———基于分行业面板数据的实证分析

郑亚晴  首都经济贸易大学

摘要：集聚是现代产业发展的一种重要的组织形式，产业集聚会产生外部性，如金融外部性、技术外部性、环境外部性等。本文以环境外部性外基础，利用2005-2015年中国20个制造业分行业的面板数据，建立面板回归模型，分别用工业废气与工业废水排放量作为环境污染的指标，分析制造业集聚与环境污染之间的关系，结果表明我国制造业集聚与废气排放量呈现倒“N”关系，我国现在大部分制造业行业的集聚水平处于倒“N”的两个拐点之间，随着集聚水平的提高，大气污染程度也相应提高；制造业集聚与工业废水排放量呈现倒“U”关系，我国几乎所有行业位于倒“U”型曲线的右侧。最后针对我国环境污染的现状以及产业集聚的水平提出合理的政策建议。

关键词：制造业；产业集聚；环境污染

一、前言

我国制造业发展迅速，是全球的制造业大国。2017年，我国工业增加值为279997亿元，比2016年增加6.4%，其中六大高耗能行业的增加值增长3.0%，占工业增加值的29.7%。制造业发展在带动经济增长同时，也对环境造成一定的危害。产业集聚的发展，可以通过规模效应、要素流动效应以及知识溢出效应等，降低企业的市场成本，优化资源配置，提高企业的技术水平以及竞争力。对于环境方面的影响，一方面，制造业的大规模集聚会造成对资源的过度消耗，造成严重的环境污染；另一方面，制造业集聚带来的技术的正外部性可以通过有利于环保知识的传播以及环保生产技术的开发与利用，进而可以减轻环境污染。在此基础上，本文利用2005-2015年我国20个制造业行业的面板数据，分析我国制造业集聚对环境污染的影响，针对我国环境污染状况以及制造业集聚水平提出合理的政策建议。

二、文献综述

对于产业集聚对环境污染的研究，主要包括以下三个方面：

一是产业集聚与环境污染负相关，制造业聚集可以减轻环境污染。（Copeland, Taylor，2013）从产业集聚正外部性角度出发，研究发现产业集聚带来的规模效应使整个行业污染治理技术的规模报酬递增，从而改善环境。（李顺毅，王双进，2014）利用2001-2007年我国20个工业行业的数据，建立动态面板模型，选取了废水、二氧化硫、粉尘三种环境污染指标，分析了产业集聚对我国工业污染排放的影响，结果表明，产业集聚与污染排放均显著负相关，产业集聚程度的提高有利于减少工业污染，改善环境污染。

二是产业集聚与环境污染正相关，制造业集聚可以加剧环境污染。（刘军等，2016）利用我国2003-2012年12年间我国地级市相关数据,利用空间计量模型分析我国产业聚集与环境污染的关系，结果表明，当前我国产业聚集的环境负外部性显著，同时还验证了环境库兹涅茨曲线的存在。（马文霞，2017）利用2014 年我国31 个省的工业总产值及二氧化硫排放量等相关数据，建立回归模型，分析了我国工业产业集聚与环境污染的关系，结果表明：我国工业产业集聚与环境污染显著正相关，但是固定资产投资的增加却有利于缓解环境污染。

三是产业集聚与环境污染成非线性关系，可能成倒“U”关系，可能成倒“N”关系。（原毅军，谢荣辉，2015）利用中国1999-2012年14年间的省级面板数据分析了我国产业集聚对环境影响，并引入产业集聚与技术的交互项分析其关联效应对环境的影响，在此基础上，进一步分析了产业集聚对沿海和内陆环境污染影响的差异，结果表明，产业集聚与环境污染呈倒“U”型关系，而技术进步及创新在决定倒“U”曲线转折点的位置上起了重要的作用。

三、实证分析

（一）指标选取

2.环境污染指标（Polair,Polwat）。本文分别选取工业废气排放量和工业废水排放量两个变量作为衡量环境污染的指标。

3.其他可能影响环境污染的变量：产业规模（Sca）：用某行业总产值占该年所有行业总产值的比重表示，由于数据指标的差异，2012年之后工业总产值由工业销售产值代替；外商投资（FDI）：规模以上工业企业的外商资本和港澳台资本之和；R&D经费支出（R&D）。

（二）数据来源

本文数据来源于2006-2016年的《中国工业年鉴》、《中国环境统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》；行业划分根据《国民经济行业分类与代码2011》选取二十个行业。

（三）数据初步分析

初步分析，以工业产值为标准计算的空间基尼系数平均为0.03左右，其中，化学纤维制造业、烟草制品业、计算机等行业集聚水平相对较高一些，空间基尼系数高于0.05；而化学原料和化学制品制造业、医药制造业等行业集聚水平相对较低一些，空间基尼系数低于0.01；总体来说，不同行业的集聚水平存在一定的差距。

对于工业废气排放量来说，非金属矿物制品业与黑色金属冶炼和压延加工业等行业排放量较高，纺织服装、服饰业与仪器仪表制造业排放量相对较低；对于工业废水排放量来说，造纸和纸制品业与化学原料和化学制品制造业排放量较高，烟草制造业与仪器仪表制造业排放量较低。

（四）模型分析

本文模型检验通过Stata11.0完成

1.单位根检验

首先，对面板数据进行单位根检验，避免出现伪回归现象。本文采取相同根单位根检验LLC检验和不同根单位根检验ADF-Fisher检验两种方法。由检验结果可知，所选序列都是平稳序列，可直接进行回归分析。

2.模型选择

对于面板数据的回归，通过对模型进行Wald检验、B-P检验和Hausman检验，选择随机效应模型。

3.回归分析

本文分别将工业废气排放量与工业废水排放量作为被解释变量，对我国20个制造业分行业的面板数据进行回归分析。回归模型中，引入空间基尼系数的二次项和立方项，检验制造业集聚与环境污染之间是否存在倒“N”或倒“U”等非线性关系。模型1、模型2是以工业废气排放量为被解释变量的固定效应模型和随机效应模型，模型3、模型4是以工业废水排放量为被解释变量的固定效应模型和随机效应模型，模型5是剔除空间基尼系数立方项的随机效应模型。

固定效应模型和随机效应模型，各参数符号都相同，鉴于选择随机效应模型的检验效果更好，所以本文主要针对随机效应模型的结果来解释。

以工业废气排放量作为被解释变量，空间基尼系数立方项通过了1%的显著性检验，表明我国制造业集聚与大气环境污染成显著的倒“N”型关系，可得出倒“N”曲线的两个转折点临界值分别是0.0079和0.027，这表明，当集聚水平小于0.0079时，制造业集聚可以改善环境污染；当集聚水平处于0.0079和0.027之间时，产业集聚会加剧环境污染；但当集聚水平超过0.027时，随着集聚水平的提高，环境污染会相应减轻。而当前我国制造业大部分分行业的集聚水平都处于0.0079和0.027之间，所以随着集聚水平的提高，环境污染程度会提高。

以工业废水排放量作为被解释变量，当采取随机效应模型时，空间基尼系数立方项没用通过10%的显著性检验，所以剔除立方项再次进行回归，结果发现空间基尼系数的二次项通过了5%的显著性检验且为负，表明制造业集聚与水环境污染成显著的倒“U”型关系，曲线的拐点临界值为0.00456，我国目前几乎所有制造业集聚水平都大于0.00456，表明制造业集聚可以改善水环境污染。

对于产业规模，无论是以废气排放量还是废水排放量为被解释变量，其对环境污染影响均为正，但都没有通过10%的显著性检验，表明行业规模对污染的影响并不显著；外商投资对环境污染的影响显著为正；当以工业废气排放量为被解释变量时，R&D经费支出对环境污染的影响显著为正，这与预期不一致，可能的原因是我国当前的技术创新水平还较低，不利于环境的改善；当与工业废水排放量作为被解释变量时，R&D经费支出对环境污染的影响显著为负，表明随着科技投入的增加，水环境污染逐渐改善。

表1 制造业集聚与环境污染回归结果

注：①***、**、*分别表示变量通过1%、5%、10%的显著性检验。②括号里的值对应参数的t检验值。

四、结论与政策建议

（一）结论

本文分别以工业废气排放量和工业废水排放量作为被解释变量，利用我国20个制造业分行业的面板数据，加入产业规模、外商投资、R&D经费支出三个可能对环境污染有影响的变量作为控制变量，分析我国制造业集聚对环境污染的影响，结果发现：我国制造业集聚与大气环境污染成显著倒“N”关系，而制造业集聚与水环境污染成显著的倒“U”关系；产业规模对环境污染的影响不显著；外商投资对环境污染的影响显著为正；当以工业废气排放量为被解释变量时，R&D经费支出对环境污染的影响显著为正，以废水排放量作为被解释变量时，R&D经费支出对环境污染的影响显著为负，表明随着科技投入的增加，水环境污染逐渐改善。主要原因可能体现在以下几个方面：

1.产业集聚对环境污染的影响既存在正外部性也存在负外部性。当集聚水平较低时，基础设施、技术水平等各项条件并不完善，资源配置也没有达到最优的状态，产业的集聚效应并不是很明显，集聚没有在很大程度上降低企业的污染治理成本，所以环境污染无相应的改善；但是随着集聚水平的进一步提高，集聚规模到达一个相对最优的状态，集聚区域的公共污染治理设施以及技术创新等都达到一定的规模，对于单个企业来说，其污染治理成本会相应降低，环境污染也会改善。在本文中，对于工业废气排放量来说，当制造业集聚水平过低时，合理适当提高集聚水平是有利于环境治理的。

2.外商资本流入高污染制造行业的比重还是较高的，相反，流向高新技术产业的资本较少。而且一般来说，发展中国家的环境标准通常会比发达国家的标准低，所以，发达国家的一些高污染的制造业企业会向发展中国家进行转移。随着外商投资的增加，环境污染水平也会有一定的提高

3.科技投入对大气环境污染的影响显著为正，这与预期不太一致，可能的原因是我国当前的技术创新水平还较低，而且在技术创新方面耗费大量资源，反而不利于企业的发展与节能减排，随着科技投入的增加，环境污染应该逐渐改善。就我们目前情况来看，水环境治理整体呈现一个上扬的态势，我国目前全面推行河长制，PPP模式也快速增长，这些措施都使我国水环境污染不断改善。

（二）政策建议

1．提高制造业集聚水平，促进行业均衡发展。当产业集聚水平较高时，随着集聚的进一步发展，环境污染也会相应改善，因此要不断提高我国制造业集聚水平，充分发挥集聚的规模效应以及对环境的正外部性。对于我国大气污染来说，加大政府对我国制造业集聚的政策支持以及资金支持力度，使企业向前不断发展，跨过第二个转折点。与此同时，我国不同制造业行业的集聚水平存在较大的差距，因此政府应当对集聚区域企业进行合理规划，避免资源密集型企业过度集聚造成对地区资源的过度利用以及环境的破坏，同时，综合评估各地区资源环境优势，合理进行产业专业，促进行业均衡发展。

2.合理引进外资，促进产业升级。本文实证结果表明，外商投资对我国环境污染显著正相关，说明外商资本进入高污染、高耗能企业的比例相对较高。因此，要合理引进外资。首先，政府应该通过制定政策进行合理引导，严格限制外商高污染项目的投资，鼓励外商资本进入影响重大的高新技术战略性企业。其次，要提高我国环境标准，避免外国高污染企业向国内转移。

3.加大科技投入力度，促进技术创新。一方面，加大对于环保技术相关的科研投入力度，改变现有的生产经营模式，完善工业流程，促进清洁生产，从源头上减少环境污染。另一方面，我国环保生产技术的基础及能力还相对比较薄弱，因此要发挥产业集聚带来的知识溢出效应，同时不断从国外引进先进的环保技术，投入制造业生产，减轻环境污染。

参考文献：

[1]Leeuw F A A M D, Moussiopoulos N, Sahm P, et al. Urban air quality in larger conurbations in the European Union[J]. Environmental Modelling & Software, 2001, 16(4).

[2]Copeland B R, Taylor M S. Trade and the Environment:Theory and Evidence[M]. Princeton University Press, 2013.

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[4]杜雯翠,宋炳妮.京津冀城市群产业集聚与大气污染[J].黑龙江社会科学,2016(1).

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