华北地区城市大气环境质量影响因素的空间计量经济分析
丁欣 周吉光 吴盛 [摘要]选择气象条件相似华北地区8市（盟）作研究样验证了城市气环境质量空关系将然地理要素抽象化并引入空计量济模型基传统K模型论证了济、社会和然地理要素对地区气环境质量影响。
分析结表明地形种类应是华北地区气环境质量（5、0、）主要影响因素型城市属性定程上会加重0和污染程其他诸如人收入、人口密、毗邻沙漠、拥有海岸线等因素对气环境质量影响总体上不太显著;仅对污染物指标回归可以发现显著K效应。
[关键词] 雾霾;华北地区;空计量济学;然地理[图分类] 07 [献标识码] [编]67306（00）03005509、引 言0年以国多城市出现严重雾霾天气京津冀地区重雾霾天气频发引起了广泛社会关。
随系列政策措施相继颁布、实施以应对气污染问题。
即便到08年全国338地级及以上城市仍有近3城市空气质量不达标;空气质量相对较差0城市河北仍独占5席（生态环保部《08年全国生态环境质量简况》09）。
可见气污染防治将是长期攻坚战而京津冀地区则“首当其冲”成全国重区域防治工作任重道远。
雾霾是气跨越地球广地区碳质气溶胶粒子积累而碳质气溶胶颗粒主要是由烧程产生包括生物质和化石烧;与气挥发性有机物种然排放和化也有助雾霾发展（Gr glg、 Glér00） []。
r G、r Kr、Zk Zk等（009）对亚洲南部项研究也表明化石和生物质烧（如住宅烹饪和农业焚烧）程是该地区围广泛雾霾（r br l）产生原因 []。
0年以国许多学者从工业技术到产业结构层面纷纷陈述了对雾霾成因析但迄今為止对“霾”科学认识还不够系统、全面 [3]。
如段再明（0）认利用焦化工业湿法熄焦是诱发山西省雾霾天气主要原因 []显然仅考察了部分成因。
而潘锋、汪巍、李亮等（03）结合气象条件等因素认雾霾天气是由气象要素和环境要素共作用形成 [5];孟晓艳、余予、张志富等（0）也认了这种观他们认除污染物浓超标外地面风速、相对湿高、气层结稳定是京津冀地区雾霾频发另重要因素 [6]。
关博、刘竹（0）则从行业类型及消费种类两方面量化梳理了京津冀地区重污染行业及不对5污染贡献 [7]。
而石彦波、卢广（05）项调则从众媒体视角释了京津冀地区何以成国雾霾严重地区 [8]。
国科学院气物理研究所王跃思团队长期追踪气霾污染问题对“霾”成因进行了析。
他们得出霾成因包括天气程和局地气象条件不利污染物扩散西北气流输送沙尘使污染物累积到太行山和燕山山前城市周边污染物气团近距离聚拢污染物局地排放以及二次颗粒物不断化生成 [9]。
他们将归纳因和外因因指污染物排放不确定性与知而外因主要指天气程、气候变化、气象条件与气边界层结构;并认排放相对稳定情况下外因往往是定性因素但外因不可控前提下因即次污染物排放量是治理气霾污染关键因素 [0]。
关雾霾成因探讨不是论述重。
从学术探讨方面我们倾向王跃思团队研究结论即京津冀区位、气象条件等外因和特定济发展阶段污染物排放特征等因是其雾霾形成共原因。
实际上早0年京津冀地区就相继公布了空气颗粒物析成报告基认煤机动车、扬尘和工业生产是京津冀主要气污染因素 []京、津、冀（以石庄例）3地5区域传输分别约占8%—36%、%—3%、3%—30% []。
那么从以气污染严重京津冀地区心将气污染影响区域扩展到华北地区选取华北地区8城市研究气污染空依赖性从而区域气污染防治协作提供些基础。
二、空济分析方法气污染领域理论研究970年blr提出了地理学定律由引发了运用空统计学方法分析济问题趋势。
具体到气污染领域研究v （006）认前研究人员分析气污染物（硫）排放趋势忽略了数据空特性还忽视了对气污染物（硫）排放越境性质进行核算重要性 [3]。
而数据存空关系对计量济学技术型运用有着重要影响对数据空关系忽视则会导致如L l等所述误导性推理测试程（lg r g rr）、偏差和不致性问题（l、Gr988） []。
般说空济分析方法运用气污染领域是基如下两假设气污染存污染叠加效应;气污染空数据存统计关系 [5]。
单纯数据空关系气污染方面研究多涉及环境科学和气象科学领域（ l978;r Vrlk、rbr Gzlzlb、Brr r等005;G rb、 、G Lr009; l、q l006;白鹤鸣03）主要指明了气污染存空溢出效应、空相关性等较少涉及济因素。
而空济分析则重考察了气污染空数据与区域济发展指标关系分析了气污染与济增长、与产业结构系其具代表性是基环境库兹涅茨曲线（K）空计量济分析。
关济增长与环境质量关系探可以追溯到987年世界环境与发展委员会《我们共》出版随G Gr、l B Krgr（993）对环境影响实证分析则是关国民收入和环境质量关系（ RlR）问题研究发端 [6]。
995年G Gr、l B Krgr使用全球环境监测系统（G）数据拟合出了环境库兹涅茨曲线（K）即济增长初造成了环境质量恶化但随使环境质量迎了改善 [7]。
其量关R研究基上都是围绕K是否存或其形状展开。
其缺憾分析环境因素基考虑环境污染（尤其是气环境污染）空关系。
如v （006）指出多数研究人员估计K都隐含假设国人排放量不受邻国影响而他证明国二氧化硫和氮氧化合物人排放量受到邻国人排放量严重影响 [8];他提出欧洲国越境排放（硫）明显改变了对K形状认知考虑数据空关系基础上他认欧洲硫排放不存K只是空滞（v 007） [9]。
l Rg、 z、v L br等（00）利用K綜合模型研究了美国县域人收入与有毒污染物排放关系初得出了倒“”型关系然而当收入三次方纳入模型揭示出有毒污染物排放量将随着收入提高而再增加 [0]。
国关K空计量分析陆续从008年开始杨海生等（008）采用空计量模型对国6城市K空依赖关系进行了分析。
研究更多集省域层面上（苏梽芳、胡日东、林三强009;袁加军00;董锁成、李飞、李泽红等00;陈青青0;吴玉鸣、田斌0;安虎森、王雷雷、吴浩波0）也有涉及国与周边国（和地区）K研究（国涓、项吉宁、郭崇慧009;孙攀、吴玉鸣、鲍曙明09）。
刘军、王慧、杨洁（07）则认城市气污染空维和维上分别存显著空溢出效应和动态效应当前国正处K拐左边 []。
基前述分析我们认从量级上工业排放（包括工业二氧化硫以及工业烟（粉）尘排放）是华北地区气污染物主要。
但如以污染物排放量作分析对象则城市（除已步入工业化阶段北京）济规模或工业济规模越污染物排放量就越多这是可以想结。
我们基传统K理论假设（即环境质量与人收入存相关关系）考虑空因素基础上将京津冀区域气污染问题扩展到整华北地区并纳入然地理等因素通构建空计量济回归模型研究华北地区空气环境质量主要影响因素。
三、模型构建及数据华北地区是然地理畴城市主要包括北京市天津市河北省全境市（石庄市、唐山市、秦皇岛市、邯郸市、邢台市、保定市、张口市、承德市、沧州市、廊坊市、衡水市）山西省全境市（太原市、市、阳泉市、长治市、晋城市、朔州市、晋市、运城市、忻州市、临汾市、吕梁市）以及蒙古治区盟市（呼和浩特市、包头市、乌兰察布市和锡林郭勒盟）。
所以选择华北8市（盟）作研究样首先主要是考虑分析气环境问题可以不考虑气候差异以及气象条件等因素而这些因素些可见献被视影响雾霾几类显著因素。
因从样选择上首先想营造种相对隔离空环境。
这种分析逻辑类似物理学隔离实验其济学运用也是卡尔·波普尔所认能社会科学成功运用少数领域 []。
其次变量选择上样也想遵循简化逻辑思路即主要分析各类污染物与人收入关系甚至没有考虑诸多学者所采用三次产业结构、城镇化率、人力等指标。
实际上从社会济发展实际进程看人口规模足够前提下这些指标基上都脱离不了与人收入（人G）关系。
（）指标选取、数据及研究假设G Gr、l B Krgr（993、995）分析地区气污染与人收入关系将、烟尘、重颗粒物作因变量而将人G（包括滞项、平方项、立方项）作变量引入了系列虚拟变量——监测是位心城市或是郊区、监测用地性质（工业、商业、居民生活或其他）、城市是否拥有海岸线、是否毗邻沙漠、人口密、趋势项等拟合并提出了环境库兹涅茨曲线（K）模型。
续些学者基础上主要对变量（释变量）进行了扩展加入了诸如贸易强（ l等997 [3];Vvk r等998 []）、技术水平（ l等997）、教育程（Rbr Brr等997 [5];r rr等998 [6];g g等998 [7];Kr G等000 [8]）、收入差距（r rr等998）、城市化水平（Rbr Brr等997;r rr等998）、民族多样性（l Rg等00）等变量。
而吴玉鸣、田斌（0）对国省域K项研究则囊括了人口、城市化、人力、产业结构及对外开放等因素 [9]。
如前所述人口规模足够且不存特殊济生产形式情况下人G实际能较程上反映这些指标。
按简化分析思路主要选取人G作变量代表济发展相关指标;选取人口密作社会发展情况代表它某种程上也能反映地区城镇化进程。
然条件方面主要是看城市是否型城市（是否列入国院03年印发《全国型城市可持续发展规划（03—00）》“型城市”名录）它从侧面反映城市产业结构和产业层次。
地理条件方面首先直接借鉴G Gr、l B Krgr（995）指标设定考虑了城市是否沿海（城市是否有海岸线）、是否毗邻沙漠（00英里是否存沙漠）;其次试图考虑反映城市海拔以及坐落山脉（主要是太行山脉和燕山山脉）方位因素以反映气象学方面气污染物扩散效应终选取了地形种类因素将城市地形种类简单划分了“平原”“山区”“高原”3种类型（这3种类型基也能将城市山脉坐落方位区别开）。
回到因变量（被释变量）上选取了各城市5、0、、 具有代表性气环境质量指标。
以上所有指标取07年值。
具体指标释及数据见表。
根据变量选择程先期做出6待验证假设。
假设人地区生产总值对气环境质量有显著影响;假设城市人口密对城市气环境质量有显著影响;假设3地形种类对城市气环境质量有显著影响;假设城市拥有海岸线会减轻气环境污染程;假设5毗邻沙漠会加重气环境污染程;假设6型城市气环境污染程相对较重。
（二）评价模型构建G Gr、l B Krgr（995）分析污染与济增长关系构建了简化形式方程除将地区（空气和水）污染水平人收入水平作释变量外还将其它协变量纳入方程。
他们认简化式方程方面能得出收入水平对污染程净效应另方面省了收集污染管制、技术水平等不易获取且不太可靠数据工作。
而吴玉鸣、田斌（0）则扩展了G Gr、l B Krgr（995）等所拟合传统K模型将人口、城市化等相关变量加入方程以提高模型拟合优但他们却舍弃了前3年人收入值滞变量。
如前所述基传统K模型认环境质量与人收入水平存相关关系参考G Gr、l B Krgr（995）研究考虑了滞影响并加入相关协变量。
避免回归模型异方差性对相关变量取然对数因而构建如模型（）其代表华北地区各城市其他变量释表。
四、实证结分析根据空计量济学分析原理检验变量空相关性基础上拟合空模型并进步分析各变量显著性以分析其气环境质量作用。
（）气环境质量空相关性检验首先对各城市气环境质量指标空依赖性进行了定量分析。
确定空距离权重矩阵选用了阶“车”邻接（rk g）和门槛距离（rl ）两种方法。
所计算得出全局r′ 值和标准化统计量z值（临界值96）分别列示表。
可知无论采取哪种空距离权重矩阵确定方法种气环境污染指标空上呈现出显著空相关性。
从全局r指数散图（略）看气环境污染指标正向空相关明显即空上呈现出关系以“高值高值”聚集、“低值低值”聚集主。
表3展示了基局部r指数L聚类结（阶“车”邻接）。
从空分布上看可以明显发现“低值低值”聚集区基位华北北部地区主要是锡林郭勒、乌兰察布、张口、承德等城市而“高值高值”聚集区则主要位南部地区主要是冀南和晋南几城市。
5和0指标呈现出了相聚集情况空聚集情况显著而“高值高值”聚集区围则相对。
L l（005）指出显示L集聚图所谓空集聚只是集聚心因空集聚程比L集聚图标识围更广包含了集聚心周围相邻更区域。
（二）空模型回归诊断及选择首先对模型进行常规普通二乘法（L）回歸估计并拟选取优模型。
对类环境污染指标分别进行了拟合并给出了空模型回归诊断结（如表）。
这与Gg Zz、Zg Xg（07）对国重城市气污染进行空分析模型选择是相致 [30]。
而从全局r空相关指数看（如表）使用阶“车”邻接确定空距离权重矩阵方法得到空相关性更显著因选择了阶“车”邻接方式确定空权重矩阵。
由构建空滞回归模型（）lL城市类气污染物环境质量指标空滞因子表示地理上邻近各城市环境污染变量加权和值;ρ空回归参数表示邻近城市环境污染对城市空影响;其他前。
（三） 空回归结及分析 关5相关结及分析从估计结看空滞回归模型拟合优（R0796）比普通二乘法估计（结略）模型拟合优（R0685）也相应有较提高。
从释变量回归参数看考虑空因素情况下释变量对5影响显著仅有环境污染空滞变量以及地形种类因素。
因认GR、、、R、R对5不存明显影响。
而地形种类对5有显著影响。
当然邻近城市空气污染状况也对该城市环境质量有显著影响（如表5）。
关0相关结及分析理对0拟合空滞回归模型拟合优（R0688）比L模型（R0573）也相应有较提高。
对0除环境污染空滞因子外地形种类与型城市变量对其影响也是显著且相较5地形种类影响更加显著了。
样对0说我们样也无法认所设定其他几变量对0有显著影响（如表6）。
3关相关结及分析至常规L回归模型R063释变量仅有R值显著;空滞回归模型则将拟合优提高到0688。
而从估计结看地形种类因素仍然显著但作用却是正向;样沿海因素也表现出了正向显著性也对环境污染起到稀释与扩散作用。
我们认这两虚拟变量设定考虑得较粗很程上体现出了城市所处区位而这些区位又反映了所涉及几省（区、市）济发展强譬如沿海城市济发展水平般高陆城市。
剔除因素对进行常规L回归模型拟合优R068所有释变量值不显著。
与其他三类污染物指标不对拟合呈现出了明显K效应人地区生产总值不能拒绝对指标有显著影响。
人口密也呈现出了正向显著性而前直较显著地形种类因素影响则不显著了（如表8）。
五、讨 论已有描述收入与污染排放关系献林林总总依托分析对济社会问题给予了相应释。
基思路是假定实际存着环境质量与收入相关关系而将济社会各类型要素纳入方程特定地域空关系下分析其实际影响。
当然对然地理要素设定我们实际进行了简化虽对各地区说不定准确但基遵循了可感知正确趋势。
那么从已得出实证结看能有如下认识（）气环境质量指标空依赖性明显从全局r空相关检验和局部r指数检验结我们能观察到气环境质量指标空依赖性比较明显这与些学者结论也是相致 [3]。
实际上这与我们日常认识也相吻合只是通常实证分析比较容易忽略空关系。
比如从人收入和产业结构说北京应是步入K右边即环境质量较阶段但实际上北京气污染水平仍较高。
许多研究人员也将其归因污染空传输这也是我们所认随着气象条件作用污染物区域会发生迁移当然我们回归模型空滞因子较显著也很程上支持了这观。
既然存空依赖性那么地区气环境治理就不可能依赖地区单独行动必须防控当然这举措国03年《气污染防治行动计划》就提出了。
王跃思等（03）认京津冀处气候带因而形成了区域协污染区根治气污染要防控 [3];而楼宗元（05）也提出通府际合作这种治理模式应对京津冀地区雾霾问题 [33]。
总而言从局域r指数L聚类结可以各城市寻防控对口城市提供定方向指引。
（二）人收入对气环境质量影响华北地区表现不明显除污染指标外人地区生产总值对其他3类空气质量回归结并不显著。
即根据我们模型设定假设得不到有效证实。
当然这可能由几方面原因造成。
是所选数据代表性。
实际上前选择人收入变量考虑城市人地区生产总值、人工收入、人可支配收入我们也试着将统计围缩到市辖区这样就有6组不数据但前期拟合结发现人收入对气环境治理显著性影响。
终选取仍是多数学[]者使用人地区生产总值指标它也比市辖区指标更能代表城市发展水平。
二是由8城市样地区或城市人口数量差别较些地域济发展水平显然不能与北京等城市相提并论但人地区生产总值却因人口基数少而数值上逼近如呼和浩特、包头、沧州等城市。
三是等条件下些重化工业城市地区生产总值可能较高相应导致人地区生产总值偏高但从产业结构和济发展阶段说却还處高污染排放发展阶段。
实际上G Gr、l B Krgr（995）曾强调K关系产生程不是动技术变革、教育、政治进程等条件终可能导致污染减少。
由我们也认拟合K效应可能更适合从更区域围比如省域层面入手。
（三）城市人口密对气环境质量（除外）影响不显著由样有城市围较且人口稀少又考虑到空气质量监测多位城区因我们使用了市辖区人口密作其变量结显示除外市辖区人口密影响并不显著。
可以看到城市有较高人口密但近年些城市人口城镇化速激增但城市建成区面积却难有等增速导致市辖区人口密也较高如沧州、廊坊、晋城、邯郸、邢台等城市。
外些人口密较城市如石庄等通撤县划区降低了人口密统计值然而其主城区人口密仍非常高。
实际上使用全市人口密得出也是类似结。
因而对假设目前回归结尚不能判断。
（四） 地形种类对气环境质量影响较显著我们设定城市地形种类曾考虑了各城市平海拔样城市被认定平原区城市平海拔—80米而被认定山区370— 070米被认定是高原则980— 0米基可以反映城市地形种类因素差异。
虽然我们结不能证明地形种类是影响气环境定性因素但从构建模型几指标看地形种类变量相对说是显著。
对5、0说地形种类因素回归结支持了我们认知即假设3是成立。
如前述分析地形种类因素对排放影响呈现出了种正向关系这与排放特征相关。
主要由工业排放产生而我们设定地形种类变量体体现了从沿海到陆梯特征而从沿海到陆工业化发展阶段也基呈现了类似态势是就有正向关系产生。
这也说明与5、0不它主要与地区工业排放关较而不仅仅是纯气环境质量统计指标。
（五）海岸线存能显示出对城市气环境减轻作用海岸线指标仅对影响呈现出显著性而且与假设相反是种正向作用。
而其原因主要是沿海城市相较冀、晋、蒙3省区陆城市都有较高工业济发展水平。
因而假设研究暂无法得到证实。
[9]王躍思 姚利 刘子锐等 京津冀气霾污染及控制策略思考 [] 国科学院院刊 03 8（3） 353363[0][ZK（#]王跃思 张军科 王莉莉等 京津冀区域气霾污染研究义、现状及展望 [] 地球科学进展 0 9（3） 388396[]巩志宏 京津冀地区雾霾成因初步揭开 [] 科技日报 00905（0）[]李云燕 王立华 王静等 京津冀地区雾霾成因与综合治理对策研究 [] 工业技术济 06 35（7） 5968[3] llg lr r l r r [] xr r 007 59（） 7673[]L L GR l rll r rgr l？ [] r rgl 988 65 3[5]白永亮 郭珊 孙涵 气污染空关与区域防控协作——基全国88地市工业污染数据空统计分析 [] 国地质学学报 社会科学版 06（3） 637[6]GR G L B KRGR vrl r r r r gr []GRBR x r r gr brg r 993[7]GR G KRGR B gr vr [] Qrrl rl 995 0（） 353377[8] vrl Kz rv l r r [] rl vrl & g 006 5（） 830[9] llg lr r l r r [] xr r 007 59（） 7673[0]RG GZ BR L l vrl Kz rv r l r l x [] r rgl 00 83（） 07[]刘军 王慧 杨洁 国气污染影响因素研究——基国城市动态空面板模型分析 [] 河海学学报（哲学社会科学版） 07 9（5） 667[]KRL R R vr r [] B B r 957[3]L RR B vrl Kz rv rl l [] vr vl 997 （） 06[]R V gr r rg l r vrl Kz rv [] lgl 998 5（） 9508[5]BRR R BR K G K l g vr r zr l grlz g l [] lr 997 55（3） 350[6]RR B K ql ll r vrl Kz rv [] lgl 998 5（） 760[7]G BR K BRR R l rkb vrl Kz rv r zr [] l lr 998 5（） 76763[8]G K BR K BRR R l rl gr vrl Kz rv r zr [] lgl 000 33（） 566[9]吴玉鸣 田斌 省域环境库兹涅茨曲线扩展及其定因素——空计量济学模型实证 [] 地理研究 0 3（） 6760[30]GG Z ZG X rb r ll l llvr 3 k vrl r [] rl rr lg 07 8（6） 5859[3]刘华军 杜广杰 国城市气污染空格局与分布动态演进——基6城市Q及6种分项污染物实证 [] 济地理 06 36（0） 3338[3]王跃思 姚利 刘子锐 等 京津冀气霾污染及控制策略思考 [] 国科学院院刊 03 8（3） 353363[33]楼宗元 京津冀雾霾治理府际合作研究 [] 武汉 华科技学 05[3]BRG ll r r ll rg lgl l [] L 978 5（3） 6577l r l lg r rb r vrl Ql r —— x B l Ggr lg XZ gg g（b G vrzg 05003）br l 8 （lg） r lr rlgl rr l r vrg l rl r vrl ql g l ggr l r br r l r l l l ggr r rgl r vrl ql xlr b rl K l ′ l gr l b lg r r vrl ql （5 0 ） r ; rrb rb rb ll ggrv ll gr 0 r x r r r l bg r l v l g r vrl ql; g K b l rgr ll rK r z; r ; l r; l ggr（責任编辑张梦楠）收稿日期 09099络出版 络出版09 33基金项目 河北省社会科学基金项目《华北地区工业气污染物K空依赖性研究》（B0）。
作者简介 丁欣（98—）女山东潍坊人济学博士副教授主要研究方向环境济学、金融学;周吉光（98—）男湖北鄂州人济学硕士副编审主要研究方向济学、环境济学;吴盛（96—）男福建平和人济学博士教授、硕士生导师河北地质学地质调研究院院长主要研究方向济管理、产业济、化济、民营济。