劉 勇 李紅艷 田 瀟 高 德
1(四川大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院,成都 610065) 2(普華永道中天會計(jì)師事務(wù)所,北京 100020)
隨著工業(yè)化和城市化的不斷推進(jìn),城市不斷向周邊地區(qū)伸延,方便快捷的交通路網(wǎng)體系,使得這一進(jìn)程有加速的趨勢。城市空間的伸延在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、推動城鄉(xiāng)一體化方面有著積極作用,但是也會帶來資源、環(huán)境等一系列問題,如城市霧霾污染[1]。城市空間伸延帶來的環(huán)境負(fù)效應(yīng)使得大量的文獻(xiàn)對此進(jìn)行了研究,并認(rèn)為環(huán)境規(guī)制會在一定程度上抑制城市空間伸延,弱化環(huán)境負(fù)效應(yīng),使得城市空間伸延的弊端得以減少,但是也有研究認(rèn)為環(huán)境規(guī)制的作用有限。有鑒于此,本文基于中國30個省會城市和直轄市(考慮數(shù)據(jù)的可獲得性,西藏和港、澳、臺地區(qū)未包含在內(nèi))的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)(1996~2020),將環(huán)境規(guī)制細(xì)分為行政命令型、市場調(diào)節(jié)型和非正式型,定量分析城市空間伸延與環(huán)境規(guī)制的關(guān)系。研究結(jié)論將有利于城市空間的有效治理,為城市經(jīng)濟(jì)增長以及可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ),同時,還有利于環(huán)境規(guī)制的設(shè)計(jì),提升規(guī)制效率。
城市空間結(jié)構(gòu)是多維度概念,既有研究從不同層面對此進(jìn)行了研究,提出了多種衡量指標(biāo),包括面積加權(quán)平均斑塊形狀指數(shù)、集中度、開放空間率等[2]。 同時,Huang 等 (2007)[3]采用了緊湊度、中心性、復(fù)雜性和密度指標(biāo)對城市空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行測量。Liu等 (2020)[4]基于緊湊率和伸延度對城市空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算。 Tang和 Wang (2007)[5]則運(yùn)用了建筑空間、道路空間、綠地指標(biāo)計(jì)算城市的空間結(jié)構(gòu),還有Zhang(2004)[6]基于重力模型測量城市空間的可達(dá)性,以及McMillan(2007)[7]從交通安全方面設(shè)計(jì)了城市空間的衡量指標(biāo)。
城市空間結(jié)構(gòu)受到多種因素的綜合影響,包括城市化、國內(nèi)生產(chǎn)總值、交通路網(wǎng)、政策導(dǎo)向、土地制度等。有研究認(rèn)為交通路網(wǎng)有著非常重要的空間引導(dǎo)作用[8],特別是高速鐵路已成為誘發(fā)中國城市蔓延的重要因素[9],更為詳細(xì)的研究表明人均工礦倉儲用地水平、人均小汽車數(shù)量和人均道路面積的提高也促進(jìn)了城市空間蔓延[10]。并且,城市增長邊界的設(shè)定不會抑制反而會導(dǎo)致城市空間蔓延[11],特別是隨著第二產(chǎn)業(yè)就業(yè)比重的增加,城市蔓延度會提高[12]。政府規(guī)制等制度因素對城市空間結(jié)構(gòu)的影響日益成為研究熱點(diǎn)之一,特別是地方政府對發(fā)展資源的競爭,也會導(dǎo)致城市空間的蔓延[13],同時,政府官員的晉升激勵不斷推動了城市空間的擴(kuò)張[14]。
城市空間結(jié)構(gòu)方面的研究涉及多個學(xué)科的內(nèi)容,因此,既有研究采用了多種研究方法,包括DEA-Malmquist 模型[2]和雙重差分法[9]。 另外,結(jié)合地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的研究頗多,包括設(shè)計(jì)城市蔓延指數(shù)法和空間自相關(guān)分析法[13],其中采用夜間燈光數(shù)據(jù)[15]進(jìn)行分析也是既有研究方法的突出特色。
既有研究對城市空間結(jié)構(gòu)的衡量指標(biāo)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),呈現(xiàn)出多樣性,根據(jù)特定研究需要設(shè)計(jì)了多種衡量指標(biāo),在分析影響城市空間結(jié)構(gòu)的因素方面,涉及經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)、交通和制度等多種因素,并且采用多種研究方法,得出了頗有價值的結(jié)論。在公開發(fā)表的文獻(xiàn)中,還沒有研究將環(huán)境規(guī)制細(xì)分為行政命令型、市場調(diào)節(jié)型和非正式型三大類,并綜合衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),分析環(huán)境規(guī)制對城市空間結(jié)構(gòu)伸延度的影響的三究。因此,本文將針對這個問題,基于中國30個城市的實(shí)證數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
城市空間伸延的衡量沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),正如前文的分析,既有研究提出了多種指標(biāo)進(jìn)行衡量。由此可見,具體衡量指標(biāo)的選擇是根據(jù)不同的研究目標(biāo)以及數(shù)據(jù)的可獲得性確定的。另外,由于城市空間結(jié)構(gòu)的變化不是一蹴而就完成的,其中的時間跨度較長,因此,沒有必要選擇每一年的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,另外,空間結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)涉及衛(wèi)星遙感影像的解譯方面,有些年份的遙感影像由于云層和天氣等原因?qū)е路直媛屎艿?,無法完成有效的解譯。綜合考慮,本文選擇了1996年、2000年、2007年、2010年、2016年、2020年的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,采用如下公式進(jìn)行計(jì)算[16]:
其中L指城市的最長軸,L′指城市的最短軸。選取相應(yīng)年份的衛(wèi)星遙感影像圖(Lansat TM和Lansat OLI)作為數(shù)據(jù)來源[17]。通過遙感數(shù)字圖像處理軟件(ENVI5.3)和地理信息系統(tǒng)軟件(ARCGIS10.2),對遙感數(shù)據(jù)影像進(jìn)行城市建設(shè)用地的信息解譯。遙感信息提取方法主要分為目視解譯和自動分類。在城市建設(shè)用地信息提取過程中,綜合考慮研究對象的特征和圖像處理的工作量,主要采用非監(jiān)督分類方法中的ISODATA算法。同時在遙感影像解譯過程中,水體與道路、裸地與部分建筑地物的光譜特征相似,會對分類產(chǎn)生影響,為了提高精度,輔以目視判讀完成圖像的分類后處理。首先,通過監(jiān)督分類解譯出建設(shè)用地及非建設(shè)用地信息,之后,采用目視判讀的方式進(jìn)行城市建設(shè)用地信息的提取,最后是后期處理,主要通過過濾處理(Sieve)和聚類處理(Clump)進(jìn)行小圖斑的剔除或重新分類。借助于Google Earth、城市專題地圖及目視判別結(jié)果,通過混淆矩陣對總體分類精度和Kappa系數(shù)進(jìn)行計(jì)算,分類結(jié)果精度均在70%以上。
計(jì)算結(jié)果如圖1所示。1996年,30個城市的空間伸延率最小值為0.99(昆明),最大值為2.02(杭州),平均值為1.25。2000~2010年間變化幅度不大,2016年有個別城市的伸延率顯著增長,2020年30個城市的空間伸延率都有不同程度的增長,并且各個城市之間的差距日益明顯,其中最小值為1.69(南寧),最大值為6.51(海口),平均值為2.53。
圖1 城市空間結(jié)構(gòu)伸延率
環(huán)境規(guī)制是一個多維度概念,包括三大類的環(huán)境規(guī)制:行政命令型、市場調(diào)節(jié)型和非正式規(guī)制。為尋找環(huán)境規(guī)制與城市空間伸延的關(guān)系,本文按照衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的相應(yīng)年份選取1996年、2000年、2007年、2010年、2016年和2020年6個年份內(nèi)的各直轄市、省會城市進(jìn)行分析,數(shù)據(jù)來自 《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》、各個省市區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒和環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)。
這種規(guī)制是指以政府的強(qiáng)制性為典型特征,以行政命令的方式進(jìn)行執(zhí)行。為了有效量化行政命令型規(guī)制,Brunneimer和 Cohen (2003)[18]采用了政府的污染治理投資數(shù)量進(jìn)行衡量,Hamamoto(2005)[19]的研究進(jìn)一步驗(yàn)證了這種方法,Xie等(2017)[20]則采用新建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境投資數(shù)量對這種規(guī)制進(jìn)行衡量。因此,以環(huán)境污染治理投資數(shù)量作為行政命令型規(guī)制的衡量不失為一種有效的指標(biāo),本文從 《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》和國家統(tǒng)計(jì)局獲取的數(shù)據(jù)中選取了樣本年份中各省市區(qū)的環(huán)境污染治理投資額,其中1996年的數(shù)據(jù)缺失,用相近年份1997年的數(shù)據(jù)推算得出。除了直轄市以外,僅能獲取省域數(shù)據(jù),先按照省會城市的廢水、廢氣、廢渣排放量占全省三廢排放量比重的平均值,再乘以該省域的環(huán)境污染治理投資額,進(jìn)而估算出省會城市的環(huán)境污染治理投資額,得到5年各樣本城市的數(shù)據(jù),結(jié)果見表1。
表1 5年各樣本城市環(huán)境污染治理投資額 單位:億元
從1996~2020年,樣本城市的環(huán)境污染治理投資額隨年份呈上升趨勢,并且各個城市之間的差距顯著擴(kuò)大。其中2020年、2016年、2010年、1996年的環(huán)境污染治理投資額最大值城市都是北京,分別為685.17億元、674.2億元、231.4億元和10.2億元;2007年和2000年的最大值城市是上海,兩年的環(huán)境污染治理投資額分別是366.12億元和50.52億元。??谑?020年、2016年、2010年和2000年的環(huán)境污染治理投資額居所有樣本城市的最低位,分別為1.07億元、1.2億元、0.93億元和0.03億元;2007年和1996年的最小值樣本城市是西安,兩年的環(huán)境污染治理投資額分別是1.23億元和0.02億元。
這種規(guī)制突出市場調(diào)節(jié)特征,以市場運(yùn)作手段對污染進(jìn)行治理,包括污染收費(fèi)和排污交易權(quán)等,通常采用排污費(fèi)收入總額進(jìn)行衡量[20]。從 《中國環(huán)境年鑒》中提取到當(dāng)年部分樣本城市的排污費(fèi)數(shù)據(jù),對于未提取到的樣本城市的排污費(fèi),按照該市的廢水、廢氣、廢渣排放量占全省三廢排放量比重的平均值,再乘以該省排污費(fèi),估計(jì)該市的排污費(fèi)金額。2018年起環(huán)境保護(hù)稅替代了環(huán)保部門征收的排污費(fèi),故2020年排污費(fèi)數(shù)據(jù)為環(huán)保稅額。得到6年各樣本城市的排污費(fèi)數(shù)據(jù)見表2(重慶1996年的數(shù)據(jù)以1997年替代)。
分析結(jié)果表明,總體上各樣本城市排污費(fèi)呈現(xiàn)增長趨勢。2020年排污費(fèi)最高的城市是北京(9.61億元);2016年排污費(fèi)最高的城市是天津(6.81億元);2010年排污費(fèi)最高的城市是重慶(3.77億元);2007年排污費(fèi)最高的城市是太原(6.81億元);2000年排污費(fèi)最高的城市是杭州(1.36億元);1996排污費(fèi)最高的城市是上海。海口在2020年、2016年、2010年、2007年和2000年的排污費(fèi)都位于所有樣本城市中的最低位,1996年排污費(fèi)最少的樣本城市是西寧。
這種規(guī)制的實(shí)質(zhì)是一種 “壓力”,包括來自公眾、社區(qū)、非政府組織等要求減少環(huán)境污染的壓力[21]。直接獲取這種壓力的量化指標(biāo)非常困難,因此,既有研究采用一些與此有關(guān)聯(lián)度的間接指標(biāo)進(jìn)行衡量,包括人均收入、公眾投訴量和教育水平[22-24]。鑒于數(shù)據(jù)的可獲得性,本文采用教育水平衡量這種非正式規(guī)制。衡量一個城市的教育水平可用該城市的人口平均受教育年限作為衡量指標(biāo)。人口平均受教育年限(PJ)一般指6歲及以上人口的平均接受學(xué)歷教育年數(shù),可代表一個地區(qū)的教育水平[25],計(jì)算方式如下[26]:
由于無法獲得市級數(shù)據(jù),因此用省級數(shù)據(jù)推算市級數(shù)據(jù)。收集2020年、2016年、2010年、2007年、2000年、1996年6年的各省區(qū)直轄市人口平均受教育年限數(shù)據(jù),包括各城市的在校生數(shù)。然后,利用省會城市在校生數(shù)與省區(qū)總在校生數(shù)及其之間的比例,推算出省會城市的人口平均受教育年限,公式推導(dǎo):
將省、市的6歲以上人口總數(shù)比例約換算成在校生人數(shù)比例:
其中 “高中文化人數(shù)”含 “中?!?,“大學(xué)文化人數(shù)”含 “大?!?,對于僅有 “中學(xué)在校生數(shù)”的數(shù)據(jù),其在校時長取10.5年。得出樣本城市的人口平均受教育年限見表3。
表3 樣本城市人口平均受教育年限 單位:年
計(jì)算結(jié)果表明,各樣本城市人口平均受教育年限呈現(xiàn)穩(wěn)步上升趨勢。2020年和2016年南京的人口平均受教育年限在所有樣本城市中最大,分別為13.01年和12.76年,而2010年、2007年、2000年和1996年樣本城市中人口平均受教育年限最大的城市是北京,分別為11.01年、11.09年、9.59年和9.58年。6個樣本年份內(nèi),西寧的人口平均受教育年限一直是所有樣本城市中最少的,從2020~1996年依次為9.33年、8.40年、7.03年、7.18年、5.59年和5.04年。在2000年以前,所有城市的人口平均受教育年限都低于10年,而在2016年之后,人口平均受教育年限超過10年的城市已經(jīng)超過20個。
基于對城市空間結(jié)構(gòu)的伸延率和環(huán)境規(guī)制的定量評價指標(biāo),建立面板分析模型以分析伸延率和環(huán)境規(guī)制的定量關(guān)系。所有變量都進(jìn)行了對數(shù)運(yùn)算。面板分析模型有多種形式,為了篩選出最佳的模型,本文計(jì)算了F統(tǒng)計(jì)量以及Hausman統(tǒng)計(jì)量的值,結(jié)果表明應(yīng)該選擇固定效應(yīng)模型。面板回歸分析結(jié)果表明3種類型的環(huán)境規(guī)制和城市空間伸延率都有著顯著的相關(guān)性(見表4)。
表4 城市空間伸延率與環(huán)境規(guī)制回歸分析結(jié)果
為了檢驗(yàn)?zāi)P徒Y(jié)果的穩(wěn)健性,引入新的變量到模型之中(樣本城市的GDP),從圖2可見,從1996~2020年,樣本城市的GDP呈現(xiàn)出明顯的增長趨勢。
圖2 樣本城市的GDP變化趨勢圖
將各個城市的GDP進(jìn)行對數(shù)運(yùn)算后,運(yùn)用固定效應(yīng)面板模型進(jìn)行分析,結(jié)果如表5所示,加入GDP變量之后,仍然沒有改變伸延率和環(huán)境規(guī)制的顯著相關(guān)性。因此,有理由相信,不同類型的環(huán)境規(guī)制對城市空間結(jié)構(gòu)的伸延率有著顯著的影響。
表5 城市空間伸延率與環(huán)境規(guī)制的穩(wěn)健性分析
(1)行政命令型環(huán)境規(guī)制與城市空間伸延率顯著正相關(guān)。城市空間的伸延伴隨著城市用地向周邊擴(kuò)張,推動這一擴(kuò)張過程的重要因素之一就是行政命令[13]。與城市周邊的郊區(qū)相比較,中心城區(qū)的行政命令型環(huán)境規(guī)制的執(zhí)行更為嚴(yán)格,可能的原因是中心城區(qū)集聚著大量的人口,同時也是政治、文化和經(jīng)濟(jì)的中心,一旦發(fā)生環(huán)境污染導(dǎo)致的公共危機(jī)事件,后果非常嚴(yán)重[27]。城市周邊的郊區(qū),行政命令型環(huán)境規(guī)制的執(zhí)行力度相對較低,事實(shí)上中國鄉(xiāng)鎮(zhèn)環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)僅占環(huán)保機(jī)構(gòu)總數(shù)的4%~15%,而人員僅占1%~4%[28],再加之在追求GDP和官員晉升的激勵下[14],政策導(dǎo)向傾向于城市空間伸延,將污染類產(chǎn)業(yè)布局在郊區(qū),各類經(jīng)濟(jì)主體也在一定程度上規(guī)避了行政命令型環(huán)境規(guī)制的強(qiáng)制處罰。因此,行政命令型環(huán)境規(guī)制在城區(qū)和郊區(qū)的執(zhí)行差異在一定程度上推動了城市空間向周邊地區(qū)伸延。
(2)市場調(diào)節(jié)型環(huán)境規(guī)制與伸延率顯著負(fù)相關(guān)。市場調(diào)節(jié)型環(huán)境規(guī)制是以市場機(jī)制的調(diào)節(jié)為基礎(chǔ),通過市場信號引導(dǎo)資源的布局和分配,包括排污權(quán)收費(fèi)和排污權(quán)交易等,這種規(guī)制從激勵污染主體自發(fā)改善環(huán)境行為著手,增加環(huán)境友好型生產(chǎn)技術(shù)的投資,從排污的根源上治理環(huán)境污染,這種經(jīng)濟(jì)主體的環(huán)境行為較好,完全可以達(dá)到行政命令型環(huán)境規(guī)制的基本要求[21],甚至做得更好。因此,不會盲目跟從城市空間的伸延浪潮,而會根據(jù)市場和自身發(fā)展的需要合理選擇布局,進(jìn)而在一定程度上抑制了城市空間的伸延。
(3)非正式環(huán)境規(guī)制與伸延率顯著正相關(guān)。非正式環(huán)境規(guī)制是一種來自社區(qū)和民眾的壓力,要求污染主體減少污染,改善環(huán)境行為。相比城市周邊的郊區(qū)和農(nóng)村而言,主城區(qū)的居民具有較高教育程度,通常環(huán)境意識也較高,對污染的敏感度和維權(quán)意識等使得污染嚴(yán)重的企業(yè)在主城區(qū)難以立足,社區(qū)居民會給企業(yè)和政府施加壓力,要求其改善環(huán)境行為。作為企業(yè)而言,通常愿意遷移到城市周邊地區(qū),享受政策主導(dǎo)的城市擴(kuò)張所帶來的優(yōu)惠,而不愿意增加投入改善環(huán)境,因此,隨著主城區(qū)非正式環(huán)境規(guī)制的力度增加,在城市化政策的共同催化下,大量的污染企業(yè)會向郊區(qū)搬遷,改變土地利用類型,實(shí)現(xiàn)城市空間的伸延。
本文基于中國30個城市(省會和直轄市)1996年、2000年、2007年、2010年、2016年和2020年的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)以及各類統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)了城市空間結(jié)構(gòu)伸延和環(huán)境規(guī)制(行政命令型規(guī)制、市場調(diào)節(jié)型規(guī)制和非正式規(guī)制)的定量評價指標(biāo),采用面板分析模型定量分析了3類環(huán)境規(guī)制和城市空間結(jié)構(gòu)伸延的關(guān)系。
計(jì)算結(jié)果表明,樣本城市的空間伸延率,具有明顯的增長趨勢并且各個城市之間的差距日益明顯。同時,衡量三大類環(huán)境規(guī)制的定量指標(biāo)也呈現(xiàn)出增長的趨勢。面板模型的分析結(jié)果表明,行政命令型環(huán)境規(guī)制與城市空間伸延率顯著正相關(guān),該種環(huán)境規(guī)制在城區(qū)和郊區(qū)的執(zhí)行差異,在一定程度上推動了城市空間向周邊地區(qū)伸延。市場調(diào)節(jié)型環(huán)境規(guī)制與城市空間伸延率顯著負(fù)相關(guān),這種規(guī)制從激勵污染主體自發(fā)改善環(huán)境行為著手,不會盲目跟從城市空間的伸延浪潮,在一定程度上抑制了城市空間的伸延。非正式環(huán)境規(guī)制與城市空間伸延率顯著正相關(guān)。隨著主城區(qū)非正式環(huán)境規(guī)制的力度增加,在城市化政策的共同催化之下,實(shí)現(xiàn)城市空間的伸延。
以上結(jié)論為合理設(shè)計(jì)環(huán)境規(guī)制,促進(jìn)城市空間有效治理提供了頗有價值的信息。(1)統(tǒng)籌城鄉(xiāng)行政命令型環(huán)境規(guī)制的執(zhí)行效力。行政命令型環(huán)境規(guī)制在我國仍然具有重要的作用,特別是針對那些環(huán)境行為惡劣的污染主體,采取強(qiáng)制的環(huán)境規(guī)制,對其進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范,仍然有效。為了避免污染主體向城郊轉(zhuǎn)移,逃避環(huán)境監(jiān)管,需要進(jìn)一步統(tǒng)籌協(xié)調(diào)城郊的環(huán)境管理,避免新一輪的遷移性環(huán)境污染,同時也能抑制伴隨著污染轉(zhuǎn)移的城市空間無序擴(kuò)張;(2)健全和充分發(fā)揮市場型環(huán)境規(guī)制。市場型環(huán)境規(guī)制以市場機(jī)制的運(yùn)行為基礎(chǔ),進(jìn)一步完善相關(guān)規(guī)制可以從激發(fā)環(huán)境主體自身的主觀能動性方面改善環(huán)境行為,不但減少了環(huán)境污染,還能避免為了逃避環(huán)境監(jiān)管而遷移到城郊,助推城市空間的盲目伸延;(3)合理引導(dǎo)非正式環(huán)境規(guī)制。這種類型的環(huán)境規(guī)制以社區(qū)和公眾的監(jiān)督為主導(dǎo),合理引導(dǎo)城鄉(xiāng)居民的環(huán)境意識,特別是城市郊區(qū)群眾,發(fā)揮群眾的監(jiān)督作用,能夠有效的抑制污染類主體在城郊的排污行為,進(jìn)而抑制城市空間的過度伸延。
城市空間結(jié)構(gòu)是多維度的復(fù)合概念,環(huán)境規(guī)制的衡量指標(biāo)也包括多種類別,本文的研究根據(jù)數(shù)據(jù)的可獲得性,設(shè)計(jì)了相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)證分析,進(jìn)一步的研究將致力于對評價指標(biāo)的細(xì)化和擴(kuò)充,以期挖掘出環(huán)境規(guī)制和城市空間結(jié)構(gòu)的更多關(guān)聯(lián)機(jī)制。
工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)2022年5期