呂明元，王洪剛

(天津商業(yè)大學(xué)　經(jīng)濟學(xué)院，天津　300134)

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京津冀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化演進對能源結(jié)構(gòu)的影響

呂明元，王洪剛

(天津商業(yè)大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院，天津300134)

摘要：基于京津冀一體化背景，構(gòu)建包括能耗與排放指標(biāo)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化指標(biāo)體系，可涉及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化、高級化和可持續(xù)化三個方面。在比較分析1991—2013年京津冀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化趨勢特征與差異的基礎(chǔ)上，運用自回歸分布滯后模型(ARDL模型)對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化與能源結(jié)構(gòu)的關(guān)系進行實證分析，可探討京津冀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化演進對能源結(jié)構(gòu)的短期與長期的動態(tài)影響。分析結(jié)果表明，京津冀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化水平差異明顯，河北遠遠滯后于京津地區(qū)，京津冀總體生態(tài)化演進趨勢緩慢；京津冀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化演進對能源消費結(jié)構(gòu)具有長期均衡影響；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化水平對能源消費結(jié)構(gòu)影響最大，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化的影響較小。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化；京津冀；能源結(jié)構(gòu)；ARDL模型

一、問題提出

自可持續(xù)發(fā)展觀提出以來，中國積極轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，統(tǒng)籌經(jīng)濟、社會與自然協(xié)調(diào)發(fā)展，加強資源節(jié)約與環(huán)境保護、發(fā)展低碳經(jīng)濟，產(chǎn)業(yè)生態(tài)化的發(fā)展取得了一定的成效。生態(tài)化成為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的一個重要方向，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的生態(tài)化演進對產(chǎn)業(yè)生態(tài)化建設(shè)以及能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整產(chǎn)生重要影響。京津冀經(jīng)濟圈作為中國經(jīng)濟的第三增長極，在中國經(jīng)濟格局中占有舉足輕重的地位。因此，在京津冀一體化與節(jié)能減排的背景下，對京津冀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化水平差異及其對能源結(jié)構(gòu)的影響進行實證研究顯得尤為重要。

目前，國內(nèi)外關(guān)于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進與能源結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究主要集中在以下幾個方面：

1.關(guān)于產(chǎn)業(yè)生態(tài)化與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化的內(nèi)涵

產(chǎn)業(yè)生態(tài)化的思想來源于愛爾絲(Ayres，1994)[1]提出的“產(chǎn)業(yè)代謝”理論和弗羅施(Frosch，1989)[2]提出的“產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)”理論。黃志斌等(2000)認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)生態(tài)化是將產(chǎn)業(yè)活動物質(zhì)生產(chǎn)過程中的資源和能量消耗加入生態(tài)系統(tǒng)的總轉(zhuǎn)換之中，在實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的同時形成經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的統(tǒng)一[3]。高全成(2006)認(rèn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級本身就是一種實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化的方式，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化是支撐經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和構(gòu)建和諧社會的重要手段之一[4]。

2.對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進的生態(tài)化趨勢的探討

韓峰等(2010)通過建立動態(tài)計量模型分析了湖南省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對生態(tài)環(huán)境的作用機制，指出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對生態(tài)環(huán)境的積極影響大于其帶來的環(huán)境壓力[5]；簡新華等(2011)通過對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變情況的分析發(fā)現(xiàn)，改革開放以來，中國已由“重工業(yè)太重、輕工業(yè)太輕、農(nóng)業(yè)太落后、服務(wù)業(yè)太少”的不合理的畸形產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，演進成為輕工業(yè)和農(nóng)業(yè)得到較大優(yōu)先發(fā)展、輕重工業(yè)結(jié)構(gòu)趨向合理、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化和高度化都有一定程度提高的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)[6]。

3.分析能源結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟增長、碳排放等之間的關(guān)系

李國璋等(2010)基于中國1978—2007年的樣本數(shù)據(jù)，運用ARDL模型發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟增長對能源消費和能源結(jié)構(gòu)在長期和短期內(nèi)都有顯著影響，且能源消費和能源消費結(jié)構(gòu)間也存在相互的影響[7]；林伯強等(2010)考慮節(jié)能及二氧化碳排放對能源結(jié)構(gòu)的影響和約束，對最優(yōu)一次能源結(jié)構(gòu)選擇及其宏觀經(jīng)濟影響展開研究[8]；翟石艷等(2013)基于1990—2010年長三角的樣本數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)長三角制定和實施適當(dāng)?shù)墓?jié)能減排政策時不會阻礙經(jīng)濟增長，且節(jié)能減排政策的制定應(yīng)首先考慮能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，降低高碳能源的消費比重[9]。

4.分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與能源資源之間的關(guān)系

紐戈爾等(Newell，et al.，1999)認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，是導(dǎo)致能耗強度變化的主要因素[10]；劉滿平(2006)通過實證分析得出經(jīng)濟增長、第二產(chǎn)業(yè)比重與能源消費總量及石油、天然氣消費量之間存在長期協(xié)整關(guān)系[11]；劉淑茹(2011)認(rèn)為可持續(xù)發(fā)展理論是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化選擇的理論基礎(chǔ)，并將產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對資源結(jié)構(gòu)影響狀況納入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化評價指標(biāo)體系[12]；周江等(2011)運用面板數(shù)據(jù)模型，對中國能源消費結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系進行分析，結(jié)果表明，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，工業(yè)對能源消費結(jié)構(gòu)的影響最大；在能源消費結(jié)構(gòu)中，煤炭對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響最大[13]。

從以上的研究現(xiàn)狀來看，目前關(guān)于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與能源結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究主要局限在二者的獨立方面，缺乏對二者之間相互聯(lián)系的系統(tǒng)分析，并且將生態(tài)化納入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)理論，對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化與能源結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的相關(guān)研究更是匱乏。因此，本文在上述研究的基礎(chǔ)上，進一步將產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的生態(tài)化理論進行完善，充分考慮經(jīng)濟與能源環(huán)境因素，選取京津冀這一典型經(jīng)濟區(qū)域為研究對象，基于1991—2013年的相關(guān)數(shù)據(jù)，比較分析京津冀的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化趨勢特征及其差異，并運用ARDL模型對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化演進與能源結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系進行實證分析，探討產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化演進對能源結(jié)構(gòu)的影響，以期為京津冀的產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展與能源結(jié)構(gòu)調(diào)整提供可行性政策建議。

二、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化指標(biāo)體系構(gòu)建

(一)概念界定

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化是從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向生態(tài)型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進的過程，是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的反生態(tài)性特征日趨削弱，生態(tài)性特征逐漸加強的過程，主要表現(xiàn)為統(tǒng)籌兼顧社會經(jīng)濟效益、資源有效利用和環(huán)境保護等多方整體利益，實現(xiàn)各產(chǎn)業(yè)間的協(xié)調(diào)共生；以可持續(xù)發(fā)展的觀念為指導(dǎo)，提高資源的利用效率，實現(xiàn)向低投入、低排放、循環(huán)式、高產(chǎn)出和高效益的生態(tài)型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)模式轉(zhuǎn)變。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化既包括產(chǎn)業(yè)間結(jié)構(gòu)的生態(tài)化，又包括產(chǎn)業(yè)內(nèi)結(jié)構(gòu)的生態(tài)化。

能源結(jié)構(gòu)是能源生產(chǎn)總量或消費總量中各類能源的構(gòu)成及其比例關(guān)系，能源結(jié)構(gòu)分為生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和消費結(jié)構(gòu)。由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)主要通過影響能源消費，進而影響能源消費結(jié)構(gòu)，因此本文將主要研究能源消費結(jié)構(gòu)。

(二)指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)上文對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化的概念界定，本文在傳統(tǒng)衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進指標(biāo)(產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化與高級化)的基礎(chǔ)上增加產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化指標(biāo)，從三個方面來度量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的生態(tài)化水平。

1.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化指標(biāo)

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化是指各產(chǎn)業(yè)投入和產(chǎn)出之間的耦合質(zhì)量，它是各產(chǎn)業(yè)之間協(xié)調(diào)程度的反映，也是資源合理利用程度的反映。本文借鑒標(biāo)準(zhǔn)差化的結(jié)構(gòu)失衡度的計算方式[14]，提出一個改進的結(jié)構(gòu)偏離指數(shù)，記作結(jié)構(gòu)偏離修正指數(shù)，并將該指數(shù)進行正向化處理，公式如下：

(1)

其中，Y和L分別表示產(chǎn)出和就業(yè)，i表示第i產(chǎn)業(yè)部門，n表示產(chǎn)業(yè)部門數(shù)。該指數(shù)在保留產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏離度的理論基礎(chǔ)和經(jīng)濟含義的同時，考慮了各產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟活動中的相對重要性并避免了絕對值計算不便的問題，是一個很好的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化的度量指標(biāo)，其值越大，表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)越合理，反之，表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)越不合理。

2.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化指標(biāo)

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化是指隨著經(jīng)濟的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相應(yīng)的發(fā)生規(guī)律性變化，由低層次向高層次發(fā)展演變的過程，主要表現(xiàn)為一國或地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)重心由第一產(chǎn)業(yè)向第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)逐次轉(zhuǎn)移，標(biāo)志著一國或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的高低、發(fā)展階段和方向。本文在綜合考慮多位學(xué)者方法*根據(jù)克拉克定律，一般學(xué)者采用非農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占GDP 比重作為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的度量。為了反映“經(jīng)濟服務(wù)化”的趨勢，干春暉等(2011)采用第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值之比作為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的度量[15]。付凌暉(2010)發(fā)現(xiàn)三次產(chǎn)業(yè)比重向量與對應(yīng)坐標(biāo)軸的夾角能構(gòu)建更精確的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化指標(biāo)[16]。優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上[15-16]，借鑒了鄭少智等(2011)對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化指標(biāo)的度量方法[17]。首先，根據(jù)三大產(chǎn)業(yè)劃分，分別將第一、二、三產(chǎn)業(yè)的增加值比重占GDP的比重構(gòu)成一個三維向量X0=(x10，x20，x30)，然后分別計算X0與各產(chǎn)業(yè)由低層次到高層次排列的向量X1=(1，0，0)、X2=(0，1，0)、X3=(0，0，1)之間的夾角α1、α2、α3，其計算公式為：

(2)

定義θ1=π-α2-α3，θ1越大，表明轉(zhuǎn)移水平越高。其次，運用第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP的比重構(gòu)成一個二維向量Y0=(y10，y20)，然后分別計算Y0與各產(chǎn)業(yè)由低層次到高層次排列的向量Y1=(1，0)、Y2=(0，1)之間的夾角β1、β2，βj(j=1，2)值的計算與αi類似，定義θ2=π/2-β2，θ2越大，表明轉(zhuǎn)移水平越高。

最終構(gòu)造的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化指標(biāo)值為IH=θ1+θ2，IH值越大，表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化水平越高。該指標(biāo)綜合反映了第二、三產(chǎn)業(yè)相對于第一產(chǎn)業(yè)比重上升的高級化效應(yīng)和第三產(chǎn)業(yè)相對于第二產(chǎn)業(yè)比重上升的高級化效應(yīng)，很好地度量了產(chǎn)業(yè)高級化水平。

3.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化指標(biāo)

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化是指在生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略下，通過改變傳統(tǒng)的高能耗、高污染、低生產(chǎn)率、低技術(shù)含量、單向式的發(fā)展模式，提高資源的利用效率，使資源在各產(chǎn)業(yè)間的配置趨于優(yōu)化，實現(xiàn)向低能耗、低排放、高生產(chǎn)率、循環(huán)式、高質(zhì)量和高效益的節(jié)能減排型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)模式轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。本文用每單位三次產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值所消耗的能源總量*各類能源消費總量，包括煤、石油、天然氣等。和污染物*工業(yè)廢水、廢氣、固體廢物。排放量衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的可持續(xù)化，即單位GDP能耗和污染物排放指標(biāo)，計算公式為：

(3)

其中，EI表示能源消耗強度，AE表示能源消耗量，PI表示污染物的排放強度，PE表示污染物的排放量，GDP表示三次產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值。

(4)

三、京津冀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化演進的度量及其趨勢特征

由上文設(shè)定的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化指標(biāo)得到京津冀1991—2013年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化演進趨勢*由于文章篇幅所限，各衡量指標(biāo)的具體計算值文中沒有列出。如圖1：

圖1　京津冀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化趨勢圖

由圖1可得以下結(jié)論：

(1)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化方面，自1991年以來，北京大致呈先上升后下降，然后又趨于上升的趨勢，說明在1991—1994年間北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化水平不斷提高，這與《北京城市總體規(guī)劃(1991—2010年)》強調(diào)建設(shè)“以高新技術(shù)為先導(dǎo)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理，適合首都特點的經(jīng)濟”有關(guān)。從1994年北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化水平開始下降，2002年以后又開始上升，特別是2004年較之前大幅提升，這與修編的《北京城市總體規(guī)劃(2004—2010年)》有關(guān)，2005年開始北京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化程度有小幅提升，在一定水平上趨于穩(wěn)定；天津市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化程度變化趨勢不是很明顯，大致呈先略微上升后略微下降，然后又有所上升的態(tài)勢；而河北省大致經(jīng)歷了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化水平不斷提升的過程，這說明河北省隨著經(jīng)濟的發(fā)展，其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷趨于合理化。

(2)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化方面，自1991年以來，北京市基本呈現(xiàn)不斷上升趨勢，這充分表明北京市在1991—2013年間較快實現(xiàn)第一產(chǎn)業(yè)向第二、三產(chǎn)業(yè)以及第二產(chǎn)業(yè)向第三產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移；天津市和河北省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化水平比較接近，從1994年開始變化趨勢相似，只是天津市較河北省變化趨勢明顯，總體上產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化水平提升，而河北省變化不明顯，表明天津市與河北省在三次產(chǎn)業(yè)間的轉(zhuǎn)移水平較低，這也充分印證了天津市作為北方工業(yè)中心，其第二產(chǎn)業(yè)的重要性。

(3)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化方面，北京在1991—1994年間處于不斷下降階段，這說明北京為加快現(xiàn)代化建設(shè)注重經(jīng)濟發(fā)展從而導(dǎo)致能源與環(huán)境問題加重，而從1994年以后其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化水平開始不斷上升，說明北京市政府在八五計劃末段逐漸認(rèn)識到能源與環(huán)境問題的重要性，充分考慮經(jīng)濟、能源與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展；天津市雖然在2006年以前經(jīng)歷了較大波動，但從2007年開始穩(wěn)步上升，表明隨著天津經(jīng)濟的快速發(fā)展，生態(tài)問題愈發(fā)引起重視，更加注重經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展；而河北省的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化水平則在波動徘徊中出現(xiàn)了較大的下降趨勢，并且其值為負(fù)值，這表明河北省的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化水平低下，能源與環(huán)境問題突出。

(4)基于京津冀三地比較來看，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化方面，基本上呈現(xiàn)北京優(yōu)于天津，天津優(yōu)于河北的局面，只有1998年、1999年、2001—2003年幾個少數(shù)年份天津略優(yōu)于北京，并且自2003年以后北京的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化水平漲幅較大，明顯快于天津和河北，致使天津、河北與北京的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化水平差距變大；在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化方面，除了1991年河北略微優(yōu)于天津外，其余年份均呈現(xiàn)北京優(yōu)于天津，天津優(yōu)于河北的局面，并且有天津與河北趨同并且與北京距離拉大的趨勢，天津與河北的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化速度明顯慢于北京；在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化方面，2000年以前，天津優(yōu)于北京，北京優(yōu)于河北，2000年以后北京超過天津，并且北京與天津的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化水平均高于全國平均水平，而河北低于全國平均水平，河北省生態(tài)問題嚴(yán)重。

(5)從京津冀區(qū)域總體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化演進趨勢來看，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化趨勢與北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化趨勢基本一致，呈先上升再下降然后又上升的“N”型趨勢，這主要是由天津和河北產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化水平與北京有較大差距所致，尤其是河北省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化水平與北京、天津差距明顯；京津冀總體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化趨勢變化不是很明顯，有較微弱的提升，這主要與天津和河北工業(yè)城市的定位以及北京為緩解首都壓力將一些相對較低層次產(chǎn)業(yè)向天津河北轉(zhuǎn)移有關(guān)；而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化基本接近全國平均水平且有些年份甚至略低于全國平均水平，說明河北省較為低下的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化水平大大拉低了京津冀的總體水平。

四、京津冀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化演進對能源結(jié)構(gòu)影響的實證分析

(一)模型設(shè)定與數(shù)據(jù)說明

1.模型的設(shè)定

ARDL是一種較新的協(xié)整檢驗方法*與傳統(tǒng)協(xié)整檢驗的方法相比，邊界檢驗的ARDL模型具有以下優(yōu)點：(1)ARDL方法不需要變量同階單整，不管回歸項是I(0)還是I(1)都可以進行檢驗和估計，而標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)整檢驗必須把變量分類呈I(0)和I(1)；(2)邊限檢驗的ARDL過程在小樣本的情況下也是足夠穩(wěn)健的，對樣本長度要求低；(3)當(dāng)解釋變量為內(nèi)生變量時，ARDL方法也可以得出無偏且有效的估計；(4)ARDL方法克服了非平穩(wěn)時間序列數(shù)據(jù)帶來的很多問題，比如非平穩(wěn)序列導(dǎo)致的虛假回歸的問題等。鑒于以上ARDL方法的優(yōu)點，本文采用ARDL方法進行研究。，由于本文旨在研究產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化演進與能源結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，所以建立各類能源消費比重與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化、高級化和可持續(xù)化之間的關(guān)系方程。

第一步需要檢驗變量間的協(xié)整性。通過邊限檢驗可以判定模型中自變量和因變量間是否存在協(xié)整關(guān)系。

γ11lnESt-1+γ12IRt-1+γ13IHt-1+γ14ISt-1+μ1t

(5)

其中，ES表示能源消費結(jié)構(gòu)，β和γ分別表示短期系數(shù)和長期系數(shù)，o1，p1，q1，r1為可取的最大滯后階數(shù)，可由AIC或SBC準(zhǔn)則確定。如果通過邊限檢驗，證明變量間存在協(xié)整關(guān)系，則構(gòu)造描述產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化與能源結(jié)構(gòu)之間短期關(guān)系的誤差修正模型如下：

(6)

其中，φ為短期調(diào)整系數(shù)，ECMt-1為滯后的誤差修正因子。

2.數(shù)據(jù)的說明

本文產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化各衡量指標(biāo)為第三部分計算值，能源消費結(jié)構(gòu)用煤炭、石油和天然氣消費量分別在能源消費總量中所占的比重表示，原始數(shù)據(jù)來源于歷年京津冀各自統(tǒng)計年鑒、中國統(tǒng)計年鑒、中國能源統(tǒng)計年鑒和環(huán)境保護部，其中個別年份缺失的部分?jǐn)?shù)據(jù)，作者根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)估算而得。

(二)實證分析結(jié)果

1.單位根檢驗

ARDL邊限檢驗所依賴的F統(tǒng)計量臨界值表都是基于時間序列，具有I(0)或I(1)特性計算得出的，故若出現(xiàn)二階平穩(wěn)的序列，則邊限檢驗的F統(tǒng)計量可能會產(chǎn)生偏誤。由于在小樣本中ADF和PP檢驗法具有自身無法克服的缺陷，檢驗功效下降，為了取得比較穩(wěn)健的單位根檢驗結(jié)果，本文分別選用ERS和NP檢驗法作為補充，綜合運用四種方法對各變量的平穩(wěn)性進行檢驗*由于篇幅有限，數(shù)據(jù)輸出結(jié)果文中沒有給出。。檢驗結(jié)果顯示，煤炭、石油、天然氣所占比重的自然對數(shù)序列和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化、高級化、可持續(xù)化序列都符合I(0)或I(1)平穩(wěn)，可以進行ARDL模型的估計。

2.邊限協(xié)整檢驗

由于所涉變量均通過了平穩(wěn)性檢驗，因此本文基于方程(5)檢驗變量之間的協(xié)整關(guān)系。首先利用AIC和SBC準(zhǔn)則選擇最佳滯后階數(shù)，為避免待估參數(shù)過多造成估計結(jié)果的過度參數(shù)化，并考慮到樣本長度，本文通過計算確定方程(5)的最佳滯后階數(shù)為1。然后在該滯后期下利用得出的F統(tǒng)計量進行邊限

表1　協(xié)整檢驗結(jié)果

注：***、**、*分別表示1%、5%和10%的顯著性水平，F(xiàn)值后面括號內(nèi)

為p值，結(jié)果由Microfit4.1計算而得。

檢驗，以判斷變量之間是否存在長期均衡關(guān)系。檢驗結(jié)果如表1所示。

由表1可知，當(dāng)煤炭、石油和天然氣比重作為被解釋變量，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化指標(biāo)作為解釋變量時，其F統(tǒng)計量均通過了1%或5%的顯著性檢驗，說明存在能源消費結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化之間長期的協(xié)整關(guān)系，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化演進對能源消費結(jié)構(gòu)有長期均衡的影響。

3.變量間影響系數(shù)的估計

在確定了變量間的長期協(xié)整關(guān)系之后，需要通過ARDL模型估計各變量間的長期和短期影響系數(shù)。根據(jù)樣本數(shù)據(jù)實際情況，本文選擇SBC和AIC準(zhǔn)則得到模型的最優(yōu)形式，估計結(jié)果如表2、表3、表4，表中數(shù)據(jù)均由Microfit4.1計算。

表2　lnCS作為因變量的ARDL模型的長期系數(shù)和短期ECM模型

通過表2的估計結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：

從長期估計系數(shù)來看，除IS的估計系數(shù)不顯著外，其他變量的系數(shù)均通過1%的顯著性檢驗，這表明在長期內(nèi)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化和高級化均對煤炭消費比重產(chǎn)生顯著影響，并且影響是負(fù)向的，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化和高級化水平提升1個單位，煤炭的消費比重分別下降0.06%和1.10%，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化對煤炭消費比重的影響要大于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化。這也從另一個角度說明隨著京津冀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷向合理化與高級化演進，煤炭消費比重不斷下降，尤其是第一二產(chǎn)業(yè)不斷向第三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移會大大降低煤炭的消費比重。

從短期ECM估計模型來看，除ΔIHt-2和ΔISt對lnCS的影響不顯著外，其他變量均在1%或5%的水平上顯著。ΔIR、ΔIH和ΔIHt-1對lnCS產(chǎn)生顯著的負(fù)向影響，總體上，短期內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化和高級化水平每提升1個單位分別引起煤炭消費比重降低0.02%和0.83%。方程中誤差修正項的系數(shù)為-0.300 8，調(diào)整方向符合預(yù)期，且在1%的水平上顯著，說明當(dāng)煤炭消費比重受到短期沖擊偏離長期均衡狀態(tài)時，每年會有30.08%被修正。

綜合以上分析來看，無論在短期還是長期關(guān)系中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化對煤炭消費比重的影響都要大于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化對煤炭消費比重的影響并不顯著。這是由于煤炭比其它能源相對匱乏，且煤炭消費主要集中在第二產(chǎn)業(yè)，天津和河北作為典型的工業(yè)城市，尤其是河北，經(jīng)濟的發(fā)展對煤炭的需求較大，煤炭在其能源消費結(jié)構(gòu)中的持續(xù)高比重以及河北較為嚴(yán)重的環(huán)境問題使得節(jié)能減排作用對京津冀總體煤炭消費比重的影響并不顯著。

表3　lnOS作為因變量的ARDL模型的長期系數(shù)和短期ECM模型

通過表3的估計結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：

從長期估計系數(shù)來看，除了IS的估計系數(shù)不顯著外，其他變量的系數(shù)均通過了1%的顯著性檢驗。這表明在長期內(nèi)，IR和IH均對石油的消費比重產(chǎn)生顯著的影響，并且影響是正向的，IR和IH每提升1個單位，石油消費比重分別增加0.05%和1.16%，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化對石油消費比重的長期影響要大于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化。

從短期ECM估計模型來看，除了ΔIRt-3、ΔIHt-2、ΔISt-1和ΔISt-2的估計系數(shù)不顯著外，其他變量的系數(shù)均通過了1%、5%或10%的顯著性檢驗。ΔIRt、ΔIRt-1和ΔIRt-2的估計系數(shù)通過了1%的顯著性檢驗，對lnOS具有顯著的負(fù)向影響，總體上，在短期內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化水平每提升1個單位，石油消費比重下降0.18%。ΔIHt的估計系數(shù)通過了10%的顯著性檢驗，對lnOS產(chǎn)生一定的正向影響，而ΔIHt-1的估計系數(shù)通過了1%的顯著性檢驗，對lnOS具有顯著的負(fù)向影響，總體上，在短期內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化水平每提升1個單位，石油消費比重降低0.40%。而ΔISt的估計系數(shù)則通過了5%的顯著性檢驗，對lnOS具有顯著的正向影響，在短期內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化水平每提升1個單位，石油消費比重增加0.53%。方程中誤差修正項的系數(shù)為-1，說明當(dāng)石油消費比重受到短期沖擊后，每年會得到100%的修正。

綜合以上分析來看，在長期關(guān)系中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化對石油消費比重的影響大于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化對石油消費比重影響并不顯著，而在短期關(guān)系中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化對石油消費比重的影響程度要大于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化要大于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化。這說明節(jié)能減排措施短期內(nèi)對于京津冀石油消費比重會產(chǎn)生一定影響，但在長期并沒有實質(zhì)性的作用。

表4　lnGS作為因變量的ARDL模型的長期系數(shù)和短期ECM模型

通過表4的估計結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：

無論從長期還是短期關(guān)系來看，IR、IH和IS的估計系數(shù)均通過了1%或5%的顯著性檢驗，說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化的三個指標(biāo)對天然氣的消費比重均具有顯著的影響。在長期關(guān)系中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化、高級化和可持續(xù)化水平每提升1個單位，天然氣消費比重分別增加0.14%、5.48%和4.31%。在短期關(guān)系中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化水平每提升1個單位，天然氣消費比重降低0.06%，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化與可持續(xù)化水平每提升1個單位，天然氣消費比重分別增加2.47%和1.95%。方程中誤差修正項的系數(shù)為-0.451 8，說明當(dāng)天然氣消費比重受到短期沖擊后，每年會有45.18%得到修正。無論長期還是短期，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化對天然氣的影響程度均為最大，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化次之，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化最小。

從以上的分析中可知，在長期中產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化對煤炭和石油消費比重的影響并不顯著，而對天然氣消費比重具有顯著影響，在短期中產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化對煤炭消費比重沒有顯著影響，而對石油和天然氣的影響較為顯著，且對天然氣消費比重的影響大于對石油消費比重的影響。這與京津冀總體上煤炭消費比重較大，而石油和天然氣消費比重較小有關(guān)，尤其是河北煤炭消費比重遠遠大于天然氣。而且京津的煤炭消費比重居高不下，一直維持在90%上下，天然氣所占比重很小，經(jīng)濟發(fā)展對煤炭的依賴性較大，節(jié)能減排措施并不能有效地減少煤炭的消費，只有通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷向高級化方向發(fā)展才能從根本上降低煤炭消費比重。但節(jié)能減排措施可以在一定程度上增加天然氣等清潔能源的使用，從而使天然氣等清潔能源的消費比重上升，環(huán)境質(zhì)量得到改善。這也說明京津冀對煤炭的需求降低，而對石油、天然氣等其它能源的需求增加，從而有利于今后能源消費結(jié)構(gòu)的改變。

4.穩(wěn)定性檢驗

為了避免由于參數(shù)不穩(wěn)定而導(dǎo)致模型最終設(shè)定的不可靠性，本文采用模型的遞歸殘差累計和(CUSUM)與遞歸殘差平方累計和(CUSUMSQ)對模型的參數(shù)進行穩(wěn)定性檢驗，檢驗結(jié)果如圖2、圖3、圖4所示，其中，直線表示5%顯著性水平上的邊界區(qū)間。

圖2　因變量為lnCS的CUSUM和CUSUMSQ檢驗結(jié)果

圖3　因變量為lnOS的CUSUM和CUSUMSQ檢驗結(jié)果

圖4　因變量為lnGS的CUSUM和CUSUMSQ檢驗結(jié)果

從檢驗結(jié)果可以看出，除了lnGS作為因變量時的CUSUMSQ檢驗結(jié)果在個別年份稍不穩(wěn)定之外，其他檢驗結(jié)果均未偏離邊界區(qū)間。因此，模型的參數(shù)估計在5%的顯著性水平上是比較穩(wěn)定可靠的。

五、結(jié)論與政策建議

本文基于京津冀1991—2013年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，構(gòu)建了衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化水平的三個指標(biāo)，并對比分析了三地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化演進趨勢，然后運用ARDL模型對京津冀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化演進對能源消費結(jié)構(gòu)的動態(tài)影響進行了實證分析，得出以下幾點結(jié)論：

(1)在1991—2013年期間，京津冀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化水平差異明顯，總體上呈現(xiàn)北京優(yōu)于天津，天津優(yōu)于河北的局面，并且河北產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化水平遠遠落后于京津地區(qū)，導(dǎo)致京津冀總體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化演進趨勢緩慢。此外，除了河北產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化水平相對于全國平均水平有明顯下降之外，北京和天津均有明顯的提升，同時京津冀三地區(qū)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化和高級化水平上均有或多或少的提升，只是天津與河北較為緩慢，趨勢不是很明顯。

(2)通過邊限協(xié)整檢驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)煤炭、石油和天然氣消費比重分別作為被解釋變量時，均存在與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化各指標(biāo)之間長期穩(wěn)定的協(xié)整關(guān)系，說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化演進對能源消費結(jié)構(gòu)具有長期均衡的影響。

(3)當(dāng)煤炭消費比重作為因變量時，無論在長期還是短期關(guān)系中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化與高級化均對煤炭消費比重產(chǎn)生顯著的負(fù)向影響，并且產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化影響程度更大，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化對煤炭消費比重的影響并不顯著。當(dāng)石油消費比重作為因變量時，在長期關(guān)系中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化與高級化對石油消費比重具有顯著的正向影響，并且產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化影響程度更大，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化對石油消費比重的影響也不顯著；在短期關(guān)系中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化與高級化對石油消費比重的影響均是負(fù)向的，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化的影響是正向的，且產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可持續(xù)化的影響程度最大，高級化次之，合理化最小。當(dāng)天然氣消費比重作為因變量時，除了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化在短期對天然氣消費比重具有負(fù)向影響，在長期具有正向影響之外，無論在長期還是短期關(guān)系中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化與可持續(xù)化對天然氣消費比重均產(chǎn)生顯著的正向影響，且總體上產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化影響程度最大，可持續(xù)化次之，合理化最小。

(4)由模型的穩(wěn)定性檢驗可知，本文計算的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化各項指標(biāo)對各能源消費比重影響的估計是穩(wěn)定可靠的，通過對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化、高級化與可持續(xù)化等解釋變量進行控制，從而使得各類能源消費比重的政策不會出現(xiàn)很大的偏差。

根據(jù)以上結(jié)論，本文提出以下幾點政策建議：

(1)京津冀作為繼長三角、珠三角之后中國經(jīng)濟發(fā)展的第三增長極，應(yīng)加強區(qū)域間經(jīng)濟與能源的協(xié)同發(fā)展[19]，正確定位各自在京津冀經(jīng)濟圈中的角色，優(yōu)勢互補，提高產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化水平，縮小差距，促進能源消費結(jié)構(gòu)的調(diào)整和京津冀一體化的發(fā)展。北京應(yīng)以發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)為中心，帶動制造業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展；天津應(yīng)利用港口優(yōu)勢，大力發(fā)展制造業(yè)、物流業(yè)和海洋經(jīng)濟等，但也應(yīng)重視高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的生態(tài)化水平；而河北應(yīng)從自身條件出發(fā)，堅持發(fā)展基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，同時加快發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，并積極承接北京和天津的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，縮短與京津地區(qū)之間的差距。

(2)加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，調(diào)整高消耗、高污染、低效益的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，形成有利于能源節(jié)約利用的綠色、循環(huán)、低碳的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系。同時加大傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升力度，大力發(fā)展先進制造業(yè)、服務(wù)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，促進資源密集型產(chǎn)業(yè)向技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，改變原有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對煤炭過度依賴的局面，使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷向生態(tài)化方向發(fā)展，從而帶動能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

(3)加快重點產(chǎn)業(yè)的能源技術(shù)創(chuàng)新，提高能源使用效率，降低能源消費強度，推進煤炭轉(zhuǎn)化利用。同時大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，把排放的污染物變成新產(chǎn)品、新產(chǎn)業(yè)，降低污染物排放強度，加強節(jié)能減排目標(biāo)，從而提高天然氣等清潔能源的消費比重。此外，應(yīng)大力發(fā)展新能源，增強能源保障能力，改善能源結(jié)構(gòu)。

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(責(zé)任編輯：張任之)

Impact of the Ecological Evolution of

Industrial Structure on Energy Structure in the Beijing-Tianjin-Hebei Region

Lü Mingyuan，WANG Honggang

(Tianjin University of Commerce，Tianjin 300134,China)

Abstract：This paper constructs the index system of the ecologization of industrial structure based on the background of integration of the Beijing-Tianjin-Hebei region，including the energy consumption and the emission index，which involves rationalizing，upgrading and sustaining of industrial structure.Based on comparing and analyzing the characteristics and differences of the ecological trend of industrial structure among Beijing，Tianjin and Hebei from 1991 to 2013，it uses ARDL model to conduct an empirical analysis on the relationship between the ecologization of industrial structure and energy structure，discussing the dynamic effects of short-term and long-term of the ecological evolution of industrial structure on energy structure in the Beijing-Tianjin-Hebei region.The results show that the difference of the ecologization of industrial structure among Beijing，Tianjin and Hebei is obvious，Hebei lags far behind Beijing and Tianjin，the overall ecological evolution of the Beijing-Tianjin-Hebei region is slow；the ecological evolution of industrial structure has the long-term balanced impact on energy consumption structure in the Beijing-Tianjin-Hebei region;the advanced level of Industrial structure has the greatest impact on the energy consumption structure and the rational level of industrial structure has smaller effect.

Keywords：the ecologization of industrial structure;the Beijing-Tianjin-Hebei region;energy structure;ARDL

作者簡介：呂明元(1966—)，男，天津商業(yè)大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院教授，經(jīng)濟學(xué)博士；王洪剛(1990—)，男，天津商業(yè)大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院碩士研究生。

基金項目：國家社會科學(xué)基金項目“生態(tài)型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)評價體系構(gòu)建與測度：對我國典型區(qū)域的實證分析”(13BJY007)；天津市教委社科重大項目“京津冀聯(lián)動構(gòu)建生態(tài)互補型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)推進天津市能源結(jié)構(gòu)調(diào)整研究”(2014ZD30)

收稿日期：2015-08-27

中圖分類號：F424.0

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1008-2700(2016)02-0050-11

DOI：10.13504/j.cnki.issn1008-2700.2016.02.007