再生资源产业集聚与区域环境污染
——来自我国省域面板数据的实证分析

王 磊1,王琰琰1,李慧明2

(1.天津城建大学 经济与管理学院,天津 300384;2.南开大学 循环经济研究中心,天津 300071)

 再生资源产业具有“双重”环境外部性特点,且在我国已经基本形成集聚发展业态,再生资源产业集聚与区域环境污染的关系备受关注。以产业集聚的环境外部性为切入点,利用我国25个省份再生资源产业面板数据,采用广义最小二乘法(GLS)实证分析我国总体以及东、中、西部3个区域再生资源产业集聚与区域环境污染的关系。研究表明:我国再生资源产业集聚与环境污染总体呈现“非标准倒U型”关系,再生资源产业集聚化发展总体上加剧环境污染;我国东、中、西部再生资源产业处于不同产业集聚发展阶段,产生差异性环境污染效应。在此基础上,从差异化配套政策、环境规制、市场环境和回收体系等方面提出对策建议,以期为再生资源产业生态化集聚发展提供有益参考。

关键词再生资源产业;产业集聚;区域环境;环境污染

0 引言

加快和培育再生资源产业已经成为我国“十三五”期间发展战略性新兴产业的重要内容,是未来我国新的经济增长点。近年来,随着国家“十一五”、“十二五”期间城市矿产示范基地的设立,全国累计达到49个国家城市矿产示范基地,基本形成了产业集聚发展业态。与此同时,由于再生资源产业的“双重”环境外部性,使得产业集聚化发展对区域环境质量的影响变得更为复杂。一方面,再生资源产业通过回收利用社会生产和生活过程中的废弃物,实现资源再利用,有效缓解资源浪费与环境污染,具有环境正外部性。另一方面,再生资源的“高污染性”又会造成严重的二次污染,加之我国再生资源产业发展水平低,集约度不明显,实际发展中二次污染及污染集聚愈加明显。

近年来,关于产业集聚与环境污染关系的研究主要集中在制造业和其它产业,涉及再生资源产业的研究较少。国内外学者普遍认为产业集聚与环境污染关系的实质是产业集聚的环境外部性问题,但对于产业集聚是环境正外部性还是环境负外部性并没有明确定论。其中一部分学者认为产业集聚产生负的环境外部性,De Leeuw[1]、Cole M A[2]、尚海洋[3]、谢荣辉[4]等分别以欧盟200个城市、日本、中国内地31个省份以及中国279个地级市为分析样本,利用不同分析方法实证研究了产业集聚与环境污染之间的关系,结果显示,产业集聚度提高会加剧区域环境污染。另一部分学者则认为产业集聚发挥着正的环境效应,陆铭[5]、李筱乐[6]、刘习平[7]等分别利用门限模型、人口规模差距模型以及面板模型验证了产业集聚对环境的影响效应,结果发现经济活动集聚度的提高有利于减少污染物排放,能够缓解经济发展与生态环境间矛盾。此外,部分学者还认为产业集聚与环境污染间并不存在确定性关系,李伟娜[8]、谭嘉颖[9]分别选取中国制造业30个分行业、广东省面板数据作为分析样本,运用VEC模型分析发现,产业集聚在短期内有利于减少污染排放,改善区域环境,但从长期来看,产业集聚与环境污染间并不存在必然的因果关系。因此,基于产业集聚理论,量化我国再生资源产业集聚与环境污染之间的数量关系,评价我国再生资源产业发展的环境效应,对于科学确定再生资源产业发展规模,设立再生资源产业准入标准,促进我国再生资源产业生态化集聚发展具有重要意义。

1 我国再生资源产业集聚与区域环境污染的线性关系

1.1 研究区域

基于产业发展规模、分布和数据可得性,以我国25个省份再生资源产业面板数据为研究对象,充分考虑我国再生资源产业空间分布状况及地区产业集聚水平的差异性,将研究对象分为东部地区、中部地区、西部地区3组。其中,东部地区包括北京、天津、河北、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东;中部地区包括山西、安徽、江西、河南、湖北、湖南、吉林、黑龙江;西部地区包括内蒙、重庆、四川、贵州、云南、陕西、甘肃。在此基础上,利用面板数据模型定量测度我国再生资源产业集聚与环境污染间关系,同时,检验不同区域再生资源产业集聚水平对区域环境带来的差异性影响。

1.2 模型构建

借鉴国内外学者有关产业集聚与环境污染间关系研究的实证模型,考虑区域经济发展水平、环境规制强度、再生资源产业规模、再生资源产业资本投入等控制变量对环境污染的影响,构建面板数据模型如下:

Lnpolit=β0+β1Lnaggit+β2Lnecoit+

β3Lnenvregit+β4Lnscaleit+β5Lninvest+εit

(1)

式中,i表示省份(i=1,2,…,25),t表示时间;politi省第t年再生资源产业环境污染排放量;aggiti省第t年再生资源产业集聚水平;ecoiti省第t年经济发展水平;envregiti省第t年环境规制强度指标;scaleiti省第t年再生资源产业发展规模;investiti省第t年再生资源产业的资本投入;εit为误差项。

1.3 计量方法

根据构建的面板数据模型,利用Stata12.0对样本数据进行组间异方差、序列相关以及截面相关检验[9],表明样本数据存在组间异方差、序列相关以及截面相关问题;利用Davidson-MacKinnon[10]的方法检验样本数据内生性问题,表明样本数据不存在严格的内生性问题。基于以上检验结果,并综合考虑估计方法的可行性,采用能充分考虑数据样本异方差、序列相关、截面相关问题的广义最小二乘法(GLS)进行估计,以保证结果有效性。

1.4 数据来源及处理

本研究数据来源于2005-2015年《中国统计年鉴》、《中国工业经济统计年鉴》、《中国环境统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》以及中国25个省份的统计年鉴。再生资源产业数据以《国民经济行业分类标准》(GB/T 4754-2002)中“废弃资源和废旧材料回收加工业”(2011年更改为废弃资源综合利用业)为基础进行收集。由于存在个别数据缺失现象,为了保证面板数据时间连续性,缺失数据利用线性插值法进行补齐,相关变量处理说明如下:

(1)再生资源产业污染物排放(polit):基于环境污染物的典型代表性,考虑数据可获得性及可靠性,采用SO2排放量表征再生资源产业污染物排放。部分年份缺失数据采用再生资源产业能源消耗量折算成SO2排放量的方法进行补充[12],即1吨标煤燃烧SO2=16.0×1=16kg。

(2)再生资源产业集聚水平(aggit):考虑到EG系数能有效弥补赫芬达尔指数(HHI)和空间基尼系数(G)存在的相关缺陷,可跨时序、跨时空分析产业集聚度动态变化,本研究选取EG系数衡量全国及25个省份的再生资源产业集聚水平。计算方法如下:

(2)

其中,EG表示产业空间集聚程度,当EG0.02时,表明i产业在区域j还未形成集聚现象;当0.02<EG<0.05时,表明i产业在区域j均匀分布;当EG≥0.05时,表明i产业在区域j存在集聚现象;GH分别表示空间基尼系数和赫芬达尔指数;

(3)

其中,G∈(0,1),G为0时,产业空间分布均匀,G系数越大,表明区域产业集聚水平越高;r为地区总数量;xj=区域j所有行业总产值/全国所有行业总产值;Sij=产业i在区域j的总产值/产业i的全国总产值。

(4)

其中,H介于0~1之间,值越大,表明产业集聚程度越高,反之亦然,当H为1时,表明区域由独家企业垄断;nij为产业i在区域j的企业数量;Outputij表示产业i在区域j的总产值;Outputij表示产业i的全国总产值。

(3)经济发展水平(ecoit):选用各省份人均GDP衡量经济发展水平。

(4)环境规制强度指标(envregit):借鉴国内学者原毅军[13]的研究,利用各省份工业污染治理投入与GDP的比值加以表征。

(5)再生资源产业发展规模(scaleit):利用各省份再生资源产业工业生产总值与GDP的比值加以表征。

(6)再生资源产业资本投入(investit):用各省份再生资源产业固定资产投资占GDP比重加以表征。

1.5 我国再生资源产业集聚度分析

如图1所示,2005-2014年我国再生资源产业总体EG系数均大于0.6,具有明显集聚特征,主要得益于我国近年来积极开展“城市矿产”示范基地、循环经济示范园区建设,有效促进我国再生资源产业规模化和集聚化发展。与此同时,全国再生资源产业总体集聚度变化呈现下降—回升—平稳的态势,主要原因是再生资源产业发展初期,产业发展主要集中于东部沿海省市,产业集聚度较高。2006-2007年中西部地区再生资源产业起步发展,水平较低,在一定程度上引致全国再生资源产业水平下降。随着产业准入门槛和科技水平的提升,再生资源产业整体集聚度在阶段性下降后回升,并逐步趋于平稳。

图1 我国再生资源产业集聚度变化趋势

1.6 结果分析

根据构建的计量模型,利用Stata12.0软件,采用广义最小二乘法(GLS)对数据进行实证检验,再生资源产业集聚与区域环境污染的线性关系如表1所示。

(1)全国整体再生资源产业集聚的环境污染效应较为明显。再生资源产业集聚度的影响系数为0.125,并通过1%的显著性检验,即产业集聚水平每增加1%会导致区域环境污染增加0.125%,表明再生资源产业集聚对环境产生负面影响。我国再生资源产业集聚水平相对较低,仍处于产能扩张阶段,资源和能源的投入较大,且各项基础设施尚未完善,集聚带来的环境正外部性未能抵消环境负外部性,进而加剧区域环境污染。

(2)从其它控制变量的回归结果来看:经济发展水平变量估计系数为0.174,且在5%的水平上显著,表明区域经济发展水平不高是造成环境污染的重要因素之一;环境规制强度变量估计系数为0.133,即增加1%的工业污染治理投资能有效减少0.133%的污染物排放;再生资源产业规模变量与环境污染间呈正相关关系,产业规模每增加1%会导致污染物排放增加0.231%,表明再生资源产业规模扩大并未形成正向环境效应;再生资源产业资本投入变量未能通过显著性检验。

表1 全国及分区再生资源产业集聚与环境污染线性关系的回归结果

变量全国东部中部西部Lnaggit0.125***0.267***0.100***-0.072**(0.02)(0.015)(0.016)(0.031)Lnecoit0.174**0.121*0.575***0.261**(0.12)0.066(0.141)(0.107)Lnenvregit-0.133*-0.125***-0.438***-0.227***(0.075)0.0030(0.059)(0.065)Lnscaleit0.231***0.416***0.174***0.054***(0.033)0.024(0.036)(0.051)Lninvestit0.066-0.012-0.0490.093(0.045)(0.009)(0.050)(0.061)_cons-2.886**0.725-10.428***-8.043***(1.234)(0.704)(1.993)(1.672)Number of obs2501008070

注:******分别表示变量系数在1%、5%、10%的水平上显著;括号中的值是Z值;Number of obs表示样本观察值的个数;广义最小二乘法得出的R2不具有传统线性回归模型中R2的含义,未列出

(3)比较不同区域再生资源产业集聚对区域环境污染的影响系数可知,东、中、西部再生资源产业集聚产生了差异性环境污染影响。东、中部地区再生资源产业集聚回归系数分别为0.269、0.100,且均通过了1%的显著性检验,说明东、中部地区再生资源产业集聚会造成区域环境污染,西部地区产业集聚回归系数为-0.072,说明西部地区再生资源产业集聚发挥了正向环境效应。但值得注意的是,西部地区再生资源产业集聚程度与中部地区均处于较低水平,而中、西部区域再生资源产业集聚与环境污染线性关系研究结论不一致。因此,本研究认为东、中、西部地区再生资源产业集聚与环境污染间并不是简单的线性关系,需要对可能存在的U型、N型或其它关系作进一步分析。

2 我国再生资源产业集聚与区域环境污染的非线性关系分析

2.1 计量模型构建及相关说明

为检验再生资源产业集聚与环境污染间非线性关系,建立计量模型如下:

模型

(5)

模型

(6)

模型

(7)

式(5)-(7)中,分别为再生资源产业集聚水平的平方项、三次方项、四次方项,其余相关符号的含义与式(1)相同。3个计量模型分别用于检验再生资源产业集聚与环境污染间U型关系、N型关系以及其它关系。

2.2 结果分析

2.2.1 再生资源产业集聚与环境污染间U型关系验证

根据模型1,利用全国面板数据,采用广义最小二乘法(GLS),对再生资源产业集聚与区域环境污染间“U型”关系进行验证,结果如表2所示。

(1)东、西部地区再生资源产业集聚与区域环境污染之间呈现“倒U型”关系。东部地区再生资源产业集聚的平方项为负值,表明东部地区再生资源产业集聚与环境污染间呈“倒U型”关系,即在产业集聚初期加剧环境污染,但当再生资源产业EG系数跨越0.032 5这一临界点时,再生资源产业集聚带来正向环境效应。由东部省份再生资源产业EG系数可知,东部大部分省份产业集聚度仍未达到拐点,再生资源产业集聚主要产生环境负效应。西部地区再生资源产业集聚与环境污染间也呈现“倒U型”关系,当西部地区再生资源产业EG系数达到0.000 02拐点,产业集聚发挥正向环境效应。西部省份EG系数表明,西部大部分省份再生资源产业集聚水平已跨越“门槛”,环境正效应逐渐明显。

(2)中部地区再生资源产业集聚与环境污染间呈“U型”关系。在产业集聚初期,再生资源产业集聚化发展有利于减少污染物排放强度,当集聚度超过0.000 12时,则产生一定的“拥堵效应”,造成区域污染加剧,集聚带来的环境正效应开始逐渐减弱。据中部省份EG系数可知,中部大部分省份的产业集聚度已超越拐点。

(3)东、中、西部地区再生资源产业集聚与环境污染间U型关系验证结果与线性关系结论相一致。与此同时,东、西部地区与中部地区验证结果存在差异,需进一步对再生资源产业集聚与环境污染间“N”型关系或其它形式的关系进行验证,以便对二者之间线性关系及“U型”关系验证结果进行诠释和剖析。

2.2.2 再生资源产业集聚与环境污染间其它形式的关系验证

根据模型2和模型3,利用全国面板数据,采用广义最小二乘法(GLS)对再生资源产业集聚与区域环境污染间“N型”和其它关系进行验证。如表3所示,模型2中再生资源产业集聚水平三次方项没有通过显著性检验,因此,二者之间不存在“N”型关系。根据模型3的回归结果可知,再生资源产业集聚水平的平方、三次方、四次方项均通过了显著性检验,再生资源产业集聚与区域环境污染之间存在“其它关系”。为了更加直观地反映再生资源产业集聚与环境污染间“其它关系”型曲线变化形态,利用mathematica5绘制了再生资源产业集聚与区域环境污染间关系图(见图2)。

表2 全国及分区再生资源产业集聚与环境污染U型关系回归结果

变量东部中部西部Lnaggit-0.137**0.217***-1.633***(0.069)(0.077)(0.350)Lnagg2it-0.02***0.012***-0.074***(0.006)(0.004)(0.018)Lnecoit0.161*0.458**0.363***(0.097)(0.187)(0.106)Lnenvregit-0.057***-0.241***-0.350***(0.019)(0.051)(0.070)Lnscaleit0.549***0.173***0.053**(0.040)(0.041)(0.047)Lninvestit-0.015-0.0160.050(0.012)(0.047)(0.058)_cons-1.558*-7.494***-18.164***(1.125)(2.354)(2.365)Number of obs1008070

图2 再生资源产业集聚与区域环境污染关系

(1)我国再生资源产业集聚与环境污染间表现为增-降-增的变化趋势,呈现出“非标准倒U型”曲线关系。在再生资源产业发展初期,产业发展水平较低,污染物排放强度较大,增速较快;随着产业集聚水平逐步提高,污染物排放强度呈下降趋势;当产业集聚度达到一定水平时,外部不经济性开始显现,环境污染再次增加。未来在其跨越一定“门槛”(峰值2)后,再生资源产业集聚的环境正效应才能持久出现。

(2)图2中A、B、C三个位置分别代表我国东、中、西部地区再生资源产业集聚与区域环境污染关系在总体发展变化趋势中的具体位置。东部地区(A点)处于总体发展过程的第三阶段,位于以峰值2为拐点的“倒U型”的左侧,说明该地区再生资源产业集聚发展出现“拥堵效应”,集聚的外部不经济性表现突出;中部地区(B点)处于总体发展过程的第二阶段,位于“U型”的右侧,说明该地区产业集聚提升的环境正效应正在减弱,负效应开始逐步显现;西部地区(C点)处于总体发展过程的第一阶段,位于以峰值1为拐点的右侧,说明该地区再生资源产业已经经历了产业发展初期环境负荷较大的困难阶段,集聚产生的正面效应明显。此外,这种“非标准倒U型”曲线关系从宏观层次较好地诠释了不同区域再生资源产业集聚与环境污染关系的差异性,与线性关系和“U型”关系验证结果相吻合。

表3 我国再生资源产业集聚与环境污染N和其它关系回归结果

变量模型(2)模型(3)Lnaggit0.817*-1.86***(0.42)(0.712)Lnagg2it0.076*-0.505***(0.043)(0.138)Lnagg3it0.002-0.045***(0.0014)(0.112)Lnagg4it-0.001 3***(0.000 3)Lnecoit0.384*0.25**(0.221)(0.109)Lnenvregit-0.173***-0.204***(0.065)(0.109)Lnscaleit0.138**0.0948**(0.070)(0.045)Lninvestit0.182*0.126**(0.063)(0.043)_cons-3.45-3.62**(3.36)(1.315)Number of obs250250

3 结论与对策

3.1 主要结论

(1)我国再生资源产业集聚与环境污染总体呈现“非标准倒U型”关系。我国再生资源产业集聚化发展总体上加剧了环境污染,区域经济发展水平、再生资源产业发展规模、再生资源产业资本投入3个变量与区域环境污染之间呈正相关关系,环境规制强度变量与区域环境污染之间呈负相关关系。

(2)再生资源产业集聚不同发展阶段的特征各异。第一阶段即产业集聚发展初期,产业原料主要来自于区域废弃物,产业网络化初步形成,有效解决了区域自身废弃物综合利用问题,环境污染物排放逐步减少;第二阶段随着产业集聚水平不断提升及产业规模持续扩张,废旧资源短缺、企业同质化竞争和监管不严等问题导致部分地区存在“劣币驱逐良币”现象,产生二次环境污染,导致环境压力增加;第三阶段随着产业准入标准的提高、区域废旧资源回收体系的建立和科技创新溢出效应的显现,产业集聚所产生的环境正外部性逐步抵消负外部性,成为改善区域环境质量的有效途径。

(3)我国东、中、西部再生资源产业处于不同产业集聚发展阶段,产生差异性环境污染效应。东部地区再生资源产业集聚水平位于第三阶段,进口废旧资源成为产业发展重要来源,产业规模化经济效益突出,环境压力增加,处于发展的“爬坡”阶段;中部地区再生资源产业集聚水平位于第二阶段,产业集聚带来的环境正效应逐步被抵消;西部地区再生资源产业集聚水平位于第一阶段,产业集聚度不高,但在一定程度上缓解了区域环境压力。

3.2 对策建议

结合我国再生资源产业发展实际,再生资源产业绿色化发展应注重以下3个方面工作:

(1)结合东中西部地区所处产业发展阶段,制定差异化产业发展配套政策。对于东部地区,应着力加强对国外进口废弃物走私、违法转移规章的制定,防止污染转移对区域环境的影响,同时,加强对产业环境特征污染物的监测;对于中部地区,应着力于静脉产业与区域主导产业的对接,提升专业化水平,提高再生资源产业集聚对区域废弃物的消纳能力,解决产业发展原料不足问题;对于西部地区,应着力于提升再生资源企业准入门槛,加大产业发展初期对企业的资金扶持,培育产业集聚发展,加强产业发展配套的环境基础设施建设,抓住产业发展机遇期,从源头进行控制,实现产业集聚发展,降低环境污染峰值。

(2)加强地区再生资源产业发展的环境规制。将绿色化理念贯穿到再生资源产业链各环节和全过程,从回收、分拣、运输到加工、循环化利用、再制造以及废物处理处置,推动再生资源产业领域环保制度建设。一方面,政府通过严格的环境污染物排放标准倒逼再生资源企业通过技术创新和生产工艺改进提高治污能力,减少污染,提高再生资源产业技术创新的溢出效益;另一方面,政府出台产业发展的绿色激励政策,通过设立清洁生产专项资金、实施绿色金融等手段激励企业提高清洁生产、绿色产品设计等能力,延伸产业链条,提高产品附加值,降低再生资源产业的产污水平。同时,区域再生资源产业实施统筹差异发展,注重不同地区的产业集聚与分工,防止企业恶性竞争,实现再生资源产业生态化集聚。

(3)进一步完善区域再生资源回收网络。将回收体系建立与城市建设规划、产业布局和城市商业网点建设相结合。从产废源头入手,建立健全回收渠道,以分拣中心为核心,集散市场为补充,储存运输为联结,信息管理平台为支撑,通过提高分拣加工技术水平,实现与利废环节的有效衔接,有效提高回收利用效率。注重对区域内主导产业废弃物的回收利用,提升区域大宗废弃物有效供给,调控进口废弃物数量和比例,实现动静脉产业相结合,降低区域环境压力,为再生资源产业集聚发展提供基础。

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Renewable Resources Industry Agglomeration and Environmental Pollution: an Empirical Analysis based on Provinces' Panel Data

Wang Lei1,Wang Yanyan1,Li Huiming2

(1.School of Economics and Management, Tianjin ChenJian University, Tianjin 300384,China; 2.Research Center on Circular Economy, Nankai University, Tianjin 300071,China)

AbstractRenewable resources industry has the characteristics of dual environmental externality, and has been formed agglomeration development in our country. The relationship between the cluster of the renewable resources industry and regional environmental pollution has attracted more and more attention.Taking environmental externality of the industry agglomeration as the breakthrough point,based on the panel date of renewable resources industry of 25 provinces in our country,using generalized least squares(GLS) empirically analyzes the relationship between the cluster of the renewable resources industry and regional environmental pollution in our country and eastern,central,western regions of our country.Results show that:the relationship between the cluster of the renewable resources industry and regional environmental pollution presents the "non-standard inverted U-shape" in our country,and agglomeration development of the renewable resources industry overall aggravates environmental pollution; renewable resources industry in eastern,central and western regions of our country are in different stages of agglomeration development,and produce different environmental pollution effect.On this basis,some suggestions which are about the differentiation supporting policies,environmental regulation,market environment and recycling system have been proposed,in order to provide useful references for the development of the ecological agglomeration of renewable resources industry.

Key Words:Renewable Resources Industry; Industrial Agglomeration; District Environment; Environmental Pollution

作者简介王磊(1980-),男,天津人,博士,天津城建大学经济与管理学院副教授、硕士生导师,研究方向为环境经济学;王琰琰(1989-),女,河南淮阳人,天津城建大学经济与管理学院硕士研究生,研究方向为城市治理;李慧明(1948-),女,天津人,南开大学循环经济研究中心教授,研究方向为环境经济学。

基金项目国家社会科学基金项目(16BGL141);天津社会科学规划项目(TJYY17-005、TJGL15-023)

收稿日期2017-12-19

文章编号:1001-7348(2018)13-0072-06

文献标识码:A

中图分类号F263    

DOI10.6049/kjjbydc.2017100420

(责任编辑:万贤贤)