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国际生产分工、环境规治与中国工业污染:
——基于联立方程模型GMM估计方法的经验研究

2016-11-10杨文芳刘海泳

西北人口 2016年3期
关键词:联立方程排污费分工

杨文芳,刘海泳

(1.重庆科技学院法政与经贸学院,重庆 401331;2.东卡罗莱纳大学经济学院,美国 430074)

国际生产分工、环境规治与中国工业污染:
——基于联立方程模型GMM估计方法的经验研究

杨文芳1,刘海泳2

(1.重庆科技学院法政与经贸学院,重庆401331;2.东卡罗莱纳大学经济学院,美国430074)

基于环境政策内生模型,建立联立方程模型,应用GMM估算方法,以二氧化硫排放量作为环境指标,就国际分工、环境规治对我国工业污染的影响进行了实证研究。研究结果表明国际生产分工有助于清洁生产技术在我国的推广使用,从而技术效应对于减少二氧化硫的排放量有积极作用。同时,国际生产分工使得我国产业结构陷入低端过度制造业的陷阱,从而促进了我国二氧化硫排放量的增加。我国环境管理机构采取的税收政策和污染治理措施,都有助于我国二氧化硫排放量的减少,由于排污费过低,未能有效增加排污成本,使得污染治理效应高于环境税收效应。因此,促进产业服务业化,提高在国际生产分工地位,加强排污税收力度,是减少我国工业污染的关键。

产品内国际生产分工;环境税收效应;污染治理效应

20世纪90年代尤其是加入WTO以来,我国参与国际生产分工的程度不断深化和细化,凭借自身廉价丰富的劳动力资源积极参与国际生产分工中的制造环节,成为“世界工厂”。与此同时,我国经济发展带来的资源环境问题日益突出,煤炭消耗量从1995年的13.7亿吨增长到2012年的35.3亿吨,平均年增长率为8.7%,成为第一大煤炭消耗国。石油消耗量由1995年的1.5亿吨增长到2012年的4.7亿吨,成为全球第二大石油消费国。在消耗巨量能源的同时,环境污染问题日益严重,我国70%的水资源受到污染,其中50%的水受到重度污染。大气污染也日益严重,全国范围内重度雾霾天气多次出现,与水污染、大气污染相关的癌症患者急剧增多,各省均出现了数量众多的癌症村。国际生产分工对于我国环境污染有何影响?我国环境管理措施有何效果?本文试图对这些问题作出回答。

一、文献综述

关于国际生产分工对一国环境影响的理论模型,根据其理论假设和研究内容,其历史演变可以分为古典国际生产分工模型、环境政策外生模型和环境政策内生模型。

古典国际生产分工模型理论思想承袭李嘉图的比较优势理论和要素禀赋理论。这种理论的代表人物为Black huest(1977)[1]、Grubel(1975)[2]、Koop(1979)[3]。这些模型大多假设将环境当做一种生产投入要素,分析生产分工对一国福利的影响,大多认为,在包含了环境要素的国际生产分工模型中,各方参与国际生产分工是有利于各国福利提高的。古典国际生产分工模型将产出作为一个国家福利的唯一指标,将环境仅仅作为一种投入要素,而没将其作为居民的需求考量,也排除了一个国家采用环境政策来控制污染、改善环境质量的可能性。

古典要素禀赋理论模型认为,要素禀赋会影响国际生产分工。资本充裕的国家在资本密集型产业的生产上具有比较优势,因而应该生产污染密集型产品,而劳动丰裕的国家会的国家会生产劳动密集型产品,因而会生产清洁型产品(Blackhuest,1977;Grubel,1975)。但是如果在比较优势中加入环境政策差异,就会使比较优势发生改变。环境政策的差异会吸引资本以FDI的形式在南北国家间出现转移,从而使南北产业分工出现逆转(Koop,1979)。

20世纪70—90年代以来,随着国际生产分工的深化,广大发展中国家环境日益恶化和西方发达国家环境的持续改善同时发生,经济学家认识到南北国家之间环境政策的差异所导致的国际生产分工,可能是南北国家环境差异的主要原因。根据是否将环境政策内生化,其理论模型可分为环境政策外生模型和环境政策内生模型。

环境政策外生模型主要包括环境污染避难所假说(pollution haven hypothesis)、向底线赛跑假说(race to bottom hypothesis)和南北生产分工模型。代表的文献主要包括Grossman&Helpman(1991)[4]、Nancy&Wheeler(1992)[5]、Grossman&Krueger(1993)[6]。这些模型一般假设南北方的环境政策差异是既定的,南北方国家均采取污染税来控制污染,北方国家采取更为严厉的环境政策,即北方国家的污染税率高于南方国家。在双方通过贸易达到均衡后,污染产业在北方国家将萎缩,而在南方国家将扩大。环境政策外生模型将环境政策外生或者只是把环境简单地假设为与收入相关的变量,只考虑了商品市场,未考污染排放的供需平衡问题,因而只是局部均衡模型。

环境政策内生模型在外生模型的基础上,建立了包含商品市场均衡和污染排放供需均衡的模型。代表性的文献主要有Randy&Henderson(2000)[7]、Sumeet(2001)[8]、Copeland&Taylor(2004)[9]。他们将环境的需求假设为人均收入的增函数,将污染当做一种公共产品,而污染的供给受政府环境政策的控制,环境政策严格程度又与收入正相关,在最终商品市场和污染排放市场均衡时,污染排放与收入负相关,从而较好地解释了发达国家环境变好和环境库兹涅兹曲线拐点出现的内在机制。

在国际分工模式确定下来之后,国际生产分工分工会对一国的环境产生直接效应和间接效应。直接效应就是国际生产分工带来的产业结构效应,即该国会专业分工于某些特定的产业,使该国某种产业占产出的比例会较高。间接效应包括四种效应,即:规模效应、技术效应、收入效应和法规效应。规模效应指当该国专业分工于某产业后,专业出口该产业产品,由于市场的扩大,生产规模变大(Werne,Copeland&Taylor,2004[10]);技术效应主要来自于环境政策内生模型,对于接受污染产业的南方国家,在经济发展的初期,主要使用高污染的技术。在经济发展到一定水平和污染达到一定阀值后,公众对于环境的需求加强,进而会采用法规迫使企业转向使用清洁技术,而技术的改进不但能提高能源利用效率,而且会加速产业的转型升级,从而减少污染的排放(Shafik,1994[11]),而且技术效应的积极作用远比想象中的大(Dean,2002[12];Werne,Copeland&Taylor,2004)。收入效应,即随着人们收入的提高,会提高对环境质量的要求。国外的经验研究表明发达国家的环境收入弹性存在先低后高的规律(Wolfgang& Levinson,2002[13])。在西方政治体制下,居民对于环境的有效需求能有效地转化为政府的环境政策,即收入的提高会导致环境法规效应。所谓法规效应,就是政府通过制定和提高环境法,提高污染税率来提高企业排污成本,或者采用法律来禁止排污,从而有利于环境的改善(Copeland&Taylor,2004)。

我国的学者也从国际贸易和国际分工的角度就两者对于我国环境污染的影响进行了实证研究,应瑞瑶、周力(2006)[14]基于“污染避难所”理论,对FDI与我国环境污染的关系进行了实证分析,认为FDI是我国工业污染的格兰杰原因,并且与我国工业污染呈U型的“环境污染曲线”。沙文兵、石涛(2006)[15]利用我国30个省市面板数据,检验了外商直接投资的环境效应,认为外商投资对我国环境有负面效应。王询、张为杰(2011)[16]利用全国1993—2009年东、中、西部的省市面板数据,利用误差修正模型实证研究了工业污染与经济增长、环境规制、产业结构之间的关系,认为东部和中部环境库兹涅茨曲线成立,而西部地区污染水平呈倒N型。东部地区的第二产业发展造成了工业污染水平上升,中部地区第二产业并没有造成工业污染水平上升;环境规制效果在东部和中部地区明显降低了工业污染水平,而在西部地区作用相对较小。黄娟、田野(2012)[17]利用我国东部11个沿海省市1992—2010年间的面板数据,基于联立方程模型就自由贸易的环境效应进行了实证研究,认为规模效应增加了二氧化硫排放,而结构效应和技术效应有利于减少二氧化硫排放。田素妍、周力和苗玲(2011)[18]基于联立方程模型,利用2000—2008年中国工业行业面板数据实证分析了不同国际贸易模式的环境效应,认为产业内贸易产业间贸易和垂直型产业内贸易和水平型产业内贸易均不能协调经济增长与污染总量的矛盾关系。为了减少环境污染,产业内贸易模式优于产业间贸易,垂直型产业内贸易优于水平型产业内贸易。

以上研究对于理解参与全球经济对我国环境效应具有一定的启示意义。本文在前人研究基础上,着重考察国际生产分工和政府采取环境政策对我国环境的影响。在以下两个方面进行了创新:(1)在研究内容上,完整考察了国际生产分工影响环境的6种效应。尤其是考察了我国面对环境污染问题采用了收取排污费的事前措施和污染治理的事后措施,即环境税收效应和污染治理效应。(2)在研究方法上,因为各变量之间存在双向的因果关系,本文采用了联立方程模型,不仅仅实证了国际分工对环境的各种效应,还论证了这些效应的影响因素,因而对于理解影响环境的各种因素更全面。

二、分析框架、模型选择与变量说明

(一)分析框架

国际分工对环境影响的理论模型均建立在国际分工为产业间分工假设的基础上,这与现实中的产品内国际生产分工模式存在很大的差别。在产品内国际生产分工模式下,发达国家根据自身的技术优势、全球销售渠道优势和品牌优势,多参与在产品的研发、设计、组装和销售环节,而发展中国家多专业分工于制造、加工环节,从而形成了所谓的制造-服务国际生产分工形态(张婕、张媛媛、莫扬,2013[19])。中国作为全球最大的制造业外包承接国,处于国际生产分工的制造环节,这种分工可能使我国因为产业结构陷入过度低端制造业化。从而通过规模效应和结构效应两种途径对我国的工业污染产生负面作用。除此之外,参与国际生产分工,通过产业的前向关联和后向关联,国外先进的技术将向我国扩散和溢出效应,从而有助于我国采用清洁技术。与此同时,国际生产分工有力促进了我国经济发展,随着人们收入水平的提高,对于环境的要求将提高,从而有助于环境的改善。

面临日益严重的环境污染问题和公众对环境要求的提高,我国环境当局采取了两种措施来抑制污染加重和改善环境。一方面,通过向排污企业征收排污费,增加企业排污成本来抑制污染物的排放量,即发生了所谓的环境法规效应;另一方面,对于已经排出的污染物积极开展治理来改善环境,即所谓的污染治理效应;这两种效应中,前者是通过事前措施来抑制污染排放,而后者是通过事后的补救措施来改善环境。值得注意的是,收取排污费措施在直接影响污染排放的同时,也可因环境政策的变化引起我国生产分工的比较优势变化,进而影响国际生产分工,国际生产分工再对污染排放产生作用。而加强污染治理投入,直接影响污染排放。

图1 国际生产分工与环境污染的互相影响

(二)计量模型的设定与变量说明

根据环境政策内生模型和上述分析可知,国际生产分工对于环境的影响并不是单方面的。环境的恶化带来严厉的环境法规,而环境法规会对国际生产分工产生要素禀赋效应,即提高环境标准会使得环境标准低的国家在生产污染性产品方面具有比较优势,进而影响国际生产分工。因而国际分工与环境之间存在双向的影响关系。鉴于以上各因素的因果双向关系,本文拟采用以下的联立方程来进行实证研究,来分析国际生产分工、产业结构、环境法规与污染排放之间的关系:

方程(1)为污染方程,用来分析产品内国际生产分工下污染排放的决定因素。表达式中包括PGDP的一次项和二次项,根据EKC理论认为环境污染与人均收入之间存在倒U关系,即污染水平是人均收入的二次函数,这说明最初污染水平会随着人均收入的增加而提高,到达一定水平后,将随着人均收入的增加而减少。本文在污染方程中引入人均收入的二次项,目的就是验证我国人均收入与污染水平之间是否存在二次函数关系。如果存在二次函数关系,说明EKC在我国已经成立,存在着收入效应。第三项解释变量为污染强度,即单位产出污染物的排放量,表示了我国生产技术清洁程度,用这一项表示国际生产分工的技术效应。第四项解释变量为工业增加值,用来检验我国工业发展规模对排污水平的影响,即规模效应对我国污染的影响。第5项为工业占总产出的比例,用来分析结构效应。第6项为垂直专业化指数,用来表示我国参与国际产品内程度对污染水平的影响。第7项为解释变量为排污费收入,用来表示我国的环境法规效应,即检验我国通过增加排污成本来减少排污水平的效果。第8项为我国环境治理投资完成额,用来表示我国环境治理效应。

方程(2)为税收效应方程,由环境政策内生模型,污染排放物量越大,公众收入水平越高,对清洁环境的需求越高,对于排污的惩罚越严厉。因此我们假设,排污费的征收与污染水平和收入水平有关。

方程(3)为技术效应方程,假设我国清洁技术水平与人均GDP、劳动资本比、排污费收入、产业结构、我国参与产品内国际生产分工程度和国际贸易额有关。

方程(4)为产业结构效应方程,因变量为工业占总产出的比例,表示产业结构。解释变量为人均GDP、我国参与产品内国际生产分工程度、劳动资本比、排污费收入和治污投资完成额。

(三)变量说明

以上联立方程中的各变量的定义和含义如下表所示:

表1 相关变量的定义与说明

其中,VSS的计算方法参照Hummels(2001)的计算方法,其计算公式为:

其中X为总出口量,Mi为i部门进口的中间商品,Yi是i产业的总产出,Xi为i部门的出口量,AM是进口的中间产品的依存系数矩阵,AD国内消耗系数矩阵,XV为出口向量。由上式可知垂直专门化指数表示进口中间投入品中用于生产出口商品的那部分占总出口的份额,理论上来说,垂直专门化指数的值介于0和1之间,该值越接近于0,表示进口的中间投入品用于出口的越少;该值越接近于1,表示进口的中间投入品用于出口的越多。实际上该指数反映了一国从国外进口的中间投入品加工成成品后再将之出口的程度,即参与产品内国际生产分工的程度。

(四)数据来源

模型的各变量中,二氧化硫排放量、人均GDP、工业污染治理投资完成额、工业产业增加值均来自历年统计年鉴,排污费数据根据国家统计局网站数据整理得出,污染强度、劳动资本比、工业占总产出的比例根据统计年鉴历年数据计算整理得出,VSS值根据Hummels(2001)计算方法测算出。

三、模型检验与实证分析

(一)实证方法与模型具体设定

在对联立方程模型进行估算之前,需要应用阶条件和秩条件来考察方程组是否可识别。在以上联立方程中有4个内生变量(即M=4),前定变量有7个(即K=7),根据阶条件和秩条件,各方程识别情况如下表:

表2 联立方程识别条件判定

由表1中的阶条件可知,方程(1)、(3)属于恰好识别情形,而方程(2)、(4)属于过度识别情形。由于阶条件为可识别的必要非充分条件,秩条件才是识别的充分必要条件,我们还须结合秩条件判别方程的可识别情形。在秩条件下,只有方程(1)中K-k=m-1,且R(A)=M-1,为恰好识别情形。而其他三个方程均为K-k>m-1,且R(A)=M-1,为过度识别情形。

在对联立方程进行估计的方法中,本文选择了动态广义矩估计方法(GMM:generalized method of moments)。GMM估计方法允许随机误差项存在异方差和序列相关,且不需知道扰动项的确切分布,参数估计量比其它参数估计方法更合乎实际,GMM估计量还非常稳健(高铁梅,2006[19])。按照GMM估计法,本文选择各因变量的滞后一期作为工具变量来去除残差可能存在的自相关问题。本文运用Eviews6.0软件采用动态GMM估计方法得到对联立方程模型的估计结果,见表3。

(二)实证结果分析

从表3的估算结果来看,根据残差诊断检验,四个方程的拟合优度均在0.95以上,联立方程模型设定合理,较好地解释了各解释变量。DW统计值接近2,说明不存在明显的一阶自相关;JB统计值小,说明残差服从正态分布。综合来看,估算结果是稳健的。

1.对污染方程的回归分析

由估算结果来看,logPgdp和的回归系数均显著异于零,分别为2.187和-5.724,说明二氧化硫的排放量与人均GDP之间存在二次函数关系,即以二氧化硫排放量为度量的环境库兹涅兹曲线在我国成立,并且已经处于拐点的右侧,随着经济的发展我国的环境有望得到持续改善。污染强度的回归系数显著异于零,为-3.081,说明污染强度每提高1个百分点,将使二氧化硫的排放量下降3.081个百分点,技术效应对于我国污染排放减排具有重要贡献。Igdp和instr的回归系数都显著为正,分别为1.256和1.023,说明我国工业经济规模每增长1个百分点,将带动二氧化硫的排放量增加1.256%,而工业占GDP的比例每提高1个百分点,二氧化硫的排放量将增加1.023%,规模效应和结构效应均对我国环境恶化起作用。这是因为我国在产品内国际生产分工中多处于制造环节,而产品的研发、设计、销售多为西方发达国家占据。而制造环节多为高能耗、高污染,这种分工模式使得我国产业容易陷入低端的过度制造业,因此经济规模和产业结构都造成了污染的加重。logRegu和logEnin的回归系数都显著为负,分别为-0.893和-2.061,这说明环境税收的效应比污染治理的效应要强,即对污染的防范措施效应不及“先污染后治理”的效果。这可能与我国污染税率过低,导致企业排污成本远低于排污收益,排污费的收取远未能达到抑制排污的目的。我们将排污费与GDP的比值作为污染税率的话,我国的污染税率在近年虽然逐渐提高,但是2012年最高也才0.2%,相比企业所纳的税收微不足道,加上排污费的征收不力,导致排污费远不能激励企业减少污染排放。

表3 联立方程估计结果

2.污染税收效应的分析

从污染税收效应方程的估计结果我们看到,logpoll和loggdp的回归系数均显著为正,分别为4.135和2.041,这说明污染排放量每增加1%,排污费将提高4.135%。而人均GDP每提高1个百分点,排污水率为2.041。这说明我国政策制定者对于污染的破坏反应比对人们对环境的需求反应更灵敏。这是因为一方面污染排放过大过多,比人们对环境的需求更容易显性;另一方面,我国政治制度安排,使得收入效应引致的环境需求难以在政府的政策法规上显现出来。

3.技术效应方程的分析

在技术效应方程中,各变量的回归系数均显著异于零。其中logPcap、logInstr、logPgdp的回归系数为正,分别为1.090、0.192、0.052,说明资本的深化、经济发展水平的提高和产业结构的变化,都使得我国生产技术变得更不清洁。其中资本深化对污染强度的提高作用最大,产业结构其次,而经济发展水平最小。之所以如此,可能在于随着经济水平发展,资本的深化带了的是工业技术的进步,这些技术可能有助于提高生产率,但却消耗更多的能源,排放出更多污染物。在我国参与国际生产分工过程中,导致我国产业结构在陷入过度低端制造业化,这种制造业为主的经济结构使得我国整体单位产出的污染排放量也增加,即提高了我国污染强度。logRegu、VSS和logtrade的回归系数分别为-0.177、-0.071和-0.027,并且显著异于零,这说明排污费、垂直专业化指数和贸易额每提高1%,污染强度分别下降0.177%、0.071%和0.027%,说明排污费的征收虽然比排污收益低,但是企业还是有动力转向使用清洁技术。而参与国际生产分工和国际贸易,分别通过产业关联联系和资本品贸易促进了国外清洁技术在我国的推广使用,从而降低了我国的污染强度。

4.产业结构效应分析

在产业结构方程中,Vss和logPcap、logEnin回归系数为正,分别为0.057、0.074和0.025,显著异于零。说明我国参与国际生产分工的垂直专业化指数、我国人均资本和治污投入每提高1个百分点,我国工业占总产出的比例将分别提高0.057%、0.074%和0.025%。logPgdp和logregu的回归系数分别为-0.034和-0.027,说明这我国人均GDP和排污费每提高1个百分点,将使得我国工业占比下降0.034%和0.027%。人均GDP的提高使得工业占比下降,这说明我国已经逐渐步入工业化后期,一方面,经济发展到一定程度,人们对服务的需求会逐渐上升,刺激消费性服务发展。另一方面,在工业化后期,随着市场规模扩大,分工越来越细,生产性服务业逐渐从制造业中分离出来,推动了新兴服务业的发展。排污费的提高降低工业占比,可能是排污费的提高,加大了工业企业排污成本,使得原来打算进入的产业,因为排污费而减少了污染企业的投资。

四、实证结论与政策建议

产品内的国际生产分工成为现代分工的主要形式,这种分工形式在改变一国产业结构的同时,也带来了环境污染在发达国家与发展中国家之间转移的问题。中国政府在经济发展以后,对日益严重的环境问题格外关注,分别采取了收取排污费的事前预防措施和事后的污染治理措施。本文基于环境政策内生模型,建立联立方程模型,采用GMM估算方法,就产品内国际分工、环境规治对我国工业污染的影响进行了实证研究,得到以下结论:

1.国际生产分工的收入效应,已经使得以二氧化硫排放量为度量指标的环境库兹涅兹曲线在我国成立,并且我国已经处于拐点的右侧。规模效应和产业结构效应促进了我国二氧化硫排放量的增加,技术效应、税收效应和排污治理效应都有助于减少我国二氧化硫排放量,并且污染物排放量的治理效应高于税收效应、技术效应。

2.我国的排污税对于污染排放量反应比对人均收入的反应要灵敏,原因可能在于环境执法部门对于税收利益的关注甚于公众对于环境的需求,但这种利己的行为却是有助于利他目标的实现。

3.国际生产分工促进了我国清洁技术的广泛使用,同时,也使得我国产业结构陷入过度低端制造业化,前者有助于我国工业二氧化硫排放量的减少,而后者与之相反。

以上的研究结果具有以下政策含义:

1.国际生产分工中,积极承接服务外包,促进经济结构向以现代服务业为主的经济结构转型。在服务-制造国际分工形态的当前,我国在积极参与国际生产分工的同时,应避免过度介入制造环节而使国际生产分工成为我国产业结构升级的阻碍。我国应大力发展服务外包,特别是与制造业紧密相关的生产性服务外包,使得我国在国际生产分工中不仅仅局限于高科技产品的加工和组装环节,还能够参与到高科技产品的研发和设计等环节中去,形成制造业与服务业的良性互动机制,积极培育现代生产服务业,使之逐渐成为我国经济的主体部分,是我国污染减少的根本之举。

2.加大排污惩罚力度,提高排污成本,抑污和治污并举,是我国环境管理的应有之策。提高排污费的法定标准,加强排污收费执法是事前抑制污染排放增加的有效措施。同时,应对于污染积极开展治理,在政府加大对城市污水废气处理产业投资之余,应采用优惠税收甚至是补贴的优惠政策,吸引社会资金加入到环保产业中。筝

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International Production Specialization,Environmental Governance and Industrial Pollution

YANG Wen-fang1,LIU Hai-yong2
(1.Chongqing University of Science&Technology,Chongqing 401331;2.East Carolina University,United States of America 430074)

Based on environmental policy Endogenous model,Taken sulfur dioxide emissions as environmental indicators,This paper has established simultaneous equations model,applied GMM estimation method to make a empirical study of international production specialization environmental regulations governing on the impact of industrial pollution.The results show that international production specialization helps to promote the use of cleaner production technologies in China,so that technical effect is positive in reducing sulfur dioxide emissions.Meanwhile,the international production specialization induced China’s industrial structure into the trap of low-end excessive-manufacturing,which increase China’s sulfur dioxide emissions.Tax policies and pollution control measures taken by China’s environmental management agency,will help to reduce the amount of sulfur dioxide emissions.As sewage charges has failed to increase the sewage costs effectively,the effects of pollution investment is more obvious than that of pollution tax.Therefore,developing industrial services,promoting the status in international production specialization,raising sewage tax,is the key to reduce China’s industrial pollution.

intra-product international production specialization;environment tax effect;pollution investment effec

F062.2

A

1007-0672(2016)03-0014-07

2015-10-08

本研究得到国家社会科学基金西部项目《全球价值链下中国企业突破低端锁定的策略研究》(项目批准号:13XJL005)和重庆科技学院博士科研启动基金项目《新型工业化指标的构建与测算》的资助。

杨文芳,男,湖北潜江人,副教授,研究方向:国际生产分工,全球价值链治理,资源环境经济学;刘海泳,男,山西长治人,美国东卡罗纳大学经济学院教授,研究方向:资源环境经济学。

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