经济开放、工业化与环境质量*

马 勇 姚 驰 李书舒

一、引言与文献综述

中国加入世贸组织以来，经济开放程度不断提升，逐渐成为吸收外资最多的国家。经济开放带来了充足的资金和先进的技术，促进了中国经济的发展，然而，开放过程中产生的污染产业转移等问题，又对环境质量的保护提出了挑战。从图1中可以看到，2001年以来中国吸收的外商直接投资（FDI）持续增长，而主要污染物二氧化硫排放量则经历了先上升后下降的趋势，仅从图中难以看出两者之间明确的关系，因此有必要对经济开放影响环境污染的作用机制进行更深入的讨论。与此同时，中国工业化的快速发展消耗了大量的能源，在实现经济增长的同时，也带来了一系列的环境问题。从图2中可以直观地看到，工业化与环境污染之间存在明显的正相关性。近年来，随着环境问题的关注度持续上升，环境保护已经成为中国在制定发展规划时的一个重要考虑因素。在此背景下，研究经济开放和工业化对环境质量的影响，对中国进一步推进经济开放和产业结构调整升级具有重要的理论价值和实践指导意义。

在经济全球化的背景下，经济开放与东道国环境质量之间的关系，引起了学者们的广泛关注。其中，一种盛行的观点是“污染天堂”假说（pollution heaven hypothesis）。这一假说最早由Copeland和Taylor在研究南北贸易时提出，认为发达国家制定的环保标准更加严格，而发展中国家为了吸引外资和追求经济发展，在环境规制方面较为宽松。因此，为了规避环境规制和降低成本，污染密集型产业会由发达国家转移至发展中国家，形成产业和污染的转移，从而恶化了东道国的环境质量。①Copeland B.R., Taylor M.S., “North-South Trade and the Environment”, The Quarterly Journal of Economics, Vol.109, No.3,1994, pp.755-787.许多学者通过研究证实了这一假说的存在。例如，Baek基于东盟国家的数据研究发现，外资流入倾向于增加东道国二氧化碳的排放量。②Baek J., “A New Look at the FDI-Income-Energy-Environment Nexus: Dynamic Panel Data Analysis of ASEAN”, Energy Policy,Vol.91, 2016, pp.22-27.Abdouli和Hammami、Ajide和Adeniyi 、Shahbaz等的研究也发现，经济开放加剧了东道国环境的退化。③Abdouli M., Hammami S., “Economic Growth, FDI Inflows and Their Impact on the Environment: An Empirical Study for the MENA Countries”, Quality & Quantity, Vol.51, No.1, 2016, pp.121-146; Shahbaz M., Nasreen S., Abbas F., Anis O., “Does Foreign Direct Investment Impede Environmental Quality in High-, Middle-, and Low-Income Countries?”, Energy Economics, Vol.51,2015, pp.275-287; Ajide B., Adeniyi O., “FDI and the Environment in Developing Economies: Evidence from Nigeria”, Environmental Research Journal, Vol.4, No.4, 2012, pp.291-297.

然而，也有学者对“污染天堂”假说表示质疑，提出了不同的观点，最具代表性的是“污染光环”假说（pollution halo hypothesis）。Zarsky、Chudnovsky和López认为，外资企业拥有更加先进的生产技术和更加严格的环保标准，因此，相对于当地企业，外资企业产生的污染排放量更少。而且，通过技术外溢效应，还能够对东道国污染处理技术的提升产生正向贡献，从而形成“污染光环”效应。④Zarsky L., “Havens, Halos and Spaghetti: Untangling the Evidence about Foreign Direct Investment and the Environment”,Foreign Direct Investment and the Environment, Vol.13, No.8, 1999, pp.47-74; Chudnovsky D., López A., “TNCs and the Diffusion of Environmentally Friendly Technologies to Developing Countries”, La Nouvelle Presse Médicale, 1999.部分学者也对这一假说进行了实证检验。例如，Wheeler分析了美国、中国、巴西和墨西哥的空气质量变化趋势，发现中国、巴西和墨西哥作为吸收外资最多的三个国家，并没有因为外商直接投资的增加而引起空气质量的恶化。①Wheeler D., “Racing to the Bottom? Foreign Investment and Air Pollution in Developing Countries”, The Journal of Environment& Development: A Review of International Policy, Vol.10, No.3, 2001, pp.225-245.Dietzenbacher和Mukhopadhyay通过对印度二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的排放量进行研究，发现与“污染天堂”假说相反，印度在对外贸易上获得了极大的收益，但并没有成为污染天堂。②Dietzenbacher E., Mukhopadhyay K., “An Empirical Examination of the Pollution Haven Hypothesis for India: Towards a Green Leontief Paradox?”, Environmental and Resource Economics, Vol.36, No.4, 2006, pp.427-449.Hoffmann等研究了112个国家外商直接投资与环境污染之间的关系，发现两者之间的关系取决于东道国的发展水平。③Hoffmann R., Lee C.G., Ramasamy B., Yeung M., “FDI and Pollution: A Granger Causality Test using Panel Data”, Journal of International Development, Vol.17, No.3, 2005, pp.311-317.Asghari检验了“污染天堂”和“污染光环”两个假说在中东和北非地区的有效性，研究结果表明，该地区存在“污染光环”效应。④Asghari M., “Does FDI Promote MENA Region’s Environment Quality? Pollution Halo or Pollution Haven Hypothesis”, International Journal of Scientific Research in Environmental Sciences, Vol.1, No.6, 2013, pp.92-100.

在以中国为案例的研究中，部分学者发现“污染天堂”假说成立。例如，Ren等通过对中国2000—2010年间的工业面板数据进行研究，发现外商直接投资加剧了二氧化碳的排放。⑤Ren S., Yuan B., Ma X., Chen X., “International Trade, FDI (Foreign Direct Investment) and Embodied CO2 Emissions: A Case Study of China’s Industrial Sectors”, China Economic Review, Vol.28, 2014, pp.123-134.Di研究了经济开放与潜在污染减排成本之间的关系，结果支持“污染天堂”假说在中国存在。⑥Di W., “Pollution Abatement Cost Savings and FDI Inflows to Polluting Sectors in China”, Environment and Development Economics,Vol.12, No.6, 2007, pp.775-798.也有学者研究发现经济开放减少了环境污染。例如，Liang发现中国境内外商直接投资与地区空气污染之间存在负相关关系，外商直接投资企业可以带来更先进的技术，提高生产率和能源使用效率，从而整体上对当地环境产生有利影响。⑦Liang F.H., “Does Foreign Direct Investment Harm the Host Country’s Environment? Evidence from China”, UCB Working Paper, No.0156, 2008.Zeng和Eastin、包群和陈媛媛的研究也支持了这一观点，认为经济开放带来的技术外溢效应，可以改善东道国的环境质量。⑧Zeng K., Eastin J., “International Economic Integration and Environmental Protection: The Case of China”, International Studies Quarterly, Vol.51, No.4, 2007, pp.971-995；包群、陈媛媛：《外商投资、污染产业转移与东道国环境质量》，《产业经济研究》2012年第6期。从目前的文献来看，经济开放与东道国环境质量之间的关系依然存在争议，尚无定论。

在工业化对环境质量影响的研究当中，比较普遍的观点是，当一国的经济结构由农业向工业转变，即工业化进程加快时，大量资源被开发利用，各种废弃物排放量随之增加，从而导致环境质量下降。这一观点也得到了大多数研究的验证，例如Cherniwchan基于157个国家1970—2000年间硫排放数据的研究发现，工业化进程是影响硫排放的重要因素，工业占总产出的比值增加1%，人均硫排放量将增加11.8%。⑨Cherniwchan J., “Economic Growth, Industrialization, and the Environment”, Resource and Energy Economics, Vol.34, No.4,2012, pp.442-467.Asumadu-Sarkodie和Owusu、Brahmasrene和Lee基于对碳排放的研究也得到了类似的结论。⑩Asumadu-Sarkodie S., Owusu P.A., “Carbon Dioxide Emission, Electricity Consumption, Industrialization, and Economic Growth Nexus: The Beninese Case”, Energy Sources, Part B: Economics, Planning, and Policy, Vol.11, No.11, 2016, pp.1089-1096;Brahmasrene T., Lee J.W., “Assessing the Dynamic Impact of Tourism, Industrialization, Urbanization, and Globalization on Growth and Environment in Southeast Asia”, International Journal of Sustainable Development & World Ecology, Vol.24, No.4,2016, pp.362-371.在国内研究方面，Wang等发现工业化程度的提升导致了二氧化碳排放量的显著增加。⑪⑪ Wang P., Wu W., Zhu B., Wei Y., “Examining the Impact Factors of Energy-related CO2 Emissions using the STIRPAT Model in Guangdong Province, China”, Applied Energy, Vol.106, 2013, pp.65-71.⑫ 王姗姗、许莉：《中国工业化水平与环境污染关系的实证研究——基于边限协整检验的视角》，《软科学》2012年第2期。王姗姗和许莉的研究也认为，第二产业占国内生产总值的比重与二氧化硫等污染气体的排放量存在正相关关系。⑫⑪ Wang P., Wu W., Zhu B., Wei Y., “Examining the Impact Factors of Energy-related CO2 Emissions using the STIRPAT Model in Guangdong Province, China”, Applied Energy, Vol.106, 2013, pp.65-71.⑫ 王姗姗、许莉：《中国工业化水平与环境污染关系的实证研究——基于边限协整检验的视角》，《软科学》2012年第2期。

通过文献梳理可以发现，尽管大多数研究表明了工业化进程加快会引起污染物排放量增加，从而对环境造成负面影响，但是在对经济开放与东道国环境质量之间关系的讨论上尚未得到一致的结论。同时，经济开放对环境质量的影响渠道也缺乏深入研究。有鉴于此，本文在现有文献的基础上，尝试从以下几个方面进行拓展：一是本文在Antweiler等的模型中引入工业化程度，①Antweiler W., Copeland B.R., Taylor M.S., “Is Free Trade Good for the Environment?”, The American Economic Review, Vol.91,No.4, 2001, pp.877-908.基于理论模型推导出经济开放和工业化对环境质量的影响；二是本文在理论模型中将经济开放对环境质量的影响效应进行分解，从而考察经济开放通过不同渠道对环境质量产生的影响；三是在实证分析方面，本文在验证经济开放对环境污染影响的基础上，进一步分解出不同作用渠道的效应大小，从而更为细致地刻画经济开放与环境污染的关系；四是本文还考察了在不同时期和不同地区，经济开放和工业化对环境质量的影响是否存在差异。

二、理论模型

本文在Antweiler等的模型中引入工业化程度，通过理论模型推导得出经济开放和工业化对环境质量的影响，并进一步进行效应分解，以得到不同渠道的作用大小。

（一）基本模型框架

假设经济体生产的最终产品分为A和B两种类型，其中A为污染产品，在生产过程中会对环境产生污染，污染排放量为P，B为清洁产品，在生产过程中不会形成污染排放。并且，相对于产品B，产品A是资本密集型的。为了满足环境标准的要求，企业会采取一定的污染处理技术，假设企业投入潜在产出Y的一定比例η（0＜η＜1）用于污染的处理，η越大，企业用于污染处理的投入越高。同时，假定企业生产需要投入两类基本生产要素：资本K和劳动力L。由此，可以得到企业的生产函数：

其中，Y表示企业的潜在产出，为规模报酬不变的递增凹函数；χ(η)是关于η的污染处理函数，χ(0)=1，χ(1)=0，dχ/dη＜0，给定其具体形式为χ(η)=(1-η)1/σ，0＜σ＜1。联立式（1）、（2）可以得到：

式（3）表明，污染排放量P可视为生产函数中的一种投入要素。在外资企业和内资企业中，式（3）的形式分别为：

其中，下标f代表外资企业，d代表内资企业。 0＜σf＜σd＜1，表示外资企业拥有更加环保的生产工艺和更加先进的污染处理技术，所以生产等量A的污染排放量更少。为了考虑工业化的影响，进一步将企业分为第二产业和其他产业：

其中，下标sec代表第二产业的企业，下标else代表其他产业的企业。 0＜σelse＜σsec＜1，表示第二产业相对其他产业会产生更多的污染排放。

假设企业生产单位产出的成本为c(w,r)，其中w为工资水平，r为资本成本。同时，企业生产一单位污染排放物需要付出的污染税为τ，则由企业利润最大化可求得企业的污染排放密度为：

定义ρ为第二产业占比，λ为外资占比，θ=θ(ρ,λ)为外资投向第二产业的比例。那么，可进一步得到整个经济体的污染排放密度为：

结合式（8），可将式（9）进一步简化为

由式（8）和式（9）可以得到：∂p/∂λ＜ 0，∂p/∂ρ＞0，∂p/∂τ＜ 0。

假设代表性消费者的效用由收入增长带来的正效用和环境污染带来的负效用决定：

其中，I=G/N为人均国民收入，G为国民总收入，N为人口总数，则I=G/N。u为递增凹函数，δ为常数，δP表示消费者为环境污染付出的代价。国民总收入由个人部门收入Q(K,L)和政府部门收入τP（政府对企业的污染排放征税所得）组成。政府希望通过污染税税率的制定，以达到最大化消费者效用的目标，那么，政府的决策即为：

由效用最大化一阶条件可求得：

式（13）反映了消费者为减少一单位的环境污染所愿意放弃的相应单位的个人收入，即环境污染与个人收入之间的边际替代率，也称为边际损害，记作MD(I)=δ/u'。

结合式（11）、（13），可以得到：

（二）环境质量的影响因素

定义经济规模S为产品A与B生产的总和，γ为A在S中的比重，由式（8）得到：

式（15）表明，A类型产品单位产出的污染排放量p、经济规模S和A类型产品在经济体中的占比γ这三个因素，决定了整个经济体的环境污染排放总量。式（15）对数线性化后可以得到：

其中，上标“^”代表百分比变动。由前文的模型推导可知，污染税率可以通过影响单位产出的污染排放量p，从而影响A的产出水平。因此，A和B可以写成关于p、K和L的函数：

因为K和L是线性齐次的，令k=K/L，表示人均资本存量，可将γ进一步写成：

参考盛斌和吕越的相关研究①盛斌、吕越：《外国直接投资对中国环境的影响——来自工业行业面板数据的实证研究》，《中国社会科学》2012年第5期。：∂γ/∂p＞ 0，∂γ/∂k＞ 0。②∂γ/∂k＞0的推导可参考盛斌和吕越的研究。∂γ/∂p＞0的推导如下：由式（3）和式（8）可得A=[Y(KA, LA)]，因此∂A/∂p ＞0。又有∂γ/∂A ＞ 0 ，因此可得 ＞0。这一结果反映出污染强度和A类型产品占比之间存在正相关关系。

对式（10）、（14）和（19）分别进行全微分后变形可以得到：

将式（20）、（21）、（22）代入式（16），可以得到：

式（23）右边第一项反映了经济规模与环境污染之间的关系，β1=1＞0，表明随着经济规模的扩大，环境污染排放量有所增加。第二项反映了资本密集度与环境污染之间的关系，β2=εγ, k＞0，表明人均资本存量的提高会带来环境污染排放量的增加。第三项反映了人均收入与环境污染之间的关系，εp, τ＜0，ετ, I＞0，εγ, p＞0，因此β3=εp, τετ, I(1 ＋εγ, p)＜0，表明人均收入的提高能够带来环境污染排放量的下降。第四项反映了经济开放与环境污染之间的关系，εp, λ＜0，εγ, p＞0，因此β4=εp, λ(1＋εγ, p)＜0，表明由于技术外溢效应的存在，外资比例越高，环境污染排放量会有所下降。第五项反映了工业化与环境污染之间的关系，εp, ρ＞0，εγ, p＞0，因此β5=εp, ρ(1 ＋εγ, p)＞0，表明工业化程度提高导致环境污染排放量增加。

基于上述分析，可以得到本文的研究假说1和假说2：

假说1：经济开放与环境污染呈负相关关系。

假说2：工业化与环境污染呈正相关关系。

（三）经济开放对环境质量影响效应的分解

基于式（23），两边同时对FDI求导，变形后可以得到：

参考罗长远的研究，①罗长远：《FDI与国内资本：挤出还是挤入》，《经济学（季刊）》2007年第2期。dFDI/dK=1，代入式（24），得到：

根据式（25），环境污染对经济开放的弹性可以分解为四个部分：①β1εS, Kλ反映了规模效应，由于β1＞0且εS, K＞0，所以环境污染受经济开放影响的规模效应为正，经济开放带来了经济规模的扩大，导致了环境污染的增加；②β2εk, K和β5ερ, K共同反映了结构效应，包括资本密集型产业比重和工业比重两方面的结构效应。由于β2εk, K＞0且β5ερ, K＞0，因此环境污染受经济开放影响的结构效应为正，经济开放度的提高促进资本密集型产业比重和工业化程度的上升，从而对环境产生负面影响；③β3εI, K反映了收入效应。β3εI, K＜0，因此环境污染受经济开放影响的收入效应为负，经济开放提高了人们的收入水平，收入水平的上升使人们更加关注环境质量，由此带来了更为严格的环境规制，从而间接降低了环境污染的排放。④β4(1-λ)反映了技术效应，β4(1-λ)＜0，表明环境污染受经济开放影响的技术效应为负，意味着经济开放通过技术外溢效应，有利于改善东道国的环境质量。

基于上述分析，可以得到本文的研究假说3：

假说3：经济开放通过规模效应和结构效应增加了环境污染，通过收入效应和技术效应减少了环境污染。

三、实证研究设计

（一）模型设定与估计方法

根据前文的理论推导，本文设定如下形式的动态面板模型：

其中，下标i表示地区，t表示年份。P代表二氧化硫排放量；S代表经济规模，k为人均资本存量，I为人均收入，λ为外资占比，ρ为工业化程度；X表示其他可能对环境质量产生影响的控制变量，包括研发强度和城镇化率。αi表示个体效应，εit为误差项，c为常数项。理论模型中表示弹性概念的β4和β5，由计量模型中的β'4、β'5进行换算得到，具体计算方法为：在外资占比均值水平上，将外资占比变动换算成百分比的形式，然后再将其倒数乘以（β'4×100%），得到β4；同理，在工业化程度均值水平上，将工业化程度变动换算成百分比的形式，然后再将其倒数乘以（β'5×100%），得到β5。

Arellano和Bond、Arellano和Bover、Blundell和Bond等提出系统广义矩估计方法（system generalized method of moments，系统GMM）以来，这一估计方法广泛应用于动态面板数据的研究之中。①Arellano M., Bond S.R., “Some Tests of Specification for Panel Data: Monte Carlo Evidence and an Application to Employment Equations”, Review of Economic Studies, Vol.58, No.2, 1991, pp.277-297; Arellano M., Bover O., “Another Look at the Instrumental Variable Estimation of Error-components Models”, Journal of Econometrics, Vol.68, No.1, 1995, pp.29-51; Blundell R., Bond S.,“Initial Conditions and Moment Restrictions in Dynamic Panel Data Models”, Economics Papers, Vol.87, No.1, 1998, pp.115-143.系统GMM估计能够较好处理个体效应和时间效应，而且通过选取合适的变量滞后项作为工具变量，还能够解决模型估计中的内生性问题。基于此，本文也选用系统GMM方法进行实证研究。在具体估计时，需要同时做两个基本检验：一个是过度识别的Hansen检验，Roodman指出，存在许多工具变量可供选择时，要注意动态面板数据估计中的过度识别问题；另一个是二阶序列相关的AR（2）检验，用来检验误差项εit是否存在序列相关问题。②Roodman D., “A Note on the Theme of Too Many Instruments”, Oxford Bulletin of Economics and Statistics, Vol.71, No.1, 2009,pp.135-158.本文在系统GMM估计结果中均报告了Hansen检验和AR（2）检验的结果。

（二）变量的选取和说明

本文旨在考察经济开放和工业化对环境质量的影响，因此，被解释变量为反映环境质量变化的环境污染排放量，核心解释变量为经济开放和工业化程度。本文选取二氧化硫排放量作为环境污染的代理变量，这主要是基于以下几点考虑：（1）中国的能源消费结构以煤炭为主，因此以二氧化硫为主要代表的烟煤型大气污染是中国环境污染的主要特征；（2）二氧化硫的排放会引起酸雨等问题，造成环境恶化，而这些危害也容易被消费者感受到，从而进入其效用函数，这与本文理论模型的推导相吻合；（3）作为主要大气污染物，政府对二氧化硫的排放已经施加管制，同时，二氧化硫作为工业生产的主要副产品，其污染处理工艺相对成熟。

在解释变量的代理变量选取方面，本文主要参考标准文献的方法，以第二产业增加值占地区生产总值的比重来衡量各地区工业化程度，以外商直接投资占地区生产总值的比重作为经济开放的代理变量。同时，根据理论模型的分析，为了考虑规模效应、结构效应和收入效应对环境的影响，分别选取单位面积产出、人均资本存量和人均GDP作为解释变量。其中，在人均资本存量的计算上，借鉴张军等的计算方法，③张军、吴桂英、张吉鹏：《中国省际物质资本存量估算：1952—2000》，《经济研究》2004年第10期。并参考其研究中2000年各省市的资本存量数据，以2000年为基期，采用永续盘算法计算得到2001—2016年各省市的资本存量，再以总资本存量除以就业人口总数，得到人均资本存量。

此外，本文选取研发强度和城镇化率作为控制变量。选取各省市R&D经费内部支出与地区生产总值之比来衡量研发强度，科技研发投入越大，越有利于生产工艺的改进和污染处理设备的更新，从而降低环境污染。对于城镇化率，本文选取城镇人口数与总人口数之比来度量该指标。

（三）研究样本

本文以中国31个省、直辖市和自治区2001—2016年的面板数据作为研究样本，数据主要来源于中经网统计数据库、国家统计局、《中国科技统计年鉴》以及各省市统计年鉴和统计公报。表1给出了本文各变量的描述性统计。

表1 变量的描述性统计

S 单位面积产出 496 1970.60 4984.29 1.2146 43318.59 k人均资本存量 496 10.7332 8.2288 1.2599 49.7563 I人均收入 496 2.9869 2.2489 0.2983 11.4585 rd 研发强度 496 0.0126 0.0104 0.0014 0.0601 urban 城镇化率 496 0.4882 0.1553 0.1997 0.9003

四、实证分析与检验

根据前文实证模型的设定，本文对经济开放和工业化对环境质量的影响进行实证分析，以检验理论模型得到的研究假说。本文首先报告基于式（26）的基本回归结果，并进行相应的解读。在此基础上，通过分时间段回归和分地区回归，进一步讨论经济开放对环境质量影响的异质性。最后进行稳健性检验。

（一）基本回归结果

首先，本文以二氧化硫排放量作为环境污染的代理变量，实证分析了经济开放和工业化对环境污染的影响。表2给出了基于系统GMM估计的回归结果。其中，模型（1）为只包含经济开放度作为主要解释变量的回归结果；模型（2）为只包含工业化程度作为主要解释变量的回归；模型（3）为同时包含经济开放度和工业化程度作为主要解释变量的回归；模型（4）在模型（3）的基础上，进一步增加了研发强度和城镇化率作为控制变量。

表2 经济开放、工业化与环境污染

从表2的回归结果可以看到，实证结果较好地支持了理论模型结论。经济开放的系数符号为负，且至少在5%的置信水平上显著，表明经济开放度的提升能够有效减少二氧化硫的排放量，理论模型得到的假说1得以验证。这一结果意味着“污染天堂”在中国并不存在，经济开放总体上并没有带来环境的恶化，反而对减少环境污染排放起到了正向作用。工业化程度的系数在5%的置信水平上显著为正，表明工业化程度与环境污染存在正相关关系，理论模型得到的假说2也得以验证。伴随着工业化进程，大量资源被开发利用，特别是化石燃料的开采和燃烧使用，产生了大量的大气污染物和固体废弃物，对环境造成了严重的污染。二氧化硫作为工业生产的主要副产品，其排放量也随着工业化程度的提高而增加。经济规模的系数显著为负，表明经济规模的扩大会带来环境污染的增加，单位面积产出每提高1%，二氧化硫排放量将增加0.154%。人均资本存量的系数也显著为正，表明人均资本存量和环境污染之间存在正相关关系。这意味着，资本密集型产业的发展，在一定程度上会导致环境污染的增加。人均收入的系数显著为负，表明人均收入和环境污染之间存在负相关关系。随着人均收入的提高，人们对环境质量的要求也有所提升，对环境质量的重视逐渐超过了对收入增长的需求，因此，政府相应地提高了环境规制，从而迫使企业降低污染排放量。

从模型检验来看，表2中的所有回归均通过了Hansen检验和AR（2）检验，说明模型估计选取的工具变量是有效的，且不存在二阶序列相关问题，从而支持了估计结果的可靠性。

（二）分时间段回归

在不同时期，经济开放和工业化对环境质量的影响可能存在差异。因此，为了考察基本结论在不同时间段内的异质性，本文将样本分为2001—2007年和2008—2016年两个子样本，分别进行回归，表3给出了相应的回归结果。

表3 经济开放、工业化与环境污染：分时间段回归

由表3的结果可以看到，在两个时间段内，各个解释变量的符号和显著性与基本回归的结果一致，但是系数大小有所差别。经济开放的系数在两个时间段内均显著为负，但是在第二个时间段内（2008—2016年）的系数绝对值大于在第一个时间段内（2001—2007年）的系数绝对值。这意味着，在两个时间段内，经济开放都有利于减少环境污染，改善环境质量，“污染天堂”假说在中国不成立。并且，随着经济发展，国内对外商直接投资的质量要求和外资利用效率也有相应的提高，从而，经济开放对环境质量的改善作用也进一步加强。在工业化对环境质量的影响方面，两个时间段内工业化的系数都为正，且至少在5%的置信水平上显著，但是其系数数值在第一个时间段内（2001—2007年）要低于第二个时间段内（2008—2016年）。这一结果表明，工业化进程会带来环境污染的增加，并且随着中国加快推进工业化进程，特别是加大中西部地区的工业化发展力度，工业化对环境质量造成的负面影响在一定程度上有所扩大。在经济规模和人均资本存量方面，两个时间段内，经济规模和人均资本存量与环境污染都存在显著的正相关关系，但在第二个时间段内，经济规模和人均资本存量的系数更大。这意味着，经济规模、人均资本存量和环境污染之间的正相关关系是稳健的，而且，随着时间的推移，这一正相关关系在一定程度上有所加强。而在人均收入方面，两个时间段内，人均收入的系数都显著为负，表明人均收入的提高能够带来环境污染排放的下降。但是，人均收入的系数数值在第二个时间段内要高于第一个时间段内，这可能是因为，随着时代的发展，人们的收入水平普遍有所提高，加之大量环保方面的宣传带来的环保意识的提升，使得相对于收入增长，人们对环境质量有了更迫切的需求，而这也促使政府制定了更加严格的环境规制，所以收入效应对环境污染的影响有所加强。

（三）分地区回归

考虑到中国不同地区间经济发展水平、产业结构等方面存在较大差异，本文进一步将样本分为东部、中部和西部三个地区，分别进行回归，以检验经济开放和工业化对环境质量的影响在不同地区是否存在差异，表4给出了相应的回归结果。

从表4的结果来看，在经济开放对环境污染的影响方面，在东部地区，经济开放的系数为负且显著，表明经济开放能够降低东部地区的污染排放，经济开放带来的技术外溢效应在东部地区得以体现。而在中部地区，经济开放和环境污染之间呈现出显著的正相关关系，这可能是因为，为了追求经济的快速发展，加之地区间的竞争压力，当地政府为更多地吸引外资而降低了外商投资的门槛，并给予了相应的优惠政策，而出于规避环境规制和降低成本的动机，外资更多地流向了污染密集型产业。因此，经济开放不但没有发挥出技术效应，反而对当地环境产生了负面影响。在西部地区，经济开放与环境污染之间也存在正相关关系，但是这一关系并不显著，表明在西部地区，经济开放的技术外溢效应也没有得到明显的体现。在工业化对环境质量的影响方面，三个地区的样本内，工业化与环境污染之间都存在显著的正相关关系，表明随着工业化程度的提高，东部、中部和西部地区的环境污染排放量都在不同程度上有所增加。但是，在不同地区，工业化对环境质量的影响程度存在差异，工业化的系数数值在西部地区的样本内最大，在东部地区的样本内最小。这一结果的可能原因是，东部地区的经济发展水平较高，近年来在发展工业化的同时积极推进工业结构的内部优化，加之环境规制的要求和生产技术的更新，工业污染排放密度下降，从而使得东部地区的工业化对环境质量的影响程度较小。中部地区的工业结构中重污染产业比重较高，而近年来，随着中部地区工业化水平提高后对工业结构优化的意识提升，虽然中部地区工业的整体比重有所上升，但其内部重污染产业的比重却有所下降，并且在技术更新下，采矿业等重污染产业的单位污染排放密度也有所下降，从而部分降低了工业化对中部地区环境质量的影响。西部地区的经济发展水平相对较低，为了实现经济的快速增长，在大力发展工业的同时，没有对环境标准给予严格的管制，从而使得工业化带来了较多的环境污染。此外，收入效应在东部、中部和西部三个地区均显著存在，表明在三个地区内，人均收入的上升均会通过收入效应在一定程度上减少环境污染的排放。人均资本存量和环境污染之间的正相关关系在东部地区尤为显著，规模效应则在中部地区得以体现。

表4 经济开放、工业化与环境污染：分地区回归

（四）对内生性问题的进一步检验

考虑到模型可能存在的内生性问题，本文将所有解释变量都取滞后一期进行回归，以进行进一步检验，表5给出了相应的回归结果。可以看到，所有解释变量的符号均与基本回归的结果一致：经济开放的系数显著为负，表明经济开放改善了环境质量；工业化的符号显著为正，表明工业化导致了环境污染的增加；单位面积产出和人均资本存量与环境污染均存在显著的正相关关系；人均收入则与环境污染存在显著的负相关关系。这些结论都与基本回归得到的结论相同，支持了本文结论的可靠性。

表5 经济开放、工业化与环境污染：滞后一期变量的回归结果

L.lnk 0.7207*** 0.7207*** 0.7467***（0.2383） （0.2246） （0.2670）L.lnI -0.9847*** -0.9777*** -1.0084***（0.2793） （0.2551） （0.2953）L.rd 0.2237 2.0371（6.1900） （6.0261）L.urban -0.3737（0.6804）_cons -0.0135 0.0040 0.1839（0.6437） （0.6402） （0.6687）AR（1） -2.8513 -2.8363 -2.7753（p-value） 0.0044 0.0046 0.0055 AR（2） 0.4254 0.4163 0.2966（p-value） 0.6706 0.6772 0.7668 Hansen 28.4404 27.7829 28.1785（p-value） 0.3371 0.3692 0.3497 N 434 434 434

五、经济开放影响环境质量的效应分解

根据前文理论模型的推导，经济开放对环境污染的影响可以分解为规模效应、结构效应、收入效应和技术效应，并且不同效应的大小决定了总效应。因此，本部分进一步基于回归结果对经济开放影响环境污染的渠道进行分解。

首先，基于理论模型的式（23）、（25）和计量模型的式（26），结合表2中回归（4）的估计结果，可以得到β1、β2、β3、β4、β5的数值（其中β4、β5由β'4、β'5换算得到）。同时，经济开放度 λ的数值可通过统计数据计算得到，人均资本的资本产出弹性εk, K=1，假定经济规模和人均收入的资本产出弹性相同，参考吕冰洋对中国资本产出弹性的研究，①吕冰洋：《中国资本积累的动态效率：1978—2005》，《经济学（季刊）》2008年第2期。该值近似等于0.6。参考周明生和梅如笛的研究，②周明生、梅如笛：《中国产业结构变迁与经济增长的关联性分析》，《经济与管理研究》2013年第6期。计算得到ερ, K的值近似等于1.1。由此，可以分别计算出经济开放对环境污染的4种影响效应，结果如表6所示。

表6 经济开放影响环境质量的效应分解

由表6的结果可以看到，经济开放影响环境质量的4种效应的符号与理论模型的预期一致，假说3得以验证。从总效应来看，经济开放度每提高一个百分点，能够使二氧化硫排放量降低约0.093%。具体而言，经济开放通过规模效应使得二氧化硫排放量增加0.002%。在结构效应方面，经济开放通过结构效应使得二氧化硫排放量增加0.024%，这其中，经济开放通过提高资本密集型产业比重使二氧化硫排放量增加约0.010%，通过促进工业化（提高第二产业比重）使二氧化硫排放量增加约0.014%。经济开放通过收入效应使二氧化硫排放量降低约0.009%。同时，经济开放通过技术效应使二氧化硫排放量降低了约0.111%。由此可见，技术效应起了主导作用。因此，“污染天堂”假说在中国并不成立。虽然经济开放带来了经济规模的扩张，提高了资本密集型产业和工业产业的比重，从而间接导致了环境污染的增加，但与此同时，经济开放提高了人们的收入水平，使人们更加重视环境质量，并通过技术外溢效应，减少了环境污染排放量。从总体上看，经济开放对环境质量的改善作用要大于恶化作用。

其次，为了考察不同时间段内，经济开放通过不同渠道对环境质量产生的影响是否存在差异，本文进一步基于表3的回归结果对不同时间段内经济开放对环境质量的影响效应进行了分解，表7给出了相应的结果。由表7可知，4种效应的符号在两个时间段内未发生改变，说明经济开放通过各个效应对环境产生的影响方向在两个时间段内相同。但同时可以看到，各个效应的数值大小有所不同，说明不同时间段内，各个效应对环境产生影响的程度有所差异。总体而言，经济开放对环境质量具有改善作用，而且随着时代的发展，这一改善作用有扩大的趋势。具体而言，经济开放通过规模效应和结构效应会引起污染排放的增加，并且这两种效应在2008—2016年有所扩大。同时，经济开放通过收入效应减少环境污染的效果也随着时代的发展而有所增强。特别值得注意的是，经济开放通过技术效应改善环境质量的效果大大增强。这一结果表明，近年来，外资企业带来了更为清洁的生产工艺、更加有效的管理手段和更加先进的污染处理技术，并通过技术外溢效应，使当地企业也提高了生产效率，降低了污染排放，从而改善了当地的环境质量。

表7 经济开放影响环境质量的效应分解（分时间段）

六、结论与政策启示

本文结合理论模型和实证分析，研究了经济开放和工业化对环境质量的影响。理论模型的推导表明：经济开放有利于降低环境污染，而工业化进程会导致环境污染的增加。进一步地，对经济开放影响环境污染的效应进行分解，得到经济开放通过4种渠道影响环境质量：通过规模效应和结构效应增加了环境污染，通过收入效应和技术效应降低环境污染。在理论模型的基础上，本文基于中国31个省（市、自治区） 2001—2016年的面板数据，实证分析了经济开放和工业化对环境质量的影响，主要得到以下结论：首先，经济开放有利于改善环境质量，并且随着时间的推移，这一作用有扩大的趋势，同时，通过对经济开放影响环境污染的效应进行分解发现，在经济开放影响环境质量的4个效应中，技术效应起了主导作用，从而使得经济开放在总体上减少了环境污染。其次，工业化会导致环境污染的增加。最后，经济开放和工业化对环境污染的影响在东部、中部和西部地区存在差异，包括影响方向和影响程度两方面。

根据本文结论提出以下政策启示：一是坚持推动经济开放，提高外资质量和外资利用效率，优先引进具有环保生产工艺和先进污染处理技术的外资企业，充分发挥经济开放对环境质量的改善作用。特别是，鉴于经济开放对环境质量的影响存在地区差异性，在长三角一体化发展进程中，应发挥龙头城市在引进外资方面的优势和经验，带动其他地区经济开放程度的提升，并且引导其他地区高质量地引进外资。同时，外资引进带来的先进技术可以在区域内进行分享和交流，以在区域内充分发挥技术外溢效应。二是积极推进产业结构的调整升级。在制造业强国战略的实施过程中，一方面要注重工业内部的结构优化，降低高污染产业的比重，大力发展具有高附加值的技术密集型产业。另一方面，引进外资时需要从传统的工业化、资本密集型企业转向高端制造业、技术密集型企业，从而在充分发挥经济开放技术外溢效应的同时，尽量减少其结构效应对环境的不利影响。三是由于经济开放与工业化对环境质量的影响在不同地区以及不同时期表现出了异质性，因此，各个地区需要根据自身发展的不同阶段和实际情况，协调好经济开放、工业化与环境之间的关系，以实现可持续发展。