基于面板数据模型的京津冀产业结构对环境污染的影响分析

(北京信息科技大学 北京 100192)

一、引言

伴随着经济快速发展，京津冀环境状况备受关注。2017年，全国平均优良天数比例为78.0%，PM2.5年平均浓度为35微克/立方米。北京市空气质量达标天数为226天，达标天数比例仅为62.1%，空气重污染天数为23天，全市环境空气中主要污染物PM2.5年平均浓度值为58微克/立方米远高于全国平均浓度；天津市空气质量达标天数209天，PM2.5年平均浓度62微克/立方米，超过全国平均浓度标准0.77倍；河北省空气质量达标天数为196天，占全年总天数的53.7%，低于全国平均达标天数，PM2.5年平均浓度值为65微克/立方米约是全国平均浓度的2倍。京津冀环境污染状况高于全国平均水平，环境污染较为严重。

为治理环境污染京津冀携手染出台了相关政策，2013年9月17日，环境保护部、发展改革委等6部门联合印发《京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则》，明确了京津冀环境污染治理的具体任务和目标。2015年4月30日，审议通过了《京津冀协同发展规划纲要》，指出有序疏解北京非首都功能；构建一体化现代交通网络；优化空间格局和功能定位；扩大环境容量和生态空间等等。2017年印发实施《京津冀区域2017年水污染防治工作方案》加大了京津冀区域水污染治理力度。因此，在了解京津冀环境污染状况下，深入分析导致环境污染的原因，及如何对环境造成影响至关重要。

二、文献综述

关于环境污染的影响因素，主要有经济增长、承接产业转移、产业结构、人口、外商直接投资、能源结构等。王芳、周兴基于面板数据对人口与环境的关系做了实证分析；[1]赵海霞等运用面板数据分析江苏省的环境污染因素经济活动、工业结构重型化调整、城市化进程是导致环境污染排放增加的主要因素；[2]孙克等分析了人文因素对省域环境污染影响的空间异质性估计；[3]陆文豪等基于灰色系统理论对河北省环境污染影响因素进行实证分析，产业结构是环境影响的主要因素，技术效应和经济规模是环境影响的重要因素；[4]蔡风景，李元通过贝叶斯平均估计方法分析了我国环境的主要影响因素，经济发展水平、产业结构、能源利用率、科技教育水平和政府环保管制等均会对我国环境污染产生影响。[5]本文主要基于面板数据建立随机效应模型分析京津冀产业结构对环境污染的影响。

三、京津冀环境污染与产业结构状况分析

(一)京津冀环境污染状况

京津冀环境污染协同治理后，京津冀环境状况得到了改善，但是环境问题仍然需要加强治理。2016年京津冀空气质量达标天数比例56.8%，比全国平均比例低22%；重度及以上污染天数比例为9.2%，比全国平均比例高6.6%。京津冀及周边地区仍是污染最重区域，全国空气质量城市排名中后十位中有九个城市来自该区域。2017年京津冀地区全年平均优良天数比例为56.0%，比全国平均水平低22%，PM2.5浓度为64微克/立方米，PM10浓度为113微克/立方米，分别高于国家平均水平21%、38%。2013年至2016年，在全国污染最严重的10个城市中，仅河北省的城市数目达7个，环境污染问题依然较为严峻。

本文主要选取了1992-2016年工业废水、废气、固体废物排放量采用熵权法，计算京津冀环境污染指数，并对京津冀环境污染状况进行分析。[6]京津冀环境污染变动情况如下图1所示：

图1 京津冀环境污染指数

数据来源：《北京市环境状况公告》、《天津市环境状况公告》、《河北省环境状况公告》、《中国环境统计年鉴》

由京津冀环境污染指数变动图可以看出，京津冀环境污染指数2012年以来持续下降，京津冀环境污染协同治理的实施，环境状况均变好。1995年之前北京市环境状况仍处于环境库兹涅茨曲线第一阶段，虽然对环境问题有较早的认识，但是环境质量随着经济的发展没有明显变好，1998年以后北京市开始持续大规模的大气污染防治，特别是末端治理和结构调整使得环境状况出现明显好转。1998-2016年间北京市环境污染指数呈下降趋势，且2000年以后北京市环境污染指数开始低于天津和河北，环境问题稳步改善。天津市环境污染指数呈上下波动状态，2013年京津冀环境污染协同治理实施后天津市环境污染指数直线下降，环境状况明显变好。河北省环境污染指数也是上下波动，但由于河北省一些高污染企业和一些政策实施不到位等原因，环境污染指数高于北京和天津，但2012年以后环境污染指数呈下降趋势，环境污染治理取得了一定的成效。

(二)京津冀产业结构状况

在三次产业占比中，2017年北京市第一产业占比不到1%。第三产业占比超过80%，金融业已成为第一大服务业，对带动经济增长发挥着十分重要的作用。2014年天津市第三产业占比开始大于第二产业，成为主导产业到2017年天津市第三产业占比超过第二产业10%。河北省三次产业占比中，第二产业占比仍然最大，但是第三产业占比逐年增加，越来越接近第二产业，到2017年第二产业占比比第三产业高不到5%。

本文采用产业结构升级系数对京津冀产业结构测算，对于京津冀产业结构升级程度的测算，在遵循配第-克拉克定律的同时，参考相关文献，采用以下产业结构升级系数测算，[7]具体计算公式如下：

(1)

其中R表示产业结构升级系数，且R的取值范围在1-3之间，R越接近1产业结构层次越低，R越接近3产业结构层次越高，此时第三产业占较大比重，R越接近2，此时经济社会处于工业化阶段，工业占比较大。

从1992-2016年北京市产业结构经历了较大的变化，三次产业之间的比例关系有了明显的改善，产业结构日趋合理。产业结构升级系数越来越接近3，第三产业占据主导地位。天津市始终把结构调整作为转变经济发展方式的关键环节，狠抓好项目建设，不断增强自主创新能力，高端化高质化高新化体系逐渐形成。天津市产业结构逐渐优化升级，产业结构升级系数逐年增加，由1992年的2.29上升为2.53，2015年开始产业结构升级系数大于2.5，第三产业占比最成为主导产业。河北省产业结构升级系数变动中产业结构升级系数均小于2.5，]第三产业尚未成为主导产业，产业结构有待升级,从而适应当今经济发展总体趋势，交通运输、商贸等传统产业不断壮大，信息服务、房地产、金融、旅游等新兴行业迅速发展，成为国民经济的重要力量。[8]

四、模型设定

(一)变量的选取

本文主要考察京津冀产业结构对环境污染的影响，由于第一产业占比较小，本文选取的第二产业和第三产业占比做自变量，分别用ER和SA表示环境污染指数作为因变量用HJ表示，利用Eviews6.0进行面板数据的平稳性检验和模型形式选取。

(二)平稳性检验

为了防止出现伪回归，首先对数据进行平稳性检验，由表1可看出HJ、ER、SA均非平稳，运用差分法处理非平稳变量分别取HJ、ER、SA的一阶差分dHJ、dER、dSA,在5%的显著性水平下均平稳，因此HJ、ER、SA均为一阶单整过程，即一阶差分平稳过程。由此可以构建dHJ、dER、dSA的面板数据模型，对第二产业、第三产业对环境污染的影响做回归分析。

表1 ADF单位根检验结果

(三)建立回归模型

1.确定模型的影响形式

在回归模型的影响形式中有固定硬性形式和随机影响形式，本文先假设是随机效应回归模型，再利用Hausman检验是否是随即效应模型。随机效应回归模型的形式为：yi=α+vi+xiβ+ui，由Hausman检验结果看出W值是0.086，P值是0.96，P值大于0.05所以接受原假设，可以建立随即效应回归模型。

2.确定模型的形式

表2 F统计量的计算结果

由计算结果看出F2大于临界值0.27，所以拒绝H2。继续对F1进行判断，同样F1也大于其临界值0.18，所以随机效应模型应采用变系数形式。

3.模型的建立

由以上论述确定应建立变系数形式的随机效应模型。面板数据模型设定为：

yi=α+xiβ+ui

(2)

其中i表示京津冀三个地区，t=1992-2016,βitk指斜率系数，βit指个体的截距项表示个体对总体平均状态的偏离。

变系数随机效应回归模型结果中，拟合优度87.7%即环境污染变动1单位，87.7%可以由第二产业和第三产业占比解释。DW值1.6说明第二产业和第三产业的占比与环境污染综合指数有显著的相关性，且各变量系数t值均大于p值较为显著。第二产业比重与环境污染综合指数成正比，第二产业占比增加环境污染严重，第三产业占比与环境污染综合指数成反比，第三产业占比增加环境污染减轻。河北省第三产业占比的增加能明显带来环境污染综合指数的下降，北京市和天津市相当。而北京市第二产业占比对环境污染的影响远远超过天津和河北。

4.实证分析

由京津冀面板数据变系数随机效应模型可以看出，第二产业占比与环境污染系数成正比，第三产业占比与环境污染指数成反比。北京市第二产业占比对环境污染的影响最大，第二产业占比增加一单位环境污染就会加重97.5，天津市第二产业占比增加一单位环境污染加重34.78，河北省则相较于北京和天津较小，第二产业占比每增加一单位环境污染加重12.67，但是第二产业占比的增加对环境污染的影响较为明显，环境污染系数的增加远远大于第二产业占比的增加。京津冀第三产业占比对环境的影响大致相同，第三产业每增加一单位环境污染系数就会降低八十多，增加第三产业的占比能较大程度的改善环境。北京市第二产业占比对环境影响的系数大于第三产业的影响，对第三产业投入力度要远远高于第二产业环境污染才能有所改善，必须大力发展第三产业。天津市和河北省第二产业对环境的影响小于第三产业，只要抓紧第三产业的发展环境污染问题就会明显变好。

五、对策

合理的产业布局尚未完成优化升级，产业结构调整仍是重中之重。北京、天津、河北产业发展不协调，产业结构相差大。北京以第三产业为主，大部分的重工业企业都实现了转移，在工业废弃物方面减小了排放，但是重工业企业转移到河北，一定程度上影响了河北产业结构升级的步伐。由于转移的企业大多都是高污染企业，污染产业的区域内转移并没有很好地缓解京津冀区域的环境污染。应着眼于三地产业结构的现实情况以及污染源的差异，具化污染物排放的标准细则，统一环境治理方面的制度性标准。建议三地立法机关协同经济、环保、税收等各个领域专家共同参与制定、修改环境治理等相关法律法规，将环境治理纳入政绩考核以及经济社会发展评价体系的组成部分，对资源消耗、环境损害、生态效益等体现生态文明建设状况的指标进行量化。[10]目前河北省仍以第二产业为主导产业，产业结构比较侧重资源型，钢铁、水泥等污染排放量对环境污染较大。河北省要积极接受产业转移，利用北京和天津的技术、人才优势以及资金支持加快产业升级，争取尽快进入后工业化时期。同时在进行产业转移时，要转移环保型产业而不是为了地区发展仅仅进行产业转移，产业转移要对环境污染的缓解有所帮助，使得京津冀环境状况有所改善，避免出现先污染后治理的老路。