经济增长、投资结构与环境效应——基于我国三大经济区的实证研究

俞树毅，高 峰，，张 燕

（1.兰州大学 经济学院，甘肃 兰州 730000；2.浙江理工大学 经济管理学院，浙江 杭州 310018）

一、引 言

伴随着我国持续快速的经济增长，环境破坏和生态恶化问题日益突出，生态文明建设迫在眉睫。环渤海地区、长江三角洲、珠江三角洲一直以来作为我国经济发展的重要区域，经济比较发达、人口比较密集、开发强度较高、资源环境问题更加突出，这些地区能否率先加快转变经济发展方式，调整优化经济结构，提升参与全球分工与竞争的层次，将直接影响国家主体功能区战略的全面实施。

环境库兹涅茨曲线（Environmental Kuznets Curve，简称EKC）为经济增长与环境污染关系的研究提供了基本框架（Grossman和Krueger，1995）【1】，基于具体国家或地区的经济增长和环境质量数据以及不同的实证方法，学者们得到了经济增长与环境污染之间符合EKC 的倒U 形曲线（Selden 和Song，1994；Galeottia 和Lanza，2005）【2-3】，环境污染最终将随经济的增长而加剧（Holtz 和Selde，1995；Friedl 和Getzner，2003）【4-5】，经济增长与环境污染之间并不存在显著的关系（Stern和Common，2001；Harbaugh，Levinson和Wilson，2002；Richmond 和Kaufmann，2006）【6-8】等不同的结论。投资对环境污染的影响，讨论较多的则是FDI的“污染避难所”假说（Eskelan 和Harrison （2003），Cole 和Elliott（2005）） 和“污染光环”效应（Cole，Elliott 和Strobl（2008））【9-11】，二者对于跨国公司对产业转移国或地区的环境污染的影响结论相异。

对于我国经济增长与环境污染之间关系，刘荣茂等（2006）【12】、林伯强（2009）【13】、王立平等（2010）【14】采用不同的污染物指标，得到了EKC倒U曲线，认为我国环境污染状况将随着经济的进一步增长而有所改善；马树才和李国柱（2006）【15】、曹光辉等（2006）【16】的研究则认为我国环境污染将因经济增长而进一步加剧；而张红凤（2009）【17】、朱平辉（2010）【18】的研究则显示，经济增长与有些污染物排放的关系呈现出倒U型，有些则为倒N型，基于不同污染物的结论有所不同。就FDI 对我国的环境的影响，He（2006）【19】、陈凌佳（2008）【20】认为FDI 对我国的生态环境具有一定的负面效应，李子豪和刘辉煌（2012）基于FDI 对中国环境的影响的门槛效应也认为受到收入和人力资本水平限制，FDI 将给中国带来较大的环境压力【21】；但是，刘荣茂等（2006）、Zeng 和Eastin（2007）【22】、Cole，Elliott 和Zhang（2011）【23】、盛斌和吕越（2012）【24】均得出FDI 对我国的环境保护产生积极的作用，许和连和邓玉萍（2012）的研究也表明从整体上来说“污染天堂”假说在中国并不成立【25】。

在我国区域层面上，宋涛等（2006）的研究显示我国环境污染指标随收入变化存在明显的地区差异，发达地区往往先出现结构转变点，此后环境污染随人均收入变化好转，其次是中等收入地区，最后是较落后的西部地区【26】；蔡昉等（2008）【27】以二氧化硫排放、许广月（2010）【28】以二氧化碳排放的研究均显示东部沿海地区和中西部地区的环境库茨涅茨曲线存在较大的异质性；高静和黄繁华（2011）采用CO2排放指标，得到东部地区存在倒U型的环境库兹涅兹曲线，西部地区为正U型，中部地区则不存在的结论【29】；高红霞等（2012）对拐点的预测得到我国的区域拐点到来时间存在很大差异，这本质上反映了我国区域发展的不平衡性【30】；张成等（2011）的研究则表明在东部，环境规制强度和企业生产技术进步之间呈现U型关系，在西部地区则尚未形成在统计意义上显著的U型关系【31】；屈小娥（2013）对各省份的环境污染综合指数进行排序，却得到西部地区环境污染最小，依次为中部和东部的结论【32】。就FDI对我国各经济区域的环境影响，陈建国等（2009）【33】的研究显示我国的东部和中部地区存在“污染光环”效应，而西部地区则符合“污染避难所”假说。

可以看到，我国各区域的经济增长、投资与环境的关系存在显著的空间差异，有必要从区域层面上进一步比较研究，但目前的研究主要针对较大范围的区域划分。对于环境污染的原因分析，则主要集中在FDI，对其他投资影响较少涉及。本文采用2005-2010年地级及以上城市的面板数据，以环渤海地区、长江三角洲、珠江三角洲三大经济区为研究对象，比较各区域经济增长与环境效应的关系；将投资细化到国内、三资和外商直接投资的层面，分析各种投资对环境污染的影响；从空间分异出发，探讨各区域环境污染控制的重点以及原因，并对区域环境保护政策进行讨论。

二、投资结构与环境污染的现状及趋势

环渤海地区、长江三角洲、珠江三角洲是我国人口集聚最多、创新能力最强、综合实力最强的三大区域，同时，各个区域的资源禀赋、产业结构、投资结构差异很大，环境污染的特点也有所不同。2010年，全国286个地级及以上城市中，国内工业企业工业总产值占城市工业总产值的平均比重为72.27%，港澳台工业企业为9.60%，外商为18.12%。环渤海地区国内工业企业比重高达78.19%，港澳台和外商直接投资企业则低于全国平均水平；长江三角洲的外商直接投资比重最高，为27.26%；珠江三角洲国内工业企业比重不到50%，港澳台和外商直接投资均超过20%，外源型投资结构最为明显①。近年来，伴随着产业结构调整升级、经济发展模式转型，各经济区投资结构呈不同变化，其中，长江三角洲相对稳定，环渤海地区有小幅变动，珠江三角洲变化最为显著。2005年，珠江三角洲国内工业企业工业总产值比重仅为36.79%，三资比重高达33.72%，外商直接投资比重高达29.49%，至2010年，国内比重增加12.58%，而三资和外商直接投资比重均大幅下降。2005-2010年各经济区各种来源投资工业企业工业总产值比重变化趋势见图1-3。

图1 各经济区国内企业工业总产值比重变化

图2 各经济区港澳台企业工业总产值比重变化

图3 各经济区外商直接投资企业工业总产值比重变化

三大经济区投资结构的差异也反映了产业结构的区域差异，不同来源的投资在行业布局中显示出了很强的聚集倾向，如外商直接投资主要集中于通信设备、计算机及其他电子设备制造、交通运输设备制造、电气机械及器材制造、通用设备制造及专用设备制造等设备制造业；港澳台投资则相应集中于皮革、毛皮、羽毛（绒）及其制品，纺织服装、鞋、帽制造，文教体育用品制造，家具制造，塑料制品，化学纤维制造业等行业；国内投资则较为集中于能源、资源密集型行业和劳动密集型行业，这主要是由于国有及国有控股企业与国内私人投资企业在行业聚集上又有不同，2010年国有及国有控股企业工业总产值中有20.13%来源于电力、热力等能源行业，38.08%来源于资源密集型产业，私人投资企业工业总产值中11.2%来源于纺织服装类，10.82%来源于食品加工类，23.06%来源于金属冶炼加工类②。与此同时，不同产业的环境污染特点不同，资源、冶炼等行业对二氧化硫、烟尘排放的影响较大，而纺织、食品、化学制品等对水污染的影响较大。2010年，环渤海人均二氧化硫、烟尘排放最高，长三角人均废水排放最高，而珠三角二氧化硫、烟尘排放显著低于这两个经济区，也可以从直观上证明投资结构与产业结构的关系。从环境污染的变化趋势来看，2005-2010年，长江三角洲的人均废水排放量、人均二氧化硫排放量、人均烟尘排放量均呈下降趋势，环渤海地区的人均二氧化硫排放量、人均烟尘排放量呈下降趋势，而人均废水排放量变化不大，相较而言，珠江三角洲的污染物排放呈现波动小幅上涨的趋势。2005-2010年各经济区不同污染物排放量变化趋势见图4-6。

图4 2005-2010各经济区人均废水变化趋势

图5 2005-2010各经济区人均SO2变化趋势

图6 2005-2010各经济区人均烟尘变化趋势

三、模型和数据

本文基于城市面板数据分析和比较环渤海地区、长江三角洲、珠江三角洲三大经济区环境污染与经济增长、投资结构的关系，基于之前学者的研究和本文的研究目标，本文以公式（1）所示模型为基础：

其中，i代表城市；t表示时间；Eit为环境质量指标，用人均污染物排放量表示；γi为各市的截距；θt为各时间的截距；X为收入水平；用人均GDP 表示；R为各市工业总产值与地区生产总值的比值（GIP/GDP）；P代表城市规模，为城市人口与总人口的比值；ε为随即误差项。

由于要分析不同来源的投资对环境污染的影响，进而基于投资结构分析经济增长与环境污染的关系，需将工业总产值从来源的角度进一步细分，GIPd代表国内企业的工业总产值，GIPh代表三资企业的工业总产值，GIPf代表外商直接投资企业的工业总产值，公式（1）将变形为：

其中，Rd为各市国内企业工业总产值与地区生产总值的比值（GIPd/GDP）；Rh为各市三资企业工业总产值与地区生产总值的比值（GIPh/GDP）；Rf为各市外商投资企业工业总产值与地区生产总值的比值（GIPf/GDP）。

本文的实证分析数据采用我国2005年到2010年除港澳台之外的地级及以上城市的面板数据，按照环渤海地区、长江三角洲、珠江三角洲投资进行划分。公式（2）中的因变量为环境质量数据，选取人均工业废水、二氧化硫、烟尘排放量指标来代表环境质量；关于经济增长，选用人均GDP衡量，为剔除物价水平变动的影响，各年人均GDP均使用2005年价格为基期修正；各种来源的投资，选用对应企业（国内企业、三资企业、外商直接投资企业）的工业总产值与地区生产总值的比值来表示，用来度量各种投资对环境质量的影响；城市规模则为各城市人口与总人口的比值。各指标统计量说明见表1。

表1 各指标统计量说明

续表1

为了消除变量之间可能存在的异方差，并增强面板数据的平稳性，本文将所有变量都进行对数化处理，对于面板数据的回归分析，有固定效应（fixed-effects）模型和随机效应（random-effects）模型这两种模型可供选择，根据Hausman检验结果（见表2），本文主要选择固定效应模型。由于采用的截面数据涉及环渤海地区、长江三角洲、珠江三角洲的多个城市，虽然各区域内的城市具有一定的同质性，但是经济发展水平和环境污染程度仍有所不同，因此，本文采用广义最小二乘法进行回归分析。回归结果见表3-表5，各表中Column 1 表示各污染物排放量与人均GDP 的二次项关系，Column 2表示与工业总产值和地区生产总值的比值以及城市规模之间的关系，Column 3表示与不同来源投资企业工业总产值和地区生产总值的比值以及城市规模之间的关系。另外，对于Column 1中二次项不显著的污染物排放指标，为更全面反映其与人均GDP变化趋势的关系，采用显著的一次项或者三次项进行替代。

表2 Hausman检验结果

表3 lnEw的回归结果

续表3

表4 lnEso2的回归结果

表5 lnEyc的回归结果

续表5

四、实证分析结果

基于对环境污染、经济增长与投资具体指标数据的回归分析，可以看出我国环渤海地区、长江三角洲、珠江三角洲三大经济区的环境污染特点和趋势不尽相同，不同来源投资对于不同污染物排放的影响各异，且在不同区域产生不同的影响。

对于工业废水排放量，环渤海地区和珠江三角洲的经济增长不同程度地引起人均排放量的增加，而长江三角洲则从整体上呈下降趋势，城市规模对环境影响均是负向的，即城市规模较小，废水污染情况越严重。具体而言，环渤海地区的人均GDP和人均工业废水排放量之间在统计上不满足显著的一次、二次项关系，但是满足三次项关系，从其斜率变化可以看到，环渤海地区的废水排放增速将随着人均GDP的增加而先升后降，但总体上仍然呈不断上升趋势，并且工业化程度以及不同来源投资对其没有显著影响。长江三角洲的人均工业废水排放量与经济增长之间存在显著的环境库兹涅兹倒U曲线，在不考虑其他因素的条件下，人均工业废水量的拐点出现在人均GDP 达到23407.70 元，2010年25个城市中已有17个越过该拐点；工业化程度与人均工业废水排放量呈反比关系，工业总产值占城市GDP 总值的比重每增加1%，人均工业废水排放量降低0.46%；从不同来源投资对废水排放的影响看，国内企业的影响都是负向的，而三资企业和外资企业的影响不显著。珠江三角洲的人均GDP 每增长1%，会引起人均工业废水排放量增加0.48%；工业化程度与人均工业废水排放量呈正向关系，意味着伴随着工业化水平的提升，水污染还将加剧，在不同来源投资对环境污染的影响上，国内企业的影响不显著，而三资企业和外资企业显著地增加废水排放。

对于二氧化硫排放量，各区域均形成了显著的倒U关系，说明二氧化硫污染问题已随着经济增长而逐步缓解，环渤海地区、长江三角洲的工业化程度、各来源投资对二氧化硫排放量产生积极影响，但在珠江三角洲均为消极影响。具体而言，环渤海地区的工业总产值占地区生产产值的比重增加1%，人均二氧化硫排放降低0.21%，从不同来源投资对环境污染的影响来看，国内企业有积极的影响，三资企业有消极的影响，而外商直接投资企业不显著。长江三角洲的工业总产值在地区生产总值的比重增加1%，人均二氧化硫排放量降低0.32%，国内企业的影响是负向的，而三资企业和外资企业的影响不显著。珠江三角洲在不考虑其他因素的前提下，人均GDP的拐点为31823.47元，2010年仅有广州市、佛山市、珠海市、中山市、东莞市通过该拐点。工业总产值在地区生产总值的比重增加1%，人均二氧化硫排放量增加1.54%，各种来源投资均对其产生消极影响。

对于工业烟尘排放量，各区域都形成了环境库兹涅兹曲线倒U关系。环渤海地区倒U曲线的拐点为5577.42 元，2010年该区域全部城市人均GDP超过该水平，工业化程度与烟尘排放为反向关系，各种来源投资也均为积极影响。长江三角洲在考虑各种投资及城市规模的条件下，存在显著的环境库兹涅兹倒U曲线关系，其拐点在40059.58元，2010年仅有7个城市，即苏州、无锡、上海、杭州、宁波、常州、舟山通过该拐点，烟尘污染的趋势不容乐观；工业化程度对人均烟尘排放量为反向的影响；在不同来源投资对环境污染的影响上，国内企业与外资企业的影响是负向的，且国内企业影响幅度较大，而三资企业的影响是正向的。珠江三角洲的拐点为人均GDP 达到31464.78 元，2010年，仅有广州、佛山、珠海、中山、东莞通过该拐点，工业化程度与人均烟尘排放量无显著关系，不同来源投资中国内企业与其有显著正向关系。城市规模在环渤海地区和长江三角洲对工业烟尘排放量的影响不显著，在珠江三角洲是负向的。

五、结论及建议

本文采用我国环渤海地区、长江三角洲、珠江三角洲2005-2010年地级及以上城市面板数据，选取了工业废水排放量、二氧化硫排放量、烟尘排放量指标，从投资结构的角度，分析了我国三大经济区经济发展与环境效应的关系。根据本文的计算，可以得出以下结论：

第一，部分污染物排放在部分区域得到了较好的控制，但整体上经济增长与环境改善的全面良性循环还未形成。环渤海地区存在较为严重的水污染，珠江三角洲的废水排放也仍随着经济增长而呈增加趋势，人均二氧化硫、烟尘排放与人均GDP之间虽然满足倒U关系，但是多数城市尚未超越其拐点，仍处于左侧上升区域。

第二，就工业化水平与环境污染的关系，环渤海地区、长江三角洲已形成良性互动，这意味着在工业总产值增加的前提下，污染物排放得到了控制，工业化已不对区域环境造成新的压力，反而有所缓解，但是珠江三角洲的工业化仍以环境污染的加剧为代价。

第三，就不同来源投资对环境的影响，整体而言，国内投资对于废水排放的影响较小，而对二氧化硫和烟尘有较显著的影响；三资和外商直接投资对废水的影响更为显著。当然，基于各经济区不同的产业特点以及环境污染状况，不同来源投资的影响有所不同。外商直接投资在环渤海地区、长江三角洲不存在“污染避难所”效应，但是在珠江三角洲却是存在的。国内企业对污染物排放在环渤海地区、长江三角洲均为负向的影响，在珠江三角洲却增加二氧化硫、烟尘的排放。三资企业对环境污染的影响较为温和，但是仍然对长江三角洲的烟尘排放量、珠江三角洲的废水、烟尘排放量有正向的影响。

第四，对于城市规模而言，与污染物排放总体上呈反向关系，即规模越小的城市，人均污染物排放量越大，环境污染问题越严重，这与环渤海地区、长江三角洲、珠江三角洲的企业发展空间特征与产业特点是吻合的。

综合来看，三大经济区基于其经济发展水平和投资结构，对于不同的污染物排放控制存在较大差异，与此同时，不同来源投资在各区域的影响也不尽相同。因此，本文建议：

首先，三大经济区要积极推动按照优化开发区域定位发展，加快转变经济发展方式，着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展，形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式，同时应重视鼓励和规范国内、国际投资更合理、更有效地流入环境友好的产业与部门。

其次，三大经济区要实行更严格的污染物排放标准和总量控制指标，对重污染区域和行业实施污染物的特别排放限值，严格控制区域的煤炭总量消费，控制用水总量增长，大幅度减少污染物排放，从源头上扭转生态环境恶化趋势。同时逐步建立统一的联防联控机制、执法监管机制、环评会商机制、监测信息共享机制和预警应急机制，统筹协调区域环境污染防治。

再次，妥善处理城镇化进程中可能带来的环境问题。一般而言，大城市拥有更健全的污染处理系统，更完善的环境保护体系以及更严格的环境执法环境；而污染较为严重的中小企业绝大部分位于中小城市，这些城市的环境处理能力低与污染物排放量大形成尖锐的矛盾。因此，优化三大经济区城市层级结构，在以大城市为中心城市建设的基础上，将重点更加偏向中小城市，加大环境基础设施建设，加强基层环境执法力度，促进中小城市和城镇的产业转型，是优化区域城市结构、促进全面环境保护的重要途径。

最后，要建立健全符合科学发展观的绩效考核评价体系，推动地方各级人民政府加快转变经济生产方式，落实生态文明建设。作为经济发展领先、优先开发的三大经济区，应实行转变经济发展方式优先的绩效评价，强化对经济结构、资源消耗、环境保护、自主创新等指标的评价，弱化对经济增长速度、招商引资、出口等指标的评价。将单位地区生产总值能耗和用水量、单位工业增加值能耗和取水量、二氧化碳排放强度、主要污染物排放总量控制率、“三废”处理率、大气和水体质量等指标作为考虑优化开发区域生态文明建设的重要依据。

注 释：

①对于三大经济区范围的界定，学界基于狭义与泛化有不同的观点，但划分依据均为区域内各部分之间的联系性，本文参考较为常用的划分方法，同时兼顾数据的可得性，在研究中采用下述划分：环渤海地区地级及以上城市包括北京、天津、石家庄、唐山、秦皇岛、邯郸、邢台、保定、张家口、承德、沧州、廊坊、衡水、沈阳、大连、鞍山、抚顺、本溪、丹东、锦州、营口、阜新、辽阳、盘锦、铁岭、朝阳、葫芦岛、济南、青岛、淄博、枣庄、东营、烟台、潍坊、济宁、泰安、威海、日照、莱芜、临沂、德州、聊城、滨州、菏泽；长江三角洲地级及以上城市包括上海、南京、无锡、徐州、常州、苏州、南通、连云港、淮安、盐城、扬州、镇江、泰州、宿迁、杭州、宁波、温州、嘉兴、湖州、绍兴、金华、衢州、舟山、台州、丽水；珠江三角洲包括广州、韶关、深圳、珠海、汕头、佛山、江门、湛江、茂名、肇庆、惠州、梅州、汕尾、河源、阳江、清远、东莞、中山、潮州、揭阳、云浮。

②关于不同来源投资在各行业的分布数据为根据《2011年中国统计年鉴》整理得到，对于工业企业工业总产值，外商直接投资与港澳台未能做进一步划分，但是《中国工业经济统计年鉴》在实收资本中对二者进行了划分，本文基于该资料对外商直接投资与港澳台投资分布的行业进行大致的判断。

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