长江经济带经济增长对雾霾污染的门槛效应分析

任 雪

（上海财经大学 统计与管理学院，上海 200433）

0 引言

近年来，全国各地区的雾霾污染成为了万众瞩目的公共事件。截至目前，全国已有多个城市空气污染列入“红色预警”。《2017中国环境状况公报》显示，环保部所监测城市的空气质量超标率高达70.7%，长三角城市群、长江中游城市群及成渝城市群的雾霾形势严峻。然而长江经济带日益严峻的雾霾污染已不仅是民生福祉问题，更是关乎沿江城市群经济社会发展的瓶颈问题。随着长江经济带雾霾污染态势日益严峻，如何突破雾霾污染所形成的发展瓶颈，成为全社会高度关注和普遍忧虑的问题。

20世纪90年代，Grossman与Krueger[1]首次发现经济增长与环境之间并非总是存在着线性关系，Panayotou[2]在此基础上，利用国际数据探讨研究了经济与环境的关系，结果发现经济与环境确实存在着非线性关系，并首次提出了“环境库兹涅茨曲线”。随后，国内外学者先后就环境倒“U”型假说进行了验证，结果表明经济增长对环境污染的倒U型特征确实显著[3-6]。

一直以来，学者们通过建立二次函数、交叉项的线性模型来检验环境“倒U型”假说，却忽略了门槛值的检验和变量内生关系问题。直到Hansen面板门槛回归模型的提出，通过门槛变量较好地解决上述问题[7]。齐亚伟通过建立面板门槛模型，检验经济增长、空间聚集与环境污染间的内在机制，结果表明适度的空间聚集是使得经济发展与环境获得双赢的关键[8]。但目前，关于雾霾污染对经济的影响尚存诸多问题亟待解决，一是经济增长对雾霾污染的非线性关系，大多数学者未考虑变量间的内生性，也未能对“门槛效应”检验给出合理的解释，同时亦忽略了不同要素规制下的经济增长与雾霾污染的非线性关系；二是长江经济带的生态安全关系民生福祉和区域发展，雾霾污染形势严峻却尚未引起足够的关注，专门针对这一区域雾霾污染的研究尚属鲜见。因此，本文引入面板门槛回归模型，研究长江经济带不同要素作用下的经济增长对雾霾污染的非线性影响，具有现实的意义。

1 模型构建

门槛效应是指当一个经济参数达到特定的值后，使得另一个经济参数突然转向其他发展形势的现象。本文是指经济增长对环境污染的过程中，存在若干个拐点（临界值），当相关的经济指标跨越该点之后，会引起环境污染不同的变化，称这个拐点为门槛值。

Hansen（1999）的面板门槛模型利用不同阶段的门槛变量对解释变量的影响，突出解释变量与被解释变量间的非线性关系，使得外生变量内生化，具体的模型表达式为：

式中，i、t分别表示地区和时间；αi、β1、β2、β3为待估参数；Y是被解释变量；X是其他控制变量；Z为带有门槛变量的解释变量；q为门槛变量，q变量即可为解释变量本身，亦可为其他变量；I（·）为示性函数，当括号成立时值为1，反之取0；η1是门槛值；u表示随机误差项，且μ～iid（0，σ2）。

式（1）代表具有一个门槛值情况下的面板门槛模型，类似的双重面板门槛模型形式如下：

其中，η1、η2为两个门槛变量值。其他表示同上，同理，三个门槛模型、四个门槛模型等以此类推。

为了较为全面地反映各省市经济发展对长江经济带雾霾污染的影响，本文引入影响雾霾污染的重要因素，包括：人均GDP、人口聚集（pepo）、外贸投资（FDI）、贸易开放（Open）、科学技术（tech）、能源（ener）、交通压力程度（traffic jam）、城镇交通拥堵程度（urban traffic）、政府影响（spend）、工业发展水平（industry）等，在此基础上，分别讨论不同经济水平、不同人口聚集、不同开放水平、不同工业发展水平等情况下，经济增长对雾霾污染的非线性关系。经过整理，同时对原模型进行对数化处理，模型形式如下：

其中，C为门槛变量，分别取ln AGDP、ln Industry、ln peop、ln open、ln spend、ln ener、ln tech、ln FDI、ln urban traffic、ln traffic jam等变量。同理，双门槛模型形式为：

其中，η1、η2为两个门槛变量值。其他表示同上，同理，可以此类推多个门槛值得面板门槛模型。

2 变量选取与数据来源

2012年，国家环保部正式出台文件《环境空气质量标准》，部分城市的PM2.5数据开始进行统计，由于国内对雾霾污染指标数据不足，本文将借助国外研究数据加以分析。2010年，Donkelaar等运用卫星数据制作了第一张PM2.5全球地理分布图，巴特尔研究所、哥伦比亚大学国际地球科学信息网络中心在此基础上，利用卫星搭载设备技术，利用多角度成像光谱仪（MISR）测得的气溶胶光学厚度（AOD）并通过技术处理获取PM2.5浓度值，由于目前仅公布2014以前的数据，因此本文拟选用2000—2014年全球PM2.5数据年平均值，可信度较高，与马丽梅[9]数据来源一致,数据处理均由Arcgis 10.1软件完成。

影响雾霾污染因素是多样的，本文考虑了数据的可得性，选取了以下指标：人均地区生产总值（AGDP）为解释变量，工业能耗总量（ener）、科技研究与发展经费（R&D）（tech）、外商直接投资（FDI）、净出口总额（open）、工业增加值（industry）、财政支出总额（spend）、地区人口总数（pepo）、城镇交通压力（urban traffic）、城镇交通拥堵程度（traffic jam）为控制变量。其中：工业能耗总量均通过标准煤折算；为消除物价波动的影响，本文将各年科技研究与发展经费（R&D）、外商直接投资、净出口总额、工业增加值、财政支出总额、人均GDP折算为2000年可比价，城镇交通压力用汽车拥有量与城镇公路总长度的比值表示、城镇交通拥堵程度则用城镇居民生活消耗量与城镇道路面积的比值表示。

鉴于数据的可获得性，本文选取长江经济带11个省市（包括上海、江苏、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、重庆、四川、云南、贵州）2000—2014年的面板数据。上述指标均来源于各地方《统计年鉴》（2001—2015年）、《中国能源统计年鉴》（2000—2015年）以及中经网统计数据库。所有结果均借助stata13.0完成实现。

3 实证分析

3.1 雾霾污染门槛效应检验结果

本文针对经济增长对雾霾污染的非线性影响作出如下考虑，一是考虑经济自身影响下，对雾霾的非线性影响，门槛变量为经济增长本身；二是分别考虑在不同的人口聚集、工业发展水平、开放程度，直接外商投资、政府影响力、城镇交通压力、城镇交通拥堵程度、科技进步、能源消费下，经济增长对雾霾污染的非线性影响。

鉴于一般性和可操作性，本文先对门槛变量的个数进行假设，一个门槛变量假设：H0不存在门槛值，H1存在一个门槛值；两个门槛变量假设：H0只有一个门槛值，H1存在两个门槛值；三个门槛变量假设：H0只存在两个门槛值，H1存在三个门槛值。根据以上三个假设，分别对经济增长、人口聚集、工业发展水平、开放程度，直接外商投资、政府影响力、城镇交通压力、城镇交通拥堵程度、科技进步、能源消费等指标作为门槛变量时的门槛值进行检验，检验结果见表1。

表1 门槛效应检验结果

从表1可以看出，不同门槛变量影响经济增长对雾霾污染的门槛效应检验。结果表明所有门槛变量的双门槛模型和三门槛模型的P值均未通过显著性检验，仅有人均发展水平、工业发展水平、人口聚集以及对外开放四个门槛变量通过一个门槛模型的显著性检验。说明在政府影响、能源消费、科技发展、交通拥堵等因素的影响下，经济增长对雾霾污染的影响相对稳定；而在人均发展水平、工业发展水平、人口聚集以及对外开放等作用下，经济增长对雾霾污染均发生了一次突变。在此基础上，本文对存在1个门槛值的人均发展水平、工业发展水平、人口聚集以及对外开放作固定效应面板单门槛回归，门槛值估计如下页表2所示。

表2 门槛估计值

长江经济带经济发展水平在不同因素作用下，对雾霾污染的影响明显不同。门槛变量为经济发展水平本身时（ln AGDP），当长江经济带经济发展超过9.92，经济增长将会对环境污染造成一次突变；在不同工业发展水平下，工业发展超过7.37时，经济增长对雾霾污染的影响将发生一次突变；同理，在不同人口聚集下，当总人口数超过8.65时，经济增长对雾霾污染亦将发生一次突变；在不同开放水平下，净出口大于14.25时，经济发展对雾霾的影响同样发生了一次突变。说明了区域经济发展对雾霾污染的非线性影响在不同因素水平的作用下具有本质性的差异，深入探讨不同因素影响下的经济与环境的相互关系值得关注。

3.2 雾霾污染面板门槛效应分析

根据门槛变量值的检验，本文将基于上述通过显著性检验的四个门槛变量，分别建立长江经济带不同影响作用下，经济增长对雾霾污染的影响。具体回归结果如表3所示。

表3 面板门槛模型参数估计结果

经济增长加剧了环境污染，加剧程度随拐点出现而放缓。由表3所示，当一个地区人均GDP小于门槛值9.92时，经济水平对环境污染的影响系数显著为0.256，表示人均GDP每增加1%，环境污染将恶化0.256%；当该地区人均GDP跨越该门槛值后，人均GDP对环境污染的影响显著为0.254，相比跨越前有所减弱。通过以上分析，人均GDP对长江经济带环境污染具有显著的“单门槛效应”，经济增长对雾霾污染的恶化程度也在逐步放缓。改革开放以来，我国经济得到了快速发展，但这种发展是“非质量性”发展，资源利用效率低，导致资源消耗的比重远高于经济增长，以资源浪费为代价的经济增长明显加剧了长江经济带雾霾污染浓度。近年来，雾霾污染程度明显放缓，主要是由于国民的意识不断加强，经济可持续政策的倡导与实施，环境治理逐步加强，但这种影响力度明显不够，经济增长对环境治理的负外部性仍不容小觑。

不同工业发展水平下，经济发展对雾霾污染浓度同样具有明显的单门槛效应，随着工业化进程的不断推进，经济增长对环境污染具有正向影响，影响程度在门槛跨越后有所降低。当工业增加值低于7.37时，经济增长对雾霾污染具有显著的正影响，系数值为0.343；当工业增加值超过7.37时，经济增长对雾霾污染仍然具有显著的正向作用，但此时的影响力下降为0.325。工业经济的增长是长江经济带经济增长的主力军，但工业化的发展在一定程度上加重了雾霾污染，随着工业快速发展，产业结构也逐步从第一产业向第二、三产业转型升级，在此过程中，粗放式的工业化发展以环境污染为代价，使得经济增长的同时环境遭到破坏。随着工业技术革命的推进，使得工业发展逐步进入良性发展阶段，污染程度也得到了一定地改善。为此，在工业技术发展不断推进下，经济增长对雾霾污染程度有所放缓，但仍处于持续恶化状态，加快科技进步、智能创新在工业中的应用，是当下解决工业环境问题至关重要的一步。

在不同人口聚集下，经济增长对雾霾污染程度出现明显的加剧。人口聚集对环境污染具有明显的单门槛特征。当总人口数低于8.65时，人均GDP对雾霾污染浓度的影响显著为正，系数为0.248，当总人口数高于8.65时，人均GDP对雾霾污染的影响系数显著为0.265，人口规模的增加，加重了经济增长对雾霾污染的影响。人口聚集一方面提供了大量廉价劳动力促进经济快速增长，另一方面随着人口聚集的不断扩大，聚集结构的不合理性日益凸显，产业分工协作不足，区域的趋同化严重，数量扩张式的经济增长导致了环境进一步的恶化。从社会层面上看，随着人口规模的不断扩大，生活能源消耗增大，对环境污染影响力也不断增强，当跨越临界点后，环境自身净化速度远低于制污速度，这种影响将更加突出。综上所述，人口过少、红利不足，经济增长缺乏动力；人口过多、人力资本过剩，环境污染问题凸显。因此，合理调节控制人口结构，促进经济健康稳定发展，是目前亟待解决的重要问题。

区域贸易开放程度是经济发展的重要导航。在不同开放程度下，经济的发展对环境污染同样呈现出显著的门槛效应。当净出口小于14.25时，人均GDP对雾霾污染浓度的影响显著为正，系数为0.275，当总人口数高于14.25时，人均GDP对雾霾污染的影响系数上升到0.285，经济增长在不同水平的贸易开放程度上出现了不同的污染效应，当贸易开放跨越门槛之后，环境出现进一步的恶化。出现这种现象的原因在于：一是长江经济带的出口途径是以数量为主，这种类型的出口方式导致大量的能源资源消耗，甚至需进口大量的能源和资源，对生态环境造成了不利影响；二是出口商品以初级加工品如纺织品等劳动密集型产品为主，这种商品的出口表明了长江经济带出口商品品质的先天不足，初等产品的加工，需要投入大量的自然资源、能源、廉价劳动力、土地等要素，显然对经济可持续发展具有不利影响。经济增长需要出口贸易的扩展，而这种持续打数量出口战的方式无疑是让污染程度进一步加深。因此，提升产品品质，是长江经济带贸易开放战略中的主攻方向，只有在实现数量向质量跨越式飞跃后，以质为基石，改变外贸增长与竞争模式，才能促进对外开放经济绿色发展。

3.3 长江经济带分省市门槛跨越情况分类

长江经济带在不同门槛变量的影响下，经济增长对雾霾污染的作用呈现出显著的门槛效应。当人均GDP和工业增加值跨越门槛值后，经济发展对雾霾污染的影响放缓，当人口聚集和对外开放跨越门槛值后，经济发展对雾霾污染的程度加重。根据上述分析，将长江经济带11个省市在各门槛变量影响下的跨越情况整理如表4所示。

表4 长江经济带各省市门槛跨越情况

从表4发现，在不同影响因素作用下，长江经济带各省市经济增长对雾霾污染的影响程度不尽相同，跨越门槛值先后也不尽相同。从区域上看，经济越发达地区，雾霾污染越早跨越门槛值，从不同影响因素上看，具体表现如下：

长江经济带各省市均已跨越经济增长与工业发展水平门槛值。当门槛变量为人均GDP时，除贵州和云南两省外，其他省市均在2000年前后跨越门槛值9.92，贵州和云南分别在2007年和2006年跨越该门槛值。当门槛变量为工业增加值时，仅贵州在2005年跨越门槛值，其余各省市均在2000年实现跨越。从整体上讲，在经济增长和工业发展水平影响下，长江经济带经济发展对雾霾污染的影响具有趋同性，加快经济的可持续发展，可重点考虑各省市间经济的互利互助，协同合作，共同打造绿色经济带。

在不同的人口聚集作用下，两直辖市仍处第一阶段，其余省份已跨入第二阶段。从表4可知，沪渝两市人口总数常年低于门槛值，其余省份人口总数均高于门槛值。说明两市在人口聚集的影响下，经济增长对环境的影响要远低于其他省份。

在不同贸易开放程度下，长江下游地区门槛于2000年实现跨越，长江中、上游地区实现门槛跨越较为困难。如表4所示，长江下游地区包括上海、浙江、江苏三省市对外开放在2000年便达到门槛值，从长江中、上游地区各省市门槛跨越情况来看，云贵两省至今仍未跨越门槛值，其他省市门槛跨越期也仅是在2010年前后。说明了在不同的贸易开放下，长江下游地区经济增长对雾霾的污染更为严重，一方面长江下游地区受自身地理条件的影响，贸易开放程度明显高于内地，着力改善长江下游地区贸易开放模式刻不容缓，另一方面打造升级长江中上游地区品质商品贸易出口是提高长江中上游地区经济稳定可持续发展的有效途径。

4 结论

本文以长江经济带为研究视角，基于2000—2014年省际面板数据，构建了长江经济带雾霾污染影响因素指标体系，在不同变量门槛下，建立面板门槛回归模型，讨论经济增长与雾霾污染的非线性关系，旨在找出经济增长对雾霾污染的影响拐点，结果表明：（1）人均GDP对雾霾污染具有单门槛特征，经济拐点出现。且在人均发展水平、工业发展水平、人口聚集以及对外开放等作用下，经济增长对雾霾污染均发生了一次突变。（2）不同因素作用下，经济增长的突变表现不尽相同。其中，人均GDP和工业增加值作为门槛变量时，经济增长在门槛变量跨越门槛值后对环境负效应有所放缓。近年来，由于国民意识的不断加强，经济可持续政策的倡导与实施，环境治理逐步加强，使得经济增长对雾霾污染的影响明显放缓。（3）在不同人口聚集和对外开放程度下，经济增长对雾霾污染程度出现明显的加剧。人口规模的增加、贸易开放的扩大，加重了经济增长对雾霾污染的影响。