面向区域大气环境质量改善的京津冀及周边地区产业结构评估与优化建议

张保留，吕连宏，王健，罗宏

中国环境科学研究院

京津冀(北京市、天津市、河北省)及周边地区(山西省、内蒙古自治区、山东省、河南省)是我国工业化、现代化的先发地区，同时也是大气污染较严重的区域[1-5]，大气环境问题已成为制约区域可持续发展的重要瓶颈[6]。产业结构不合理尤其是重点行业产能过剩，是京津冀及周边地区大气污染严重的主要原因之一[7-9]。产业结构是经济增长结果和未来经济增长的基础，是区域经济发展的重要影响因素[10-11]。产业结构决定了区域能源消费的结构和强度[12-16]，同时也是影响区域大气环境质量的主要因素[17-22]。开展京津冀及周边地区区域产业联动升级，是有效改善区域大气环境质量的重要手段[23-25]。

区域产业结构演变是经济学界多年来关注的重点领域[26-29]，许多学者在产业结构演进特征与状态的评价方面进行了探索[30-32]。趋同化、合理化及高级化是评估区域产业结构演进特征与优度的重要测度。趋同化程度的研究方法主要有产业结构相似系数、产业结构差异度系数、产业分工指数、区位商、区位基尼系数和产业结构重合度指数等[33-35]；合理化程度的研究方法主要有影子价格法、投入产出法、钱纳里标准产业结构法等[36-37]；高级化程度的研究方法有发展型式判别法、相对比较判别法和结合经济发展阶段判别法等[38-40]。

本研究相对于以往的研究尺度更大，着力于从环境问题背后的产业痛点出发探寻实质，尝试在大区域范围进行产业结构发展特征评价研究，即当前国家大气污染治理重点区域京津冀及周边7个省(区、市)，通过量化评估研究，找出区域产业结构的问题，并针对区域大气环境质量改善提出区域产业结构优化对策，对于推动区域大气污染联防联控和京津冀及周边地区的一体化发展具有重要的实际意义。

1 研究区产业概况

京津冀及周边地区7个省(区、市)中，除了北京市以第三产业为主，天津市第二、三产业均衡之外，其他省(区)产业结构均呈第二产业为主、第三产业为辅、兼顾第一产业的状况。根据多年规模以上工业产值统计数据分析，近年来各省(区、市)主导产业情况见表1。

表1 京津冀及周边地区主导产业情况

当前各省(区、市)的主导工业布局主要呈以下特点：1)主导产业个数差异较大，产业集中度不同。北京市和山东省产值较高的产业仅有4类，其他地区均在5～8类。2)高产值产业种类不一，累计产值水平不同，贡献比例有别。山西省因为煤炭开采和洗选业的贡献使得主导产业占比高达80%，山东省和河南省主导产业占比在35%左右，其他地区均在50%～60%。3)主导产业具有共性，有一定重合度。北京市和天津市的主导产业均包含计算机、通信和其他电子设备制造业，汽车制造业；天津市和河北省均包含黑色金属冶炼和压延加工业、化学原料和化学品制造业、金属制品业；山西省、河南省和内蒙古自治区均包含煤炭开采和洗选业，黑色金属冶炼和压延加工业，电力、热力生产和供应业，有色金属冶炼和压延加工业，化学原料和化学品制造业；山东省、河南省和内蒙古自治区均包含农副食品加工业。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

研究数据主要来源于历年的《中国统计年鉴》及各省(区、市)《统计年鉴》，包括产业结构及就业人数等相关指标。

2.2 研究方法

采用以下3种方法分别评价区域产业结构的趋同化、合理化和高级化程度。

产业结构相似系数法为联合国工业发展组织(United Nations Industrial Development Organization，UNIDO)推荐使用，是从静态的角度来测度各地区之间的产业结构趋同化程度。要获得区域间产业结构趋同或趋异的信息，须通过比较该系数的历年动态变化趋势，对京津冀及周边地区的产业结构相似程度进行测度，公式如下：

(1)

式中：Sij为相似系数，取值范围为0～1，数值越大表示两地产业结构越相似；i和j分别为2个比较的地区；Xik和Xjk分别为i和j地区第k产业的产值占该地区总产值的比例。

2.2.2产业结构偏离修正指数法

产业结构合理化程度是指各产业投入和产出之间的耦合质量，它反映了各产业之间协调程度，也反映了资源合理利用程度。随着经济的发展和科技的进步，国家或地区的三次产业间的比值始终是动态变化的。一般是选定一个动态作为参考，与之对比分析产业动态结构的变化规律，从而评价产业结构的合理性。

借鉴基于标准差化结构失衡度的计算方式改进结构偏离指数法，称为结构偏离修正指数法[41]，并将该指数进行正向化处理，公式如下：

(2)

式中：IR为产业结构合理化指数；Yk和Lk分别为第k产业的产值和就业人数。IR在保留产业结构偏离度的理论基础和经济含义的同时，考虑了各产业在经济活动中的相对重要性，且避免了绝对值计算不便的问题。IR越大，表示产业结构越合理;反之，表示产业结构越不合理。

作为村党支部书记的武志锋，有一句经常挂在嘴边的话：“脱贫路上党员是先锋。”面对东柳院村52户人家132口人，耕种着307亩土地的现状，他从2014年上任时就认真摸底核查，划定建档立卡的贫困户有19户52人。怎么办？他从党建入手,增强核心凝聚力。2015年，筹资5万元，建起了120平方米的党员活动室、村民议事中心、红白理事会、文化活动室等，制作了《习语》《村庄之变》等图版。创新实行了村干部“轮值制”，彻底改变了“有事干、没事散”的旧习惯，将村书记、村主任、第一书记、村委副主任、村务监督、驻村工作队员、村委，进行轮值坐班，处理日常事务。3年培养入党积极分子5名，发展党员1名。

2.2.3产业结构转移度量法

产业结构高级化的过程是复杂的，指的是产业结构伴随着生产力、科学技术、环境变化和需求变化的发展，根据产业结构演变规律由低层次向高层次发展的过程，主要表现为国家或地区的经济发展和产业结构重心由第一产业向第二产业和第三产业逐渐转移，标志着国家或地区经济发展水平的高低、发展阶段和方向。本研究借鉴了郑少智等[42]对产业结构高级化指标的度量方法。

首先，将第一、二、三产业的增加值占GDP的比例构成一个三维向量Z0=(z10，z20，z30)，分别计算Z0与各产业由低层次到高层次排列的向量Z1=(1，0，0)、Z2=(0，1，0)、Z3=(0，0，1)间的夹角α1、α2、α3，定义θ1=π-α2-α3，θ1越大，表明转移水平越高。

其次，将第二、三产业增加值占GDP的比例构成一个二维向量P0=(p10，p20)，然后分别计算P0与各产业由低层次到高层次排列的向量P1=(1，0)、P2=(0，1)间的夹角β1、β2，定义θ2=π/2-β2，θ2越大，表明转移水平越高。αl和βh计算公式分别为：

(3)

(4)

最终,构建的产业结构高级化指数(IH)=θ1+θ2。IH综合反映了第二、三产业占比相对于第一产业上升的高级化效应和第三产业占比相对于第二产业上升的高级化效应,IH越大，表明产业结构高级化水平越高。

3 实证研究

3.1 产业结构趋同化评估

分别将京津冀及周边地区作为不同的比较群，对2000—2015年京津冀及周边地区间的三次产业结构相似系数进行计算，结果见表2和表3。

表2 2000—2015年京津冀地区三次产业结构相似系数

表3 2000—2015年京津冀周边地区三次产业结构相似系数

由表2可知，京津冀地区间三次产业存在较明显的产业趋同化问题。其中，天津市与河北省的产业结构相似系数高达0.97以上，表明两地之间三次产业结构极为相似。北京市与天津市产业结构相似系数达0.81以上，北京市与河北省产业结构相似系数达0.73以上。从总体变化趋势来看，北京市与天津市之间的产业趋同化程度呈缓解趋势，但效果不明显，2008年之前，相似系数从0.927 6降至0.819 4，之后有所上升，最终维持在0.85左右。北京市与河北省之间的产业趋同化经历了2次变化，2008年之前，相似系数从0.850 3降至0.735 0，再升至2015年的0.801 8。天津市与河北省之间的产业趋同化程度没有减轻，反而有轻微的加剧，在2005年和2006年经历了2次上升后，稳定在0.974 6～0.980 1。

由表3可知，京津冀周边地区间的三次产业有严重的产业趋同化问题。产业结构相似系数均高于0.959 6，大部分超过0.99。所有省(区)的产业结构趋同化程度总体上均呈加剧趋势。山西省与河南省间的趋同化情况相比其他省(区)略轻，大部分年份的产业结构相似系数在0.98左右，近年升至0.99左右。这表明产业结构趋同化程度具有明显的区位毗邻性，由于各省(区)间资源禀赋、环境条件、政策制度等方面具有一定的相似性，且工业化进程相似，进而三次产业结构相似系数较高，趋同化较严重。

综上，京津冀及周边地区间的产业结构均存在较为严重的同构现象，并且近年的改善效果并不明显，而这种产业同构现象均体现在“二三一”的产业结构形态上，容易造成产能过剩和产品过度竞争，不利于规模经济的形成，需要进行深层改善。

3.2 产业结构合理化评估

分别将京津冀及周边地区作为不同的比较群，对京津冀及周边地区间的三次产业结构合理化进行量化计算，结果如图1和图2所示。

图1 2000—2015年京津冀地区产业结构合理化指数变化趋势Fig.1 Trend of the rationalization index of industrial structure in Beijing-Tianjin-Hebei areas from 2000 to 2015

图2 2000—2015年京津冀周边地区产业结构合理化指数变化趋势Fig.2 Trend of the rationalization index of industrial structure in four provinces around Beijing-Tianjin-Hebei areas from 2000 to 2015

由图1可知，在京津冀地区，北京市因各方面的条件优势，产业结构合理化程度远高于天津市和河北省。2005年以前北京市产业结构合理化指数呈急剧上升趋势，2005—2010年趋于稳定，2011年之后呈平缓上升趋势，说明北京市产业结构合理化水平逐步提高。这些变化均与北京市的产业规划与相关政策密切相关。相比于北京市，天津市产业结构合理化程度变化趋势不明显，大致呈先略微下降后略微上升再有所下降的趋势；而河北省经历了产业结构合理化水平不断提升的过程，说明随着经济的发展，其产业结构不断趋于合理化，但速度较缓慢。

由图2可知，自2000年以来，除内蒙古自治区外，京津冀周边其他3省产业结构合理化指数大体呈上升趋势。其中，山东省产业结构合理化指数明显高于其他省(区)，且合理化进程最为迅速。河南省产业结构合理化指数经历了平稳上升的过程。山西省产业结构合理化指数在2009年以前趋于平稳，之后经历了短暂提升转而开始下降，2011年后快速上升，但总体呈上升趋势，与河南省水平接近。内蒙古自治区产业结构合理化指数在2011年以前一直呈下降趋势，之后开始平缓上升。

综上，京津冀及周边地区，北京市产业结构合理化水平最高，天津其次，河北省与周边4省(区)产业结构合理化水平较为接近。“十二五”以来，京津冀及周边地区产业结构合理化水平表现为北京市>天津市>山东省>河北省>河南省>山西省>内蒙古自治区，除北京市外，其他6省(区、市)产业结构仍不够合理，且改善速度较慢，亟待提升。

3.3 产业结构高级化评估

京津冀及周边地区间三次产业结构高级化量化计算结果如图3和图4所示。

图3 2000—2015年京津冀地区产业结构高级化指数变化趋势Fig.3 Trend of the advancedization index of industrial structure in Beijing-Tianjin-Hebei areas from 2000 to 2015

图4 2000—2015年京津冀周边地区产业结构高级化指数变化趋势Fig.4 Trend of the advancedization index of industrial structure in four provinces around Beijing-Tianjin-Hebei areas from 2000 to 2015

由图3可知，自2000年以来，北京市产业结构高级化指数基本呈现不断上升趋势，表明北京市在2000—2015年较快实现第一产业向第二、三产业以及第二产业向第三产业的转移。天津市和河北省产业结构高级化指数较接近，变化趋势相似，2000—2004年呈下降趋势，2005—2008年呈平稳趋势，2009年以后呈上升趋势。但天津市较河北省变化趋势更明显，且产业结构高级化指数高于河北省，表明天津市与河北省在三次产业间的转移水平较低，也充分印证了天津市作为北方工业中心，其第二产业的重要性。

由图4可知，京津冀周边地区产业结构高级化指数变化趋势较为复杂，大致呈先下降后上升的趋势，各省(区)间出现拐点的时间不同。2000—2011年，山西省、内蒙古自治区产业结构高级化指数总体均呈下降趋势，之后呈上升趋势；山东省2004年以前呈下降趋势，之后呈上升趋势；河南省2003年以前呈上升趋势，之后波动下降，2010年以后又开始上升。山东省产业结构高级化进程最快，河南省最缓慢。

综上，京津冀及周边地区产业结构高级化水平北京市最高，天津市、河北省与周边地区水平相近。“十二五”以来，京津冀及周边地区产业结构高级化水平表现为北京市>天津市>山东省>山西省>内蒙古自治区>河北省>河南省，但产业结构高级化水平普遍不高，北京市与其他省(区、市)差距也不大，虽然近年来有所提高，但速度较缓慢，各省(区、市)仍需不断推动产业结构高级化进程。

4 讨论与建议

4.1 讨论

(1)京津冀及周边地区产业结构相似化程度极高。京津冀地区中，河北省与天津市间的产业结构相似系数最大，其次是北京市与天津市，北京市与河北省间的最小。结合主导产业分析，除了北京市以第三产业为主，其他2个省(市)以工业为主，河北省与天津市之间的主导产业存在50%的相似，分别是黑色金属冶炼和压延加工业、化学原料和化学品制造业、金属制品业。京津冀周边地区的产业结构相似系数呈逐年增加趋势，这与各地提高第三产业，降低第一、二产业的发展策略有关。4个省(区)的产业具有一定重合度，共有主导产业超过70%。

(2)京津冀及周边地区产业结构合理化程度总体提升，但水平仍较低。京津冀地区，天津市产业结构合理化指数大致呈先略微下降后略微上升再有所下降的趋势外，北京市和河北省均呈上升趋势。京津冀周边地区，内蒙古自治区2011年之前呈下降趋势，之后平缓上升；其他3省大体呈上升趋势。其中，山东省产业结构合理化水平明显高于其他3省(区)，且合理化进程最为迅速。河南省产业结构合理化水平经历了平稳上升的过程。除北京市外，其他省(区、市)产业结构合理化仍处于较低水平，且改善速度较慢，亟待提升。

(3)京津冀及周边地区产业结构高级化程度普遍较低，区域变化趋势不同。北京市产业结构高级化水平最高，天津市、河北省与周边地区水平相近，普遍较低。京津冀周边地区则虽然大致呈先下降后上升的趋势，但各省(区)间出现拐点的时间不同，山西省和内蒙古自治区在2011年左右开始上升，山东省和河南省则分别在2004年和2010年开始上升，表明不同地区的产业发展水平参差不齐。

(4)京津冀及周边地区产业结构趋同化严重，更多表现出不利影响，以钢铁、焦炭、玻璃为代表的偏重产业结构，增加了对自然资源与生态环境的压力，排放的大气污染物相似或相同，在不利气象条件出现时容易造成区域大气污染的叠加。产业布局不合理是造成京津冀及周边地区大气污染的主要原因，“工业围城”“一钢独大”“一煤独大”等现象在华北地区一些城市比较普遍，造成局地空气质量恶化，改善不合理的产业布局，合理利用大气环境容量十分必要。

4.2 建议

为了从宏观经济层面改善区域大气环境质量，应以深入贯彻落实京津冀协同发展重大战略部署为前提，以市场为导向，以科技为支撑，以基地、园区和重点企业为依托，以机制、政策创新为保障，充分发挥京津市场优势、河北省资源优势、周边4省(区)的区位承接优势，建立区域间协调发展新模式。

(1)明确京津冀及周边地区产业趋同类型，制定差异化发展策略。京津冀及周边地区应根据各自资源、环境、产业基础等条件制定差异化的发展策略，因地制宜地调整和优化区域产业结构，其中北京市和天津市应坚持“三二一”的产业结构模式，河北省、山东省、山西省、河南省和内蒙古自治区应在第二、三产业并重的基础上，持续对偏重的第二产业进行优化，大力发展第三产业。

(2)明确京津冀周边区域发展定位，统筹优化产业布局。根据地理位置、资源禀赋等条件，在建立配合京津冀产业转移承接平台的同时，为周边4省(区)分别设定发展定位及阶段性发展计划，各地区应以发展高层次、高附加值产业为导向，优先着力发展地方特色优势产业。山东省和河南省需着重改善工业偏重情况，加速工业转型，大力发展战略性新兴产业；山西省、内蒙古自治区可依托区位优势和能源产业优势，大力发展绿色制造业。

(3)加快产业转移和整合，形成以核心带动周边的辐射效应。发挥政府与市场资本协同作用，加快产业转移和升级，从高污染、高能耗、低附加值转向技术先进、附加值高、环境友好的产业。一方面，加快向第三产业转移的速度，逐步实现第二产业均衡、第三产业大比例提升，形成高附加值化、高技术化、高集约化和高加工度化的高级化产业结构；另一方面，夯实周边地区产业承接能力，积极创造促进产业集聚的条件，加快产业向周边地区的转移，实现产业在区域间的优化布局及资源整合，促进区域产业结构的优化升级。