安徽省城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對霧霾影響的實證研究

王素鳳，劉庭錦

（安徽建筑大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院，安徽合肥230601）

一、引言

近些年，霧霾污染日益嚴重，幾乎籠罩了華北平原地區(qū)、東三省地區(qū)、中部江淮地區(qū)，并且不斷頻發(fā)。其中以華北地區(qū)的保定、邯鄲、石家莊、廊坊等地區(qū)最為嚴重，空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）常年超過200處于輕度污染以上，儼然成為中國遭受霧霾污染的“紅色預(yù)警地帶”。

2013 年“霧霾”“PM2.5”等詞正式進入大眾的視野，并在“十三五規(guī)劃綱要”中正式將環(huán)境治理提上日程。而作為正在崛起中的安徽省，在2013 底經(jīng)歷了一輪嚴重污染的霧霾天氣 “洗禮” 之后，自2013 年12 月起合肥，蕪湖，馬鞍山正式率先啟用空氣質(zhì)量歷史數(shù)據(jù)同時出臺了《安徽省大氣污染防治行動計劃實施方案》，2014 年12 月起安徽省其他地級市也正式開始啟用空氣質(zhì)量歷史數(shù)據(jù)，與此同時，政府開始投入專項資金用于霧霾防治。以上的措施確實在一定程度上治理了安徽省的霧霾污染，縱觀治理以后的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)一些地級市的空氣質(zhì)量等級從重度污染和中度污染和變成了輕度污染和良，但對于安徽省始終將綠色發(fā)展作為堅持的發(fā)展理念來說，這是遠遠不夠的。一般來說，在一個省份經(jīng)濟高速發(fā)展的初步階段，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中工業(yè)產(chǎn)值比重越大會造成當?shù)氐撵F霾污染程度越高。從安徽省各城市的整體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看，合肥與蕪湖、馬鞍山、銅陵、淮北等城市相比，第二產(chǎn)業(yè)(工業(yè)和制造業(yè))更加發(fā)達，在GDP(國民生產(chǎn)總值)中所占比重也更大。排放量多，因此這些城市的能源消耗是導(dǎo)致安徽省霧霾污染的原因之一。在與長三角地區(qū)和其他毗鄰省份聯(lián)合防治的情況下，研究安徽省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對霧霾天氣影響以及安徽省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的具體方法路徑具有非常重要的理論及現(xiàn)實意義。

二、文獻綜述

一些研究者提出了不同的觀點，它們成為近年來學(xué)術(shù)界爭論的焦點。[1]王興 (2016) 根據(jù)北京市2005 - 2014 年面板數(shù)據(jù)，實證分析表明，經(jīng)濟增長與霧霾污染之間存在“U”關(guān)系；[2]馬東東等(2016)基于中國30 個省市在2001 - 2012 年面板數(shù)據(jù)，實證分析表明，經(jīng)濟發(fā)展規(guī)模與霧霾污染的倒U 型曲線為“N”型；[3]Selden 等(1995)認為環(huán)境支出與消費支出之間存在“J 曲線”。[4]D.梅多斯（1984）認為資源消耗、污染和工業(yè)發(fā)展間呈現(xiàn)互為反饋的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。于是，我們從中看出，當前社會經(jīng)濟發(fā)展、經(jīng)濟質(zhì)量和霧霾污染間的關(guān)系在不同時間以及區(qū)域下得出的結(jié)果也不同。

近年來，愈來愈多學(xué)者們將精力開始投入研究霧霾污染和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。[5]冷艷麗（2015）基于2000-2010 年中國各省會面板數(shù)據(jù)，研究得出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對霧霾污染呈正相關(guān)的結(jié)論；[6]何曉剛(2015)從中美產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比較、能源結(jié)構(gòu)比較等數(shù)據(jù)分析認為，中國應(yīng)采用結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型來加強環(huán)境治理，最終達到消除霧霾為目的；[7]郭俊華等人分析了能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對霧霾的影響，并提出從根本上緩解或消除霧霾污染的解決辦法；[8]馮曉莉（2017）等基于西安市2008 年-2014 年三大產(chǎn)業(yè)的數(shù)據(jù)，通過灰色預(yù)測研究出霧霾對三大產(chǎn)業(yè)造成的影響，得出結(jié)論：工業(yè)制造業(yè)與年霧霾關(guān)聯(lián)度最高而服務(wù)業(yè)的關(guān)聯(lián)度最小；[9]何楓等使用TOBIT（截尾回歸模型）對中國工業(yè)發(fā)展度與霧霾污染的關(guān)系進行實證分析得出之間存在較強相關(guān)性；

綜上所述，國內(nèi)外文獻實證分析主要集中在社會經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染間的關(guān)系，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與霧霾污染衡量指標的關(guān)系主要通過定量的方法來研究，使用實證分析的文獻相對較少。本篇論文采用實證分析和主成分分析法，研究了安徽省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對霧霾指數(shù)的影響。

三、安徽省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和霧霾問題現(xiàn)狀

（一）安徽省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀

安徽省制造業(yè)快速增長的同時，高投入、高消費、低技術(shù)含量的經(jīng)濟模式給大部分城市的生態(tài)環(huán)境帶來了顯著的影響。因此，迫切需要找出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與環(huán)境的結(jié)構(gòu)差異及其演化規(guī)律。第一產(chǎn)業(yè)占比遠低于第二、三產(chǎn)業(yè)的占比（表1），第二、三產(chǎn)業(yè)占安徽省總產(chǎn)值的80%以上，然而第一產(chǎn)業(yè)比重多年以來一直穩(wěn)于在12%左右。2017 年，安徽省GDP 總值達到27519.3 億元，比上一年增長8.6%。農(nóng)業(yè)增加值2620.5 億元，比上一年增長3.5%。第二產(chǎn)業(yè)增加值1344.5 億元，比上一年增長8.9%。第三產(chǎn)業(yè)增加值11430.5 億元，比上一年增長9.6%。在區(qū)域經(jīng)濟理論中，反映行業(yè)專業(yè)化程度、分析區(qū)域內(nèi)主導(dǎo)以及優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的指標稱為區(qū)位商，也稱為專業(yè)化率。區(qū)位商值越高，專業(yè)化優(yōu)勢越明顯。通過選取2009—2017 年安徽省第二產(chǎn)業(yè)中規(guī)模以上內(nèi)部37個工業(yè)行業(yè)，再通過公式計算出各行業(yè)區(qū)位商值（表2），由表2 看出安徽省占主導(dǎo)地位的工業(yè)行業(yè)主要有金屬礦采選業(yè)、黑色金屬工業(yè)、有色金屬業(yè)、橡膠品工業(yè)、電力生產(chǎn)業(yè)、塑料品工業(yè)等（位置＞1）都是高污染行業(yè)?？梢姡I(yè)結(jié)構(gòu)對安徽省持續(xù)陰霾天氣的影響最大。廢舊物資回收產(chǎn)業(yè)以及廢棄物資源化等產(chǎn)業(yè)的區(qū)位商比例不斷上升。是效緩解安徽省霧霾天氣的有利因素，但時至今日此類行業(yè)還未成為安徽省的主導(dǎo)行業(yè)，因此對緩解安徽的霧霾天氣效果不明顯。

表1 2009—2017年安徽省三大產(chǎn)業(yè)的占比

表2 2009—2017年安徽省工業(yè)內(nèi)部37個行業(yè)區(qū)位商

（二）衡量霧霾污染問題的標準

2013 年后安徽省工業(yè)煙塵（粉）排放量迅速增加（見圖1），這是造成之后安徽省各地霧霾天氣增多的主要因素，2013 年，“合蕪馬”的將成為安徽省第一個試點項目。每日監(jiān)測 AQI、PM2.5、PM10 等空氣質(zhì)量指數(shù)數(shù)據(jù)。并隨著2015 年《安徽省大氣污染防治條例》的出臺，安徽省年度完成環(huán)保設(shè)施投資額也開始驟增（見圖2）。

圖1 2009—2017 年安徽省工業(yè)廢氣排放量

圖2 2009—2017 年安徽年度環(huán)保設(shè)施投資額

四、安徽省工業(yè)結(jié)構(gòu)對霧霾天氣污染影響的實證研究

（一）數(shù)據(jù)來源以及變量的選取

1． 霧霾污染綜合指數(shù)（W）。

當今很多研究人員主要使用污染濃度、污染集中度、污染排放量等一些指標去衡量環(huán)境質(zhì)量。趙曉丹等（2014）使用SO_2 排放量來衡量某一地區(qū)的環(huán)境污染程度[11]；肖榮閣（2015）等使用工業(yè)“三廢”排放量來反映某一地區(qū)的環(huán)境污染程度[12]；王沖等(2013)利用各類環(huán)境污染物(廢水、廢氣和固體污染物)的去除總量和排放量之和對某個地區(qū)的環(huán)境污染程度進行衡量[13]。潘本鋒,汪巍等(2013)使用我國大中型城市的空氣相對濕度、風速、氣溫狀況來衡量某一地區(qū)的霧霾顆粒物質(zhì)累積程度[14]。謝金鑫（2014）使用空氣動力學(xué)、社會發(fā)展影響、空間區(qū)域影響三大角度衡量對霧霾的影響程度[15]；孫華成等(2015)計算出“莫蘭指數(shù)I”(距省會城市的環(huán)境污染濃度以及空間距離)來測算霧霾污染的影響[16]。總而言之，這些指標比較單一或者只衡量整個環(huán)境污染程度，無法完全體現(xiàn)大氣污染的狀況。對于當前霧霾狀況一般采用空氣質(zhì)量指數(shù)：AQI、PM10 和PM2.5 測得，由于安徽省從2014 年12 月開始所有地級市才全面開展空氣質(zhì)量指數(shù)監(jiān)測，數(shù)據(jù)較少，因此本文選取安徽統(tǒng)計年鑒中工業(yè)“三廢”排放量中廢氣排放的氮氧化物、工業(yè)煙（粉）塵、二氧化硫的排放量，為方便模型構(gòu)建以及達到數(shù)據(jù)降維分析的目的故使用主成分分析法，將這三個指標綜合為霧霾污染綜合指數(shù)這一個指標，能更好地體現(xiàn)出安徽省霧霾污染狀況。本文選取氮氧化物、工業(yè)煙（粉）塵、二氧化硫這三個主成分 （分別標為pc1、pc2、pc3）2009—2017 年的總排放量數(shù)據(jù)，Xi 表示霾污染指數(shù)，霧霾污染綜合指數(shù)用M 表示為解釋變量。為了衡量安徽省霧霾污染的嚴重程度，M =a i*xi，首先，對霧霾數(shù)據(jù)進行標準化計算。然后，利用eviews 9.0 軟件進行主成分分析，最終獲得主成分分析矩陣 (見表3)

表3 霧霾污染綜合指數(shù)主成分分析矩陣

其中NO、FC、SO2 分別表示標準化后的氮氧化物、工業(yè)煙（粉）塵以及二氧化硫的排放量。根據(jù)累積解釋比例看出，第一、二、三主成分分別占總方差的78.15% 、18.23%、3.63%，再依照表中的系數(shù)值，將方程轉(zhuǎn)化為：

然后根據(jù)每個主成分的貢獻程度, 將各主成分特征值與所有主成分特征值的總和的比例設(shè)置權(quán)重，或使用公式 λi/(λ1+λ2+ λ3), 依據(jù) M = 0.782 PC1 + 0.182 PC2 + PC3，通過對 Eviews 9.0 軟件的使用，安徽省霧霾污染綜合指數(shù)M 最終由E-views9.0 軟件計算得出，由于大氣污染排放不允許出現(xiàn)負值，為了消除指標中的負值，本文再次利用Eviews 9.0 軟件對數(shù)據(jù)偏差進行了標準化處理，最終解決了霧霾污染的綜合指標。2010 年以后，安徽省的霧霾污染狀況開始急劇上升，環(huán)境也愈加惡化，但這樣的情景從2014 年后開始下降。(見圖3)

2.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

圖3 安徽省霧霾污染綜合指數(shù)

使用SPSS 23.0 對安徽省三大產(chǎn)業(yè)占比之間的相關(guān)性進行了分析（見表4）。

表4 安徽省三大產(chǎn)業(yè)相關(guān)性

由表4 可知，除第三產(chǎn)業(yè)外，安徽省第一、第二產(chǎn)業(yè)與第三產(chǎn)業(yè)均有顯著的相關(guān)性并代表了安徽省的整體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。此外，使用SPSS 22.0 對m、cy1和cy2 進行線性回歸。M 與Cy1 之間沒有顯著差異，表明安徽省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的第一產(chǎn)業(yè)受霧霾影響較小，因此將Cy1 去除。保留解釋變量cy2，從而得到安徽省霧霾污染指數(shù)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

本數(shù)據(jù)取自2010—2018 年 《安徽統(tǒng)計年鑒》，經(jīng)整理和計算得到CY1 和CY2 值。

3．人均 GDP。

安徽省霧霾污染對經(jīng)濟增長具有相當深遠的影響，GDP 是衡量安徽省經(jīng)濟增長的指標。本文的解釋變量用人均國內(nèi)生產(chǎn)總值（一個非平穩(wěn)的時間序列）表示。并采用lgGDP，即一階單整數(shù)序列，本文數(shù)據(jù)取自2010—2018 年《安徽統(tǒng)計年鑒》。

其他的控制變量。除了上述變量外，還選取了其他控制變量: IV、FDI、DDF 等。FDI 和 DDF 取自2010—2018 年《安徽統(tǒng)計年鑒》，取自 2010—2018年《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》。

（二）模型確定和數(shù)據(jù)處理

分別用 α、ω、φ 為模型中（1）、（2）、（3）的常數(shù)項，用 β1、β2、β3、γ1、γ2、γ3、γ4、φ1、φ2、φ3、φ4、φ5衡量霧霾污染綜合指數(shù)受各變量影響 的系數(shù)。由于CY2相關(guān)系數(shù)為0.98，本文用cy2 的平方代替均值。cy2和gdp 的交互項直接相乘。本文的意義在于，當cy2為0 時，GDP 對霧霾污染綜合指數(shù)有一定的影響。它僅用于以平均值的形式進行模型處理。其它控制變量用 Xt 表示，隨機擾動項用 Ψ、ε、μ 表示。

（三）、實證結(jié)果與分析

模型(1)的形式為線性回歸，模型(2)為多元非線性二次項回歸，模型(3)比模型(2)多增加一個交互項，（1）（2）（3）各變量的回歸系數(shù)均通過顯著性水平檢驗（見表5）。

1.模型（1）的實證分析

變量 GDP、CY2 系數(shù)均是正數(shù)，與 M 正相關(guān)，表示霧霾污染會因為安徽省經(jīng)濟的上漲、工業(yè)產(chǎn)值比重的上升而增長； 變量DDF 和FDI 的系數(shù)均為負，且與M 呈負相關(guān)，表明安徽霧霾污染將隨著對外貿(mào)易依存度的增加和對外直接投資的增加，這一點得到了緩解。變量 IV 與 m 正相關(guān)，系數(shù)為正。理論上，M 和IV 系數(shù)為負相關(guān)。結(jié)果表明，由于工業(yè)污染治理投入的增加，安徽省的環(huán)境治理狀況并沒有得到改善。這也說明安徽省霧霾污染治理投入效率不高。有必要繼續(xù)加大投入，提高霧霾治理效率。擬合優(yōu)度為0.9573，說明擬合優(yōu)度滿足要求。

表5 模型回歸結(jié)果

2. 實證分析模型（2）

模型(2)中變量CY2 的第二組數(shù)據(jù)經(jīng)平均處理后只能滿足1% Prob 顯著性檢驗，系數(shù)=-0.0613＜0，第一組系數(shù)CY2 =43.75＞0。我們可以得出結(jié)論，第二項是拋物線的形式。安徽省霧霾污染與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化呈顯著正相關(guān)。經(jīng)濟的發(fā)展到一定階段時，安徽省霧霾污染及其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也就發(fā)生了變化。改變會慢慢變成一種消極的趨勢，即霧霾污染和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)間存在EKC 曲線 (環(huán)境庫茨涅茨倒U曲線)關(guān)系。其他所有變量的回歸結(jié)果均和模型（1）的結(jié)果一致，擬合優(yōu)度為0.9749，調(diào)整后的擬合優(yōu)度為0.9653，模型（2）比模型（1）的擬合優(yōu)度更加精確。

3.實證分析模型（3）

模型 (3) 中所有變量均滿足prob 顯著性檢驗1%，對變量CY 2 的交互項和二次項的數(shù)據(jù)進行了回歸。系數(shù)為 φ1=0.7285＞0, φ2=-0.0666＜0。這說明，霧霾污染與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系仍然呈現(xiàn)倒u型曲線，φ4=3.06E-05＞0，由此得出隨著安徽省的經(jīng)濟增長，三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中第二產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比重的增加是造成霧霾污染日益嚴重的罪魁禍首。相比之下模型（1）、（2）跟其他變量回歸結(jié)果均一致，擬合優(yōu)度為0.999 975，調(diào)整后擬合優(yōu)度增加為0.999 989，由此說明模型（3）具有非常好的擬合優(yōu)度，由此可以看出若不將經(jīng)濟增長作為考慮因素時，安徽省霧霾污染指數(shù)和工業(yè)結(jié)構(gòu)與呈正比。在經(jīng)濟增長方面，安徽省霧霾污染指數(shù)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系首先呈現(xiàn)出積極的發(fā)展態(tài)勢。當經(jīng)濟增長達到一定水平時，安徽省的霧霾污染指數(shù)和工業(yè)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系變?yōu)樨摰?，即倒u 型曲線。

五、研究結(jié)論與建議

基于主成分分析和區(qū)位商理論，最終得到安徽省霧霾污染綜合指數(shù)和主要工業(yè)部門區(qū)位商值，并對2009 - 2017 年安徽省和安徽省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進行分析。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和安徽省霧霾污染綜合指數(shù)進行實證分析，最終得出下列結(jié)論：

1、造成安徽省持續(xù)造成霧霾天氣的主要原因是第二產(chǎn)業(yè)比重過大。主要工業(yè)有廢材料和廢資源回收工業(yè)、木材加工業(yè)、煤炭開采業(yè)、黑色金屬業(yè)。與此同時，安徽省在加大環(huán)境治理力度的同時還逐步調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，以至于新興行業(yè)的區(qū)位商值也在逐年增長。

2、安徽省霧霾污染與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)呈倒U 型關(guān)系。隨著工業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整和經(jīng)濟增長，霧霾污染的趨勢呈現(xiàn)為先惡化后改善。

3、人均GDP 和霧霾污染呈正比。當人均國內(nèi)生產(chǎn)總值增加時，霧霾污染會加劇。

4、隨著安徽省對DDF 的提高和FDI 的增加，減輕安徽省霧霾污染問題迫在眉睫。由于安徽省霧霾污染和（iv）工業(yè)污染控制投資不符合正相關(guān)理論的要求，說明安徽省環(huán)境狀況治理由于工業(yè)污染控制投資的增加并沒有得到改善。，也說明安徽省在霧霾污染治理上的投入雖然是有產(chǎn)出的，但產(chǎn)生的效果還很低下，仍應(yīng)更進一步提高投資總額，以此來改善治理效果。

綜上所述，針對安徽省在霧霾污染下的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，促使安徽省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化推動霧霾治理而提出以下政策建議：重點致力于調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，逐漸降低第二產(chǎn)業(yè)的比重，摒棄落后產(chǎn)能，停止進行高耗能高污染產(chǎn) 業(yè)作業(yè)，引進新設(shè)備、新技術(shù)并且升級改造有利于社會發(fā)展的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，加大高興技術(shù)產(chǎn)業(yè)、電子設(shè)備制造業(yè)、計算機通信技術(shù)以及第三產(chǎn)業(yè)服務(wù)業(yè)的比重。提升帶有污染性質(zhì)行業(yè)的門檻，首先做好監(jiān)測空氣中污染物濃度的預(yù)警工作，并統(tǒng)一以及制定各種類型排放污染的標準、做好應(yīng)急預(yù)案、采取聯(lián)合減排等措施，在加強安徽省自身治霾治理的基礎(chǔ)上還要考慮和江浙滬長三角地區(qū)、中原地區(qū)、華中地區(qū)的區(qū)域合作進行聯(lián)合防控、實現(xiàn)協(xié)調(diào)治理。并加快發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，力求將其優(yōu)化升級成為以清潔能源產(chǎn)業(yè)為主體的現(xiàn)代化能源產(chǎn)業(yè)體系，大力支持和加強環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展。充分發(fā)展“環(huán)保經(jīng)濟”。更大程度的加大安徽省對外貿(mào)易，吸引外資的加入，通過國際連鎖公司先進的環(huán)?？萍妓絻?yōu)勢和環(huán)保理念達到優(yōu)化安徽省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的目的，有利于達到緩解霧霾再次污染的情況。要注意必須要有選擇地承接以及轉(zhuǎn)移長三角、中原、華中等地區(qū)的產(chǎn)業(yè)，并依靠I 上海、南京、武漢等城市的先進環(huán)保理念以及優(yōu)質(zhì)資源配置優(yōu)化自身產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，最終目的是使多城市間的區(qū)域補償機制做到完善和健全，以及區(qū)域產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。