城市蔓延對二氧化碳排放量的影響

[摘要] 隨著城市的快速發(fā)展，二氧化碳排放量逐年增高，這成為全球變暖的重要原因之一。文章基于2000 2015年我國30個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的面板數(shù)據(jù)，實(shí)證分析了城市蔓延對二氧化碳排放量的影響。研究發(fā)現(xiàn)：城市蔓延有利于降低二氧化碳排放量，東部地區(qū)城市蔓延對二氧化碳排放影響最為顯著，而中西部地區(qū)卻不顯著。因此，文章提出了以下政策建議：應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)匕l(fā)展?fàn)顩r制定適宜的空間規(guī)劃，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，倡導(dǎo)民眾選擇公共交通出行。

[關(guān)鍵詞] 城市蔓延;空間結(jié)構(gòu);二氧化碳排放量;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

[中圖分類號] F293.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1008-0694（2021）05-0098-10

[作者] 譚英 碩士研究生 四川大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院 成都 610041

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得了矚目的成績，已成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體。我國過去長期依靠粗放型的方式發(fā)展經(jīng)濟(jì)，不可避免地造成環(huán)境污染，尤其是造成與人類生活息息相關(guān)的大氣污染。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，企業(yè)和個(gè)人向空氣中排放的大量二氧化碳帶來了全球氣溫上升，對人類生存造成極大威脅。因此，習(xí)近平總書記在黨的十九大報(bào)告中指出要著力解決突出環(huán)境問題，堅(jiān)持全民共治、源頭防治，打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，持續(xù)實(shí)施大氣污染防治行動(dòng)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)城市化也在快速推進(jìn)，但這一過程帶來的空氣污染使得“城市病”問題越來越嚴(yán)重。在促進(jìn)城市發(fā)展過程中有效控制大氣污染成為緩解“城市病”問題的途徑之一?？紤]到空氣污染物種類繁多，人們在生產(chǎn)生活中極易排放二氧化碳，從而會(huì)造成嚴(yán)重的空氣污染，因此本文選用二氧化碳排放量來衡量空氣污染程度?？疾斐鞘新訉Χ趸寂欧帕康挠绊懹欣诹私獬鞘薪Y(jié)構(gòu)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，改善空氣質(zhì)量，進(jìn)一步推動(dòng)城市高質(zhì)量發(fā)展。

一、文獻(xiàn)綜述及研究假說

學(xué)術(shù)界早已從不同角度對二氧化碳排放量的影響因素進(jìn)行了詳盡探討。陳詩一（2010）基于產(chǎn)業(yè)、地區(qū)、能源種類進(jìn)行三維LMDI驅(qū)動(dòng)因素分解，認(rèn)為生產(chǎn)部門的資本規(guī)模、能源強(qiáng)度、資本生產(chǎn)率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)均顯著影響二氧化碳排放量[1]。潘仁飛等（2011）通過回顧1995-2009年我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化趨勢，結(jié)合馬爾可夫預(yù)測法展開研究，發(fā)現(xiàn)能源規(guī)劃約束可使得二氧化碳排放量得到更有效的控制[2]：。申萌等（2012）構(gòu)建了技術(shù)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)增長與二氧化碳排放量的理論模型，并利用1997——2009年的省級面板數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析，發(fā)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步帶來的二氧化碳減排量不足以抵消經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的其排放量增加[3]。李沙沙等（2014）從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)面板數(shù)據(jù)深入研究，指出上一期的技術(shù)進(jìn)步能夠顯著降低本期的二氧化碳排放量[4]。金培振等（2014）利用我國工業(yè)35個(gè)細(xì)分行業(yè)面板數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析，認(rèn)為綠色技術(shù)創(chuàng)新有利于促進(jìn)工業(yè)行業(yè)尤其是重工業(yè)行業(yè)的二氧化碳排放量的減少[5]。王美昌等（2015）從開放宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的視角展開研究，證明了擴(kuò)大國家間貿(mào)易開放對我國二氧化碳排放量具有顯著的抑制作用[6]。肖德等（2016）關(guān)注全球高等收入、中等收入、低等收入三個(gè)層級的61個(gè)國家，發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長對能源提出的需求造成了二氧化碳排放量不斷增加[7]。劉云楓等（2018）從碳排放強(qiáng)度、投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)、最終需求結(jié)構(gòu)、最終需求規(guī)模四個(gè)角度對我國二氧化碳排放量進(jìn)行分析，認(rèn)為最終需求規(guī)模擴(kuò)大和投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)的變化均對二氧化碳排放量影響較大[8]。劉夏等（2019）重點(diǎn)關(guān)注我國對外直接投資與二氧化碳排放量的關(guān)系，提出對外直接投資通過作用于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)增加了二氧化碳排放量[9]。劉傳明等（2019）研究我國碳排放權(quán)交易試點(diǎn)的碳減排政策效應(yīng)，認(rèn)為碳排放權(quán)交易試點(diǎn)的實(shí)施降低了二氧化碳排放量，但其影響效應(yīng)存在空間異質(zhì)性[10]。

雖然學(xué)者們已圍繞能源結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步、對外貿(mào)易等多個(gè)角度對二氧化碳排放量的影響因素進(jìn)行了實(shí)證分析，但從城市蔓延角度進(jìn)行分析的文獻(xiàn)仍然較少。柴志賢等（2012）通過誤差修正模型分析后發(fā)現(xiàn)在長期中城市密度、人均GDP分別與城市人均二氧化碳排放量表現(xiàn)出一定的“U型”與倒“U型”關(guān)系，但短期對人均二氧化碳排放量影響不顯著[11]。李強(qiáng)等（2016）基于我國34個(gè)大中城市面板數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，指出城市蔓延對環(huán)境污染的影響顯著為負(fù)[12]。劉修巖等（2016）利用我國南方城市面板數(shù)據(jù)，通過實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)城市蔓延顯著提高了城市家庭的二氧化碳排放量水平，尤其對小城市的影響效應(yīng)更為明顯[13]。

城市蔓延是城市在發(fā)展進(jìn)程中較為常見的現(xiàn)象，是指城市面積大幅度擴(kuò)張，超過了人口需要，從而帶來人均密度下降以及城市結(jié)構(gòu)分散[l4]。本文認(rèn)為，考察城市蔓延對二氧化碳排放量的影響有助于緩解“城市病”問題，提高城市發(fā)展質(zhì)量。而對于城市蔓延是否可以降低二氧化碳排放量這一問題，學(xué)術(shù)界尚未形成統(tǒng)一的觀點(diǎn)。本文認(rèn)為城市在蔓延發(fā)展過程中伴隨著人口擴(kuò)張、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級等變化，這些會(huì)直接影響到二氧化碳排放量。一方面，近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型升級，低端產(chǎn)業(yè)已經(jīng)不適應(yīng)城市發(fā)展需要，因此政府會(huì)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，淘汰傳統(tǒng)高污染產(chǎn)業(yè)，從而降低二氧化碳排放量。另一方面，經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了人均收入的提高，居民對生活質(zhì)量提出了更高要求，這便使得政府更加注重環(huán)境保護(hù)，通過環(huán)境規(guī)制降低二氧化碳排放量。由此，本文提出假說1：

假說1：城市蔓延有利于降低二氧化碳排放量。

考慮到我國國土遼闊，各個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不一。東部地區(qū)以平原為主，地勢平坦，空氣流動(dòng)性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)實(shí)力強(qiáng)，城市發(fā)展程度高。因此，東部地區(qū)有條件率先進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級，城市在蔓延過程中對二氧化碳排放量的控制作用較為顯著。中部地區(qū)地勢相對崎嶇，城市發(fā)展的同時(shí)污染亦在加重。西部地區(qū)地形復(fù)雜，多以山地為主，經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后，城市發(fā)展程度也較低。中西部地區(qū)的地形特征不利于空氣污染的驅(qū)散，同時(shí)相對落后的經(jīng)濟(jì)條件也使它們的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級緩慢，因此城市蔓延對二氧化碳排放量的抑制效應(yīng)不顯著。由此，本文提出假說2：

假說2：城市蔓延對二氧化碳排放量的影響程度呈現(xiàn)地區(qū)異質(zhì)性①。

接下來幾部分，本文將利用我國大陸30個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）②的面板數(shù)據(jù)驗(yàn)證以上兩條假說，考察城市蔓延對二氧化碳排放量的影響，以及對不同地區(qū)的影響程度。

二、模型設(shè)定與數(shù)據(jù)

1.模型設(shè)定

本文根據(jù)2000 2015年我國30個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）相關(guān)數(shù)據(jù)來實(shí)證分析城市蔓延對二氧化碳排放量的影響，并進(jìn)一步地考察不同地區(qū)的城市蔓延對二氧化碳排放量的影響效應(yīng)。為了研究城市蔓延對二氧化碳排放量的影響，本文參照秦蒙等（2016）[15]的方法來構(gòu)建如下基準(zhǔn)回歸模型：

smogit=ao+a1sprawlit+a2lnyit+a3lnpopit+a4pfdiit+aspinduit+a6pinvit+ui+vi+εit

在模型中，下標(biāo)i和t分別表示?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）和年份。ao表示常數(shù)項(xiàng);smog..表示二氧化碳排放量，用以描述空氣污染程度;sprawlit是城市蔓延指數(shù)，用以測度該?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的擴(kuò)張程度;yit為人均收入，用人均GDP進(jìn)行衡量，表示該?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）經(jīng)濟(jì)實(shí)力;popit是常住人口，本文分別對人均收入（yit）和常住人口（popit）求對數(shù);pfdit是實(shí)際利用外資額占當(dāng)年GDP的比重，反映該地區(qū)開放程度;pinduit為第二產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重，第二產(chǎn)業(yè)往往是產(chǎn)值大、污染高的工業(yè)企業(yè);pinvit為全社會(huì)固定資產(chǎn)投資占GDP比重;ui是個(gè)體固定效應(yīng);vt是個(gè)體時(shí)間效應(yīng);εit是殘差。

2.數(shù)據(jù)來源

本文根據(jù)< 2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》中提出的“方法1”①來估算2000-2015年我國30個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的二氧化碳排放量。本文基于能源平衡表中提供的14種能源進(jìn)行計(jì)算，具體估算方法如式（2）：

（2）

其中i表示各種能源燃料，分別是煤炭、焦炭、焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、其他煤氣、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、天然氣和液化天然氣;E.代表各種能源的燃燒消費(fèi)量;NCVi為各種能源的平均低位發(fā)熱量，用于將各種能源消費(fèi)量轉(zhuǎn)化為能源單位（TJ）; CEFi表示各種能源的二氧化碳排放因子，其計(jì)算公式如式（3）：

CEFi=CCi·COF·（44/12）②

（3）

其中，CCi為各種能源的碳含量;COFi為各種能源的碳氧化因子。地區(qū)能源平衡表來自于2000-2015年的《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，其中海南、寧夏缺失部分?jǐn)?shù)據(jù)通過線性插值法進(jìn)行補(bǔ)齊。

蔓延指數(shù)參照洪世鍵等（2012）的方法進(jìn)行構(gòu)造[16]，計(jì)算方式如式（4）：

（4）

式（4）中sprawli為城市蔓延指數(shù)，△P.表示第i個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）期末人口數(shù)變動(dòng)量，Pio表示第i個(gè)省（自治區(qū)、直轄市）基期人口數(shù)量;△Si表示第i個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）期末城市建成區(qū)面積變動(dòng)量，Sio表示第i個(gè)省（自治區(qū)、直轄市）基期城市建成區(qū)面積。其中建成區(qū)面積以及人口數(shù)量來源于2000—2015年的《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》。地區(qū)生產(chǎn)總值、人均GDP、常住人口、第二產(chǎn)業(yè)增加值、全社會(huì)固定資產(chǎn)投資都來源于《中國經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫》，實(shí)際利用外資額來源于中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)大數(shù)據(jù)研究平臺(tái)，部分省份缺失數(shù)據(jù)來源于各個(gè)省份統(tǒng)計(jì)年鑒。

3.描述性統(tǒng)計(jì)

本文針對實(shí)證研究所涉及的全部觀測樣本做了統(tǒng)計(jì)性描述（詳見表1）。

本文使用公式（4）測算出各個(gè)省（自治區(qū)、直轄市）的蔓延指數(shù)后，按照從低到高、從高到低的名次順序分別排出蔓延度排在前面的七個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）。蔓延指數(shù)越高其城市蔓延度越大，蔓延指數(shù)越低其城市空間更集中（詳見表2）。

三、實(shí)證分析

1.基準(zhǔn)回歸結(jié)果

本文使用計(jì)量軟件stata16對方程（l）進(jìn)行估計(jì)，估計(jì)結(jié)果如表3所示。其中，第（l）列回歸中僅包含城市蔓延，第（2）列回歸中包含了城市蔓延、城市人口規(guī)模及人均收入狀況對數(shù)，第（3）列包含了更多的控制變量。所有列的城市蔓延系數(shù)都為負(fù)，這驗(yàn)證了假說1，即城市蔓延能夠緩解二氧化碳排放量。一方面，隨著我國經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快的發(fā)展，城市在蔓延擴(kuò)張中的發(fā)展質(zhì)量也不斷提高，城市內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)型升級，高污染的工業(yè)企業(yè)逐漸被替代，因此城巾^在蔓延中伴隨著的產(chǎn)業(yè)升級有利于緩解二氧化碳排放量。另一方面，經(jīng)濟(jì)總量的擴(kuò)大帶來了人均收入的不斷提高，人民群眾對生活質(zhì)量提出新要求和新期待，那就會(huì)激勵(lì)政府在城市發(fā)展規(guī)劃中尤為重視加大環(huán)境管制力度。這些都有利于發(fā)揮城市蔓延對二氧化碳排放量的抑

制作用。

2.異質(zhì)性分析

本文分別對東中西部地區(qū)進(jìn)行回歸，結(jié)果如表4所示。三個(gè)地區(qū)的城市蔓延系數(shù)都為負(fù)，但是中部地區(qū)、西部地區(qū)的系數(shù)都不顯著。東部地區(qū)的城市蔓延系數(shù)為一0.481，并且在1%的水平上顯著。東部地區(qū)由于區(qū)位優(yōu)勢比較明顯以及國家各項(xiàng)政策的支持率先走向產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型路徑，因此城市在蔓延擴(kuò)張過程中對二氧化碳排放量的抑制效應(yīng)較為明顯。而中西部地區(qū)深處我國內(nèi)陸，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為落后，承接的多是東部地區(qū)淘汰的工業(yè)企業(yè)，因而城市在蔓延擴(kuò)張的過程中對二氧化碳排放量的抑制作用并不明顯。

3.穩(wěn)健性檢驗(yàn)

（1）替換指標(biāo)檢驗(yàn)。為了增強(qiáng)估計(jì)結(jié)果的穩(wěn)健性，本文采用城市建成區(qū)面積對數(shù)作為城市蔓延的替代指標(biāo)并進(jìn)行了估計(jì)，其結(jié)果如表5所示。城市建成區(qū)面積數(shù)據(jù)來源于2000-2015年《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》。倘若城市建成區(qū)面積越大，說明該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)涉及面積就會(huì)越廣泛，城市蔓延度也就高。本文通過穩(wěn)健性檢驗(yàn)結(jié)果可以看出，城市建成區(qū)面積系數(shù)顯著為負(fù)，再次證明了城市蔓延可以緩解二氧化碳排放量。

（2）工具變量檢驗(yàn)。為了緩解可能存在的內(nèi)生性問題，本文參考李春頂（2011）的方法[l7]，選取了二氧化碳排放量的滯后一期作為工具變量且進(jìn)行了估計(jì)，估計(jì)結(jié)果見表6。第（1）列只考慮了城市蔓延對二氧化碳排放量的影響，估計(jì)結(jié)果在5%的水平上顯著為負(fù)值，第（2）列加入控制變量后城市蔓延系數(shù)依然在5%的水平上顯著為負(fù)。

（3）離群值檢驗(yàn)?？紤]到可能存在的數(shù)據(jù)偏差等問題，本文參考曹清峰（2020）的檢驗(yàn)方法[18]，針對二氧化碳排放量和城市蔓延這兩個(gè)指標(biāo)，定義這兩個(gè)變量處于1%-99%的數(shù)據(jù)為正常，超出區(qū)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行縮尾處理，然后再進(jìn)行估計(jì)，估計(jì)結(jié)果見表7。從第（l）、（2）列回歸結(jié)果中可以看出，城市蔓延系數(shù)依舊顯著為負(fù)值。

四、結(jié)論和建議

空氣污染是當(dāng)今全球發(fā)展面臨的重要挑戰(zhàn)之一。本文利用2000-2015年我國30個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的面板數(shù)據(jù)來分析城市蔓延如何影響二氧化碳排放量。本文通過實(shí)證分析得出：城市蔓延對二氧化碳排放量的影響為負(fù)，說明了當(dāng)一個(gè)城市處于蔓延擴(kuò)展階段時(shí)，它能夠適當(dāng)緩解二氧化碳排放量。東巾西地區(qū)城市蔓延的系數(shù)都為負(fù)數(shù)且數(shù)值不等，這表明了不同地區(qū)的城市蔓延對二氧化碳排放量的影響存在異質(zhì)性。

基于以上分析，本文為我國城市發(fā)展提供了如下的政策啟示：

首先，根據(jù)當(dāng)?shù)匕l(fā)展?fàn)顩r制定適宜的空間規(guī)劃。經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可避免地會(huì)帶來城市蔓延，但是不能盲目“攤大餅式”的擴(kuò)張，這樣只會(huì)增加城市負(fù)擔(dān)。政府在做城市規(guī)劃時(shí)，應(yīng)充分發(fā)揮市場機(jī)制作用，打造結(jié)構(gòu)合理的城市格局。本文實(shí)證分析中常住人口系數(shù)顯著為正，說明城市在發(fā)展時(shí)不能過度容納太多人口。中心城市對周邊地區(qū)吸虹效應(yīng)較強(qiáng)，因此政府應(yīng)該適當(dāng)控制這類大城市的人口規(guī)模，鼓勵(lì)人口均勻流向周邊地區(qū)，既能緩解大城市壓力，又能帶動(dòng)周邊地區(qū)的發(fā)展，避免一城獨(dú)大。

其次，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級。工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值高，對地區(qū)經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)較大，但是其帶來的環(huán)境污染也不可小覷。因此，政府在規(guī)劃城市空間結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該充分考察城市地理位置特征，根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有選擇性地引進(jìn)工業(yè)企業(yè)，有計(jì)劃地將其集聚到工業(yè)園區(qū)內(nèi)。政府應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，逐步淘汰高污染產(chǎn)業(yè);同時(shí)責(zé)令企業(yè)嚴(yán)格控制二氧化碳排放量，以及設(shè)置嚴(yán)格的監(jiān)管機(jī)制。

最后，倡導(dǎo)民眾選擇公共交通出行。城市在蔓延時(shí)勢必要修建許多道路以滿足居民通勤需求，因此政府在制定交通規(guī)劃時(shí)可學(xué)習(xí)TOD模式，鼓勵(lì)居民出行乘坐公共汽車、地鐵等公共交通，減少私家車使用，從而減少汽車尾氣排放，從源頭上降低二氧化碳排放量。

參考文獻(xiàn)：

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