中國(guó)省域人口密度、產(chǎn)業(yè)集聚與碳排放的實(shí)證研究
——基于集聚經(jīng)濟(jì)、擁擠效應(yīng)及空間效應(yīng)的視角

何文舉 張華峰 陳雄超 顏建軍

一、引 言

回顧我國(guó)工業(yè)化以及城市化的高速成長(zhǎng)歷程，不難發(fā)現(xiàn)是以高額的能源消耗以及污染排放為代價(jià)的。荷蘭環(huán)境評(píng)估局2007年發(fā)表報(bào)告，認(rèn)為中國(guó)已經(jīng)超越美國(guó)成為世界上最大的二氧化碳排放國(guó)家。國(guó)際能源署 2010年的數(shù)據(jù)進(jìn)一步顯示，中國(guó)在 2009年消費(fèi)了22.52億噸石油當(dāng)量，比美國(guó)石油消費(fèi)總量的21.70億噸要高出 4%，成為全球第一大能源消費(fèi)國(guó)。在 2009年哥本哈根會(huì)議上我國(guó)政府向世界承諾，2020年我國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放量在2005年的基礎(chǔ)上下降40%～50%。如此高的節(jié)能減排目標(biāo)是否能夠?qū)崿F(xiàn)，引起了學(xué)者們的廣泛研究。近幾年，“低碳經(jīng)濟(jì)”的概念應(yīng)運(yùn)而生，并逐漸深入人心，得到政府、社會(huì)以及學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。

改革開放以來(lái)，隨著省域經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及各地區(qū)城市化水平的不斷提高，我國(guó)各大省市的空間結(jié)構(gòu)及形態(tài)也不斷發(fā)生變化，而我國(guó)的城市化進(jìn)程往往具有“攤大餅”式或者過(guò)度聚集特點(diǎn)，前者不利于規(guī)模經(jīng)濟(jì)作用的發(fā)揮，后者則會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的擁擠效應(yīng)。此二者將通過(guò)直接或者間接的途徑影響碳排放水平。此外，由于我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展極不平衡，碳排放水平也存在著顯著的區(qū)域差異。同時(shí)，由于區(qū)域之間合作交流的愈發(fā)頻繁，一個(gè)地區(qū)的碳排放量越來(lái)越多地受到周邊地區(qū)碳排放量的關(guān)聯(lián)作用影響，區(qū)域間的碳排放水平呈現(xiàn)出明顯的空間效應(yīng)。

正是在這樣一種背景下，本文試圖運(yùn)用空間計(jì)量模型，剖析全國(guó)30個(gè)省域之間碳排放水平的空間效應(yīng)以及人口密度、經(jīng)濟(jì)密度和企業(yè)密度對(duì)省域碳排放水平的影響，從而搜集與密度相關(guān)的集聚經(jīng)濟(jì)效應(yīng)及擁擠效應(yīng)存在的相關(guān)證據(jù)。

二、相關(guān)文獻(xiàn)綜述

在人口密度與能源消耗、碳排放的相互關(guān)系方面，觀點(diǎn)莫衷一是。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，人口密度過(guò)低或者“攤大餅”式的區(qū)域空間結(jié)構(gòu)造成了土地資源的浪費(fèi)、通勤距離的增長(zhǎng)或者通過(guò)改變居民的通行方式而影響了碳排放水平。另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為人口密度對(duì)區(qū)域能耗的影響不大。第一種觀點(diǎn)指出人口密度的增加有利于節(jié)約空間、提高緊湊度，可以通過(guò)基礎(chǔ)設(shè)施共享降低區(qū)域運(yùn)行的能源成本。具體表現(xiàn)為人口密度增加使得城市居民更多地選擇在高層建筑居住，而農(nóng)村居民選擇村莊化居住，便于集中供暖或供電，對(duì)能源消耗起節(jié)約作用。同時(shí)作為區(qū)域中心的城市，提高緊湊度可以改變?nèi)藗兊某鲂蟹绞?，城市居民?duì)個(gè)人汽車的需求減少，傾向于公共的出行方式(范進(jìn)，2011)，從而降低了人均的能源消耗。在實(shí)證方面，Newman等(1989)對(duì)人口密度與交通運(yùn)輸能源消耗之間關(guān)系進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)兩者呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)。McLaren(1992)認(rèn)為緊湊城市能夠在維持城市原有生活水平不變的前提下減少城市制冷和供暖的能源消耗，提高各種社會(huì)軟性基礎(chǔ)設(shè)施的效率。另有 Shim 等(2006)針對(duì)韓國(guó)的城市人口密度與人均油耗量進(jìn)行回歸檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)兩者呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。范進(jìn)(2011)認(rèn)為，低密度的城市發(fā)展模型導(dǎo)致了較高的能源消耗，不利于節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。程開明(2011)利用面板數(shù)據(jù)展開計(jì)量分析，結(jié)果顯示人均用電量與人口密度呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。王桂新和吳俊奎(2012)的實(shí)證結(jié)果卻得出相反的結(jié)論，認(rèn)為碳排放強(qiáng)度與人口密度之間呈現(xiàn)正向關(guān)聯(lián)。

以產(chǎn)業(yè)密度以及企業(yè)密度作為產(chǎn)業(yè)集聚的衡量指標(biāo)，其對(duì)碳排放的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面，產(chǎn)業(yè)集聚意味著大量企業(yè)和勞動(dòng)力的聚集，在其他條件不變的情況下，自然會(huì)形成更高的碳排放水平；另一方面，產(chǎn)業(yè)集聚通過(guò)影響企業(yè)的技術(shù)和生產(chǎn)率水平，對(duì)能源消耗以及碳排放產(chǎn)生了抑制作用。目前圍繞產(chǎn)業(yè)集聚視角對(duì)碳排放以及環(huán)境污染進(jìn)行實(shí)證研究的文獻(xiàn)相對(duì)較少。國(guó)內(nèi)具有代表性的有：藺雪芹和方創(chuàng)琳(2008)對(duì)地區(qū)產(chǎn)業(yè)集群的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究進(jìn)展進(jìn)行了評(píng)述。武俊奎(2012)基于產(chǎn)業(yè)集聚視角，對(duì)城市規(guī)模擴(kuò)張對(duì)碳排放的影響進(jìn)行了實(shí)證研究。其結(jié)果表明，對(duì)于不同人口規(guī)模城市來(lái)說(shuō)，產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)碳排放的影響是不同的。閆逢柱等(2011)運(yùn)用 2003—2008年中國(guó)制造業(yè)兩位碼的行業(yè)分類數(shù)據(jù)和面板誤差修正模型實(shí)證考察了產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展和環(huán)境污染之間的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，短期內(nèi)產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展有利于降低環(huán)境污染，但長(zhǎng)期內(nèi)產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展與環(huán)境污染之間不具有必然的因果關(guān)系。劉習(xí)平和宋德勇(2013)以 STIRPAT 模型為基本框架，實(shí)證考察了產(chǎn)業(yè)集聚的城市環(huán)境效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集聚有利于改善城市的環(huán)境，且城市規(guī)模越大，其改善環(huán)境的效果越明顯。張翠菊和張宗益(2016)采用空間計(jì)量模型分析了產(chǎn)業(yè)和人口集聚與我國(guó)區(qū)域碳排放強(qiáng)度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)我國(guó)區(qū)域碳排放存在較強(qiáng)的空間相關(guān)性，并且產(chǎn)業(yè)和人口集聚對(duì)各區(qū)域碳排放影響存在差異，同時(shí)推斷產(chǎn)業(yè)和人口集聚達(dá)到一定水平會(huì)帶來(lái)不經(jīng)濟(jì)，即可能存在拐點(diǎn)。

空間效應(yīng)對(duì)區(qū)域碳排放水平的影響已為越來(lái)越多的學(xué)者所關(guān)注。吳玉鳴(2012)運(yùn)用空間計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)模型實(shí)證分析中國(guó)省域碳排放的空間效應(yīng)及驅(qū)動(dòng)因素的結(jié)果顯示，省域碳排放存在顯著的空間自相關(guān)性和集群趨勢(shì)，并主要集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密集和能源消費(fèi)強(qiáng)度大的地區(qū)。肖宏偉等(2013)基于 STIRPAT模型，運(yùn)用空間杜賓模型實(shí)證考察各驅(qū)動(dòng)因素對(duì)碳排放規(guī)模和碳排放強(qiáng)度的影響，結(jié)果顯示，地區(qū)間碳排放存在顯著的示范和帶頭作用，驅(qū)動(dòng)因子通過(guò)直接和間接途徑影響碳排放。孫立成等(2017)利用地理加權(quán)回歸模型分析了我國(guó)省域碳排放的空間集聚及轉(zhuǎn)移效應(yīng)。

回顧已有文獻(xiàn)的研究成果，對(duì)于人口密度及產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)碳排放的影響沒(méi)有統(tǒng)一的結(jié)論，而且針對(duì)同一問(wèn)題不同的文獻(xiàn)研究得出的結(jié)論甚至截然相反。本文認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)集聚的形態(tài)是不斷演進(jìn)的，會(huì)經(jīng)歷一個(gè)由低級(jí)到高級(jí)并可能最終走向臃腫的狀態(tài)。也就是說(shuō)，產(chǎn)業(yè)集聚一定會(huì)帶來(lái)企業(yè)生產(chǎn)效率的提高和較低強(qiáng)度的碳排放嗎？一直以來(lái)，學(xué)者們較多地重視產(chǎn)業(yè)集聚所帶來(lái)的外部經(jīng)濟(jì)，而忽視了過(guò)分集聚可能帶來(lái)的“擁擠效應(yīng)”。對(duì)于省域(人口)密度同樣如此，過(guò)度人口的集聚是否會(huì)降低整個(gè)省域的生產(chǎn)效率而導(dǎo)致更高的碳排放水平呢？此外，我國(guó)省域間碳排放水平是否真的存在空間效應(yīng)？是否已經(jīng)形成了空間溢出效應(yīng)？基于此，本文將對(duì)我國(guó) 30個(gè)省域進(jìn)行人口密度、經(jīng)濟(jì)密度以及企業(yè)密度對(duì)碳排放水平影響的實(shí)證研究，以此考察是否存在集聚經(jīng)濟(jì)效應(yīng)、擁擠效應(yīng)以及空間效應(yīng)。相較于已有文獻(xiàn)的研究成果，本文通過(guò)實(shí)證分析闡述了我國(guó)省域人口密度、產(chǎn)業(yè)密度以及企業(yè)密度對(duì)碳排放影響的內(nèi)在機(jī)制，有以下三方面的創(chuàng)新：第一，采用空間計(jì)量模型研究我國(guó)省域碳排放之間的空間溢出效應(yīng)及其成因；第二，從精明增長(zhǎng)理論出發(fā)采用IPAT模型驗(yàn)證人口、產(chǎn)業(yè)以及企業(yè)密度對(duì)碳排放的影響是否呈現(xiàn)出正 N型的走勢(shì)；第三，采用回歸模型分析交通基礎(chǔ)設(shè)施水平與省域碳排放水平之間的關(guān)系。

三、模型設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)選取

（一）一般模型建立

美國(guó)生態(tài)學(xué)家Ehrlich和Holdren于1971年提出了環(huán)境壓力評(píng)估模型IPAT：

其中I、P、A、T分別代表環(huán)境壓力、人口規(guī)模、財(cái)富規(guī)模以及技術(shù)水平。IPAT模型不允許各影響因素非單調(diào)、不同比例的變化，因此其應(yīng)用受到極大限制(何小鋼等，2012)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，Dietz和 Rosa(1994)以隨機(jī)的形式發(fā)展了環(huán)境壓力模型STIRPAT：

其中 e代表隨機(jī)誤差項(xiàng)。該模型逐漸受到了學(xué)者們的青睞，并廣泛地用于環(huán)境污染以及碳排放方面的實(shí)證研究。本文將在STIRPAT模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的擴(kuò)展。首先，對(duì)原始的 STIRPAT模型兩邊取對(duì)數(shù)，由于考察的是人口密度和產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)省域碳排放的影響，故將人口密度和產(chǎn)業(yè)集聚度作為核心解釋變量加入模型當(dāng)中。擴(kuò)展以后的基準(zhǔn)面板模型可以表示為：

其中，i和 t分別代表省域以及年份；CE(carbon-dioxideemission)代表省域的碳排放水平，PD(populationdensity)和IA(industry agglomeration)分別代表人口密度和產(chǎn)業(yè)集聚度；X是一系列的控制變量，包括貿(mào)易對(duì)外開放程度、利用外資水平以及省域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等；αi和εit分別代表省域特定效應(yīng)以及隨機(jī)干擾項(xiàng)。

前文提到，產(chǎn)業(yè)集聚是一個(gè)不斷演進(jìn)的過(guò)程。一方面，產(chǎn)業(yè)集聚意味著大量企業(yè)和勞動(dòng)力的聚集，在其他條件不變的情況下，自然會(huì)形成更高的碳排放水平。另一方面，產(chǎn)業(yè)集聚通過(guò)外部經(jīng)濟(jì)、規(guī)模效應(yīng)對(duì)企業(yè)技術(shù)以及生產(chǎn)率產(chǎn)生影響，從而減輕企業(yè)的碳排放程度。這兩種效應(yīng)孰大孰小還有待實(shí)證檢驗(yàn)。如果兩種效應(yīng)的結(jié)果是產(chǎn)業(yè)集聚有利于降低省域的碳排放水平，那么是否意味著產(chǎn)業(yè)集聚度越高越好呢？本文初步猜想產(chǎn)業(yè)的過(guò)度集聚可能會(huì)產(chǎn)生一種“擁擠效應(yīng)”，進(jìn)而影響企業(yè)的生產(chǎn)率，對(duì)省域碳排放產(chǎn)生負(fù)面影響。對(duì)于人口密度的分析同樣類似，是否存在一個(gè)拐點(diǎn)效應(yīng)？也就是說(shuō)，當(dāng)集聚程度超過(guò)拐點(diǎn)時(shí)其是否轉(zhuǎn)而不利于降低省域的碳排放呢？此外，由于目前我國(guó)省域發(fā)展和資源稟賦存在較大的不平衡，各地區(qū)的碳排放水平也呈現(xiàn)出較大的差異，然而各個(gè)省域之間是否已經(jīng)存在空間集聚現(xiàn)象(即空間效應(yīng))呢？鑒于此，本文提出假說(shuō) 1。

假說(shuō) 1：產(chǎn)業(yè)集聚度與人口密度對(duì)省域碳排放的影響呈近似正N型的變化趨勢(shì)。

在有關(guān)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染方面，20世紀(jì)90年代經(jīng)濟(jì)學(xué)家Grossman和Krueger率先提出環(huán)境的庫(kù)茲涅茨倒 U型曲線效應(yīng)，認(rèn)為在經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期，人均收入的提高趨向于惡化環(huán)境；當(dāng)人均收入超過(guò)一定的水平時(shí)，環(huán)境的質(zhì)量則傾向于改善。換句話說(shuō)，環(huán)境問(wèn)題一定程度上可以通過(guò)經(jīng)濟(jì)發(fā)展得到解決。因此，可以認(rèn)為在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中，產(chǎn)業(yè)集聚與人口密度對(duì)省域碳排放的影響并不呈線性關(guān)系。已有文獻(xiàn)進(jìn)行了類似研究，張華和魏曉平(2014)采用兩步 GMM法驗(yàn)證了環(huán)境規(guī)制對(duì)碳排放的影響呈倒 U型；董鋒等(2015)基于協(xié)整方程采用蒙特卡洛動(dòng)態(tài)模擬方法，發(fā)現(xiàn)按照目前的發(fā)展方式，到2020年我國(guó)碳排放量將會(huì)下降。

為了驗(yàn)證假說(shuō)1，本文將人口密度PD和產(chǎn)業(yè)集聚度IA的二次項(xiàng)加入基準(zhǔn)模型，如果倒 U型關(guān)系成立的話，那么二次項(xiàng)的系數(shù)應(yīng)該顯著為負(fù)。同時(shí)為了進(jìn)一步觀察相互關(guān)系在拐點(diǎn)之后的走勢(shì)，本文將兩個(gè)變量的三次項(xiàng)也加入了實(shí)證模型，從而對(duì)“擁擠效應(yīng)”是否存在作出判斷。擴(kuò)展后模型如下：

其次，如果人口密度以及產(chǎn)業(yè)集聚度確實(shí)對(duì)省域碳排放水平有影響，其作用的途徑是什么呢？結(jié)合前人的研究，本文認(rèn)為兩種集聚效應(yīng)均提高了資源和服務(wù)的共享水平，特別是提高交通基礎(chǔ)設(shè)施的利用效率，從而降低了整個(gè)省域的能源運(yùn)行成本。據(jù)此，本文提出假說(shuō)2。

假說(shuō)2：交通基礎(chǔ)設(shè)施水平的提高增加了省域的可達(dá)性，故傾向于增加省域的碳排放，但是隨著產(chǎn)業(yè)和人口集聚程度的提高，其對(duì)碳排放的正向影響得到了削弱。

基于假說(shuō) 1，為檢驗(yàn)假說(shuō) 2，本文分別加入了人口密度PD、產(chǎn)業(yè)集聚度IA各自與交通基礎(chǔ)設(shè)施水平TI(transportation infrastructure)的交叉項(xiàng)。檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷男问阶優(yōu)椋?/p>

倘若，人口和產(chǎn)業(yè)集聚通過(guò)提高交通基礎(chǔ)設(shè)施利用效率進(jìn)而影響省域的碳排放水平的機(jī)制是存在的話，那么 β8和 β9的估計(jì)系數(shù)應(yīng)該顯著為負(fù)。

假說(shuō) 3：無(wú)論從人口密度、經(jīng)濟(jì)密度還是從企業(yè)密度角度，我國(guó)各省域的碳排放水平都存在空間效應(yīng)，并且已經(jīng)形成了空間溢出效應(yīng)；全國(guó)各個(gè)省域之間的碳排放水平的空間溢出效應(yīng)不同程度地加劇了省域碳排放。

對(duì)于該假說(shuō)的檢驗(yàn)，本文首先分析全國(guó)30個(gè)省域碳排放水平的空間分布特征，再進(jìn)行空間相關(guān)性檢驗(yàn)，以驗(yàn)證是否存在空間效應(yīng)。倘若存在空間自相關(guān)性，說(shuō)明各省域之間的碳排放水平已經(jīng)形成了空間集聚效應(yīng)，各個(gè)地區(qū)之間存在著空間溢出效應(yīng)，對(duì)碳排放的正向影響加大了省域碳排放強(qiáng)度。同時(shí)，建立空間計(jì)量模型更為合適，而空間計(jì)量模型中的系數(shù)ρ/λ應(yīng)該通過(guò)1%的顯著性水平。

（二）空間計(jì)量模型建立

如今，在多地區(qū)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境系統(tǒng)中，一個(gè)地區(qū)由于能源消費(fèi)導(dǎo)致的碳排放行為不僅受到該地區(qū)內(nèi)部決定因素的影響，而且越來(lái)越受到周邊地區(qū)碳排放量的關(guān)聯(lián)作用的影響，區(qū)域之間的能源消費(fèi)及碳排放活動(dòng)呈現(xiàn)出明顯的空間自相關(guān)性?？梢?jiàn)，在研究中忽略空間鄰近效應(yīng)，勢(shì)必會(huì)影響傳統(tǒng) OLS模型參數(shù)的無(wú)偏估計(jì)，導(dǎo)致研究結(jié)論的可靠性受到質(zhì)疑。此外，由于現(xiàn)實(shí)的人類活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)行為總是在一定時(shí)間和地域范圍內(nèi)同時(shí)進(jìn)行的，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的研究需考慮時(shí)間維度，更不能忽略空間維度。同時(shí)集成考慮時(shí)間相關(guān)性和空間相關(guān)性，必然能夠客觀反映受到時(shí)空交互相關(guān)性作用的經(jīng)濟(jì)行為的特征和規(guī)律。因此，本文采取空間面板數(shù)據(jù)模型來(lái)研究全國(guó)各省的城市化過(guò)程中人口密度、經(jīng)濟(jì)密度以及企業(yè)密度對(duì)省域碳排放水平的影響。

空間計(jì)量方法存在兩種基本的計(jì)量模型，分別是空間杜賓模型(Spatial Durbin Model，SDM)和空間誤差模型(Spatial Error Model，SEM)。其一般模型形式如下：

其中，Y為因變量；X為解釋變量矩陣；W 為空間權(quán)重矩陣；θ是解釋變量空間滯后的系數(shù)；ρ為空間回歸系數(shù)，λ為空間誤差系數(shù)，兩者均反映樣本觀測(cè)值的空間依賴作用；μ為正態(tài)分布的隨機(jī)誤差向量。本文對(duì)空間權(quán)重矩陣W設(shè)置采用Queen鄰接規(guī)則，將與某一空間單元擁有共同邊界及頂點(diǎn)的空間樣本均定義為其鄰接單元，形式為：

其中，i和j為空間單元編號(hào)，空間權(quán)重矩陣的對(duì)角線設(shè)置為0，即空間單元i與自身之間假定為不相鄰。

對(duì)于上述兩種模型的估計(jì)如果仍然采用最小二乘法，系數(shù)估計(jì)值會(huì)有偏或者無(wú)效，需要通過(guò)工具變量法、極大似然法或廣義最小二乘估計(jì)等其他方法來(lái)進(jìn)行估計(jì)。本文采用了Anselin(1988)的建議，采用極大似然法估計(jì)SEM和SDM的參數(shù)。判斷地區(qū)間經(jīng)濟(jì)行為的空間自相關(guān)性是否存在，一般通過(guò)Moran's I檢驗(yàn)、兩個(gè)拉格朗日乘數(shù)形式LMERR、LMLAG和穩(wěn)健的R-LMERR、R-LMLAG等來(lái)進(jìn)行。由于事先無(wú)法根據(jù)先驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)推斷在SDM和SEM模型中是否存在空間依賴性，有必要構(gòu)建一種判別準(zhǔn)則來(lái)決定哪種空間模型更加符合客觀現(xiàn)實(shí)。Anselin和 Florax(1995)提出了一個(gè)判斷準(zhǔn)則：通過(guò)兩個(gè)拉格朗日乘數(shù)形式 LMERR、LMLAG和穩(wěn)健的 R-LMERR、R-LMLAG等形式來(lái)判定。如果 LMLAG較 LMERR在統(tǒng)計(jì)上更加顯著，且 R-LMLAG顯著而 RLMERR不顯著，則可以斷定適合的模型是空間滯后模型。相反，則斷定空間誤差模型是恰當(dāng)?shù)哪Ｐ汀?/p>

（三）變量的選取與說(shuō)明

首先是如何計(jì)算省域碳排放總量的問(wèn)題。由于缺乏對(duì)碳排放的直接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以往的學(xué)者大都通過(guò)各種化石燃料的消費(fèi)總量以及相應(yīng)的碳排放系數(shù)數(shù)據(jù)計(jì)算而得，相應(yīng)的計(jì)算公式可以表示為：

其中，C代表省域的碳排放總量，Ei、 Si、 Fi分別指代各類能源的消耗、對(duì)標(biāo)準(zhǔn)煤的折算系數(shù)以及碳排放系數(shù)。

人口密度的度量較為簡(jiǎn)單，即用省轄區(qū)年末常住人口總數(shù)與省轄區(qū)面積之比來(lái)表示。衡量產(chǎn)業(yè)集聚度的常用指標(biāo)包括行業(yè)集中度、赫希曼-赫佛因德指數(shù)、熵指數(shù)，而目前使用較多的有企業(yè)間距、空間基尼系數(shù)等等。一般來(lái)講，產(chǎn)業(yè)集聚意味著企業(yè)、勞動(dòng)力在地理上的高度集中，鑒于此本文選擇省域的經(jīng)濟(jì)密度以及企業(yè)密度來(lái)衡量省域的產(chǎn)業(yè)集聚度。本文選取了全國(guó) 30個(gè)省的面板數(shù)據(jù)為考察對(duì)象，時(shí)間跨度為 2006年至 2015年。本文碳排放計(jì)算涉及到的化石原料消耗數(shù)據(jù)來(lái)源于歷年的《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，而其他變量的數(shù)據(jù)則全部來(lái)源于歷年的《國(guó)家統(tǒng)計(jì)年鑒》。

四、我國(guó)省域碳排放的空間效應(yīng)

首先本文采用ArcGIS軟件分析我國(guó)30個(gè)省域之間碳排放水平的空間分布特征。從我國(guó) 30個(gè)省域的碳排放總量的空間分布分析結(jié)果中可以看出(因篇幅所限，圖略，下同)，我國(guó)各個(gè)省域之間的碳排放量的分布趨勢(shì)總體上表現(xiàn)為東高西低的特征，即西北地區(qū)和西南地區(qū)較低，中東部地區(qū)較高，但是同時(shí)發(fā)現(xiàn)西北地區(qū)的碳排放量也比較高。從我國(guó)30個(gè)省域的人均碳排放量的空間分布分析結(jié)果中可以看出，東部沿海地區(qū)人均排放量比較高，中部地區(qū)的北方人均碳排放量也比較高，而西南地區(qū)人均碳排放量較低。同時(shí)由分析結(jié)果中可以看出，我國(guó)各個(gè)省份的碳排放量和人均碳排放量都出現(xiàn)了空間上的集聚效應(yīng)，相鄰地區(qū)的碳排放相互影響。各個(gè)省域之間的碳排放的空間分布特征呈現(xiàn)的“梯度”現(xiàn)象而且出現(xiàn)集聚效應(yīng)，說(shuō)明地理上鄰近的省區(qū)的碳排放水平可能存在空間相關(guān)性。采用 2008—2015年的數(shù)據(jù)，依據(jù)空間杜賓模型進(jìn)行分析，如表1、表2所示。

表1 空間杜賓模型結(jié)果

表2 空間誤差模型結(jié)果分析

由空間杜賓模型的結(jié)果可以看出，我國(guó)各省域的碳排放水平存在空間溢出效應(yīng)，而且分析結(jié)果②采用Stata軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析得到。與假說(shuō) 1、假說(shuō) 2相符，人口密度相關(guān)指標(biāo)對(duì)于碳排放呈現(xiàn)正向作用，而且這種作用效果是顯著的，隨著人口的增加，最開始，本省的碳排放總量呈現(xiàn)上升的態(tài)勢(shì)；產(chǎn)業(yè)集聚度與交通基礎(chǔ)設(shè)施水平的空間效應(yīng)更加顯著，產(chǎn)業(yè)集聚度對(duì)相鄰的省份的碳排放呈現(xiàn)負(fù)效應(yīng)，即某一省份的產(chǎn)業(yè)集聚度越高，其相鄰省份的碳排放量就會(huì)越低，進(jìn)而由此推斷對(duì)本省份的碳排放量影響并不是完全正向或者負(fù)向影響，這與產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展水平存在一定的關(guān)系，推測(cè)對(duì)碳排放的影響呈現(xiàn)N字型；交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)相鄰省區(qū)的碳排放呈正向影響，交通基礎(chǔ)設(shè)施水平越高，越能增加省域的可達(dá)性，故傾向于增加碳排放，與假說(shuō)2相符。

由空間誤差模型的結(jié)果可以看出，空間誤差模型結(jié)果在1%的水平上顯著，各個(gè)省域的碳排放量之間存在空間效應(yīng)，尤其人口密度對(duì)碳排放的影響較為顯著，人口密度的增加在起初會(huì)增加省份的碳排放量，這與前文的假設(shè)相符。同時(shí)，由直接效應(yīng)和間接效應(yīng)的數(shù)據(jù)可以看出，影響碳排放的有關(guān)變量不僅會(huì)影響本省的碳排放量，還會(huì)影響相鄰省份的碳排放量，而且其影響程度相當(dāng)。

進(jìn)一步對(duì)空間誤差模型進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗(yàn)，采用異方差-穩(wěn)健性拉格朗日乘子檢驗(yàn)(簡(jiǎn)稱穩(wěn)健性LM檢驗(yàn))，結(jié)果如表3。

表3 穩(wěn)健性LM檢驗(yàn)結(jié)果

由穩(wěn)健性 LM 檢驗(yàn)的結(jié)果可以認(rèn)為模型不存在異方差，可以將模型用于碳排放空間關(guān)系的分析而不局限于本文選取的變量?？臻g誤差模型能夠較好地解釋各個(gè)省份碳排放間的相互影響，從而進(jìn)一步說(shuō)明我國(guó)省域碳排放存在空間溢出效應(yīng)。

五、我國(guó)省域的碳排放與密度之間關(guān)系

上述莫蘭指數(shù)檢驗(yàn)證明我國(guó)省域的碳排放存在空間相關(guān)性，可以通過(guò)建立空間計(jì)量模型來(lái)進(jìn)行分析，下面將采用空間固定效應(yīng)的空間自回歸模型分析我國(guó) 30個(gè)省的碳排放量水平與密度之間的關(guān)系。

（一）碳排放與人口密度

以往考察碳排放與人口密度的文獻(xiàn)較多地考察了兩者之間的線性關(guān)系，而忽略了兩者之間可能存在非線性的動(dòng)態(tài)關(guān)系。本文將借鑒劉揚(yáng)等(2009)的方法，分別以碳排放強(qiáng)度、人均碳排放量以及碳排放總量作為被解釋變量，以人口密度的一、二、三次項(xiàng)為核心解釋變量來(lái)考察兩者之間的非線性關(guān)系。表4給出了相應(yīng)的回歸結(jié)果。

如表4所示，第(1)、(3)、(5)列給出基準(zhǔn)回歸的結(jié)果，第(2)、(4)、(6)列則加入相應(yīng)的控制變量，擴(kuò)展后的回歸模型的擬合優(yōu)度均在90%以上，說(shuō)明模型的擬合程度較好。各個(gè)模型的空間自相關(guān)系數(shù)均通過(guò)了0.01的顯著性檢驗(yàn)，說(shuō)明各個(gè)省的碳排放量之間確實(shí)存在空間效應(yīng)，且已經(jīng)形成了空間溢出效應(yīng)。區(qū)域之間的人均碳排放量和碳排放總量的溢出效應(yīng)(0.942、0.937)大于碳排放強(qiáng)度(0.87)。同時(shí)不難發(fā)現(xiàn)人口密度的一次項(xiàng)為正，二次項(xiàng)為負(fù)，三次項(xiàng)則為正，且在不同的置信水平下顯著。不管是從碳排放強(qiáng)度、人均碳排放的角度還是從碳排放總量的角度，這種非線性關(guān)系都是顯著成立的，說(shuō)明了檢驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)健性。通過(guò)計(jì)算模擬相應(yīng)的圖像，本文發(fā)現(xiàn)碳排放(三種度量形式)與人口密度呈現(xiàn)正N型的相關(guān)關(guān)系，即伴隨著人口密度的增加，碳排放在不同的階段呈現(xiàn)出不同的走勢(shì)。具體來(lái)講，在人口密度較低時(shí)，碳排放隨著人口密度的增加而增加；當(dāng)超過(guò)第一個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)，兩者則呈現(xiàn)出反向的關(guān)系；當(dāng)人口密度超過(guò)第二個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)，碳排放最終伴隨人口密度增加而增加。在這里，前文提出的假說(shuō)1得到了實(shí)證的支持。

表4 碳排放與人口密度

如何解釋第一個(gè)臨界點(diǎn)與第二個(gè)臨界點(diǎn)之間的現(xiàn)象呢？精明增長(zhǎng)理論從三個(gè)角度作出了回答：首先，省域人口密度的增加帶來(lái)了各種生產(chǎn)要素的集中，且能夠通過(guò)充分共享各種設(shè)施，降低經(jīng)濟(jì)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的交易費(fèi)用，集聚經(jīng)濟(jì)與規(guī)模效應(yīng)的作用使得經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的效率大為提高(程開明，2011)；其次，在能源供應(yīng)方面，人口密度以及建筑密度的增加使得能源得到集中供應(yīng)，能源的使用效率得到提升。McLaren(1992)指出，城市空間結(jié)構(gòu)緊湊性能夠在保證城市原來(lái)生活水平不變的前提下使得能源的總消耗下降；再者，人口密度的增加也會(huì)對(duì)居民的出行方式產(chǎn)生影響，精明增長(zhǎng)理論認(rèn)為高密度的人口有利于發(fā)展公共交通基礎(chǔ)設(shè)施，并通過(guò)設(shè)施共享，降低整個(gè)區(qū)域的能源運(yùn)營(yíng)成本(龔詠喜等，2013)。

本文的回歸結(jié)果認(rèn)為，當(dāng)人口密度超過(guò)第二個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)，人口過(guò)度集聚帶來(lái)的不良效應(yīng)開始顯現(xiàn)，本文稱之為擁擠效應(yīng)。擁擠效應(yīng)對(duì)碳排放的影響主要表現(xiàn)在交通能耗方面，人口密度增加對(duì)城市交通基礎(chǔ)設(shè)施造成壓力，交通擁堵的現(xiàn)象普遍，對(duì)能源消耗造成了不利的影響。

現(xiàn)在對(duì)控制變量的影響進(jìn)行簡(jiǎn)要的評(píng)述，本文將衡量貿(mào)易自由度以及利用外資水平的變量加入了回歸模型，發(fā)現(xiàn)無(wú)論對(duì)碳排放強(qiáng)度、人均碳排放還是對(duì)碳排放總量而言，外資水平都形成正向影響，而貿(mào)易自由度形成負(fù)向影響，且均在 1%的水平下高度顯著。本文還重點(diǎn)考察了碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間的關(guān)系，根據(jù)庫(kù)茲涅茨倒 U型曲線效應(yīng)中經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染的關(guān)系，本文將人均GDP及其二次項(xiàng)加入回歸模型，結(jié)果顯示一次和二次項(xiàng)的系數(shù)均顯著為正，只能說(shuō)明我國(guó)各個(gè)省域的人均收入還沒(méi)有超過(guò)一定水平，使得環(huán)境質(zhì)量得以改善。

（二）碳排放與產(chǎn)業(yè)密度、企業(yè)密度

表5和表6給出了產(chǎn)業(yè)和企業(yè)密度對(duì)碳排放影響的回歸結(jié)果。從結(jié)果來(lái)看，各個(gè)模型的空間自相關(guān)系數(shù)仍然都通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)，說(shuō)明無(wú)論從人口密度、產(chǎn)業(yè)密度還是企業(yè)密度角度來(lái)看，我國(guó)各省域的碳排放水平都存在空間效應(yīng)，并且已經(jīng)形成了空間溢出效應(yīng)。其估計(jì)結(jié)果與人口密度的估計(jì)結(jié)果相似，其一次項(xiàng)為正，二次項(xiàng)為負(fù)，三次項(xiàng)為正，且在不同的置信度水平下顯著。由此得出，經(jīng)濟(jì)密度、企業(yè)密度與碳排放同樣呈現(xiàn)出正N型的關(guān)系，不管是從碳排放強(qiáng)度、人均碳排放還是從碳排放總量的角度。

本文給出的解釋是，產(chǎn)業(yè)密度與企業(yè)密度代表了省域生產(chǎn)要素勞動(dòng)力、資本等在地理上的集中，一定程度上反映省域產(chǎn)業(yè)集聚的程度。本文認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)集聚的形態(tài)是不斷演進(jìn)的，會(huì)經(jīng)歷一個(gè)由低級(jí)到高級(jí)并可能最終走向臃腫的狀態(tài)。產(chǎn)業(yè)集聚的不同演變階段對(duì)能源消耗或者碳排放有著不同的影響，具體表現(xiàn)在：在產(chǎn)業(yè)集聚的初級(jí)階段，上下游企業(yè)之間的聯(lián)系相對(duì)松散，產(chǎn)業(yè)鏈條較短，網(wǎng)絡(luò)化的分工協(xié)作關(guān)系尚未形成(藺雪琴和方創(chuàng)琳，2008)，生產(chǎn)過(guò)程中能源消耗過(guò)大；在產(chǎn)業(yè)集聚的高級(jí)階段，上下游企業(yè)之間緊密聯(lián)系、專業(yè)化地分工協(xié)作，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度增強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)種類增加且聯(lián)系緊密，產(chǎn)業(yè)鏈延長(zhǎng)。

表5 產(chǎn)業(yè)密度與碳排放

在有關(guān)產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究中，較多地強(qiáng)調(diào)了產(chǎn)業(yè)集聚所帶來(lái)的正的外部效應(yīng)，而對(duì)產(chǎn)業(yè)過(guò)度集聚消極影響的研究較少，或只停留在理論思考層面，實(shí)證層面的工作做得不多。本文的實(shí)證結(jié)果基本支持了經(jīng)濟(jì)或者企業(yè)過(guò)度集聚所產(chǎn)生的擁擠效應(yīng)。本文嘗試做出的解釋是產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展到一定階段，擁擠效應(yīng)逐步超越集聚效應(yīng)，集聚區(qū)內(nèi)的非生產(chǎn)性消耗增加，產(chǎn)業(yè)集聚非經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象漸次出現(xiàn)，如土地價(jià)格飛漲、生產(chǎn)要素價(jià)格高昂、基礎(chǔ)設(shè)施擁擠。這些因素的綜合作用又對(duì)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)生了影響，并最終導(dǎo)致了集聚區(qū)內(nèi)更高的能耗水平(碳排放)。

表6 企業(yè)密度與碳排放

理論上藺雪芹和方創(chuàng)琳(2008)對(duì)城市群地區(qū)產(chǎn)業(yè)集群的生命周期進(jìn)行了詳盡的論述，并對(duì)不同產(chǎn)集聚形態(tài)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行了分析，但是他們并沒(méi)有探討產(chǎn)業(yè)集聚的要素?fù)頂D階段?；趦晌粚W(xué)者的研究，本文嘗試分三個(gè)階段進(jìn)行分析。表7給出了產(chǎn)業(yè)集聚不同演變階段的相應(yīng)特征①該表參考了藺雪芹(2008)的研究成果，并經(jīng)過(guò)作者一定的修改補(bǔ)充。。

表7 產(chǎn)業(yè)集聚不同演變階段的特征

首先，在產(chǎn)業(yè)集聚的初始階段，上下游企業(yè)之間的聯(lián)系相對(duì)松散，產(chǎn)業(yè)鏈條較短，網(wǎng)絡(luò)化的分工協(xié)作關(guān)系尚未形成。集聚區(qū)內(nèi)相應(yīng)配套的基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)處于初始建設(shè)階段，由于集聚區(qū)內(nèi)許多企業(yè)擁有的創(chuàng)新專利較少，經(jīng)濟(jì)實(shí)力薄弱，投資改善生產(chǎn)的成本高于環(huán)境治理的成本(李偉娜等，2010)，使得企業(yè)不愿意采用環(huán)保節(jié)能技術(shù)進(jìn)行投資。同時(shí)這一階段關(guān)鍵的生產(chǎn)要素主要包括資源以及勞動(dòng)力，相應(yīng)的生產(chǎn)表現(xiàn)為“資源—產(chǎn)品—廢物—末端治理”單向線性模式，這時(shí)生產(chǎn)要素集中帶來(lái)的水平擴(kuò)張效應(yīng)占主導(dǎo)地位。

其次，在產(chǎn)業(yè)集聚的高級(jí)階段，上下游企業(yè)之間的緊密聯(lián)系、專業(yè)化的勞動(dòng)分工、廣泛的信息與知識(shí)的交流引致技術(shù)創(chuàng)新，這時(shí)企業(yè)生產(chǎn)效率提升帶來(lái)的能源節(jié)約效應(yīng)開始顯現(xiàn)。同時(shí)在集聚區(qū)內(nèi)，政府支持產(chǎn)業(yè)集聚的政策進(jìn)一步完善，政府通過(guò)加大對(duì)技術(shù)、交通運(yùn)輸、現(xiàn)代化設(shè)備的投入，為產(chǎn)業(yè)集聚創(chuàng)造良好的創(chuàng)新環(huán)境。這時(shí)企業(yè)投資改善生產(chǎn)的成本低于環(huán)境污染的成本，使得企業(yè)愿意在環(huán)保節(jié)能技術(shù)方面進(jìn)行投資。其生產(chǎn)表現(xiàn)為“資源—產(chǎn)品—回收再利用”網(wǎng)絡(luò)循環(huán)模式，這一階段產(chǎn)業(yè)集聚帶來(lái)的能源節(jié)約效應(yīng)開始超過(guò)集聚帶來(lái)的水平擴(kuò)張效應(yīng)，并占據(jù)主導(dǎo)地位。

再者，在產(chǎn)業(yè)集聚的要素?fù)頂D階段，本文初步研判集聚區(qū)內(nèi)的非生產(chǎn)性消耗增加，產(chǎn)業(yè)集聚非經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象漸次出現(xiàn)。基礎(chǔ)設(shè)施擁擠導(dǎo)致利用效率降低，土地以及勞動(dòng)力等各種生產(chǎn)要素價(jià)格的上漲又對(duì)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)生了影響，規(guī)模報(bào)酬遞增逐漸演變成規(guī)模報(bào)酬遞減。除此之外，擁擠帶來(lái)的過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)、重復(fù)建設(shè)以及結(jié)構(gòu)同化也對(duì)環(huán)境污染(碳排放)產(chǎn)生不利影響。

圖1 人口密度、緊湊城市空間結(jié)構(gòu)與能源消耗路徑

人口密度的分析類似，其對(duì)環(huán)境污染的影響依舊可以分為三個(gè)階段。第一階段要素集中帶來(lái)的水平擴(kuò)張效應(yīng)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，這一點(diǎn)較好理解；第二階段是人口密度增加有利于塑造緊湊型的城市空間結(jié)構(gòu)(如圖 1所示)，通過(guò)各種途徑可以在保持城市生活質(zhì)量不變的前提下，減少整個(gè)城市的能源消耗(McLaren，1992)。

本文認(rèn)為緊湊型城市空間結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面：一是有利于城市的高密度開發(fā)；二是有利于城市土地的綜合運(yùn)用。其中高密度開發(fā)突出表現(xiàn)在建筑密度及高度的增加、就業(yè)以及企業(yè)的集中上，這有助于提高整個(gè)城市的能源供應(yīng)效率；另外，土地綜合開發(fā)變現(xiàn)為基礎(chǔ)設(shè)施共享、通勤距離縮短以及公交網(wǎng)絡(luò)出行。本文認(rèn)為就業(yè)及企業(yè)集中、基礎(chǔ)設(shè)施共享對(duì)于提高整個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)交易效率至關(guān)重要；同時(shí)基礎(chǔ)設(shè)施共享、通勤距離縮短以及公交網(wǎng)絡(luò)出行對(duì)于城市居民選擇出行方式有顯著影響。這些方面均對(duì)減少整個(gè)城市的能源消耗或者碳排放有積極的作用。

第三個(gè)階段，人口過(guò)度集聚帶來(lái)公共交通投資嚴(yán)重不足、交通擁擠，超出了緊湊城市的承載能力，將最終推高整個(gè)城市運(yùn)營(yíng)的能源成本以及碳排放水平。

可以說(shuō)，人口密度、產(chǎn)業(yè)集聚與碳排放的關(guān)系并非簡(jiǎn)單的線性關(guān)系就可涵蓋。在不同階段，其相互影響呈現(xiàn)出不同形態(tài)，這就依賴于相應(yīng)的實(shí)證檢驗(yàn)。

（三）交通基礎(chǔ)設(shè)施與密度效應(yīng)的交互影響

前文提到，省域人口密度、經(jīng)濟(jì)密度通過(guò)集聚經(jīng)濟(jì)效應(yīng)對(duì)碳排放產(chǎn)生節(jié)約作用。其中一個(gè)重要的中介變量就是交通基礎(chǔ)設(shè)施。為了考察省域密度效應(yīng)與交通基礎(chǔ)設(shè)施的交互影響，本文以每萬(wàn)人公共汽車數(shù)量以及人均道路鋪裝面積來(lái)衡量交通基礎(chǔ)設(shè)施水平，并將其與人口密度、經(jīng)濟(jì)密度的交互項(xiàng)加入回歸模型。估計(jì)的結(jié)果如表8、表9、表10所示。

表8 交通基礎(chǔ)設(shè)施與密度效應(yīng)的交互影響1

表9 交通基礎(chǔ)設(shè)施與密度效應(yīng)的交互影響2

從估計(jì)的結(jié)果來(lái)看，無(wú)論從碳排放強(qiáng)度還是人均碳排放量、碳排放總量，交通基礎(chǔ)設(shè)施的符號(hào)均為正，其與人口密度、產(chǎn)業(yè)密度的交互項(xiàng)為負(fù)，從而實(shí)證支持前文所闡述的假說(shuō) 2。一般而言，交通基礎(chǔ)設(shè)施水平的提升增加了整個(gè)省域空間的可達(dá)性，傾向于增加整體的碳排放水平。但是，隨著人口以及產(chǎn)業(yè)密度的增加，這種正向的效應(yīng)得到削弱。其相互作用內(nèi)在機(jī)制表現(xiàn)出以下幾個(gè)方面：首先，密度是衡量居民通勤距離的重要指標(biāo)，密度的增加使得居民在目的地與目的地之間的距離減少(Miller，1998；Brownstone，2009)。其次，密度會(huì)對(duì)居民的出行方式的選擇產(chǎn)生影響，在高密度的社區(qū)，居民傾向于選擇公共的交通基礎(chǔ)設(shè)施或者經(jīng)濟(jì)型、小排量的機(jī)動(dòng)車。這些方面都對(duì)碳排放產(chǎn)生抑制作用(Vande Weghe，2007；Kenworthy，1996)。

表10 交通基礎(chǔ)設(shè)施與密度效應(yīng)的交互影響3

六、相關(guān)結(jié)論與建議

本文在理論上闡述了省域人口密度、產(chǎn)業(yè)密度以及企業(yè)密度對(duì)碳排放影響的內(nèi)在機(jī)制，分析了我國(guó)30個(gè)省域的空間集聚效應(yīng)，并運(yùn)用空間計(jì)量模型實(shí)證考察了密度效應(yīng)對(duì)省域碳排放的影響。本文實(shí)證分析的主要結(jié)論有：首先，我國(guó)各個(gè)省域的碳排放存在著空間集聚效應(yīng)，不僅在碳生產(chǎn)效率方面，而且在碳排放上，表現(xiàn)出了東高西低的特征；各個(gè)省域的碳排放水平已經(jīng)形成了明顯的空間溢出效應(yīng)；人口、產(chǎn)業(yè)以及企業(yè)密度對(duì)碳排放的影響呈現(xiàn)出正 N型的走勢(shì)，即伴隨著人口密度的增加，碳排放在不同的階段呈現(xiàn)出不同的走勢(shì)。具體地來(lái)講，在人口、產(chǎn)業(yè)、企業(yè)密度較低時(shí)，碳排放隨著密度的增加而增加；當(dāng)超過(guò)第一個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)，兩者則呈現(xiàn)出反向的關(guān)系；當(dāng)密度超過(guò)第二個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)，碳排放最終伴隨密度增加而增加。這種實(shí)證結(jié)果不依賴于特定的檢驗(yàn)形式，對(duì)于碳排放強(qiáng)度、人均碳排放以及碳排放總量均是顯著成立的。這說(shuō)明在各種生產(chǎn)要素聚集的過(guò)程中，既存在著集聚經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，同時(shí)也存在擁擠效應(yīng)；交通基礎(chǔ)設(shè)施水平的提高傾向于增加省域碳排放水平，但是在區(qū)域密度效應(yīng)的作用下，這種正向增長(zhǎng)效應(yīng)得到了削弱；省域的碳排放水平與人均收入之間未呈現(xiàn)出倒U型的關(guān)系。

近幾年來(lái)，除少數(shù)省份外，在各省域城市化的過(guò)程中“大城市病”、“霧霾”問(wèn)題基本都不同程度的存在，嚴(yán)重困擾著現(xiàn)代都市人的生活，對(duì)城市化質(zhì)量造成惡劣的影響。結(jié)合本文結(jié)論，在新一輪城鎮(zhèn)化過(guò)程，需要注意以下幾點(diǎn)。

第一，一直以來(lái)，地方政府將產(chǎn)業(yè)集聚作為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要手段，充分重視和運(yùn)用集聚所帶來(lái)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，但對(duì)于產(chǎn)業(yè)過(guò)度集聚帶來(lái)的規(guī)模報(bào)酬遞減或擁擠效應(yīng)未引起足夠的重視。閆逢柱和喬娟(2010)的研究表明，生產(chǎn)要素的擁擠效應(yīng)最先出現(xiàn)在低技術(shù)密集型、勞動(dòng)力密集型產(chǎn)業(yè)。在我國(guó)產(chǎn)業(yè)集聚較為發(fā)達(dá)的珠三角地區(qū)，針對(duì)產(chǎn)業(yè)過(guò)度集聚的現(xiàn)象率先提出了“騰籠換鳥”的政策，即將珠三角發(fā)達(dá)地區(qū)落后的產(chǎn)能逐步向東西兩翼及粵北山區(qū)轉(zhuǎn)移，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。在各省域城市化以及產(chǎn)業(yè)集聚的過(guò)程中，應(yīng)充分運(yùn)用集聚所帶來(lái)的集聚經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。當(dāng)擁擠效應(yīng)開始顯現(xiàn)時(shí)，應(yīng)積極通過(guò)所謂的“騰籠換鳥”(產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移)政策來(lái)減輕過(guò)度集聚對(duì)經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境帶來(lái)的不良影響。

第二，由于各個(gè)省域的碳排放水平表現(xiàn)出了空間非均衡分布。因此，國(guó)家政府在制定政策時(shí)不能采取簡(jiǎn)單的“一刀切”方法，否則會(huì)對(duì)省域經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生不利影響。一方面，東部地區(qū)省份可能會(huì)加速向中西部地區(qū)轉(zhuǎn)移兩高一低產(chǎn)業(yè)(高污染、高能耗、低產(chǎn)值)，進(jìn)一步增加中西部地區(qū)的環(huán)境和減排壓力；另一方面，由于社會(huì)發(fā)展需要一定的人均碳排放空間，過(guò)度限制區(qū)域尤其是中、西部地區(qū)的碳排放量不僅會(huì)損害其社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大現(xiàn)已存在的不平衡的發(fā)展格局。因此，在制定相關(guān)政策的時(shí)候，需要充分考慮這些空間特征，在兼顧公平和效率的原則下，盡量實(shí)現(xiàn)減排的成本最小化和區(qū)域碳排放的平衡，這樣才能在減排的同時(shí)，縮小區(qū)域發(fā)展差距和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，增加要素在區(qū)域間的合理流動(dòng)和轉(zhuǎn)移。

第三，由于無(wú)論從人口密度、產(chǎn)業(yè)密度還是企業(yè)密度角度來(lái)看，我國(guó)各省域的碳排放水平都存在空間效應(yīng)，并且已經(jīng)形成了空間溢出效應(yīng)，且不管是從碳排放強(qiáng)度、人均碳排放還是從碳排放總量的角度，產(chǎn)業(yè)密度、企業(yè)密度與碳排放均呈現(xiàn)出正 N型的關(guān)系。因此，在我國(guó)省域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化過(guò)程中，要做到全國(guó)一盤棋，合理搞好區(qū)域規(guī)劃，做到協(xié)調(diào)一致，實(shí)現(xiàn)各省域的人口分布、城市空間結(jié)構(gòu)合理，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)協(xié)同發(fā)展，交通布局與人口密度、產(chǎn)業(yè)集聚、企業(yè)密度相吻合，從而更有利于降低碳排放，提高經(jīng)濟(jì)效率，促進(jìn)城鄉(xiāng)居民生活質(zhì)量提升。

第四，加強(qiáng)地區(qū)之間關(guān)于環(huán)境污染的協(xié)同治理能力，構(gòu)建協(xié)同治理平臺(tái)和政策框架。環(huán)境作為一種跨區(qū)域的公共品，具有明顯的外部效應(yīng)。因此，地區(qū)之間在經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)，應(yīng)該從全盤考慮，從整體區(qū)域的視野出發(fā)，在空間集聚業(yè)已呈現(xiàn)明顯外溢擴(kuò)散的良好局面下，摒棄經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染抉擇中的“逐低競(jìng)爭(zhēng)”模式，打破“一畝三分地”的保守思維，加強(qiáng)環(huán)境治理合作，尋求共同利益。

第五，需要把握好城市適度規(guī)模大小，確定最優(yōu)城市規(guī)模閾值。我國(guó)的城市化進(jìn)程中土地開發(fā)的模式往往存在盲目性或者“攤大餅”式的情形。人口城市化往往跟不上土地城市化的速度?！皵偞箫灐笔降某鞘虚_發(fā)模式增加了居民的通行距離，降低了土地的使用效率、人口與經(jīng)濟(jì)密度，對(duì)碳排放產(chǎn)生不利影響。因此，只有測(cè)算出各城市發(fā)展最優(yōu)規(guī)模的閾值，作為產(chǎn)業(yè)空間集聚、城市規(guī)劃布局和人口合理分布的依據(jù)，才會(huì)更有利于城市的可持續(xù)發(fā)展。