有關(guān)環(huán)境污染與治理的空間效應(yīng)研究論文
隨著經(jīng)濟的增長，污水、霧霾等污染物急劇增加。這些污染物對環(huán)境以及人們的生活造成了很大影響。生態(tài)環(huán)境問題己成為制約國民經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，嚴重地影響著經(jīng)濟與社會的可持續(xù)發(fā)展。降低環(huán)境污染，提高經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量，實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，己經(jīng)成為科學發(fā)展的當務(wù)之急。環(huán)境治理是解決環(huán)境污染問題的基礎(chǔ)。從我國開始環(huán)境保護工作，污染防治和治理一直是工作的重點，這是我國工業(yè)化道路過程中保持經(jīng)濟和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的必然選擇。目前全國環(huán)境治理投資總額呈現(xiàn)逐年增加的態(tài)勢但仍顯不足，在此背景下有兩個現(xiàn)象引人深思:其一，國家重視環(huán)境保護，但絕大部分省份的環(huán)境質(zhì)量沒有得到改善;其二，部分地區(qū)污染治理投資水平并沒有隨著經(jīng)濟實力的增強而相應(yīng)提高。
近年來一些學者對環(huán)境安全事件、環(huán)境治理等問題進行了深入的研究。現(xiàn)有文獻主要關(guān)注了環(huán)境污染、環(huán)境治理、經(jīng)濟增長等變量之間的關(guān)系。董竹和張云基于1998~2008年的數(shù)據(jù)使用協(xié)整和脈沖響應(yīng)分析等對環(huán)境治理投資對環(huán)境質(zhì)量的沖擊路徑進行了模擬，研究表明環(huán)境治理投資短期內(nèi)改善了未來的環(huán)境質(zhì)量，而環(huán)境質(zhì)量的變化會對環(huán)境治理投資帶來十年的較大幅度沖擊。環(huán)境污染治理投資總量不足，投資結(jié)構(gòu)不合適是影響改善環(huán)境質(zhì)量的主要原因之一。
隨著空間計量方法的發(fā)展，有學者在研究中發(fā)現(xiàn)很多自然生態(tài)現(xiàn)象在不同的空間尺度上顯示出了空間相關(guān)性，而這種相關(guān)性又產(chǎn)生了搭便車問題。跨越區(qū)域邊界的廢氣、污水和粉塵等污染物排放導(dǎo)致了周邊地區(qū)的臭氧消耗、酸雨和霧霾。越來越多的證據(jù)表明各地區(qū)污染物排放具有較高的空間依賴性。隨著污染排放的空間依賴得到驗證，環(huán)境質(zhì)量或績效的空間依賴特征也引起了學術(shù)界的關(guān)注。Galdean。等使用空間面板方法研究了西班牙園藝生產(chǎn)部門環(huán)境投資與空間溢出效應(yīng)。Costantini等用帶環(huán)境賬戶的國民收入和生產(chǎn)核算矩陣研究了意大利環(huán)境績效的空間溢出效應(yīng)。Hosseini和Kaneko 研究了環(huán)境質(zhì)量通過制度相似性在國家之間的溢出效應(yīng)。以上結(jié)論均認為環(huán)境污染或治理存在的溢出效應(yīng)(外部性)是導(dǎo)致區(qū)域治污投入不足的重要原因。
公共經(jīng)濟或環(huán)境經(jīng)濟理論對于諸如一個地區(qū)環(huán)境污染和治理的溢出效應(yīng)如何影響周邊地區(qū)環(huán)境治理行為以及溢出效應(yīng)在多大程度上影響區(qū)域的治污投入”等問題都無法給出答案。顯然回答這些問題對于各地區(qū)的霧霾、污水等的治理具有重要的現(xiàn)實意義。區(qū)域不是獨立存在的，不同空間單元之間存在的相互作用即包括傳導(dǎo)也包括反饋，從而各單元鄰接起來形成了一個復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。這就引發(fā)了一個有趣的問題，即空間單元的相互作用如何導(dǎo)致集體特性和聚集模式。標準的計量經(jīng)濟模型難以處理和回答涉及空間相關(guān)的問題。將空間因素納入?yún)^(qū)域性環(huán)境治理溢出效應(yīng)的分析中，實證結(jié)果對實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)態(tài)勢具有重要的理論意義。
1、材料與研究方法
1.1數(shù)據(jù)來源
樣本截面選擇了除西藏自治區(qū)和港澳臺之外的30個省份(自治區(qū)和直轄市，以下簡稱省區(qū))，時間跨度為2004 ~2012年。各地區(qū)污水排放量、SO2的排放量、污水治理費用和廢氣治理費用以及物價指數(shù)均來源于國家統(tǒng)計局網(wǎng)站。權(quán)重矩陣為Q型空間鄰接矩陣。
1.2研究方法
外部性又稱為溢出效應(yīng)、外部影響或外差效應(yīng)，指一個人或一群人的行動和決策使另一個人或一群人受損或受益的情況。奧爾森從“集體行動”的視角得出了外部性問題具有不可分割性的結(jié)論。博弈論和信息經(jīng)濟學從“囚徒困境”問題入手，研究了外部性問題，指出個人理想和集體理性是不一致的。環(huán)境作為公共品具有外部性，一個地區(qū)的污染(環(huán)境消費)和治理(環(huán)境供給)行為均會對其他地區(qū)產(chǎn)生影響。為檢驗我國區(qū)域性環(huán)境治理過程中是否存在由溢出效應(yīng)引起的“囚徒困境”并測度溢出效應(yīng)影響的大小，文中建立了一個環(huán)境治理的空間面板模型。
2、結(jié)果與分析
在估計模型參數(shù)前，采用2003年為基期的物價指數(shù)對治理費用變量進行了平減，并對所有變量取對數(shù)，使得參數(shù)的經(jīng)濟意義更明顯。在Matlab平臺上估計了以上模型。
一個地區(qū)的周邊省份治理費用每增加1%，該地區(qū)投入的污水治理費用增加0. 22%，而周邊省份廢氣治理費用每增加1%，該地區(qū)廢氣治理費用增加0. 17%。鄰省污染治理變量前的參數(shù)為正說明環(huán)境治理投資存在正的溢出效應(yīng):一個地區(qū)在鄰省增加污染治理的費用時也會增加治污投入。鄰省環(huán)境治理彈性小于1%，說明環(huán)境治理過程中，各相鄰省份之間不存在治污錦標賽式的追趕行為，而是表現(xiàn)出了正外部性溢出時的搭便車行為。負的`溢出效應(yīng)和搭便車行為是導(dǎo)致區(qū)域性環(huán)境治理投資不足的原因。
環(huán)境污染的空間乘數(shù)矩陣表征了一個地區(qū)環(huán)境污染行為對其周邊地區(qū)的影響，以及周邊地區(qū)環(huán)境污染行為對該地區(qū)的反饋。該矩陣刻畫了環(huán)境污染的空間“網(wǎng)狀”關(guān)聯(lián)模式，據(jù)此繪制了環(huán)境污染的空間關(guān)聯(lián)模式平面圖。該圖表明環(huán)境污染的外溢具有明顯的區(qū)域和流域特征。按照環(huán)境污染的空間關(guān)聯(lián)可以將各省區(qū)劃分為華北和東北地區(qū)、華東和中部地區(qū)、華南地區(qū)、西南地區(qū)、西北地區(qū)。空間外溢和反饋效應(yīng)使得一個省區(qū)的環(huán)境污染擴散到距離更遠的省區(qū)，但污染的外溢對區(qū)域或流域外的省區(qū)影響較小。
3、討論
環(huán)境治理投資是解決環(huán)境污染問題的基礎(chǔ)。現(xiàn)有文獻多在EKC框架下討論了污染與經(jīng)濟增長的關(guān)系而對環(huán)境治理的空間依賴和污染溢出效應(yīng)等問題研究較少。長期以來各地區(qū)環(huán)境治理的力度并不一致，且差異明顯，部分地區(qū)出現(xiàn)了環(huán)境治理投資不足的局面。本研究利用基于面板數(shù)據(jù)的空間杜賓模型分析了區(qū)域性環(huán)境污染與治理的關(guān)系，重點研究了環(huán)境污染與治理的空間效應(yīng)，從空間視角分析了省域環(huán)境污染與治理行為的依賴關(guān)系及空間聚類現(xiàn)象。若忽略變量之間的空間聯(lián)系，回歸殘差之間將表現(xiàn)出空間聚集的關(guān)系，這會違背回歸分析中認為個體觀值的誤差項應(yīng)當相互獨立的假設(shè)。忽略空間依賴關(guān)系及空間聚類現(xiàn)象會極大地影響我們在研究中建立有意義的推論。空間計量分析有助于揭示外部性之間是如何聯(lián)系起來的。加入空間滯后的因變量之后會造成模型的內(nèi)生性問題，使用OLS很難得到一致漸進的有效估計量，而使用基于ML的迭代方法則可以做到這一點。關(guān)于各種估計方法估計值優(yōu)劣性質(zhì)的比較參見Frames。和Hayes (2007) 。
在估計出合理參數(shù)的基礎(chǔ)上，可以進一步探討各省域環(huán)境污染與治理之間的均衡效應(yīng)，這需要討論空間乘數(shù)的性質(zhì)。空間乘數(shù)表明一個省域i的污染物排放的變化如何擴散到其他省域，并反過來通過其他省域J污染治理的空間滯后影響到省域i的污染治理，這帶來的污染治理上的變化又會影響到其他省域，并通過系統(tǒng)中的反饋直到產(chǎn)生某種均衡。這和著名的Leontief投入產(chǎn)出分析類似。最終我們發(fā)現(xiàn)一個省域的環(huán)境污染行為與周邊或者說流域內(nèi)其他省域的污染行為互為相關(guān)性，但污染的外溢對流域外或距離較遠的省區(qū)影響較小，這與地理學第一定律相吻合。文中在運用空間計量方法時，采用了Q型地理鄰接矩陣，而空間計量中的空間并不局限于地理空間，空間依賴可以從地理距離擴展到度量學的距離。采用諸如經(jīng)濟關(guān)聯(lián)、產(chǎn)業(yè)相似度等構(gòu)建廣義的空間鄰接矩陣也可作為替代地理鄰接的備選方案。另外，現(xiàn)有文獻對高階鄰接情況的探討還較少。不同的鄰接矩陣可能蘊含著不同的空間信息，如何構(gòu)造及選取鄰接矩陣尚處于探索階段。
4、結(jié)論
模型估計結(jié)果顯示當一個省區(qū)增加排污量或者減少環(huán)境治理的投入時，周邊省區(qū)并不愿為其在生態(tài)環(huán)境上的消費埋單，也會減少在環(huán)境治理上的投入，從而造成了環(huán)境治理費用投入不足的問題。當一個省區(qū)減少排污量或者增加環(huán)境治理的投入時，周邊省區(qū)在環(huán)境治理上的努力才會取得成效，進而這些省區(qū)也會增加在環(huán)境治理上的投入。綜上所述，各省區(qū)單兵作戰(zhàn)的治污模式是無效的，只有各省區(qū)合作治污才能有效解決污染治理中投入不足的問題。 環(huán)境污染的外溢具有明顯的區(qū)域和流域特征，但即便是區(qū)域或流域內(nèi)合作治理污染，各省區(qū)也不會完全做到“誰污染誰治理”，即在治污費用投入上存在搭鄰省治污便車的行為。
環(huán)境治理是一個系統(tǒng)工程，因此，一方面需要從區(qū)域或流域的層面進行制度設(shè)計，探討建立區(qū)域或流域內(nèi)治污基金，統(tǒng)一協(xié)調(diào)區(qū)域或流域內(nèi)省區(qū)之間合作治理環(huán)境污染。另一方面需要設(shè)計合理的制度或通過技術(shù)手段避免合作治污過程中存在的”搭便車”行為。利用空間面板模型、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究排污主體之間的相互作用，進一步準確界定各排污主體在治污費用上的分攤額度可以從技術(shù)上減少”搭便車”行為，為區(qū)域性環(huán)境治理和生態(tài)補償提供依據(jù)。
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