黄河流域产业升级对生态环境影响研究

□文/马晓翱 郭 力

（河南工业大学 河南·郑州）

［提要］ 本文基于黄河流域34 座城市2005～2019 年数据构建动态面板GMM 模型，检验黄河流域产业升级对生态环境的影响。研究结果表明：黄河流域生态环境指数及产业高级化指数均呈稳步上升趋势，产业合理化指数呈倒“U”型趋势；产业升级对黄河流域生态环境有显著正向影响，其中产业结构合理化对生态环境的促进作用明显大于产业结构高级化。因此，需要优化产业结构，推动黄河流域产业生态协调发展。

随着城市化进程的不断推进，我国经济发展取得显著成绩。在经济高速发展的同时，环境问题也日益突出。据《2020 年全球环境绩效指数报告》显示，中国环境绩效指数得分从50.74 下降到37.3，对此影响较大的是空气质量问题。产业结构在经济学上通常被视为各种生产要素的“资源转换器”，从环境质量的角度来看，产业结构起着“污染物控制者”的作用。不合理的产业结构是造成我国经济发展与环境保护不协调的重要原因。因此，如何通过产业结构的调整和升级，实现经济与环境可持续发展，已成为各级政府关注的重要课题。黄河流域拥有我国粮棉、能源以及基础工业等重要基地，既是国家重点生态保护区域，又在我国国土空间及社会发展中有着主导地位，其生态环境对整个国家的环境质量有着至关重要的影响。当前，黄河流域的产业结构处于较低端的阶段，多以能源、重化工产业为主，不利于环境质量的提高，使得当前黄河流域的生态环境面临着种种考验与困难。为此，从产业结构升级的角度对黄河流域生态环境进行分析，理清产业升级对黄河流域生态环境的影响，对推进黄河流域生态文明建设及可持续发展具有深远意义。

一、文献综述

环境问题目前已经成为众多学者研究的热点话题，国内外众多学者从不同角度研究生态环境，取得了一定成果。其中，产业升级是影响生态环境的重要因素之一。通过文献梳理，发现产业升级对环境污染的影响主要表现为线性与非线性影响关系。

在产业升级与环境污染的线性关系方面，著名学者胡春力（2009）认为产业结构的转型升级能有效实现经济、资源、环境的协调发展；郭子琪和温湖炜（2015）认为，产业升级既能直接降低环境污染，又能通过促进技术进步间接降低污染排放；郝汉舟和王瑞霞（2016）研究表明，产业升级对环境污染的影响具有滞后性，在短期内产业升级可以缓解环境污染，但在长期内效果不明显；李强（2018）分析发现，长江经济带产业结构的合理化与高级化有利于促进长江经济带生态环境的持续优化，产业结构合理化和产业结构高级化对长江经济带生态环境的优化具有重要意义。

在产业升级与环境污染的非线性关系方面，李鹏（2015）运用理论模型和实证检验，表明环境污染排放总量与产业结构升级呈倒U 型曲线关系；马骏、胡博文（2019）研究发现，环境污染与产业结构升级之间存在着倒U 型关系，随着产业结构的升级，环境将逐步得到改善。

此外，也有学者认为产业升级对环境的影响并不显著，甚至可能带来环境污染、能源与资源紧张、结构性失业等负向影响。如，陆道芬、黄伟新（2017）从广西的情况来看，现阶段由于产业结构以第二产业为主，调整产业结构会使高耗能产业与制造业的比例增加，使得当前产业结构调整反而加剧了环境污染程度。

综合以上研究，关于产业升级与环境污染的研究国内外学者已经取得了丰富的研究成果，但是对于两者关系并未达成统一。同时，黄河流域产业升级与生态环境的关系研究还较为缺乏，关于产业升级与生态环境的相关研究还有待扩展深入。为此，本文探索黄河流域产业升级对生态环境的影响，以制定黄河流域生态环境治理的措施，为黄河流域未来生态经济协调发展提供新的思路。

二、研究设计

（一）变量设定。鉴于指标选取的代表性、全面性、可获得性，并且结合区域发展状况，对产业升级与生态环境评价指标进行选取。

我国学者对产业升级概念进行了界定，将产业升级划分为产业结构高级化和产业结构合理化两个密不可分的部分。因此，在参考相关研究成果后，将产业升级分成产业结构合理化和产业结构高级化两个方面进行评价。

1、解释变量。以泰尔指数（TL）为基础衡量产业结构合理化，如公式：

式中，TL 为泰尔指数，Y 为地区生产总值，Yi为第i 个产业总产值，L 是地区从业总人数，Li是该地区第i 个产业从业总人数，n 为行业数。考虑到泰尔指数是越低越好，本文借鉴顾典（2021）的处理方法，对泰尔指数进行标准化处理：分子是最大值减去该地区的泰尔指数，分母是最大值，得出标准化的泰尔指数TL’。

产业结构高级化（TS）采用第三产业产值与第二产业产值之比进行度量。

2、被解释变量。关于生态环境，采用单一指标进行衡量具有片面性，为此从压力系统（工业二氧化硫、粉尘、废水排放量）、状态系统（人均公园绿地面积、建成区绿化覆盖率）以及响应系统（一般工业固体废物综合利用率、污水处理厂集中处理率、生活垃圾无害化处理率）三方面来评价。为避免主观因素的影响，本文选择因子分析法，利用SPSS和Excel 表格处理，计算得到了各个指标层的权重，结合权重得到生态环境综合指数。

为消除不同量纲的影响，采用极差法对指标数据进行标准化处理。

正向指标标准化：

负向指标标准化：

其中，Xij为原始值；Xij'为标准化后数值；Xmax、Xmin分别为最大值和最小值。

3、控制变量。在考虑产业结构转型升级对生态环境影响的同时，还需考虑其他可能影响到生态环境的控制变量。参考已有文献，选择经济发展水平、科技创新水平、人口密度、外资利用四大方面。变量描述如表1 所示。（表1）

表1 变量设置与定义一览表

（二）模型构建。在对相关变量进行分析的基础上，本文建立生态环境综合指数与产业结构升级的相关模型如下：

其中，β0为常数项，EEit为i 地区第t 年的生态环境综合指数，β1～β6为变量系数，εit为随机扰动项。

（三）数据来源。本文以黄河流域34 个沿线城市为研究对象，研究数据来源于甘肃省、宁夏回族自治区、内蒙古自治区、河南省、山西省、陕西省以及山东省2006～2020 年《统计年鉴》以及《中国城市统计年鉴》，缺失数据采用插值法进行补齐。

三、实证分析

（一）实证结果分析。黄河流域沿线城市在产业结构合理化与产业结构高级化上存在明显的差距。2005～2019 年黄河流域沿线城市产业结构高级化指数的均值呈现出持续稳定的增长趋势，从2005 年的0.689 上升到2019 年的1.133，上升幅度较大，见表2。由此可知，近年来黄河流域各地区的产业结构不断向高级化方向迈进。而黄河流域产业结构合理化水平呈现出倒“U”型趋势，仍有待提高。在此期间，黄河流域第二产业占比呈不断下降趋势，第三产业比重呈稳步提升状态，但这并没有给黄河流域产业结构合理化带来明显的正向作用，主要原因可能是由于主导产业逐渐向第三产业转移的过程使得其对劳动力的贡献不足，出现了一些隐性失业等问题，导致就业结构与产业结构不匹配。（表2）

表2 2005～2019 年黄河流域沿线城市产业高级化与合理化指数一览表

在生态环境综合指数上，黄河流域沿线城市2005～2019 年生态环境水平以及动态系统呈现出稳步上升的趋势，见图1。其中，生态环境综合指数从2005 年的0.15 增长到2019 年的0.90，说明这一时期生态环境水平的发展脚步逐渐加快，环境质量得到提高。就目前来看，压力系统的权重在生态环境系统中占比最大，约为37.6%，在一定程度上反映出工业二氧化硫、废水等排放量是影响生态环境质量的主要因素；同时，压力系统的综合指数趋势则是波动性上升的，在2009～2015 年间波动性较大，主要原因可能是黄河流域沿线城市在此期间大力发展工业，重视经济发展却忽略了对生态环境的保护，但是从2015 年开始其转变了发展方式，发展经济的同时注重生态环境的保护，不再走以牺牲环境换取经济的发展之路。（图1）

图1 黄河流域沿线城市生态环境综合指数变化趋势图

（二）动态面板计量检验。宏观经济研究中，内生性问题比较普遍，容易使模型的估计结果产生偏差，使计量结果不再具有稳健性。本文采用动态面板GMM 估计模型来解释变量内生问题，结果见表3。其中，Sargan 检验的结果接受了工具变量有效的原假设，且AR 序列的检验结果也说明了随机干扰项没有二阶自相关问题，即用GMM 方法进行计量检验是稳健和有效的。（表3）

通过表3 可知，黄河流域生态环境综合指数受到多因素的影响，且生态环境综合指数的滞后一项在黄河流域总体中存在显著影响。产业结构合理化对黄河流域生态环境综合指数的影响在5%的水平下显著，即产业结构合理化对黄河流域生态环境综合指数有显著的促进作用，说明黄河流域沿线城市在此期间凭借自然资源等优势使生产要素能够在产业间进行有效的流动，让产业结构向更加合理化迈进的同时也优化了生态环境。

表3 系统GMM模型估计结果一览表

产业结构高级化也能提高黄河流域环境质量，其影响在10%的显著水平下成立。但是产业结构高级化对环境的正向作用小于产业结构合理化。主要原因是产业结构高级化主要体现在两方面，一是主导产业的变化，一般以工业向服务业转变为主；二是技术的创新与升级，从而达到提高生产率的目的。而目前黄河流域仍以第二产业为主导，高端服务业等绿色产业尚处于初步发展阶段，因此过度注重以增加第三产业占比来提高产业高级化，对生态环境并未产生明显的促进作用。

其他控制变量对黄河流域生态环境综合指数的影响不尽相同。其中，人口密度对环境起到较为明显的正向作用，其系数在1%的水平下显著，表明人口集聚会提高资源利用率，从而缓解环境压力。同时，技术进步对环境指数影响显著为正，表明随着技术水平的不断提高，不仅能够降低工业比重，加快产业高级化脚步，还可以刺激新能源等污染性较低的产业发展，优化产业结构，进而能够改善环境。人均GDP 以及外资实际使用额占GDP 比重的系数均为负数，但都没通过10%的显著性水平，表明现阶段经济的发展以及外商直接投资的增加在一定程度上恶化了区域的生态环境。整体来看，旨在增加经济效益从而放宽外商投资，可能会增加一些高污染、高能耗企业，使得区域能源消耗过快，也会让环境遭到破坏。

四、结论及对策

（一）研究结论。本文在借鉴国内外相关研究的基础上，结合黄河流域产业升级和生态环境的实际状况，探讨了产业结构合理化和高级化对黄河流域生态环境的影响。研究发现，黄河流域整体的生态环境综合指数是稳步提升的，产业高级化指数呈稳步上升趋势，产业合理化指数呈倒“U”型趋势；产业结构合理化、产业结构高级化以及人口密度、技术进步对黄河流域生态环境均有显著的正向作用。

（二）对策建议。结合黄河流域产业升级对生态环境的影响，可通过不断调整产业结构、优化资源配置来提升环境质量。

一是提升产业结构层次，实现产业转移。黄河流域产业结构的升级对生态环境具有直接影响。黄河流域城市一方面要继续推进传统优势服务业的转型升级，要进一步推进传统服务业的发展，促进传统服务业的转型升级，逐步优化服务业的结构，提高服务业的层次和竞争力；另一方面要对现有产业的空间布局重新进行审视，坚决减掉或彻底淘汰那些高能耗、高污染行业。随着国家调控，产业结构不断向合理化方向发展，产业布局逐渐优化，要通过沿线各省、市之间的合作，综合利用资源，共同保护生态系统，构建产业集聚区合作平台，更好地实现产业转移。

二是加强区域合作，缩小地区间差异。鉴于不同地区之间经济发展水平和生态环境状况的不同，应加强区域间的协调合作，推动各地区生态环境共保共治，合力解决跨界资源环境问题，逐步缩小区域间环境质量差距。郑州、济南等生态环境状况较好的地区，应充分发挥其辐射带头和扩散溢出效应，向周边地区传播先进治理模式。与此同时，推动区域间资本、人才等优势要素合理流动，特别是向环境质量较差、生态环境脆弱的内蒙、青海、宁夏等地转移和扩散。

三是提高科技创新水平，推动产业转型升级。积极改造传统工业和制造业，让一些高耗能、高污染、低效益的行业逐渐成为历史，同时注重能源产业的发展，引入清洁能源，缓解资源消耗压力。同时，要坚持不危及流域生态环境安全的原则。以青海等地区为例，青海等地区的煤炭资源相对较少，环境质量较差，因此应鼓励该地区恢复生态环境，国家对这类企业的转型升级应予以支持和保障。国家和地区应继续发展新能源产业类高技术产业，培养诸如金融服务业、信息科技服务业等对环境影响较小的服务业，以提高整体环境水平。