基于多元回歸的計量經(jīng)濟學論文

國際化大都市北京的空氣質(zhì)量影響因素分析【摘要】：空氣是人類賴以生存的物質(zhì)根底,適宜人們生存的空氣是保證人類身心健康的前提。前人對空氣質(zhì)量問題的研究大多集中在對其測量及其標準劃分的理論局部，對于真正影響空氣質(zhì)量的多因素模型構(gòu)建及分析甚少涉及。本文使用1985-2023年共26年的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)建立計量經(jīng)濟學模型，準備從GDP年增長率，能源消費增長率，常住人口增長率等影響因素為切入點，研究考察北京市的空氣質(zhì)量。分析說明影響北京市空氣質(zhì)量的主要因素是GDP增長率，城市覆蓋綠化率，機動車擁有量增長率，對此我們提出了一些切實可行的建議。【關(guān)鍵詞】：計量經(jīng)濟學模型；北京空氣質(zhì)量；影響因素一、問題提出空氣質(zhì)量與人類的生活息息相關(guān)。立足國際，在過去漫長的歲月里，倫敦確實是世界聞名的霧都。這主要有兩方面的原因：一是自然的原因，二是人為的原因，倫敦為英國工業(yè)革命的主要發(fā)源地之一，工廠眾多，煙囪林立，加上城市人口密集，家家都使用傳統(tǒng)的壁爐。于是，煙與霧交集混雜在一起，形成著名的倫敦霧。所以，倫敦霧是多種因素的產(chǎn)物。20世紀初，倫敦人大局部都使用煤作為家居燃料，產(chǎn)生大量煙霧。這些煙霧再加上倫敦氣候，造成了倫敦“遠近著名〞的煙霞，英語稱為LondonFog〔倫敦霧〕。因此，英語有時會把倫敦稱作“大煙〞〔TheSmoke〕，倫敦并由此得名“霧都〞。1952年12月5日至9日期間，倫敦煙霧事件令4000人死亡，政府因而于1956年推行了《空氣清凈法案》，于倫敦局部地區(qū)禁止使用產(chǎn)生濃煙的燃料。歷時半個世紀，倫敦才辭別霧都，空氣質(zhì)量得到明顯改觀。參考倫敦霧都歷史簡介。此外很多國家為了開展經(jīng)濟也造成了空氣質(zhì)量的嚴重下降，例如烏克蘭被放射性金屬嚴重污染的切爾諾貝利、俄羅斯的化學武器生產(chǎn)基地捷爾任斯克、多米尼加共和國名副其實的‘毒城海納、贊比亞胡亂開采和疏于管理的卡布韋參考倫敦霧都歷史簡介。立足于國內(nèi)，我國改革開放以來,伴隨著經(jīng)濟的高速開展,工業(yè)化程度的加深,環(huán)境污染日益嚴重,惡化的空氣質(zhì)量已經(jīng)對人們的健康生活造成威脅。以宜賓、貴陽、重慶為代表的西南高硫煤地區(qū)的城市和北方能源消耗量大的山西、山東、河北、遼寧、內(nèi)蒙古及河南、陜西局部地區(qū)的城市二氧化硫污染較為嚴重。90年代的北京曾經(jīng)沙塵肆虐,空氣質(zhì)量達不到國際標準,痛失了2000年奧運會舉辦權(quán)。自1998年開始,北京市采取了一系列措施來提高環(huán)境質(zhì)量,包括調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、增加綠地面積、制定法律法規(guī)等。在2023年奧運期間,北京推出單雙號限行的制度,并將其固定下來作為緩解交通環(huán)境壓力的政策。經(jīng)過多年的努力,北京市空氣質(zhì)量得到了極大改善,環(huán)境質(zhì)量有了很大提高,二級及以上的天數(shù)從2000年的177天增加到2023年的274天。數(shù)據(jù)來源于中華人民共和國環(huán)境保護部官方網(wǎng)站。SO2、CO、NO2及可吸入顆粒物平均濃度均有下降?！翱沙掷m(xù)開展〞理念也漸漸深入人心。數(shù)據(jù)來源于中華人民共和國環(huán)境保護部官方網(wǎng)站。在我國的“十二五〞規(guī)劃中也明確強調(diào)要堅持綠色開展，加快建設(shè)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。也特別提出要改善民生?？諝赓|(zhì)量對于人類的康健至關(guān)重要，在一個良好的空氣質(zhì)量環(huán)境下生活才能舒適。而北京作為我國的政治中心更應(yīng)該起到帶頭作用。二、文獻綜述關(guān)于空氣質(zhì)量的文獻，前人大多集中在對空氣質(zhì)量的測量及劃分標準方面的理論研究。其中李祚泳，汪嘉楊，張國麗用于基于韋伯-費希納定律在適當設(shè)定各項空氣污染物濃度“參照值〞的根底上，用相應(yīng)于“參照值〞的污染物的“標準值〞得到7項空氣污染物皆適用的空氣質(zhì)量普適韋伯指數(shù)公式。該公式應(yīng)用于多個實例分析，并與多種其它評價方法的評價結(jié)果比擬說明，空氣質(zhì)量普適韋伯指數(shù)公式具有簡單、實用和直觀的特點。并且還有學者對長江三角洲地區(qū)年度空氣質(zhì)量測定，對不同季節(jié)環(huán)境空氣質(zhì)量變化研究以及北方地區(qū)采暖季與非采暖季空氣質(zhì)量的比擬研究。這些文獻的研究結(jié)果說明：空氣質(zhì)量隨著季節(jié)的變化和地區(qū)的不同而呈現(xiàn)出不同的狀況，科學的測量方法對于改善空氣質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。此外，也有學者對空氣質(zhì)量影響因素做出過單因素模型分析。其中崔華勝，掃路機作業(yè)對首都空氣質(zhì)量的影響研究發(fā)現(xiàn)，掃路機作業(yè)對北京市城市空氣質(zhì)量有重要影響。這種影響既表現(xiàn)在其作業(yè)中產(chǎn)生的一次揚塵上，也表現(xiàn)在其作業(yè)后路面殘留垃圾灰土由于車輛擾動而產(chǎn)生的二次揚塵上。通過改良不同形式掃路機的結(jié)構(gòu)，可以有效抑制作業(yè)一次揚塵的產(chǎn)生。而通過采用新設(shè)備、新工藝，改良路面質(zhì)量，可以有效地防止二次揚塵的產(chǎn)生。王紅梅，黃曉，通過Daniel的Spearman秩相關(guān)系數(shù)法對昆明市空氣污染物進行定量分析檢驗，研究各種污染物負荷的增減情況，從而評估環(huán)境空氣質(zhì)量的整體趨勢。王書肖，陳瑤晟等利用MM5-CMAQ模型計算了各區(qū)縣各行業(yè)燃煤對北京市空氣質(zhì)量的影響，找出各類燃煤源，在此根底上提出控制和改善的措施。這些研究說明：空氣質(zhì)量的好壞嚴重依賴于人類日常的各項活動，隨著經(jīng)濟的開展，這種以犧牲環(huán)境質(zhì)量和空氣質(zhì)量為代價的生產(chǎn)活動越來越多，嚴重危害到我們的生存環(huán)境和身心健康。所以在此我們以前人的研究為根底，綜合多種影響空氣質(zhì)量的因素來分析北京市空氣質(zhì)量的改善過程以及對其中的缺乏提出較為理性的建議。三、變量的選取及分析空氣質(zhì)量的好壞反映了空氣污染程度，它是依據(jù)空氣中污染物濃度的上下來判斷的?？諝馕廴臼且粋€復雜的現(xiàn)象，在特定時間和地點空氣污染物濃度受到許多因素影響。來自固定和流動污染源的人為污染物排放大小是影響空氣質(zhì)量的最主要因素之一，其中包括車輛、船舶、飛機的尾氣、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)排放、居民生活和取暖、垃圾燃燒等。城市的開展密度、地形地貌和氣象等也是影響空氣質(zhì)量的重要因素。如何準確測度空氣質(zhì)量,分析各地區(qū)的空氣質(zhì)量狀況和變化,以及如何提高空氣質(zhì)量等問題,越來越受到學術(shù)界的重視?？諝赓|(zhì)量有兩種含義,一種含義是指廣義的室外的環(huán)境空氣質(zhì)量,從空氣質(zhì)量這一角度反映某一特定地區(qū)的環(huán)境狀況。另一種含義是指小范圍的局部的空氣質(zhì)量狀況,例如,室內(nèi)空氣質(zhì)量,高校教室空氣質(zhì)量、手術(shù)臺空氣質(zhì)量、汽車車內(nèi)空氣質(zhì)量?！?〕被解釋變量y的選取：我國現(xiàn)用于度量城市空氣質(zhì)量等級的空氣質(zhì)量指數(shù)〔API〕，其主要將常規(guī)監(jiān)測的幾種空氣污染物二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、顆粒物(PM10)、一氧化碳(CO)、顆粒物(PM2.5)等的濃度簡化成為單一的數(shù)值形式，并分級表示空氣污染程度和空氣質(zhì)量狀況。根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)日報技術(shù)規(guī)定》空氣質(zhì)量按照空氣質(zhì)量指數(shù)總共分為七個檔次，相對應(yīng)空氣質(zhì)量的七個級別，指數(shù)越大、級別就越高，也說明污染的情況越嚴重，對人體的健康危害也就越大。具體如下：空氣質(zhì)量劃分標準空氣質(zhì)量級別0～50Ⅰ級51～100Ⅱ級101～150Ⅲ1級151～200Ⅲ2級201～250Ⅳ1級251～300Ⅳ2級301～500Ⅴ級空氣質(zhì)量狀況優(yōu)良輕微污染輕度污染中度污染中度重污染重污染根據(jù)科學鑒定：一級標準的空氣不存在空氣污染的問題，不會對人體健康產(chǎn)生危害，可多參加戶外活動，多呼吸一下清新的空氣。二級其空氣質(zhì)量級別是良，是可以接受的級別，除了少數(shù)對某些污染物特別容易過敏的人群外，也不會對人體健康產(chǎn)生危害，可以正常進行室外活動。所以在此我們選用一級及二級空氣質(zhì)量天數(shù)在一年的占有率作為被解釋變量，綜合反映北京市每年的空氣質(zhì)量狀況。(2)GDP增長率GDP是國內(nèi)生產(chǎn)總值的縮寫，是指一個國家或地區(qū)的經(jīng)濟中所生產(chǎn)出的全部最終產(chǎn)品和勞務(wù)的價值，常被公認為衡量國家經(jīng)濟狀況的最正確指標。它不但可反映一個國家的經(jīng)濟表現(xiàn)，更可以反映一國的國力與財富。地區(qū)的經(jīng)濟增長能力通常用地區(qū)的GDP來衡量，空氣質(zhì)量與經(jīng)濟增長密切相關(guān)，如果人類采取粗放型的經(jīng)濟增長方式，空氣的質(zhì)量會因此而惡化，相反，如果人類采取的是集約型的經(jīng)濟增長方式，走可持續(xù)的開展道路，加大科技的投入和環(huán)保力度，空氣的質(zhì)量可能不會受到影響，甚至會得到一定程度的改善?！?〕能源消費增長率眾所周知，煤、石油的消耗會產(chǎn)生大量的煙塵，氮氧化物，二氧化碳，二氧化硫等，而天然氣，水能，太陽能，核能等清潔能源對空氣的影響相對較小。目前世界上因燃煤而排入大氣的SO2在空氣中停留的時間大致為一周，一局部隨大氣顆粒物直接落到地面，另一局部隨雨雪降到地面。在高空中SO2被氧化成SO3，遇水而成硫酸煙霧。氮氧化物可刺激肺部，使人較難抵抗感冒之類的呼吸系統(tǒng)疾病，呼吸系統(tǒng)有問題的人士如哮喘病患者，會較易受二氧化氮影響。對兒童來說，氮氧化物可能會造成肺部發(fā)育受損。研究指出長期吸入氮氧化物可能會導致肺部構(gòu)造改變，但目前仍未可確定導致這種后果的氮氧化物含量及吸入氣體時間?！?〕常住人口增長率根據(jù)常理推斷，隨著城市經(jīng)濟的增長，常住人口數(shù)量呈增長的趨勢，這會帶來一系列的問題，首先，人口數(shù)量的增多，對資源和能源的需求量加大，給資源和環(huán)境帶來壓力。其次，由于城市土地資源緊張，人口分布相對集中，再加上人均消費水平的上升，使生活排污量劇增，對環(huán)境造成侵害。再次，人口數(shù)量增多，生產(chǎn)規(guī)模擴大，大量生產(chǎn)廢棄物產(chǎn)生，增加生活污水和垃圾污染。據(jù)統(tǒng)計，我國目前城市垃圾的年產(chǎn)量約為1.5億噸，并以越來越快的速度不斷增長。總而言之，城市日益增加的人口數(shù)量與城市空氣質(zhì)量的惡化有著直接間接的關(guān)系?！?〕城市覆蓋綠化率城市覆蓋綠化率與空氣質(zhì)量呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系，綠地面積越多，空氣質(zhì)量能夠得到逐步改善。城市綠地不僅可以凈化空氣，還可以減輕噪音污染。綠地和綠樹好比城市之“肺〞，它可以吸收大量二氧化碳，放出氧氣；同時能阻擋飛揚的灰塵，吸收各種有害的氣體，從而起到過濾、凈化空氣的作用。城市綠地和綠樹通過光合作用，不斷吸收二氧化碳，使空氣中負離子的數(shù)目得到相應(yīng)提高。〔6〕工業(yè)產(chǎn)值占總產(chǎn)值的比重在大多數(shù)開展中國家，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不完善，即使像北京這樣的國際化大都市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也不盡合理，工業(yè)產(chǎn)值所占比重過高，而其低下的生產(chǎn)效率，不合理的能源消費結(jié)構(gòu)導致粉塵煙氣的過度排放，增加大氣中的懸浮顆粒，而懸浮顆粒物濃度大，會降低大氣能見度，影響視程，并引發(fā)交通事故。它還削弱紫外線強度，不僅影響動植物生長，還會使兒童患佝僂病。當初北京為了取得舉辦奧運會的權(quán)利，在改善城市空氣質(zhì)量的過程中，逐步將高耗能的企業(yè)遷出市外?！?〕機動車擁有量增長率“機動車〞，是指以動力裝置驅(qū)動或者牽引，上道路行駛的供人員乘用或用于運送物品以及進行工程專項作業(yè)的輪式車輛。隨著經(jīng)濟的繁榮和人民生活水平的提高，機動車的擁有量不斷增加，在給經(jīng)濟帶來繁榮和機遇的同時，也帶來了很大的問題，近年來，機動車尾氣排放已成為城市大氣污染的重要來源之一，汽車尾氣排放的主要污染物有一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物、鉛等。這些有害物質(zhì)均會對人體產(chǎn)生危害，在特定條件下，這些污染物還非常容易轉(zhuǎn)化為強致癌物質(zhì)，增大居民的癌癥發(fā)病率。對環(huán)境的負面效應(yīng)也越來越大，造成地表空氣臭氧含量過高，加重了城市熱島效應(yīng)，使城市空氣質(zhì)量持續(xù)惡化。四、數(shù)據(jù)處理及建模本文模型數(shù)據(jù)樣本從1985-2023年年份二級及好于二級天數(shù)年占有率〔y)GDP增長率(x1)能源消費增長率(x2)常住人口增長率(x3)城市覆蓋綠化率(x4)工業(yè)占總產(chǎn)值的比重(x5)機動車擁有量增長率(x6)19850.25860.1869810.0313930.01658022.100.5083630.24513319860.27230.1081290.0852670.04791022.860.4956120.29936519870.28090.1470690.0316050.01848222.900.4727660.30110919880.29560.2552020.0552590.01337225.000.4619700.30671219890.30780.1116530.0155280.01319526.000.4666670.31998719900.32590.0982460.0213030.01023328.000.4378990.32100219910.30670.1958870.0598770.00736628.430.4267820.32023819920.32520.1840040.0402130.00731330.330.4132000.31894319930.33230.2497530.0927810.00907431.330.3827580.30987219940.38250.2923720.0371530.01169132.390.3648830.30300119950.39380.3164240.0435360.11208932.680.3500700.28933119960.46210.1867080.0569410.00663433.240.3220430.21783219970.48820.160910-0.004097-0.01540434.220.3061480.24005619980.49950.1444800.0238970.00451635.600.2820230.23309819990.53210.1268720.0258700.00931336.300.2702700.28128520000.56670.1802670.0607670.08463336.500.2669450.27571420010.50410.1727870.0205610.01576738.780.2531820.27825020020.55620.1637000.0489260.02750740.570.2366630.24714820030.61370.1604170.0477980.02332840.870.2445480.21097620040.6230.2049050.1057170.02492441.910.2576910.25988420050.64110.1551910.0743990.03034842.000.244924066030.1647610.0692080.02795842.500.2244200.11905720070.6740.2129890.0645210.03289143.000.211520074860.1287930.0066920.03796743.500.1917860.19335120230.78020.0933870.0384440.03539844.400.18950907830.1613260.0584080.11789245.000.1958390.196566數(shù)據(jù)來源：y來源于中華人民共和國環(huán)境保護部x1,x2,x3,x4,x5,x6數(shù)據(jù)來源于北京市統(tǒng)計信息網(wǎng)增長率等于今年的數(shù)據(jù)減去去年的數(shù)據(jù)后再除以去年的數(shù)據(jù)而得。工業(yè)占總產(chǎn)值的比重等于工業(yè)產(chǎn)值比上生產(chǎn)總值?；貧w結(jié)果如下：Y=0.3531312465-0.3736372989*X1-0.1172513039*X2+0.6653439001*X3+0.01262551674*X4-0.3808881852*X5-0.5108172319*x61.143421-2.950448-0.4068743.053532.320044-1.013341-3.184553T=26R2=0.97t0.05(19)=2.0931.經(jīng)濟意義的檢驗該模型可以通過初步的經(jīng)濟意義的檢驗，系數(shù)的符號符合經(jīng)濟理論。2.統(tǒng)計檢驗從表中可以看出，顯然能源消費增長率，工業(yè)占總產(chǎn)值的比重的系數(shù)通不過T檢驗。R2的值為0.973842，調(diào)整后的R2的值為0.965582，模型的擬合情況較好。F檢驗的值為117.894，說明整個模型對空氣質(zhì)量變化的影響是顯著的。3.多重共線性的檢驗從F值可知此模型整體顯著，但是分析各個變量后發(fā)現(xiàn)x2和x5不顯著，可能存在多重共線性，其各變量的相關(guān)系數(shù)矩陣如下：根據(jù)相關(guān)系數(shù)矩陣可知x4與x5的相關(guān)系數(shù)的絕對值為0.98>0.97,根據(jù)klein法那么判斷出模型中存在多重共線性。用x1,x2,x3,x4,x5,x6分別對y做簡單回歸：Y=0.6105810357-0.7145638236*X15.499787-1.182957R2=0.055095Y=0.4618886156+0.4994327354*X26.6441930.383227R2=0.006082Y=0.4310720601+1.924173316*X310.070901.877631R2=0.128081Y=-0.2849101655+0.0222366081*X4-6.26787817.30225R2=0.925781Y=0.9897812519-1.547438695*X530.40393-16.25197R2=0.916703Y=1.052767457-2.253592546*X612.47207-6.913267R2=0.665707根據(jù)其可決系數(shù)的大小解釋變量的重要性依次為x4,x5,x6,x3,x1,x2.將其他解釋變量導入上述初始回歸模型，尋找最正確回歸方程：逐步回歸過程cX4X5X6X3X1X2R2F接受與否Y=f(x4)0.280.022T值-6.2717.30.926299.37接受Y=f(x4,x5)0.160.02-0.55T值0.392.04-1.090.929151.47剔除Y=f(x4,x6)0.010.02-0.62T值0.0511.22-3.170.948211.15接受Y=f(x4,x6,x3)0.020.018-0.640.49T值0.2411.03-3.471.930.956158.79剔除Y=f(x4,x6,x1)0.020.02-0.56-0.33T值0.1712.49-2.71-2.360.959170.62接受Y=f(x4,x6,x1,x2)0.020.02-0.51-0.310.11T值0.212.25-2.68-2.06-0.360.959122.91剔除由上可得出最后的模型應(yīng)為：Y=0.01560569672+0.01886083734*X4-0.5027971919*X6-0.3246153253*X10.17179112.49090-2.708895-2.361172R2=0.959F4.異方差的檢驗Obs*R-squared的計算結(jié)果是9.098874，由于選用的沒有交叉乘積項的方式，所以自由度為6，在0.05的顯著水平下，卡方的值為12.59>9.098874，所以接受原假設(shè)，即該模型不存在異方差性。5.自相關(guān)檢驗DW=1.16，在0.05的顯著水平下，查表得DW的臨界值為DL=1.14DU=1.65，所以DW檢驗陷入無法識別的區(qū)域，再次選用LM檢驗方法。以自由度為3，在0.05的顯著水平下，卡方的值為7.81>4.85，所以不存在自相關(guān)。五、結(jié)論及建議〔一〕結(jié)論由上模型得出如下結(jié)論：城市覆蓋綠化率每增加一單位，好于二級的天數(shù)年占有率平均增加0.019個單位；機動車擁有量增長率每增加一個單位，好于二級的天數(shù)年占有率平均減少0.5個單位；GDP增長率每增長一個單位，好于二級的天數(shù)年占有率平均減少0.32個單位。從理論上來說，城市覆蓋率的增加有利于改善整個城市的空氣質(zhì)量，使其二級及好于二級的天數(shù)的增多。北京為迎接奧運,在很多地區(qū)都植入了人工草坪來調(diào)節(jié)北京的綠色調(diào),并在一定程度上短期改善北京整體環(huán)境。機動車擁有量的增多會排放更多一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物、鉛等，對空氣質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。此外經(jīng)濟總量的增加也與空氣質(zhì)量密切相關(guān)。〔二〕具體建議〔1〕把治理揚塵作為生態(tài)友好開展的重要戰(zhàn)略，努力構(gòu)筑與社會、經(jīng)濟、環(huán)境開展相適應(yīng)，與城市開展相協(xié)調(diào)的優(yōu)質(zhì)、高效、完善的揚塵污染治理長效機制。出臺制約力強、覆蓋面寬的法規(guī)制度，實現(xiàn)有法可依；在監(jiān)管和細節(jié)上明確部門職責，做到“責任到人〞，防止監(jiān)管空白；完善空氣質(zhì)量監(jiān)測機制，落實國家的環(huán)境保護政策。針對大風天氣起塵特點，根據(jù)氣象條件適時發(fā)布揚塵污染天氣預警，預警期間，建筑施工單位應(yīng)停止作業(yè)，相關(guān)部門灑水降塵；加強生態(tài)建設(shè)，增加水域面積、植樹造林、提高城市綠化覆蓋率，從源頭減少揚塵。〔2〕進一步加強機動車污染治理。繼續(xù)淘汰老舊車輛，研究建立老舊機動車更新淘汰長效機制。力爭淘汰全部“黃標車〞及其各式各樣高排放老舊機動車。不斷提高新