李靜雅　陳曉霖　陳夢婷

【摘 要】 通過kaya恒等式擴展，并應(yīng)用LMDI分解將湖北省農(nóng)村城鎮(zhèn)化對碳排放變動的影響分解為空間城鎮(zhèn)化、人口城鎮(zhèn)化、產(chǎn)業(yè)城鎮(zhèn)化以及收入城鎮(zhèn)化四個方面對碳排放的綜合影響效應(yīng)，并利用湖北省近十年相關(guān)的時間序列數(shù)據(jù)，考察湖北省農(nóng)村城鎮(zhèn)化的四大要素對碳排放變動的內(nèi)在機理，并就要素間差異進(jìn)行分析，從而在綠色經(jīng)濟的發(fā)展背景下，提出符合湖北省發(fā)展現(xiàn)狀的新型城鎮(zhèn)化政策建議。

【關(guān)鍵詞】 kaya恒等式 城鎮(zhèn)化 碳排放

一、研究背景

2015年，十八屆五中全會通過《十三五規(guī)劃的建議》，將“綠色發(fā)展”列入“五大發(fā)展理念”，提出以低碳模式實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的方針。然而，當(dāng)下城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展不可避免地增大了環(huán)境和能源的壓力，在很大程度上可能與低碳發(fā)展的理念產(chǎn)生矛盾。因此，探索如何在推進(jìn)城鎮(zhèn)化發(fā)展的過程中降低碳排放量成為亟待解決的問題。

城鎮(zhèn)化對碳排放量影響問題始于城鎮(zhèn)化和能源消費關(guān)系的研究，JonesDW.指出城鎮(zhèn)化進(jìn)程交通方式的改變推高了能源消耗量；Wei指出城鎮(zhèn)化發(fā)展對能源消費具有雙重作用。

目前國外學(xué)者對城鎮(zhèn)化和碳排放的研究多集中于國家和區(qū)域?qū)用妗Ｔ趪覍用妫琈artinez等通過對88個發(fā)展中國家面板數(shù)據(jù)研究得出了高、低收入國家城鎮(zhèn)化同碳排放總量呈倒U型關(guān)系。Liddle等運用STIRPAT模型研究發(fā)現(xiàn)發(fā)達(dá)國家城鎮(zhèn)化與碳排放之間總體上呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。Poumanyvong用99個國家的面板數(shù)據(jù)和STIRPAT模型實證分析得到對各收入水平的國家城鎮(zhèn)化對碳排放均存在顯著影響，且低收入國家城鎮(zhèn)化將減少能源利用，而中高收入國家則相反的結(jié)論。對于區(qū)域?qū)用?，ChuanguoZhang發(fā)現(xiàn)城鎮(zhèn)化對東部地區(qū)正向影響較非東部更顯著。

隨著中國城市化的快速推進(jìn)，CO2排放量也隨之增加，國內(nèi)學(xué)者也更多地關(guān)注碳排放研究，相關(guān)文獻(xiàn)也不斷豐富。國內(nèi)研究也主要集中于國家與區(qū)域?qū)用?。在國家層面，林伯強和劉希穎認(rèn)為城鎮(zhèn)化人口轉(zhuǎn)移對中國二氧化碳排放的沖擊是顯著的，建議政府適當(dāng)控制城鎮(zhèn)化速度并將城鎮(zhèn)化作為低碳發(fā)展的機會以控制碳排放。郭郡郡等基于1980—2007年的跨國非平衡面板數(shù)據(jù)實證研究提出城鎮(zhèn)化、大城市化同碳排放之間呈倒U型關(guān)系，且但相比于城鎮(zhèn)化，大城市化對碳排放的負(fù)向影響更大的觀點。

在區(qū)域?qū)用?，楊曉軍等在結(jié)合STIRPAT模型和簡單環(huán)境庫茲涅茨曲線建模，研究表明：城鎮(zhèn)化與二氧化碳排放存在長期均衡關(guān)系且城鎮(zhèn)化對CO2排放影響在東西部及中部地區(qū)呈現(xiàn)地區(qū)間差異。楊文芳的研究也發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)城鎮(zhèn)化水平對碳排放影響差異明顯，發(fā)達(dá)地區(qū)城鎮(zhèn)化發(fā)展對碳排放正向作用并不顯著。

綜上可見，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀表明城鎮(zhèn)化與二氧化碳排放之間的關(guān)系較為復(fù)雜，且當(dāng)前關(guān)于城鎮(zhèn)化影響碳排放的研究更多集中在國家、區(qū)域?qū)用?，對區(qū)域范圍內(nèi)的研究較少。本課題選用了湖北省為調(diào)查樣本，利用十年內(nèi)湖北省碳排放的面板數(shù)據(jù)來構(gòu)建湖北省農(nóng)村城鎮(zhèn)化對碳排放變動影響的實證模型，為學(xué)界提供了一個帶有地域特色的碳排放研究樣本，并分析區(qū)域農(nóng)村城鎮(zhèn)化與碳排放的內(nèi)在機理，進(jìn)而探索有針對性的平衡機制。這樣可以避免因控制碳排放而一刀切地抑制農(nóng)村城鎮(zhèn)化，提出符合湖北省發(fā)展規(guī)劃的新型城鎮(zhèn)化建議，有效控制碳排放。

二、城鎮(zhèn)化對碳排放影響的理論分析

（一）機理分析

日本教授YoichiKaya在1989年IPCC研討會上提出環(huán)境經(jīng)濟領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的Kaya恒等式，本課題以此作為基礎(chǔ)構(gòu)建湖北省農(nóng)村城鎮(zhèn)化對碳排放變動影響的實證模型。

（1）

其中，C表示區(qū)域CO2排放總量，PE表示區(qū)域能源消耗總量，GDP表示區(qū)域國內(nèi)生產(chǎn)總值，POP表示區(qū)域人口總量。

為了表示城鎮(zhèn)化的四個方面的效應(yīng)，將式（1）進(jìn)行擴展變換為：

（2）

上式中參數(shù)意義如下：C表示湖北省CO2排放總量，Cj表示湖北省第j種能源消耗所產(chǎn)生的CO2排放量，PEj表示第j種能源消耗量，PE表示湖北省能源消耗總量，GDP2，3表示湖北省第二、三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值，GDP表示湖北省生產(chǎn)總值，POP表示湖北省城鎮(zhèn)人口總量，AREA表示湖北省城鎮(zhèn)建成區(qū)面積。

令式（2）中：表示單位能源碳排放量；表示湖北省能源結(jié)構(gòu)；表示第二、三產(chǎn)業(yè)能源消耗強度；表示湖北省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；表征湖北省城鎮(zhèn)居民收入水平；表征湖北省人口密度。

以上各項因素均為衡量湖北省農(nóng)村城鎮(zhèn)化的量化因素，因此通過對各項因素在湖北省CO2排放總量中發(fā)揮的作用進(jìn)行雙重效應(yīng)分析，可以量化湖北省農(nóng)村城鎮(zhèn)化各因素對碳排放的影響方向和程度，從而衡量湖北省農(nóng)村城鎮(zhèn)化對碳排放影響的總效應(yīng)。

（二）模型構(gòu)建

為了對湖北省農(nóng)村城鎮(zhèn)化過程中的雙重效應(yīng)進(jìn)行定量分析，因此構(gòu)建湖北省城鎮(zhèn)化對碳排放影響的量化模型，通過對城鎮(zhèn)化對碳排放影響的機理分析，得出能夠應(yīng)用LMDI分解的碳排放量連積形式：

（3）

由此，通過擴展式將湖北省農(nóng)村城鎮(zhèn)化對碳排放變動的影響分解為空間城鎮(zhèn)化、人口城鎮(zhèn)化、產(chǎn)業(yè)城鎮(zhèn)化以及收入城鎮(zhèn)化四個方面對碳排放的綜合影響效應(yīng)。其中，產(chǎn)業(yè)城鎮(zhèn)化效應(yīng)是指計算期與基期間湖北省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化對湖北省CO2排放總量的影響效應(yīng)。收入城鎮(zhèn)化效應(yīng)是指計算期與基期間湖北省城鎮(zhèn)居民收入水平變化對湖北省CO2排放總量的影響效應(yīng)。人口城鎮(zhèn)化效應(yīng)是指計算期與基期間湖北省人口密度變化對湖北省CO2排放總量的影響效應(yīng)。空間城鎮(zhèn)化效應(yīng)是指計算期與基期間湖北省建成區(qū)面積變化對湖北省CO2排放總量的影響效應(yīng)。

湖北省農(nóng)村城鎮(zhèn)化對碳排放變動影響的四個方面對碳排放的綜合影響效應(yīng)方向及程度均未明晰，因此本文將對其進(jìn)行雙重效應(yīng)分析。

三、數(shù)據(jù)來源與計算結(jié)果

（一）數(shù)據(jù)來源

考慮數(shù)據(jù)的可靠性，湖北省人口數(shù)以及GDP來源等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計局網(wǎng)站、湖北省統(tǒng)計局網(wǎng)站、《湖北省統(tǒng)計年鑒》等，能源消費量來源于《湖北省統(tǒng)計年鑒》和《中國能源統(tǒng)計年鑒》，碳排放的相關(guān)計算則利用IPCC提供的碳排放參考方法，通過計算湖北省能源消耗總量及各類能源的碳排放系數(shù)進(jìn)行計算。能源實物量數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)量折算采用《中國能源統(tǒng)計年鑒》2008所附的各種能源折算標(biāo)準(zhǔn)煤參考系數(shù)，根據(jù)年末城鎮(zhèn)常住人口表示城鎮(zhèn)人口總量，并利用上述模型擴展式考量近十年湖北省農(nóng)村城鎮(zhèn)化對碳排放的影響效應(yīng)分解。

2005-2014湖北省能源消費量據(jù)各年《湖北省統(tǒng)計年鑒》中的全社會各能源平衡表，選取煤炭、石油和電力三種能源作為碳排放的計算基礎(chǔ)，據(jù)IPCC提供的能源折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)，即原煤為0.7143kgce/kg，原油為1.4286kgce/kg，及標(biāo)準(zhǔn)煤熱值29271.2kJ/kg，將煤炭及原油折標(biāo)準(zhǔn)煤后換算成能量單位焦耳，并將電力由千瓦時轉(zhuǎn)換為焦耳。得到數(shù)據(jù)后，據(jù)國家發(fā)改委建議的標(biāo)煤的標(biāo)煤的碳排放系數(shù)，即0.67tC/tce，得到各年煤炭、石油、電力及總的碳排放量后將碳排放量轉(zhuǎn)換為二氧化碳排放量，計算單位能源二氧化碳排放量cf。

據(jù)以上數(shù)據(jù)及各年《湖北省統(tǒng)計年鑒》中的GDP、城建區(qū)面積、城鎮(zhèn)人口等數(shù)據(jù)，分別計算湖北省能源結(jié)構(gòu)e，第二、三產(chǎn)業(yè)能源消耗強度g，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)i，城鎮(zhèn)居民收入水平r，及人口密度p。

（二）計算結(jié)果

據(jù)以上數(shù)據(jù)及公式（5）至（10），分別計算出排放因子效應(yīng)，能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)，產(chǎn)業(yè)城鎮(zhèn)化效應(yīng)，收入城鎮(zhèn)化效應(yīng)，人口城鎮(zhèn)化效應(yīng)，及空間城鎮(zhèn)化效應(yīng)，并整理如表1所示：

四、研究結(jié)論與啟示

基于上述數(shù)據(jù)結(jié)果，我們可以得到以2005年為基期，2006-2014各年度湖北省城鎮(zhèn)化各因素變動對碳排放變動的影響趨勢。相較于其他因素對湖北省碳排放的影響程度而言，收入城鎮(zhèn)化效應(yīng)、能源強度效應(yīng)以及空間城鎮(zhèn)化效應(yīng)對湖北省碳排放產(chǎn)生較大影響，是驅(qū)動湖北省碳排放變動的主要力量。

其中收入城鎮(zhèn)化以及空間城鎮(zhèn)化對湖北省碳排放產(chǎn)生正向效應(yīng)，且呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢，收入城鎮(zhèn)化效應(yīng)在考察期內(nèi)每年對湖北省碳排放量貢獻(xiàn)均為正值，截至2014年年末，收入城鎮(zhèn)化效應(yīng)的平均貢獻(xiàn)達(dá)到7100.272萬噸，空間城鎮(zhèn)化效應(yīng)平均達(dá)到1716.717萬噸，是湖北省碳排放量的推動因素。與此同時，產(chǎn)業(yè)城鎮(zhèn)化效應(yīng)除2008年外每年貢獻(xiàn)也均為正值，平均貢獻(xiàn)320.81萬噸，相比于收入城鎮(zhèn)化效應(yīng)影響相對較小。

而能源強度效應(yīng)每年貢獻(xiàn)均為負(fù)值，對湖北省碳排放量抑制作用十分明顯，截至2014年年末，能源強度效應(yīng)的平均貢獻(xiàn)達(dá)到-5144.098萬噸。人口城鎮(zhèn)化效應(yīng)每年貢獻(xiàn)有正值也有負(fù)值（平均貢獻(xiàn)-120.06萬噸），總體而言對湖北省碳排放起到抑制效果。

而其他因素每年貢獻(xiàn)有正值也有負(fù)值，如排放因子效應(yīng)（平均貢獻(xiàn)-201萬噸）以及煤炭能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)近兩年的顯著改善（平均貢獻(xiàn)-446.81萬噸）在一定程度上抑制了湖北省碳排放的增長。而石油能源結(jié)構(gòu)（平均貢獻(xiàn)904.35萬噸）以及電力能源結(jié)構(gòu)（平均貢獻(xiàn)737.55萬噸）則對碳排放起到了一定的推動作用。

根據(jù)城鎮(zhèn)化四種要素對湖北省碳排放的影響，按影響程度進(jìn)行由大到小的排序，則四種要素依次為：收入城鎮(zhèn)化效應(yīng)、空間城鎮(zhèn)化效應(yīng)、產(chǎn)業(yè)城鎮(zhèn)化效應(yīng)以及人口城鎮(zhèn)化效應(yīng)。

圖一表現(xiàn)了四種要素對湖北省碳排放量變化的影響，我們可以收入城鎮(zhèn)化對湖北省碳排放產(chǎn)生較大的推動作用。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能在于，根據(jù)湖北省統(tǒng)計局相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，湖北省居民收入在2006-2015年中呈現(xiàn)穩(wěn)步提升趨勢，隨著收入水平以及生活水平不斷提高，對居民生活習(xí)慣以及消費觀念也會隨之變化，帶來較大的物質(zhì)能源消耗，從而推動碳排放量的增長。

空間城鎮(zhèn)化效應(yīng)總體而言對湖北省碳排放量產(chǎn)生正向推動效應(yīng)，從湖北省統(tǒng)計年鑒相關(guān)數(shù)據(jù)可知，2006-2015年城鎮(zhèn)人口總量與城鎮(zhèn)建成區(qū)面積均呈現(xiàn)上升趨勢，而人口密度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，可見城鎮(zhèn)空間擴展速度較人口增長速度較快。與此同時，城市建造工程的增加以及居民住宅建筑以及私人交通工具的需求不斷加大，加大了城市建設(shè)過程中碳排放量的增大以及個人碳排放量的增大。另外眾多城市問題的產(chǎn)生，如交通堵塞以及交通路程的增大等，也加劇了碳排放量的增長。隨著人口密度的減小以及城市職住分離進(jìn)程的加速，集聚效應(yīng)逐漸減小，在一定程度上增大了碳排放量的增長。

人口城鎮(zhèn)化效應(yīng)總體而言抑制了碳排放量的增長，符合湖北省中大城市人口增長迅速的特點，Marilyn（2009）通過分析美國100個大城市的碳足跡發(fā)現(xiàn)，人口密集、城市交通發(fā)達(dá)的大城市人均碳足跡較低。隨著城市市中心人口密度的快速增大，體現(xiàn)了一定的人口規(guī)模效應(yīng)，如城市公共交通的發(fā)展等對人均碳排放具有一定抑制作用。

產(chǎn)業(yè)城鎮(zhèn)化對湖北省碳排放量影響相對較小，且對碳排放貢獻(xiàn)始終保持在較低水平，根據(jù)湖北省統(tǒng)計局相關(guān)數(shù)據(jù)可知，隨著經(jīng)濟轉(zhuǎn)型湖北省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷升級，隨著二、三產(chǎn)業(yè)高耗能高排放服務(wù)內(nèi)容的減少，在一定程度上抑制了湖北省碳排放的快速增長。

筆者認(rèn)為通過具有針對性的有效的方式對湖北省城鎮(zhèn)化進(jìn)行管理規(guī)劃，將有利于實現(xiàn)湖北省碳減排進(jìn)程。因此，針對湖北省碳排放現(xiàn)狀提出以下建議措施：針對收入城鎮(zhèn)化效應(yīng)現(xiàn)狀，運用政策引導(dǎo)以及市場激勵的方式，鼓勵企業(yè)進(jìn)行低碳技術(shù)研發(fā)、購置低碳節(jié)能設(shè)備以及推行低碳管理實踐，倡導(dǎo)居民使用節(jié)能低碳產(chǎn)品替代碳密集產(chǎn)品，引導(dǎo)居民養(yǎng)成綠色低碳的生活模式；針對空間城鎮(zhèn)化效應(yīng)，政府應(yīng)合理規(guī)劃城鎮(zhèn)布局，擴展現(xiàn)有城鎮(zhèn)環(huán)境容量以及生態(tài)承載力，不斷改進(jìn)城市能源系統(tǒng)效率和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；針對人口城鎮(zhèn)化效應(yīng)，進(jìn)一步擴大人口城鎮(zhèn)化效應(yīng)對碳排放的抑制作用，合理確定城市開發(fā)邊界，強化城鎮(zhèn)、城市發(fā)展規(guī)劃約束力，提高建成區(qū)人口密度，以緊湊有效的發(fā)展模式取代原本盲目擴張的發(fā)展模式；針對產(chǎn)城鎮(zhèn)化效應(yīng)，應(yīng)嚴(yán)格限制高污染高耗能的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推進(jìn)“制造經(jīng)濟”向“服務(wù)經(jīng)濟”的轉(zhuǎn)變，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

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作者簡介：李靜雅，女，1995.10月生，湖北武漢人，中南財經(jīng)政法大學(xué)2013級工商管理專業(yè)本科生。陳曉霖，女，1995年8月生，廣東佛山人，中南財經(jīng)政法大學(xué)2014級信息與計算科學(xué)本科生。

陳夢婷，女，1995年7月生，湖北武漢人，中南財經(jīng)政法大學(xué)工商學(xué)院2013級工商管理專業(yè)本科生。

基金項目：中南財經(jīng)政法大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目，課題“綠色經(jīng)濟視角下湖北省農(nóng)村城鎮(zhèn)化對碳排放的影響研究——基于kaya模型”（編號： 201610520094）。