贸易开放是否加剧了环境质量恶化

代丽华等

摘要

随着我国环境污染状况日趋严重，政府提出要把节约资源作为我国的基本国策，保护生态环境。而不断扩大的贸易活动对资源的需求增加使得人们开始认为贸易扩张或许是我国环境污染状况难以改善的原因之一。因此在我国全面提高开放水平的重要阶段，研究贸易对环境将产生何种影响具有重要意义。围绕这一问题国内外学术界展开了大量探讨，但现有理论和经验证据还没有给出统一的答案。由于贸易与环境之间存在反向因果关系，而且发展中国家的数据准确性也缺乏可信度，因此必须在回归时考虑内生性问题。在存在内生性的前提下使用OLS回归可能会产生严重的偏误，因此本文通过构造汇率冲击变量——中国各省份最大贸易伙伴国的加权汇率——作为贸易开放的外部工具变量来研究贸易与环境的因果影响。本文利用中国31个省份2003-2011年工业SO2排放强度作为环境质量的替代变量，应用2SLS方法进行估计。结果显示，外贸依存度每提高1%，单位产值的工业SO2排放将会减少2.5%-3.2%；当运用工业废气、工业固体废弃物和工业废水排放强度作为环境质量代理指标时， 贸易开放的弹性估计值也显著为负；出口和进口依存度的增加都能减少工业SO2排放，但进口的作用更加明显。因此，贸易开放对我国的污染减排将起到正向作用。建议政府积极扩大对外开放，并更加注重发挥进口对减轻环境污染的促进作用。

关键词贸易开放；工业SO2排放；汇率冲击；工具变量

中图分类号F752.65文献标识码A文章编号1002-2104（2015）07-0056-06doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.07.008

随着经济全球化不断发展，环境污染已成为国际性问题，涉及空气、生态、能源、水资源、废弃物等多个方面。中国作为最大的发展中国家，在经济高速发展的同时，也付出了巨大的环境污染代价。中国2011年工业SO2人均排放量为592.6 kg，比1993年上升了64.8%。环境恶化的代价是巨大的，首当其冲的就是严重影响人类的生存和健康，北京大学陈玉宇教授等最近发表在美国科学院院刊的研究指出我国北方城市空气污染的加重使得北方5亿人民将会失去25亿年的预期寿命[1]。环境污染的不断恶化刺激人们开始探寻造成污染的主要原因，除自然灾害外，经济活动被认为是其中重要的一项。国际贸易作为一项重要的经济活动，必然与环境有着不可忽视的关系。贸易与环境的冲突来源于贸易的持续增长对资源的需求上升与资源有限供给之间的矛盾，如何解决这一矛盾，使二者能够协调发展成为一个重大课题。在我国全面深化改革，扩大开放的重要阶段，研究贸易开放与环境污染之间的关系，正确认识贸易开放在促进经济增长同时带来的环境代价，促进贸易开放与生态环境的协调发展意义非凡。

1文献回顾

关于贸易和环境的关系研究目前主要集中在两个方面。一是研究环境规制对国际贸易的影响[2-3]；二是研究贸易对环境质量影响[4-7]。本文主要关注第二方面，即贸易开放是改善还是恶化了环境质量？在学术界，关于这一问题已经争论很久，但至今尚未达成清晰的共识。基本观点分为三种：第一种认为贸易开放对环境质量改善具有促进作用[4，8-9]；第二种认为贸易开放不利于环境质量的改善[10-11]；第三种认为贸易与环境的关系是复杂、不确定的[12]，即贸易对环境质量的影响不能一概而论。

自Grossman和 Krueger[4]将贸易对环境的影响分为规模效应、结构效应和技术效应之后，Antweiler et al.[8]提出的ACT模型首次将这三个效应模型化。由于规模效应会对环境产生负面影响，技术效应的影响为正，而结构效应的结论不明确，因此理论上贸易对环境的影响并不确定。而运用43个发达国家和发展中国家的实证结果显示贸易开放能够改善环境质量。Jared et al.[9]运用美国的数据得出了相似的结论，即贸易开放不会对环境产生不利影响，但是当分析具体到美国不同的州时却产生了不同的结论。而Ekins[10]的研究则认为贸易确实会带来国民收入水平的提高，但提高的收入不会完全用于环境保护事业。而贸易导致的国际运输的增加也使污染排放增多。Dua et al.[11]的文章也认为贸易对环境的影响是不利的，因为贸易国为了增强本国出口产品的竞争力，会争相降低本国的环境标准。还有一种观点认为贸易对环境的影响是复杂的，如Managi et al.[12]认为贸易开放对环境的影响如何取决于污染物和国家的选择。实证结果显示在OECD国家，贸易能减少SO2和CO2的排放，但在非OECD国家则正好相反。

本文以ACT模型为基础进行实证研究。Managi et al.[12]指出，大多数ACT模型的研究忽视了内生性问题，解决内生性问题的主要办法是工具变量法。Frankel和Rose[13]在验证环境库茨涅茨曲线理论时，考虑到各国的地理特征会影响贸易开放度，构建了以引力方程为基础的地理开放度作为外贸依存度的工具变量。李楷等[14]在研究贸易开放与中国CO2排放的关系时，考虑到海运是对外贸易运输的主要形式，运用海外市场可达性，即各省区省会城市到达海岸线距离的倒数作为贸易开放度的工具变量。然而，Rodriguez 和 Rodrik[15]以及Feyrer[16]认为以地理距离为基础构造的工具变量并不能有效地解决贸易的内生性问题。距离除了影响贸易外，还可能影响偏好、文化特征、殖民制度和疾病环境等与经济增长和环境有关的因素，并不满足“排除限制”的条件。考虑到贸易变量的内生性问题，本文构造了各省份特定的汇率冲击（Exrateshock）的工具变量，即以各省份最大的贸易伙伴国的加权汇率作为外贸依存度的工具变量进行回归，这一工具变量不仅和贸易开放具有较强的相关性，还有效地克服了工具变量不满足“排除限制”的条件。

2实证方法和数据

2.1实证方法

本文以ACT模型为基础，运用我国31个省份2003-2011年的面板数据进行分析。为了考察贸易开放对环境质量的影响，首先采用传统的OLS回归方程：

log（Eit）=Cs+βTradeopennessit+ηZ′it+γt+δi+εit（1）

其中，i表示省份，t表示年份。因变量log（Eit）为污染排放强度的自然对数，本文主要采用工业SO2排放强度，表示单位GDP的排放量。Tradeopennessit表示外贸依存度指标，即通过进出口贸易总额占GDP的比重来衡量贸易开放水平。Z′it为其他控制变量，如收入水平及其平方项，人口规模等。Cs为常数；δi控制了省份固定效应，即控制了各省份之间可能持续存在的差异；γt控制了世界宏观经济形势随着时间的变化，如环境政策、能源价格等；εit为集聚在省份层面上的随机扰动项。贸易开放对环境质量的影响可以从参数β中反映出来。但如果用OLS方法进行估计，不能得到可信的β，因为贸易开放变量是内生的。导致内生性问题的原因很多，最常见的包括遗漏变量、反向因果以及测量误差问题。在大部分宏观经济研究中，内生性问题总是难以避免，因为经济活动之间往往会相互影响。在贸易与环境问题研究上也是同样。贸易可以通过规模效应、结构效应和技术效应影响污染物质的排放；同时环境政策的制定也可能在很大程度上改变一国的贸易规模和贸易结构。另外，发展中国家的数据质量问题也有可能使得估计失去一致性，因为发展中国家宏观经济测量误差是一个众所周知的问题[17]。在存在经典测量误差的情况下进行OLS回归将产生向下的偏差，削弱贸易对环境效应的估计结果。为了解决内生性问题，本文提出了工具变量—汇率冲击（Exrateshock）—作为外贸依存度的工具变量。

Exrateshockit=Sharei1×Exrateit，1+Sharei2×Exrateit，2+Sharei3×Exrateit，3+Sharei4×Exrateit，4+Sharei5×Exrateit，5 （2）

方程（2）中的因变量即本文所构造的工具变量。其中Share表示各省份5个最大的贸易伙伴国（以进出口贸易总额来衡量）的贸易额占该省份进出口总额的比重，为了进一步控制贸易开放本身可能存在的内生性问题，在该比重中并没有加入年份的变化，即同一省份在各年份的Share是相同的，这里按照2003年的数据计算。原因在于尽管同一年份的贸易份额与贸易开放之间能够相互影响，但2003年的贸易份额对于2003年之后的贸易开放可以看作是外生的。其次是因为各省份在2003-2011年期间的主要贸易伙伴国变化不大，各伙伴国贸易额占该省进出口总额的比重也基本保持稳定。Exrate表示该伙伴国的年均汇率，采用间接标价法。好的工具变量的条件之一便是外生性。随着利率作为宏观调节工具的作用在经济中被不断弱化，以及全球化背景下外部需求对本国经济发展的巨大影响力，汇率已经成为政府当局宏观调控的替代工具。因此在经济研究中，汇率一般被看作是外生变量，尤其是1997年亚洲金融危机爆发后，各国政府纷纷加强了对该国汇率的宏观调控，这使得汇率作为外生变量的设置更加合理。而本文设置的工具变量的优点之一还在于汇率本身作为国家层面的经济变量，单个省份对某一国的贸易量还不足以影响两国之间的汇率，即对于各省份的贸易企业来说，汇率变化是不可预见的。而且本文还对汇率冲击进行了加权以增加其合理性。在工具变量的构造中，还要求工具变量具有排他性。汇率作为影响进出口需求的重要因素，汇率的调整会引起进出口商品相对价格的变动，进而对贸易产生影响。而由于汇率本身并不能直接影响一国的环境质量，仅仅能通过贸易来影响环境，因此这一工具变量的构造相对合理。

Tradeopennessit=CT+θExrateshockit+λZ′it+γt+δi+εit （3）

为验证汇率冲击对贸易开放的影响，我们构造了第一阶段回归方程式（3），系数θ表示工具变量对外贸依存度的影响。Exrateshock的增加表示人民币升值，会导致中国进口增加，出口减少。如果出口减少的影响大于进口增加的影响，则θ为负值，相反则为正值。本文将结合方程（1）和方程（3）采用2SLS方法进行估计，估计结果由STATA12.0软件得出。

2.2数据说明

采用中国31个省2003-2011年的面板数据作为实证研究的基础，数据主要来源于历年《中国统计年鉴》和联合国UNCTAD官方网站。鉴于数据完整性和准确性的原因，主要以工业SO2排放强度作为环境污染的代理指标。同时在稳健性检验中使用了工业三废指标表征环境质量。实际GDP采用名义GDP除以CPI指数的方法计算，CPI指数以1993年为基础年。人均GDP的计算也采用同样的方法。外贸依存度采用实际进出口贸易额除以实际GDP的方法计算。

在构造工具变量Exrateshock时，由于数据搜集的困难性，甘肃、广西、宁夏、青海、云南、四川和西藏这7个省份在2003年的贸易伙伴国并没有达到5个，但除甘肃外，所选取的伙伴国贸易额占该省当年贸易总额的比重都在三分之一以上。甘肃省所选取的日本、美国和德国三国的贸易额占甘肃2003年贸易总额的25.55%。除此之外，其他省份所选贸易伙伴国的份额都超过了三分之一，例如广西省前3大贸易伙伴国分别为越南、美国和日本，这三国与广西省的贸易额占到该省当年贸易总额的41.43%。而西藏虽然只选择了尼泊尔一个贸易伙伴国，但该国的份额达到63.01%，已经具有代表性，因此不会对计量结果造成很大影响。

3计量结果

为了和2SLS的结果进行比较，我们首先运用OLS方法对方程（1）进行回归，结果见表1。表1中的（1）-（5）是逐步加入控制变量以及固定效应后的回归结果。第一列中的解释变量只有贸易开放，结果表明外贸依存度每提高1%，工业SO2排放强度将降低0.476%。第二列加入了人口变量，外贸依存度的系数符号仍然为负。除人口外，收入水平的变化也会对环境污染产生深远的影响，因此第三列中加入了人均GDP变量表示一国收入水平，而且正如环境库茨涅茨理论中提到的，收入水平和环境质量之间可能存在非线性关系，因此同时控制了收入水平的平方项。结果显示外贸依存度的系数值为-0.228，绝对值有所减小。在此基础上，（4）-（5）加入了固定效应，结果显示外贸依存度的弹性为负，但是系数统计上都不显著。从OLS回归结果的变化可以判断这极有可能是由于存在严重的内生性偏误导致的。

表2显示了使用2SLS估计后两个阶段的回归结果。模型（1）-（4）中第一阶段的工具变量分别为Exrateshock的当期值、滞后一期值（First Lag）、滞后二期值（Second Lag）、以及同时使用当期值和滞后期值。从结果来看，无论使用汇率冲击的当期值或是滞后期值，汇率冲击对贸易开放的影响都显著为正，汇率冲击指标每上升一个单位，贸易开放度就会上升约0.1%。当同时控制当期和滞后汇率冲击指标时，净效应影响（各系数之和）也为0.001左右。

在第二阶段回归结果中，人均GDP的系数为正，而二次项系数为负，表明环境库茨涅茨假说成立。工业SO2排放强度对人口数量的弹性为负表明尽管人口数量的增加一般会导致污染排放量的上升，但由于因变量采用污染排放强度指标，即单位GDP的排放量。而人口的增加同时

第（1）-（4）列中的结果显示外贸依存度的弹性为-3.16到-2.49之间，即外贸依存度每上升1%，工业SO2的排放强度将降低约2.5%-3.2%。和表1中的结果相比，表2中外贸依存度的系数估计值不仅在显著性上有所提升，经济弹性的绝对值也大幅提高，表明OLS的结果严重低估了贸易开放对污染排放的影响，进一步说明了不考虑内生性问题可能会带来严重的估计偏误。

为了检验将贸易开放看作内生变量的假设是否合理，笔者采用DWH检验。检验的p值都小于0.01，表明拒绝所有解释变量都外生的原假设，即存在内生性问题。笔者使用了工具变量法以解决内生性问题，而工具变量的首要条件便是与内生解释变量高度相关。汇率作为影响一国贸易的重要因素，必然与贸易开放存在较强的关联度，在表2的结果中也可以看出，第一阶段的R2都在0.9以上，过滤掉外生解释变量对内生变量影响下的偏R2虽然不大，但第一阶段F统计量大大高于Staiger and Stock[18]所提出的10 的门槛值，因此笔者有理由相信不存在弱工具变量问题。在过度识别检验中，Sargan检验结果接受所有工具变量均外生的原假设，进一步说明了工具变量的有效性。

4稳健性检验

为了检验2SLS回归结果的可靠性，下面进行稳健性检验。在表2的回归中，方程（1）中的内生解释变量为外贸依存度。表3中的（1）-（3）则分别使用了出口依存表3变换内生解释

度、进口依存度和进出口贸易额变量来代替原有内生解释变量。出口依存度和进口依存度分别为出口总额和进口总额与GDP的比重。汇率冲击的提高表示人民币升值，造成出口减少，进口增加。从第一阶段的回归结果来看，第一列中汇率冲击的值增加导致出口依存度降低，而第二列中汇率冲击的各系数之和则为正值，符合理论预期。第二阶段回归中，出口依存度和进口依存度的系数值都显著为负，表明无论出口还是进口的增加，都会降低工业SO2的排放强度。出口依存度每提高1%，工业SO2排放强度降低0.72%。而进口依存度的弹性则为-3.498，绝对值约为出口依存度的5倍左右，这可能是因为通过进口引进清洁技术这一渠道发挥了重要作用。而第三列的结果表明贸易额每增加1%，单位产出的工业SO2排放会降低约2%。和基准结果相比，内生变量的弹性符号并未发生改变，但出口依存度对污染排放的影响较轻。

本文主要采用工业SO2的排放强度表征环境质量。而在实际生产中，能够造成环境污染的排放物有很多种，例如工业废水、氮氧化物、以及煤渣、粉煤灰等固体废弃物。表4显示了使用工业废气、工业固体废弃物和工业废水排放强度作为因变量时的2SLS回归结果。污染物质排放强度都采用排放量除以实际GDP的方法计算，采用对数形式。三列回归结果中，外贸依存度的系数值都显著为负，外贸依存度每提高1%，工业废气、工业固体废弃物、

工业废水排放强度分别下降1.55%，2.81%和0.63%，即贸易开放对污染排放的负向影响并没有因为污染物质选择的不同而产生差异，和表2中的结论一致。但是从系数大小来看，贸易开放对工业废水排放的影响最小，而且尽管对工业固体废弃物的影响接近于工业二氧化硫，但表4中外贸依存度的弹性绝对值都小于表2中的2.99，即相对于工业废气、工业固体废弃物和工业废水，贸易开放更能促进工业二氧化硫排放强度的减少。5结论

随着环境污染的不断恶化，环境问题已成为各国普遍关注的焦点之一。造成环境污染的原因有很多，本文主要探讨了贸易开放对污染物质排放的因果影响。这方面的实证研究较多，但之前的研究并没有很好地解决内生性问题。笔者考虑到贸易和环境之间的反向因果关系而产生的内生性问题，构造了汇率冲击Exrateshock这一工具变量进行2SLS回归。回归结果显示，外贸依存度的提高会减少我国污染物质的排放强度，总体上对环境有利。出口和进口依存度的提高都能降低工业SO2的排放强度，但进口的作用更大。具体来讲，外贸依存度每增加1%，单位产值的工业SO2排放将会减少2.5%-3.2%，工业废气、工业固体废弃物和工业废水的单位产值排放也将分别减少1.55%、 2.81%和0.63%。文章结论表明，虽然环境污染日趋严重，但是贸易开放能够减轻我国部分工业污染物质的排放，因此继续推行和扩大对外开放策略从环境保护这一角度来看也是有很大好处的。需要说明的是，由于数据获取的困难，本文仅选择了工业SO2和工业三废四个污染指标，这些仅仅能反映环境质量的一部分，尚不能全面反映贸易开放对环境质量的影响，这也是在未来的研究中需要进一步加强的。

上述研究结果的政策启示含义明显。我国作为一个发展中国家，在经济发展的过程中难免会遇到很多的矛盾，包括本文主要关注的贸易开放与环境污染之间的矛盾，但从本文的结论来看，我国不但没有出现“污染天堂假说”，贸易开放程度的提高还有利于我国的环境保护，因此应积极鼓励企业参与国际市场竞争，继续扩大对外开放程度，发展绿色经济。同时由于进口减轻污染排放的效果更加明显，因此应更加注重发挥进口的作用，加大对先进技术设备的引进，通过绿色进口贸易带来的正向技术效应加大其对污染物减排的促进作用。

（编辑：尹建中）

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