經(jīng)濟(jì)集聚、生態(tài)承載力與環(huán)境質(zhì)量

黃娟，汪明進(jìn)，孫坤鑫

（1.南開大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，天津市300071；2.紹興區(qū)域經(jīng)濟(jì)研究中心，浙江紹興312000）

經(jīng)濟(jì)集聚、生態(tài)承載力與環(huán)境質(zhì)量

黃娟1，汪明進(jìn)2，孫坤鑫1

（1.南開大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，天津市300071；2.紹興區(qū)域經(jīng)濟(jì)研究中心，浙江紹興312000）

本文從“胡煥庸線”這一地理學(xué)的概念出發(fā)，以基于沿“胡煥庸線”垂直遞減假說而量化的生態(tài)承載力作為核心解釋變量，選取中國(guó)大陸30個(gè)省會(huì)城市和直轄市（未含拉薩市）2003—2013年間的面板數(shù)據(jù)，用固定效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng)模型分別實(shí)證了經(jīng)濟(jì)集聚與環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系，用固定效應(yīng)向量分解模型分別實(shí)證了生態(tài)承載力與經(jīng)濟(jì)集聚、生態(tài)承載力與環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系。結(jié)果表明，城市環(huán)境質(zhì)量是生態(tài)承載力和與之相關(guān)的經(jīng)濟(jì)集聚共同作用的結(jié)果，較高的生態(tài)承載力會(huì)提高地區(qū)的經(jīng)濟(jì)集聚能力。

經(jīng)濟(jì)集聚；生態(tài)承載力；環(huán)境質(zhì)量；固定效應(yīng)向量分解模型

一、引言

在提倡綠色、協(xié)調(diào)發(fā)展理念與新型城鎮(zhèn)化建設(shè)背景下，不同區(qū)域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量既取決于自然系統(tǒng)所決定的生態(tài)承載力，也取決于該區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)的生態(tài)負(fù)載。在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下，如何既能讓經(jīng)濟(jì)集聚發(fā)揮拉動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的重要作用，又能改善生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、自然的協(xié)調(diào)發(fā)展，將顯得尤為重要。從考慮城市的生態(tài)承載力出發(fā)，通過對(duì)經(jīng)濟(jì)集聚、生態(tài)承載力與環(huán)境質(zhì)量的理論演繹和實(shí)證檢驗(yàn)，探索合理、可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)集聚模式，對(duì)于進(jìn)一步促進(jìn)城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)、協(xié)調(diào)城市經(jīng)濟(jì)集聚發(fā)展與環(huán)境改善之間的關(guān)系顯得尤為迫切。

關(guān)于生態(tài)承載力的計(jì)算，從環(huán)境科學(xué)來看十分復(fù)雜，本文參考鐘茂初［1］關(guān)于我國(guó)生態(tài)承載力沿“胡煥庸線”垂直方向梯度遞減的假說，引用孫坤鑫［2］計(jì)算各城市距“胡煥庸線”的垂直距離，以此表征其生態(tài)承載力，分析生態(tài)承載力和經(jīng)濟(jì)集聚對(duì)城市環(huán)境質(zhì)量的影響，論證在生態(tài)承載力約束下，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、集聚程度如何對(duì)環(huán)境質(zhì)量的改善施以影響；闡述生態(tài)承載力、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及科技創(chuàng)新等如何對(duì)經(jīng)濟(jì)集聚產(chǎn)生綜合影響。本文嘗試在各地區(qū)生態(tài)承載力基礎(chǔ)上，探索可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)集聚模式和運(yùn)行機(jī)制，這對(duì)于生態(tài)城市建設(shè)理論的完善以及對(duì)于貫徹“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念都將具有一定的實(shí)踐意義。

二、文獻(xiàn)綜述

（一）生態(tài)承載力理論的演化與發(fā)展

1.生態(tài)承載力的內(nèi)涵

1921年帕克和帕吉斯（Park&Burgess）在有關(guān)人類生態(tài)學(xué)雜志上提出承載能力的概念，并將其應(yīng)用于生態(tài)領(lǐng)域，稱為生態(tài)承載力，指一個(gè)小區(qū)域良性生態(tài)系統(tǒng)對(duì)某一物種可承載的最大量。［3］這一定義奠定了此后學(xué)術(shù)界使用“極值”或“容量”來衡量承載力的基礎(chǔ)，特別是隨著“承載力”在生態(tài)學(xué)中的廣泛應(yīng)用，“生態(tài)承載力”便逐漸成為衡量生態(tài)容量或環(huán)境容量的有效工具。歸納現(xiàn)有文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，生態(tài)承載力研究經(jīng)歷了從單要素到多要素、從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、從單獨(dú)的生態(tài)系統(tǒng)到加入人文系統(tǒng)的綜合研究過程。初期的研究主要集中于某一單要素的資源承載力方面，如土地資源承載力、水資源承載力、森林資源承載力等。20世紀(jì)70年代以后，由于受到能源危機(jī)、人口膨脹、環(huán)境污染等危機(jī)的影響，生態(tài)承載力研究逐漸轉(zhuǎn)化為多要素和相對(duì)要素承載力研究，主要包括環(huán)境承載力、相對(duì)資源承載力、土地人口承載力等。近年來，生態(tài)承載力理論在預(yù)測(cè)區(qū)域合理的經(jīng)濟(jì)規(guī)模和人口密度、確保城市水資源安全以及可持續(xù)發(fā)展等方面發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用。

2.生態(tài)承載力的量化方法

伴隨著相關(guān)環(huán)境理論研究的不斷深入，生態(tài)承載力的量化方法在數(shù)據(jù)收集、指標(biāo)選取、過程論證等方面均取得了長(zhǎng)足發(fā)展。里斯（Rees）［4］提出的生態(tài)足跡方法，將生態(tài)承載力折算成某一區(qū)域所能維育的最大人口數(shù)量及其所需要的生物生產(chǎn)性土地面積，由于該方法指標(biāo)分類清晰、研究結(jié)果直觀明晰，目前得到了廣泛推廣與應(yīng)用。美國(guó)生態(tài)學(xué)家奧德姆（Odum H T）［5］將不同類型、不同性質(zhì)的能量轉(zhuǎn)換成同一單位的太陽能值，根據(jù)該太陽能值的大小量化區(qū)域生態(tài)承載力的大小。該方法引入國(guó)內(nèi)以后得到學(xué)者們的重視，在實(shí)際使用過程中也得到了較大改進(jìn)。如陸宏芳等［6］構(gòu)建了評(píng)價(jià)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力的能值指標(biāo)（EISD），認(rèn)為生態(tài)承載力越大，系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展能力也越強(qiáng)。無論是生態(tài)足跡法，還是能值轉(zhuǎn)換法，其所需要的等價(jià)因子、生產(chǎn)力系數(shù)以及能值轉(zhuǎn)換率均無法直接觀察或收集得到，需要復(fù)雜的測(cè)算與轉(zhuǎn)換才能確定最終的參數(shù)。因此，二者在推廣過程中受到一定限制。目前，生態(tài)承載力量化方法出現(xiàn)了一種新趨勢(shì)，即將新技術(shù)手段運(yùn)用到區(qū)域生態(tài)承載力的定量研究上，如基于地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)的空間生態(tài)承載力方法，使得生態(tài)承載力研究從平面上升到空間立體的高度，彌補(bǔ)了僅使用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來描述生態(tài)供給量的缺陷，更克服了傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方法不能表達(dá)生態(tài)承載力空間分布格局方面的不足。

分析現(xiàn)有文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，生態(tài)是一個(gè)包含經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、資源、人口及其他生物的綜合系統(tǒng)，因此生態(tài)承載力在指標(biāo)選取時(shí)遇到的巨大挑戰(zhàn)是“能量壁壘”問題，如何將生態(tài)系統(tǒng)中環(huán)境、資源、經(jīng)濟(jì)以及人口等不同性質(zhì)的要素單位統(tǒng)一為可直接比較的單位，將是重點(diǎn)研究的內(nèi)容。本文基于“胡煥庸線”生態(tài)承載力涵義的視角，將生態(tài)承載力表征為某一地區(qū)到“胡煥庸線”的垂直距離，由于“胡煥庸線”揭示了中國(guó)人口區(qū)域分布特征，由此可以引申出中國(guó)生態(tài)承載力沿著“胡煥庸線”垂直方向梯度遞減的規(guī)律。將生態(tài)承載力以距離表征，一是可以精確測(cè)算出某一城市或地區(qū)到“胡煥庸線”的垂直距離，數(shù)據(jù)可靠且易得；二是以垂直距離表征的生態(tài)承載力，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法中各指標(biāo)的量綱得不到統(tǒng)一的缺陷。

（二）經(jīng)濟(jì)集聚與環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系研究

1.經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與環(huán)境質(zhì)量

學(xué)術(shù)界論述經(jīng)濟(jì)與環(huán)境之間關(guān)系的經(jīng)典理論主要是環(huán)境庫茲涅茨曲線（EKC）假說。EKC假說由格羅斯曼和克魯格（Grossman&Krueger）［7］首先提出。該假說指出，在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)初期，環(huán)境污染會(huì)伴隨著人均收入的增加而增加，但是從中長(zhǎng)期來看，在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的結(jié)構(gòu)效應(yīng)和技術(shù)效應(yīng)以及政府環(huán)境規(guī)制的共同作用下，環(huán)境污染會(huì)跨過拐點(diǎn)進(jìn)而逐漸下降［8］。倒“U”型的EKC曲線得到諸多學(xué)者的驗(yàn)證。一些學(xué)者將環(huán)境質(zhì)量視為生產(chǎn)要素，認(rèn)為環(huán)境污染的下降是由技術(shù)或人力資本對(duì)環(huán)境質(zhì)量要素的替代所引起的［9-10］；還有一些學(xué)者認(rèn)為環(huán)境污染是生產(chǎn)的負(fù)外部性體現(xiàn)，當(dāng)技術(shù)力量、政府環(huán)境規(guī)制能力隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高而增強(qiáng)之后，這種負(fù)外部性將逐漸減弱，環(huán)境污染隨之下降［11］。瓊和佩切諾（John&Pecchenino）［12］構(gòu)建的世代交替模型顯示，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境消費(fèi)之間存在著多重均衡，主要包括低經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—低環(huán)境消費(fèi)的“雙低”穩(wěn)態(tài)、高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—高環(huán)境消費(fèi)的“雙高”穩(wěn)態(tài)以及高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)—低環(huán)境消費(fèi)的“高低”穩(wěn)態(tài)。這種多重均衡狀態(tài)便于解釋不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平所對(duì)應(yīng)的環(huán)境質(zhì)量狀況，對(duì)于分析截面數(shù)據(jù)很有說服力，但是缺乏對(duì)環(huán)境污染隨時(shí)間序列變化的分析［13］。

2.經(jīng)濟(jì)集聚與環(huán)境質(zhì)量

在經(jīng)濟(jì)集聚與環(huán)境污染關(guān)系的研究中，維爾塔嫩（Virtanen）［14］、任等（Ren Wenwei et al）［15］認(rèn)為產(chǎn)業(yè)集聚加劇了環(huán)境污染，曾等（Dao-Zhi Zeng et al）［16］、李筱樂［17］、陸銘和馮浩［18］、豆建民和張可［19］、楊仁發(fā)［20］、黃娟和汪明進(jìn)［21］認(rèn)為產(chǎn)業(yè)集聚可以改善環(huán)境質(zhì)量；還有一類觀點(diǎn)認(rèn)為產(chǎn)業(yè)集聚與環(huán)境污染之間關(guān)系不能確定［22］，特別是在長(zhǎng)期內(nèi)產(chǎn)業(yè)集聚與環(huán)境污染之間更不具有必然的因果關(guān)系［23-24］。

在經(jīng)濟(jì)集聚與空氣質(zhì)量關(guān)系方面，杜雯翠和馮科［25］認(rèn)為，城市化中產(chǎn)業(yè)集聚帶來的“生產(chǎn)效應(yīng)”大于人口集聚帶來的“生活效應(yīng)”，城市化并不必然帶來空氣質(zhì)量的惡化。王興杰等［26］認(rèn)為，快速推進(jìn)的工業(yè)化和城鎮(zhèn)化助推人口密度不斷提高，使得大氣污染物遠(yuǎn)超城市大氣環(huán)境容量，造成城市環(huán)境質(zhì)量明顯下降。馬素琳等［27］認(rèn)為，較高的技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)集聚度會(huì)改善空氣質(zhì)量，可以從不斷提高科技水平和產(chǎn)業(yè)集聚度入手，通過各種方法減少能源消費(fèi)需求、降低工業(yè)化水平，來達(dá)到改善空氣質(zhì)量的目的，應(yīng)在不斷提高產(chǎn)業(yè)集聚度與人口集中度的同時(shí)追求綠色GDP，注重人口的文化教育以提高人口素質(zhì)，從而提升公眾的環(huán)保意識(shí)，以抵消隨人口集中度提高帶來的環(huán)境壓力。

（三）經(jīng)濟(jì)集聚、生態(tài)承載力與環(huán)境質(zhì)量

城市環(huán)境質(zhì)量是生態(tài)承載力和與之相關(guān)的經(jīng)濟(jì)集聚共同作用的結(jié)果，必須分析經(jīng)濟(jì)集聚對(duì)生態(tài)負(fù)載的影響及其環(huán)境質(zhì)量效應(yīng)，即生態(tài)負(fù)載與生態(tài)承載力之差對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。

可持續(xù)發(fā)展理論與脫鉤理論均描述了生態(tài)承載力、經(jīng)濟(jì)集聚與環(huán)境質(zhì)量的相互關(guān)聯(lián)。其中，可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)學(xué)認(rèn)為，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平受生態(tài)環(huán)境約束，存在著增長(zhǎng)的極限，正如達(dá)理（Daly）［28］超越增長(zhǎng)理論所指出的經(jīng)濟(jì)規(guī)模并不是無限增長(zhǎng)的，當(dāng)物質(zhì)資本或人造資本相當(dāng)富裕以后，相對(duì)稀缺的自然資本（或自然要素）便成為制約經(jīng)濟(jì)規(guī)模的核心要素。諸大建等［29］認(rèn)為，當(dāng)前某些地區(qū)的環(huán)境負(fù)載已經(jīng)超過了其生態(tài)承載力，導(dǎo)致生態(tài)自然環(huán)境受到相當(dāng)程度的破壞，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須遵守C模式，即在保證經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展的前提下，不斷提高資源利用效率、減少資源消耗，以期走出一條相對(duì)的減物質(zhì)化發(fā)展道路。當(dāng)然，可持續(xù)發(fā)展理論僅僅為我們描述了作為一種環(huán)境負(fù)載的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的深刻影響，一旦環(huán)境負(fù)載超過生態(tài)承載力，那么經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)將會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。而真正將可持續(xù)發(fā)展理論用于數(shù)理推導(dǎo)以測(cè)算其大小的是脫鉤理論，它描述的是在生態(tài)承載力約束下，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境質(zhì)量是否同步變化，其中，脫鉤指數(shù)由經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）［30］首次構(gòu)建，其數(shù)值等于末期的資源環(huán)境效益與GDP之比除以基期的資源環(huán)境效益與GDP之比。塔皮奧（Tapio）等［31］使用彈性系數(shù)方法對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn)，并將脫鉤狀態(tài)細(xì)分為8大類，后來學(xué)者稱之為塔皮奧脫鉤彈性系數(shù)，該系數(shù)由資源環(huán)境質(zhì)量變化率除以經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率得到。由于脫鉤理論綜合考慮了經(jīng)濟(jì)效益與資源環(huán)境效益，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)理論單獨(dú)研究經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)或僅探究資源環(huán)境的缺陷，因此，脫鉤理論很快成為衡量地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式與可持續(xù)性的工具［32］。

（四）文獻(xiàn)評(píng)述

綜上可知，將生態(tài)承載力、經(jīng)濟(jì)集聚與環(huán)境質(zhì)量結(jié)合在一起考慮的文獻(xiàn)相對(duì)較少，而大多集中于經(jīng)濟(jì)與環(huán)境關(guān)系的直接研究。這主要是由于生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)關(guān)于經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境、人口等的集合，因此，在指標(biāo)選取上存在量綱不統(tǒng)一的缺陷。由于生態(tài)承載力很難準(zhǔn)確測(cè)算，導(dǎo)致既有研究往往繞過生態(tài)承載力這一約束條件，單獨(dú)研究經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的相互關(guān)系。同時(shí)，EKC假說以人均GDP和環(huán)境污染的截面數(shù)據(jù)為考察對(duì)象，探究經(jīng)濟(jì)與環(huán)境之間在某一絕對(duì)量（或存量）上的非線性關(guān)系；而脫鉤理論描述的是經(jīng)濟(jì)與環(huán)境是否同步變化的關(guān)聯(lián)，主要以彈性系數(shù)分析法為研究框架，側(cè)重分析經(jīng)濟(jì)與資源環(huán)境的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，這就決定了脫鉤彈性指標(biāo)僅限于描述經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與資源環(huán)境的變化速度，卻忽視了二者的絕對(duì)變化量。同時(shí)，EKC假說和脫鉤理論均只能解釋經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與環(huán)境污染之間的非線性關(guān)聯(lián)，二者沒有解釋經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)影響環(huán)境污染的作用機(jī)制。在關(guān)于經(jīng)濟(jì)集聚影響環(huán)境質(zhì)量的研究方面，既有研究只是重點(diǎn)突出了產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響，經(jīng)濟(jì)集聚所包含的人口集聚及其他方面對(duì)環(huán)境質(zhì)量影響的研究則相對(duì)不足。其中，由于研究樣本與研究方法的不同，學(xué)術(shù)界對(duì)于經(jīng)濟(jì)集聚與環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系存在三種不同的觀點(diǎn)，既有人認(rèn)為經(jīng)濟(jì)集聚存在減少環(huán)境污染的正向促進(jìn)作用，也有人認(rèn)為產(chǎn)業(yè)集聚不利于改善環(huán)境質(zhì)量的觀點(diǎn)，還有人認(rèn)為二者的關(guān)系不明顯。

基于上述分析，本文主要觀點(diǎn)為：第一，基于“胡煥庸線”的視角，將生態(tài)承載力表征為到“胡煥庸線”的垂直距離，既避免了傳統(tǒng)生態(tài)承載力測(cè)算時(shí)量綱不統(tǒng)一的缺陷，也使得生態(tài)承載力更加符合我國(guó)經(jīng)濟(jì)和人口梯度遞減分布的現(xiàn)狀；第二，環(huán)境質(zhì)量與生態(tài)承載力和經(jīng)濟(jì)負(fù)載息息相關(guān)，環(huán)境質(zhì)量既受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的影響，也受到生態(tài)承載力的制約，且在一般情況下，在生態(tài)承載力相同的地區(qū)，經(jīng)濟(jì)負(fù)載越高其環(huán)境質(zhì)量越低，反之，則越高；同理，在經(jīng)濟(jì)負(fù)載相同的地區(qū)，生態(tài)承載力越高其環(huán)境質(zhì)量也相對(duì)越高，反之亦然。

三、計(jì)量模型、變量及數(shù)據(jù)說明

（一）模型設(shè)定

為了考察經(jīng)濟(jì)集聚對(duì)空氣質(zhì)量的影響，同時(shí)為了檢驗(yàn)經(jīng)典EKC曲線，本文在模型（1）中引入人均GDP的二次項(xiàng)和三次項(xiàng)，模型（2）引入其他相關(guān)的控制變量。為了考察生態(tài)承載力對(duì)空氣質(zhì)量的影響，本文建立模型（3）。為了考查生態(tài)承載力對(duì)經(jīng)濟(jì)集聚的影響，本文建立模型（4）。

其中，下標(biāo)i表示地區(qū)，下標(biāo)t表示當(dāng)期時(shí)間，Airit表示環(huán)境質(zhì)量，agglit表示經(jīng)濟(jì)集聚，pgdpit表示經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，Ei表示生態(tài)承載力，innovit表示科技創(chuàng)新，populit表示人口規(guī)模，fdiit表示外商直接投資，α0、β0、γ0為常數(shù)項(xiàng)，α1-α7、β1-β8、γ1-γ3為各變量系數(shù)，εit表示隨機(jī)誤差項(xiàng)。

（二）變量說明

鑒于數(shù)據(jù)的可獲得性，本文選取中國(guó)大陸30個(gè)省會(huì)城市和直轄市（未含拉薩市）2003—2013年間的面板數(shù)據(jù)。除生態(tài)承載力以外，其他數(shù)據(jù)來源于歷年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》和中國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫等。為了提高估計(jì)的準(zhǔn)確性，本文用人均GDP指數(shù)對(duì)相應(yīng)的貨幣量進(jìn)行平減指數(shù)計(jì)算后，調(diào)整成基期為2003年的數(shù)值。為了減少異方差和統(tǒng)計(jì)偏誤，本文對(duì)有關(guān)變量進(jìn)行了自然對(duì)數(shù)處理。

（1）環(huán)境質(zhì)量（Airit）。本文參考池建宇等［33］、楊肅昌和馬素琳［34］的研究方法，用空氣質(zhì)量達(dá)到及好于二級(jí)的天數(shù)來表示，其值越大代表空氣質(zhì)量越好。

（2）經(jīng)濟(jì)集聚（agglit）。參考西科恩（Ciccone）等［35］的做法，用經(jīng)濟(jì)密度即單位土地面積（平方公里）上的GDP（億元）來表示。

（3）經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平（pgdpit）。與現(xiàn)有多數(shù)基于EKC框架的實(shí)證研究［36］相同，用各城市人均GDP來表示。

（4）生態(tài)承載力（Ei）。從“胡煥庸線”的角度出發(fā)，以各城市的中心距“胡煥庸線”的垂直距離表征其生態(tài)承載力。“胡煥庸線”指自黑龍江省黑河市至云南省騰沖市的一條劃分西北—東南的直線，其東南區(qū)域多為平原、丘陵，具有良好的降水等氣候條件，以36%的土地面積集聚了94%的人口；而其西北地區(qū)多為沙漠、高原，氣候條件相對(duì)較差，盡管擁有64%的土地面積，其人口卻只占全國(guó)的6%。本文從“胡煥庸線”出發(fā)，在分析“胡煥庸線”東南、西北生態(tài)條件的基礎(chǔ)上，引用鐘茂初［1］關(guān)于我國(guó)生態(tài)承載力沿“胡煥庸線”的垂直方向（自東南向西北）梯度遞減的假說，并參照鐘茂初［1］、孫坤鑫［2］測(cè)算的各城市生態(tài)承載力比值表示生態(tài)承載力（參見表1）。

（5）科技創(chuàng)新（innovit）。普拉卡什和博多斯基（Prakash&Potoski）［37］、王和金（Wang&Jin）［38］認(rèn)為，科學(xué)技術(shù)投入可以提高清潔環(huán)保技術(shù)的水平，從而降低污染程度。張可和汪東芳［39］認(rèn)為更環(huán)保、高效的生產(chǎn)和環(huán)保技術(shù)能有效降低污染物的排放。本文借鑒袁鵬和程施［40］等人的經(jīng)驗(yàn)做法，以當(dāng)?shù)刎?cái)政中科學(xué)支出占GDP的比重來反映科技創(chuàng)新水平。

表1　各城市生態(tài)承載力比較

（6）人口規(guī)模（populit）。為了分析人口擁入大城市是否會(huì)產(chǎn)生“城市病”、惡化城市環(huán)境，同時(shí)考察人口集聚對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響，本文采用年末總?cè)丝跀?shù)來表征人口規(guī)模。

（7）外商直接投資（fdiit）。以往文獻(xiàn)研究對(duì)外商直接投資能否改善環(huán)境質(zhì)量存在爭(zhēng)議，存在“污染天堂”和“污染光環(huán)”兩種對(duì)立觀點(diǎn)。本文采用實(shí)際利用外資額占GDP比重來衡量外商直接投資水平，根據(jù)各年匯率調(diào)整為人民幣后進(jìn)行計(jì)算（參見表2）。

表2　主要變量描述性分析

四實(shí)證分析

本文分別采用固定效應(yīng)模型、隨機(jī)效應(yīng)模型和固定效應(yīng)向量分解（Fixed Effects Vector Decomposition，F(xiàn)EVD）模型進(jìn)行回歸分析，其中固定效應(yīng)向量分解模型是普拉珀和特勒格爾（Plumper&Troeger）［41］提出的。

一般從表面上來理解，經(jīng)濟(jì)集聚可能會(huì)加重經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)荷，造成更多污染物的排放，從而降低環(huán)境質(zhì)量。但表3的回歸結(jié)果表明，經(jīng)濟(jì)集聚與空氣質(zhì)量正相關(guān)，集聚水平的提高會(huì)帶來空氣質(zhì)量的改善。因?yàn)榻?jīng)濟(jì)集聚促進(jìn)了規(guī)模經(jīng)濟(jì)和技術(shù)進(jìn)步，在一定程度上可以提高污染減排效率，從而改善環(huán)境質(zhì)量。本文的4個(gè)模型均實(shí)證檢驗(yàn)了經(jīng)濟(jì)集聚程度的提高有利于空氣質(zhì)量的改善。

模型（1）至模型（4）顯示，人均GDP與空氣質(zhì)量的關(guān)系呈倒“U”型，經(jīng)濟(jì)水平較低時(shí)，空氣質(zhì)量較差，但經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度后會(huì)改善空氣質(zhì)量，這也驗(yàn)證了人們起初對(duì)大自然的無限索取、經(jīng)濟(jì)粗放式發(fā)展再到自覺保護(hù)環(huán)境這樣一個(gè)螺旋式發(fā)展軌跡。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，人們的受教育程度和基本素質(zhì)得到大幅提升，而人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量的需求也相應(yīng)提升，對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)和認(rèn)知得到大幅提高，進(jìn)而共同推動(dòng)環(huán)境質(zhì)量的提升。

模型（4）顯示，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高有利于經(jīng)濟(jì)集聚水平的提高。在模型（1）至模型（4）中，科技創(chuàng)新對(duì)空氣質(zhì)量的影響為正，但不顯著，而對(duì)經(jīng)濟(jì)集聚是顯著為正的影響。人口規(guī)模對(duì)空氣質(zhì)量的影響為負(fù)，但在不考慮生態(tài)承載力的情況下，影響并不顯著。考慮到生態(tài)承載力的影響，人口規(guī)模顯著惡化了空氣質(zhì)量，表明在既定生態(tài)承載力約束下，人口集聚帶來的城市生態(tài)負(fù)載過高，進(jìn)而惡化了環(huán)境質(zhì)量。

模型（3）顯示，生態(tài)承載力對(duì)空氣質(zhì)量的影響顯著為正，生態(tài)承載力高的地區(qū)環(huán)境質(zhì)量會(huì)更好。在模型（4）中，對(duì)應(yīng)生態(tài)承載力和經(jīng)濟(jì)集聚的關(guān)系，考慮對(duì)經(jīng)濟(jì)集聚程度的影響，可以看出生態(tài)承載力高的地區(qū)更能充分利用經(jīng)濟(jì)集聚的積極效應(yīng)，環(huán)境質(zhì)量趨向更好。生態(tài)承載力是自然決定的，不同區(qū)域空間的自然條件、要素稟賦不同，其資源環(huán)境集聚人口和經(jīng)濟(jì)的能力存在著差異性。一方面，良好的氣候、土壤、水源等生態(tài)條件是吸引人群聚集的基礎(chǔ)；另一方面，許多經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與某一地區(qū)特定的地理?xiàng)l件有關(guān)，這種生態(tài)承載力決定的自然稟賦為企業(yè)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)提供了豐富的原料、較低的運(yùn)輸成本、良好的氣候等地理?xiàng)l件，建立了企業(yè)的自然成本優(yōu)勢(shì)。因此，生態(tài)承載力和經(jīng)濟(jì)集聚密切相關(guān)。生態(tài)承載力強(qiáng)的地區(qū)（如我國(guó)的東南沿海地區(qū)）由于其良好的自然條件，再結(jié)合其他歷史和經(jīng)濟(jì)因素，能夠吸引更多的人口，進(jìn)而加強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)集聚；反之，在“胡煥庸線”西北部，惡劣的生態(tài)條件先天性地決定了其經(jīng)濟(jì)集聚能力的缺乏。

表3　回歸估計(jì)結(jié)果

表3顯示，外商直接投資對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響為負(fù)，在固定效應(yīng)模型和固定效應(yīng)向量分解模型中都很顯著，表明我國(guó)在吸收國(guó)際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的過程中，存在著污染嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)在中國(guó)布局的現(xiàn)象，間接證明了“污染天堂”假說。

五、研究結(jié)論與政策啟示

（一）主要結(jié)論

本文通過經(jīng)濟(jì)集聚、生態(tài)承載力與環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系描述，利用2003—2013年中國(guó)大陸30個(gè)省會(huì)城市（不含拉薩）和直轄市的面板數(shù)據(jù)，對(duì)經(jīng)濟(jì)集聚、生態(tài)承載力與空氣質(zhì)量進(jìn)行實(shí)證分析，結(jié)論如下：

各城市距“胡煥庸線”垂直距離越遠(yuǎn)，則其生態(tài)承載力越強(qiáng)，環(huán)境質(zhì)量也越好。生態(tài)承載力對(duì)環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)線性影響。生態(tài)承載力是環(huán)境質(zhì)量的基礎(chǔ)，在生態(tài)承載力一定的情況下，生態(tài)負(fù)載越重，環(huán)境質(zhì)量越差，一旦這種負(fù)載突破了生態(tài)承載力的紅線，則環(huán)境質(zhì)量就會(huì)顯著惡化，近年來京津冀地區(qū)空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）不斷“爆表”就是生態(tài)負(fù)載突破承載力的表現(xiàn)。

人均GDP與空氣質(zhì)量的關(guān)系呈倒“U”型，經(jīng)濟(jì)水平較低時(shí)，空氣質(zhì)量較低，但經(jīng)濟(jì)發(fā)展提高到一定程度會(huì)改善空氣質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高有利于經(jīng)濟(jì)集聚水平的提高，生態(tài)承載力和經(jīng)濟(jì)集聚密切相關(guān)，生態(tài)承載力高的地區(qū)環(huán)境質(zhì)量趨向更好。

城市環(huán)境質(zhì)量是生態(tài)承載力和與之相關(guān)的經(jīng)濟(jì)集聚共同作用的結(jié)果，生態(tài)承載力越高，表明其抵御污染和自凈化的能力越強(qiáng)，城市環(huán)境質(zhì)量越好，而較高的生態(tài)承載力會(huì)增強(qiáng)地區(qū)的集聚能力，經(jīng)濟(jì)集聚程度的提高也有利于改善空氣質(zhì)量，總之，生態(tài)承載力高的地區(qū)可充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)集聚的積極效應(yīng)，其環(huán)境質(zhì)量會(huì)更好。

（二）政策啟示

各地在追求經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，應(yīng)考慮到自身環(huán)境的生態(tài)承載力，因地制宜發(fā)展適合自己的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)。由于經(jīng)濟(jì)集聚程度的提高有利于空氣質(zhì)量的改善，各級(jí)政府應(yīng)該有針對(duì)性地建立產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，對(duì)污染企業(yè)進(jìn)行集中治理。而企業(yè)在追求利益最大化的同時(shí)也應(yīng)不斷提高科技創(chuàng)新能力，改進(jìn)污染治理技術(shù)。在推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)過程中，農(nóng)村勞動(dòng)力不斷融入城市生活圈，導(dǎo)致人口集聚，相應(yīng)地會(huì)帶來區(qū)域環(huán)境污染的擴(kuò)張和凸顯。因此區(qū)域政府應(yīng)不失時(shí)機(jī)地提高人們的受教育程度，綜合提高人口素質(zhì)，提升大眾的環(huán)保意識(shí)和認(rèn)知水平。在實(shí)施新型城鎮(zhèn)化建設(shè)時(shí)，還應(yīng)充分考慮到生態(tài)承載力以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，不盲目求大求全，積極提高資源利用效率，提升企業(yè)科技創(chuàng)新水平，發(fā)展集約型創(chuàng)新企業(yè)和附加值高的生產(chǎn)服務(wù)性企業(yè)，從源頭上減少污染排放。

［1］鐘茂初.如何表征區(qū)域生態(tài)承載力與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量？——兼論以胡煥庸線生態(tài)承載力涵義重新劃分東中西部［J］.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2016（1）：1-9.

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責(zé)任編輯：方程

Economic Agglomeration，Ecological Carrying Capacity and Environmental Quality

HUANG Juan1，WANG Ming-jin2and SUN Kun-xin1
（1.Nankai University Tianjin300071，China；2.Shaoxing Regional Center for Economic Research，Shaoxing，Zhejiang312000，China）

Starting from the concept of Hu line，the authors take the quantified ecological carrying capacity as the key explanatory variable based on the hypothesis that the ecological carrying capacity descends vertically along the Hu Line.On account of the panel data of China's 30 provincial capital cities and municipalities during 2003-2013，the relationship between economic agglomeration and environmental quality is empirically demonstrated by the fixed effect and random effect models，and the relationship between ecological carrying capacity and economic agglomeration，ecological carrying capacity and environmental quality is empirically tested with the FEVD model.Results show that the urban environmental quality is the consequence of the ecological carrying capacity and the related economic agglomeration.The higher the ecological carrying capacity of the region is，the stronger the ability of economic agglomeration will be.

economic agglomeration；ecological carrying capacity；environmental quality；FEVD model

F124.5

A

1007-8266（2016）11-0058-08

2016-09-07

國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金重大項(xiàng)目“城市生態(tài)文明建設(shè)機(jī)制、評(píng)價(jià)方法與政策工具研究”（13&ZD158）

黃娟（1981—），女，河南省商城縣人，南開大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院博士研究生，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)、創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)學(xué)；汪明進(jìn)（1978—），男，安徽省樅陽縣人，紹興區(qū)域經(jīng)濟(jì)研究中心講師，博士，主要研究方向?yàn)楫a(chǎn)業(yè)效率、技術(shù)創(chuàng)新；孫坤鑫（1990—），女，河北省邯鄲市人，南開大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院博士研究生，主要研究方向?yàn)槌鞘猩鷳B(tài)文明與可持續(xù)發(fā)展。