基于SpSVAR模型的区域产业结构与大气污染互动研究

吴振信　闫洪举　张雪峰

摘要：基于空间面板结构向量自回归模型，本文分析了环渤海经济圈产业结构、大气污染以及经济增长之间的互动关系，发现大气污染推动了本省以及邻近省份的经济增长，而产业结构高级化对其经济增长未起到显著促进作用；经济增长、大气污染会推动本省以及邻近省份的产业结构高级化；无论是短期还是长期，经济增长是加剧大气污染的重要因素；从长期来看，产业结构高级化能促进本省和邻近省份的大气污染减排，但在短期仍会加剧其大气污染；经济增长、大气污染存在显著的溢出效应，产业结构高级化表现为“负效应”。

关键词：产业结构；大气污染；经济增长；空间面板结构向量自回归

中图分类号：F205文献标识码：A

产业结构对经济体的资源消耗强度、污染物排放规模起着决定性作用（胡春力，2009）[1]，产业结构调整是实现经济增长与环境协调发展的重要着力点。本文运用SpSVAR模型探讨环渤海经济圈大气污染、产业结构以及经济增长之间的空间效应和动态响应关系，以期对大气污染联防联控提供理论借鉴。

一、变量与数据说明

（一）变量选取

《重点区域大气污染防治十二五规划》将SO2、NO2、可吸入颗粒物等大气污染物的减排作为重点区域环境质量考核指标，但限于数据可获得性以及环渤海经济圈以煤炭为主的能源消费结构，本文选择人均SO2（E）排放量（吨/人）为大气污染代理指标。此外，大气污染作为经济增长（gdp）的产物，有必要研究其与经济增长之间的互动关系。为此，本文选取的变量包括：

1.产业结构。从动态角度看，一个经济体的产业结构变迁具有两个维度，即产业结构合理化和产业结构高级化（干春晖等，2011）[2]。本文采用产业结构高级化（TS）作为产业结构的衡量指标，TS为第三产业产值与第二产业的产值，以反映产业结构是否向低污染、低能耗的“服务化”方向转变。

2.经济增长。本文将经济增长纳入模型，用人均GDP（元/人）表示，以分析经济增长与大气污染之间的相互影响，为消除价格波动，以1991年为基期对GDP进行平减处理。此外，为消除可能存在的异方差，将所有变量进行对数化处理。

（二）数据来源

数据样本区间为1991-2013年，其中1991-2003年SO2数据来源于中经网统计数据库，2004-2013年来源于各省统计年鉴和《中国环境统计年鉴》，GDP以及其构成数据选自2014年各省统计年鉴，人口数量来源于2014年各省统计年鉴以及《新中国55年统计资料汇编》。

二、模型设定与估计

（一）模型设定

SpSVAR是基于数据统计性质建立的模型，内生变量在模型的每个方程中对全部内生变量的滞后项进行回归，其滞后项中包括空间滞后项、时间滞后项以及时间滞后项的空间滞后项，即综合考虑了时间与空间效应，表达式为：

其中l为空间滞后阶数，反映了t期省份i的第r个内生变量对其l阶空间近邻第k个内生变量在（t+h）期所产生冲击的平均效应。

三、实证分析

（一）单位根检验

SpSVAR模型要求时间序列是平稳的，先要检验序列的平稳性，以防止出现“伪回归”问题，其检验结果如表1所示。通过表1可以看出 lnE为非平稳序列，而其一阶差分则通过了平稳性检验，表明lnTS、lngdp、lnE为同阶单整序列，可以建立SpSVAR模型。限于数据可获得期限较短（T=23）以及待估参数较多，选择时间和空间都为1阶滞后的SpSVAR模型。

（二）结果分析

采用上述估计步骤可得到SpSVAR各参数（限于篇幅，只给出了即期结构参数C0的估计值），如表2所示。通过表2可以看出经济增长、产业结构、大气污染存在正向空間效应，且邻近省份三变量间存在空间相互影响。具体来说，邻近省份的经济增长会促进本省的经济增长，本省以及邻近省份经济增长、邻近省份产业结构高级化都会促进本省的产业结构高级化进程，而本省以及邻近省份经济增长会加剧大气污染，本省以及邻近省份的产业结构高级化会抑制大气污染排放，邻近省份的大气污染也加剧了本省大气污染。这也说明大气污染不仅与本省的经济增长、产业结构有关，更与邻近省份的经济增长、产业结构、大气污染有关，同时体现出了大气污染联防联控措施的必要性。此外，可以通过脉冲响应分析各内生变量间的相互作用机制。

1.经济增长对产业结构、大气污染的动态响应。图1和图2是经济增长对产业结构、大气污染以及自身冲击的脉冲响应图，并且脉冲响应值逐渐收敛于0，说明了各内生变量的平稳性，其中图1反映的是经济增长对本省份各冲击的动态响应，而图2反映的是各内生变量（1阶空间近邻）对其邻近省份经济增长造成的冲击。不难发现各内生变量对本省以及邻近省份经济增长造成的冲击其趋势基本一致，但对本省经济增长所产生的冲击其效果要大于邻近省份。以图1为例，经济增长、大气污染对滞后1-3期的经济增长有促进作用，这种促进作用在滞后1期表现得尤为显著，但其后呈现震荡收敛；产业结构高级化对经济增长的抑制作用在滞后3期内都较为显著，但在滞后4-12期内波动仍较为剧烈，其后逐渐收敛于0，说明了经济增长对产业结构变动的敏感性。

下面通过测算经济增长对惯性冲击（经济增长）、产业结构、大气污染冲击的累积响应来分析各冲击的长期弹性。对于IRF，其累计响应分别为1644、-06286、04798；对于STIRF，其累计响应分别为07306、-04170、04058。从长期看来，无论是对于本省还是邻近省份，各冲击产生的影响基本一致，并且对本省造成的冲击更大：惯性冲击都产生了正向影响，其惯性影响也较大，说明其记忆性较强；产业结构冲击长期弹性为负，意味着现有的产业结构高级化进程不仅没有促进经济增长，还会对本省甚至其邻近省份的经济增长起到抑制作用，这与环渤海经济圈各省产业结构高级化进程缓慢（北京除外）密切相关，如图3所示；大气污染对经济增长的影响为正，即大气污染拉动了经济的增长，反映了环渤海经济圈依赖高投入入、高消耗、高排放的粗放型经济发展模式。

产业结构高级化对本省各冲击的累计响应分别为4146、06550、1005，说明经济增长能够有效促进产业结构高级化；惯性冲击为正说明了产业结构调整的连续性，而大气污染对产业结构高级化也起到了较为显著的促进作用，由粗放型经济增长模式而带来的大气污染问题日益严峻，在不牺牲经济增长的前提下，产业结构调整成为改善环境的有效手段。邻近省份产业结构对本省各冲击的累计响应分别为04781、-02046、03318，说明经济增长与大气污染都会促进邻近省份的产业结构高级化，而产业结构调整会抑制邻近省份的产业结构高级化，原因是环渤海经济圈的产业结构调整主要通过区域内部产业转移完成的。

3.大气污染对经济增长、产业结构的响应。图6反映了大气污染对本省各冲击的动态响应，在滞后8期内经济增长对大气污染具有较为显著的正向冲击，其后趋于0，说明经济增长对大气污染影响的长期性；在滞后2-4期，产业结构高级化加剧了大气污染排放，而促进了滞后5-8期的大气污染减排，最后趋于稳定；大气污染对其滞后2期内的大气污染具有显著的正向影响。图7反映了邻近省份大气污染对本省各冲击的动态响应：在滞后1-3期经济增长会减少邻近省份的大气污染，而4-8期会加剧其邻近省份的大气污染排放，其后逐渐趋于0；产业结构高级化减少邻近省份滞后1期的大气污染排放，其后产生了较为剧烈的波动，直至收敛；大气污染会加剧其邻近省份滞后1-3期的大气污染，其后逐渐震荡收敛于0。

大气污染对本省份各冲击的长期弹性分别为6609、-2378、2663，说明经济增长在长期内会加剧大气污染，还是归咎于环渤海经济圈的粗放型经济增长模式；而产业结构的调整会有效促进大气污染减排，这与其向低污染的“服务化”方向转变有关，产业结构调整虽在短期内对大气污染减排没有起到促进作用、甚至加剧了其排放，但在长期内仍是减排的有效手段，体现了产业结构调整的重要性，自身的惯性冲击也具有记忆性。邻近省份对本省各冲击的长期弹性分比为-00251、-05077、04410，说明经济增长会促进邻近省份的污染减排，但其作用较小，与经济增长促进邻近省份产业结构高级化（累积响应04781），产业结构高级化促进大气污染减排（累积响应-2378）的间接响应机制有关；产业结构高级化会促进其邻近省份的减排，而大气污染会增加其邻近省份的排放，体现了大气污染的空间转移，即具有空间效应。

四、结论

本文运用纳入时间和空间动态效应的SpSVAR模型分析了环渤海经济圈产业结构、经济增长与大气污染的互动关系，主要结论为：

1.从长期来看，产业结构高级化进程对本省以及邻近省份的经济增长未能起到有效的带动作用，甚至抑制了其经济增长，而大气污染在一定程度上带动了本省以及邻近省份的经济增长。这不仅说明环渤海仍然依靠高污染、高排放的经济发展模式，更体现了其产业结构调整缓慢，未能充分挖掘产业结构调整而带来的经济增长与大气污染减排红利。

2.从长期而论，经济增长会显著促进本省以及邻近省份的产业结构高级化，而大气污染也会推动本省以及邻近省份的产业结构调整，说明大气污染在长期内会倒逼产业结构调整，但依赖这种倒逼机制促进产业结构调整所带来的经济、健康损失无疑是巨大的。

3.从长期来看，经济增长加剧了本省大气污染，即尚未实现经济增长与环境质量的协调发展，但对邻近省份的大气污染具有较低水平的减排作用，这与经济增长而促进产业结构调整的间接响应机制有关；产业结构高级化会促进大气污染减排，说明产业结构调整是实现减排的有效手段。

总之，环渤海经济圈依然没有摆脱高污染的粗放型经济增长模式，产业结构调整仍是实现经济增长与环境协调发展的着力点。此外，由于经济增长、产业结构、大气污染存在显著的空间效应以及空间相互作用，任何单个省份的大气污染治理必将是事倍功半的。因此，联防联控是缓解区域大气污染的有效手段，但如何解决“搭便车”现象以及协调各省份在大气污染治理方面存在的利益冲突仍值得我们进一步研究。

参考文献：

[1]胡春力.促进产业结构升级是加强环境保护的根本[J].宏观经济研究，2009（2）.

[2]干春晖，郑若谷，余典范. 中国产业结构变迁对经济增长和波动的影响[J].经济研究，2011（5）.

[3]Di Giacinto V. On vector autoregressive modeling in space and time [J].Journal of Geographical Systems， 2010， 12（2）.

Abstract：Based on the spatial panel structure vector auto regression model， this paper studies the interactive relationships among industrial structure， air pollution and economic growth in Bohai Economic Rim. Results show that air pollution drives the economic growth of own and neighboring provinces， while industrial structure upgrading doesn′t promote economic growth obviously； economic growth and air pollution promote the industrial structure upgrading in own and neighboring provinces； whether in the short term or in the long term， economic growth is an important factor that aggravates air pollution significantly. In the long term， industrial structure upgrading restrains the emissions of own and neighboring provinces， while aggravates it in the short term； there exist significant spillover effects between economic growth and air pollution， but industrial structure upgrading performs negative effects.

Key words：industrial structure； air pollution； economic growth； Spatial Panel Structure Vector Auto Regression

（責任编辑：厉新）