建筑业产业发展与空气质量变化关系研究--以武汉市为例

建筑业产业发展与空气质量变化关系研究--以武汉市为例 建筑业产业发展与空气质量变化关系研究--以武汉市 为例 - 1 - 建筑业产业发展与空气质量变化关系研究 ——以武汉市为例 孙淑生，王世镇，刘丹*5 (武汉科技大学管理学院，武汉 430081) 摘要:分析武汉市建筑业产业发展与空气质量变化的现状，并对武汉市建筑 业产业发展与空 气质量变化自 1994年至 2012 年的数据进行协整检验、建立误差修正模 型，并进行 Granger 因果检验。结果表明，武汉市建筑业的发展是空气质量变化的 Granger原 因，并且具有较强10 的影响力;而空气质量的变化对建筑业产业发展的影响作用并不明显。最后 提出武汉市建筑 业企业在不断加速产业增长的同时，努力打造绿色循环建筑业;通过居民反 馈—政府行政管 制的机制加强施工过程中环境管理，降低产业生产对环境的破坏的建议。 关键词:建筑业;空气质量;协整检验;Granger因果检验 中图分类号:F407.9;X513 15 Study on relation between the development of construction industry and air quality index: a case of Wuhan City SUN Shusheng, WANG Shizhen, LIU Dan (School of Management, Wuhan University of Science & Technology, Wuhan 430081) 20 Abstract: Analyzes the status quo of construction industry development and air quality index in Wuhan city, exerts the co-integration test, the error correction, the Granger causality test to the data of construction industry development and air quality index from 1994 to 2012. The results indicate that the construction industry development in Wuhan is the Granger cause to the bad air quality index and there is significant impact on air quality index. Whereas air quality index does 25 not produce so great influence on the construction industry development. Finally, the paper puts forward that the construction enterprises in Wuhan city in accelerating industry growth at the same time, efforts to create green circulation construction; Through the mechanism of feedback and government administrative controls to strengthen environmental management in the construction process, and reduce industrial production to the destruction of the environment. 30 Key words: construction industry; air quality index; co-integration test; granger causality 0 引言 自改革开放 30多年以来，中国的经济一日千里，建筑业产业作为国民经济中的支柱产 业之一，得到了前所未有的蓬勃发展，为社会提供大量的就业岗位，不断推动国民经济的快35 速发展的同时，也逐渐提高了国民的生活水平。武汉市作为中原经济圈的中心，集政治、经 济、文化、金融为一体，起到中原经济圈腾飞的龙头作用，特别是 1992年被确定为沿江对 外开放城市后，经济规模和综合实力不断增强。1992-1998年经济年均增长率达 16%，高出 全国、全省平均水平，连续多年位居“中国城市综合实力 50强”的第六位。武汉市的建筑 业行业也是紧跟政策的步伐不断壮大，2013年建筑业增加值 750.85亿元人民币，按可比价40 格计算，比上年增长 8.3%;全年总产值达到 4791.80亿元，比上年增长 18.6%，增长了 751.08 - 2 - 亿元;年末具有资质等级的建筑企业 1369户。随着建筑业的不断壮大，武汉市居民的生活 水平也在不断提高，2013年城市居民人均可支配收入 29821.22元，比上年增长 10.2%，人 均消费支出 20157.32元，增长 7.1 %;农村居民人均纯收入 12713.46元，比上年增长 13.6%， 人均消费支出 9127.00 元，增长 11.8 %。在建筑业产业蒸蒸日上的同时居民生活水平发生了45 显著的提高，因此对周边居住环境的变化也日渐关注起来。2013年以来全国遭遇史上最严 重雾霾天气，12月 24 日，京津冀晋豫鲁陕苏局地均有重度雾霾。12月 25日，圣诞节，中 央气象局发布的信息显示，山东、河北、安徽等省份当天发布省级雾霾预警，地级市发布预 警的多达 25个。此前两日，全国大部分地区空气质量指数日均浓度明显升高。2013年全年 雾霾波及 25个省份，100多个大中型城市，全国平均雾霾天数达 29.9天，创 52年来之最。50 而世界第三大河长江及其最大支流汉水交汇地武汉市也由 “江城”变成了“雾都”，给广 大居民的身体健康、生活、工作、学习带来了威胁和不便。因此对研究武汉 市建筑业产业发 展对空气质量变化的影响具有重大现实意义，两者之间处于何种双向因果关系，是否具有长、 短期的相互依赖关系，这些问都有待深入分析[1]。 1 建筑业产业发展与空气质量描述性分析 55 进入九十年代, 国家将机械电子、汽车、石油化工、建筑业列为国民经济的支柱产业, 且 积极制订扶持其发展的政策及法规，武汉市建筑业也得到武汉市委市政府的大力扶持，1994 年年底武汉市建筑业竣工房屋面积已达到401.23万平方米，1995年建筑业总产值达到107.19 万元，施工房屋面积达到 1560.00万平方米，竣工房屋面积达到 449.17万平方米，比去年增 长了 47.94 万平方米，增长率高达 11.95%。建筑业发展情况用建筑业年竣工房屋面积进行60 量化分析，房屋竣工面积即年期内(年底数)房屋按照设计要求已全部 完工，达到入住 条件，收合格或达到竣工验收标准，可正式移交使用的房屋建筑面积总和 [2]。通过 1994-2012年数据，不仅能直观、准确地映射出武汉市建筑业产业整体发展水平，更能从一 个量上体现建筑业对空气质量的影响程度。1996 年国家环保总局颁布修订的《环境空气质 量标准(GB3095-1996)》中将飘尘改称为可吸入颗粒物(PM10)，从此 PM10 作为正式65 的大气环境质量标准，武汉市从 2000 年开始对空气质量检验重点放在 PM10 上，自 6 月 5 日起向社会公开发布环境空气质量日报，电子信息时代的今天，武汉市环境检测局发布空气 质量指数(AQI)实时数据，方便广大居民做好防护工作。本文对武汉市空气质量情况所进 行的量化分析采用可吸入颗粒物(PM10)，可吸入颗粒物即在空气动力学当量下每立方米 空气中可吸入悬浮于空中直径小于等于 10 微米的颗粒物质量。探究两者之间的动态关系有70 着直接的现实意义，将有利于指导政策制定与实施。 图 1 反应出武汉市 1994-2012 年房屋竣工面积的年变动情况, 数据来源:《武汉市统计 年鉴 2013》[3]。通过图 1可知，1994-2000年武汉市建筑业产业发展滞留，近似为一条水平 直线，这段时间是武汉市建筑业产业处于相对稳定协调发展时期，属于粗放型经济。1993 年房地产开发热潮过后，建筑市场已经由卖方市场转为买方市场，政府开始紧缩性宏观调控，75 1995年建筑业分类新标准实施，1997年建筑法出台，1999年国家出台工程建设经济处罚办 法，武汉市建筑业市场受到制约。2001-2012年武汉市建筑业竣工房屋面积逐年增多，这段 时间是武汉市建筑业产业处于高速发展时期，正处于粗放型经济向集约型经 济转变。2001 年元旦正式实施招投标法，2001年年底正式成为WTO 成员，武汉市房屋竣工面积突破 1000 万平方米，达到 1255.78万平方米，比上年增长 58.18%;2004年突破 3000万平方米，比上80 年增长了 86.22%;经过一段时间的调整 2011 年建筑竣工面积再破记录达到 8114.17 万平方 //.paper.edu.cn - 3 - 中国科技在线 米，同比增长了 43.25%;2012 年建筑竣工面积 9222.09 万平方米，直逼 1 亿平方米，达到 了前所未有的盛景。 图 1 房屋竣工面积 85 Fig.1 Floor Space of Building Complete 图 2 年均可吸入颗粒物 Fig.2 The average particulate matter 图 2 反应的是武汉市 1994-2012 年空气质量指标中可吸入颗粒物(PM10)年均的变化90 规律，数据来源:《武汉市环境状况公报 1994-2012》[4],国家环保总局 1996 年颁布修订的 《环境空气质量标准(GB3095-1996)》中将飘尘改称为可吸入颗粒物(PM10)，作为正 式大气环境质量标准，武汉市从 2000 年开始把 PM10 作为重点监测对象，因此 1994-1999 年 PM10 数据经过转换得来。从图 2 可得，二十年来武汉市可吸入颗粒物(PM10)总体有 下降趋势，空气质量明显好转。1994-2000年武汉市空气质量明显下降后有明显上升，最高95 值为 1994 年 161 微克/立方米，最低值为 1996 年 121 微克/立方米，均超过国家二级标准 //.paper.edu.cn - 4 - 中国科技论文在线 100微克/立方米，导致环境质量大落大起又大落的现象是由于 1993年房地产的开发热潮冷 却，建筑业逐步稳定，环境有所好转，1996 年之后建筑业的发展又逐渐恢复，以及粗放型 经济所导致的环境再度恶化。从 2001 年之后一直到 2012 年，可吸入颗粒 物(PM10)总体 有明显的下降趋势，尤其是从 2011年年均 PM10为 100微克/立方米达到国家二级标准，2012100 年再创新景象，97微克/立方米直接进入二级标准，不仅仅是加强环保的意识，更重要的是 经济体制的改革， 建筑业从粗放型经济向集约型经济的转变，以及绿色建材的探寻。 图 3 增长率 Fig.3 The growth rate 105 图 3是武汉市房屋建筑竣工面积和年均可吸入颗粒物增长率比较图(RPM指房屋建筑 竣工面积增长率，RFS 指年均可吸入颗粒物增长率)，从图中可以看出无论是竣工面积增长 率还是可吸入颗粒物增长率都是波动比较大的，具体波动幅度大小的有关因素前边已经阐 述，这里不再赘述，两者之间的波动起伏方向大致相同可知两者必有一定的规律可言 ，这 将在下文中集体分析。 110 2 建筑业产业与空气质量的实证分析 在武汉市建筑业产业发展与空气质量变化的进程中，为了明确两者之间的关联性，从房 屋竣工面积(Floor Space of Building Complete, FS)与可吸入颗粒物(PM10, PM)两个时间 序列进行实证分析，检验两者之间长短期有何种相互影响，是否存在前后因果关系，即两者 的动态关联性研究。 115 2.1 平稳性检验 进行数据分析之前，为了减小时间序列的波动，消除时间序列的异方差，对武汉市房屋 竣工面积(FS)与可吸入颗粒物(PM)进行对数转换，得到 LFS 和 LPM 两组序列。为进 一步确定武汉市建筑业产业发展与空气质量增长的相互关系，对这两个时间 序列进行 ADF 单位根检验，检验结果见表 1: 120 表 1 序列单位根检验结果 Tab. 1 Sequence of unit root test results //.paper.edu.cn - 5 - 中国科技论文在线 变量 检验类型 ADF 值 临界值 平稳性 (C,T,K) 1% 5% 10% LFS (C,0,0) 0.1467 -3.8574 -3.0404 -2.6606 不平稳 (C,T,1) -2.402 -4.6162 -3.7105 -3.2978 不平稳 (0,0,0) 4.2889 -2.6998 -1.9614 -1.6066 不平稳 DLFS (C,0,0) -3.7823** -3.8868 -3.0522 -2.6667 平稳 LPM (C,0,0) -1.6277 -3.8574 -3.0404 -2.6606 不平稳 (C,T,5) -1.6447 -4.8864 -3.8290 -3.3630 不平稳 (0,0,2) -1.1718 -2.7175 -1.9644 -1.6057 不平稳 DLPM (C,0,0) -2.2820** -2.7406 -1.9684 -1.6044 平稳 注:DLFS 表示 LFS 的一阶差分;DLPM 表示 LPM 的一阶差分。 *** 表示在 1%显著水平下显著;** 表示在 5%显著水平下显著;*表示在 10%显著水平下显著。(C,T,K)中 C 表示截距项，T 表示趋势项，K 表示滞后阶数，滞后长度的选择以 AIC 最小为原则 [5] 。 125 通过表 1的检验结果显示，LFS 与 LPM的 ADF值均大于临界值，因此 LFS 与 LPM均 为非平稳序列。但是 DLFS 与 DLPM均在 5%的显著性水平上拒绝原假设，无单位根，显示 LFS 与 LPM均为一阶单整序列，不具有“伪回归”性，为平稳序列。说明 符合进行协整检 验的条件。 2.2 协整关系检验 130 经过平稳性检验可知，LFS 与 LPM 是一阶单整序列，即它们之间可能有某种长期稳定 的均衡关系。对于存在协整关系的时间序列，要进行 Granger因果检验就必须得出误差修正 方程，于是采用 E-G两步法进行协整检验[6]。对 LFS 与 LPM构建一元线性回归模型，并分 别将 LPM 作为因变量，LFS 作为自变量，Rs 作为残差项，相关参数采用普通最小二乘法 (OLS)得出。 135 回归模型如下: LPM=5.7550+(-0.1249)LFS+Rs (1) (-6.88380) (42.14330) DW=1.8611 R 2 =0.7360 S.E=0.0829 接下来对残差值序列 Rs 做平稳性检验， ADF 检验结果见表 2，Rs 序列在 10%的显著140 水平下拒绝了原有假设，证明残差序列是平稳序列，LPM 和 LFS 之间有协整关系，由计量 经济学模型意义得，建筑业产业发展水平每降低一个单位会使得可吸入颗粒 物增加 0.1249 个单位。 表 2 回归方程残差项的 ADF检验 Tab.2 ADF test of regression equation residual items 145 变量 检验类型 ADF 值 临界值 是否平稳 (C,T,K) 1% 5% 10% Rs (0,0,4) -1.6313* -2.7406 -1.9684 -1.6044 平稳 2.3 误差修正模型分析 由于 LFS 与 LPM 之间是一阶单整的，并且具有协整关系，依据 Granger 定 理[7]，存在 协整关系的序列一定有误差修正方程，因此通过多次试验得到表示短期动态的误差修正模 型: //.paper.edu.cn - 6 - 中国科技论文在线 0.9493)+0.0211LFS+1.1581DLPM+(-1.1144)Rs(-1) (2) LPM=(- 150 (-0.1682) (0.1755) (1.1796) (-1.106) DW=1.6105 R 2 =0.7314 S.E=0.0846 通过误差修正模型残差序列的自相关性检验，可知公式(2)的残差无自相关性，各项 系数的显著水平较高，并且模型中 Rs(-1)项的系数为负，符合反向修正机制，其前面系 数为-1.1144，即如果上期 LPM 项低于长期均衡(Rs(-1)项系数小于零)，相对应的本期155 LPM 则会以 1.1144 的数率对其提高，反之同理，进而确保 LPM 和 LFS 之间能保持一个合 理的长期稳定关系。 从公式(2)可以得出，武汉市空气质量指标可吸入颗粒物(即相对应项 LPM)与建筑 业产业发展(即相对应项 LFS)之间在短期趋势上存在紧密关系。其中可以看出不仅本期的 LFS 对 LPM 有影响，而且上一期的 LPM 也会产生影响，更为关键的是两者的方向一样都160 是正向。本期 LPM每增加 1单位，需要本期 LFS 增加 0.0211个单位，上期 LPM 增加 1.1281 个单位。 2.4 Granger Causality 分析 通过对 LPM和 LFS 两序列进行单位根检验得到两者为一阶单整序列，又对其进行协整 关系检验证明两者具有协整关系，进而建立误差修正模型并对其进行分析，求出武汉市建筑165 业产业发展与空气质量两者之间存在长期稳定的均衡关系，在误差修正模型中我们采用了滞 后一期的变量进行预测，因此可以通过对 t检验来检验两者之间的 Granger因果关系，其检 验结果如下表 3所示: 表 3 LFS 与 LPM 之间的因果关系检验 Tab.3 Causality test of LFS and LPM 170 原假定关系 滞后期数 F 统计值 P 值 检验结果 LFS 不是 LPM的 Granger 原因 LPM 不是 LFS的 Granger 原因 1 1 11.3793 0.0034 0.0042 0.9544 拒绝 接受 LFS 不是 LPM的 Granger 原因 LPM 不是 LFS的 Granger 原因 2 2 10.3415 0.4301 0.0024 0.6601 拒绝 接受 LFS 不是 LPM的 Granger 原因 LPM 不是 LFS的 Granger 原因 3 3 10.9382 0.9515 0.0023 0.4561 拒绝 接受 LFS 不是 LPM的 Granger 原因 LPM 不是 LFS的 Granger 原因 4 4 8.1413 0.7260 0.0133 0.6054 拒绝 接受 LFS 不是 LPM的 Granger 原因 LPM 不是 LFS的 Granger 原因 5 5 3.3966 0.2720 0.1715 0.9025 接受 接受 根据表 3中检验结果的反应:在滞后期分别为 1、2、3、4、5期的时候，LPM不是 LFS 的 Granger原因的假设条件 P 值均在 5%显著水平下接受，即得到 LPM不是 LFS 的 Granger 原因;除滞后期为 5 时外，其它 4 种滞后期下，LFS 不是 LPM 的 Granger 原因的假设条件 均在 5%显著水平下拒绝，即 LFS 是 LPM 的 Granger 原因。通过表中的检验结果可知两者 存在稳定的单向因果关系，自 1994 年以来武汉市建筑业产业发展对空气质量变化的作用要175 明显强于空气质量变化对建筑业产业发展的影响。 //.paper.edu.cn 7 - - 中国科技论文在线 3 建筑业产业发展与空气质量变化关系的理论分析 3.1 短期、中长期内建筑业产业发展对空气质量变化影响作用明显 通过以上实证分析可知，在滞后期为 1-4时建筑业产业发展是空气质量变化的 Granger 原因，即在短期和中长期内武汉市的建筑业产业发展对空气质量变化有着明 显的影响作用;180 相反，长期内武汉市建筑业产业发展对空气质量变化的影响作用已不再具有显著性。下边通 过几点原因对这种情况进行分析:(1)影响武汉市环境空气质量污染物 PM10 的来源，主 要来自工业粉尘和烟尘、建筑施工等第二产业的污染，武汉市是经济强市，建筑业所产生的 污染量是一个非常大的量，并会在短期产生一个明显的影响，2012 年第二产业总产值 12704.59 亿元，其中建筑业总产值达 3897.70 亿元，占第二产业总产值的 30.68%，说明在185 第二产业中建筑业起到举足轻重的作用，建筑业产业房屋竣工面积从 1994年 401.23万平方 米到 2012 年 9222.09 万平方米，施工过程中产生大量的可吸入颗粒物，进而短期内会显著 性的影响当地环境空气质量;(2)1994年房地产市场火爆到达极限，建筑业开始逐渐冷却， 1995年建筑业分类新标准实施，1997年建筑法出台，1999年国家出台工程建设经济处罚办 法， 2001年元旦正式实施招投标法，2001年年底正式成为 WTO成员，建筑业开始向国际190 规范化看齐，从 2011 年起“十二五”期间建筑业加深改革已经迈入从粗放型经济发展模式 转入到集约型经济发展模式，尽管建筑业发展得到规范化，经济模式正在转变，居民生活水 平不断提高，对人身健康要求提出更高要求，建筑业在高速发展中要匹配健康的空气质量， 但上期空气中残留的可吸入颗粒物和本期建筑业的污染原因，建筑业在中长期内依然对空气 质量的影响具有一定的显著性;(3)建筑业发展要满足居民的生活居住、工作使用等要求，195 更要保证居民周边生活环境的质量，在响应国家标准和市委市政府政策下，建筑业不断改革 推新，不断新工艺、新方法、新材料应用与建筑施工，使得在材料运输、建筑生产、垃圾处 理上更加绿色环保，降低建筑业长期对空气质量的影响，空气中残留的可吸入颗粒物也得到 了自然自身的净化，总体来说在长期建筑业产业发展对空气质量变化影响就没有那么显著的 影响。 200 3.2 空气质量变化对建筑业产业发展影响不明显 通过以上实证分析可得出另一个方面，空气质量变化不是建筑业产业发展的 Granger原 因，在过去的二十年里，武汉市空气质量的变化对建筑业产业的发展从短、中、长期都没有 显著性影响作用。对于这种情况的出现归纳出以下几点因数:(1)虽然空气质量总体越来 越好，可吸入颗粒物 PM10 的年均含量一路下降，达到国家二级空气质量标准，如 2011 年205 PM10年均浓度为 100 微克,立方米，在过去二十年左右首次达到国家二级标准，2012年空 气质量以 PM10 年均浓度为 97 微克,立方米的水平达到国家二级标准，但是空气质量指标 并不像居民的衣食住行一样属于最基本的生活需求，而是属于温饱问题解决之后更高层次的 一种追求，并且作为建筑业开发考虑因素中的一个小因素罢了，最终在建筑业产业发展的影 响上没有发挥出明显的作用;(2)在 1994-2012 年近二十年中，观察空气质量指标可吸入210 颗粒物 PM10 可得出，空气质量是比较敏感的，会有起伏，2012 年虽然 PM10 年均浓度达 到国家二级标准，但是整年中也出现几天重雾霾天气，这些并不能满足人们强烈的刚性要求， 也就不会对建筑业发展有明显的影响;(3)空气质量正是存在大量的起伏，说明空气质量 只要由政府、社会、企业用心去经营会立刻有好转的变化，这就是说空气质 量对建筑业发展 //.paper.edu.cn - 8 - 中国科技论文在线 有一定的依赖性，即建筑业产业发展是空气质量变化的 Granger原因，但正是由于空气质量215 在大力管理下会改善这一个现实因素，却不能是的建筑业发展对空气质量有一定的依赖，即 空气质量变化对建筑业产业发展的影响就不那么明显。 4 结论与建议 通过对武汉市建筑业产业发展与空气质量变化关系的实证与理论分析可知:武汉市建筑 业产业发展与空气质量变化有着长期均衡关系，短期、中长期内处于经济模式转型中的武汉220 市建筑业产业发展对空气质量的变化有着显著的影响，即建筑业的发展会对空气质量提高有 显著的影响，建筑业高速发展，必将吸引大量人员在此生活、工作、学习，相应为了满足居 民对周边空气环境的要求，建筑业发展不得不趋于环保，否则自身就得不到更好的发展，于 是形成良性循环，建筑业产业发展愈高速，空气质量就要相应跟上步调满足居民要求。其次 空气质量变化对建筑业产业发展没有明显的影响作用，空气质量满足了居民的健康要求，并225 不使得建筑业的需求有大的提升，相应的影响就没有什么显著性而言。武汉市作为“中部崛 起”的领头羊，为了推动其可持续发展，使得空气质量能满足广大人民的需求，达到建筑业 产业发展与空气质量之间能协调发展、良性互动，进而推动武汉市社会总体发展更上一层楼。 为此，提出以下两点建议: 第一，企业在不断加速产业增长的同时，努力打造绿色循环建筑业，保障武汉市空气质230 量满足人民日益增长的健康需求。建筑业产业作为第二产业中的其中一项，是一个比较大而 范的统称，在建筑业生产中包括许多环节，像建筑材料的采购运输与生产使用、建筑废弃物 处理等都是其中重要环节，这些都是关键环节，应作为重点监控的对象。以下是具体提出的 几点打造绿色循环建筑业的建议:对于建筑材料的采用，尽可能采用可循环使用或利于环保 的材料，例如做围护结构的材料应尽量使用建筑业固体废弃物制作的切块，作为混凝土粗骨235 料可以采用建筑业固体废弃物制作的满足强度要求的骨料等等;在建筑业生产环节，加强新 方法、新工艺的研究与应用，减少建筑粉尘的污染;施工现场应做到相应扬尘处理规定的基 础上，加强自身管理，强化环保意识;在水泥、细沙等建筑材料、建筑余土、建筑垃圾等清 运运输过程中应加强运输管理，多做措施减少对环境影响;建筑垃圾的处理方面应该加强与 国外合作，学习其先进的可循环技术，改善垃圾处理现状，改善对环境的影响。 240 第二，通过居民反馈—政府行政管制的机制加强施工过程中环境管理，降低产业生产对 环境的破坏。空气质量的提高就是为了满足居民的要求，因此可以制定一套居民反馈,政府 行政管理的机制，对建筑施工中污染环境超过规定指标的企业由居民反馈，政府监督机构采 取相应严厉的行政管制加强管理，在建筑企业或施工单位的资质等级、经济、人员上做出严 厉制裁，形成威慑力，促使企业加强自身环保。 245 [参考文献] (References) [1] 程明，李明亮，鲍洪杰(房地产业发展与财政收入的动态关联性研究[J](建筑经济，2013(12):19-23. 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