上海市人口因素對碳排放影響實證分析

摘要：本文利用上海市1997～2011年碳排放量、人口總數(shù)、城市化率、國民生產(chǎn)總值、恩格爾系數(shù)、第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值產(chǎn)值的時間序列數(shù)據(jù)，建立了多元回歸模型，對人口因素和碳排放量之間的關(guān)系做了實證研究。研究發(fā)現(xiàn)，常住人口數(shù)對上海地區(qū)碳排放量影響最大，城市化率和第二產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員比重也有顯著的正向影響，代表人口的消費結(jié)構(gòu)的恩格爾系數(shù)對碳排放具有一定的負效應(yīng)，但是影響較小。研究表明上海作為國際化大都市，消費層次已經(jīng)較高，消費結(jié)構(gòu)的變化對碳排放的影響不明顯。最后，針對分析結(jié)果，探討了碳減排策略。

關(guān)鍵詞：上海市；碳排放；人口因素；協(xié)整理論；格蘭杰檢驗

目前，我國正處于工業(yè)化進程中，人民的生活水平不斷提高，伴隨而來的是高能耗、高污染、全球氣溫變暖和隨之而來的海平面上升等環(huán)境問題，已經(jīng)嚴(yán)重危害到人類的生存，建設(shè)低碳經(jīng)濟刻不容緩。上海市人口多，密度高，對資源的需求量極大，相應(yīng)的碳排放量也比其他地區(qū)高。

從人口結(jié)構(gòu)視角探討碳排放問題，不僅有利于正確判斷和把握碳減排壓力的人口因素，而且有助于提高碳減排政策決策的針對性和可操作性，因此研究人口因素對碳排放量的影響具有一定的理論意義和現(xiàn)實意義。

一、文獻綜述

關(guān)于碳排放與人口因素之間的關(guān)系，許多學(xué)者進行了大量研究。陳婧通過相關(guān)文獻梳理，發(fā)現(xiàn)人口規(guī)模、城市化水平、家庭小型化等因素對碳排放具有不同程度上的正效應(yīng)。朱勤等通過對我國1980～2007年碳排放情況的實證研究，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段我國居民消費水平和人口結(jié)構(gòu)變化對碳排放的影響力已經(jīng)高出人口規(guī)模變化的影響力。申笑顏采用灰色系統(tǒng)理論中的灰關(guān)聯(lián)分析討論了中國碳排放的各影響因素。發(fā)現(xiàn)人口增長對碳排放貢獻最大，另外，經(jīng)濟活動中能源消費結(jié)構(gòu)的合理選擇比經(jīng)濟增長對碳排放的影響更為重要。劉燕娜等基于1994～2008年時間序列數(shù)據(jù)，分析了福建省的碳排放因素，發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展是福建人均碳排放的最大拉動因素，而能源結(jié)構(gòu)對人均碳排放的影響相對較小。

以上關(guān)于人口因素對碳排放影響的研究偏重于國家層面的研究，而對于某個城市的研究目前還處于起步階段。本文從既有文獻出發(fā)，研究了上海市的五個變量對碳排放的影響。

二、模型設(shè)計及數(shù)據(jù)說明

根據(jù)上海地區(qū)化石燃料的消耗量測算出1997～2011年的碳排放量，從人口數(shù)量、城市化率、生產(chǎn)總值、恩格爾系數(shù)、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的比重五個方面考察人口結(jié)構(gòu)因素對碳排放量的影響。因此構(gòu)建的理論模型為：

Y=（X1，X2，X3，X4，X5）（1）

在上式中，Y為碳排放量，X1為人口總數(shù)，X2為城市化率，X3為上海市GDP，X4為恩格爾系數(shù)，X5為第二產(chǎn)業(yè)的比重。

1.碳排放量的計算方法

根據(jù)《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》，本文采用自上而下的方法，即基于上海市各類能源消耗量計算二氧化碳的排放量，計算公式為：

C=∑ni=1Ei*Fi*Ki（2）

式中：C為二氧化碳排放量；Ei為第i種能源的消耗量； Fi為第i種能源的單位換算；Ki為第i種能源的碳排放系數(shù)，i=1，2，…6分別為煤，汽油，煤油，柴油，燃料油，電力。

本文選取的2007～2011年能源消耗數(shù)據(jù)來源于《中國能源統(tǒng)計年鑒》。各類能源單位換算采用2012年《中國能源統(tǒng)計年鑒》中給出的數(shù)據(jù)，具體如表1所示。各類能源的碳排放系數(shù)采用趙敏等和徐亞楠等研究中的數(shù)據(jù)，具體如表2所示。

根據(jù)上述的計算方法，得到1997～2011年上海市碳排放量，如圖1所示。從圖1可以看出，上海市碳排放量逐年遞增，從1997年的4130.79萬噸增長到2011年的8739.45萬噸，增長超過一倍。進入2000年之后，碳排放量的增長速度變大。

為避免時間序列數(shù)據(jù)具有異方差，本文將數(shù)據(jù)進行對數(shù)變換，構(gòu)造的碳排放人口結(jié)構(gòu)影響因素模型公式3所示：

LnY=C0+C1LnPtotal+C2LnPcity+C3LnPGDP+C4LnPlife+C5LnPind+ui（3）

式中：Y為碳排放量，Ptotal常住人口數(shù)，Pcity為城市化率，Plife為恩格爾系數(shù)，Pind為第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的比重。C0為截距項， C1-C5為各變量的系數(shù)。

三、實證研究

（一）單位根檢驗

計量經(jīng)濟學(xué)理論分析是建立在數(shù)據(jù)平穩(wěn)的基礎(chǔ)上的，將實際上不相關(guān)的非平穩(wěn)變量進行回歸分析，是偽回歸。因此，必須首先考慮和檢驗變量的平穩(wěn)性。本文用ADF檢驗，對每個序列進行檢驗。檢驗結(jié)果見表3。

通過表3可知，對GDP取對數(shù)后的二階差分序列DW值只有1.28，說明序列不平穩(wěn)。因此需要剔除GDP這一變量。對除了GDP外的變量序列，需經(jīng)過二階差分后，其ADF統(tǒng)計量的值都比顯著性水平為5%的臨界值小，DW值接近于2，即這些變量在5%顯著性水平下為二階單整。說明這些變量之間可能存在長期均衡關(guān)系，可以進一步做協(xié)整檢驗。因此模型調(diào)整為：

LnY=C0+C1LnPtotal+C2LnPcity+C3LnPlife+C5LnPind+ui（4）

（二）協(xié)整檢驗

協(xié)整理論認(rèn)為只有兩個（或多個）同階單整的變量才可能存在長期穩(wěn)定的某種關(guān)系即協(xié)整關(guān)系，通過上面的ADF檢驗，已經(jīng)得出各變量都是二階單整的。對LnY、LnPtotal、LnPcity、LnPlife、LnPind采用最小二乘法進行回歸，結(jié)果如下：

LnY=-3.278+1.143LnPtotal+0.7783LnPcity-0.3804LnPlife+0.354Pind（5）

（-2.37）（5.95） （2.36） （-4.27） （2.1）

R2=0.996；SE=0.019；F=651.61；DW=2.54

從上面的結(jié)果可以看出，擬合優(yōu)度為0.996，t統(tǒng)計量的絕對值都大于2，且DW值接近于2，F(xiàn)統(tǒng)計量也通過了檢驗，說明變量之間關(guān)系顯著。下面對模型的參差序列進行單位根檢驗，檢驗結(jié)果如表4所示：

殘差序列單位根檢驗顯示：u在經(jīng)過一次差分后在1%顯著性水平下平穩(wěn)。故變量LnY、LnPtotal、LnPcity、LnPlife、LnPind之間存在長期平穩(wěn)關(guān)系。

（三）格蘭杰因果檢驗

格蘭杰定理表明：存在協(xié)整關(guān)系的變量至少存在一個方向上的格蘭杰因果關(guān)系。格蘭杰因果檢驗不是檢驗邏輯上的因果關(guān)系，而是看變量之間的先后順序，是否存在一個變量的前期信息會影響到另一個變量的當(dāng)期。檢驗結(jié)果如表5所示。

從表5的檢驗結(jié)果可以看出，在5%水平下，LnY是LnPcity的原因，LnPlife是LnY的原因。LnPtotal和LnY、LnY和LnPind不是互為因果關(guān)系。

格蘭杰因果關(guān)系檢驗的結(jié)論只是統(tǒng)計意義上的因果性，而不一定是真正的因果關(guān)系。雖然可以作為真正的因果關(guān)系的一種支持，但不能作為肯定或否定因果關(guān)系的最終根據(jù)。

（四）回歸結(jié)果與分析

1.從回歸結(jié)果來看，對碳排放影響最大的因素是常住人口數(shù)。人口越多，碳排放量越大。首先，常住人口增加能顯著提高城市交通客運量，從而增加了化石燃料的需求，提高了碳排放。其次，人口增加使得食物，生活用品的需求量增加，這也增加了碳排放量。

2.城市化率對碳排放的影響僅次于常住人口數(shù)。城市化率的提高影響著人民的消費，使得人民對于生活品質(zhì)的追求越來越高，從而對高碳產(chǎn)品的需求增加。另外，隨著城市化進程的推進，生活、建筑等配套設(shè)施在不斷完善，也大大增加了碳排放量。

3.恩格爾系數(shù)反映了食物支出金額在總支出金額中所占的比重，回歸結(jié)果中，碳排放量與恩格爾系數(shù)之間的關(guān)系為負值，與模型假定相違背。上海是長三角地區(qū)經(jīng)濟最發(fā)達的地區(qū)，人民的生活及收入水平一直處于全國領(lǐng)先地位，恩格爾系數(shù)一直低于全國平均水平，所以恩格爾系數(shù)的進一步下降并不足以說明人們的生活結(jié)構(gòu)的較大變化，所以對碳排放量的影響不明顯。

4.第二產(chǎn)業(yè)比重反映了一個地區(qū)工業(yè)化程度，工業(yè)的碳排放量一直是碳排放的重要組成部分。工業(yè)化程度越高，碳排放量越大。所以在城市化建設(shè)中，需要注重優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加強工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、提升勞動者素質(zhì)，從而可以讓更多的人口投入其他低碳的產(chǎn)業(yè)中。

四、結(jié)論與啟示

本文通過人口因素研究了上海市碳排放量影響因素，發(fā)現(xiàn)人口總量因素對碳排放有顯著影響。上海市的常住人口從2000年到2011年，增加了738.86萬人。約占全國人口增加數(shù)的十分之一，說明上海作為國際化大都市，吸引了大量的外來人口，顯著提高了上海市的碳排放量。另外，人口結(jié)構(gòu)也顯現(xiàn)出對碳排放的影響。通過人口結(jié)構(gòu)對碳排放量影響的實證分析可以得出：隨著上海市城市化和工業(yè)化進程的加快，城市化率、二次產(chǎn)業(yè)比重與伴隨的從業(yè)人員比重會給減排帶來壓力。因此，在制定減排政策市需要著重考慮以下幾個問題：

首先，由于上海市的國際化地位，更多的就業(yè)機會，更完善的生活配套設(shè)施，將會繼續(xù)吸引大量人員進入城市，同時工業(yè)比重也較高，將成為發(fā)展低碳經(jīng)濟不可避免的制約。所以要從優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)著手，減少第二產(chǎn)業(yè)對碳排放的貢獻，增加科技創(chuàng)新，使用更加低碳環(huán)保的工業(yè)技術(shù)。其次，隨著城市化進程的繼續(xù)，居民的消費生活水平將進一步提高，對生產(chǎn)、生活的物質(zhì)需求日益增加，需要對于居民的生活、消費習(xí)慣要進行宣傳、引導(dǎo)，提倡低碳出行方式，避免鋪張浪費等。另外，制定相關(guān)法律，限制高能耗，高碳排放的生產(chǎn)企業(yè)?？傊谥贫p排相關(guān)政策時，需要著重考慮人口總量因素和人口結(jié)構(gòu)因素，在減排建議中，應(yīng)積極推廣有利于可持續(xù)發(fā)展的人口結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，從而有效降低碳排放。

參考文獻：

[1]陳婧.人口因素對碳排放的影響[J].西北人口，2011（02）.

[2]朱勤.人口與消費對碳排放影響的分析模型與實證[J].中國人口，2010（02）.

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[4]劉燕娜，洪燕真，余建輝.福建省碳排放的因素分解實證研究[J].技術(shù)經(jīng)濟，2010（08）.

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[6]李子奈，潘文卿.計量經(jīng)濟學(xué)（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2010.

[7]高鐵梅.計量分析方法與建模（第二版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

（作者單位：郭亞東，上海大學(xué)管理學(xué)院；張燁培，上海理工大學(xué)管理學(xué)院）