有關環境汙染與治理的空間效應研究論文
有關環境汙染與治理的空間效應研究論文
隨著經濟的增長，汙水、霧霾等汙染物急劇增加。這些汙染物對環境以及人們的生活造成了很大影響。生態環境問題己成為制約國民經濟發展的瓶頸，嚴重地影響著經濟與社會的可持續發展。降低環境汙染，提高經濟發展質量，實現經濟可持續發展，己經成為科學發展的當務之急。環境治理是解決環境汙染問題的基礎。從我國開始環境保護工作，汙染防治和治理一直是工作的重點，這是我國工業化道路過程中保持經濟和環境協調發展的必然選擇。目前全國環境治理投資總額呈現逐年增加的態勢但仍顯不足，在此背景下有兩個現象引人深思:其一，國家重視環境保護，但絕大部分省份的環境質量沒有得到改善;其二，部分地區汙染治理投資水平並沒有隨著經濟實力的增強而相應提高。
近年來一些學者對環境安全事件、環境治理等問題進行了深入的研究。現有文獻主要關注了環境汙染、環境治理、經濟增長等變數之間的關係。董竹和張雲基於1998~2008年的資料使用協整和脈衝響應分析等對環境治理投資對環境質量的衝擊路徑進行了模擬，研究表明環境治理投資短期內改善了未來的環境質量，而環境質量的變化會對環境治理投資帶來十年的較大幅度衝擊。環境汙染治理投資總量不足，投資結構不合適是影響改善環境質量的主要原因之一。
隨著空間計量方法的發展，有學者在研究中發現很多自然生態現象在不同的空間尺度上顯示出了空間相關性，而這種相關性又產生了搭便車問題。跨越區域邊界的廢氣、汙水和粉塵等汙染物排放導致了周邊地區的臭氧消耗、酸雨和霧霾。越來越多的證據表明各地區汙染物排放具有較高的空間依賴性。隨著汙染排放的空間依賴得到驗證，環境質量或績效的空間依賴特徵也引起了學術界的關注。Galdean。等使用空間面板方法研究了西班牙園藝生產部門環境投資與空間溢位效應。Costantini等用帶環境賬戶的國民收入和生產核算矩陣研究了義大利環境績效的空間溢位效應。Hosseini和Kaneko 研究了環境質量透過制度相似性在國家之間的溢位效應。以上結論均認為環境汙染或治理存在的溢位效應(外部性)是導致區域治汙投入不足的重要原因。
公共經濟或環境經濟理論對於諸如一個地區環境汙染和治理的溢位效應如何影響周邊地區環境治理行為以及溢位效應在多大程度上影響區域的治汙投入”等問題都無法給出答案。顯然回答這些問題對於各地區的霧霾、汙水等的治理具有重要的現實意義。區域不是獨立存在的，不同空間單元之間存在的相互作用即包括傳導也包括反饋，從而各單元鄰接起來形成了一個複雜網路。這就引發了一個有趣的問題，即空間單元的相互作用如何導致集體特性和聚集模式。標準的計量經濟模型難以處理和回答涉及空間相關的問題。將空間因素納入區域性環境治理溢位效應的分析中，實證結果對實現區域生態環境的良性迴圈態勢具有重要的理論意義。
1、材料與研究方法
1.1資料來源
樣本截面選擇了除西藏自治區和港澳臺之外的30個省份(自治區和直轄市，以下簡稱省區)，時間跨度為2004 ~2012年。各地區汙水排放量、SO2的排放量、汙水治理費用和廢氣治理費用以及物價指數均來源於國家統計局網站。權重矩陣為Q型空間鄰接矩陣。
1.2研究方法
外部性又稱為溢位效應、外部影響或外差效應，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論。博弈論和資訊經濟學從“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。環境作為公共品具有外部性，一個地區的汙染(環境消費)和治理(環境供給)行為均會對其他地區產生影響。為檢驗我國區域性環境治理過程中是否存在由溢位效應引起的“囚徒困境”並測度溢位效應影響的大小，文中建立了一個環境治理的空間面板模型。
2、結果與分析
在估計模型引數前，採用2003年為基期的物價指數對治理費用變數進行了平減，並對所有變數取對數，使得引數的經濟意義更明顯。在Matlab平臺上估計了以上模型。
一個地區的周邊省份治理費用每增加1%，該地區投入的汙水治理費用增加0. 22%，而周邊省份廢氣治理費用每增加1%，該地區廢氣治理費用增加0. 17%。鄰省汙染治理變數前的引數為正說明環境治理投資存在正的溢位效應:一個地區在鄰省增加汙染治理的費用時也會增加治汙投入。鄰省環境治理彈性小於1%，說明環境治理過程中，各相鄰省份之間不存在治汙錦標賽式的追趕行為，而是表現出了正外部性溢位時的搭便車行為。負的`溢位效應和搭便車行為是導致區域性環境治理投資不足的原因。
環境汙染的空間乘數矩陣表徵了一個地區環境汙染行為對其周邊地區的影響，以及周邊地區環境汙染行為對該地區的反饋。該矩陣刻畫了環境汙染的空間“網狀”關聯模式，據此繪製了環境汙染的空間關聯模式平面圖。該圖表明環境汙染的外溢具有明顯的區域和流域特徵。按照環境汙染的空間關聯可以將各省區劃分為華北和東北地區、華東和中部地區、華南地區、西南地區、西北地區。空間外溢和反饋效應使得一個省區的環境汙染擴散到距離更遠的省區，但汙染的外溢對區域或流域外的省區影響較小。
3、討論
環境治理投資是解決環境汙染問題的基礎。現有文獻多在EKC框架下討論了汙染與經濟增長的關係而對環境治理的空間依賴和汙染溢位效應等問題研究較少。長期以來各地區環境治理的力度並不一致，且差異明顯，部分地區出現了環境治理投資不足的局面。本研究利用基於面板資料的空間杜賓模型分析了區域性環境汙染與治理的關係，重點研究了環境汙染與治理的空間效應，從空間視角分析了省域環境汙染與治理行為的依賴關係及空間聚類現象。若忽略變數之間的空間聯絡，迴歸殘差之間將表現出空間聚集的關係，這會違揹回歸分析中認為個體觀值的誤差項應當相互獨立的假設。忽略空間依賴關係及空間聚類現象會極大地影響我們在研究中建立有意義的推論。空間計量分析有助於揭示外部性之間是如何聯絡起來的。加入空間滯後的因變數之後會造成模型的內生性問題，使用OLS很難得到一致漸進的有效估計量，而使用基於ML的迭代方法則可以做到這一點。關於各種估計方法估計值優劣性質的比較參見Frames。和Hayes (2007) 。
在估計出合理引數的基礎上，可以進一步探討各省域環境汙染與治理之間的均衡效應，這需要討論空間乘數的性質。空間乘數表明一個省域i的汙染物排放的變化如何擴散到其他省域，並反過來透過其他省域J汙染治理的空間滯後影響到省域i的汙染治理，這帶來的汙染治理上的變化又會影響到其他省域，並透過系統中的反饋直到產生某種均衡。這和著名的Leontief投入產出分析類似。最終我們發現一個省域的環境汙染行為與周邊或者說流域內其他省域的汙染行為互為相關性，但汙染的外溢對流域外或距離較遠的省區影響較小，這與地理學第一定律相吻合。文中在運用空間計量方法時，採用了Q型地理鄰接矩陣，而空間計量中的空間並不侷限於地理空間，空間依賴可以從地理距離擴充套件到度量學的距離。採用諸如經濟關聯、產業相似度等構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資訊，如何構造及選取鄰接矩陣尚處於探索階段。
4、結論
模型估計結果顯示當一個省區增加排汙量或者減少環境治理的投入時，周邊省區並不願為其在生態環境上的消費埋單，也會減少在環境治理上的投入，從而造成了環境治理費用投入不足的問題。當一個省區減少排汙量或者增加環境治理的投入時，周邊省區在環境治理上的努力才會取得成效，進而這些省區也會增加在環境治理上的投入。綜上所述，各省區單兵作戰的治汙模式是無效的，只有各省區合作治汙才能有效解決汙染治理中投入不足的問題。 環境汙染的外溢具有明顯的區域和流域特徵，但即便是區域或流域內合作治理汙染，各省區也不會完全做到“誰汙染誰治理”，即在治汙費用投入上存在搭鄰省治汙便車的行為。
環境治理是一個系統工程，因此，一方面需要從區域或流域的層面進行制度設計，探討建立區域或流域內治汙基金，統一協調區域或流域內省區之間合作治理環境汙染。另一方面需要設計合理的制度或透過技術手段避免合作治汙過程中存在的”搭便車”行為。利用空間面板模型、複雜網路理論研究排汙主體之間的相互作用，進一步準確界定各排汙主體在治汙費用上的分攤額度可以從技術上減少”搭便車”行為，為區域性環境治理和生態補償提供依據。