陈聪

（桂林理工大学，广西 桂林541004）

1 概述

近年来，深圳经济发展速度较快，但空气污染问题依然突出。深圳市环保局在《2020 年工作计划》中提出，要将PM2.5 年平均浓度稳定在25 微克/立方米以内，实现所有固体废物无害化处理。推动生态环境治理体系和治理能力现代化，倡导绿色发展和绿色生活方式，有效融入全球生态环境治理。全面深入推进从严治党，努力打造全省一流模范组织。编制深圳“十四五”环保产业发展规划，推动国际生态城市创新研究院、高等环境研究中心等创新型研究机构挂牌运作。建立多元宣教体系。开展“六五世界环境日”、绿韵悠扬等生态环境宣传品牌活动；继续推动环保设施向公众开放；打造“减装”“循环”等绿色行动品牌。全面开展绿色创建。继续开展各类绿色创建活动，重点推动各区创建生态文明建设示范区和“两山”创新实践基地，进一步深化绿色发展新理念。在这样的背景下，分析深圳市空气质量的影响因素就越发显得重要。

2 实证研究

2.1 变量选取

本文选取深圳市2017 年1 月-2020 年8 月的空气质量相关数据，数据类型为时间序列数据，且数据来源于中国环境监测总站。

空气质量指数(AQI)是对空气质量进行定量描述的无量纲指数。数值越高，污染程度越高，即空气污染越严重，对人体健康的危害越大。

影响空气质量得因素众多，根据《环境空气质量技术评价规范》文件要求，一般用细颗粒(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)一天内监测均值和臭氧(O3)的光照下的变动均值作为空气状况评价参数，按照每个污染物的浓度极限值先计算出IAQIn（空气质量分指数），再取空气质量分指数最大值即为AOI 指数值。故本文选取了空气质量指数（AQI）做为被解释变量，选取细颗粒(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)以及臭氧(O3)作为解释变量来进行分析。

2.2 变量的描述统计

通过描述统计可知：所描述的7 组数据的均值和中位数都非常接近，但Y、X2、X3、X5、X6 的均值均小于其中位数，说明Y、X2、X3、X5、X6 的数据总体上是偏小的；X1、X4 的均值均大于其中位数，说明X1、X4 的数据总体上呈现是偏大的。不同的总体均值指数(一般为均值)的代表性或稳定性可以通过离散系数大小的比较来说明，由表1 可得Y、X1、X2、X3、X4、X5、X6 的离散系数均较小，表明7 组数据的代表性好或稳定性强；同时它们的离散系数且均小于0.5，表明数据分布较为紧密。

表1 变量的描述统计表

表2 OLS 回归结果

表3 怀特检验——异方差检验（不含交叉项）

表4 LM 检验序列相关

表5 相关系数矩阵

3 建立模型

3.1 回归模型的函数形式设定及OLS 估计结果

3.1.1 模型的建立

以深圳市2017 年1 月至2020 年8 月的月度空气质量数据为样本，利用Eviews 软件对样本数据进行分析，建立初步模型。分别以PM2.5、PM10、NO2、CO、SO2、O3为六个自变量，以AQI 为因变量，建立多元线性回归方程，整理数据，对空气质量指数进行定性回归分析。采用相关图分析方法，分别制作六个解释变量与空气质量指数的相关图。从图中可以直观地看出，这六个影响因素与AQI 指数可以近似地同化为线性相关关系。根据结论，建立多元线性回归方程模型如下:

Y=C+β1X1+β2X2+β3X3+β4X4+β5X5+β6X6+μ

其中，Y 为被解释变量（空气质量指数），C 为无任何影响因素下的空气质量指数，β1、β2、β3、β4、β5、β6 为待估参数，μ 为随机误差项。

3.1.2 OLS 参数估计

利用最小二乘法(OLS)对模型参数进行估计，利用Eviews 软件，利用数学优化技术，通过最小化误差平方和找到最佳匹配函数表达式。估计的模型参数值如表2 所示。

由OLS 回归结果可得估计模型为：

3.2 模型检验

3.2.1 经济学检验

根据表2 数据处理结果可得，六个待估参数均为正值，表明在其他变量不变的情况下，各污染物（解释变量）与空气质量指数（被解释变量）呈正相关关系（即正向变化）。这六个解释变量的系数都符合自然科学发展规律和与环境有关的理论。因此，该模型初步通过了经济检验。

3.2.2 拟合优度检验

根据表2 数据输出的结果显示，可决系数R2=0.99914，修正样本可决系数R2=0.999901，这两个指标的结果表明：模型拟合程度高，拟合效果好。表明六种污染物的数据可以很好地解释空气质量指数。

3.2.3 异方差检验

使用Eviews 软件对上述方程得到的方程进行White 检验，检验结果如表3 所示。

通过怀特检验发现Obs R2=2.473048，查表可得，在显著性水平α=0.05 时，P=0.8715>0.05，故接受不存在异方差的原假设，即原设定的模型中不存在异方差。

3.2.4 序列相关检验

自相关是经济时间序列中普遍存在的一种现象，通常是由于经济变量的滞后性造成的。空气质量在时间上也是连续的，因此推测也存在自相关。因此，使用Eviews 软件对模型进行LM检验。具体结果如表4 所示。

输出结果可知，在给定显著性水平α=0.05 下，临界概率P=0.4196>0.05，表示辅助回归模型是不显著的，即不存在自相关性。

3.2.5 共线性检验

通过简单计算变量间的相关系数，得相关系数矩阵，具体结果如表5 所列。

由表5 可知，解释变量之间的相关系数大多都达到0.7 以上，即解释变量之间相关性较大，通过检验待估参数之间的相关系数r，若任意两者之间的接近1，则说明二者之间存在相关性，即存在多重共线性。用Klein 判别法进行分析，即存在多重共线性，由于该模型多重共线性不严重，故不需要修正。

4 统计检验

4.1 t 检验

由表2，得t 统计量为：

β1 的t-statistic=33.91969；β2 的t-statistic=32.23672

β3 的t-statistic=12.64085；β4 的t-statistic=72.90293

β5 的t-statistic=17.74364；β6 的t-statistic=164.1422

对于给定的显著性水平α=0.05，从查表可知，自由度v=37的t 分布双侧分位数t0.05/2（37）=2.03。因为β1、β2、β3、β4、β5、β6 的t-statistic 均远远大于t0.05/2（37）=2.03，所以否定H0，β1、β2、β3、β4、β5、β6 显著不等于零，即可以认为细颗粒(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)以及臭氧(O3)对深圳市空气质量指数（AQI）有显著的影响。

4.2 F 检验

由表2，得F 统计量为F-statistic=72087.75。

对于给定的显著性水平α=0.05，从查表可知，分子自由度为6，分母自由度为30 的F 分布上侧分位数F0.05（6，30）=2.42；分母自由度为40 的F 分布上侧分位数F0.05（6，40）=2.34；分子自由度为6，分母自由度为37 的F 分布上侧分位数在2.34-2.42之间。因为F=72087.75 远大于2.42，所以否定H0 ，总体回归方程是显著的，即细颗粒(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)以及臭氧(O3)与深圳市空气质量指数（AQI）之间存在显著的线性关系。

5 最终结果及系数的经济意义分析

5.1 最终结果

Y=-0.005291+0.0027155X1+0.015148X2+0.013036X3

5.2 系数的经济意义分析

由结果可知，β1=0.027155；β2=0.015148；β3=0.013036；β4=0.025951；β5=0.245503；β6=0.006297，表明深圳市空气质量指数（AQI）随着细颗粒(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)以及臭氧(O3)等六种污染物浓度的增加而增加，且在0 ～ 1 之间，因此回归系数的符号和大小与经济理论和人们的经验预期一致。

6 结论和研究说明

通过检验与分析，最终得出结论：一氧化碳（CO）、细颗粒物(PM2.5)是影响深圳市空气质量的最主要因素。

6.1 回归分析变量间关系

通过以上检验，得出解释变量对被解释变量有显著影响并且存在显著的线性关系；由最终结果得出，在其他变量保持不变的情况下，细颗粒(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)以及臭氧(O3)等六种污染物浓度每增加1%，深圳市空气质量指数（AQI） 分别增加0.027155% ；0.015148% ；0.013036% ；0.025951% ；0.245503% ；0.006297%。

6.2 预期结果

研究发现，回归系数的符号和大小与经济理论和人们的经验预期一致；回归分析得到的变量间关系与根据经济理论得到的预期关系是一致的。

7 改善空气质量相关建议与措施

由以上的回归模型可以看出，对深圳市进行空气治理主要是控制深圳市CO、PM2.5 的浓度，给出以下建议：

7.1 改变能源结构，调整产业结构，推动清洁能源可再生资源

CO 是影响深圳市空气质量最大的因素，因此深圳市政府和企业可以改变以煤炭为代表的化石能源作为主要能源的消费模式，提高能源结构中非化石能源（如：天然气）的消费比例，推动科学和技术的发展, 大力推广使用清洁能源和开发可再生资源，加快产业结构调整，重视发展低污染产业。

7.2 增加资金投入，加强加大环境保护宣传力度

造成环境空气污染的主要因素是人为因素，是人类在生活和生产过程中产生的进入大气的污染物。当污染物质积累到一定浓度时，就会破坏大气环境，对人类和动植物的健康产生直接影响。因此，要从根本上控制环境空气污染，提高空气质量，首先要做的就是提高人们的环保意识。同时，政府应加大对环境保护的投入，加强对环境保护的监督和宣传。通过这种方式，可以提高人们的环保意识，环境空气质量控制的重要性和意义可以被正视，并有效改善环境空气质量防治效率和质量。

7.3 采用先进技术，加大治理力度，鼓励长期根治

要解决空气污染问题，不同地区需要结合自身特点，运用先进的科学技术来消除空气污染问题。短期内，深圳市环保部门应及时进行有效处理，如活性水除尘杀菌技术、静电除尘技术等。从长远来看，深圳政府应该大力发展低碳经济，鼓励人们植树，增加城市绿地面积。植物是天然的空气净化器，可以吸收灰尘，吸收有害气体，净化空气。因此，加强城市生态环境建设，特别是增加城市绿地面积，可以拓宽PM2.5 和PM10 的净化渠道。