城市化与环境污染的关系范文

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一、文献综述与理论分析

现有研究对人口规模、城市化与环境污染的讨论主要集中在人口与环境污染、城市化与环境污染、城市化模式与环境污染等三个方面。城市化与环境污染的研究最早见于人口与环境污染的相关文献中，这些文献检验了人口增长对污染排放的影响，认为污染排放与人口增长呈现正相关关系。现有研究对城市化与环境污染的检验结果主要分为三类:第一类研究认为城市化与环境污染之间的关系是线性的，城市化带来了能源消费增长，进而恶化了环境质量［6－8］;第二类研究认为城市化与环境污染之间的关系是线性的，但城市化能够提高公共设施和公共交通的使用，形成产业集聚，进而降低能源消耗和污染处理成本，有利于污染排放的降低［9－10］;第三类研究认为城市化与环境污染之间的关系是非线性的，这些研究借鉴EKC的实证方法，检验了城市化率与污染排放的关系，得到了不同结论。由于样本与方法不同，现有文献发现城市化率与环境污染之间呈倒U型、N型、正U型等多种关系［11－15］。从城市化模式看，城市化包括小城镇和城市群两种，两种模式对环境污染与治污减排的影响效果有所不同。这方面的文献包括三类:第一类文献单独分析了小城镇与环境污染，发现尽管以小城镇为主的城市化模式对推进工业化和城市化进程发挥了作用，但由于小城镇规划布局不当，从而给小城镇的环境造成了压力［16］;第二类文献单独分析了城市群与环境污染，认为对已经进入工业化中后期的国家，大城市和城市群更易于控制和减少污染，但由于其人口与工业的高度集聚特点，出现了区域性、叠加性、扩散性的城市群环境问题，包括城市群水环境污染的集聚叠加效应、城市群的热岛群效应、城市群固体废弃物的集聚扩散效应和城市群土壤污染的迁移扩散效应等［17－18］;第三类文献则同时比较了小城镇与城市群对环境污染的影响，认为小城镇和城市群并不必然导致环境污染［19］。综上，现有研究主要讨论了人口规模与环境污染、城市化与环境污染、城市化模式与环境污染，较少将人口规模、城市化与环境污染置于同一框架之下进行比较与分析。这忽略了不同人口规模下城市化的差异性，以及由此带来的环境污染问题的差异性。

二、研究设计

1．模型设定与变量定义为了检验不同人口规模下城市化与环境污染的关系，本文在杜雯翠、冯科等的研究基础上，分别设定如下实证模型。其中，模型1检验城市化与环境污染的关系，模型2检验城市化模式与环境污染的关系。根据样本国家的总人口，将样本划分为三组，第一组样本的总人口不多于1亿，第二组样本的总人口多于1亿少于2亿，第三组样本的总人口超过2亿。针对不同样本组，对模型1与模型2进行回归，比较回归结果以得到人口规模、城市化与环境污染三者之间的关系。上述实证模型中的因变量为环境污染(Pollu)，用各国空气污染指数(PM10的年均浓度)表示，单位为微克/立方米。空气污染指数越高，表明空气质量越差。自变量包括城市化(Urban)、城市群(Cluser)和小城镇(Town)。其中，城市化(Urban)用城市人口占总人口比例表示;城市群(Cluser)用人口超过百万的城市群人口数占总人口比例表示;小城镇(Town)用城市化与城市群的差额表示。需要说明的是，城市化率与城市群人口比例两者之间的差额事实上包括小城镇人口比例与未形成城市群的大中城市人口比例，囿于数据的可获得性，本研究借鉴杜雯翠等的做法，将这个差额看成是近似小城镇人口的比例。除城市化与城市化模式外，经济发展水平、经济增长速度、产业结构、能源效率等都是影响环境污染的重要因素，这些因素需要在模型中加以控制。控制变量包括:经济发展水平(GDP)，用来控制经济发展对污染排放的影响，用各国人均GDP的自然对数表示;增长速度(Growth)，由于研究样本为新兴经济体国家，有着高于世界平均水平的经济增长速度，经济的快速增长可能带来压缩式的环境污染问题，用各国GDP年增长率表示;经济结构(Structure)，不同的经济结构对环境污染的影响是有差异的，重工业产值比例越高，环境负担越重，用各国工业产值占GDP的比重表示;能源效率(Energy)，能源使用效率越高，越有利于节约能源和降低单位产出的污染排放，用各国单位GDP的能源消耗量表示。2．数据来源与说明本文的所有数据均来自世界银行的世界发展指数(WorldDevelopmentIndicators，WDI)，研究对象为11个新兴经济体国家，样本时间为1990－2009年(共20年11个国家的220个观测值)。之所以选择新兴经济体国家作为研究样本，是因为同一国家的城市化模式可能由于政府主导等原因出现城市化路径的趋同，从而无法区分城市化与环境污染的差异化关系。新兴经济体国家均处于工业化的中后期阶段，城市化起点相当，这样的差异化样本能够更加准确地反映出人口规模、城市化与环境污染三者的关系。

三、实证分析

1．描述统计表1给出了样本国家的环境污染现状。可以看出，11个新兴经济体国家的空气污染指数都在逐年下降，说明这些国家的空气污染状况在逐渐好转。根据联合国世界卫生组织的《空气质量准则》②，11个新兴经济体国家大致可以划分为三个梯队。第一梯队是巴西、南非，这两个国家1990年的PM10年均浓度低于50微克/立方米，并一直下降至2009年的20微克/立方米左右，属于11个新兴经济体国家中PM10年均浓度最低的国家;第二梯队是韩国、墨西哥、土耳其，这三个国家1990年的PM10年均浓度在70微克/立方米左右，并一直下降至2009年30微克/立方米;第三梯队是阿根廷、印度、中国、印尼和沙特阿拉伯，这五个国家1990年的PM10年均浓度远远高于100微克/立方米，并且直至2009年沙特阿拉伯的PM10年均浓度仍高于70微克/立方米的最低标准。由此可见，尽管这11个新兴经济体国家在经济增长速度上有着相似之处，但其环境本底、空气质量现状有着较大差异，也正是这种起点差异导致了不同国家在治污减排路径选择上的差异。表2给出了其他主要变量的描述性统计。可以看出，城市化率的均值为63．86%，小城镇的均值为35．99%，城市群的均值为27．87%，这表明新兴经济体国家在城市化模式上并没有一致性选择。1990－2009年期间，新兴经济体国家人均GDP的年均增长率为4．83%，高于全球平均水平。值得关注的是，新兴经济体国家平均第二产业比重为34.62%，同时期，美国的这一比重为22%，英国为24%，法国为21%。可见，与已经完成工业化的发达国家相比，新兴经济体国家的二产比重普遍偏高，尤其是沙特阿拉伯这样的资源性国家，产业结构仍然没有得到优化。

2．回归结果(1)不同人口规模下的城市化与环境污染本文以1990－2009年新兴经济体国家为研究样本，利用固定效应模型(FE)，在不同样本组下，对实证模型1做回归，检验不同人口规模下的城市化与环境污染，结果见表3。由表3可以看出，在全样本回归中，城市化(Ur-ban)的估计系数显著为负，城市化的平方(Urban2)的估计系数显著为正，表明城市化率与环境污染之间的关系是U型的，这与杜雯翠和冯科的研究结果是一致的。经济发展(GDP)的估计系数显著为负，表明人均GDP越高，空气污染指数越低，环境污染越少。增长速度(Growth)的估计系数显著为负，表明经济增长速度越快，空气污染指数越低，环境污染越少。经济结构(Structure)的估计系数显著为正，表明第二产业比重越高，空气污染指数越高，环境污染越严重，产业结构不合理是造成环境质量恶化的重要原因，这与以往的研究结论一致。能源效率(Energy)的估计系数显著为负，表明能源使用效率越高，环境污染反而越多。这与以往的研究结论不符。原因可能在于样本国家中既包括沙特阿拉伯这样的石油国家，又包括俄罗斯这种化石燃料产量世界第一的能源大国，进而影响回归结果。为此，从样本中剔除沙特阿拉伯和俄罗斯，重复上述回归。回归结果变为能源效率(Energy)的估计系数显著为正，从而证明了推测。由于篇幅有限，不列示剔除个别样本后的回归结果。在总人口不高于1亿人的样本回归中，城市化(Urban)的估计系数显著为正，城市化的平方(Ur-ban2)的估计系数不显著，说明在该样本中，城市化率与环境污染之间的关系是线性正相关的，即城市化率越高，环境污染越严重，这表明在人口较少的国家，城市化率会加剧空气污染。除增长速度(Growth)的估计系数变得不显著以外，其他变量的回归系数与全样本回归并无差异。在总人口高于1亿人、不高于2亿人的样本回归中，城市化(Urban)的估计系数显著为负，城市化的平方(Urban2)的估计系数显著为正，与全样本回归一致，说明该样本中城市化与环境污染呈现U型关系。另外，经济发展(GDP)的估计系数显著为正，表明人均GDP越高，空气污染越严重。增长速度(Growth)的估计系数显著为正，表明经济增长速度越快，空气污染指数越高，环境污染越严重，这与全样本回归的结果不同，但更加接近我们对新兴经济体国家的直观认识。

在总人口高于2亿人的样本回归中，城市化(Urban)的估计系数显著为正，城市化的平方(Ur-ban2)的估计系数显著为负，说明该样本中城市化与环境污染呈倒U型关系。也就是说，随着城市化率的提高，环境污染逐渐加重，当城市化率到达一定水平后，环境污染会逐渐减弱。这与其他样本组的回归结果是不同的，也显现出人口大国城市化的特殊性。其余变量的回归结果与总人口高于1亿人、不高于2亿人的样本回归结果基本一致。综上，在不同人口规模下，城市化与环境污染的关系并不相同:对于总人口不高于1亿人的人口小国，城市化率与环境污染呈正向线性关系;对于总人口高于1亿人、不高于2亿人的中型国家，城市化率与环境污染呈U型关系;对于总人口高于2亿人的人口大国，城市化率与环境污染呈倒U型关系。(2)不同人口规模下的城市化模式与环境污染城市化率反映了一国城市化水平的高低，城市化模式则反映了一国城市化路径的选择。城市化表现为人口由农村向城市的集聚，不同城市化模式的差异在于人口是集聚在小规模的城镇中，还是集聚在大规模的城市群中。因此，对城市化模式与环境污染关系的讨论不能偏离人口数量这一前提。尽管新兴经济体国家纷纷形成了以某个或某几个大城市为中心的城市群，但人口基数不同，对城市群的界定也是有差异的。例如，我国长三角城市群仅集中了全国10%左右的人口，韩国首尔城市群则集中了韩国超过45%的人口，但由于人口基数不同，前者的10%人口为1．3亿，后者的45%人口仅为2000多万(相当于上海市)。可见，由于人口基数不同，城市群中的人口数量差异是非常大的。因此，对于人口总量不同的国家，小城镇与城市群对环境污染的影响可能是不同的。本文再以1990－2009年新兴经济体国家为研究样本，利用固定效应模型，在不同样本组下，对实证模型2做回归，检验不同人口规模下的城市化模式与环境污染，结果见表4。由表4可知，在全样本回归中，小城镇(Town)的估计系数显著为负，表明小城镇人口比例越高，越有利于空气污染指数的下降，小城镇建设有利于环境质量的改善。城市群(Cluser)的估计系数显著为负，表明百万人口以上城市群人口的比例越高，越有利于对污染的集中处理，降低治污成本，改善环境质量。由于估计系数为标准化系数，因此可以直接比较系数大小。由回归结果可知，小城镇估计系数的绝对值小于城市群估计系数的绝对值，小城镇估计系数(－0．536)的绝对值比城市群估计系数(－0.805)的绝对值小50%。从整体看，小城镇与城市群都能够明显降低污染排放，但两者的作用效果存在差异，城市群对污染排放的降低作用大于小城镇对污染排放的降低作用，说明城市群建设更能够有效解决城市化进程中的环境污染。

在总人口不高于1亿的样本回归中，小城镇(Town)的估计系数显著为正，城市群(Cluser)的估计系数显著为负，表明小城镇不利于人口小国的环境质量。相反，城市群能够成为人口小国绿色城市化的有力杠杆。在总人口高于1亿人、不高于2亿人的样本回归中，小城镇(Town)和城市群(Cluser)的估计系数均显著为负，且小城镇估计系数的绝对值大于城市群估计系数的绝对值。这表明当总人口规模居中时，小城镇与城市群均有利于降低污染排放。在总人口高于2亿人的样本回归中，小城镇(Town)和城市群(Cluser)的估计系数均显著为正，且小城镇估计系数的绝对值小于城市群估计系数的绝对值。这表明由于人口基数较大，在小城镇与城市群的发展过程中，都会引起环境污染，进而使城市群对环境的伤害更大。这个结论是值得深思的，作为人口大国，中国无论选择小城镇，还是选择城市群，都会给环境造成巨大压力，找到适用于人口大国的绿色城市化模式是必要而迫切的。(3)内生性处理与稳健型检验由于控制变量在影响空气质量的同时，还可能影响城市化率或城市化模式，这意味着扰动项与城市化率、小城镇与城市群可能相关，从而产生内生性问题。在这种情况下，面板数据中的固定效应方法只能消除解释变量和个体固定效应的相关性问题，无法解决模型的内生性。为此，本文选择两阶段差分GMM估计方法，采用两阶段—纠偏—稳健型估计量对经验模型重新进行两阶段GMM估计。由于跨国面板数据有限，很难找到合适的工具变量，因此还采用所有控制变量的滞后变量作为工具变量，以消除内生性问题，回归结果并无明显变化。另外，本文还用样本国家的可吸入颗粒物浓度表征环境污染(Pollu)，重复上述回归，结果也没有发生明显变化。

四、结论

在城市化的过程中，工业与人口的快速集聚也引起了不容忽视的环境污染问题。现有研究借鉴环境库兹涅茨曲线(EKC)的研究方法，利用各种样本检验了城市化率与环境污染之间的关系。然而，这些研究忽略了人口规模这一重要前提。在不同人口基数的前提下，城市化率每提高一个百分点，带来的集聚人口数量会因为人口基数的不同而存在较大差异。因此，城市化与环境污染关系的研究不能偏离人口规模的讨论前提。本文以1990－2009年新兴经济体国家的面板数据，检验了不同人口规模下，城市化与环境污染的关系。研究发现，在不同人口规模下，城市化与环境污染的关系并不相同。人口小国的城市化率与环境污染呈正向线性关系，中型国家的城市化率与环境污染呈U型关系，人口大国的城市化率与环境污染呈倒U型关系。在不同人口规模下，城市化模式与环境污染的关系也不尽相同。人口小国的小城镇发展有利于改善环境质量，中型国家的小城镇与城市群均有助于降低环境污染，人口大国的小城镇与城市群都会对环境造成严重压力。我国是人口大国，人口基数大的前提使得我国的城市化不同于其他国家。首先，人口大国的城市化率与环境污染呈现的倒U型关系表明，我国需要通过有效的环境管理手段，提早实现城市化与环境污染拐点的到来。其次，人口大国城市化模式与环境污染的关系表明，我国在实施小城镇或城市群等城市化发展战略时需要慎之又慎。即便发展城市群，也要因地制宜，不能忽视城市群带来的环境问题，要积极制定城市群环境总体规划，实现城市化的绿色发展。因此，在我国未来城镇化过程中，发展不足和保护不够的情况仍然存在，而且还存在能源结构的约束。如果优化能源结构，提高环境规制，同时实现经济发展水平的提升，就可以实现城镇化与环境保护的双赢;如果优化能源结构，提高环境规制，但经济发展水平不提升，那么，我国还将继续处于倒U型曲线的左侧，无法实现城镇化与环境保护的双赢。

作者：焦若静 单位：环境保护部环境保护对外合作中心高级项目专员