中國(guó)城市生活垃圾排放及其影響因素的時(shí)空變化研究

成金華，易佳慧，史峰雨*

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，武漢 430074；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心，武漢 430074)

黨的十八大以來(lái)，黨中央高度重視生態(tài)文明建設(shè)，并已經(jīng)將生態(tài)文明寫入了憲法.城市作為經(jīng)濟(jì)的主要推動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)城市經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，對(duì)推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)具有重要的意義.現(xiàn)如今，城市面臨著嚴(yán)峻的環(huán)境污染問(wèn)題，水資源污染、土壤污染、霧霾、固體廢棄物等嚴(yán)重威脅著人們的生命安全.其中，城市生活垃圾逐漸引起了各級(jí)政府的重視.2018年，國(guó)家發(fā)改委要求2020年底前全面建立生活垃圾處理收費(fèi)制度，并明確提出推進(jìn)垃圾計(jì)量收費(fèi).2019年，國(guó)家提出“無(wú)廢城市”建設(shè)，將深圳市等11個(gè)城市和雄安新區(qū)等5個(gè)地區(qū)作為建設(shè)試點(diǎn).因此，分析城市生活垃圾排放的現(xiàn)狀及其影響因素，對(duì)于控制城市生活垃圾排放，加快生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義.

國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者已經(jīng)對(duì)城市生活垃圾排放的影響因素進(jìn)行了研究，結(jié)果表明經(jīng)濟(jì)、人口、城市發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等因素與城市生活垃圾排放有著密切的聯(lián)系.孔令強(qiáng)等[1]根據(jù)中國(guó)31個(gè)省市的面板數(shù)據(jù)，將人口、經(jīng)濟(jì)和城市建成區(qū)面積等因素和城市生活垃圾排放量進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)人口、經(jīng)濟(jì)和城市建成區(qū)面積促進(jìn)了城市生活垃圾排放.Cheng等[2]利用STIRPAT模型分析了中國(guó)四大經(jīng)濟(jì)區(qū)的城市生活垃圾排放的影響因素，發(fā)現(xiàn)人口和城市化促進(jìn)了各區(qū)域城市生活垃圾排放，而人均GDP和第三產(chǎn)業(yè)比重對(duì)各區(qū)域的影響存在較大差距.王琛等[3]根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和消費(fèi)指標(biāo)將全國(guó)30個(gè)省市分成高中低經(jīng)濟(jì)-消費(fèi)聚合區(qū)，分別研究了城市生活垃圾排放的影響因素，發(fā)現(xiàn)GDP、第三產(chǎn)業(yè)比重對(duì)不同組別的城市生活垃圾排放具有顯著的影響.許博等[4]分析了人口、富裕程度和技術(shù)因素對(duì)東中西三個(gè)區(qū)域城市生活垃圾排放的影響因素，結(jié)果表明盡管人口規(guī)模、城鎮(zhèn)化水平、人均可支配收入對(duì)各區(qū)域的影響存在差別，但依舊是生活垃圾排放的主要驅(qū)動(dòng)力.一些學(xué)者還研究了哈爾濱[5]、北京[6- 7]、廈門[8]、貴州[9]、蘭州[10]等地區(qū)的城市生活垃圾排放.結(jié)果均表明影響城市生活垃圾排放的因素主要包含人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及城市發(fā)展水平.此外，Gui 等[11]從空間角度利用SLM和SEM模型分析了中國(guó)城市生活垃圾排放的影響因素，結(jié)果發(fā)現(xiàn)人均GDP、第三產(chǎn)業(yè)比重、城市化率與人均城市生活垃圾排放量成顯著的正相關(guān)關(guān)系.

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有研究的梳理，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)中國(guó)城市生活垃圾排放的研究大多是基于國(guó)家和省級(jí)層面的時(shí)間序列數(shù)據(jù)和面板數(shù)據(jù)對(duì)區(qū)域和個(gè)別省市展開分析，并且較少考慮了生活垃圾排放的空間效應(yīng).而從空間角度開展的研究又忽視了各城市生活垃圾排放的空間差異，沒(méi)有依據(jù)各城市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展情況提出針對(duì)性的建議.但我國(guó)各城市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展情況存在很大的差異，特別是西部地區(qū)各城市之間的差異性更大，利用城市級(jí)別的數(shù)據(jù)展開分析可以提高研究結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性.因此，本文基于2003年和2017年中國(guó)258個(gè)地級(jí)市數(shù)據(jù)，分析了中國(guó)城市生活垃圾排放的時(shí)空變化情況，并分別利用最小二乘線性模型和地理加權(quán)回歸模型分析了經(jīng)濟(jì)、城市人口規(guī)模、城市化水平以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)城市生活垃圾排放的影響，最后依據(jù)研究結(jié)果和各城市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀，提出針對(duì)性的建議來(lái)控制城市生活垃圾排放的增長(zhǎng).

1 變量選取和數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 變量選取

城市生活垃圾排放量.城市生活垃圾是人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境影響的表現(xiàn)之一.城市生活垃圾是指在城市日常生活中或者為城市日常生活提供服務(wù)的活動(dòng)中產(chǎn)生的固體廢物以及法律、行政法規(guī)規(guī)定視為城市生活垃圾的固體廢棄物，城市建筑垃圾等不被包括在其中.在本文中，城市生活垃圾排放量是因變量.由于城市生活垃圾產(chǎn)生的范圍廣泛，真實(shí)的城市生活垃圾排放量很難得到統(tǒng)計(jì)，因此參考Namlis等的方法[12]，本文用城市生活垃圾清運(yùn)量來(lái)衡量城市生活垃圾排放量.

人均GDP.經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與城市生活垃圾排放的關(guān)系一直是各國(guó)學(xué)者及政府關(guān)注的焦點(diǎn).通常認(rèn)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展越快，社會(huì)消費(fèi)越多，產(chǎn)生的固體廢物越多.中國(guó)近些年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有目共睹.人均GDP從2003年的10 573元，增長(zhǎng)到2017年的59 201元，年增長(zhǎng)率超過(guò)10%.此外，中國(guó)各城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平存在較大差距.不同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和發(fā)展方式對(duì)城市生活垃圾排放的影響還有待進(jìn)一步的研究.

城市人口.中國(guó)是世界上人口最多的國(guó)家.龐大的人口消耗了巨大的自然資源，也產(chǎn)生數(shù)量驚人的生活垃圾.我國(guó)城市數(shù)量較多，不同城市的人口規(guī)模也存在巨大差異.2017年，擁有1 000萬(wàn)以上人口的城市有13個(gè)，人口數(shù)量超過(guò)800萬(wàn)的城市有30個(gè).研究城市人口規(guī)模對(duì)城市生活垃圾排放的影響，有助于制定相應(yīng)的人口政策來(lái)控制城市生活垃圾排放的增長(zhǎng).

城市化水平.選取常住城鎮(zhèn)人口占常住總?cè)丝诘谋戎貋?lái)反映城市化水平.Davis和Henderson認(rèn)為城市化是農(nóng)村人口向城市不斷遷移的過(guò)程，并且這個(gè)過(guò)程造成了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式、社會(huì)組織結(jié)構(gòu)和居民生活方式的多維變革[13].一方面，城市化進(jìn)程會(huì)產(chǎn)生集聚優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和環(huán)境治理效率的提高[14]，另一方面，城市化進(jìn)程還有可能產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)和擁堵效應(yīng)，加劇環(huán)境污染.不同學(xué)者在探究城市化對(duì)環(huán)境的影響時(shí)也分別發(fā)現(xiàn)了支持的證據(jù).城市的發(fā)展加大了資源消耗，進(jìn)而損害環(huán)境質(zhì)量[15].但Wang等[16]發(fā)現(xiàn)城市化降低了人均能源消費(fèi)增長(zhǎng)的速率.中國(guó)正處于快速城市化的階段，特別是自2000年以來(lái)，中國(guó)城鎮(zhèn)化率從36%增加到2017年的58%.而不同城市的城市化水平和質(zhì)量存在差異，因此不同城市的生活垃圾排放與各自城市化水平的關(guān)系還有待進(jìn)一步的考證.

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu).選取第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP的比重來(lái)衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu).第三產(chǎn)業(yè)被認(rèn)為是技術(shù)發(fā)達(dá)、清潔環(huán)保的產(chǎn)業(yè).發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)可以有效推進(jìn)國(guó)家的工業(yè)化和現(xiàn)代化.中國(guó)自改革開放以來(lái)，第三產(chǎn)業(yè)在各級(jí)政府的支持下得到了快速發(fā)展，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，減少了由重工業(yè)帶來(lái)的污染.但城市生活垃圾的來(lái)源與第三產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)，特別是房地產(chǎn)、交通運(yùn)輸、餐飲、旅游等行業(yè)產(chǎn)生了大量的城市生活垃圾.因此，研究第三產(chǎn)業(yè)占國(guó)民生產(chǎn)總值比重的提高對(duì)城市生活垃圾排放的影響，是極其重要的.

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文選取了2003年和2017年中國(guó)258個(gè)地級(jí)市的數(shù)據(jù).在這項(xiàng)研究中，收集的城市生活垃圾排放量、人均GDP、城市人口規(guī)模、城市化率、以及第三產(chǎn)業(yè)比重等數(shù)據(jù)分別來(lái)自于中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒(2004，2018)、中國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒(2004，2018)、中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒(2004，2018).變量的描述性統(tǒng)計(jì)如表1.

表1 變量的描述性統(tǒng)計(jì)Tab.1 Descriptive statistics of variables

注：城市生活垃圾排放量、人均GDP、城市人口、城市化水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的單位分別為萬(wàn)t、元·人-1、萬(wàn)人、%和%.

2 研究方法

2.1 空間自相關(guān)分析

本文選取全局Moran’sI來(lái)衡量全國(guó)258個(gè)地級(jí)市生活垃圾排放的空間自相關(guān)，并用Geoda軟件計(jì)算了全局Moran’sI.全局Moran’sI值的范圍為[-1，1].Moran’sI的絕對(duì)值越接近1，城市生活垃圾排放數(shù)據(jù)的空間自相關(guān)性越強(qiáng).如果Moran’sI的值為0，則表示城市生活垃圾排放是隨機(jī)分布的.Moran’sI計(jì)算的公式如下：

(1)

(2)

其中，E是數(shù)學(xué)期望，Var是方差.

2.2 GWR模型

根據(jù)地理學(xué)第一定律，地理上相鄰的實(shí)體之間存在相似性，并且距離越近相似度越高[17-18].此外，變量的數(shù)據(jù)是基于地理位置而選取獲得的，不同城市的生活垃圾排放情況和經(jīng)濟(jì)社會(huì)因素存在差異.因此，如果利用全局回歸模型對(duì)城市生活垃圾排放的影響因素展開分析，得到的指標(biāo)系數(shù)估計(jì)值是全部樣本的平均結(jié)果，沒(méi)有辦法了解各指標(biāo)在空間的分布特征.Fotheringham將空間位置引入到回歸變量中，利用地理坐標(biāo)和空間權(quán)函數(shù)對(duì)每個(gè)目標(biāo)的相鄰樣本進(jìn)行局部回歸估計(jì)，提出了地理加權(quán)回歸模型(GWR)[19].根據(jù)模型的回歸結(jié)果，可以直觀的看到各變量回歸系數(shù)在空間的分布和變化情況.GWR模型已經(jīng)廣泛應(yīng)用于CO2排放[20-24]、PM2.5[25-27]、水質(zhì)量[28- 29]等方面的研究.標(biāo)準(zhǔn)的GWR模型如下所示：

(3)

其中，(μi，υi)是城市i的地理坐標(biāo)，xik是城市i生活垃圾排放的影響因素，βk(μi，υi)是城市i第k個(gè)影響因素的回歸估計(jì)值，εi是隨機(jī)誤差項(xiàng).β(μi，υi)的值與空間權(quán)重W(μi，υi)緊密相關(guān)，其計(jì)算公式如下：

(4)

空間權(quán)函數(shù)的選擇，對(duì)變量的估計(jì)結(jié)果極其重要.常用的空間權(quán)函數(shù)有4種，分別是固定高斯、固定雙平方、自適應(yīng)雙平方和自適應(yīng)高斯.本文選取固定高斯作為空間權(quán)函數(shù)，具體表示如下：

(5)

其中，Wij是城市i和城市j之間的權(quán)重，dij表示城市i與城市j之間的距離，b是帶寬.帶寬決定了空間權(quán)重隨距離衰減的速度，因此確定最佳的帶寬可以提高模型回歸結(jié)果的準(zhǔn)確性.本文選取CV法來(lái)確定帶寬的最佳值.此外，本文對(duì)城市生活垃圾排放影響因素的回歸加權(quán)分析是通過(guò)GWR 4.0軟件進(jìn)行的.

3 城市生活垃圾排放的時(shí)空變化特征

2003年中國(guó)城市生活垃圾排放總量為14 857萬(wàn)t.從地理分布上來(lái)看，北方的城市生活垃圾排放要多于南方城市.從各區(qū)域來(lái)看，東北地區(qū)和中部地區(qū)各城市的生活垃圾排放水平比較接近，而東部地區(qū)和西部地區(qū)各城市的生活垃圾排放量的差值較大.2003年中國(guó)城市生活垃圾排放量前五的城市分別是上海、北京、深圳、濱州和廣州.中國(guó)人口最多、經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的四個(gè)一線城市產(chǎn)生的生活垃圾遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他城市.2003年上海的生活垃圾排放量為585.3萬(wàn)t，北京為454.5萬(wàn)t，深圳為324.5萬(wàn)t，而廣西的崇左市僅產(chǎn)生3萬(wàn)t生活垃圾.到2017年底，中國(guó)城市生活垃圾排放量達(dá)到2.15億t，和2003年相比，增加了6 664萬(wàn)t.其中東部沿海地區(qū)城市的生活垃圾排放量增長(zhǎng)明顯，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他區(qū)域的增長(zhǎng)水平.而東北地區(qū)則出現(xiàn)了城市生活垃圾排放量減少的現(xiàn)象.原因是，近些年?yáng)|北地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)緩慢，人口外流嚴(yán)重，很多城市出現(xiàn)了“空城”等現(xiàn)象，城市生活垃圾排放量自然減少.但經(jīng)濟(jì)衰退和人口減少達(dá)到的環(huán)境污染減少的結(jié)果，并不是生態(tài)文明建設(shè)所倡導(dǎo)的.西部地區(qū)各城市生活垃圾排放水平的差異性不斷擴(kuò)大.2017年重慶市生活垃圾排放量達(dá)到494.13萬(wàn)t，僅次于北京、上海和深圳.成都生活垃圾排放量也增長(zhǎng)明顯，達(dá)到442.95萬(wàn)t，排在廣州之后，位居全國(guó)第六位.此外，經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)人口越多的城市表現(xiàn)出更強(qiáng)勁的生活垃圾排放量增長(zhǎng)趨勢(shì).2017年北京市、上海市、深圳市和廣州市生活垃圾排放量分別為924.77萬(wàn)t、743.07萬(wàn)t、618.83萬(wàn)t和526.11萬(wàn)t，和2003年相比，則分別增長(zhǎng)了470.27萬(wàn)t、157.77萬(wàn)t、294.33萬(wàn)t和265.81萬(wàn)t.而廣西崇左市僅增長(zhǎng)了0.68萬(wàn)t.

圖1 2003和2017年中國(guó)城市生活垃圾排放的空間分布Fig.1 Spatial distribution of MSW generation in China in 2003 and 2017

4 城市生活垃圾排放的影響因素研究

4.1 全局視角下城市生活垃圾排放的影響因素研究

表2列出了2003年和2017年中國(guó)城市生活垃圾排放的OLS模型回歸結(jié)果.2003年和2017年各影響因素的VIF值都小于2.5，說(shuō)明不存在共線性；R2分別為0.708和0.872，表明模型具有較好的擬合效果；F值分別為156.390和436.610，這表明OLS整體通過(guò)了顯著性檢驗(yàn).

2003年各影響因素都通過(guò)了顯著性檢驗(yàn).人均GDP的回歸系數(shù)為0.114，這說(shuō)明從全局視角來(lái)看，人均GDP每增長(zhǎng)10%，城市生活垃圾排放量增加1.14%.隨著人均GDP的增長(zhǎng)，國(guó)家整體實(shí)力不斷增強(qiáng)，生產(chǎn)能力不斷提升，能提供給人們的物質(zhì)選擇不斷增多.伴隨著人們消費(fèi)能力和消費(fèi)欲望的提升，進(jìn)而造成生活垃圾排放量不斷增加.城市人口的回歸系數(shù)為0.662，表明城市人口每增加10%，城市生活垃圾排放量會(huì)提高6.62%.這個(gè)結(jié)果是顯然的.個(gè)人是資源消耗和城市生活垃圾排放的主體.人口規(guī)模的增加不可避免地會(huì)導(dǎo)致對(duì)衣服、食物、住房、和旅行等方面需求的增長(zhǎng)，在資源消耗的同時(shí)產(chǎn)生更多的城市生活垃圾.在中國(guó)，城市人口規(guī)模的增大仍然是造成城市生活垃圾排放量增加的主要因素.城市化率的回歸系數(shù)為0.257，這表明每10%城市化率的提高，會(huì)增加2.57%的城市生活垃圾排放.隨著更多的農(nóng)村人口涌入城市，居民的生活方式和思想觀念也發(fā)生轉(zhuǎn)變.人們不再滿足于簡(jiǎn)單的溫飽需求，而希望在城市中獲得更多的收入來(lái)滿足他們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的消費(fèi)需求，產(chǎn)生的生活垃圾的數(shù)量也隨之增加.第三產(chǎn)業(yè)比重的回歸系數(shù)為0.310，說(shuō)明第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占國(guó)民生產(chǎn)總值比重每提高10%，城市生活垃圾排放量會(huì)增加3.1%.和以加工制造業(yè)為主的第二產(chǎn)業(yè)相比，第三產(chǎn)業(yè)技術(shù)更先進(jìn)，對(duì)環(huán)境危害較小.但是需要注意的是，第三產(chǎn)業(yè)中還包含了與人們衣食住行緊密關(guān)聯(lián)的行業(yè)，比如餐飲、酒店、快遞等等.這些行業(yè)排放的大量垃圾同樣威脅著生態(tài)環(huán)境.在這四個(gè)指標(biāo)中，對(duì)城市生活垃圾排放影響最大的是城市人口規(guī)模，其次是第三產(chǎn)業(yè)比重、城市化率和人均GDP.2017年四個(gè)指標(biāo)都通過(guò)了1%的顯著性水平檢驗(yàn)，并且和2003年相比，人均GDP和第三產(chǎn)業(yè)比重的顯著性水平得到了提高.2017年人均GDP、城市人口、城市化率、第三產(chǎn)業(yè)比重的回歸系數(shù)和2003年相比都有了提高，分別為0.408、0.827、0.769、0.788.這說(shuō)明人均GDP、城市人口規(guī)模、城市化率和第三產(chǎn)業(yè)比重對(duì)城市生活垃圾排放的促進(jìn)作用不斷加強(qiáng).

表2 2003年和2017年城市生活垃圾排放的OLS模型回歸結(jié)果Tab.2 OLS model of MSW generation in 2003 and 2017

注：lnpGDP、lnP、lnUrb、lnPTI分別是人均GDP、城市人口規(guī)模、城市化率以及第三產(chǎn)業(yè)比重的對(duì)數(shù)值.*、***分別表示在10%和1%的水平下顯著.

4.2 局部視角下城市生活垃圾排放的影響因素研究

首先通過(guò)計(jì)算莫蘭指數(shù)，檢查了中國(guó)城市生活垃圾排放的空間相關(guān)性.中國(guó)258個(gè)地級(jí)市的生活垃圾排放量的全局空間自相關(guān)分析結(jié)果如圖1、圖2所示.2003年中國(guó)城市生活垃圾排放量的莫蘭指數(shù)為0.081，z值為5.713 1，p值為0.002.這說(shuō)明從全局視角來(lái)看，城市生活垃圾排放量存在弱的空間自相關(guān)關(guān)系.2017年城市生活垃圾排放量的空間自相關(guān)測(cè)試的z值為2.983 6，p值為0.008，小于0.01，通過(guò)了顯著性檢驗(yàn).但全局莫蘭指數(shù)僅為0.04.Cheng等認(rèn)為由于存在空間集聚或異質(zhì)性，全局莫蘭指數(shù)很低，這可能掩蓋了豐富的局部細(xì)節(jié).因此有必要利用GWR模型對(duì)城市生活垃圾排放的空間異質(zhì)性做進(jìn)一步的分析.

圖2 2003年中國(guó)258個(gè)城市生活垃圾排放量的Moran’s I散點(diǎn)圖Fig.2 Moran’s I scatter plot of MSW generation in 258 cities in 2003

圖3 2017年中國(guó)258個(gè)城市生活垃圾排放量的Moran’s I散點(diǎn)圖Fig.3 Moran’s I scatter plot of MSW generation in 258 cities in 2017

本文選取了固定高斯作為空間權(quán)函數(shù)，并利用CV法確定了最佳帶寬.表3報(bào)告了2003年和2017年GWR模型運(yùn)算結(jié)果中各變量回歸系數(shù)的情況.從表3中可知，人均GDP、城市人口、城市化率以及第三產(chǎn)業(yè)比重的回歸系數(shù)值有很大的變動(dòng)差異，直觀的表明各指標(biāo)在不同城市具有不同的影響程度和作用趨勢(shì)，同樣也說(shuō)明了采用GWR模型分析城市生活垃圾排放影響因素空間異質(zhì)性的必要性.

表3 2003年、2017年GWR模型各變量回歸系數(shù)的摘要統(tǒng)計(jì)Tab.3 GWR summary statistics of various coefficients in 2003 and 2017

此外，還從模型擬合度和方差分析對(duì)GWR模型和OLS模型的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn).從表4中可知，2003年OLS模型的擬合程度為70.6%，GWR模型的擬合程度則為73%.2017年OLS模型的R2為87.1，而GWR模型為88.6.無(wú)論是2003年還是2017年，GWR模型的擬合度都比OLS模型要好.其次，OLS模型的AIC值在2003年和2017年分別為353.912和188.815，而GWR模型的AIC值則為335.722和163.768.Burnham和Anderson提出，如果兩個(gè)模型的AIC值相差4以上，表明這兩個(gè)模型具有顯著的差異[30].同時(shí)，AIC值越小的模型越好.而GWR模型的AIC值無(wú)論是在2003年還是2017年都比OLS模型要小.從以上分析結(jié)果可以看出，選擇GWR模型要優(yōu)于OLS模型.表5報(bào)告了2003年和2017年GWR模型的方差分析檢驗(yàn)結(jié)果.我們可以看到與OLS模型的殘差相比，2003年和2017年GWR模型的殘差分別減少了6.934和5.717.并且F值分別為2.913和2.573.結(jié)果表明，GWR模型顯著改善了OLS模型的回歸結(jié)果.再次證明了GWR模型在解釋城市生活垃圾排放量與影響因素之間的關(guān)系要優(yōu)于OLS模型.

表4 OLS模型和GWR模型的結(jié)果比較Tab.4 Comparison of results between OLS model and GWR model

圖4和圖5展示了2003年和2017年GWR模型運(yùn)算結(jié)果在空間的分布情況，包括人均GDP、城市人口、城市化率、第三產(chǎn)業(yè)比重、R2和截距項(xiàng).從圖中可以看出，各指標(biāo)在空間分布上表現(xiàn)出明顯的梯度方向性.

2003年GWR模型的局部R2表現(xiàn)為從北向南逐漸增大，其值從0.665增加到0.783.而新疆克拉瑪依市的局部R2最大，達(dá)到0.858，說(shuō)明GWR模型在克拉瑪依市擬合度最高.從人均GDP這一指標(biāo)來(lái)看，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)城市生活垃圾排放的影響呈現(xiàn)出明顯的梯度方向性.人均GDP的回歸系數(shù)從北向南逐漸增大.東北地區(qū)的一些城市，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)城市生活垃圾排放的增長(zhǎng)具有抑制作用，原因可能是東北地區(qū)過(guò)去以重工業(yè)為主，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的改善和生產(chǎn)技術(shù)的提高，減少了生活垃圾的排放.在海南三亞市，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)城市生活垃圾排放的促進(jìn)作用最強(qiáng)，人均GDP每增加10%，生活垃圾排放量會(huì)提高3.75%.城市人口對(duì)城市生活垃圾排放的促進(jìn)作用從西向東逐漸增大，其值范圍從0.585到0.709.城市人口規(guī)模在全國(guó)258個(gè)地級(jí)市都表現(xiàn)出對(duì)城市生活垃圾排放的促進(jìn)作用.第三產(chǎn)業(yè)比重對(duì)城市生活垃圾排放的促進(jìn)作用從北向南逐漸提高.需要注意的是，黑龍江的一些城市第三產(chǎn)業(yè)比重的提高抑制了城市生活垃圾排放的增長(zhǎng)，說(shuō)明了黑龍江產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的改善對(duì)城市生活垃圾排放具有負(fù)向作用.城市化率的回歸系數(shù)從南向北逐漸增大，尤其是東北地區(qū)明顯大于其他區(qū)域.而在中國(guó)南部的一些城市，城市化率的提高則表現(xiàn)出輕微抑制城市生活垃圾排放的增長(zhǎng).原因可能是自改革開放以來(lái)，和北方城市相比，南方的城市發(fā)展更為迅速.城市化的推進(jìn)可能提高了資源的合理配置，并且促進(jìn)了能源效率的改善，從而減少了垃圾排放的產(chǎn)生.

表5 2003年和2017年GWR模型的方差分析檢驗(yàn)Tab.5 GWR ANOVA test in 2003 and 2017

圖4 2003年各影響因素的局部系數(shù)Fig.4 Local coefficients of various influencing factors in 2003

2017年GWR模型的局部R2值從南向北逐漸提高，其值范圍從0.665到0.998.和2003年相似，新疆克拉瑪依市的R2值最大.人均GDP的局部回歸系數(shù)從東向西逐漸增大，其值為0.004到0.613.在全國(guó)258個(gè)地級(jí)市，人均GDP的增長(zhǎng)都促進(jìn)了城市生活垃圾的排放.城市人口規(guī)?；貧w系數(shù)從南向北逐漸增大，其中，三亞市的城市人口回歸系數(shù)最小，為0.735，克拉瑪依市最大，是1.180.除了東北地區(qū)以外，第三產(chǎn)業(yè)比重回歸系數(shù)在空間分布上從西北向東南逐漸增大.從全國(guó)來(lái)看，東北地區(qū)第三產(chǎn)業(yè)比重對(duì)城市生活垃圾排放的促進(jìn)作用最小.城市化率對(duì)城市生活垃圾排放的促進(jìn)作用，從北向南逐漸增強(qiáng).南方城市生活垃圾排放量的增長(zhǎng)速度和城市化率幾乎保持一致，甚至超過(guò)了城市化率的提升速度.

通過(guò)比較2003年和2017年GWR模型的運(yùn)行結(jié)果可以看出，人均GDP、城市人口規(guī)模、城市化率以及第三產(chǎn)業(yè)比重對(duì)城市生活垃圾排放影響有了一定程度的變化.人均GDP回歸系數(shù)在空間的差異從2003年的0.568增加到2017年的0.609，表明其對(duì)城市生活垃圾排放影響的空間差異不斷擴(kuò)大.此外，人均GDP系數(shù)的平均值有了極大的提高，從2003年的0.161增加到2017年的0.437，這表明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)城市生活垃圾排放的促進(jìn)作用在不斷增強(qiáng).2003年城市人口規(guī)模系數(shù)差異值為0.124，2017年為0.445，系數(shù)的平均值從2003年的0.677擴(kuò)大到2017年的0.838，這表明城市人口規(guī)模對(duì)城市生活垃圾排放影響的空間差異在不斷擴(kuò)大，且對(duì)城市生活垃圾排放的促進(jìn)作用也在增強(qiáng).此外，2017年城市化率、第三產(chǎn)業(yè)比重對(duì)城市生活垃圾排放影響的空間差異性也比2003年大.城市化率系數(shù)的平均值從2003年的0.102，增加到2017年的0.644，是四個(gè)指標(biāo)中系數(shù)平均值增長(zhǎng)最大的.城市化率對(duì)城市生活垃圾排放的促進(jìn)作用增長(zhǎng)最為明顯.2017年第三產(chǎn)業(yè)比重系數(shù)的平均值為0.789，比2003年的平均值提高了0.354，并且在全國(guó)258個(gè)地級(jí)市對(duì)城市生活垃圾排放的促進(jìn)作用都有所增強(qiáng)，其中云南和廣西的城市最為明顯.原因可能是近些年云南和廣西等地充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，大力發(fā)展旅游業(yè).截止到2015年底，云南省的旅游企業(yè)超過(guò)1萬(wàn)家，旅游景點(diǎn)超過(guò)500多處，星級(jí)旅游酒店有600多家.旅游業(yè)的迅速發(fā)展，盡管提高了第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值，但也促進(jìn)了生活垃圾的排放，嚴(yán)重危害著生態(tài)環(huán)境.

圖5 2017年各影響因素的局部系數(shù)Fig.5 Local coefficients of various influencing factors in 2017

5 結(jié)論與建議

本文首先分析了2003年和2017年中國(guó)城市生活垃圾排放的時(shí)空變化情況，而后分別利用OLS模型和GWR模型分析了經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市人口規(guī)模、城市化水平以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)城市生活垃圾排放的影響，為控制城市生活垃圾排放量的增長(zhǎng)，促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)提供理論支持.此外，文章還對(duì)兩種模型進(jìn)行了比較.結(jié)果表明如下.

1) 城市生活垃圾排放量增長(zhǎng)明顯，給生態(tài)環(huán)境造成了巨大的壓力.從空間分布上看，除了東北地區(qū)的城市生活垃圾排放量減少以外，其他地區(qū)的城市都有了不同程度的提升，其中東部地區(qū)整體城市的生活垃圾排放水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他區(qū)域.此外，中國(guó)各城市的生活垃圾排放差距不斷增加，特別是東部地區(qū)和西部地區(qū)某些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口眾多的城市，比如北京、上海、廣州、深圳、重慶以及成都等，表現(xiàn)出更強(qiáng)的生活垃圾排放增長(zhǎng)趨勢(shì).

2) 從全局視角來(lái)看，無(wú)論是2003年還是2017年，經(jīng)濟(jì)、人口規(guī)模、城市化率以及第三產(chǎn)業(yè)比重顯著促進(jìn)了城市生活垃圾的排放，并且對(duì)城市生活垃圾排放的促進(jìn)作用不斷增強(qiáng).在這四個(gè)指標(biāo)中，對(duì)城市生活垃圾排放影響最大的是城市人口規(guī)模，其次是第三產(chǎn)業(yè)比重、城市化率和人均GDP.

3) 通過(guò)比較OLS模型和GWR模型的擬合度，以及基于GWR模型的方差分析結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)GWR模型在解釋城市生活垃圾排放影響因素方面要優(yōu)于OLS模型.并且GWR模型的運(yùn)行結(jié)果表明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、人口規(guī)模、城市化率以及第三產(chǎn)業(yè)比重對(duì)各個(gè)城市的生活垃圾排放的影響在空間上表現(xiàn)出明顯的梯度方向性，并且隨著時(shí)間發(fā)生了變化.

不同城市的生活垃圾排放情況和影響因素存在巨大差異，因此根據(jù)各城市的實(shí)際情況制定差異化的生態(tài)環(huán)境政策，對(duì)控制城市生活垃圾排放增長(zhǎng)，促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義.具體建議如下.

1) 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)城市生活垃圾排放的促進(jìn)作用越來(lái)越強(qiáng)，尤其是對(duì)陜西、甘肅、云南、重慶、內(nèi)蒙古、廣西等西部地區(qū)的城市最為明顯.因此針對(duì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的西部城市，要加強(qiáng)對(duì)人們的宣傳引導(dǎo)和生態(tài)文明教育，鼓勵(lì)公民綠色消費(fèi)，提倡節(jié)約環(huán)保，減少鋪張浪費(fèi)，另一方面，要調(diào)整好產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)技術(shù)，促進(jìn)行業(yè)的健康發(fā)展.當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)城市生活垃圾排放影響較小且經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢的東北地區(qū)，要在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，更加關(guān)注生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，避免以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價(jià)發(fā)展經(jīng)濟(jì)，重復(fù)走“先發(fā)展后治理”的錯(cuò)誤道路.

2) 城市人口規(guī)模是城市生活垃圾排放的重要驅(qū)動(dòng)力，特別是對(duì)黑龍江、吉林、甘肅酒泉市、新疆克拉瑪依和烏魯木齊市的影響程度更大.這些城市要出臺(tái)相應(yīng)的人口政策，防止城市人口規(guī)模的過(guò)快增長(zhǎng).此外，北方城市人口規(guī)模對(duì)城市生活垃圾排放的促進(jìn)作用要強(qiáng)于南方城市.而和南方城市相比，北方城市的供暖取熱很大程度上來(lái)自煤炭等化石能源[31].人口規(guī)模的增長(zhǎng)，帶來(lái)化石能源需求的增加，進(jìn)而加速了北方城市生活垃圾排放的增長(zhǎng).因此，北方城市一方面要控制城市人口規(guī)模的快速增長(zhǎng)，另一方面要加快其能源結(jié)構(gòu)改革，提高能源利用效率.

3) 第三產(chǎn)業(yè)比重對(duì)城市生活垃圾排放的促進(jìn)作用在全國(guó)范圍內(nèi)有了明顯的增強(qiáng).其中，對(duì)東部沿海和廣西、云南省的城市影響程度更高.政府需要控制好這些地方的第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度和發(fā)展質(zhì)量，制定餐飲業(yè)、旅游業(yè)、酒店業(yè)等行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，減少不必要物品的提供，同時(shí)將互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)和運(yùn)輸、餐飲、住宿等行業(yè)相結(jié)合，提高運(yùn)營(yíng)效率，減少城市生活垃圾的排放.

4) 城市化率對(duì)城市生活垃圾排放的促進(jìn)作用不斷增強(qiáng)，尤其是對(duì)廣東、福建等城市最為明顯.盡管自改革開放以來(lái)，中國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，但南部沿海整體城市化率要高于其他地區(qū)城市.隨著更多的農(nóng)村人口進(jìn)入城市，城市的居民生活方式、思想觀念等發(fā)生了巨大的改變.因此，要加快推進(jìn)垃圾計(jì)量收費(fèi)制度的完善，通過(guò)經(jīng)濟(jì)手段引導(dǎo)和規(guī)范居民的生活習(xí)慣，減少城市生活垃圾的排放.在城市化水平不斷提高的同時(shí)，要關(guān)注城市化質(zhì)量，促進(jìn)城市化和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展.