表2和表3所示。

4.3結(jié)果分析

通過表1、表2和表3可以看出：在同一年份中，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化都表現(xiàn)出顯著的空間不穩(wěn)定性，即各參數(shù)估計(jì)值隨著空間位置的變化而產(chǎn)生了顯著的變化，驗(yàn)證了空間異質(zhì)性的存在。而對(duì)于同一省份，不同年份的回歸系數(shù)值的大小甚至符號(hào)都發(fā)生了顯著的變化，說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等因素對(duì)大氣污染影響的時(shí)間不穩(wěn)定性。

第一，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)大氣污染的影響。2005年各省份經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)回歸系數(shù)均為負(fù)，說明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)并未加劇大氣污染排放，甚至帶來了大氣污染物的減排，其中京、津兩市減排力度最大，而冀、晉、蒙三地區(qū)減排力度最?。?009年京、津、遼、魯四地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)依然可以促進(jìn)大氣污染減排，但其他三省份卻加劇了大氣污染；2013年各省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)都加劇了大氣污染，并且其幅度表現(xiàn)出基本一致的趨勢(shì)。說明區(qū)域各省份尚未實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與大氣污染減排的協(xié)調(diào)發(fā)展，反而在逐漸加劇大氣污染，這固然與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)而帶來的大量能源消耗有著密切的關(guān)系，但不能否認(rèn)高投入、高排放的粗放型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式仍舊對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了巨大壓力。以北京市為例，其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)雖主要依賴于第三產(chǎn)業(yè)（2013年占總產(chǎn)值77.5%），但交通運(yùn)輸、倉儲(chǔ)和郵政業(yè)仍消耗了大量能耗，故進(jìn)一步優(yōu)化經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式仍是其面臨的主要問題。

第二，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)大氣污染的影響。2005年京、津、遼、魯四省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化促進(jìn)了大氣污染減排，2009年晉、蒙兩地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化則加劇了大氣污染；2013年各省份產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化都促進(jìn)了大氣污染減排。但是，京、津、遼、魯四省市的減排效果隨著時(shí)間的推移而呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，冀、晉、蒙三地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化雖然逐步帶來了減排，但仍存在一定的減排空間。由于TL指標(biāo)越接近0，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)越合理，資源有效利用程度越高，故產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化回歸系數(shù)顯著為正時(shí)，說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)越不合理，造成的大氣污染排放水平越高。而京、津、魯、遼四個(gè)省份2005年和2009年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化為負(fù)，說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化未能為其帶來污染物減排，同時(shí)其系數(shù)（絕對(duì)值）變小，故產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化加劇大氣污染排放的作用在減??；2013年，回歸系數(shù)都為正，說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化可以促進(jìn)減排，但對(duì)于冀、晉、蒙三地區(qū)其產(chǎn)生的減排效果在減小?？梢钥闯?，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化和合理化對(duì)大氣污染起到一定減排作用，但其減排效果在減小。

綜合而言，2005年和2009年各省結(jié)構(gòu)效應(yīng)（即產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化和合理化）對(duì)大氣污染存在較大影響，而規(guī)模效應(yīng)（即經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)）對(duì)其影響相對(duì)較小。此外，結(jié)構(gòu)效應(yīng)中產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化與高級(jí)化對(duì)大氣污染產(chǎn)生了截然不同的影響，說明各省在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變遷的過程中，未能實(shí)現(xiàn)二者的協(xié)調(diào)發(fā)展。2013年規(guī)模效應(yīng)對(duì)大氣污染的影響顯著增加，但轉(zhuǎn)變?yōu)榧觿∽饔?，結(jié)構(gòu)效應(yīng)對(duì)大氣污染的影響呈現(xiàn)了一定程度的下降，但產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化與合理化都實(shí)現(xiàn)了對(duì)污染的減排作用。這說明，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的壓力并未減弱，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)仍存在一定優(yōu)化空間。

5結(jié)論

本文利用地理加權(quán)回歸模型分析了環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)大氣污染的影響，得到以下結(jié)論。

第一，大氣污染存在顯著的空間依賴性與空間異質(zhì)性，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)大氣污染存在顯著的區(qū)域差異。

第二，通過動(dòng)態(tài)比較發(fā)現(xiàn)，同一省份產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)大氣污染的影響大于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的作用，但經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)加劇大氣污染的作用逐漸變大，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化與合理化對(duì)大氣污染的減排效果在減小。

上述結(jié)論說明，大氣污染的空間效應(yīng)需要實(shí)施合理的聯(lián)防聯(lián)控治理措施，但是各省在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等影響因素方面存在一定差異，需要結(jié)合各省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)實(shí)際制定有效的治理措施。此外，在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)加劇大氣污染排放，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化和合理化對(duì)大氣污染的減排效果減弱的情形下，如何進(jìn)一步優(yōu)化各產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮其減排潛力，如何提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)質(zhì)量仍是值得我們進(jìn)一步探討的。

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