基于HLM模型的生態(tài)環(huán)境保護與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展分析

摘要：文章通過利用HLM模型來研究山東省91個市縣生態(tài)環(huán)境保護與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系，分析結(jié)果表明：廢氣的排放量與當(dāng)?shù)氐谝坏诙a(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值有明顯的正相關(guān)關(guān)系，這預(yù)示著一種環(huán)境隨經(jīng)濟增長惡化的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境保護；地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展；HLM模型

一、 引言

本研究通過構(gòu)建環(huán)境污染指標與經(jīng)濟指標之間的計量模型，來深入分析生態(tài)保護與經(jīng)濟發(fā)展、生活美好，以及人文和諧之間的關(guān)系。

二、 文獻回顧

在有關(guān)環(huán)境污染數(shù)據(jù)與經(jīng)濟指標關(guān)系的研究中，大多數(shù)的學(xué)者使用環(huán)境庫茲涅茨曲線（Environmental Kuznet Curve， EKC）來刻畫經(jīng)濟增長與環(huán)境之間的關(guān)系，Seldon和Song（1994）分析了四種不同的空氣污染物的排放與當(dāng)?shù)厝司杖胫g的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)兩者間存在倒U型關(guān)系。為了描述環(huán)境污染及經(jīng)濟發(fā)展之間的相關(guān)關(guān)系，毛顯強（2011）提出了污染——經(jīng)濟時間彈性系數(shù)，這個系數(shù)主要反映了一個國家或地區(qū)在一年間環(huán)境污染變化與經(jīng)濟發(fā)展變化之間的相互關(guān)系，它的值等于上述兩者之間的比值。其中的計算指標需要選取較有代表性的環(huán)境污染變量指標和經(jīng)濟變量指標，環(huán)境污染變量指標可包括環(huán)境污染排放量指標，如主要污染物排放總量；在經(jīng)濟指標方面可以選用一國的國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）、人均生產(chǎn)總值、行業(yè)增加值等；在財政狀況關(guān)聯(lián)性的研究問題上，可以選取地方財政一般預(yù)算支出等作為經(jīng)濟指標。

除此以外，我國經(jīng)濟的發(fā)展是基于先進的科學(xué)技術(shù)、高素質(zhì)的人才和良好的政策與投資環(huán)境的基礎(chǔ)之上，發(fā)展科教文衛(wèi)事業(yè)（在本文中體現(xiàn)為在影響因素中考慮到了中小學(xué)在校學(xué)生數(shù)和醫(yī)院病床數(shù)對經(jīng)濟指標的影響）不僅可以為國家和社會培養(yǎng)和輸送大量掌握科學(xué)文化知識的人才，也能極大地改善人們的醫(yī)療狀況，從更深層次的角度來看，也能豐富人民的精神生活，改善投資環(huán)境，最終還是能促進國民經(jīng)濟發(fā)展的良性循環(huán)。陳延（2001）提出科教文衛(wèi)較為發(fā)達的城市，其經(jīng)濟實力也相應(yīng)較強，通過對江蘇省13個市的調(diào)查研究，用因子分析來探尋科教文衛(wèi)建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系，第一個因子在指標醫(yī)院衛(wèi)生院床位數(shù)、衛(wèi)生技術(shù)人員數(shù)、衛(wèi)生機構(gòu)數(shù)上游較大載荷，為綜合因子；第二個因子在指標普通中學(xué)在校學(xué)生數(shù)和小學(xué)在校學(xué)生數(shù)上有較大載荷，為基礎(chǔ)因子。李?。?012）認為地區(qū)醫(yī)療衛(wèi)生發(fā)展和地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展之間存在著相互相成的關(guān)系，經(jīng)濟發(fā)展對于當(dāng)?shù)蒯t(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展有重要的支撐作用，經(jīng)濟發(fā)展的成功可以為醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)提供大量的資金投入以及人力、物力、信息和技術(shù)支持；而醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展對地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展也有重要的促進作用，良好的醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展可以通過改變環(huán)境來影響經(jīng)濟發(fā)展中的各個群體，延長為經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)的勞動者的平均壽命和平均工作時間，更好地保護勞動生產(chǎn)力，從而促進經(jīng)濟健康平穩(wěn)可持續(xù)地發(fā)展。

綜上所示，在本研究中，我們選取了包含廢氣排放的指標平均SO2和平均NOX以及土地面積、年末總?cè)丝?、年末單位從業(yè)人口、地方財政一般預(yù)算支出、中小學(xué)在校學(xué)生數(shù)以及醫(yī)院病床數(shù)這些指標作為研究對象，試圖構(gòu)建計量模型來探討自然、人文環(huán)境對經(jīng)濟指標的影響。

三、 計量模型與實證方法

1. 樣本描述。根據(jù)《山東省2011年統(tǒng)計年鑒》，本文收集了山東省91個市縣2011年的縣級單位主要統(tǒng)計指標。與此同時，還登錄到“山東省省控及以上重點監(jiān)管企業(yè)自行監(jiān)測發(fā)布”網(wǎng)站進行數(shù)據(jù)搜索，通過點擊“自動檢測數(shù)據(jù)發(fā)布——重點廢水監(jiān)管企業(yè)、重點廢氣監(jiān)管企業(yè)、城鎮(zhèn)污水處理廠”等條目，匯總了山東省91個縣、市的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2. 模型和分析工具。檢驗企業(yè)廢氣排放對地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的影響，涉及地區(qū)和企業(yè)兩個層面的變量，且企業(yè)數(shù)據(jù)嵌套在地區(qū)數(shù)據(jù)之中。對這種多層嵌套數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的方法通常是將地區(qū)、企業(yè)變量都看作是同一水平的變量，直接在企業(yè)層面對數(shù)據(jù)進行分析。這實際上是在假設(shè)同一地區(qū)內(nèi)的不同企業(yè)數(shù)據(jù)是相互獨立，但這顯然不符合實際，因為一個地區(qū)內(nèi)的不同企業(yè)存在廢氣排放等多方面的相似性。類似地，我們不應(yīng)對不同地區(qū)的企業(yè)樣本和同一地區(qū)的企業(yè)樣本建立同一假設(shè)，否則可能會影響回歸系數(shù)的無偏性、有效性以及一致性，可見利用傳統(tǒng)的分析方法來分析具有分層特點數(shù)據(jù)會存在一定的缺陷?；诖?，本文將利用傳統(tǒng)回歸方法和多層線性模型（HLM）假說進行檢驗，并在研究的基礎(chǔ)上對比分析兩種不同分析方法產(chǎn)生的結(jié)果。

地區(qū)第一、第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值差異既會受到不同企業(yè)間廢氣排放的影響，也會受到不同地區(qū)間不同因素的影響。通過HLM模型可以分析出兩者對地區(qū)第一第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值方差分布，無任何自變量的情況下的模型公式如下：

基于零模型總方程的分析可以得出，第一第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的差異主要來源于企業(yè)間的差異以及企業(yè)所在地區(qū)的差異兩個方面，由于兩種差異對第一第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的影響各有不同，因此本文將分別列明企業(yè)以及地區(qū)特征變量對不同地區(qū)第一第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的影響。本文首先基于企業(yè)變量在同一地區(qū)間的影響是不變的這一假定，通過在第一層方程中加入企業(yè)間的特征變量，分析其對第一、第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的作用；然后，本文通過在第二層方程中在加入不同地區(qū)的特征變量，分析不同地區(qū)的企業(yè)對第一、第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的影響。各模型公式如下：

3. 廢氣排放與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展。

（1）傳統(tǒng)回歸分析。本次廢氣排放與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的研究中選取了包含廢氣排放的指標平均SO2和平均NOX以及土地面積、年末總?cè)丝?、年末單位從業(yè)人口、地方財政一般預(yù)算支出、中小學(xué)在校學(xué)生數(shù)和醫(yī)院病床數(shù)。

設(shè)傳統(tǒng)回歸方程為：

（2）HLM模型的分析。為了更好地考慮各變量之間的影響關(guān)系，本文擬進一步利用多層線性模型（HLM）對假說進行檢驗。本次廢氣排放與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的研究中企業(yè)特征變量包含廢氣排放的指標平均SO2以及平均NOX；而地區(qū)特征指標分為土地面積、年末總?cè)丝?、年末單位從業(yè)人口、地方財政一般預(yù)算支出、中小學(xué)在校學(xué)生數(shù)以及醫(yī)院病床數(shù)。

基于HLM模型，本文利用了HLM7軟件進行統(tǒng)計分析。地區(qū)第一、第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值差異既會受到不同企業(yè)間廢氣排放的影響，也會受到不同地區(qū)間不同因素的影響。通過HLM模型可以分析出兩者對地區(qū)第一第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值方差分布，無任何自變量的情況下的模型公式如下：

基于零模型總方程的分析可以得出，第一第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的差異主要來源于企業(yè)間的差異以及企業(yè)所在地區(qū)的差異兩個方面，由于兩種差異對第一第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的影響各有不同，因此本文將分別列明企業(yè)以及地區(qū)特征變量對不同地區(qū)第一第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的影響。本文首先基于企業(yè)變量在同一地區(qū)間的影響是不變的這一假定，通過在第一層方程中加入企業(yè)間的特征變量，分析其對第一、第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的作用；然后，本文通過在第二層方程中在加入不同地區(qū)的特征變量，分析不同地區(qū)的企業(yè)對第一、第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的影響。各模型公式如下：

根據(jù)表3的數(shù)據(jù)顯示，一個縣的政府財政支出能正向地影響該縣的第一二產(chǎn)業(yè)總值，即一個縣的政府財政支出越高，在其他條件保持不變的情況下，一個縣的第一二產(chǎn)業(yè)總值也越高。這說明了縣政府財政支出對于一個縣的第一二產(chǎn)業(yè)發(fā)展起積極作用。第二，一個縣的中小學(xué)在校學(xué)生數(shù)以及醫(yī)院病床數(shù)也會顯著地影響該縣的第一二產(chǎn)業(yè)發(fā)展，這一點符合人們?nèi)粘８惺?，即教育水平越高和醫(yī)療條件越好越能促進該地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。第三，一個縣的土地面積與總?cè)丝跀?shù)目會反向地影響該縣的第一第二產(chǎn)業(yè)總值。這說明在生活中，并不是像人們想象的那樣人越多，土地面積越大就越能促進一個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，人均生產(chǎn)效率以及單位土地的生產(chǎn)效率才是影響一個地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展更為重要的因素。第四，統(tǒng)計分析表明，一個縣的年末單位從業(yè)人員數(shù)目對于該縣的第一二產(chǎn)業(yè)總值的影響在統(tǒng)計上是不顯著的。這一發(fā)現(xiàn)跟已有的研究成果并不相符，可能是由于所收集的數(shù)據(jù)量不足，進而影響了統(tǒng)計模型的有效估計。

四、 總結(jié)

本文基于傳統(tǒng)回歸分析以及HLM模型，分析了山東省91個縣市廢氣排放與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的關(guān)系。HLM模型分析的結(jié)果表明，廢氣的排放量與當(dāng)?shù)氐谝坏诙a(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值有明顯的正相關(guān)關(guān)系，這預(yù)示著一種環(huán)境隨經(jīng)濟增長惡化的發(fā)展趨勢。

HLM模型分析結(jié)果顯示，廢氣的排放量越大往往使得一個縣的第一第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值越高，即一個縣的第一二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值會隨著廢氣排放量的增加而提高。然而，我們不能因此而認為廢氣排放量是影響一個縣第一第二產(chǎn)業(yè)增長的主要原因，真實的情況很可能是若廢氣的排放量越大，說明工廠生產(chǎn)情況越好，進而影響了該縣的第一第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展。鑒于HLM模型更加充分地反映各變量之間的相互影響關(guān)系，因此，本文也認為一個地區(qū)廢氣排放對地區(qū)經(jīng)濟有顯著的影響。

此外，我們也發(fā)現(xiàn)教育水平越高和醫(yī)療條件越好越能促進該地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，這也從側(cè)面說明了污染環(huán)境為代價換來的經(jīng)濟發(fā)展可以通過人文和生活環(huán)境的改善來替代。

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基金項目：中國人民大學(xué)國家發(fā)展與戰(zhàn)略研究院2014年度課題“中國特色美麗鄉(xiāng)村創(chuàng)建戰(zhàn)略研究”（項目號：E08）。

作者簡介：夏學(xué)杰（1979-），男，漢族，湖南省常德市人，中國人民大學(xué)農(nóng)業(yè)與農(nóng)村發(fā)展學(xué)院博士生，研究方向為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟學(xué)。

收稿日期：2015-09-14。