我國城市化經(jīng)濟(jì)集聚與氣溫集聚的實(shí)證研究

王東林

（中國氣象局工程咨詢中心，北京 100081）

我國城市化經(jīng)濟(jì)集聚與氣溫集聚的實(shí)證研究

王東林

（中國氣象局工程咨詢中心，北京 100081）

首先用Herfindahl指數(shù)來測算我國城市的經(jīng)濟(jì)集聚度水平與氣溫集聚度水平，運(yùn)用SPSS20.0進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)，證明了經(jīng)濟(jì)集聚度與氣溫集聚度存在很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，即經(jīng)濟(jì)的集聚加速了氣溫的集聚，并且氣溫的集聚態(tài)勢趨同于經(jīng)濟(jì)的集聚態(tài)勢；其次，收集并整理了我國2003～2012年30個(gè)直轄市及省會(huì)城市的面板數(shù)據(jù)，運(yùn)用混合模型估計(jì)方法與隨機(jī)效應(yīng)模型估計(jì)方法進(jìn)行研究，得出經(jīng)濟(jì)集聚度、人口集聚度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、固定資產(chǎn)投資對氣溫集聚度的影響都是正向的；綠化面積對氣溫集聚度的影響是負(fù)向的，并由此提出了一些建議。

經(jīng)濟(jì)集聚；氣溫集聚；城市化；實(shí)證研究

城市化的經(jīng)濟(jì)集聚是現(xiàn)代工業(yè)化經(jīng)濟(jì)時(shí)代發(fā)展的一種經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象，1750年開始出現(xiàn)的世界經(jīng)濟(jì)就被人們注意到了經(jīng)濟(jì)的地理集聚現(xiàn)象，到了1970年代，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在西方發(fā)達(dá)國家相繼出現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)聚集的產(chǎn)業(yè)區(qū)。我國自從改革開放以來，特別是隨著沿海經(jīng)濟(jì)特區(qū)和經(jīng)濟(jì)開放城市的不斷發(fā)展，以城市產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)集聚推動(dòng)了我國區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。雖然經(jīng)濟(jì)集聚帶給了人們豐厚的經(jīng)濟(jì)收益，但是也給人們帶來了地區(qū)環(huán)境方面的一些消極影響。城市在逐步發(fā)展的過程中導(dǎo)致下墊面發(fā)生了變化，進(jìn)而導(dǎo)致了城市熱島效應(yīng)。城市熱島效應(yīng)是由于城市化的發(fā)展而導(dǎo)致城市中的氣溫高于外圍郊區(qū)的小氣候現(xiàn)象。城市人口不斷膨脹、新型建筑大量增加、運(yùn)行車輛急劇增多、工業(yè)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展、生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大以及其它諸多因素的影響，城市熱島現(xiàn)象正呈現(xiàn)不斷加劇的趨勢，對城市生態(tài)環(huán)境的影響越來越顯著。

國外文獻(xiàn)中，韋伯是第一個(gè)提出經(jīng)濟(jì)集聚的概念，指出經(jīng)濟(jì)集聚是一種“優(yōu)勢”，是生產(chǎn)在很大程度上被帶至某一地點(diǎn)的集中而產(chǎn)生的優(yōu)勢［1］。Krueger和Grossman分析了經(jīng)濟(jì)發(fā)展對環(huán)境的影響，提出經(jīng)濟(jì)發(fā)展會(huì)通過結(jié)構(gòu)效應(yīng)、技術(shù)效應(yīng)和規(guī)模效應(yīng)對環(huán)境產(chǎn)生不同的影響［2］。國內(nèi)文獻(xiàn)中關(guān)于城市化經(jīng)濟(jì)發(fā)展對城市氣溫的影響研究也有很多，如初子瑩［3］、納麗［4］、郭麗香［5］、王曉默［6］、余華［7］等研究發(fā)現(xiàn)北京、固原、長沙、濟(jì)寧、吐魯番等城市存在顯著的城市熱島效應(yīng)，戴一楓［8］研究發(fā)現(xiàn)中國東部地區(qū)從1979—2008年由于城市化造成氣溫增暖0.66℃/10a。

從以上文獻(xiàn)可以看出，氣溫變化受城市化經(jīng)濟(jì)集聚的影響受到了人們的高度關(guān)注，這些文獻(xiàn)分析了某個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展對氣溫的影響，具體的影響氣溫的因素僅僅從自然環(huán)境因素（包括該城市的日照時(shí)數(shù)、降水量、緯度、季節(jié)及地理位置等）來考慮和分析，均沒有意識(shí)到城市化是由于經(jīng)濟(jì)活動(dòng)在地理上的集聚現(xiàn)象而形成的，需要分析由于經(jīng)濟(jì)集聚帶來很多導(dǎo)致氣溫變化的因素，因此經(jīng)濟(jì)集聚是氣溫變化最直接的正向影響因素。本文認(rèn)為經(jīng)濟(jì)的集聚是引起氣溫集聚的首要因素，經(jīng)濟(jì)集聚的變量則包括經(jīng)濟(jì)增長和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)等的變量，我們將通過測度經(jīng)濟(jì)集聚度與氣溫集聚度，應(yīng)用面板數(shù)據(jù)模型來研究兩者之間的關(guān)系，系統(tǒng)研究引致氣溫集聚的動(dòng)因。

1 資料與方法

1.1 資料來源

本文收集并整理了2003年到2012年期間我國30個(gè)直轄市及省會(huì)城市的相關(guān)資料（資料來源：國家統(tǒng)計(jì)局2003—2012年的《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》），由于缺乏拉薩市數(shù)據(jù)，拉薩沒有包含在樣本中。國家統(tǒng)計(jì)局的資料中給出了按“全市”和“市轄區(qū)”兩種行政區(qū)劃方法的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，前者包括了城區(qū)、郊區(qū)及所轄的縣（市），而后者包括城區(qū)、郊區(qū)，不包括市轄縣（市），本文采用的是“全市”的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

1.2 集聚度測算

用Herfindahl指數(shù)來測算我國城市的經(jīng)濟(jì)集聚度水平與氣溫集聚度水平，運(yùn)用SPSS20.0進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)，證明了經(jīng)濟(jì)集聚度與氣溫集聚度存在很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，即經(jīng)濟(jì)的集聚加速了氣溫的集聚，并且氣溫的集聚態(tài)勢趨同于經(jīng)濟(jì)的集聚態(tài)勢。Herfindahl指數(shù)（簡稱H指數(shù)），計(jì)算公式為：

式中：H∈［1/N，1］；X代表全國GDP總和或城市年均氣溫總和；Xj代表第j個(gè)城市GDP或年均氣溫；N為測算的城市數(shù)量，這里為除了港、澳、臺(tái)及西藏的30個(gè)直轄市及省會(huì)城市。H指數(shù)越接近1表明集聚水平越高，城市之間差異越明顯；而越接近1/N表明集聚水平越低，分布越均勻。

1.3 經(jīng)濟(jì)集聚與氣溫集聚的測算

一般而言經(jīng)濟(jì)發(fā)展可以分為經(jīng)濟(jì)增長以及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，本文的研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長對氣溫升高有直接的正向影響。在確定經(jīng)濟(jì)集聚度為解釋變量后，再引入人口集聚度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、固定資產(chǎn)投資和綠化面積作為其他解釋變量。

人口集聚度指標(biāo)采用城市人口占總?cè)丝诘谋壤齺肀硎荆饬砍鞘谢?，城市化所帶來的人類各種活動(dòng)會(huì)對氣溫集聚產(chǎn)生較大影響；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指標(biāo)用第二產(chǎn)業(yè)占GDP總值的比重來表示，因?yàn)槟茉蠢米疃嗟男袠I(yè)集中在第二產(chǎn)業(yè)，因此第二產(chǎn)業(yè)比重對氣溫集聚的影響較大；固定資產(chǎn)投資用來衡量資金對城市化經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)，對氣溫升高產(chǎn)生間接的影響；綠化面積對氣溫集聚的作用是反向的，城市綠化面積越大，越會(huì)降低氣溫集聚。

經(jīng)濟(jì)集聚與氣溫集聚之間存在相關(guān)性，采用面板數(shù)據(jù)模型中的混合模型估計(jì)方法與隨機(jī)效應(yīng)模型估計(jì)方法進(jìn)行研究，為了減少數(shù)據(jù)的異方差性，將變量取對數(shù)形式，設(shè)定模型表達(dá)式為：

式中：標(biāo)i和t分別表示城市和年份；Tempit為城市i在t年的氣溫；GDPit為城市i在t年的經(jīng)濟(jì)集聚度；Peot為城市i在t年的人口集聚度；lnSecit為城市i在t年的第二產(chǎn)業(yè)占GDP總值的比重；Invit為城市i在t年的固定資產(chǎn)投資總額；Greit為城市i在t年的綠化面積數(shù)；為估計(jì)殘差項(xiàng)。

2 結(jié)果分析

2.1 集聚度分析

由公式（1）測算出的經(jīng)濟(jì)集聚度與氣溫集聚度水平如圖1。

圖1 經(jīng)濟(jì)集聚度與氣溫集聚度

由圖1可以看到，經(jīng)濟(jì)集聚度和氣溫集聚度的H指數(shù)均偏低且在0.1以下，屬于弱集聚現(xiàn)象。經(jīng)濟(jì)集聚度曲線位于氣溫集聚度曲線上方，表明氣溫集聚滯后于經(jīng)濟(jì)集聚或者可以認(rèn)為氣溫的集聚是由經(jīng)濟(jì)的集聚帶動(dòng)的。2003～2005年經(jīng)濟(jì)集聚度持續(xù)上升，說明在中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)期，集聚更容易形成。氣溫集聚度H指數(shù)不是持續(xù)增加，但總體趨勢也是逐漸向上，氣溫集聚隨著經(jīng)濟(jì)的集聚而集聚。2005～2012年經(jīng)濟(jì)集聚度和氣溫集聚度又都開始緩慢回落。主要原因是隨著西部大開發(fā)與中部崛起等國家戰(zhàn)略的實(shí)施，還有經(jīng)濟(jì)聚集區(qū)的向外溢出和輻射，使得相關(guān)企業(yè)向周邊地區(qū)蔓延，降低了聚集區(qū)的集聚性，經(jīng)濟(jì)發(fā)展在全國范圍內(nèi)趨于均衡，氣溫集聚也有類似的特征。

表1 經(jīng)濟(jì)集聚度與污染集聚度相關(guān)性分析

進(jìn)一步分析經(jīng)濟(jì)集聚與氣溫集聚的相關(guān)性，運(yùn)用SPSS20.0得到經(jīng)濟(jì)集聚度和污染集聚度的相關(guān)系數(shù)，結(jié)果見表1。

經(jīng)濟(jì)集聚度與氣溫集聚度相關(guān)系數(shù)為0.592，說明經(jīng)濟(jì)的集聚與氣溫的集聚具有強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系，這再一次證明氣溫的集聚是由經(jīng)濟(jì)的集聚帶動(dòng)。

2.2 集經(jīng)濟(jì)集聚與氣溫集聚的實(shí)證分析

本文研究的重點(diǎn)在于討論總體自變量的系數(shù)，可以忽略橫截面?zhèn)€體常數(shù)項(xiàng)的不同，不宜再添加虛擬變量，因此本文不采用固定效應(yīng)模型。在模型估計(jì)中，采用混合估計(jì)模型和隨機(jī)效應(yīng)模型，使用的分析軟件是Eviews3.1。

根據(jù)做出調(diào)整以后的樣本數(shù)據(jù)，利用面板數(shù)據(jù)（Panel Data）分析方法，對設(shè)定的模型表達(dá)式（2）進(jìn)行了估計(jì)，結(jié)果見表2。

從表2中的估計(jì)結(jié)果可以看到，由于樣本容量很大，對于顯著性水平為5%的顯著性檢驗(yàn)，所有系數(shù)的估計(jì)都在5%的水平上顯著，因此，不應(yīng)從回歸模型中去掉任何解釋變量。對比兩組結(jié)果的擬合優(yōu)度R2，混合模型估計(jì)的擬合優(yōu)度R2為0.116607，隨機(jī)效應(yīng)模型估計(jì)的擬合優(yōu)度R2為0.981935，隨機(jī)效應(yīng)模型估計(jì)對于數(shù)據(jù)的擬合效果更好，因此，選擇隨機(jī)效應(yīng)模型估計(jì)作為模型的估計(jì)結(jié)果。最終估計(jì)模型為：

表2 Eviews3.1計(jì)量經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果

從公式（3）中可以看出，經(jīng)濟(jì)集聚度、人口集聚度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、固定資產(chǎn)投資系數(shù)為正，對氣溫集聚度的影響都是正向的；綠化面積系數(shù)為負(fù)，對氣溫集聚度的影響是負(fù)向的。結(jié)果表明：

經(jīng)濟(jì)集聚度每增加1%，會(huì)使氣溫集聚度增加0.079%，反映了經(jīng)濟(jì)增長對氣溫升高有明顯的正向影響，說明了我國的經(jīng)濟(jì)增長方式仍然屬于資源粗放型，快速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展通過資源消耗和環(huán)境污染對氣候產(chǎn)生不利的影響。

人口集聚度每增加1%，會(huì)使氣溫集聚度增加0.132%，人口集聚度是對城市化水平的測度，反映了城市化水平越高對氣溫升高有明顯的正向影響，說明了我國從2003年以來城市中的城鎮(zhèn)處于迅速擴(kuò)張時(shí)期，使得城市下墊面的性質(zhì)發(fā)生了一些變化，在一定程度上成為城市氣溫上升的原因之一。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)每增加1%，會(huì)使氣溫集聚度增加0.020%，一個(gè)城市第二產(chǎn)業(yè)占GDP的比重越大，則該城市的平均氣溫也較高。這是因?yàn)榈诙a(chǎn)業(yè)屬于耗能高，污染嚴(yán)重的制造行業(yè)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展越倚重于第二產(chǎn)業(yè)則對環(huán)境的破壞也越大，因此經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)偏向第二產(chǎn)業(yè)會(huì)對氣候產(chǎn)生不利的影響，從而導(dǎo)致氣溫升高。

固定資產(chǎn)投資每增加1%，會(huì)使氣溫集聚度增加0.007%，城市經(jīng)濟(jì)中固定資產(chǎn)投資的角色越重，則該城市平均氣溫越高，結(jié)果表明我國的固定資產(chǎn)投資也屬于資源消耗性，過多的投資會(huì)對環(huán)境和氣候產(chǎn)生不利的影響。

綠化面積每增加1%，會(huì)使氣溫集聚度減少0.008%，綠化面積對氣溫集聚度的作用是負(fù)向的，即綠化面積越大氣溫集聚度越小。說明城市大面積綠化對改善城市熱島效應(yīng)有著一定的作用。

3 結(jié)論

產(chǎn)業(yè)的集聚性帶來了城市經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，也帶來了氣溫的集聚，氣溫升高是近年來國內(nèi)外較為關(guān)心的熱點(diǎn)問題。本文嘗試?yán)梦覈陛犑泻褪?huì)城市面板數(shù)據(jù)研究經(jīng)濟(jì)發(fā)展對氣溫升高的影響，通過測算經(jīng)濟(jì)集聚度和污染集聚度的Herfindahl指數(shù)，我國存在經(jīng)濟(jì)弱集聚性和氣溫弱集聚性，而經(jīng)濟(jì)集聚度與氣溫集聚度具有強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系，證明氣溫的集聚是由經(jīng)濟(jì)的集聚帶動(dòng)；通過經(jīng)濟(jì)集聚與氣溫集聚的實(shí)證分析，經(jīng)濟(jì)集聚度、人口集聚度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、固定資產(chǎn)投資都會(huì)顯著促進(jìn)氣溫的集聚，綠化面積則對會(huì)顯著降低氣溫的集聚。

通過實(shí)證研究，說明我國當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)增長是造成氣溫升高的原因。一方面我國目前的經(jīng)濟(jì)增長仍然屬于資源消耗型的；另一方面我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)存在不合理性，偏高的第二產(chǎn)業(yè)占比以及過于依賴固定資產(chǎn)投資推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展均有慘重的環(huán)境和氣候代價(jià)。因此，我國需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，需發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)替代過高的第二產(chǎn)業(yè)占比，同時(shí)以刺激服務(wù)消費(fèi)的方式替代固定資產(chǎn)投資成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。提高城市綠地覆蓋率，降低熱島效應(yīng)，以城市氣候?qū)W理論為指導(dǎo)，選擇合理的城市結(jié)構(gòu)模式，城外建“綠色屏障”，城內(nèi)加強(qiáng)綠化，同時(shí)嚴(yán)格城市綠線管理制度，從規(guī)劃上增加綠地面積與規(guī)模。

［1］［德］韋伯.工業(yè)區(qū)位論［M］.北京：商務(wù)印書館，1997.

［2］Grossman.G and Krueger.A，Environmental impacts of the NorthAmerican Free Trade Agreement［M］. NBER.Working Paper3914，1991.

［3］初子瑩，任國玉.北京地區(qū)城市熱島強(qiáng)度變化對區(qū)域溫度序列的影響［J］.氣象學(xué)報(bào)，2005，63（4）：534-540.

［4］納麗，許建秋，任少云，等.城市化對固原氣溫變化趨勢的影響［J］.干旱氣象，2013，31（4）：738-743，doi：10.11755/j.issn.1006-7639（2013）-04-0738.

［5］郭麗香，章新平，吳華武，等.城市化對湖南長沙氣溫的影響［J］.干旱氣象，2012，30（3）：380-7386，doi：10.11755/j.issn.1006-7639（2012）-03-0380-07.

［6］王曉默，董寧.濟(jì)寧市城市化對氣溫的影響［J］.干旱氣象，2013，31（4）：732-737，doi：10.11755/j.issn. 1006-7639（2013）-04-0732.

［7］余華，張慧琴，包榮剛.新疆吐魯番市1952～2012年氣溫變化特征及城市化影響［J］.干旱氣象，2014，32（2）：215-219，doi：10.11755/j.issn.1006-7639（2014）-02-0215.

［8］戴一楓，劉屹岷，周林炯.中國東部地區(qū)城市化對氣溫影響的觀測分析.氣象科學(xué)，2011，31（4）：365-371.

An Empirical Study on Econom ic Agglomeration of China's City And Tem perature Aggregation

WANG Donglin
（Engineering Consulting Center of China Meterological Administration，Beijing 100086，China）

First of all，the economic agglomeration degree and the temperature aggregation degree of China's city were measured by the Herfindahl index，and the correlation test by SPSS20.0 proved the strong positive correlation between economic agglomeration degree and temperature aggregation degree，namely，economic agglomeration accelerates temperature aggregation，and the trend of temperature aggregation is similar to the trend of economic agglomeration.Secondly，the collected and classified panel data in China from 2003 to 2012 in 30 direct-controlled municipalities and provincial capital cities were researched by using the mixture model estimation method and random effects model estimation method，which get the result that the economic agglomeration，the population agglomeration，industrial structure，investment in fixed assets effect on the temperature agglomeration are positive；the green area effect on the temperature agglomeration is negative.

economic agglomeration；temperature aggregation；urbanization；empirical study

P46

A

1673-8411（2016）01-0076-04

2015-10-15

王東林（1978-），男，安徽懷寧人，碩士，工程師，從事氣象工程咨詢工作。