京津冀环境污染时空演进研究

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　　基金项目：基金项目河北省社会科学基金项目《京津冀环境污染的时空演进及防治对策研究》（HB18YJ013）。
　　作者简介：作者简介李从欣（1974—），女，河北石家庄人，博士，教授、硕士生导师，主要研究方向为统计方法及应用、生态[JP2]统计;李国柱（1971—），男，河北沧州人，博士，教授、硕士生导师，主要研究方向为数量经济、能源环境统计;崔文静[JP]（1981—），女，河北石家庄人，硕士，副教授，主要研究方向为宏观经济。
　　[摘要]使用2004—2017年京津冀13个城市的面板数据，采用时空地理加权回归模型，对京津冀环境污染时空演进影响因素异质性进行了分析。研究结果表明，产业结构和产业盈利能力对环境污染时空演进影响的回归系数各不相同，存在显著的时空异质性。产业结构对环境污染时空演进影响差异巨大，不同城市产业结构调整存在巨大的潜力。产业盈利能力对环境污染时空演进的影响存在显著的异质性，在利益和社会责任选择方面，外部环境压力政策更有利企业承担社会责任。
　　[关键词]关键词环境污染;时空演进;异质性;时空地理加权回归模型
　　[中图分类号]中图分类号F127;X321[文献标识码]A文献标志码[文章编号]1673-0461（2020）08-0061-05
　　京津冀由于政治地位、经济发展水平不同，产业结构和工业经济存在着显著的差异。在社会发展进程中，工业经济发展是生态环境的主要污染源，工业“三废”（废水、废气和固体废弃物）对环境的影响成为政府各部门和学术界关注的热点。其中，工业废水由于含有有毒、有害物质，对环境危害更大，直接威胁生态安全和人类健康。《重点流域水污染防治规划（20162020年）》指出海河流域的北京、 天津、廊坊、石家庄、邢台、保定、沧州等地环境污染问题相对突出，要求加大对这些地区的造纸、 焦化、 印染、皮革等产业结构和布局的调整力度。因此探索京津冀环境污染时空演进及影响因素的异质性，对提升京津冀生态环境具有积极的现实意义。
　　一、文献综述
　　对环境污染时空演进及影响因素异质性的研究主要集中在以下两个方面：
　　第一，环境污染影响因素的研究。工业排放、汽车尾气、燃煤排放等因素是造成环境污染的主要因素。第二产业主要由工业组成，工业污染是环境污染的主要来源[1]。庄汝龙等 [2]和沈晓梅等 [3]发现产业结构与环境污染存在正相关关系，第二产业比重促进工业废水排放。部分国内学者研究了产业集聚对环境污染的影响，闫逢柱等[4]、刘习平等[5]通过实证分析等发现产业集聚有利于环境质量的改善，减少环境污染;周明生等[6]发现产业集聚与环境污染存在显著的倒“U”型关系;徐辉等[7]发现产业专业化集聚对环境污染有先抑制后促进的作用;刘军等[8]发现产业集聚增加了环境污染。本文进行分析时，除了选取产业结构作为核心解释变量外，还选取了产业盈利能力作为核心指标，盈利是企业持续经营的目标之一，随着获利能力的提高，企业是否更愿意承担社会责任，进行绿色技术创新，为减轻环境污染作出贡献
　　第二，影响因素异质性分析使用方法的选择。Du等[11]使用空间计量分析了PM25影响因素的异质性。这类方法需要对样本进行空间自相关检验，计算空间权重矩阵，其得出来的回归系数是固定的;李丹丹等[12] 采用地理加权回归模型（GWR）对中国省域碳排放影响因素时空异质性进行了研究，结果证明影响因素存在明显的时空异质性;李建豹等[13]使用地理加权回归模型（GWR）对中国省域碳排放影响因素的空间异质性进行了分析，得出的结论与李丹丹等人的结论相同，这种分析方法得出的系数不再是固定的，不同区域回归模型的系数随空间变化而变化，但是时间维度系数的变化却没有体现出来。
　　通过对上述文献的总结，这些学者之所以有不同的结论，与他们选取的指标、样本，采用的方法有很大关系。京津冀环境污染的变化既有时间上的，也有空间上的，本文进行分析时采用的是时空地理加权回归模型，回归系数不仅随空间变化，而且随着时间维度的变化，回归系数也会不同。通过对京津冀环境污染时空演进影响因素异质性研究，探索产业结构和产业盈利能力在不同时间和空间层面上对环境污染的影响机理，为京津冀因地制宜地制定减轻环境污染的政策提供较为科学的数据支持。
　　二、变量说明和理论模型的构建
　　（一）变量说明
　　解释变量：环境污染（Enp）。对环境污染的测度主要有两种方法：一是环境污染综合指数。如许和连等[14]和郭四代等[15]使用熵值法测算环境污染，测算结果为指数值越大，表明环境污染愈严重。这种方法虽然把废水、废气和固体废弃物等都考虑进去了，但进行影响因素分析时，却无法分析不同因素对水污染、空气污染的影响状况。二是单一指标。这类指標是年鉴公布的指标，较为客观，如金春雨等[16]和李从欣等[17]使用二氧化硫排放量测量环境污染。本文主要分析的是工业废水排放对环境造成的污染，因此使用工业废水排放量（万吨）作为环境污染的代理变量。
　　参考许正松等[18]和戴宏伟等[19]的文献，本文以产业结构（Ins）和产业盈利能力（Inp）作为核心解释变量。工业是京津冀地区经济发展的主要支柱产业，工业类型主要集中在炼钢、造纸、纺织以及化学品制造等相关方面，这些行业最主要的特征是高排污、高排放。产业结构调整一直是京津冀协同发展的主题。产业结构通过第二产业产值占地区生产总值的比重（%）测量，产业盈利能力通过规模以上工业企业利润总额除以工业企业个数（万元/个）测量。
　　控制变量：人口密度（Pod）、经济发展水平（Pgdp）、科技支出强度（Tsi）和利用外资程度（Dfu）。人口密度2004—2015年数据来自年鉴，2016年和2017年的数据通过年末人口数除以行政区域土地面积（人/平方公里）测量，经济发展水平以人均地区生产总值（元/人）测量，科技支出强度用科学技术支出除以地区生产总值测量，利用外资程度用当年实际使用外资金额（以当年汇率折算成人民币）除以地区生产总值测量。 　　（二）理论模型的构建
　　本文研究的内容是京津冀空气污染时空演进影响因素的异质性，使用的数据是面板数据，采用的研究方法是Huang等（2010）[20]的时空地理加权回归模型（GTWR，Geographically and Temporally Weighted Regression）。该方法既可以分析京津冀空气污染时空演进影响因素随地理位置变动的异质性，又可以分析影响因素随时间变动的异质性。模型的具体形式如公式（1）：
　　（三）数据来源
　　工业废水排放量、第二产业占地区生产总值的比重、规模以上工业企业个数、规模以上工业企业利润总额、人口密度、人均地区生产总值、科学技术支出和当年实际使用外资金额等数据来源于2005—2018年的《中国城市统计年鉴》。数据分析使用的软件是ArcGIS102和SPSS220。
　　三、京津冀环境污染时空演进影响因素时空异质性实证研究
　　（一）京津冀环境污染时空演进影响因素异质性研究
　　工业废水排放量为因变量，产业结构和产业盈利能力为核心变量，代入公式（4）进行估计，由于参数估计结果较多，无法一一列出，本文列出部分结果如表1所示。
　　从表1可知，模型的判定系数为0806 6，调整的判定系数是0800 0，模型拟合程度较好。产业结构、产业盈利能力、人口密度、经济发展水平、科技支出强度、利用外资程度对环境污染时空影响的五栏参数估计结果数值明显不同。根据对应的P值全部为0，小于005，说明六个影响因素对空气污染时空演进存在明显的异质性。产业结构和产业盈利能力的回归系数取最小值时，可以降低环境污染，而其他四栏回归系数都会使环境污染上升。
　　（二）产业结构对环境污染时空演进异质性分析
　　图1是产业结构对环境污染时空演进影响系数估计结果图。从时间维度上可知，产业结构对环境污染影响呈“UM”型的是邯郸和邢台，产业结构对环境污染影响呈“M”型的是衡水、石家庄和保定，产业结构对环境污染影响呈倒“草帽”型的是北京、廊坊、沧州和张家口，产业结构对环境污染影响呈倒“N”型的是天津、唐山、秦皇岛和承德。从空间维度上可知，2005年，京津冀13个城市产业结构对环境污染影响程度差距非常大。京津冀西南方位城市的产业结构回归系数是负值，东北方位城市的产业结构回归系数是正值，且数值差异非常明显，西南方位的石家庄、保定、衡水、邢台和邯郸的产业结构有利于环境污染降低，而东北方位的城市如秦皇岛、承德、唐山和天津却不利于环境污染的降低。到2010年，京津冀13個城市产业结构对环境污染影响程度差距虽然缩小，但此时13个城市的产业结构均造成环境污染上升。2015年，京津冀13个城市的产业结构的回归系数的最大值和最小值均小于2010年产业结构回归系数的最大值和最小值，说明2015年产业结构对环境污染的影响整体上比2010年有所下降。到2017年，13个城市的产业结构对环境污染的回归系数与2015年相比均出现下降趋势，下降最明显的是邢台和邯郸，这两个城市的产业结构使环境污染降低。
　　图题图12004—2017年产业结构对京津冀环境污染时空演进影响异质性特征
　　（三）产业盈利能力对环境污染时空演进异质性分析
　　图2是产业盈利能力对环境污染时空演进影响系数估计结果图。从时间维度上可知，产业盈利能力对环境污染影响呈明显“M”型的是邯郸、邢台和石家庄，产业盈利能力对环境污染影响呈平缓“M”型的是秦皇岛和衡水，产业盈利能力对环境污染影响呈倒“草帽”型的是北京、天津、廊坊和承德，产业盈利能力对环境污染影响呈“W”型的是张家口、唐山、保定和沧州。从空间维度上可知，2005年产业盈利能力对环境污染时空演进影响系数差距较大，邯郸、邢台和石家庄三城市的产业盈利能力有利于环境污染的降低;到2010年时，13个城市的产业盈利能力回归系数虽然存在显著差异，但它们之间的差距与2005年相比显著缩小;2010年到2015年，京津冀13个城市产业盈利能力的回归系数差距几乎在相同的范围内;到2015年，产业盈利能力回归系数的差距又开始扩大，除秦皇岛的产业盈利能力能降低环境污染外，其它城市均使环境污染上升，使环境污染上升幅度最大的三个城市分别是邯郸、邢台和石家庄;到2017年，产业盈利能力回归系数最大的三个城市仍然是邯郸、邢台和石家庄。
　　图题图22004—2017年产业盈利能力对京津冀环境污染[JZ]时空演进影响异质性特征
　　（四）稳健性检验
　　为了保证分析结果的稳健性，本文以工业二氧化硫排放量为因变量，产业结构、产业盈利能力为核心变量，人口密度、经济发展水平、科技支出强度和利用外资程度为控制变量进了检验，检验结果与前面分析结果大体一致。由于篇幅有限，没有一一列出，通过稳健性检验，本文的研究结论是可靠的。
　　四、研究结论与讨论
　　本文使用2004—2017年京津冀13个城市的面板数据，采用GTWR模型，分析了产业结构和产业盈利能力对环境污染时空演进影响的异质性，目标是探索各影响因素在不同时间和空间上对环境污染影响的差异性。通过实证分析得出了以下结论。
　　第一，通过时空地理加权回归模型可以发现，产业结构和产业盈利能力对环境污染时空演进影响的回归系数各不相同，存在显著的时空异质性。产业结构回归系数的最小值和最大值差距接近2 000，说明不同时间和不同空间上产业结构对环境污染的影响差异非常大，产业结构调整存在着很大的潜力，京津冀不同城市应当实行差异化的产业结构调整政策。产业盈利能力回归系数的最小值和最大值差距在20左右，说明不同时间和不同空间上产业盈利能力对环境污染的影响差异不是太大，不同地区不同年份产业盈利能力回归系数是负值的占总样本的126%，说明京津冀13个城市在承担社会责任方面还有所欠缺，不同城市的相关领导部门应加大引导力度，使企业的盈利目标和社会责任同等重要。 　　第二，产业结构对环境污染时空演进的影响存在显著的异质性。从2005年、2010年和2015年产业结构回归系数来看，京津冀西南方位的城市产业结构对环境污染的变动幅度最大，由降低环境污染转变为使环境污染快速上升。京津冀东北方位的城市产业结构对环境污染的影响整体趋于下降的趋势，这些城市主要位于北京的东边。说明当环境污染成为全社会防控主题时，北京及其东边的城市能快速的做出反应，率先降低环境污染。2015年后京津冀环境污染的压力由东北方位的城市转向西南方位的城市，随着京津冀环境污染治理一体化的提出，在京津冀环境污染共同治理压力下，西南方位的城市如石家庄、邢台和邯郸，产业结构对环境污染的影响在2015年后出现下降趋势。
　　第三，产业盈利能力对环境污染时空演进的影响存在显著的异质性。石家庄、邢台和邯郸在2005年时产业盈利能力回归系数正向效应排在前三位，在降低环境污染方面属于佼佼者，到了2017年这三个城市的产业盈利能力回归系数负向效应排在前三位，在增加环境污染方面又成为领头羊，石家庄、邢台和邯郸的企业在承担社会责任方面有所欠缺。2010年到2015年京津冀13个城市产业盈利能力回归系数虽然有显著异质性，但变化区间不大，主要跟“十二五”节能减排有很大关系，在限电、限产的强大压力下，所有城市的企业社会责任增强，愿为降低能耗，减轻环境污染做贡献。2016年后，节能减排政策有所松动，大部分城市的产业盈利能力回归系数开始上升，利益驱动超过社会责任。因此在利益和社会责任选择方面，外部环境压力政策更有利于企业承担社会责任。
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　　Spatiotemporal Heterogeneity Based on Influence Factors
　　Li Congxin，Li Guozhu，Cui Wenjing
　　（School of Economics and Trade，Hebei GEO University，Shijiazhuang 050031，China）
　　Abstract：
　　Serious environmental pollution in BeijingTianjinHebei region directly threatens the ecological security and human health.Based on the panel data from 2004 to 2017，this paper analyzes the heterogeneity of influence factors on the spatiotemporal evolution of environmental pollution in BeijingTianjinHebei region using geographically and temporally weighted regression （GTWR）.The results show that the regression coefficients of industrial structure and industrial profitability on the spatiotemporal evolution of environmental pollution are different，and there is significant spatiotemporal heterogeneity.Industrial structure has great influence on the spatial and temporal evolution of environmental pollution，and there is great potential for industrial structure adjustment in different cities.The influence of industrial profitability on the temporal and spatial evolution of environmental pollution has significant heterogeneity.In terms of the choice of interests and social responsibility，the external environmental pressure policy is more conducive to corporate social responsibility.
　　Key words： environmental pollution;spatiotemporal evolution;heterogeneity;geographically and temporally weighted regression model
　　責任编辑（责任编辑：张丽阳）
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