湖南省产业结构对生态环境的影响分析

韩 峰,李 浩

(湖南大学经济与贸易学院,长沙410079)

湖南省产业结构对生态环境的影响分析

韩 峰,李 浩

(湖南大学经济与贸易学院,长沙410079)

运用转移份额分析法与主成分分析法分别测算了产业结构效应系数和生态环境质量综合指数,进而通过建立动态计量模型分析了湖南省产业结构对生态环境的作用机制。研究指出,近20年来,湖南省产业结构优化水平不断提高的同时,生态环境综合质量也在稳步提高。产业结构效应系数与生态环境各指数存在长期的动态均衡关系,无论从短期还是长期来看,产业结构对生态环境压力、状态、响应及综合质量均具有显著的促进作用,但产业结构对生态环境的积极影响大于其带来的环境压力;产业结构变迁是影响总体环境质量的关键因素。积极转变经济增长方式、促进产业结构优化是较为理想的政策选择。

产业结构;生态环境;转移份额分析;主成分分析;动态计量分析

1 研究背景

改革开放以来,我国产业结构发生了深刻变化,二、三产业总产值在国民经济中的比重由改革开放初期的不到70%,上升到2007年的88.7%。工业化进程的加快一方面有利于经济的发展、就业的增长和人民收入水平的提高,但另一方面也对区域生态环境带来很大压力和胁迫作用。自从全球环境变化人文因素计划(IHDP)提出产业转型研究计划以来,产业体系向可持续发展转型的问题就成为经济、社会发展中的一大热点。政府工作报告提出,“要在全社会大力倡导节约、环保、文明的生产方式和消费模式,让节约资源、保护环境成为每个企业、村庄、单位和每个社会成员的自觉行动,努力建设资源节约型和环境友好型社会。”可见,经济的发展不能以牺牲环境为代价,必须建立在优化结构、提高效益、降低消耗和保护环境的基础之上。Grossman and Krueger将经济增长对生态环境质量的影响分解为三种效应:规模效应、结构效应和技术效应[1-2]。所谓结构效应便是随着经济发展和技术进步,产业结构变化对生态环境产生的影响。这种影响在不同的经济发展阶段表现出不同的特征。蔡惠光、李怀政[3]分别建立三废与人均收入模型和三废与人均收入、产业结构模型对1991年以来中国环境污染与经济发展的时间序列进行分析发现,产业结构对环境质量具有显著的影响,工业在国民经济中比重越高,环境质量越差。另外,赵雪雁、周健等[4]以黑河流域为研究区,通过建立生态环境质量及产业结构效益指标体系,对黑河流域上、中、下游的生态环境质量和产业结构效益作了综合评价,并对二者的耦合关系进行了定量辨识。他们指出现阶段黑河流域自上游向下游,产业结构对生态环境的依赖性逐渐降低,而破坏性逐渐上升。其他学者则通过定性地或者典型相关分析、模糊数学方法以及计算不同产业类型的生态环境影响指数等方法,分别以北京市[5]、甘肃省[6]、青海省[7]以及鞍山市[8]、滁州市[9]等为研究背景,分析了产业结构对生态环境的作用,并得出了不同的结论。

由于不同研究者所运用的模型、方法、数据以及研究区域等存在差别,其研究结论可能存在争议,但这些研究却从不同侧面反映了产业结构对生态环境系统作用的复杂性和多样性。因而需要从动态而不是静态角度全面地分析产业结构对生态环境系统影响的途径、阶段和各种冲击在不同阶段产生的效果。拟以湖南省为背景,首先,运用转移份额分析法提取产业结构效应系数;其次,建立生态环境综合评价体系并运用主成分分析测算生态环境综合评价指数;最后,采用动态计量方法探求产业结构对生态环境质量的动态影响过程。

2 指数测算

2.1 产业结构效应指数测算

转移份额分析法的基本思想在于区域经济增长来源于3个要素:产业结构效应、部门竞争效应和需求与消费者偏好的动态变化。由于经济增长与生态环境之间具有库兹捏次“倒U”关系,本研究用转移份额分析法分离经济增长中的产业结构效应,进而分析产业结构变迁对生态环境的影响。产业结构效应测算公式

图1 产业结构效应系数Fig.1 The industrial structural effect index

图1显示产业结构效应指数随着时间推移而不断增加,产业结构效应在经济增长中的作用在不断增强,这说明湖南省产业结构优化的速度和质量都具有不断提高的趋势。

2.2 生态环境评价体系构建与生态环境综合指数测算

20世纪以来,生态环境评价所涉及的指标已经从单一层次、单要素向多层次、综合性的方向发展。生态环境质量综合评价涉及因素众多,其关联的机制复杂,模型众多。本研究根据联合国经济合作开发署(OECD)建立的压力—状态—响应模式(模式)[10],同时参考刘耀彬[11]构建生态环境指标体系的方法,并综合考虑湖南省生态环境发展状况构建了生态环境评价指标体系(表1)。

表1 湖南省生态环境评价指标体系Tab.1 The index system of ecological environment

本研究用于分析生态环境的数据主要从各年《湖南省统计年鉴》、中国环境资源数据库以及历年湖南省统计年报和湖南省统计信息网上直接获取或者计算加工而成,数据时间区间为1988—2007年。为便于以后的分析,用STZL代表生态环境质量综合指数、STYL代表生态环境压力综合指数、STZT代表生态环境状态综合指数、STXY代表生态环境响应综合指数。本研究用主成分分析法(PCA)对两系统综合发展状况进行定量评价。在进行主成分分析时由于指标系统中各子指标变化方向与系统的总体趋势有所差别,即在生态环境评价系统中有些指标对生态环境质量的改进具有促进作用,而有些具有阻碍作用,很难确定最终的生态环境综合指标的递增或递减反映了生态环境质量的提高或降低。因此,必须采用一定的标准化方法使指标系统中的各子指标的变化方向与系统的总体趋势趋于一致。

对于生态环境压力指标(变化方向与系统趋势相反),用下面公式进行标准化处理

式中:max(Xij)表示生态环境压力第i个变量第j年的最大值。

对于生态环境状态与生态环境响应指标,用下面公式进行标准化处理

式中:min(Xij)表示生态环境状态或生态环境响应第i个变量第j年的最小值。

对数据标准化处理后,采用主成分分析法得到的生态环境各年的综合评价指数如图2。

图2 生态环境各综合指数Fig.2 Comprehensive level of ecological environment

从图2可以看出,1988—2007年,湖南省生态环境质量综合指数从2.979上升到8.821,呈明显上升趋势,而且2003年以后环境综合质量经过一拐点后大幅增加,并且还有继续扩大的趋势,说明近20年来,在湖南省社会经济得到快速发展的同时,湖南省生态环境质量总体呈现出逐渐提高的态势。另外,湖南省生态环境响应综合指数和生态环境质量综合指数一直大于生态环境压力指数,而且二者还有继续大幅扩大的趋向,生态环境状态综合指数也基本保持平稳。这充分说明,面对生态环境压力、环境保护和污染治理难度越来越大的情况,湖南省积极采取相应的对策措施维护生态、保护环境、防治污染,并收到良好效果。

3 动态计量分析

3.1 单位根检验与协整分析

采用ADF方法进行单位根检验。在检验形式的确定上,采用图形观察,进一步检验趋势项或常数项的显著性。检验结果如表2所示。

从表2可以看出,产业结构综合指标与生态压力综

表2 单位根检验结果Tab.3 The results of un it root test

合指数、生态状态综合指标的一阶差分在1%显著水平上为平稳序列,生态质量综合指数与生态响应综合指数分别在5%水平上显著,说明CYJG与STZL、STYL、STZT、STXY都是一阶单整序列。可见,CYJG与STZL、STYL、STZT、STXY都是I(1)序列,二者有可能存在协整关系。我们用基于向量自回归模型的Johansen极大似然估计法对变量进行协整分析。通过综合考虑A IC、SC信息标准以及LR检验结果,模型滞后期确定为1,协整检验结果如下(表3)。

表3 协整检验结果Tab.3 The results of co-integration test

由表3可以看出,STZL与CYJG存在两个协整关系;STZT、STXY、STYL与CYJG存在一个协整关系,故产业结构与生态环境各变量间存在长期的动态均衡关系。

3.2 脉冲响应分析

由于产业结构效应系数与生态环境各变量存在协整关系,可以在VAR模型分析的基础上进行冲击响应分析。选用广义脉冲响应函数(GIRF)进行脉冲分析。给定产业结构一个标准冲击,生态环境各指数的脉冲响应函数如图3～6。

首先来看图3～5。给经济增长中结构效应当期一个标准正冲击,生态环境压力综合指数保持快速上升趋势,从第6期上升速度减慢,具有持久性、稳定性。这说明湖南省产业结构升级总体上会给生态环境带来持久的压力。这与湖南省工业化进程和“二三一”型的产业结构变化趋势有关。生态环境状态指数在产业结构效应的作用下经过一段时期的上升后在第6期趋于稳定,即产业结构优化升级有利于生态环境状态的改善和长久保持。生态环境响应指数在产业结构效应冲击下也出现同向反应,且该效应呈现不断增大趋势。这说明,产业结构优化升级促进了清洁生产技术的应用和推广,有利于工业废弃物的有效处理和合理利用,从而降低环境污染,提高环境质量。

图6是生态环境质量综合指数对产业结构效应的脉冲响应。受到产业结构效应的正向冲击后,生态环境质量综合指数一直呈上升趋势;前3期呈加速上升趋势,第3期以后开始缓慢、持续和稳定地上升。这表明致力于转变经济增长方式、促进产业结构优化升级的政策措施无论在短期或长期均对湖南省生态环境质量不断提高具有积极的促进作用,尤其在短期内对生态环境质量改善的效果更为明显。而且综合图3～6,我们发现,产业结构变迁对生态环境起到“双刃剑”的作用,但随着湖南省经济发展和工业化进程的深入,产业结构在推动污染治理、环境保护方面的成效总体上大于其带来的环境压力,且该效应具有长期性、持续性和稳定性。

3.3 方差分解分析

脉冲响应函数描述的是模型中的一个内生变量的冲击给其他内生变量所带来的影响。而方差分解(variance decomposition)是通过分析每一个结构冲击对内生变量变化(通常用方差来度量)的贡献度,进一步评价不同结构冲击的重要性。根据方差分解理论模型,分别对生态环境各指数的预测均方误差进行分解,结果见表4。

表4 生态环境各综合指数对产业结构的方差分解结果Tab.4 The vari ance decomposition results of comprehensive index of ecological environment to industrial structure

表4显示,从第1期开始,生态环境压力指数、生态环境状态指数、生态环境响应指数以及生态环境质量综合指数都受到自身以及产业结构综合水平的影响。其中,产业结构变化对生态环境质量综合指数变化的解释力度最大(78%以上),超过了生态环境自身而成为影响生态环境质量变化的最重要的因素。产业结构变化对生态环境压力综合指数变化的解释力也超过了生态环境压力本身;对生态环境状态和响应指数的变化的解释能力虽然小于其自身的变化,但其对生态环境状态与生态环境响应变化的影响程度长期内均达到20%以上,且还有继续增大的趋势。这充分证明产业结构优化在湖南省生态环境质量变化中的重要性,随着湖南省工业化进程的不断深入,产业结构将是影响总体环境质量的关键因素。

4 结论与政策启示

首先运用转移份额分析法和主成分分析法分别得出湖南省产业结构效应系数与生态环境综合评价指数,进而通过建立VAR模型,采用协整分析、脉冲响应和方差分解分析的动态计量经济方法,就湖南省产业结构对生态环境的影响进行分析,由此可以得出以下结论。

其一,对产业结构效应系数和生态环境综合指数的测算发现:近20年来,产业结构效应在经济增长中的作用在不断增强,湖南省产业结构优化的速度和质量都具有不断提高的趋势;生态环境压力、生态环境响应以及生态环境综合质量稳步提高,且生态环境响应和综合质量均大于生态环境压力,尤其是2003年以来,生态环境响应和生态环境综合质量大幅提高,说明湖南省一直重视环境保护和污染治理,而且成效显著。

其二,产业结构效应系数与生态环境压力指数、生态环境状态指数、生态环境响应指数以及生态环境质量综合指数均存在长期的动态均衡关系,二者存在相互制衡的稳定机制,且产业结构优化升级无论在短期还是长期对湖南省生态环境质量的改善均具有显著的积极影响。随着湖南省工业化进程的不断深入,产业结构将是影响总体环境质量的关键因素。

由于经济增长中的产业结构效应是影响湖南省生态环境变化的关键因素,因而积极转变经济增长方式、加快产业结构调整步伐将是理想的政策选择。首先应积极致力于产业结构的调整和优化,发展高附加值、高科技产业。一方面要吸引高素质人才来湘发展并引进先进技术改造传统产业,另一方面要提高产业集聚程度,实现产业规模发展,打造具有先导性和创造性的高科技产业群。其次要致力于清洁生产技术的应用和推广,提高工业废弃物的处理率和利用率,降低环境污染,发展循环经济。长株潭地区“两型社会”综合试验区的建设为湖南省创新清洁生产技术以及积极发展环境友好型、资源节约型产业提供了契机,从而为湖南省培育新型经济增长点、实现经济和环境绩效“双赢”目标开辟了新的道路。

[1] Gross man G,KruegerA.Environmental I mpacts of A North American Free Trade Agreement[M]//Peter M Garber. Mexico Free Trade Agreement.Cambridge M A:M IT Press,1993:13-56.

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The Analysis of the I mpact of
Industrial Structure on Ecological Environment in Hunan Province

Han Feng,Li Hao
(College of Econom ics and Trade,Hunan University,Changsha410079,China)

This paper uses the methods of shift-share analysis and principal component analysis to calculate the indexesof industrial structure effect and the composite quality of ecological environment.Then makes an analysis on the impact of industrial structure on the quality of ecological environment in Hunan Province using the methods of dynamic econometric analysis.The results show that in the past two decades,the composite quality of ecological environment have i mproved steadily,while the pace of industrial structure has been accelerating.There exists a long-term dynamic equilibrium relationship between the industrial structure effect index and comprehensive level of ecological environment.The industrial structure has a significant positive influence on the ecological environment pressure,state,response and comprehensive quality,but the positive effects of industrial structure are larger than the environmentpressure.Industrial structure changes is a key factorwhich affects the total quality of the ecological environment.In view of the above,changing the growth pattern and promoting the opti mization of industrial structure is a more satisfactory policy option.

industrial structure;ecological environment;shift-share analysis;principal component analysis; dynamic econometric analysis

book=0,ebook=124

F301.2

:A

:1003-2363(2010)05-0089-05

2009-11-22;

:2010-07-26

国家社科重大项目(07&ZD017);湖南大学两型社会研究院研究资助项目(LXYB200816)

韩峰(1984-),男,山东邹平人,博士研究生,主要从事城市与区域经济发展研究,(E-mail)hf8417@126.com。