第 1 章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.1.1 选题背景
2012 年以来，一个新的词语在各大新闻媒体上频繁出现-雾霾。雾霾污染的出现给人民群众的日常工作、生活带来潜在的巨大危害，这也引起的社会各界的高度重视，那么雾霾污染到底是如何产生的，它与我国经济产业结构又有什么样的联系，究竟是什么导致了雾霾污染的大范围出现，这些问题都成为下一阶段我们亟待解决的重点。过去的 2015 年，“十面霾伏”依旧，我国各区域重点城市空气质量多数为“重度污染”,PM2.5频频爆表，雾霾污染具有区域性的特征，没有哪次雾霾污染是只发生在某一个城市，一般以城市群为范围大规模出现。
有关研究指出，近几年没到秋冬季节，我国中东部地区强雾霾污染频发是因为该区域大气稳定，生产生活产生的大气污染物大量排放以及丰富的水汽和浮尘共同作用的结果，这其中，我们能够控制的，而且亟待改变的是我们的生产生活污染物排放，这无疑在这几个因素中占据了及其重要的位置。在我们看来，外在的是由于大气跨区域的流动，而更深层次上是因为高耗能高污染产业在不同区域之间、同一区域不同层次之间转移引致，也就是说雾霾污染显现出很强的外溢性，在区域内有大型活动时采取的暂时性措施可以立竿见影，诸如“APEC 蓝”、“阅兵蓝”等，但是要想使雾霾污染得到根治，我们必须通过更加严格的大气污染治理法规，促进区域产业结构转型升级和加快能源消费结构的转变等角度入手，实现雾霾污染的跨区域联防联控，在这其中我们在汲取西方国家治理雾霾污染经验的同时注重政府的作用。
随着区域经济一体化的逐步深入，地区之间各要素的广泛流动，大量的区域问题不断出现，传统的按照行政区划以及地方政府各自为政的行政管理模式不再有效，尤其是在面对雾霾污染问题的时候，本区域内政府独立治理必然是事倍功半，本文从促进各区域之间，区域不同层次之间的产业转移升级以及能源消费结构优化等经济学角度入手，结合西方发达国家治理雾霾污染的经验和教训，探索出一条治理我国跨区域大范围雾霾天气的有效路径，为我国雾霾污染治理问题建言献策。
1.1.2 选题的意义
（1）选题的理论意义
我国自本世界初进入城市化、工业化齐头并进的高速发展时期，同时面临着产业结构转型升级的艰巨任务，在这一特殊时期，中央于 2015 年末提出“供给侧改革”,其内涵之一即是淘汰落后产能，实现发展由量向质的转变，也迫切要求我们重视经济发展过程中的结构性问题，通过结构调整来淘汰落后产能，因此研究好产业结构、能源消费结构与雾霾的联系，可以为我国产业如何在“三化”中实现成功的转型升级，摈弃唯 GDP 论，避免工业结构的过度重工业化，实现绿色集约式发展，提供相应的理论支持。
（2）选题的现实意义第一，当下，雾霾污染已经成为影响我国社会整体形象的一个严重负面因素，在这一背景下，进行雾霾污染的经济学分析，以往研究雾霾污染的多是从政府及公共政策角度出发，而本文试图从经济学角度对雾霾污染的产生进行更深层次的分析，找到经济学上的解释，有助于各地区在制定产业发展政策中更加重视对于大气环境的影响。
第二，我国中东部大部分省市均有雾霾污染出现，我国各省份经济发展层次不同，产业结构亦不相同，因此探究我国各大区域不同省份之间因为产业结构差异导致的雾霾程度不同，对于各省份制定适合自己的产业政策、能源消费政策，实现绿色集约式发展，同时结合国外经验，找到根治雾霾的有效途径具有现实价值。
1.2 国内外研究综述
1.2.1 雾霾的演化路径
雾和霾本是两种不同的天气，霾的能见度在 10KM 以下，雾的能见度在 1KM 以下，在目前阶段，这两者在我国多以共生为主，雾霾更多的是体现在其化学成分上，雾以水为主要成分，而霾多数是有毒化学成分含量很高的“毒雾”,长时间内不易散去，在影响居民视野的同时，造成了身心的潜在危害（张小曳等，2013）[1].所以我们可以将雾霾总结为：空气中 PM2.5值即 d≤2.5μm 的悬浮颗粒物，又称入肺颗粒物浓度升高使空气污浊，能见度极度降低的大气现象。它的主要成分是一些有强致癌性的有毒灰尘，二次无机气溶胶，有机碳氢化合物等（张志元等，2014）[2].以北京为例，研究发现雾霾物质有六个主要来源，而二次无机气溶胶贡献率为 26%,为“六大因素”
之最（中科院大气物理研究所，2013）①。由于这些颗粒的直径小，重量轻，可以在空气中悬浮很长时间而且输送距离也很远，对人体，空气能见度，大气质量有着严重的影响，通过对相关病例进行研究发现，生活在高浓度颗粒环境中，会提高人群中呼吸系统疾病的发病率和死亡率（陈仁杰等，2014） .除此之外，雾霾存续期间还可以对公共基础设施造成损害，使电力设施绝缘子表面污秽度增加，绝缘子污闪电压降低，更易发生污闪，造成设备损坏（宿志一，2013）[4].
雾霾污染问题不是“中国特色”,每一个经历过工业化的国家都遇到过这种“发展病”,以英美为代表的西方发达国家自十八世纪中叶工业革命开始，工业化进程不断加快，到 20 世纪 30 年代，工业发达国家相继出现了严重甚至是灾难式的空气污染问题，例如 1930-1952 年间，欧洲先后发生的三次大规模雾霾污染灾害：马斯河谷事件、多诺拉雾霾事件（Donora smog incident）、伦敦雾霾事件等，这些气象灾难引起人们的高度重视，各发生国立即采取诸项措施治理雾霾污染（薛志钢等，2003）[5].
1930 年 12 月初，马斯河谷雾霾事件，在短短几天内造成了 60 以上人员伤亡，牲畜、鸟和田鼠中也出现病情和死亡现象，通过研究发现，人为排放的废气累积到一定的阈值并超过人和其他物种承受的极限，一旦天气反常，遇到大雾或逆温导致大气流动不畅时，“人死畜亡”或“雾气致人于死”就不可避免（梅雪芹等，2014）[6].经研究发现，这些烟雾中的颗粒直径为 0.5-1.5 微米，属于 PM2.5范畴。如果马斯河谷发生的大面积雾霾污染称之为事件，那么随后的英国伦敦雾霾事件就应该称之为灾难了。
1952 年 12 月 5 日至 8 日，四天内伦敦病亡 4000 多人，接下来一个星期之内又因为并发症死亡 700 余人，其他疾病的死亡率也成倍增加（顾向荣，2000）[7].
那么这些我国雾霾的来源又是什么？以首都为例，Streets D（2007）使用 CMAQ模型计算得出结论，33.8%的 PM2.5排放自临近地区的污染源[8].黄青（2010）利用PSAT-CAMX 模型计算结果显示 PM2.5颗粒物的本地来源中，固定污染源、施工场所扬尘、机动车道路扬尘以及重化工业无组织排放占据了绝大多数[9].而后 Cheng S Y等（2007）运用相同的模拟对我国 PM2.5的跨地区传输进行了模拟研究，得出结论：
跨区域的污染颗粒物的传输对重点城市、地区的 PM2.5贡献显着[10].而高晓梅（2012）从 PM2.5颗粒的形成本质上作出解释：空气中的 NOX和 SO2、CXHY、CXHYOZ等一次污染物通过光化合反应发生不断发生衍变，生成 O3、PAN、醛、酮等二次污染物，在一定的湿度条件下转化我硫酸盐、硝酸盐悬浮于空中造成雾霾[11].
1.2.2 雾霾与产业结构的关系一国的环境污染情况可以分解为产业结构、生产规模和环保技术三个因子（Grossman and Krueger,1995;De Bruyn,1997），随经济的高速增长，财富的逐渐积累，生活方式改变带来了能源和资源消耗量急剧上升各类废弃物包括大气污染物也大量增加。我国很多地区尤其是以京津冀和山东为代表的环渤海经济圈和东北老工业基地，过去长期形成的过度重工业化，过度投资驱动，过度投资增长的发展模式对能源资源的依赖过大，对生态环境的损害过大，能耗较高[12].
火电、化工、钢铁、炼焦、建材、冶炼、等重化工业在这些区域内过高的集聚度，直接导致了当区域内 PM2.5排放量超过了生态环境的承载量，造成雾霾是必然的趋势（郭俊华，2014）[13].辽宁是我国最早的重工业基地，产业结构、能源消费结构和城市布局的不合理，使得省内存在一批高耗能，高污染的重化工业，最具代表性的是以煤炭消耗为主的发电，冶金、水泥、钢铁行业，经调查，煤炭燃烧产生的灰尘是 PM2.5颗粒的主要来源（田红，2014）[14].
本文力图用空间计量方法，从我国 31 个省、自治区、直辖市出发，对雾霾污染与各地区产业、能源消费结构之间的联系进行分析；总结前人研究成果，对于产业结构对雾霾程度影响的主流观点为以下几种：第一，美国经济学家 Grossman（1995）通过研究发现 SO2以及其他工业烟尘随着经济增长呈现“倒 U 形”关系，换句话说就是大气污染随着经济水平增长而加重，但是经过一定临界点之后，随收入水平的上升，大气污染逐渐减轻[15].随后 Panayotou（1996）借用 1955 年诺贝尔经济学奖得主，美国经济学家西蒙？史密斯？库兹涅茨界定收入不均等和人均收入之间的倒 U 形曲线，首次将这种环境质量与人均 GDP 之间的关系称之为环境库兹涅茨曲线（Environmental Kuznets Curve,EKC 曲线）[16].而对此持有不同意见的 De Bruyn（1995）利用指数分解法，分析 1980 至 1990 十年间联邦德国和荷兰的 SO2排放情况，发现SO2的单位产出排放量减少主要是由于技术改进引起的，而产业结构作用不是很明显[17].在环境规制方面，Dasguptaetal（2002）研究得出以下结论：严格的环境规制可以使经济增长的污染排放水平低于没有环境规制的情形，进而使得 EKC 曲线变的更加平坦[18].
相对而言，国内对于雾霾演化和产业结构的联系的研究起步较晚，没有引起足够的重视，大多数是针对大气污染的某一具体排放物例如 SO2、烟尘、NOX等与产业结构之间的联系进行研究，对经济增长与大气污染物排放的研究主要集中于 EKC 的实证研究，傅强，陈雪娇（2011）使用 1999 年到 2009 年重庆市 22 个制造业行业的面板数据进行实证分析，结果显示，产业结构对于工业 SO2、烟尘、粉尘的排放量的影响有限，而政府实施环境政策的强度以及技术进步对大气污染物治理作用的效果逐渐显现[19].而后王青，赵景兰等（2011）利用实证分析得出，制造业产值与环境污染间存在协同效应，而且长期稳定，制造业在国民经济整体中所占比例影响环境质量，并且制造业尤其是工业是污染排放的重要方面[20].徐成龙（2015）通过研究发现，产业结构的转型升级必须受到环境规制的约束，面对我国现阶段存在的“发展病”,我们必须重视政府在产业结构升级中的引导作用，利用产业结构转型升级来实现环境与经济的协调发展[21].李春米（2010）利用 1985-2007 年陕西省污染物排放指标和人均国民生产总值指标通过 EKC 曲线验证得出，陕西省要实现可持续发展，需要从产业结构和环境规制等多个角度入手。马丽梅，张晓（2014）利用空间计量模型对我国东、中、西部地区的 PM10 排放量与重点排放行业的数据进行分析，得出结论：不同地区的 PM10排放的主导因素存在差异，地区间的 PM10交互影响为“负效应”,在长期通过产业转移来治理大气污染具有不可行性 .徐彤（2011）通过研究发现，陕西省部分工业污染物随着经济增长出现先上升，然后下降的变化趋势，在经济欠发达的地区，一般污染物排放量比较低，但是在经济发展水平处于中等水平的地区，污染物排放量会迅速上升，只有在经济高度发达的地区，污染物排放量才会趋于下降，产业结构是环境恶化的非常重要的原因之一，因此陕西省应该更多的是向环境友好型产业结构进行调整[24].程钰等（2014）利用 LMDI 分解法，将山东省工业化进程中大气污染分解为：技术效应、结构效应和规模效应，随后通过研究发现，山东省污染密集型产业结构变动对于大气环境效应之间的联系，最终得出结论，技术效率对于治理大气污染的作用最为显着而结构效应相对技术效率较弱[25].
唐德才（2009）从工业化进程、产业结构与环境污染之间的关系出发，通过对面板数据的研究发现，产业结构的变化对环境污染产生不同的影响，各地区在工业化进程中集要根据自己的实际和比较优势，制定差异化的产业结构调整策略[26].黄德春和刘志彪（2011）使用引进技术系数的方法，证明环境规制在给企业带来直接费用的同时还可以激发创新，甚至可以部分的抵消这些费用，从而增加企业收入[27].李姝（2011）通过对省级面板数据的分析发现，制造业结构调整与废气排放之间呈现负相关，产业结构调整在治理大气污染方面发挥作用[28].赵海霞等（2010）通过对江苏省工业化过程中的环境效应进行实证分析，证实，产业结构和布局是影响大气污染的重要变量，工化产业结构是影响环境效应的重要因素[29].马丽梅，张晓（2014）通过空间计量的方法，研究发现，全局空间相关性分析显示雾霾污染存在显着的空间正相关性，且长期处于稳定，局域空间相关性分析显示污染的高聚集区为京津冀，长三角以及两者之间的区域，由此推断产业转移是其重要原因，此外通过建立空间 EKC 曲线，发现雾霾程度与产业结构、能源结构变动息息相关[23].
1.2.3 雾霾程度与能源结构的关系
当前我国城市大气污染加剧，以高频率出现的雾霾天气为主要特征，严重危害我国人民的身体健康。庞军，吴健等（2015）指出我国城市冬季取暖主要以煤、石油等化石燃料为主，导致秋冬季节城市大气质量很差，尤其是以京津冀为代表的北方城市群尤为严重[30].陈璐，周阳等（2015）选取 1 月和 7 月作为冬夏两季代表，采用源开关法，分析得出热力供应是天津各区县冬季 PM2.5的首要来源，占比达到 50%以上，石化产业是夏季 PM2.5的主要来源，占比达到 23%;冬夏两季合计水泥制造和黑色金属冶炼业是构成天津 PM2.5的主要贡献源，占比分别为 65%和 30%[31].许珊，范德成等（2012）以能源经济学为基础，运用层次分析法，构建了能源-经济-环境模型，对2002-2008 年我国能源结构的合理度进行了度量，发现此阶段我国能源合理度呈现“U”形变化，即先降后升，能源结构在满足社会经济发展需求方面得分呈上升趋势，而在能源发展规划执行力度以及环境改善的得分呈下降趋势[32].魏疆，陈学刚等（2015）通过对乌鲁木齐市能源结构调整计划进行分析后指出，能源结构调整后，乌市 SO2浓度下降显着，但是 NOX成上升趋势，增市内各区域变化幅度各异，从南向北看，随着城市北扩和开发的不断进行，市北区污染呈现上升趋势，从全市总体情况来看，能源结构改变对空气环境改善有着积极作用，但是机动车保有量增加带来了额外的忧患[33].高彩艳，连素琴等（2014）年通过对乌鲁木齐、兰州、西安三个城市 2005-2011年间工业能源消费结构和大气质量数据进行分析发现：三个城市能源结构单一，均以煤炭消费为主，工业原煤消耗占比高，但有逐年下降的趋势，能源利用效率低，但逐年趋于上升，大气污染以煤烟尘为主，PM2.5严重超标，SO2污染逐年减轻，但是另一方面由于汽车保有量增加，氮氧化物污染有上升压力[34].
而在改善能源结构，开发新能源和可再生能源方面，许多学者也作出很多前瞻性的探索和研究，Amundsen T,Apeland S,Barland K（2010）指出天然气作为一种清洁能源，在改善空气方面具有很大的优势，可以作为石化能源的替代能源，此外天然气的燃烧效率大大优于化石燃料，燃烧产生的污染物也低于普通燃料[35].陈璐（2014）研究得出：天然气在所有的化石能源中具有最低的碳排放系数，是一种绿色优质替代燃料，随着大规模开采、储运技术的不断成熟，必将有效的改善我国大气污染状况[36].
张中秀（2014）以我国东部 5 个大城市为例，进一步分析了用天然气替代工农业、商业、汽车、取暖、发电、居民生活等领域中的化石能源后 NOX、SO2、烟尘的减排效果[37].而后，也有部分学者对城市煤改气的效果进行了客观的评价，赵丽莉，魏疆等（2014）针对乌鲁木齐市“煤改气”后大气污染物排放量进行分析，发现“煤改气”之后大部分市区 SO2浓度显着降低，政府“煤改气”政策在这之中起到了至关重要的作用，但是在少数分地区下降不是特别明显，需要当地政府持续深化推进“煤改气”的进程[38].
与此同时，也有部分学者对于“煤改气”提出了异议，刘虹（2015）针对北京市“煤改气”进程中出现的没有因地制宜，盲目的采取一刀切的做法提出了质疑，其中着重分析了不当的“煤改气”政策在具体的实施过程中非但没有减少雾霾污染，反而加重了雾霾的污染，而且还导致了北京市部分地区的能源供应不足，极大的影响了市民的生活与工作[39].对此，巫永平，喻宝才等（2015）利用成本收益分析法，统筹分析了“煤改气”的经济效益与环境效益，得出结论：我国天然气价格过高导致“煤改气”过程中需要很高的环境成本和机会成本，指出我国目前环境政策成本过高，能源转换策略的实施时机尚不成熟[40].
1.2.4 雾霾与城市化之间的关系
本世纪初以来，我国城市化率迅速提高，从 2000 年的 36.22%迅速飙升至 2015年的58.47%,提升了20多个百分点，这无疑在亚洲历史乃至世界历史上都极为罕见，随着城市化进程的不断加速和城市规模的不断扩大，一系列的城市病逐渐显现。肖金成（2015）[41]分析指出城市的发展并不是以规模的不断增大为唯一的衡量指标，随着城市规模的不断增大，一系列问题随着而来，例如：交通拥挤、大气污染加剧、水污染、房价高企等等，这都会使人们谈“城市色变”,而这其中我国目前面临最严重的是高发的“雾霾”问题。
城市化存在两个方面更大的能源消耗、规模庞大的工业经济以及由此产生的大量废气污染；另一方面，由于城市化进程的不断加速，绿化覆盖率不断上升，以及环保技术的不断革新和投入资金的不断增长，会促使大气质量得到改善，这两个方面会在城市化过程中由于地域以及阶段的不同表现出不同的特点。国外对于城市化与大气污染之间的联系的研究最早开始于上世界的 20 年代左右，以着名的芝加哥学派创始人 Park R.E 和 Hawley 为代表，前者作品《城市环境中人类行为研究的几点建议》拉开了城市化于环境污染相关性研究的序幕。Hawley 于上世纪 50 年代发表的《人类生态学社区结构理论》成为城市生态学的奠基之作。联合国教科文组织于 1972 年首次提出“生态城市”的概念。上世界末至本世界初，可持续发展理论的深入人心，大大促进了城市化与环境污染关系的研究，诞生了“PSR 概念模型、GIS 与 RS、数值模拟”等方法。
国内在该领域内的研究起步较晚，目前对于城市化与环境污染之间的研究主要是基于前文提到的 EKC 曲线，孙绪华（2014）将我国分为东中西部三个大区，利用空间固定效应模型，研究发现，工业污染与城市化在东、中部呈现倒 U 型，而在西部地区呈现U型，西部地区还未到达城市化与污染减少的拐点[42].丁镭，方雪娟等（2015）利用武汉市 2000-2013 年的数据，构建城市化指数与空气环境综合指数指标体系，使用熵值法以及响应度模型进行分析表明空气质量指数与城市化指数在 2010 年之前为正响应，而 2010 年之后为负响应，说明空气质量存在恶化的趋势，而且在 2010 年以后有恶化趋势，且恶化速度加快[43].杜雯翠，冯科（2013）以 1990-2009 世界范围内11 个新兴国家的面板数据为样本，分析得出新兴经济体国家存在城市化与大气污染之间的 U 型曲线，进一步分析得出 59%的城市化率为这一曲线的拐点[44].吴玥弢、仲伟周（2015）利用西安市 20 年来的统计资料，建立大气污染与城市化的互动关系模型，使用熵值法，研究发现西安市大气污染与城市化程度存在 N 型结构[45].
1.2.5 治理雾霾的国际经验及比较
工业革命促进了西方资本主义国家经济的腾飞，生产力大幅度增加带来了物质生活的极大丰富，但是由于工业生活燃烧化石燃料产生了大量的硫氧化物，氮氧化物以及煤烟粉尘等物质严重污染了大气环境，尤其是这些物质化合而成的 PM2.5形成二次污染，对环境造成更为严重的破坏，雾霾造成的损失极大的推动了西方各工业化国家出台各种相关法律政策，利用经济、政治多种手段治理雾霾。现如今西方发达国家大都建立了完善的空气污染防治法案以及应急预案，经过半个世纪的努力，西方国家雾霾得到妥善处理，而对于正在经历经济转型和工业化的我国来说，这些经验尤为重要。
利用经济手段能够以最低的成本和最高的效率达到治理雾霾的目的，在这方面西方发达国家给我们做出了很好的表率作用。（张志元等，2014）伦敦一度被称为“雾都”,进入 20 世纪，伦敦为了解决城市中的雾霾问题，科学系统的城市规划逐渐展开，环境立法不断完善，伦敦空气质量出现好转，雾霾现象有所减轻。在城市规划上，伦敦政府开始通过隔离工业区来控制大气污染源，同时“城市绿带”的逐步落实和“封闭同心圆”城市布局的形成有效控制了程序过度扩张，优化城市空间形态，有效减少雾霾（左长安，邢丛丛等 2014）。随后，1960-1970,伦敦城市产业结构发生了巨大变化，第三产业迅速上升，逐步取代工业成为城市的支柱产业，同时，新一轮大伦敦规划进一步疏解市中心压力，伴随着市内污染源外移，结合城市能源结构和城市形态的改进，更加严格的环境立法，雾霾得到了有效地额控制（任毅斌，2013）。
作为工业化程度较高的国家，德国却几乎没有雾霾天气，这与其能源结构有着莫大的联系，德国人注重规划，制定了“能源方案”长期战略，并辅之以具体举措和详细目标，其次，他们更加注重立法，严格的法律法规保证了能源结构调整得以顺利进行，此外更加注重调查，事实就是，注意发挥环保协会的作用，大力支持环保技术的开发使用，严密的空气质量检测体系等等，通过这一系列的措施，德国空气污染治理取得巨大成效（高明，廖小萍 2014）。
1.3 研究方法
1.文章利用实证研究和理论研究相结合的办法，主干的计量经济学模型是建立在大样本数据的基础上之上，尽量避免描述性研究容易出现论证结果化和表面化的偶然性，从而得出更为深刻的结果。
2.在模型的具体建立过程中，利用 PM2.5年均浓度，使用 arcgis 软件描绘我国雾霾的分布程度图，而后使用 stata 软件建立空间计量模型，通过测算全局 Moran's I 指数判断全局空间相关性和局域空间相关性。建立 PM2.5浓度与单位 GDP 能源消耗的空进 EKC 曲线，探究能源耗费水平与雾霾演进之间的联系。
3.具体分析过程中以测度我国东中西部的雾霾程度与产业结构、能源消费结构以及其他因素之间的联系，我国城市化程度在这几个区域存在差异，发展程度也存在差异，在发展过程中由于历史和现实原因，各地区形成了差异化的产业结构和能源消费结构，而雾霾现象在这几个区域均有发生，如果在某些指标上能得出一致或类似结果，则这些结果就具有普遍意义，因为这种一致性超越了各地区某些方面的个性而存在。
1.4 研究思路
1.5 创新点与创新之处
第一，前人对于雾霾污染的研究多数停留在理论层面，碍于数据的可获得性，没有充分的实证研究能够证明雾霾污染与我国的产业结构有何关联以及关联程度如何，所以基于此，文章在广泛收集国内外雾霾污染数据的基础上，使用了计量手段测量雾霾污染与我国各类型经济要素之间的关系，定量的分析的各种因素的影响程度。
第二，雾霾污染的分析不仅着眼于国内，还关注国外的雾霾发展历程，总结了西方发达国家在发展过程中的雾霾污染现象，以英国、美国、日本、德国以及新加坡的为例，进行了分析，在此基础上引入负外部性理论以及科斯定理从理论上解释了雾霾污染产生的原因。
