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摘要：本文采用非参数APLM研究我国贸易开放度与人均二氧化碳排放之间的关系。研究结果表明，随着贸易开放度的加大，人均二氧化碳排放也随之增加，即贸易开放对人均二氧化碳排放具有显著的促进作用，这一研究结果支持“污染天堂假说”（PHH）在我国的适用性。此外，本文还发现能源强度是我国人均二氧化碳排放的主要影响因素，人均GDP与人均二氧化碳排放之间并不存在倒“U”型的环境库兹涅茨曲线关系，而是正相关关系，FDI对人均二氧化碳排放的实际影响并不显著.
关键词：贸易开放度；人均二氧化碳排放；APLM模型；倒“U”型曲线
中图分类号 文献标识码 文章编号
自上世纪70年代末以来，我国经济保持了30多年的高速稳定增长，年均经济增长速度超过9%，而国际贸易对经济增长的贡献功不可没，1978年我国的贸易依存为9.7%，而2006-2008年的外贸依存度分别为64.81%，62.27%，56.90%。虽然近几年受金融危机的影响，进出口有所下降，但不可否认国际贸易仍然是我国经济增长的一大火车头。然而伴随着经济的快速增长与对外贸易的不断深化，资源被过度使用，导致了一系列环境问题。在2007年世界经济论坛年会上，气候变化已被认为是超过恐怖主义、阿以冲突、伊拉克问题成为压倒一切的首要问题（庄贵阳，2007）。我国2007年的二氧化碳排放量为67.2亿吨，超过美国的59亿吨，成为世界头号碳排放国家。我国政府已经规划到2020年实现人均GDP比2000年翻2翻的经济发展目标，并且在2009年的联合国气候变化峰会上提出争取到2020年国内生产总值的碳排放强度比2005年要有显著下降的目标，加之当前全球都在积极的推行“低碳经济”，各国都要承担对全球“碳减排”应尽责任。此外，当前不少国家开始征收“碳关税”，这显然不利于我国的出口贸易。因此，本文拟从定量的角度研究国际贸易与二氧化碳排放的联系及它们之间的长期变化趋势，为政府相关部门制定有效的“节能减排”政策提供科学的理论依据，以进一步促进“资源节约，环境友好”的两型社会建设。
1文献综述
关于贸易与二氧化碳排放之间的关系，国内外学者多集中在进出口贸易中碳含量测算的研究。随着全球对二氧化碳排放关注度的逐年提升，有关于二氧化碳与经济增长、二氧化碳与贸易开放之间关系的研究文献大量涌现，但并未得到一致的研究结论。
国外方面，Copeland ， Taylor（1994， 1995） 建立南北贸易模型实证研究了环境质量与对外贸易之间的关系，他们研究得出，对外贸易改善了发达国家的环境质量，却恶化了发展中国家的环境质量。Kander， A. and M. Lindmark（2006）以瑞典为研究样本，研究了外贸与发达国家的污染排放是否存在因果关系，即发达国家是否将其污染源转移到了发展中国家。不过他们并未发现因果关系的存在，却发现效率提高，消费模式改变和能源系统改造才是影响瑞典污染排放的关键因素，对外贸易的影响作用较小。Halicioglu， F.（2009）以土耳其1960-2005年的时间序列数据为研究样本实证研究了二氧化碳排放、能源消费、收入与对外贸易之间的因果关系，研究表明，二氧化碳排放与对外贸易之间存在长期因果关系。Paul B. Stretesky ， Michael J. Lynch（2009）利用169个国家1989～2003面板数据建立面板模型研究分析了人均二氧化碳排放与进出口贸易之间的关系，其研究结果表明，出口对于世界各国的人均二氧化碳排放具有正向促进作用，而在进口方面，则只有个别国家的进口对二氧化碳排放有影响。同时指出，进出口贸易对二氧化碳排放的作用可能还受产品需求的影响。Aaron Kearsley， Mary Riddel（2010）利用OECD27个国家1980～2004年以二氧化碳为主的碳氧化物数据以及氮氧化物数据研究了环境指标与人均GDP、对外开发程度和人口之间的关系，他们认为就其研究结果而言，没有证据表明环境质量与收入之间存在显著的环境库兹涅茨曲线关系，并且发现环境库兹涅茨曲线转折点的置信区间非常宽，几乎包括所有样本数据，进而认为环境库兹涅茨曲线假设值得怀疑。此外Grossman ，Krueger（1991），Lucas et al.（1992），Wyckoff ， Roop（1994），Antweiler（1996），Suri ，Chapman（1998），Pesaran et al.（2001），Wyckoff（2003），Nohman， Antrobus（2005）. Mongelli et al.（2006），Peters， Hertwich（2008）等学者也对环境与贸易之间的关系做了研究，但都没得到一致的结论。
同国外研究相比，我国研究对外贸易与二氧化碳排放之间关系的文献还较少。李秀香，张婷（2004）研究了我国出口扩大对二氧化碳排放的影响，他们认为，随着时间的推移，出口增长并没有促使人均二氧化碳排放的大量增加，相反，却在一定程度上减少了人均二氧化碳排放。李小平，卢现祥（2010）运用我国20个工业行业与G7和OECD等发达国家的贸易数据研究了国际贸易等因素如何影响中国工业行业的二氧化碳排放。研究结果表明，国际贸易能够减少工业行业的二氧化碳排放总量和单位产出的二氧化碳排放量。包群，陈媛媛等（2010）以国际资本流动作为研究背景，从理论上研究了外商直接投资对东道国环境质量的影响，并在环境质量满足正常商品假设下推导出外商投资与东道国当地环境质量存在倒“U”型曲线关系。吴献金，邓杰（2011）运用1995-2007年期间我国省际面板数据，从规模、结构和技术三个角度，就贸易自由化、经济增长对碳排放的影响进行了实证研究，研究表明，代表规模技术效应的人均收入和二氧化碳排放之间存在显著的正相关关系，存在碳排放的环境库兹涅茨曲线，且贸易自由化的总效应使得碳排放增加。李国志，王群伟（2011）基于变参数模型，分析了我国出口贸易结构对二氧化碳排放的动态影响，研究结果表明，出口贸易各项组成部分与二氧化碳排放之间存在长期均衡关系，并呈现动态变化。其中初级产品出口对碳排放的影响系数呈逐渐增加趋势，而工业制成品出口对碳排放的影响系数则呈逐渐降低趋势。刘华军，闫庆悦（2011）分别利用时间序列数据和省际面板数据，对中国二氧化碳环境库兹涅茨曲线进行经验估计，实证研究贸易开放和FDI对中国二氧化碳排放的影响效应，1952～2007年时间序列协整分析表明，贸易开放对二氧化碳排放具有负的效应，但统计不显著，1983～2007年时间序列协整检验表明，贸易开放对二氧化碳排放具有正的效应。 不难发现，无论是国外文献还是国内文献，都是使用简单回归模型或面板模型研究对外贸易与二氧化碳之间的关系。然而，变量之间关系的假设具有很强的主观性，建模者往往需要尝试多种形式的模型才能根据统计检验和经济意义等因素的综合考虑最终选定模型的形式。而非参数模型在曲线拟合方面具有显著的优势。因此本文拟将非参数模型应用于研究我国对外贸易与二氧化碳排放之间的关系。此外，鉴于大多数文献只注重于参数统计意义上的显著性分析，而甚少关心更具实际意义的经济解释，因此，本文除在建模方法上进行拓展外，还将对参数的经济意义进行全面而系统的解释。
2 研究方法
参数回归最大的优点是回归结果可以外延，但缺点是形式固定，拟合效果较差。而非参数回归则恰好相反，它的回归函数形式不确定，结果外延困难，但拟合效果较好。而碳排放的环境库兹涅茨曲线研究重在曲线拟合效果，并且拟合程度越高越便于研究曲线的形状。因此，采用非参数回归研究环境库兹涅茨曲线更加合理。
一般的可加模型（additive model）可以表示为如下形式：
可加模型的主要优点在于：它既能够避免维数诅咒（维数越高，模型估计的精度越差），又能够使模型中的系数易于解释。因此，stone于1986年对上述可加模型进行了拓展，得到可加性部分线性模型（Additive Partial Linear Models，APLM）：
模型（1）中的 可以表示为 。其中 为已知的以线性形式引入模型的 维解释变量向量， 为非参数形式引入模型的 维解释变量向量。
将模型（2）写成如下形式：
其中 由元素 组成的 阶的平滑矩阵。
假设 有M个观测值： ，…， 。则根据M个子样本可以分别计算出估计值 ，（k=1，…，M）。然后将所有的 取平均得到最终的估计 。
估计 ， 为对应变量 的一个数值， 表示除了变量 外的其余变量。首先采用局部线性回归在 方向上进行展开 。同时对于所有的 将（5）式最小化：
其中， 为一维的核密度函数， 表示窗宽， 为 的多元核密度函数， 为 维窗宽向量，这样通过（5）式中求得 即可估计出 ，重复上述步骤 次并采用求边缘密度的方法可得：
常数项则可用下式估计：
3指标选取、数据说明与实证模型
3.1指标选取
鉴于已有研究与数据可得性，本文选取如下指标进行分析研究：
1.因变量的选取
人均CO2（PCO2），其中2009年数据尚未公开，本文依据政府间气候变化专门委员会（IPCC）提出的二氧化碳排放计算方法方法进行计算，计算公式如下：
其中， 为总的CO2排放量， 为第 种能源的CO2排放量， 为第 种能源的消费总量， 为第 种能源的热值系数， 为第 种能源的碳含量， 为第 种能源的碳氧化率。我国的能源消费构成（煤炭、石油、天然气）可以从《中国能源统计年鉴》上找到，热值系数以及碳含量则可以从IPCC出版的国家温室气体库存指南上面得到，煤炭、石油、天然气的碳氧化率参照虞义华等（2011） 提出的数值。
2.自变量的选取
（1）贸易开放度（OPEN），即本文主要关心的变量。学术界关于对外贸易与环境质量 之间的关系的论断主要存在两种说法：一部分学者认为，对外贸易为发展中国家提供了学习新技术的机遇与动力，可以促进发展中国家相关企业的技术进步，降低单位产值的污染物排放，改善环境质量，进而可以提高全球环境质量与改善地区的可持续发展能力；另一部分学者则认为，对外贸易虽然能够刺激经济增长，但会导致更多的环境退化与工业污染。除此之外，环境管制可能增加企业的生产成本，导致污染大的企业或产业向欠发达国家或地区转移（这些地区往往环境标准较低），使之成为“污染物避难所”，为了保持竞争优势与经济高速发展，欠发达国家或地区将降低环境质量标准，从而最终导致全球总体环境质量恶化。因此，贸易开放度的符号预期可能为负也可能为正。本文利用进出口贸易总额占GDP的比重表示贸易开放度，由于环境质量与贸易开放度之间的关系存在分歧，因此，将贸易开放度纳入实证模型的非参数部分。
（2）人均GDP（PGDP）。依据环境库兹涅茨曲线理论，经济增长与环境污染存在倒“U”型曲线关系，即经济增长初期随着人均GDP不断增加，环境质量逐渐恶化，当人均GDP增长到一定程度时，环境开始改善，并伴随着人均GDP的增长而持续改善，即所谓的倒“U”型曲线。根据本文的理论假定，将人均GDP纳入到实证模型的非参数部分，以不确定的函数形式验证环境库兹涅茨曲线理论在我国的适用性。
（3）外商直接投资（FDI）。一般来说，外商直接投资的资金来源于国外跨国公司，他们拥有雄厚的资金、先进的技术和高级管理人才，跨国公司在投资我国相关企业的同时也会附带先进排污技术和先进污染物处理设备。因此，可以通过引入外资学习他们先进的排污技术，从而提高资源的利用效率和自身治污水平。本文假定，FDI与人均二氧化碳存在负相关关系。即FDI的引入有利于我国人均二氧化碳排放的减少。
（4）能源强度（I）。能源强度（I）即单位GDP生产所需能源消费量，其值等于第t年能源消费总量（E）与第t年的GDP（本文以1979年不变价为基期）之比：
（9）
化石能源消费是二氧化碳排放的主要来源，因此，在GDP一定时，能源消费强度越大，二氧化碳排放越大。因此能源强度与二氧化碳排放具有正相关关系。
3.2数据说明
本文所涉及的数据指标有人均二氧化碳（PCO2，单位：吨/人）、人均GDP（PGDP，单位：元/人）、外商直接投资（FDI，单位：亿美元）、贸易总额（单位：亿元）、能源强度（I，单位：吨/万元）。数据跨度为1979～2009年。其中二氧化碳1979～2005年的数据来源于世界银行，2006～2008年数据来源于美国二氧化碳信息分析中心（CDAIC），2009年数据通过相应数据计算得到。外商直接投资1979～1983年数据来源于联合国统计数据库，其余年份的数据以及人均GDP和贸易总额数据来源于1980～2010年《中国统计年鉴》。能源强度根据《中国统计年鉴》历年能源消费总量 与GDP总量之比（1979年不变价）计算得到。 3.3实证模型构建
本文假设二氧化碳排放的主要影响因素有贸易开放度（OPEN）、人均国内生产总值（PGDP）、外商直接投资（FDI）、能源强度（I）。根据柯布—道格拉斯生产函数理论构造初始模型：
将（10）式两边取自然对数得：
根据非参数模型理论，将PGDP和OPEN纳入非参数部分，其余为线性部分，则（11）式变形可得：
4 实证结果分析
4.1数据的描述性分析
表1为研究样本的描述统计分析，我国人均二氧化碳排放量约为2.7吨，远低于中等发达国家的人均排放量（《2005年世界发展指标》，中国财政经济出版社，2005年版，中国财政经济出版社组织翻译）。
参数结果
表2的结果显示，FDI与PCO2的线性关系的统计性质非常显著（p值为0.0076），并且为负相关关系，即从统计角度来看，FDI的引入似乎有利于缓解我国人均二氧化碳排放。另一方面，如果考虑系数的实际意义（即经济意义），FDI系数不显著（系数绝对值大小为0.00162），其系数大小表明，在其他条件不变的情况下，如果FDI引入量提高100%，则人均二氧化碳排放量降低1.6%。显然，这种实际影响微不足道且不合实际（就目前来说，FDI提高100%显然不现实，况且作用效果太小，可以选择其他办法减少人均二氧化碳排放）。因此，从本文研究结论来看，FDI引入几乎不会影响我国人均二氧化碳排放。所以，如果FDI的引入有利于我国的经济发展，则可以不必过于担心其会影响我国的人均二氧化碳排放。
能源强度（I）与PCO2线性效果统计意义上显著正相关，能源强度（I）上升，则人均二氧化碳排放增加，反之，则减少。就其经济意义来看，能源强度的估计系数绝对值大小为0.7694，且为正，说明在其他条件不变的情况下，能源强度每提高十个百分点，人均二氧化碳排放提高7.7%，反之则降低7.7%。这表明能源强度对人均二氧化碳排放的作用效果具有很强的经济显著性，即能源强度是影响我国人均二氧化碳排放的显著因素。就我国目前的能源消费结构而言，能源消耗中化石燃料的比重超过90%，远远超过美国、日本等发达国家，是一个典型的化石燃料消耗大国，但能源强度下降迅速（1979年为14.42吨/亿元GDP，2009年为4.36吨/亿元GDP），能源强度的下降为缓解我国“碳减排”的重担做出了重大贡献。因此，进一步提高高碳能源利用效率及寻找其他高碳替代能源对降低我国人均二氧化碳排放仍然具有非常重要的实际意义。
非参数结果
图1为贸易开放度与PCO2的非参数曲线关系图，图中结果表明，我国的贸易状况对人均二氧化碳排放具有促进作用（虽然中间有小幅下降，但总体来说，贸易越开放越会促进人均二氧化碳排放）。改革开放以来，我国的对外贸易一直处于高速增长时期，这种高速增长大大拉动了相关产业的快速发展，特别是高污染、高耗能产业的发展，高污染、高耗能产业往往都是高碳产业，高贸易增长伴随我国高碳排放的趋势在短期内很难有所改变。从出口货物来看，我国出口货物主要分为两大类：工业制成品和初级产品。工业制成品的环境成本要大于初级产品。工业制成品的环境成本越大，环境承载的压力就越大，环境污染越严重。根据《中国统计年鉴》统计，2005～2008年，我国工业制成品占总出口的比重分别为：93.56%、94.54%、94.95%和94.55%。说明工业制成品出口比重一直居高不下，环境承载的压力有增无减。另外，本文的研究结论支持Copeland和Taylor（1994）提出的“污染天堂假说”（PHH），即发达国家通过将污染大的企业或产业转移到那些欠发达国家或地区，使之成为“污染物避难所”，最终导致全球环境质量恶化。
图2描述了PGDP与PCO2的非参数曲线结果，该图表明从我国现今的发展状况来看，经济增长与人均二氧化碳排放之间并不存在所谓的环境库兹涅茨曲线关系（这里具体指CKC），而是存在显著的线性关系，并且是正向线性关系，且曲线的两倍标准差并没有较大的向外侧发散，正向线性关系非常显著，经济增长将会对我国环境造成不利影响（至少在碳排放方面是如此）。从本文实证结果来看，经济增长与人均二氧化碳排放的线性关系将不利于我国的综合发展。
5 结论与启示
本文在克服传统参数回归模型的不足情况下，建立了基于我国二氧化碳排放数据的非参数模型，实证研究了我国贸易开放度与人均二氧化碳排放之间的关系并对相应变量影响的经济意义做了很好的解释。得到如下主要研究结论：
1.FDI与人均二氧化碳之间的关系在统计意义与经济意义上均不显著， FDI的引入不会影响我国的人均二氧化碳排放。
2.能源强度（I）与人均二氧化碳的排放具有正相关关系，统计意义与经济意义也非常显著，说明能源强度增大将促进人均二氧化碳排放。我国当前的能源强度相比改革开发初期有了很大的下降，说明在其他条件不变的情况下，能源强度的下降显著的降低了人均二氧化碳的排放（其他条件不变的条件下，人均二氧化碳的变化等于能源强度的变化与其估计系数的乘积，由于我国能源强度一直下降，能源强度的变化为负，所以人均二氧化碳的变化也为负）。由于能源强度对人均二氧化碳排放影响很大，所以，能源利用效率及新能源开发将会是降低能源强度的有效方法，进而可以降低我国人均二氧化碳排放 。
3.贸易状况对人均二氧化碳排放具有促进作用且作用比较显著 。
4.PGDP与人均二氧化碳之间的关系不满足倒“U”型的环境库兹涅茨曲线假设。而是具有显著的正相关关系。这表明我国当前的经济增长与“碳减排”政策存在矛盾，经济增长会显著影响人均二氧化碳排放，即便存在所谓的“环境库茨涅茨曲线”，但从本文的研究结论来看，曲线其转折点离我们还很遥远。因此，当前的“碳减排”政策可能成为制约我国经济增长的一个重要因素。此外，二氧化碳排放具有全球外部性的性质，任何一个国家的碳排放都会影响全球环境。并且“碳减排”具有全球公共物品性，如果存在“搭便车”的现象，那么任何一个国家都不可能单方面对本国施加严格的碳排放限制 。因此，为保持经济与“碳减排”之间的协调关系，需要世界各国的共同努力。 参考文献
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[15]李国志，王群伟.中国出口贸易结构对二氧化碳排放的动态影响——基于变参数模型的实证分析.[J].国际贸易问题，2011，（01）： 82-89.
关键词：贸易开放度；人均二氧化碳排放；APLM模型；倒“U”型曲线
中图分类号 文献标识码 文章编号
自上世纪70年代末以来，我国经济保持了30多年的高速稳定增长，年均经济增长速度超过9%，而国际贸易对经济增长的贡献功不可没，1978年我国的贸易依存为9.7%，而2006-2008年的外贸依存度分别为64.81%，62.27%，56.90%。虽然近几年受金融危机的影响，进出口有所下降，但不可否认国际贸易仍然是我国经济增长的一大火车头。然而伴随着经济的快速增长与对外贸易的不断深化，资源被过度使用，导致了一系列环境问题。在2007年世界经济论坛年会上，气候变化已被认为是超过恐怖主义、阿以冲突、伊拉克问题成为压倒一切的首要问题（庄贵阳，2007）。我国2007年的二氧化碳排放量为67.2亿吨，超过美国的59亿吨，成为世界头号碳排放国家。我国政府已经规划到2020年实现人均GDP比2000年翻2翻的经济发展目标，并且在2009年的联合国气候变化峰会上提出争取到2020年国内生产总值的碳排放强度比2005年要有显著下降的目标，加之当前全球都在积极的推行“低碳经济”，各国都要承担对全球“碳减排”应尽责任。此外，当前不少国家开始征收“碳关税”，这显然不利于我国的出口贸易。因此，本文拟从定量的角度研究国际贸易与二氧化碳排放的联系及它们之间的长期变化趋势，为政府相关部门制定有效的“节能减排”政策提供科学的理论依据，以进一步促进“资源节约，环境友好”的两型社会建设。
1文献综述
关于贸易与二氧化碳排放之间的关系，国内外学者多集中在进出口贸易中碳含量测算的研究。随着全球对二氧化碳排放关注度的逐年提升，有关于二氧化碳与经济增长、二氧化碳与贸易开放之间关系的研究文献大量涌现，但并未得到一致的研究结论。
国外方面，Copeland ， Taylor（1994， 1995） 建立南北贸易模型实证研究了环境质量与对外贸易之间的关系，他们研究得出，对外贸易改善了发达国家的环境质量，却恶化了发展中国家的环境质量。Kander， A. and M. Lindmark（2006）以瑞典为研究样本，研究了外贸与发达国家的污染排放是否存在因果关系，即发达国家是否将其污染源转移到了发展中国家。不过他们并未发现因果关系的存在，却发现效率提高，消费模式改变和能源系统改造才是影响瑞典污染排放的关键因素，对外贸易的影响作用较小。Halicioglu， F.（2009）以土耳其1960-2005年的时间序列数据为研究样本实证研究了二氧化碳排放、能源消费、收入与对外贸易之间的因果关系，研究表明，二氧化碳排放与对外贸易之间存在长期因果关系。Paul B. Stretesky ， Michael J. Lynch（2009）利用169个国家1989～2003面板数据建立面板模型研究分析了人均二氧化碳排放与进出口贸易之间的关系，其研究结果表明，出口对于世界各国的人均二氧化碳排放具有正向促进作用，而在进口方面，则只有个别国家的进口对二氧化碳排放有影响。同时指出，进出口贸易对二氧化碳排放的作用可能还受产品需求的影响。Aaron Kearsley， Mary Riddel（2010）利用OECD27个国家1980～2004年以二氧化碳为主的碳氧化物数据以及氮氧化物数据研究了环境指标与人均GDP、对外开发程度和人口之间的关系，他们认为就其研究结果而言，没有证据表明环境质量与收入之间存在显著的环境库兹涅茨曲线关系，并且发现环境库兹涅茨曲线转折点的置信区间非常宽，几乎包括所有样本数据，进而认为环境库兹涅茨曲线假设值得怀疑。此外Grossman ，Krueger（1991），Lucas et al.（1992），Wyckoff ， Roop（1994），Antweiler（1996），Suri ，Chapman（1998），Pesaran et al.（2001），Wyckoff（2003），Nohman， Antrobus（2005）. Mongelli et al.（2006），Peters， Hertwich（2008）等学者也对环境与贸易之间的关系做了研究，但都没得到一致的结论。
同国外研究相比，我国研究对外贸易与二氧化碳排放之间关系的文献还较少。李秀香，张婷（2004）研究了我国出口扩大对二氧化碳排放的影响，他们认为，随着时间的推移，出口增长并没有促使人均二氧化碳排放的大量增加，相反，却在一定程度上减少了人均二氧化碳排放。李小平，卢现祥（2010）运用我国20个工业行业与G7和OECD等发达国家的贸易数据研究了国际贸易等因素如何影响中国工业行业的二氧化碳排放。研究结果表明，国际贸易能够减少工业行业的二氧化碳排放总量和单位产出的二氧化碳排放量。包群，陈媛媛等（2010）以国际资本流动作为研究背景，从理论上研究了外商直接投资对东道国环境质量的影响，并在环境质量满足正常商品假设下推导出外商投资与东道国当地环境质量存在倒“U”型曲线关系。吴献金，邓杰（2011）运用1995-2007年期间我国省际面板数据，从规模、结构和技术三个角度，就贸易自由化、经济增长对碳排放的影响进行了实证研究，研究表明，代表规模技术效应的人均收入和二氧化碳排放之间存在显著的正相关关系，存在碳排放的环境库兹涅茨曲线，且贸易自由化的总效应使得碳排放增加。李国志，王群伟（2011）基于变参数模型，分析了我国出口贸易结构对二氧化碳排放的动态影响，研究结果表明，出口贸易各项组成部分与二氧化碳排放之间存在长期均衡关系，并呈现动态变化。其中初级产品出口对碳排放的影响系数呈逐渐增加趋势，而工业制成品出口对碳排放的影响系数则呈逐渐降低趋势。刘华军，闫庆悦（2011）分别利用时间序列数据和省际面板数据，对中国二氧化碳环境库兹涅茨曲线进行经验估计，实证研究贸易开放和FDI对中国二氧化碳排放的影响效应，1952～2007年时间序列协整分析表明，贸易开放对二氧化碳排放具有负的效应，但统计不显著，1983～2007年时间序列协整检验表明，贸易开放对二氧化碳排放具有正的效应。 不难发现，无论是国外文献还是国内文献，都是使用简单回归模型或面板模型研究对外贸易与二氧化碳之间的关系。然而，变量之间关系的假设具有很强的主观性，建模者往往需要尝试多种形式的模型才能根据统计检验和经济意义等因素的综合考虑最终选定模型的形式。而非参数模型在曲线拟合方面具有显著的优势。因此本文拟将非参数模型应用于研究我国对外贸易与二氧化碳排放之间的关系。此外，鉴于大多数文献只注重于参数统计意义上的显著性分析，而甚少关心更具实际意义的经济解释，因此，本文除在建模方法上进行拓展外，还将对参数的经济意义进行全面而系统的解释。
2 研究方法
参数回归最大的优点是回归结果可以外延，但缺点是形式固定，拟合效果较差。而非参数回归则恰好相反，它的回归函数形式不确定，结果外延困难，但拟合效果较好。而碳排放的环境库兹涅茨曲线研究重在曲线拟合效果，并且拟合程度越高越便于研究曲线的形状。因此，采用非参数回归研究环境库兹涅茨曲线更加合理。
一般的可加模型（additive model）可以表示为如下形式：
可加模型的主要优点在于：它既能够避免维数诅咒（维数越高，模型估计的精度越差），又能够使模型中的系数易于解释。因此，stone于1986年对上述可加模型进行了拓展，得到可加性部分线性模型（Additive Partial Linear Models，APLM）：
模型（1）中的 可以表示为 。其中 为已知的以线性形式引入模型的 维解释变量向量， 为非参数形式引入模型的 维解释变量向量。
将模型（2）写成如下形式：
其中 由元素 组成的 阶的平滑矩阵。
假设 有M个观测值： ，…， 。则根据M个子样本可以分别计算出估计值 ，（k=1，…，M）。然后将所有的 取平均得到最终的估计 。
估计 ， 为对应变量 的一个数值， 表示除了变量 外的其余变量。首先采用局部线性回归在 方向上进行展开 。同时对于所有的 将（5）式最小化：
其中， 为一维的核密度函数， 表示窗宽， 为 的多元核密度函数， 为 维窗宽向量，这样通过（5）式中求得 即可估计出 ，重复上述步骤 次并采用求边缘密度的方法可得：
常数项则可用下式估计：
3指标选取、数据说明与实证模型
3.1指标选取
鉴于已有研究与数据可得性，本文选取如下指标进行分析研究：
1.因变量的选取
人均CO2（PCO2），其中2009年数据尚未公开，本文依据政府间气候变化专门委员会（IPCC）提出的二氧化碳排放计算方法方法进行计算，计算公式如下：
其中， 为总的CO2排放量， 为第 种能源的CO2排放量， 为第 种能源的消费总量， 为第 种能源的热值系数， 为第 种能源的碳含量， 为第 种能源的碳氧化率。我国的能源消费构成（煤炭、石油、天然气）可以从《中国能源统计年鉴》上找到，热值系数以及碳含量则可以从IPCC出版的国家温室气体库存指南上面得到，煤炭、石油、天然气的碳氧化率参照虞义华等（2011） 提出的数值。
2.自变量的选取
（1）贸易开放度（OPEN），即本文主要关心的变量。学术界关于对外贸易与环境质量 之间的关系的论断主要存在两种说法：一部分学者认为，对外贸易为发展中国家提供了学习新技术的机遇与动力，可以促进发展中国家相关企业的技术进步，降低单位产值的污染物排放，改善环境质量，进而可以提高全球环境质量与改善地区的可持续发展能力；另一部分学者则认为，对外贸易虽然能够刺激经济增长，但会导致更多的环境退化与工业污染。除此之外，环境管制可能增加企业的生产成本，导致污染大的企业或产业向欠发达国家或地区转移（这些地区往往环境标准较低），使之成为“污染物避难所”，为了保持竞争优势与经济高速发展，欠发达国家或地区将降低环境质量标准，从而最终导致全球总体环境质量恶化。因此，贸易开放度的符号预期可能为负也可能为正。本文利用进出口贸易总额占GDP的比重表示贸易开放度，由于环境质量与贸易开放度之间的关系存在分歧，因此，将贸易开放度纳入实证模型的非参数部分。
（2）人均GDP（PGDP）。依据环境库兹涅茨曲线理论，经济增长与环境污染存在倒“U”型曲线关系，即经济增长初期随着人均GDP不断增加，环境质量逐渐恶化，当人均GDP增长到一定程度时，环境开始改善，并伴随着人均GDP的增长而持续改善，即所谓的倒“U”型曲线。根据本文的理论假定，将人均GDP纳入到实证模型的非参数部分，以不确定的函数形式验证环境库兹涅茨曲线理论在我国的适用性。
（3）外商直接投资（FDI）。一般来说，外商直接投资的资金来源于国外跨国公司，他们拥有雄厚的资金、先进的技术和高级管理人才，跨国公司在投资我国相关企业的同时也会附带先进排污技术和先进污染物处理设备。因此，可以通过引入外资学习他们先进的排污技术，从而提高资源的利用效率和自身治污水平。本文假定，FDI与人均二氧化碳存在负相关关系。即FDI的引入有利于我国人均二氧化碳排放的减少。
（4）能源强度（I）。能源强度（I）即单位GDP生产所需能源消费量，其值等于第t年能源消费总量（E）与第t年的GDP（本文以1979年不变价为基期）之比：
（9）
化石能源消费是二氧化碳排放的主要来源，因此，在GDP一定时，能源消费强度越大，二氧化碳排放越大。因此能源强度与二氧化碳排放具有正相关关系。
3.2数据说明
本文所涉及的数据指标有人均二氧化碳（PCO2，单位：吨/人）、人均GDP（PGDP，单位：元/人）、外商直接投资（FDI，单位：亿美元）、贸易总额（单位：亿元）、能源强度（I，单位：吨/万元）。数据跨度为1979～2009年。其中二氧化碳1979～2005年的数据来源于世界银行，2006～2008年数据来源于美国二氧化碳信息分析中心（CDAIC），2009年数据通过相应数据计算得到。外商直接投资1979～1983年数据来源于联合国统计数据库，其余年份的数据以及人均GDP和贸易总额数据来源于1980～2010年《中国统计年鉴》。能源强度根据《中国统计年鉴》历年能源消费总量 与GDP总量之比（1979年不变价）计算得到。 3.3实证模型构建
本文假设二氧化碳排放的主要影响因素有贸易开放度（OPEN）、人均国内生产总值（PGDP）、外商直接投资（FDI）、能源强度（I）。根据柯布—道格拉斯生产函数理论构造初始模型：
将（10）式两边取自然对数得：
根据非参数模型理论，将PGDP和OPEN纳入非参数部分，其余为线性部分，则（11）式变形可得：
4 实证结果分析
4.1数据的描述性分析
表1为研究样本的描述统计分析，我国人均二氧化碳排放量约为2.7吨，远低于中等发达国家的人均排放量（《2005年世界发展指标》，中国财政经济出版社，2005年版，中国财政经济出版社组织翻译）。
参数结果
表2的结果显示，FDI与PCO2的线性关系的统计性质非常显著（p值为0.0076），并且为负相关关系，即从统计角度来看，FDI的引入似乎有利于缓解我国人均二氧化碳排放。另一方面，如果考虑系数的实际意义（即经济意义），FDI系数不显著（系数绝对值大小为0.00162），其系数大小表明，在其他条件不变的情况下，如果FDI引入量提高100%，则人均二氧化碳排放量降低1.6%。显然，这种实际影响微不足道且不合实际（就目前来说，FDI提高100%显然不现实，况且作用效果太小，可以选择其他办法减少人均二氧化碳排放）。因此，从本文研究结论来看，FDI引入几乎不会影响我国人均二氧化碳排放。所以，如果FDI的引入有利于我国的经济发展，则可以不必过于担心其会影响我国的人均二氧化碳排放。
能源强度（I）与PCO2线性效果统计意义上显著正相关，能源强度（I）上升，则人均二氧化碳排放增加，反之，则减少。就其经济意义来看，能源强度的估计系数绝对值大小为0.7694，且为正，说明在其他条件不变的情况下，能源强度每提高十个百分点，人均二氧化碳排放提高7.7%，反之则降低7.7%。这表明能源强度对人均二氧化碳排放的作用效果具有很强的经济显著性，即能源强度是影响我国人均二氧化碳排放的显著因素。就我国目前的能源消费结构而言，能源消耗中化石燃料的比重超过90%，远远超过美国、日本等发达国家，是一个典型的化石燃料消耗大国，但能源强度下降迅速（1979年为14.42吨/亿元GDP，2009年为4.36吨/亿元GDP），能源强度的下降为缓解我国“碳减排”的重担做出了重大贡献。因此，进一步提高高碳能源利用效率及寻找其他高碳替代能源对降低我国人均二氧化碳排放仍然具有非常重要的实际意义。
非参数结果
图1为贸易开放度与PCO2的非参数曲线关系图，图中结果表明，我国的贸易状况对人均二氧化碳排放具有促进作用（虽然中间有小幅下降，但总体来说，贸易越开放越会促进人均二氧化碳排放）。改革开放以来，我国的对外贸易一直处于高速增长时期，这种高速增长大大拉动了相关产业的快速发展，特别是高污染、高耗能产业的发展，高污染、高耗能产业往往都是高碳产业，高贸易增长伴随我国高碳排放的趋势在短期内很难有所改变。从出口货物来看，我国出口货物主要分为两大类：工业制成品和初级产品。工业制成品的环境成本要大于初级产品。工业制成品的环境成本越大，环境承载的压力就越大，环境污染越严重。根据《中国统计年鉴》统计，2005～2008年，我国工业制成品占总出口的比重分别为：93.56%、94.54%、94.95%和94.55%。说明工业制成品出口比重一直居高不下，环境承载的压力有增无减。另外，本文的研究结论支持Copeland和Taylor（1994）提出的“污染天堂假说”（PHH），即发达国家通过将污染大的企业或产业转移到那些欠发达国家或地区，使之成为“污染物避难所”，最终导致全球环境质量恶化。
图2描述了PGDP与PCO2的非参数曲线结果，该图表明从我国现今的发展状况来看，经济增长与人均二氧化碳排放之间并不存在所谓的环境库兹涅茨曲线关系（这里具体指CKC），而是存在显著的线性关系，并且是正向线性关系，且曲线的两倍标准差并没有较大的向外侧发散，正向线性关系非常显著，经济增长将会对我国环境造成不利影响（至少在碳排放方面是如此）。从本文实证结果来看，经济增长与人均二氧化碳排放的线性关系将不利于我国的综合发展。
5 结论与启示
本文在克服传统参数回归模型的不足情况下，建立了基于我国二氧化碳排放数据的非参数模型，实证研究了我国贸易开放度与人均二氧化碳排放之间的关系并对相应变量影响的经济意义做了很好的解释。得到如下主要研究结论：
1.FDI与人均二氧化碳之间的关系在统计意义与经济意义上均不显著， FDI的引入不会影响我国的人均二氧化碳排放。
2.能源强度（I）与人均二氧化碳的排放具有正相关关系，统计意义与经济意义也非常显著，说明能源强度增大将促进人均二氧化碳排放。我国当前的能源强度相比改革开发初期有了很大的下降，说明在其他条件不变的情况下，能源强度的下降显著的降低了人均二氧化碳的排放（其他条件不变的条件下，人均二氧化碳的变化等于能源强度的变化与其估计系数的乘积，由于我国能源强度一直下降，能源强度的变化为负，所以人均二氧化碳的变化也为负）。由于能源强度对人均二氧化碳排放影响很大，所以，能源利用效率及新能源开发将会是降低能源强度的有效方法，进而可以降低我国人均二氧化碳排放 。
3.贸易状况对人均二氧化碳排放具有促进作用且作用比较显著 。
4.PGDP与人均二氧化碳之间的关系不满足倒“U”型的环境库兹涅茨曲线假设。而是具有显著的正相关关系。这表明我国当前的经济增长与“碳减排”政策存在矛盾，经济增长会显著影响人均二氧化碳排放，即便存在所谓的“环境库茨涅茨曲线”，但从本文的研究结论来看，曲线其转折点离我们还很遥远。因此，当前的“碳减排”政策可能成为制约我国经济增长的一个重要因素。此外，二氧化碳排放具有全球外部性的性质，任何一个国家的碳排放都会影响全球环境。并且“碳减排”具有全球公共物品性，如果存在“搭便车”的现象，那么任何一个国家都不可能单方面对本国施加严格的碳排放限制 。因此，为保持经济与“碳减排”之间的协调关系，需要世界各国的共同努力。 参考文献
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