多維視角下新型城市化對中國二氧化碳排放影響的時空變化特征

所屬分類：經濟論文閱讀次時間：2021-06-07 11:48

本文摘要：摘要：城市化和碳排放之間關系密切，現有研究多從單一維度來衡量城市化，而忽略了城市化的多維性.本文從人口、經濟、社會、空間和生態5個維度建立了新型城市化的評價體系，利用中國30個

　　摘要：城市化和碳排放之間關系密切，現有研究多從單一維度來衡量城市化，而忽略了城市化的多維性.本文從人口、經濟、社會、空間和生態5個維度建立了新型城市化的評價體系，利用中國30個省、自治區和直轄市2004—2016年的面板數據，基于熵值法和地理加權回歸(GWR)模型，從多維視角下研究了新型城市化對中國二氧化碳排放影響的時空變化特征，結果表明：①北京的新型城市化水平最高，東部沿海地區的新型城市化水平高于西部、西南和東北地區.②新型城市化對碳排放有顯著促進作用.人口城市化、社會城市化和生態城市化對碳排放的影響存在明顯的區域差異，在不同地區分別表現出促進作用和抑制作用，經濟城市化和空間城市化對碳排放有顯著促進作用.③人口城市化對碳排放影響的空間集聚性呈現出從西南、南部及東部地區往北部、東北部轉移的特征.經濟城市化對碳排放影響的空間集聚性呈現出從南部往東部沿海及東北地區逆時針轉移的特征.社會城市化對碳排放影響的空間集聚性呈現出從南部、西南地區往西部及東北部順時針轉移的特征.空間城市化對碳排放影響的空間集聚性呈現出從北部、東北部地區往西部、西南地區逆時針轉移的特征.生態城市化對碳排放影響的空間集聚性呈現出從東部往中西部轉移的特征.

　　關鍵詞：新型城市化;二氧化碳;地理加權回歸模型;時空變化;區域差異

經濟地理

　　1引言(Introduction)

　　近年來，由于溫室效應的影響，出現了全球變暖、冰川退縮、海平面上升等一系列自然環境問題.溫室效應的出現主要是由大量的二氧化碳排放造成的.其中城市是二氧化碳排放的主要貢獻者之一，二氧化碳排放占全球70%以上(Wangetal.，2019a).

　　中國是世界上最大的二氧化碳排放國，為積極推進全球氣候的良性變化，中國政府在2015年巴黎氣候大會上承諾，到2030年碳排放在2005年的基礎上下降60%～65%，二氧化碳排放到2030年左右達到峰值并盡早達到峰值.然而這些目標對于正處在快速城市化進程的中國是否能夠實現?1978—2018年的改革開放四十年，中國的城市化率從17.9%增加到59.58%，年均增長率為1.04%.Northam(1979)將城市化進程劃分為初期、中期和后期三階段，初期階段城市人口占比30%以下，中期城市人口占比30%～70%，后期城市人口占比70%以上.

　　地理論文投稿刊物：《經濟地理》(月刊)創刊于1981年，是由中國地理學會、湖南省經濟地理所聯合主辦的專業學術性刊物。辦刊宗旨：服務于廣大地理科研工作者和高等院校地理教學。重點反映經濟地理學研究的前沿理論、區域經濟開發以及與國民經濟相關的工業、農業、交通、旅游、生態環境等方面的最新科研成果和研究動態。

　　中國目前處于城市化的中期階段，雄厚的工業基礎吸引大批農業人口，高速的工業化進程導致城市化和碳減排出現極大的矛盾.中國政府于2014年提出建設中國特色的新型城市化，新型城市化是以城鄉統籌、城鄉一體、產業互動、節約集約、生態宜居、和諧發展為基本特征的城市化.相比于以城市人口的持續增加和城市規模不斷擴張為目標的粗放式發展的傳統城市化，新型城市化則不以犧牲資源和環境為代價，堅持城市化發展的可持續性，強調走集約型發展道路，進而推動新時期中國城市化的更高質量更高效率的發展，傳統城市化和新型城市化的對比.

　　新型城市化具體“新”在哪些地方，對二氧化碳排放的影響呈現出怎么樣的區域差異和時空變化特征?對以上問題更加準確的分析有助于協調新型城市發展模式和綠色低碳經濟的目標，為助力中國政府兌現國際承諾提供一定的思路參考.許多學者對城市化與二氧化碳排放的關系進行探討，但目前尚未得出統一的研究結論.已有研究多從人口的角度對城市化進行界定，利用城市人口占總人口的比例表示城市化水平，研究其對二氧化碳排放的影響.多數學者研究發現，城市化率與二氧化碳排放之間存在線性影響關系.中國各省及長江三角洲和珠江三角洲等城市群城市化率與二氧化碳排放均呈顯著正相關(Liuetal.，2018;Baietal.

　　2019;Wangetal.，2019b;2019c).以44個撒哈拉以南非洲國家及全球170個國家為例的城市化率與二氧化碳排放關系研究得到了相同的結論(Wangetal.，2018a;Salahuddinetal.，2019).城市化率對建筑業、工業等部門的二氧化碳排放也呈現顯著的正相關(Wangetal.，2019e).此外，城市化率對二氧化碳排放的線性影響關系存在著顯著的區域差異(Wangetal.，2018b;Wangetal.，2019d).部分學者認為城市化率和二氧化碳排放之間存在著非線性的影響關系.城市化率和二氧化碳排放之間存在三階段動態非線性關系及閾值效應(Martinez⁃Zarzosoetal.，2011;Caoetal.，2016;Shietal.，2018;Dongetal.，2019).

　　城市化率對不同城市群的閾值效應存在顯著差異(Shengetal.，2019).而后，學者們逐漸提出更加豐富的指標去衡量城市化水平，并研究其對二氧化碳排放的影響.如利用人口規模、人口年齡結構等指標衡量人口城市化水平，研究發現其對二氧化碳排放有顯著的正向影響(Yangetal.，2015;Wangetal.，2017;Zhaoetal.，2017).Xu等(2016)和Zhang等(2017)從土地城市化的適度效益、城市土地利用的經濟效益、社會效益和生態效益4個方面構建了土地城市化質量評價體系，研究發現土地城市化質量的碳減排作用.部分學者則從建成區擴張和土地利用面積維度構建土地城市化指標體系，發現其對二氧化碳排放有顯著的正向影響(Taoetal.，2015;Xuaetal.，2016).

　　近年來，學者們嘗試構建城市化的綜合指標體系，研究其對二氧化碳排放的影響.Zhou等(2019)從經濟、人口、空間和社會4個維度構建城市化指標體系，發現經濟城市化與二氧碳排放呈正相關，人口密度和城市人口比例對二氧化碳排放分別有負向和正向影響，空間城市化與二氧化碳排放呈正相關，社會城市化與二氧化碳排放呈負相關.

　　Wang等(2018c)從土地、經濟、人口和社會4個角度構建城市化指標體系，研究發現不同角度的城市化對珠江三角洲城市群二氧化碳的排放存在顯著的差異.已有文獻對城市化和二氧化碳排放之間的關系做出了大量的研究和貢獻，但仍存在一些不足.首先，新型城市化最重要的理念之一是生態文明，然而鮮少有研究將這一維度納入城市化綜合評價體系中.其次，已有對關注于新型城市化指數的計算，缺乏對新型城市化空間分布特征的關注.

　　最后，現有研究缺乏新型城市化各個維度對碳排放影響的區域差異和時空變化特征.基于此，本研究的創新貢獻如下：①通過加入生態城市化這一維度構建新型城市化指標體系，以更全面的體現新型城市化內涵特征.②在新型城市化指數測算的基礎上，利用ArcGIS制圖可視化新型城市化及各維度城市化的空間分布特征.③利用地理加權回歸(GWR)模型更好的反映出新型城市化和碳排放之間關系隨局部地理位置變化呈現的區域差異.④深入研究了新型城市化及各維度城市化對碳排放影響的時空變化特征.

　　2材料與方法(Materialsandmethods)

　　2.1二氧化碳排放量計算

　　本文基于政府間氣候變化專門委員會提出的二氧化碳排放量計算公式(IPCC，2006)，選取煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣8種主要能源品種進行測算.其中，CO2為碳排放總量，k為能源品種，E為能源消費量，SC為標準煤折算系數，CF為碳排放系數，44/12是二氧化碳分子量.由于目前中國城市尺度的碳排放核算方法和體系并不完善，故本文采用統一的碳排放折算系數(李建豹等，2015;沈楊等，2020).

　　2.2新型城市化指標體系構建

　　傳統城市化的核心是人口城市化，沒有考慮城市化的質量，在快速城市化過程中造成了資源枯竭、交通擁堵、環境惡化等一系列負面后果，而新型城市化對緩解我國經濟社會發展中的問題具有重要意義(Wangetal.，2015).本研究對新型城市化指標體系的設計主要考慮4個方面：

　　一是客觀性，本研究借鑒前人的思路(熊湘輝等，2018;常新鋒等，2020;徐維祥等，2020)，同時結合中國政府提出的城鄉統籌、城鄉一體、產業互動、節約集約、生態宜居、和諧發展的城市化基本特征構建新型城市化(NU)的測評維度，以期更加客觀地反映新型城市化的特征.二是全面性，指標體系要盡可能全面反映新型城市化的各個方面.生態文明程度是城市化持續發展的保障(俞云峰，2019)，生態宜居是新型城市化的基本特征之一，生態文明建設也符合新型城市化“以人為本”的核心，因此本研究在人口城市化(PU)、經濟城市化(EU)、社會城市化(SU)和空間城市化(SPU)的基礎上引入生態城市化(ECU)維度，旨在體現人們對生態友好的新型城市化追求.

　　其中，人口維度包含人口規模和人口結構的變化，經濟維度包含經濟規模、經濟結構和經濟活力，社會維度主要體現在教育、醫療、公共交通和社會保障，空間維度涵蓋土地擴增和道路鋪設方面，生態維度考慮城市綠化和污染治理兩個方面.三是可操作性，本研究選取相對核心的維度和指標，避免由于指標內容龐雜冗長造成實際操作難度的增加.四是數據可得性，在綜合考慮客觀性、全面性和可操作性的基礎上，基于數據的可獲得性，最終確定各維度和指標.

　　3結果與討論(Resultsanddiscussion)

　　3.1碳排放測算結果

　　中國每年各省的碳排放量及碳排放總量.從碳排放總量來看，中國從2004年的6652.37×106t增長到2016年的13132.81×106t，碳排放總量增長一倍，年均增長率8.12%.從增長速度來看，從2011年開始碳排放增長速率明顯放緩，碳減排政策實施效果顯著.從省級視角來看，各地區碳排放量差異較大，山東、河北、江蘇、內蒙古、山西和遼寧的碳排放量較高，青海和海南的碳排放最少.

　　3.2新型城市化空間分布

　　基于熵值法計算的新型城市化各維度權重經濟城市化維度的權重最高，在新型城市化綜合指數中占比最大，其余各維度城市化的權重差別不大.中國30個省、自治區和直轄市2016年新型城市化(NU)及人口城市化(PU)、經濟城市化(EU)、社會城市化(SU)、空間城市化(SPU)和生態城市化(ECU)各維度指數的空間分布圖，呈現出明顯的空間分布特征.

　　總體來看，中國的新型城市化水平指數主要分布于0.25以下和0.25～0.5兩個區間中，只有北京的新型城市化指數位于0.75以上.東部沿海地區的新型城市化水平高于西部、西南和東北地區.從各維度城市化水平的空間分布來看，各維度城市化水平的空間分布差異明顯.人口城市化方面，北京、天津和上海的人口城市化水平較高，人口城市化指數大于0.75.

　　東南沿海地區的人口城市化指數多位于0.5以上，北部和東北地區的人口城市化指數高于中西部地區.經濟城市化方面，北京和上海的經濟高度發達，經濟城市化指數高于0.75，絕大部分地區的經濟城市化指數位于0.5以下，西部和西南地區的經濟城市化指數最低.社會城市化方面，北京的社會城市化指數高于0.75，絕大部分省份的社會城市化指數均分布于0.5以下，中國的社會城市化水平相對較低.空間城市化方面，上海的空間城市化指數位于0.75以上，中部和東南沿海地區的空間城市化指數為0.25～0.5，部分西部和東北地區的空間城市化指數較低.生態城市化方面，陜西和寧夏的生態城市化指數最高，這與其環境污染治理投資額占比較高有很大的關系.生態城市化指數沒有表現出明顯的空間分布特征.

　　4結論(Conclusions)

　　1)北京的新型城市化水平最高，東部沿海地區的新型城市化水平高于西部、西南和東北地區，各維度城市化空間分布呈現出明顯的區域差異.2)新型城市化對碳排放有顯著促進作用，人口城市化、社會城市化和生態城市化對碳排放的影響存在明顯的區域差異，在不同地區分別表現出促進作用和抑制作用，經濟城市化和空間城市化對碳排放有顯著促進作用.3)2004—2016年，人口城市化、經濟城市化和生態城市化對碳排放的影響程度增加，社會城市化和空間城市化對碳排放的影響程度降低.各維度城市化對碳排放的影響呈現出明顯的時空變化特征.

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　　Cambridge：CambridgeUniversityPress

　　作者：馬明義1，鄭君薇1，馬濤1，2