The impact of industrial land input on economic growth under environmental restraints in China:analysis based on the Green Solow Model
DINGLinlin通讯作者:
收稿日期:2016-08-10
修回日期:2017-01-5
网络出版日期:2017-04-30
版权声明:2017《资源科学》编辑部《资源科学》编辑部
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1 引言
1996年中国开始加快工业化进程,之后城市经济迅速发展。中国工业经济也一直保持较高增长速度,2014年中国工业产值高达227 991亿元,占GDP的比重为35.82%。但工业生产的本质是人类对物质资源形态的改变,其在消耗自然资源的同时还会产生环境污染[1]。近年来,中国的能源净进口、环境污染、生态恶化等问题不断加剧。据统计,2011年中国单位美元GDP的CO2排放量是美国的3.5倍,单位能源消耗生产的GDP也只占到发达国家的50%左右。全国因环境污染造成的经济损失在2004年已超过5000亿元,为治理环境污染,中国每年实际的污染治理项目投资总额逐年增加,2001-2014年间,已从175亿元增加到了998亿元,成为政府很大的财政负担。由此可见,以环境污染和能源消耗为代价的经济发展模式是不可持续的。目前的研究主要集中在工业用地效率的测度方面[2,3],也有****通过构建广义的生产函数模型来解释工业用地的经济增长效应[4,5]。但如果不考虑环境因素,容易过高估计工业用地投入对经济增长的影响。在资源环境日益成为经济增长硬约束的背景下,部分****开始尝试将环境要素纳入到DEA测算模型中去[6]。
要获得消费品,一般会伴随污染。通常来讲,将非期望产出纳入到模型中有两种不同的思路:第一种是将环境污染等非期望产出作为生产要素投入处理;二是将工业“三废”等非期望产出作为经济活动的副产品引入。参考已有研究[7,8],本文将污染物作为环境投入要素引入生产函数。污染排放作为投入会通过两种方式作用于经济增长:一种是利用自然环境吸纳和沉积废弃物的功能发挥社会资本的作用,某些经济活动单位通过对自然环境的消耗可以在给定其他投入的前提下增加它的产出水平,此时,排放物对经济增长的影响为正;但持续的环境资本消耗会导致总的社会资本的下降,进而降低自然环境的质量,这时排放物对经济增长的影响则是负的。即在没有环境管制的情况下,污染排放物对经济增长的作用取决于正/负效应的总和,总体来讲,当正效应大于负效应时,污染物对经济增长具有促进作用;反之,污染物则阻碍经济增长。由此,本文拟在考察工业用地投入对经济发展的作用路径的分析中,纳入环境要素的影响,进一步研究土地要素对工业经济增长的贡献。在此基础上,构建内含环境要素的“绿色索洛模型”,并利用省际面板数据进行实证检验与分析。最后归纳总结并提出政策建议。
2 工业用地投入对经济发展的作用路径分析
近年来,中国的环境污染问题逐步加剧,如图1所示,以工业SO2和NOX的排放为例,环境污染物的排放量居高不下,GDP增长率也在经历2007年的顶峰之后开始不断下降。可以说,工业化在给经济发展做出贡献的同时,其带来的环境污染和资源损耗也给经济造成了巨大损失。按照可持续发展理论,当代人的发展不能建立在剥夺后代人发展潜力的基础上。但工业化生产的负外部性不仅损害了当代人的利益,同时其造成的经济损失还会作为一种成本遗留在未来经济发展中,造成代际矛盾。一定程度上可以将工业经济增长视为当代人土地利用行为的一种回报,而环境污染等造成的经济损失则是当代人透支了后代人的利益。如果当代人享用经济发展成果而让后代人承担“环境代价”,不仅对后代人不公平,也会严重影响中国经济的可持续发展。显示原图|下载原图ZIP|生成PPT
图12000-2014年中国GDP增长率与主要空气污染物排放情况
数据来源:历年《中国环境年鉴》[
-->Figure 1China's GDP growth rate and major air pollutant emissions from 2000 to 2014
-->
探索工业用地投入对经济增长的影响,首先要了解工业生产对地方经济发展的作用路径。而实际上,工业用地投产后不仅能够促进地方经济快速增长,同时工业生产的负外部性一定程度上还会阻碍经济的发展。工业用地对地区经济发展的快速推动作用主要表现在以下三个方面:
(1)分税制改革后地方政府面临“财权上移、事权下放”的困境,急需拓展新的财政收入来源。为了招商引资,地方政府经常以成本价甚至“零地价”的方式出让工业用地,但工业企业投产后,一方面地方政府能够获得数额可观的增值税和企业所得税等税收收入,另一方面工业发展还具有“溢出效应”,即工业企业发展会推动本地服务业部门增长并带来相关营业税和商住用地土地出让金等收入[11-13]。这些收入满足了地方政府的财政预算需求,进而通过增加基础设施投资等方式来进一步促进地区经济增长。
(2)工业生产吸引了大量外资进入,不仅能够推动地区外向型经济的发展,还能够加快对传统工业产业的改造和对新兴支柱产业的扶持,从而全面拉动区域经济的快速增长。
(3)以廉价的工业用地为载体的工业园区是目前区域经济发展的重要政策工具,工业企业向园区的聚集,会导致集聚经济的产生[14],进而以产业合力的形式促进地区经济的发展。
但工业用地在投产促进区域经济发展的同时还会对环境产生负外部性。工业生产过程会产生废弃物(包括固体、液体和气体废弃物),对自然环境产生影响,从而造成环境的改变,而环境改变则会影响经济发展。环境变化对经济增长的作用主要表现在两个方面:
(1)污染治理成本的存在会影响企业的产出水平。当重大环境污染事故发生时,中央政府的强力介入促使地方政府选择高水平的环境规制,这时企业的产出水平会受到直接影响[15]。此外,近几年国务院要求在工业园区等重点领域,推行环境污染第三方治理模式,变“谁污染谁治理”为“谁污染谁买单”。企业在做出生产决策时一般会考虑污染治理费用,从而间接影响产出水平。
(2)环境政策的实施会改变地区产业结构[16-18],从而影响经济增长。工业“三废”的排放会对环境造成极大污染,如果实行严格的环境保护政策,尽管一定程度上能够敦促工业企业加大对废弃物的处理力度、使用清洁能源或者改进生产技术,但这会增加企业的生产成本,从而导致一些小企业停产或迁出原生产地。无论是企业选择停产还是外移,都会削弱地区经济发展实力。
3 研究方法与数据来源
1956年麻省理工学院罗伯特·索洛教授关于经济均衡增长路径的文章中,第一次引入了长期经济增长模型,并于1987年获得了诺贝尔奖。其基本思路是,保持劳动力和技术不变,然后逐步放宽假设,研究经济增长。然而,索洛模型是不完备的,按其推论,当资本存量增长时,经济增长会放缓,最终停止。事实上过去100多年间,许多国家保持了正常的增长量,没有长期下降的趋势。尽管索洛模型的假设条件过于理想,但模型的形式和基本思想为其扩展提供了很大便利。目前,****们根据自身研究问题的需要,主要通过重新定义、增加新的因素来扩展索洛模型的应用。单从GDP增长额的数值中,看不出这背后的环境污染以及由此造成的经济损失。2004年,Brock等提出了“绿色索洛模型”,研究经济增长与环境质量之间的关系,实质上是对1956年提出的索洛模型的深度拓展,其贡献是将污染削减因素补充到索洛模型的假定中[19]。因此,本文借鉴“绿色索洛模型”,将环境要素纳入生产函数,扣除由于环境约束带来的经济成本,修正工业用地投入对工业经济增长的贡献。
3.1 研究方法
在单一部门索洛模型中,假定储蓄率(s)和资本(K)的折旧率(δ)外生不变,Y表示产出,生产函数规模报酬不变,劳动(L)和知识(A)分别以不变速度n和g增长[20]。则标准的索洛模型及关于资本、劳动、知识的假设表示如下:式中
Brock等拓展的绿色索洛模型假设中提出了削减强度,即经济活动中用于污染削减的部分所占比例,其作为外生变量被引入模型[21]。因此,模型的假定条件为:污染不存在结构效应,同时忽略技术进步和环境政策变化对污染削减的影响。为了研究污染对产出的影响,首先要确定污染排放总量。假定每单位经济活动产生的初始污染量为
其中
式中θ为削减强度,假定其为不变常数,则扣除环境污染,用于最终产品的消费和投资的经济活动为:
其次,考虑环境的自净作用。假定污染存量(X)的初始水平为0,E为单位时间排污量,则污染存量的动态方程为:
式中
由以上分析可得到拓展的考虑环境污染的“绿色索洛模型”形式如下:
式中
在“绿色索洛模型”中,
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图2绿色索洛模型
-->Figure 2Green Solow model
-->
根据假定,L和A分别以不变速度n和g增长,由于k
产出Y的增长率证明过程相同。)由于生产函数规模报酬不变,则产出Y的增长速度也为
因此,为了分析环境约束下工业用地投入对经济增长的影响,本文通过构建绿色索洛模型,将土地要素(N)以及环境污染要素(E)与资本要素(K)和劳动力要素(L)等传统要素一起作为投入要素加入到生产函数模型中进行估算。设定的生产函数形式为:
式中t为时间趋势变量。为简化形式,下文将t省略。为了估算要素随时期而变化的产出弹性系数,采用C-D形式:
对公式(7)两边取对数,则构造的计量模型形式如下:
式中Y为产出,K、 L、N和 E分别为资本、劳动力、土地和环境等投入要素;α、β、γ、
3.2 数据来源
本文利用2000-2010年中国30个省、直辖市、自治区的省际面板数据(由于西藏自治区数据缺失较多,本研究未将其纳入;此外,由于数据获取困难,本次研究也不包括香港、台湾和澳门),实证检验工业用地投入以及环境污染对工业经济增长的影响,并进一步对东、中、西部三个地区进行对比分析(东部地区包括北京、天津、河北、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东和海南11个省市;中部地区包括山西、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北和湖南8个省市;西部地区包括内蒙古、广西、重庆、四川、贵州、宁夏、新疆、甘肃、陕西、云南和青海11个省市)。具体的指标选取及数据说明如下:(1)产出指标Y用工业总产值(亿元)衡量。为了剔除物价因素的影响,按出厂价格指数折合为2000年不变价格。
(2)资本存量K(亿元)用工业固定资产净值年平均余额代替,并按2000年不变价格折算。
(3)劳动力投入要素L量化为各省工业从业人口数(万人)。
(4)土地要素N量化为各省工业用地面积(km2)。
(5)环境污染要素E选取工业“三废”,即工业固废产生量E1(万t),工业废水排放量E2(亿t),工业SO2排放量E3(万t)、工业NOX排放量E4(万t)、工业烟(粉)尘排放量E5(万t)。其中,后三者是工业废气的主要排放物。
工业总产值、资本存量及工业从业人口数据来自2001-2011年《中国工业经济统计年鉴》[22],表征环境污染要素的各指标来自2001-2011年《中国环境年鉴》[9]。
4 结果及分析
4.1 面板数据模型设定检验
在进行回归分析之前,对面板数据进行协方差检验与Hausman检验以判断模型的具体形式[23]。模型设定检验结果见表1。Table 1
表1
表1绿色索洛模型设定检验结果
Table 1The test results of "Green Solo Model”
检验统计量 | 全国 | 东部 | 中部 | 西部 |
---|---|---|---|---|
F2 | 154.65 (1.00) | 86.37 (1.95) | 317.39 (2.29) | 111.49 (1.00) |
F1 | 58.32 (1.00) | 46.80 (2.12) | 30.54 (2.29) | 66.84 (1.00) |
Hausman检验 | 133.06 (0.00) | 97.97 (0.00) | 781.53 (0.00) | 24.19 (0.002) |
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关于模型形式的设定如下:
H1:模型中的解释变量系数对于所有的截面成员是相同的,但截距项不同,即该模型形式为变截距模型;
H2:模型中的解释变量和截距项对于所有的截面成员都是相同的,即该模型形式为混合回归模型。
从表1中可以看出,4个模型的F2统计量均大于相应置信度下临界值,即拒绝假设H2,继续检验假设H1。从F1统计量看,均大于相应置信度下临界值,即拒绝假设H1,从而得到4个模型均应该选择变系数形式。另外,由Hausman检验结果可以看出,在5%的显著水平下,4个模型均拒绝原假设(原假设是:应建立随机效应模型),即应建立固定效应模型。
4.2 回归结果分析
为衡量土地要素及环境要素对经济增长的作用,本文对扩展的生产函数模型进行多元回归。同时,为进一步消除异方差的影响,采用截面加权的方法进行估计。对4个模型的回归分析结果见表2。Table 2
表2
表2工业经济增长影响因素分地区固定效应模型GLS估计结果
Table 2GLS estimation results of regional economic growth factors
变量 | 全国 | 东部 | 中部 | 西部 |
---|---|---|---|---|
截距项 | -3.588 | -3.984 | -7.902 | -2.438 |
工业资本存量/K | 0.533*** (10.07) | 0.927*** (8.28) | 0.185*** (4.26) | 0.725*** (7.38) |
工业从业人员/L | 0.483*** (6.87) | 0.094 (0.60) | 1.107*** (11.53) | 0.371*** (3.11) |
工业用地面积/N | 0.501*** (9.38) | 0.421*** (4.02) | 0.515*** (3.51) | 0.377*** (4.68) |
工业固废产生量/E1 | 0.357*** (8.68) | 0.217*** (2.85) | 0.675*** (7.48) | 0.239*** (4.33) |
工业废水排放量/E2 | -0.124*** (-2.99) | -0.275*** (-3.76) | -0.155 (-1.41) | -0.075 (-1.10) |
工业SO2排放量/E3 | -0.427*** (-8.59) | -0.633*** (-5.99) | -0.428*** (-4.31) | -0.349*** (-5.30) |
工业NOX排放量/E4 | -0.042 (-1.18) | -0.075 (-0.91) | -0.204** (-2.64) | -0.089* (-1.66) |
工业烟(粉)尘排放量/E5 | -0.355*** (-8.41) | -0.304*** (-3.19) | -0.153* (-1.67) | -0.388*** (-6.11) |
Adj-R2 | 0.993 | 0.989 | 0.986 | 0.985 |
F-statistic | 1 253.594 | 575.837 | 420.661 | 431.855 |
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从全国来看,资本、劳动和土地要素的产出弹性分别为0.53、0.48和0.50,说明在社会经济发展中,资本、劳动和土地投入每增加1%,经济增长的幅度分别达到0.53%、0.48%和0.50%。环境要素中,除工业NOX外,工业固废产生量、工业废水排放量、工业SO2排放量、工业烟(粉)尘排放量对经济增长均有显著影响。
从各地区土地要素的弹性系数来看,东、中、西部地区土地投入每增加1%,经济增长的增幅分别为0.42%、0.52%和0.38%。具体来看:
(1)中部地区弹性系数最大,这说明中部地区经济增长对土地要素的依赖程度最高,一定程度上限制了中部地区的产业结构升级,减缓了经济增长的速度。中部地区自然资源丰富,因此,未来的发展方向应该是充分发挥自身资源禀赋优势,在此基础上调整和优化产业结构,才能实现经济的长期稳定增长。
(2)东部地区土地要素的产出弹性低于中部地区,这主要是由于东部地区实现产业结构优化,产业发展更倾向于资本和技术密集型的结果。伴随经济不断发展,土地利用集约度的提高意味着土地将承载更多的资本、劳动力等要素,土地要素的贡献水平将逐步降低。
(3)西部地区弹性系数最小。这可能是由于政府政策导向、投资策略等发生了变化,使得西部地区无需借助市场经济环境,便能实现资本存量的提高,因此放大了资本对西部经济增长的贡献力水平,相对缩小了土地和其他要素对经济增长的贡献。
环境要素对经济增长的作用程度及作用方向均存在区域差异。理论部分分析表明,环境污染对经济的总效应的程度及作用方向取决于环境污染正/负效应的总和。从回归结果看:
(1)工业固废变量的弹性系数均明显为正,每增加1%,东部、中部、西部地区的经济增长分别提高0.22%、0.68%和0.24%,中部地区正处于快速崛起阶段,工业固废对经济增长的弹性系数相对较大。即在目前经济发展阶段,工业固体废弃物的产生一定程度上能够促进经济增长。这主要是因为,工业固体废弃物经过适当的工艺处理,可成为工业原料或能源,较废水、废气容易实现资源化。
(2)三个地区工业废水对经济增长的阻碍表现为东部地区>中部地区>西部地区,这主要是因为地区经济发展水平越高,对环境的破坏力也越大,环境污染反过来作用于经济发展,其阻碍作用也更加明显。
(3)工业废气中的SO2、NOX、烟(粉)尘等的排放对经济增长均呈显著的负向影响,这说明环境污染一定程度上削弱了资本、劳动力和土地要素对经济的促进作用。如果忽略工业生产的外部性,容易过高估计工业经济的增长效应。从要素弹性系数的显著程度来看:东部地区除工业NOX变量不显著之外,其他环境要素均明显抑制地区经济增长;中部地区和西部地区则表现为工业废水变量不显著,其余环境要素均十分显著。从要素弹性系数的大小来看:工业SO2的排放对东部地区的经济增长阻碍最为明显;工业NOX的排放相对不利于中部地区经济增长;而西部地区经济增长的关键制约因素则是工业烟(粉)尘的排放。但三个地区存在一个共性:即工业废气,尤其是SO2和烟(粉)尘的排放对经济增长的抑制作用较工业废水更强。这也表明工业废气污染是以后政府需要治理环境的首要方向。
5 结论与政策建议
本文构建了内含土地和环境要素的“绿色索洛模型”,并利用全国和东、中、西部2000-2010年省际工业面板数据,深入考察环境约束下工业用地投入对经济增长的影响。主要结论如下:(1)环境约束下,索洛模型仍存在平衡增长路径。这表明构建“绿色索洛模型”在理论上是可行的,衡量工业用地投入的经济增长效应时,可以将环境要素纳入进去进行修正。
(2)工业生产具有外部性,工业经济增长的同时会带来一定的环境污染,形成经济增长的环境代价。中国目前的工业经济增长仍主要依靠资本和劳动力投入,土地与经济增长呈现正相关,且中部地区土地要素对工业经济增长的贡献明显高于东、西部地区。
(3)环境要素对工业经济增长的影响取决于正/负效应共同的作用结果。总体来看,除工业固体废弃物外,工业废水、工业SO2、工业NOX、工业烟(粉)尘等的排放对经济增长均呈明显抑制作用,且工业废气对经济增长的抑制作用较工业废水更强。
当然,实证分析的结果也揭示出忽视工业生产的负外部性,很容易过高估计土地投入对中国工业经济的影响。因此,借鉴绿色生产模型的核心在于将工业经济发展中的资源成本纳入到GDP中,真实地反映工业用地投入的经济增长效应,以期达到保护资源和环境的目的。
经济增长的实现是有代价的,目前中国的经济增长很大程度上仍是通过高投入和扩大生产规模的路径来实现的,导致的结果就是环境遭到严重破坏。因此,在未来的经济发展中,要摒弃“GDP”主义的经济发展方式,积极探索建立绿色国民经济核算体系;同时,政府要实施创新管理,鼓励企业技术创新,尤其是环境保护和污染治理方面的技术创新,避免以环境容量过度透支为代价,追求工业经济高质量、可持续增长模式。
The authors have declared that no competing interests exist.
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