中国首张pm2.5地图(空气质量指数地图)-pg电子平台

1，马丽梅，张晓2

1.中国社会科学院研究生院，

2.中国社会科学院数量经济与技术经济研究所

[摘要]本文采用空的测算方法，讨论了中国31个省份雾霾污染的局地与异地之间的相互影响，以及能源结构和经济变化的影响。全球空相关分析表明，雾霾污染之间存在显著空正相关；local 空相关分析表明，污染高浓度区分布在京津冀、长三角以及与这两个经济增长极相连的中部地区。本文认为产业转移是重要原因，产业转移加深了区域经济与污染之间的空联系，污染空的溢出效应进一步显现。建立了空之间的环境库兹涅茨曲线回归模型，发现污染水平与能源结构和产业结构的变化密切相关。此外，雾霾污染与经济发展的倒“u”型关系并不存在或尚未出现，即随着人均gdp的不断增长，污染水平不断上升。综合实证分析表明，环境质量的改善换取相邻地区之间的产业转移只是短期的。由于污染溢出的存在，环境法规较为严格的地区，如北京、天津等地，无法获得其法规的全部收益。治理雾霾，区域间联防联控雾霾势在必行。从长期来看，改变能源消费结构，优化产业结构是治理雾霾的关键，而从短期来看，减少劣质煤的使用是更有效的途径。目前，中国劣质煤的进口每年都在以数倍的速度增长。

[关键词]能源结构；pm2.5空溢出效应；产业转移

jel分类:c21 o13 q53

一、 引言及文献回顾

2013年以来，我国以pm10(可吸入颗粒物)和pm2.5(可吸入颗粒物)为主的雾霾污染越来越严重，严重威胁居民的日常生活和健康。此外，雾霾已成为中国吸引外资、外国人才和游客的重要障碍，尤其是对北京等国际大都市而言，这将远远超过经济利益的损失。最近欧美媒体频频抛出外国人逃离北京是因为雾霾，北京的国际吸引力可能下降的论调。据北京市旅游发展委员会统计，2013年2月，北京接待过夜外国游客16.5万人次，同比下降37%。

本文采用空的面板测算方法，以环境库兹涅茨曲线为框架，从能源结构和空的角度对雾霾污染进行探讨和分析。anselin(2001)专门讨论了空之间的因素在环境和经济问题研究中的意义。pasingha等人(2004)首先用这种方法讨论了美国3029个县的人均收入与空气污染之间的关系。本文表明，变量空的引入大大提高了计量模型的精度。madddison(2007)以so2、nox等污染物作为环境质量指标对欧洲国家进行了分析，发现各国之间在污染和治理方面存在显著的溢出效应。poon et al.(2006)使用空区间测量研究了能源、交通和对外贸易对中国大气环境的影响，主要集中在so2和烟尘，这证实了溢出效应在中国各省之间确实存在。hossein和kaneko(2013)利用6种权重矩阵建立了6个空模型，证实了国家间确实存在污染的溢出效应空，并且通过国家间的行政质量在空间扩散。基于空之间测度的环境与经济问题的实证研究主要依赖于ekc曲线的分析框架，因此这种方法简称为sekc(空间环境库兹涅茨曲线)。国内学者对这类问题的研究相对较少，采用空的测量方法，污染物主要集中在碳排放和so2(xv，deng，2012)(郑，刘，2011)，(王，滕，2013)等方面，关于和pm2.5的文献较少。

二、中国雾霾污染现状及地区空间相关性分析

1.pm2.5数据源和数据处理说明

鉴于国内数据的不足，本文借鉴国外研究数据进行分析。donkelaar等人(2010)利用卫星数据制作了第一张pm2.5全球地图。地图显示，高雾霾区域分布在北非和东亚，包括中国的华北、华东和华中地区。哥伦比亚大学国际地球科学信息网络中心巴特尔研究所(bater institute)在donkelaar等人的帮助下，利用星载设备测量了气溶胶光学厚度(aod)，得到了2001-2010年全球平均pm 2.5(ciesin巴特尔纪念研究所，2013)。本文的pm2.5数据来源于此。这一数据与2012年2月环保部对我国雾霾形态做出的判断基本一致，可信度较高。在此数据基础上，将pm2.5做成人口加权值，充分考虑了地广人稀的低污染区和人口密集的高污染区，更加关注细颗粒物对居民的实际影响。由于卫星数据处理的问题，本文将重庆和四川合并到同一个区域，研究2001-2010年中国31个省份(不含港澳台)pm2.5的人口加权浓度。空之间相关分析的数据处理由geoda9.5软件完成。

2.雾霾污染现状分析

中国31个省份中有多达20个存在严重的雾霾污染，尤其是在中部和东北部地区。污染严重的四个省份依次是山东、河南、江苏、河北。此外，北京、天津、湖北、安徽等8个省份均为重度污染地区，主要集中在中部地区和以北的东部地区。pm2.5浓度在30g/m3以上，远远超过世界卫生组织对pm2.5人口加权浓度的建议水平(10g/m3)，最突出的是山东，2007年浓度达到52g/m3，是健康水平的5倍。虽然北京、广东、上海等地的污染在2008年后开始下降，但在2001年至2007年的7年间仍保持在较高且稳定的水平。

京津冀、长三角、珠三角三大经济区颗粒物污染维持在较高稳定水平。在三大经济增长极中，长三角的细颗粒物污染最为严重。从2001年开始，浓度达到30g/m3以上，2007年达到最高水平近37g/m3，远远超过全国年平均水平。京津冀和珠三角地区的颗粒物污染虽然不如长三角，但2001-2010年浓度几乎都在25g/m3以上，属于中度或重度污染区域(见图1)。从图1可以看出，三大经济增长极的颗粒物污染几乎都在全国平均水平以上，尤其是长三角地区，超过了全国平均水平。2001-2007年，三大经济区及全国的污染水平呈上升趋势，2007年成为转折点。自2007年以来，污染有所下降，但仍处于较高水平。

湖南在某些年份也出现在高浓度区。据此可以得出，我国颗粒物高污染浓度区域主要发生在京津冀、长三角以及与这两大经济体相连的中部地区，并且空之间的聚集效应明显，长期处于稳定状态。

为什么这次高污染集聚呈现上述分布情况？笔者认为地区间产业结构的调整是其背后的重要原因。在地方分权和gdp绩效激励制度下，我国地区间产业结构的调整呈现出两个重要特征:一方面是产业转移。连接京津冀和长三角的中部地区，由于地理位置等因素的优势，承接了两大经济增长极的产业转移。2006年，《中共中央国务院关于促进中部地区崛起的若干意见》的提出，进一步加大了国家促进中部地区发展的力度。这一时期，中部地区开始如火如荼地承接东部发达地区的产业转移，且以污染和高能耗产业为主(朱，2013；陈，2011)。目前，东部地区产业逐步向中西部地区转移已经成为我国区域协调发展的重要战略规划，也符合其自身的产业发展规律。短时间内很难改变产业转移的方向。再加上毗邻污染严重的发达地区，中心区很容易成为雾霾污染高发的聚集区。另一方面，在以gdp为重要政绩考核标准的激励机制下，地方政府之间竞争激烈。而且清洁短期内大幅提升gdp的产业，成为各省区争抢的资源。没有竞争优势的欠发达地区，只能发展以制造业为主的高污染产业，来快速推动自己的gdp增长。同时，为了在竞争中取胜，宽松的环境政策往往成为地方政府博弈的重要工具，这在经济欠发达的中西部地区尤为突出。然而，全球相关性分析表明，雾霾污染具有正相关性，且污染具有显著的外溢性。由于拥有优质资源的发达地区毗邻中部地区，无法获得自身产业结构优化的全部收益，特别是当这种“污染溢出效应”大于“自我优化效应”时，经济发达地区很难提高自身的环境质量。

综上所述，我国pm2.5存在明显的全球空正相关，且长期稳定；local 空之间的相关性表明，高-高型集聚在地方经济发展较快的地区更为稳定和集中。要实现雾霾污染的根治，必须充分考虑污染的地理空效应及其与经济发展的必然关系。那么，这种空效应和经济发展对区域雾霾污染的作用有多大呢？下一节，我们将通过建立环境经济模型进行严格的计量经济学实证分析。

三、空间效应模型设定

关于经济发展与环境质量的关系，早期的环境经济学家都指出，经济增长会伴随着环境质量的不断恶化。这个假设只是引用了大量的事实进行解释，并没有做出标准化的定量实证分析。实体经济发展与环境质量关系的实证分析始于20世纪90年代初。grosan和krueger(1991年)和shafik和bandyopadhyay(1992年)开创了环境与经济发展之间关系的实证分析时代。这种实证分析主要基于环境库兹涅茨曲线的研究。学者们通过使用不同的计量方法并适当引入其他解释变量，广泛讨论了经济与环境之间的关系。我国学者也利用环境库兹涅茨曲线对这一问题进行了实证研究。较早的有代表性的文献有张(1999)和李、鲍(2002)。环境库兹涅茨曲线试图描述污染与经济发展的关系:在经济发展初期，一个国家的整体环境质量或污染水平随着国民经济收入的增加而恶化或加剧；当一个国家的经济发展到较高水平时(以国民经济收入超过一个(或一个时期)值为标志)，环境质量的恶化或污染程度的加重开始保持稳定，然后随着国民经济收入的不断增加而逐渐改善。即在国民经济收入(例如人均gdp)达到拐点之前，经济收入每增加1%，某些污染物(例如大气中悬浮颗粒物和二氧化硫的浓度)就会增加1%以上；拐点过后，部分污染物的下降会超过收入的增加。形象地说，人均国内生产总值与一些空气或水污染物之间存在倒u型关系(张，1999)。借助这一曲线的分析框架，探讨中国经济发展与雾霾污染之间的关系。测量模型设置如下:

1.模型研究的实证结果

空之间的因素在环境和经济问题的研究中起着重要的作用(anselin，2001)，空气污染及其治理的空之间的溢出效应被证实存在。由于水流、风向等自然地理因素的存在，某一地区的环境问题必然会受到邻近地区的影响。此外，产业转移、贸易等人为因素进一步加深了区域间环境质量与经济发展的空联系，空之间的因素也不容忽视。传统的研究假设不同地区的环境是相互独立的，这显然与现实不符。本文将区际空效应引入问题分析，运用空测度方法研究雾霾污染及其影响因素。得出以下发现:第一，我国各地区雾霾污染存在正的空自相关，且相关性长期稳定。其次，我国部分地区存在高-高型聚集区，主要集中在京津冀、长三角以及与两大经济体相连的中部地区。空之间聚集效应明显，长期处于稳定状态。再次，通过空之间的面板回归模型发现，雾霾污染具有显著的溢出效应。相邻区域pm2.5浓度每增加1%，本区域pm2.5浓度增加0.739%；煤炭在能源消费结构中的比重与雾霾污染正相关，其变化与雾霾污染的变化密切相关。而我国劣质煤进口不断增加的现实，变相提高了这一比例，加剧了我国的雾霾污染。最后，目前我国雾霾污染与经济发展的倒“u”型关系并不存在或尚未出现，即随着人均gdp的持续增长，环境质量不但没有改善反而一直在恶化。

2.考虑污染外溢后的产业结构调整和雾霾治理。

从实证分析可以看出，雾霾污染的溢出效应确实存在。产业转移进一步深化了区域经济与污染的空联动，污染空溢出效应进一步显现。许多环境经济学家指出，能源密集型产业向发展中国家转移是发达国家环境质量改善的重要原因之一，也很可能是ekc假说背后的真正动机(stern，2004)。但考虑到空的因素，短途产业转移对于雾霾污染的治理只是短期的。在图3中，产业转移明显的东部发达地区(北京、天津、江苏)高集聚区的短期波动进一步印证了这一点。虽然这些省份在个别年份脱离了高浓度区，但从长期来看，它们都稳定地生活在高浓度区。此外，环境规制学者还强调，由于污染溢出效应的存在，环境规制严格的地区无法获得其规制的全部收益(fredriksson，milimet，2002a)。那么，一些发达地区产业转移换来的高环境规制效果有限，区域环境质量的改善只是短期的缓解。从长远来看，周边地区的产业转移对污染的根治作用不大。此外，回归模型分析表明，该地区高耗能行业比重的降低会相应降低该地区的pm2.5。由于产业转移的存在，该地区产业结构的“绿色调整”意味着周边欠发达地区产业结构一定程度的“黑色调整”，我国产业结构调整具有“损人利己”的效果。然而，产业转移已经成为当前我国产业结构调整的内在需求，是一种必然趋势。然后，在考虑污染外溢后，产业结构调整需要完善区域合作机制，更重要的是需要合理的统筹规划。在我国经济分权体制下，加上环境要素的公共物品特性，要实现产业的“绿色”调整，中央政府必须发挥重要作用，尤其是在治理溢出效应较大的污染(如雾霾污染)方面，需要一定程度的集权，实现区域间的联防联控。

目前，我国政府部门已经意识到区域联合机制的重要作用。2014年1月，环保部与全国31个省份签订大气污染防治目标责任书，以京津冀、山西、内蒙古、山东、长三角、珠三角10个省份和重庆为重点，考核pm2.5年均浓度，重点考核环境监管整体水平的提升和治污效果空

3.考虑污染外溢后的能源结构调整和雾霾治理。

首先，从长远来看，改变能源消费结构是关键。从图3可以看出，pm2.5高浓度区在我国北方，南方没有浓度。造成这种现象的一个重要原因在于加热方式的不同。北方冬季取暖主要靠燃煤，南方不采用这种方式，所以能源消费结构中煤炭的消耗较低。另外空之间的回归模型分析结果表明，煤炭在能源消费结构中的比重与雾霾污染水平同向变化，即比重增加，污染水平也增加。综上所述，长期降低高浓度区域pm2.5的有效途径是改变能源消费结构，增加其他能源的利用，如太阳能、风能等，减少pm2.5来源的消耗。

其次，短期来看，在能源消费结构难以改变的情况下，增加优质能源尤其是优质煤炭的使用是减少雾霾的必由之路。目前，这种变相调整的情况对中国来说并不乐观。如前所述，对pm2.5贡献巨大的电力企业竞相引入低价进口低热值煤，与优质煤混合发电，大大降低了煤炭的利用率，变相抬高了工业能源消费结构，导致pm2.5的增加，仅2009年至2012年，我国褐煤年进口量就增长了9倍之多。2013年12月，国家发改委发布《煤炭质量管理暂行办法(征求意见稿)》，旨在严格控制劣质煤，尤其是劣质进口煤。中国有一些希望在短时间内看到雾霾的改善。