陳 旭，張 亮，張 碩

(1.安徽財(cái)經(jīng)大學(xué) 國際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易學(xué)院，安徽 蚌埠 233030；2.東南大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江蘇 南京 211189)

引言

作為世界第一能源消費(fèi)發(fā)展中大國，中國過去較長一段時(shí)期的粗放式發(fā)展模式在取得較高水平的經(jīng)濟(jì)增長和城市規(guī)模快速擴(kuò)張的同時(shí)，以霧霾污染為代表的空氣質(zhì)量問題也愈發(fā)嚴(yán)重。在中國經(jīng)濟(jì)逐步進(jìn)入追求高質(zhì)量發(fā)展的“新常態(tài)”背景下，如何降低霧霾污染、改善空氣質(zhì)量已成為中國發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)過程中亟需解決的問題。

從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度出發(fā)，空氣質(zhì)量的惡化與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)失衡、環(huán)境規(guī)制力度不足以及煤炭消費(fèi)過高等因素不無關(guān)系[1]。但與此同時(shí)，隨著中國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)以及城市經(jīng)濟(jì)密度的增加，一方面，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的空間集聚所產(chǎn)生的規(guī)模經(jīng)濟(jì)、技術(shù)溢出等正向外部效應(yīng)提高了能源利用效率，進(jìn)而改善了空氣質(zhì)量[2]；另一方面，過度集聚引致的市場擁擠和能源利用效率下降則加劇了空氣質(zhì)量的惡化[3]。經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的空間集聚作為中國當(dāng)前城鎮(zhèn)化發(fā)展過程中的必經(jīng)之路，能否實(shí)現(xiàn)與空氣質(zhì)量治理之間的協(xié)同與共贏，是值得我們深入探討的重要現(xiàn)實(shí)問題。特別是在中國近年來城鎮(zhèn)化進(jìn)程、基礎(chǔ)設(shè)施水平突飛猛進(jìn)以及第二、三產(chǎn)業(yè)協(xié)同并進(jìn)的發(fā)展背景下，中國越來越多的地區(qū)已逐漸形成了服務(wù)業(yè)集聚于中心城市、制造業(yè)分布在周邊次級城市的多中心城市網(wǎng)絡(luò)[4]。同時(shí)，黨中央、國務(wù)院《關(guān)于建立更加有效的區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展新機(jī)制的意見》也強(qiáng)調(diào)了“加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)部城市間的緊密合作，中心城市引領(lǐng)城市群進(jìn)而帶動(dòng)區(qū)域發(fā)展”這一戰(zhàn)略方針。這為中國從塑造多中心空間結(jié)構(gòu)視角治理霧霾污染、改善空氣質(zhì)量提供了契機(jī)。因此，厘清多中心空間發(fā)展模式與霧霾污染之間的關(guān)系，對于中國制定適宜的空間發(fā)展政策和發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、文獻(xiàn)綜述

隨著中國城市化戰(zhàn)略的快速推進(jìn)，空氣污染等“城市病”的出現(xiàn)使得人們開始重新審視城市與環(huán)境的關(guān)系。其中最具代表性的研究主要體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)集聚對環(huán)境質(zhì)量的影響，但研究結(jié)論尚未形成一致。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的集中擴(kuò)大了區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)要素的投入規(guī)模，環(huán)境質(zhì)量隨著能源消耗和工業(yè)排放的增加而惡化。比如，Verhoef和Nijkamp研究結(jié)果顯示，產(chǎn)業(yè)集聚顯著加劇了當(dāng)?shù)乜諝馕廴綶5]。類似的，王興杰等以中國實(shí)施新空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的74個(gè)城市作為樣本的研究發(fā)現(xiàn)，工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷集聚和人口密度的持續(xù)增加是導(dǎo)致城市空氣質(zhì)量下降的關(guān)鍵誘因[6]。另一種觀點(diǎn)則指出，經(jīng)濟(jì)集聚能夠通過資源配置效率提升、技術(shù)溢出等正外部性改善環(huán)境污染[7]。正如王家庭等[8]所強(qiáng)調(diào)，城市粗放式的無序蔓延吞噬了耕地和濕地等自然資源，造成資源利用效率低下和生態(tài)環(huán)境壓力的增加。集中的空間結(jié)構(gòu)則有效降低了居民通勤距離和燃油消耗，進(jìn)而減少了生產(chǎn)和生活中的污染排放。陸銘和馮皓進(jìn)一步指出，空間集聚有助于降低單位工業(yè)產(chǎn)出的污染排放[9]。正因?yàn)槿绱?，中國東部地區(qū)的環(huán)境效率要明顯優(yōu)于中西部地區(qū)[10]。出現(xiàn)完全相左的結(jié)論的原因可能在于，由于經(jīng)濟(jì)集聚中所蘊(yùn)含的正、負(fù)外部性，使得區(qū)域密度往往存在一個(gè)最優(yōu)水平。為此，部分學(xué)者探討了集聚與環(huán)境質(zhì)量之間的非線性關(guān)系。楊仁發(fā)采用面板門檻回歸的研究結(jié)果顯示，產(chǎn)業(yè)集聚對空氣污染的影響存在先加劇后緩解的倒U型特征[11]。張可基于空間溢出視角證明了經(jīng)濟(jì)集聚對污染排放的倒U型影響[12]。此外，邵帥等發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)集聚與工業(yè)排放之間存在倒N型關(guān)系[13]。

在以集聚經(jīng)濟(jì)為代表的“向心力”和以市場擁擠為代表的“離心力”兩種相反力量的博弈下，城市規(guī)模往往存在一個(gè)最優(yōu)水平[14]。尤其是近年來中國大量生產(chǎn)要素迅速向區(qū)域中心城市匯聚產(chǎn)生的空間擠出效應(yīng)以及城際交通基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，使得越來越多地區(qū)的空間形態(tài)由“一城獨(dú)大”的單中心結(jié)構(gòu)向多中心城市網(wǎng)絡(luò)演變。區(qū)域內(nèi)由眾多城市構(gòu)成的互聯(lián)互通的多中心空間結(jié)構(gòu)在本質(zhì)上打破了城市之間的行政和市場藩籬，促進(jìn)不同層級的城市實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)分工和功能互補(bǔ)。因此，相比于單中心發(fā)展模式，多中心空間結(jié)構(gòu)能夠更大程度地發(fā)揮空間正外部性[15]。此外，在多中心城市網(wǎng)絡(luò)中，(次級)中心城市周邊的中小城市的生產(chǎn)效率既能夠受益于大城市帶來的集聚經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也能夠避免自身城市規(guī)模過大引致的擁擠效應(yīng)[16]。隨后，Meijers和Burger基于美國的城市數(shù)據(jù)證明了多中心空間結(jié)構(gòu)對區(qū)域生產(chǎn)效率的提升作用[17]。但另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，在中心城市規(guī)模尚未達(dá)到最優(yōu)水平的情況下，過早地塑造多中心空間結(jié)構(gòu)反而會阻礙集聚經(jīng)濟(jì)的發(fā)揮并損害區(qū)域生產(chǎn)效率。比如，Parr研究發(fā)現(xiàn)，多中心空間結(jié)構(gòu)的地區(qū)在通勤效率方面明顯落后于單中心結(jié)構(gòu)的地區(qū)，這無疑會抑制知識、技術(shù)的交流和溢出[18]。張浩然和衣保中基于中國十大城市群數(shù)據(jù)的實(shí)證研究同樣發(fā)現(xiàn)，多中心空間發(fā)展模式阻礙了生產(chǎn)效率的增長[19]。出現(xiàn)此結(jié)果的原因可能在于，目前中國多數(shù)地區(qū)的城市首位度水平不高，整體呈現(xiàn)“大城市發(fā)展不足、中小城市過度擴(kuò)張”的扁平化城市規(guī)模體系[20]。

不難發(fā)現(xiàn)，目前關(guān)于多中心空間結(jié)構(gòu)外部效應(yīng)的研究主要落腳于生產(chǎn)效率，前者對空氣質(zhì)量的影響尚未得到直接探討。特別是在區(qū)域空間格局與環(huán)境污染之間的緊密聯(lián)系已得到眾多學(xué)者檢驗(yàn)的背景下，我們有理由相信多中心空間結(jié)構(gòu)可能會對空氣質(zhì)量產(chǎn)生不可忽視的影響。因此，本文運(yùn)用城市規(guī)模分布的位序指數(shù)測度各省份的多中心空間結(jié)構(gòu)水平，并探索多中心空間發(fā)展模式對區(qū)域內(nèi)各城市霧霾污染的動(dòng)態(tài)影響及背后的作用機(jī)制，進(jìn)而能夠?yàn)槲覀兓诟纳瓶諝赓|(zhì)量這一層面思考中國城鎮(zhèn)化的發(fā)展模式提供一定的政策啟示。

二、機(jī)制分析

一般而言，多中心空間結(jié)構(gòu)是由大城市和周邊中小城市共同在規(guī)模擴(kuò)張和交通基礎(chǔ)設(shè)施完善過程中逐步形成以規(guī)模最大的城市為核心、其他大中型城市為次級中心的多中心城市網(wǎng)絡(luò)。成熟的多中心空間結(jié)構(gòu)能夠借助城市之間的產(chǎn)業(yè)合作實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)要素配置效率的優(yōu)化，減少污染排放和霧霾污染。具體而言，多中心空間結(jié)構(gòu)主要通過市場一體化和要素流動(dòng)加快這兩大途徑實(shí)現(xiàn)霧霾污染的改善。

其一，在市場一體化方面。目前來看，由地方保護(hù)引致的市場分割是阻礙中國進(jìn)行綠色生產(chǎn)的重要原因，霧霾污染治理無疑由此受阻。一方面，在分割的市場中，城市之間的環(huán)境規(guī)制力度和體系難以達(dá)成一致。如此一來，部分城市可能為了追逐短期經(jīng)濟(jì)績效而降低環(huán)境監(jiān)督力度和放松環(huán)境規(guī)制，容易引起城市之間的“逐底競爭”，進(jìn)而加劇環(huán)境污染[21]。此外，市場分割和地方保護(hù)會阻礙新型節(jié)能生產(chǎn)技術(shù)的跨地區(qū)推廣和應(yīng)用，抑制了能源利用效率的提高，環(huán)境治理難度自然隨之增加[22]。另一方面，市場分割加劇了區(qū)域資源配置效率的扭曲和能源浪費(fèi)，并對環(huán)境績效產(chǎn)生了顯著的抑制作用。正如林伯強(qiáng)和杜克銳[23]所強(qiáng)調(diào)，中國要素市場的分割明顯加劇了煤炭資源的低效使用，而這是導(dǎo)致中國工業(yè)污染過度排放的重要因素。因此，打破市場分割、提升市場一體化水平是區(qū)域多中心空間結(jié)構(gòu)治理霧霾污染的重要途徑之一。Meijers也指出，多中心城市網(wǎng)絡(luò)能夠比單中心空間結(jié)構(gòu)更加高效利用資源的原因之一便是城市之間的市場整合和協(xié)同發(fā)展[24]。在多中心空間結(jié)構(gòu)中，合理的城市規(guī)模體系會促進(jìn)不同層級城市順應(yīng)市場力量開展產(chǎn)業(yè)協(xié)作和市場共享，城市之間的良性互動(dòng)顯著促進(jìn)了區(qū)域內(nèi)的市場一體化，并產(chǎn)生“1+1>2”的聚合效應(yīng)。與之類似，原倩的研究結(jié)果顯示，多中心城市網(wǎng)絡(luò)能夠發(fā)揮正向溢出的關(guān)鍵途徑則是促進(jìn)區(qū)域市場一體化進(jìn)程[25]。

其二，在要素流動(dòng)加快方面。在單中心空間結(jié)構(gòu)中，中心城市與周邊城市之間過大的發(fā)展差距容易引發(fā)“虹吸效應(yīng)”，區(qū)域中心城市往往成為優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)要素的洼地[26]。為了避免優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)要素的流失，多數(shù)城市實(shí)施的地方保護(hù)嚴(yán)重阻礙了生產(chǎn)要素的自由流動(dòng)，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)重復(fù)投資、能源利用效率下降等現(xiàn)象[27]，綠色經(jīng)濟(jì)進(jìn)展緩慢。為此，在集聚經(jīng)濟(jì)已成為普遍趨勢的情況下，當(dāng)前更重要的是消除不同發(fā)展水平的城市之間資源要素的流動(dòng)障礙和提升資源配置效率。在多中心空間結(jié)構(gòu)中，在中心城市的引領(lǐng)作用下，若干次級節(jié)點(diǎn)城市的經(jīng)濟(jì)輻射和帶動(dòng)作用能夠覆蓋更多的中小城市，要素的跨區(qū)域流動(dòng)水平顯著提升。在商品層面，各城市能夠根據(jù)自身要素稟賦和比較優(yōu)勢進(jìn)行生產(chǎn)分工和產(chǎn)品交換，資源利用效率和顆粒污染排放得到明顯改善[28]。在勞動(dòng)力層面，不同技能的勞動(dòng)者能夠更加自由地選擇從業(yè)地區(qū)和行業(yè)，促進(jìn)了知識、技術(shù)的學(xué)習(xí)和溢出。特別是在服務(wù)業(yè)日趨發(fā)達(dá)和成熟的大城市，勞動(dòng)力的自由流動(dòng)借助學(xué)習(xí)和模仿效應(yīng)帶動(dòng)地區(qū)整體服務(wù)行業(yè)的發(fā)展，污染排放自然隨之得到改善[29]。此外，要素自由流動(dòng)帶來的另一種作用則是加劇市場競爭、倒逼企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，這將有助于工業(yè)污染減排[30]。因此，多中心空間結(jié)構(gòu)改善中國霧霾污染的另一重要途徑是要素流動(dòng)加快。

值得注意的是，在多中心空間結(jié)構(gòu)形成初期，一方面，受“限制大城市、實(shí)現(xiàn)區(qū)域均衡發(fā)展”這一思想的影響，各次級中心城市以及中小城市加快新城區(qū)的土地供給和建設(shè)，以期實(shí)現(xiàn)對中心大城市的接近和趕超。這種情況下，城市之間的競爭大于合作，市場一體化與要素流動(dòng)受到抑制，能源利用效率由此難以改進(jìn)。不僅如此，多中心空間發(fā)展過程中必然伴隨著城市規(guī)模的擴(kuò)張，由于新建城區(qū)往往與城市中心距離較遠(yuǎn)，這便導(dǎo)致了明顯的城市蔓延，蔓延的城市結(jié)構(gòu)通過稀釋集聚經(jīng)濟(jì)和降低資源利用效率加劇了環(huán)境污染。比如，秦蒙等研究指出，城市蔓延會顯著提高當(dāng)?shù)氐撵F霾濃度[31]。另一方面，在區(qū)域多中心結(jié)構(gòu)的形成初期，城市之間的發(fā)展差距較大，周邊節(jié)點(diǎn)城市的次級中心地位尚未成熟，區(qū)域內(nèi)城市彼此之間合作和分工的合理層級關(guān)系尚未充分形成，中小城市難以有效承接來自大城市的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，生產(chǎn)要素在城市之間的充分整合和自由流動(dòng)因此難以提升[19]。加之區(qū)域內(nèi)原有中心城市的技術(shù)溢出由于集聚水平的下降而有所減少，最終導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的污染排放可能并未受到多中心空間溢出效應(yīng)的積極影響。

基于以上分析，本文提出以下兩個(gè)研究假說。

假說1：多中心空間結(jié)構(gòu)對城市霧霾污染的影響可能存在倒U型特征，即在多中心模式發(fā)展初期，多中心水平的提升會加劇霧霾污染；直至多中心結(jié)構(gòu)達(dá)到一定程度之后，霧霾污染隨著多中心水平的提高而改善。

假說2：多中心空間結(jié)構(gòu)能夠通過市場一體化和要素流動(dòng)這兩大途徑影響城市的霧霾污染水平。

三、模型設(shè)定與指標(biāo)構(gòu)建

(一)模型設(shè)定

結(jié)合前文分析，本文計(jì)量模型設(shè)定如下：

α10investi,t-1+α11FDIi,t-1+μyear,city

(1)

其中，被解釋變量PM2.5表示城市地表PM2.5全年平均濃度，作為霧霾污染的衡量指標(biāo)。polycentric表示城市所在省份的多中心空間結(jié)構(gòu)水平。同時(shí)，為了考察多中心空間結(jié)構(gòu)對霧霾污染的非線性影響，本文在模型中加入了多中心空間結(jié)構(gòu)的平方項(xiàng)polycentric2。

根據(jù)前文理論分析，本文構(gòu)建了市場一體化與要素流動(dòng)這兩個(gè)中介變量。integ表示城市所在省份的市場一體化水平，本文參照盛斌和毛其淋[32]的方法，計(jì)算出各省份的市場分割水平并對其取倒數(shù)和開根號獲得；goods表示各省份的要素流動(dòng)水平，本文用貨運(yùn)量來衡量。此外，本文設(shè)定了若干可能會影響霧霾污染的控制變量。pgdp和pgdp2表示人均GDP及其平方項(xiàng)；density代表人口密度；tech表示城市的技術(shù)創(chuàng)新水平，本文以科學(xué)技術(shù)從業(yè)人員占總?cè)丝诒戎貋眢w現(xiàn)；structure表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，本文以第三產(chǎn)業(yè)與第二產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值之比來衡量；invest為城市固定資產(chǎn)投資占GDP比重；FDI表示實(shí)際利用外資額占GDP比重；μyear,city表示時(shí)間固定效應(yīng)和城市固定效應(yīng)?？紤]到各解釋變量對霧霾濃度產(chǎn)生影響存在一定的時(shí)滯，本文將解釋變量的滯后一期帶入回歸模型中。同時(shí)，為了減少變量之間可能存在的異方差，本文將市場一體化、要素流動(dòng)、人均GDP、人口密度變量取自然對數(shù)帶入回歸模型。值得說明的是，盡管解釋變量是省級層面的多中心指數(shù)，但同一省份內(nèi)不同城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、霧霾濃度均存在較大差異，為了更加準(zhǔn)確地控制城市層面的影響因素，本文采用了各地級市的PM2.5濃度數(shù)據(jù)。

(二)指標(biāo)構(gòu)建

本文借鑒Meijers和Burger[17]的方法，通過計(jì)算城市規(guī)模分布的位序指數(shù)來測度各地區(qū)的多中心空間結(jié)構(gòu)指數(shù)，如式(2)所示。

lnRm,t=C-plnLightm,t

(2)

其中，R表示城市m的燈光亮度在全省范圍內(nèi)的排名，Lightm,t表示t年第m位的城市的夜間燈光亮度，C是常數(shù)。在對每個(gè)省份各城市的夜間燈光亮度由高到低排序之后，運(yùn)用式(2)進(jìn)行回歸并得到Lightm,t的估計(jì)系數(shù)p。當(dāng)p值較低時(shí)，表明省份內(nèi)中心城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展領(lǐng)先其他城市的幅度較大，全省呈現(xiàn)較為明顯的“一城獨(dú)大”的單中心模式；當(dāng)p值較高時(shí)，表明省份內(nèi)城市之間的人口和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)分布較為均勻，呈現(xiàn)較為明顯的多中心空間結(jié)構(gòu)。同時(shí)，為了使不同省份的多中心指數(shù)具有可比性，本文將中國各省份中排名前兩位至前四位的城市分別進(jìn)行回歸估計(jì)，然后將所得系數(shù)p取平均值作為該省份的多中心指數(shù)。

本文運(yùn)用夜間燈光數(shù)據(jù)來測算空間結(jié)構(gòu)主要有以下兩方面原因：一是對于正經(jīng)歷高速城鎮(zhèn)化的中國而言，統(tǒng)計(jì)年鑒中的戶籍人口數(shù)據(jù)往往難以精確反映出常住人口規(guī)模，進(jìn)而會降低利用人口數(shù)據(jù)測算區(qū)域空間結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性。二是中國在城鎮(zhèn)化過程中時(shí)常出現(xiàn)撤縣劃區(qū)等行政區(qū)劃變更的現(xiàn)象，這便導(dǎo)致同一城市的數(shù)據(jù)在前后年份不具有直接可比性。而作為衡量一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有效替代指標(biāo)，夜間燈光數(shù)據(jù)能夠彌補(bǔ)上述缺陷[33]。表1展示了中國近年來多中心指數(shù)排名前十位的省份。

表1 近年來中國多中心指數(shù)排名前10位的省份(自治區(qū))

本研究的PM2.5數(shù)據(jù)來源于美國哥倫比亞大學(xué)社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)與應(yīng)用中心提供的全球PM2.5地表年均濃度數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是由氣象衛(wèi)星監(jiān)測而來的柵格數(shù)據(jù)，本文運(yùn)用ArcGIS軟件將其提取為中國地級城市PM2.5的具體數(shù)值(1)為避免占用過多篇幅，PM2.5濃度的描述性統(tǒng)計(jì)未在文中展示，若感興趣，可向作者索取。。其他數(shù)據(jù)來源于《DSMP/OLS全球夜間燈光數(shù)據(jù)庫》《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》以及《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》，年份跨度為1998至2013。在數(shù)據(jù)處理過程中，由于北京、上海、天津、重慶是直轄市，西藏、新疆、青海以及海南這些地區(qū)的地級城市數(shù)量太少，無法進(jìn)行多中心空間結(jié)構(gòu)的測算，本文在研究過程中剔除了這8個(gè)省市(自治區(qū))。

四、實(shí)證檢驗(yàn)與分析

(一)全樣本檢驗(yàn)

本文首先對多中心空間結(jié)構(gòu)對城市霧霾污染的影響進(jìn)行全樣本估計(jì)，結(jié)果如表2所示。其中，列(1)至列(4)展示了OLS估計(jì)結(jié)果。可以看出，在控制時(shí)間和城市固定效應(yīng)前后，多中心空間結(jié)構(gòu)一次項(xiàng)的估計(jì)系數(shù)均為正數(shù)，且在1%的水平上通過了顯著性檢驗(yàn)，相應(yīng)的平方項(xiàng)估計(jì)系數(shù)則顯著為負(fù)。這意味著多中心空間發(fā)展模式對區(qū)域內(nèi)各城市霧霾濃度的影響呈現(xiàn)顯著的先加劇后緩解的倒U型變化趨勢。同時(shí)，考慮到霧霾污染與區(qū)域空間形態(tài)之間可能存在一定程度的內(nèi)生關(guān)系，本文使用工具變量估計(jì)再次進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果如列(5)、列(6)所示。可以發(fā)現(xiàn)，多中心指標(biāo)估計(jì)系數(shù)的方向和顯著性未發(fā)生變化，基準(zhǔn)回歸結(jié)果體現(xiàn)出較好的穩(wěn)健性，假說1得到了驗(yàn)證。

表2 多中心空間結(jié)構(gòu)影響城市霧霾污染的全樣本估計(jì)結(jié)果

關(guān)于工具變量的選取，Burchfield等指出，地表粗糙度能夠顯著影響區(qū)域內(nèi)的經(jīng)濟(jì)集聚[34]。Bosker和Buringh則發(fā)現(xiàn)是否鄰近水源同樣是影響一個(gè)區(qū)域內(nèi)人口分布的重要自然因素[35]。為此，地表粗糙度和河流密度作為多中心空間結(jié)構(gòu)的工具變量具有一定的理論基礎(chǔ)。值得注意的是，本文研究樣本是面板數(shù)據(jù)，而地理變量在較長時(shí)間內(nèi)是固定值，這就需要我們同時(shí)選擇一個(gè)宏觀層面的時(shí)變變量。為此，本文選擇了匯率。因?yàn)閷ν忾_放能夠顯著促進(jìn)區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的集聚[36]。本文最終使用河流密度與匯率倒數(shù)的乘積、地表粗造度與匯率倒數(shù)的乘積作為多中心空間結(jié)構(gòu)的工具變量。同時(shí)，Hausman檢驗(yàn)結(jié)果顯示，本文工具變量估計(jì)結(jié)果是合理的。

此外，市場一體化和要素流動(dòng)加快能夠有效改善霧霾污染，原因在于，隨著城市之間的互聯(lián)互通，城市之間在環(huán)境規(guī)制、技術(shù)水平等方面的差異借助先進(jìn)城市的正向溢出逐步縮小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)霧霾污染的緩解。人均GDP及其平方項(xiàng)估計(jì)系數(shù)表明，霧霾濃度隨著經(jīng)濟(jì)增長表現(xiàn)出先升后降的趨勢，從霧霾污染視角驗(yàn)證了環(huán)境庫滋涅茨曲線。人口密度的增加加劇了霧霾污染，原因在于人口密度增加意味著房地產(chǎn)建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模以及汽車尾氣排放的增加，這些均會加劇霧霾污染。技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的估計(jì)結(jié)果表明，城市技術(shù)創(chuàng)新能力的提升和第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能夠顯著緩解霧霾污染。固定資產(chǎn)投資的增加顯著加劇了霧霾污染，其原因可能在于各類建筑在施工過程中會帶來大量塵土。最后，外商直接投資的估計(jì)系數(shù)盡管為負(fù)數(shù)，但并不顯著。這意味著中國引進(jìn)的外資企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)或多或少會加劇霧霾污染。

既然多中心空間發(fā)展模式對城市PM2.5濃度的影響存在倒U型趨勢，那么目前中國是否存在超越拐點(diǎn)的地區(qū)？為此，本文根據(jù)基準(zhǔn)估計(jì)結(jié)果計(jì)算出拐點(diǎn)并找出在樣本期內(nèi)城市霧霾污染隨著多中心水平的提升而得到改善的地區(qū)，如表3所示。可以看出，近年來中國超過拐點(diǎn)的地區(qū)逐漸增多，這意味著越來越多城市的PM2.5濃度開始隨著所在省份多中心水平的提升而下降，多中心空間發(fā)展模式對城市空氣質(zhì)量的改善作用逐步顯現(xiàn)。同時(shí)，不可否認(rèn)的是，中國大部分省份尚處于倒U型曲線拐點(diǎn)的左側(cè)，在多中心城市網(wǎng)絡(luò)塑造方面，中國尚存在巨大的發(fā)展空間。

表3 樣本期內(nèi)超過拐點(diǎn)的省份(自治區(qū))

(二)基于城市規(guī)模的穩(wěn)健性檢驗(yàn)

不同規(guī)模的城市由于自身集聚經(jīng)濟(jì)效應(yīng)不同，城市經(jīng)濟(jì)活動(dòng)受到多中心空間結(jié)構(gòu)的影響是否存在差異尚不明確。為此，本文基于城市規(guī)模將樣本劃分為大城市、中等城市和小城市這三種類型，分樣本估計(jì)結(jié)果如表4所示(2)本文將人口大于等于400萬的城市定義為大城市，介于400萬和200萬之間的為中等城市，小于等于200萬人口的為小城市。。以工具變量估計(jì)結(jié)果為例，多中心指標(biāo)及其平方項(xiàng)的估計(jì)系數(shù)在大、中、小城市樣本中均分別為正數(shù)和負(fù)數(shù)，且在1%的水平上顯著，OLS估計(jì)結(jié)果亦是如此。這表明多中心空間發(fā)展模式對中國霧霾污染的倒U型影響并不會由于城市規(guī)模的不同而存在明顯差異。假說1從城市規(guī)模異質(zhì)性層面得到了驗(yàn)證。本文對此現(xiàn)象理解為，對于大城市而言，多中心空間結(jié)構(gòu)在較低水平時(shí)，大城市通過虹吸效應(yīng)匯聚了來自周邊城市的大量生產(chǎn)要素，過于集中的生產(chǎn)活動(dòng)反而引致市場擁擠造成資源配置效率的降低，加劇了霧霾污染。同時(shí)對于中小城市而言，優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)要素流失降低了本地生產(chǎn)技術(shù)水平并加劇了生產(chǎn)排放，導(dǎo)致霧霾污染隨之加劇。隨著多中心水平的逐步提高，次級中心城市與中心大城市之間的差距逐步縮小，能夠有效承接大城市的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，大城市的霧霾污染能夠借助產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移得到緩解，中小城市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及綠色經(jīng)濟(jì)在與大城市的一體化發(fā)展過程中得到優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)空氣質(zhì)量的改善。

表4 多中心空間結(jié)構(gòu)影響城市霧霾污染的分樣本估計(jì)結(jié)果(城市規(guī)模)

在控制變量方面，人均GDP與霧霾濃度的倒U型關(guān)系主要體現(xiàn)在大中型城市中，而在小城市樣本中，人均GDP與霧霾濃度之間存在顯著的正U型關(guān)系。這種現(xiàn)象可能是由不同規(guī)模城市所處發(fā)展階段的差異所致。技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對霧霾污染的改善作用主要體現(xiàn)在大中型城市，小城市可能由于技術(shù)從業(yè)人員和服務(wù)行業(yè)規(guī)模相對較小，導(dǎo)致霧霾污染并未受到技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的明顯影響。此外，外商直接投資對大城市的霧霾濃度產(chǎn)生了顯著的抑制作用，但中小城市霧霾污染隨著外商直接投資的增加而加劇。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能在于，中小城市環(huán)境規(guī)制力度相對不足，容易成為外資企業(yè)的污染避難所。其他控制變量估計(jì)結(jié)果與基準(zhǔn)回歸基本一致，這里便不贅述。

(三)基于冬季供暖的穩(wěn)健性檢驗(yàn)

龐軍等指出，冬季集中供暖也是影響中國城市空氣質(zhì)量的因素之一[37]。為此，本文將樣本劃分為冬季供暖地區(qū)和非供暖地區(qū)再次進(jìn)行檢驗(yàn)，這樣能夠在一定程度上排除北方城市冬季氣候等不易觀測的因素的影響。根據(jù)表5，以工具變量估計(jì)為例，多中心指數(shù)的估計(jì)系數(shù)在供暖地區(qū)和非供暖地區(qū)中均在1%的水平上顯著為正，平方項(xiàng)的估計(jì)系數(shù)則均顯著為負(fù)。這意味著多中心空間發(fā)展模式對城市霧霾濃度的倒U型影響并不會因?yàn)槎炯泄┡嬖诿黠@差異。原因可能在于，多中心空間結(jié)構(gòu)主要通過市場一體化以及加快要素流動(dòng)等市場化因素影響中國綠色經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境質(zhì)量，背后的影響機(jī)理在南北方市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境之間具有明顯的共性。

表5 多中心空間結(jié)構(gòu)影響城市霧霾污染的分樣本估計(jì)結(jié)果(冬季供暖)

(四)基于變換的首位度指數(shù)的穩(wěn)健性檢驗(yàn)

在前文已采用不同估計(jì)方法和不同樣本驗(yàn)證了假說1的穩(wěn)健性之后，本文進(jìn)一步用變換的首位度作為多中心指數(shù)的替代變量進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗(yàn)。借鑒劉修巖等[38]的方法，本文使用1減去區(qū)域內(nèi)亮度最高的城市夜間燈光占全省燈光亮度總和的比例來計(jì)算變換的首位度指數(shù)monopro。該指數(shù)越大，意味著區(qū)域內(nèi)多中心程度越高，回歸結(jié)果展示于表6。不論是在全樣本中還是分樣本中，變換的首位度指數(shù)回歸系數(shù)的方向和顯著性與前文保持一致，一次項(xiàng)和平方項(xiàng)的估計(jì)系數(shù)分別顯著為正和為負(fù)。假說1的穩(wěn)健性再次得到驗(yàn)證。

表6 變換的首位度影響城市霧霾污染的工具變量估計(jì)結(jié)果

五、作用機(jī)制檢驗(yàn)

在證明了多中心空間結(jié)構(gòu)對城市霧霾濃度的倒U型影響之后，我們需要進(jìn)一步了解二者之間的聯(lián)系機(jī)制。為此，接下來的思路是：首先檢驗(yàn)核心解釋變量是否能夠顯著地影響中介變量，其次運(yùn)用中介效應(yīng)模型分析多中心空間結(jié)構(gòu)對霧霾污染的影響路徑，最后再引入核心解釋變量與中間變量的交互項(xiàng)，來檢驗(yàn)二者之間的交互效應(yīng)。

根據(jù)前文理論分析，本文以市場一體化和要素流動(dòng)這兩個(gè)中介變量作為被解釋變量，考察多中心空間結(jié)構(gòu)對二者的影響。計(jì)量模型如式(3)、式(4)所示。

(3)

(4)

考慮到交通基礎(chǔ)設(shè)施往往是影響區(qū)域一體化和要素流動(dòng)的重要因素，本文將能夠體現(xiàn)各省份交通基礎(chǔ)設(shè)施水平的指標(biāo)加入計(jì)量模型，計(jì)算公式為：(鐵路運(yùn)營里程+公路運(yùn)營里程)/面積?；貧w結(jié)果展示于表7。在(1)、(3)兩列中，多中心指數(shù)一次項(xiàng)估計(jì)系數(shù)均顯著為負(fù)，相應(yīng)的平方項(xiàng)的系數(shù)則顯著為正。這表明多中心空間結(jié)構(gòu)對市場一體化和要素流動(dòng)的影響呈現(xiàn)明顯的正U型特征，結(jié)合基準(zhǔn)回歸中市場一體化、要素流動(dòng)與霧霾濃度之間顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，可以在一定程度上解釋多中心空間結(jié)構(gòu)對霧霾濃度能夠產(chǎn)生倒U型影響的原因。同時(shí)，我們由此初步確定，市場一體化和要素流動(dòng)可能是多中心空間結(jié)構(gòu)影響中國霧霾污染的重要中介變量。類似的，在(2)、(4)兩列中，變換的首位度指數(shù)估計(jì)系數(shù)的顯著性和方向與多中心指數(shù)完全一致，體現(xiàn)出強(qiáng)烈的穩(wěn)健性。

表7 多中心空間結(jié)構(gòu)對中介變量的影響結(jié)果

接下來，本文使用中介效應(yīng)模型進(jìn)一步來檢驗(yàn)多中心空間結(jié)構(gòu)在影響霧霾污染的過程中，市場一體化和要素流動(dòng)這兩個(gè)變量是否發(fā)揮了中介作用，模型設(shè)定如下。

lnPM2.5i,t=η0+η1N_integi,t+ηCVi,t-1+μyear,city

(5)

lnPM2.5i,t=λ0+λ1N_goodsi,t+λCVi,t-1+μyear,city

(6)

其中，N_integ和N_goods分別表示市場一體化和要素流動(dòng)的擬合值，CV表示前文涉及的控制變量。如果多中心空間結(jié)構(gòu)先影響市場一體化和要素流動(dòng)，進(jìn)而影響霧霾污染，那么我們預(yù)計(jì)η1和λ1顯著。同時(shí)，為了考察市場一體化和要素流動(dòng)在多中心空間結(jié)構(gòu)影響霧霾污染過程中是否為完全的中介效應(yīng)，本文進(jìn)一步設(shè)定如下回歸模型：

κ4N_goodsi,t-1+κCVi,t-1+μyear,city

(7)

如果多中心空間結(jié)構(gòu)對霧霾污染的影響完全是通過市場一體化和要素流動(dòng)這兩種途徑實(shí)現(xiàn)，那么我們預(yù)計(jì)κ3、κ4的估計(jì)值將顯著而κ1、κ2的估計(jì)值不會顯著。

表8展示了式(5)至式(7)的估計(jì)結(jié)果。在(1)、(2)兩列中，市場一體化和要素流動(dòng)的擬合值的估計(jì)系數(shù)顯著為負(fù)。這說明市場一體化和要素流動(dòng)是多中心空間結(jié)構(gòu)影響城市霧霾污染的有效中介變量，假說2得到了驗(yàn)證。根據(jù)(3)、(4)兩列發(fā)現(xiàn)，在加入多中心指數(shù)和變換的首位度指數(shù)之后，市場一體化擬合值和要素流動(dòng)擬合值在顯著為負(fù)的同時(shí)，多中心指數(shù)和變換的首位度指數(shù)的估計(jì)系數(shù)的方向和顯著性與基準(zhǔn)回歸結(jié)果仍保持一致。這表明，市場一體化和要素流動(dòng)發(fā)揮的是部分中介效應(yīng)，尚存在其他中間因素未被本文捕捉到。

表8 中介效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果

最后，本文進(jìn)一步從協(xié)同效應(yīng)視角檢驗(yàn)多中心空間結(jié)構(gòu)對霧霾污染的影響機(jī)制。為此，本文將多中心指數(shù)與市場一體化、要素流動(dòng)的交互項(xiàng)加入基準(zhǔn)回歸模型中，結(jié)果見表9。以多中心指數(shù)為例，在(1)、(2)兩列中，多中心指數(shù)與市場一體化、要素流動(dòng)的交互項(xiàng)的估計(jì)系數(shù)分別為-1.784和-0.329，且在1%的顯著性水平上顯著。這意味著多中心空間結(jié)構(gòu)與市場一體化、要素流動(dòng)能夠?qū)M2.5濃度產(chǎn)生顯著的負(fù)向協(xié)同效應(yīng)，換言之，區(qū)域內(nèi)市場一體化水平的提升以及要素流動(dòng)的加快有助于促進(jìn)多中心空間發(fā)展模式發(fā)揮對霧霾污染的改善作用。在(3)、(4)兩列中，以變換的首位度作為多中心指數(shù)的替代變量得到了類似的結(jié)果。假說2從協(xié)同效應(yīng)層面再次得到了驗(yàn)證。

表9 協(xié)同效應(yīng)檢驗(yàn)

六、研究結(jié)論與政策啟示

本文以地級城市的PM2.5濃度作為研究對象，運(yùn)用工具變量估計(jì)和中介效應(yīng)模型考察了區(qū)域多中心空間發(fā)展模式對霧霾污染的動(dòng)態(tài)影響以及作用機(jī)制，研究結(jié)果表明：(1)多中心空間結(jié)構(gòu)對中國霧霾濃度的影響呈現(xiàn)顯著的先加劇后抑制的倒U型特征，在區(qū)分城市規(guī)模、冬季是否供暖以及運(yùn)用變換的首位度作為多中心指數(shù)的替代變量之后，此結(jié)論依然穩(wěn)健。(2)根據(jù)本文測算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，目前中國的江蘇、內(nèi)蒙古、廣東和山東這四個(gè)地區(qū)空間結(jié)構(gòu)的多中心水平已超越拐點(diǎn)，區(qū)域內(nèi)城市霧霾污染隨著多中心水平的提高而改善，但多數(shù)地區(qū)的城市霧霾污染尚處于隨著多中心結(jié)構(gòu)的發(fā)展而加劇的階段。(3)在作用機(jī)制方面，中介效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果表明，多中心空間結(jié)構(gòu)能夠通過促進(jìn)市場一體化和加快要素流動(dòng)這兩大途徑改善霧霾污染；協(xié)同效應(yīng)檢驗(yàn)表明，較高水平的市場一體化和要素流動(dòng)能夠更加有效地釋放多中心空間結(jié)構(gòu)的正外部性。

本文從治理霧霾污染視角為中國新型城鎮(zhèn)化發(fā)展模式提供了一定的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)和政策啟示。本文的核心觀點(diǎn)認(rèn)為，中國各地區(qū)應(yīng)當(dāng)逐步加強(qiáng)多中心空間結(jié)構(gòu)建設(shè)，避免城市之間過大的發(fā)展差距而阻礙市場整合和資源利用效率，造成霧霾污染的加劇。具體而言，各地區(qū)可將以下三方面作為著力點(diǎn)：第一，通過建立城市之間的合作機(jī)制破除行政邊界和貿(mào)易壁壘，推動(dòng)市場一體化水平的提升。多中心發(fā)展模式治理霧霾污染離不開要素充分流動(dòng)和市場整合，這便需要弱化地方保護(hù)和市場分割，推動(dòng)創(chuàng)新型人才、技術(shù)等綠色要素的跨地區(qū)流動(dòng)，最大程度地發(fā)揮多中心空間溢出對工業(yè)減排和能源效率的積極影響。第二，制定區(qū)域范圍內(nèi)的整體規(guī)劃和政策，為各城市的協(xié)調(diào)統(tǒng)一發(fā)展提供明確的制度支撐。在多中心空間發(fā)展過程中，在城市“錦標(biāo)賽”仍普遍存在的背景下，城市之間的互動(dòng)難免存在博弈。這便需要根據(jù)區(qū)域內(nèi)不同層級城市的發(fā)展階段和比較優(yōu)勢明確產(chǎn)業(yè)分工，并基于不同城市的訴求制定統(tǒng)一的環(huán)境規(guī)制標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，推動(dòng)城市污染排放逐步減緩[39]。第三，加強(qiáng)城際基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動(dòng)城市之間的功能聯(lián)系。多中心空間結(jié)構(gòu)能夠發(fā)揮節(jié)能減排作用的原因不僅僅是緩解大城市的集聚不經(jīng)濟(jì)，還包括中小城市對大城市的“規(guī)模借用”，實(shí)現(xiàn)更大地理范圍內(nèi)的空間溢出。這便需要加強(qiáng)城市之間的交通和通訊設(shè)施建設(shè)[40]，降低城市之間的交流溝通成本。