張麗華，葉 煒

(1.同濟大學經(jīng)濟與管理學院，上海 200092；2.興業(yè)基金管理有限公司，上海 200120)

一、問題的提出

環(huán)境污染和能源消費是世界范圍內(nèi)最為重要的社會經(jīng)濟問題之一。能源的過度消耗不僅造成嚴重的環(huán)境污染問題，也是對地球資源的不合理利用，不利于全球的可持續(xù)發(fā)展。目前，中國的能源消費量位居世界第二，且國內(nèi)能源生產(chǎn)的增長速度趕不上能源消費，預計2020年我國石油對外依存度將高達60%。由于能源對外依存度過高和嚴重的環(huán)境污染問題，節(jié)能減排已成為事關我國經(jīng)濟和社會生活的大事。

據(jù)測算，城市人均能源消費大約是農(nóng)村人均能源消費的8～9倍[1]。由于我國正處于快速城市化過程中，大量人口從農(nóng)村轉移至城市，因而這一過程勢必造成能源需求的大幅度上升。盡管城市化本質(zhì)上反映的是農(nóng)村人口在空間上向城市的轉移，但從最終的空間形態(tài)來看，城市化可表現(xiàn)為城市人口密度提高和城市空間規(guī)模擴張兩個方面。如果我國的城市化進程在總體上提高了能源消費量，但不同的城市化空間模式顯然具有不一樣的能源需求含義。進一步地，由于對城市道路交通需求的不斷增加及私人汽車的普及，城市化對交通能源消耗造成的壓力尤為明顯。且相較于總體的能源消耗，城市化的空間形態(tài)對交通能源消耗具有更為直接的影響。理論界對這一問題有較多的研究和討論，但針對我國的實證檢驗卻十分有限。如何評估我國不同的城市化空間形態(tài)對居民交通能源消費的影響，從而選擇和規(guī)劃合理、有效的城市發(fā)展空間模式，是當前我國在實現(xiàn)可持續(xù)的城市化發(fā)展過程中亟待解決的問題。因此，本文將就這一問題展開研究。

二、城市規(guī)模及城市密度對居民交通能源消費的影響機制

綜合現(xiàn)有文獻，我們將城市人口密度和城市空間規(guī)模影響居民交通能源消費的作用途徑分別梳理如下：

(一)城市人口密度與交通能源消耗

Newman and Kenworthy于1989年發(fā)表的兩篇著作最早研究了上述問題。他們使用全世界主要大城市的樣本，檢驗人均汽油消費量與人口密度之間的關系，發(fā)現(xiàn)二者存在明顯的負相關關系，即城市密度的增加使人均汽油消費量顯著下降。在具有最高密度的城市里，小汽車的使用率低而公共交通的供給充足[2][3]。這一結論為城市人口密度與交通能源消耗的研究奠定了基礎。

對此，有較多學者提出質(zhì)疑。Gordon等(1989)認為美國近年來就業(yè)呈現(xiàn)逆中心化的趨勢，與原有的居住郊區(qū)化相配合，使郊區(qū)之間的通勤模式替代郊區(qū)與市中心之間的通勤模式，從而通勤時間和距離總體趨于下降[4]。由此可見，盡管人口的郊區(qū)化降低城市平均的人口密度，但并沒有提高居民的通勤需求，進而增加居民的交通能源消耗。這里的重要機制在于考量城市人口密度與交通能源消耗之間的關系時需結合具體的城市空間結構，即居住區(qū)與就業(yè)區(qū)的重疊或分離狀況。

Cervero and Murakami(2010)對370個美國城市的研究發(fā)現(xiàn)，城市密度的確降低人均通勤里程數(shù)，但其中的重要機制是提供低于平均的道路公里數(shù)、更多的自行車騎行道路和人行步道及社區(qū)內(nèi)零售服務設施。也就是說，只有依賴上述這些條件，高密度城市才起到降低人均通勤里程數(shù)的作用[6]。

另外，由于人口密度高、擁堵現(xiàn)象嚴重、私家車出行的時間成本畸高，高密度地區(qū)停車空間有限或停車成本高昂，也在一定程度上抑制私家車的使用，促使居民更多地使用公共交通系統(tǒng)或出租車。而公共交通的供給在高人口密度地區(qū)同樣是比較充分的，因此可實現(xiàn)居民交通方式的轉換、提高交通能源使用效率。

通過以上梳理，我們發(fā)現(xiàn)較高的城市人口密度可從根本上降低居民的日常通勤距離，同時通過提高私人汽車的使用成本和公共交通的供給，促進居民通勤方式的內(nèi)部轉換。然而，如果綜合居民長短期交通出行之后的總消耗，高密度地區(qū)并不具有降低居民交通能源消耗方面的優(yōu)勢。即使僅考慮短期效應，城市密度降低居民交通能源消耗的作用發(fā)揮也需嚴格的前提條件，在我國多數(shù)城市目前仍無法滿足。因此，我們提出以下的研究假設：

假設1a：在城市人口高密度地區(qū)，私家車使用將減少，公共交通使用將增加。

假設1b：城市人口密度的提高將增加城市居民總的交通能源消耗。

(二)城市地理規(guī)模與交通能源消耗

ECOTEC(1993)的研究表明，隨著城市規(guī)模的減小，通勤的平均距離呈現(xiàn)上升[7]。Shim等(2006)對韓國城市的研究得到了相似的結論[8]。然而，這些研究均采用人口指標來度量城市規(guī)模。在土地財政的刺激下，我國當前的“土地城市化”問題嚴重，即一味強調(diào)城市土地邊界的擴張，但城市集約性較低?！熬偷爻鞘谢焙汀俺侵写濉钡痊F(xiàn)象本質(zhì)上也反映了這一問題[9]。地方政府往往首先強調(diào)擴大轄區(qū)面積，在此基礎上再考慮產(chǎn)業(yè)的導入。鑒于我國城市化的現(xiàn)實背景，本文主要從空間結構維度考察城市化問題，重點探究城市空間規(guī)模與居民交通能源需求之間的關系。

首先，從直觀感受上來看，城市地理范圍越大，居民日常的活動空間也越大，各類設施的空間布局更為稀疏，居民日常通勤的平均距離就越長，對交通能源的需求也就越大。特別是，在較大的城市空間規(guī)模與嚴重的職住分離現(xiàn)象兼具的情況下，長距離的日常通勤帶來嚴重的交通能源消耗問題。其次，公共交通的供給力度往往與城市人口規(guī)?；蛎芏认嚓P，與單純的城市空間范圍沒有明確的相關關系。進一步考慮到城市空間規(guī)模較大的地區(qū)，停車空間充足，使用私家車的成本較低。在空間規(guī)模大的城市中，公共交通對私人交通工具的替代作用弱于高密度城市。因此，我們提出以下的研究假設：

假設2a：城市空間規(guī)模越大，居民的總體交通能源消耗越高。

假設2b：相對于高密度城市，大空間規(guī)模城市中公共交通對私家車的替代作用更小。

三、實證研究方案

(一)計量模型

本文需要檢驗的計量模型可表示為：

yit=α0+β1scaleit+β2densityit+β3householdcontrolsit+β4citycontrolsrt+εit

(1)

其中，i代表不同的家庭戶，t代表不同的年份，r代表i家庭所在的城市，被解釋變量y為城市居民家庭的各類交通費用支出，scale為城市規(guī)模，density為城市密度，householdcontrols為家庭層面的控制變量，citycontrols為城市層面的控制變量，εit為假定服從獨立同分布的誤差項。

(二)指標選取

1.被解釋變量

鄭思齊等(2010)在對北京的調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，公共交通工具滿足了31.4%家庭的通勤需求，32%的家庭選擇私家車完成日常通勤，26.6%的居民選擇自行車和步行等出行方式，9%的居民選擇出租車或單位班車完成日常通勤[10]。由此可見，乘坐私家車已成為我國大城市居民日常通勤的主要方式。但相較于歐美發(fā)達國家，我國居民對私家車的總體依賴程度更低、出行方式更加多樣化。結合學者們指出的城市空間結構對居民交通消費的長短期綜合影響，本文在私家車的基礎上進一步考慮居民家庭的總體交通費用支出，分析公共交通費用在日常交通費用中的占比，從而檢驗城市空間特征的相對能源效率。因此，本研究將主要使用以下三個被解釋變量，分別是：

(1)交通能源費支出。該指標對應《中國城鎮(zhèn)住戶調(diào)查數(shù)據(jù)》中的第F5121項，包括汽油、柴油、機油、電瓶及電瓶充電費。由于城鎮(zhèn)家庭使用柴油的情況較少，家用電瓶充電費金額也相對較小，因此將F5121項數(shù)據(jù)作為私家車的汽油費支出，從而度量城鎮(zhèn)居民家庭交通出行中私家車的使用情況。

(2)總交通費用支出。與西方國家不同，我國城鎮(zhèn)居民的出行方式更加多元，對私家車的依賴程度相對較低。因此，在F5121的基礎上加入居民的交通費支出額(F5144)，得到居民家庭包括日常和非日常通勤在內(nèi)的總交通費用。F5144指家庭成員乘坐各種交通工具支付的交通費，包括飛機、火車、長途汽車、市內(nèi)公共交通及出租車等。因此，上述兩項數(shù)據(jù)合并基本涵蓋了城鎮(zhèn)居民需支付成本的所有交通出行需求。

(3)市內(nèi)公共交通費用支出在日常通勤支出中的占比。我們將居民需支付費用的日常通勤方式歸納為私家車、公共交通工具和出租車三類，居民家庭的公共交通費支出(F5144)除以上述三項費用的總和(F5121+F5144+F5145)得到日常通勤方式中公共交通的占比。公共交通費支出項F5144是指家庭成員乘坐市內(nèi)交通工具出行的車票費(如公共汽車、地鐵等)。

2.解釋變量

(1)城市密度。對城市密度的度量指標較多，本文使用各市的城區(qū)人口/市轄區(qū)建成區(qū)面積來反映城市密度的變化情況，以《中國城市建設統(tǒng)計年鑒》中“城區(qū)人口”來體現(xiàn)城市人口規(guī)模。該指標是指劃定的城區(qū)(縣城)范圍的人口數(shù)，統(tǒng)計中估算的是市區(qū)范圍內(nèi)的人口數(shù)量，而不是整個地級行政單位的人口，從而能更好地與分母的面積單位相匹配，以較準確地度量城市人口密度。

(2)城市規(guī)模。本文使用市轄區(qū)建成區(qū)面積予以度量，建成區(qū)范圍一般是指建成區(qū)外輪廓所能包括的地區(qū)，即該城市實際建設用地所達的范圍。從數(shù)據(jù)來看，研究時間段內(nèi)各地級市市轄區(qū)建成區(qū)的面積在不斷增加，體現(xiàn)了城市化進程中城市規(guī)模的變化。

3.控制變量

顯然，除城市空間形態(tài)外，影響家庭交通能源消費支出的因素還有很多，這里主要考慮以下的家庭層面控制變量：家庭收入對家庭能源消費總量和結構的影響顯著，高收入家庭往往使用較多的能源，而低收入者的能源消耗較少；家庭規(guī)模同樣具有明顯的影響，因為被解釋變量均是以家庭為單位的交通費用支出，在通常情況下，家庭規(guī)模越大，其交通費用支出也越大。

同時，地區(qū)層面的控制變量主要體現(xiàn)地區(qū)差異對居民交通費用支出的影響，這里主要考慮地區(qū)的名義GDP水平。可以預期的是，地區(qū)的GDP水平越高，公共交通的建設更完備、供給更充分。同時，通過引入地區(qū)的名義GDP水平，部分控制地區(qū)間物價水平的差異及同一地區(qū)不同年份之間的物價變化。

(三)數(shù)據(jù)來源

實證檢驗使用的主體數(shù)據(jù)來自2002～2009年《中國城鎮(zhèn)住戶調(diào)查數(shù)據(jù)》(UHS,Urban Household Survey)。它是現(xiàn)有最完整的全國范圍的微觀變量數(shù)據(jù)，主要用于研究教育回報率、收入不平等、家庭消費和家庭金融等問題。該數(shù)據(jù)集是追蹤數(shù)據(jù)并采用面訪的方式獲取，因而數(shù)據(jù)的真實性相對較高。

需要指出的是，該數(shù)據(jù)集存在樣本輪換的問題，即一相樣本調(diào)查每三年進行一次，為二相樣本提供抽樣框。調(diào)查城鎮(zhèn)中的經(jīng)常性調(diào)查戶每年輪換1/2，兩年之內(nèi)輪換掉所有調(diào)查戶?；谶@一特征，我們不能使用標準的面板數(shù)據(jù)，而需將不同年份針對不同家庭的調(diào)查數(shù)據(jù)組合成一個較大的橫截面進行回歸。

城市層面的相關數(shù)據(jù)來自相應年份的《中國城市統(tǒng)計年鑒》和《中國城市建設統(tǒng)計年鑒》，通過每個地級城市唯一的地區(qū)代碼，將居民數(shù)據(jù)與城市數(shù)據(jù)進行匹配，從而得到完整的研究數(shù)據(jù)集?；貧w中涉及的變量統(tǒng)計性描述見表1所示。

表1 變量的描述性統(tǒng)計

四、實證研究結果及分析

(一)總體回歸結果

本文使用Stata13.0軟件對數(shù)據(jù)進行橫截面回歸。在控制時間固定效應和省份固定效應后，基本的回歸結果如表2所示。

表2 回歸結果

注：括號中是t值；*表示p<0.10，** 表示p<0.05，*** 表示p<0.01。下表同此。

從表2的結果來看，城市的建成區(qū)面積越大，居民私家車使用越多，居民家庭的總交通費用支出更高，居民使用公共交通方式在日常通勤中所占的比重也越高。這與我們的理論預期相符，因此假設2a得到驗證。也就是說，在居民的日常通勤中，盡管城市規(guī)模越大，居民私家車的使用量和公共交通費用支出都更大，但城市規(guī)模使日常通勤中公共交通支出的比重上升，這從城市規(guī)模對各項交通出行方式的作用參數(shù)絕對值大小上可觀察得到。

城市人口密度顯著降低居民的私家車使用量，這與已有文獻的研究結論一致。由于人口高密度地區(qū)的停車空間有限、費用高昂且堵車情況嚴重，降低了居民使用私家車出行的意愿。與此同時，城市密度降低私家車的使用，增加公共交通費用支出，使日常通勤中公共交通的比重顯著提高，因此假設1a得到驗證。由于城市密度的提高，居民家庭不僅使用公共交通替代私家車，也以出租車來替代私家車，因此城市密度對公共交通占比的提升程度略低于城市規(guī)模的作用，因此假設2b沒有得到驗證。最后，高城市密度的確使居民的總交通費用支出增加，因此假設1b得到驗證。

比較城市規(guī)模和城市密度的回歸結果，發(fā)現(xiàn)高密度城市中其他日常通勤方式對私家車的替代效應更為明顯。但由于存在出租車對私家車的替代，從日常通勤能源節(jié)約的角度而言，城市密度的作用甚至小于城市規(guī)模的作用，且城市密度并沒有顯著降低居民的總交通能源消耗?，F(xiàn)有文獻指出城市密度降低居民交通需求的一個主要原因在于居民的工作與生活地點較近，從而不會產(chǎn)生大量的日常通勤需求。然而，反觀我國人口密度高的城市，通常都出現(xiàn)居住地與工作地相分離的狀態(tài)。潘海嘯(2010)在對上海的研究中指出，上海在新城建設中工業(yè)園區(qū)缺少配套的居住區(qū)，導致新城和產(chǎn)業(yè)園區(qū)的就業(yè)人口與居住地點分離，造成居民的長距離出行[11]。柴彥威等(2011)的研究認為中國大城市的居住與就業(yè)空間關系發(fā)生明顯變化，職住分離現(xiàn)象逐漸凸顯，而住房市場的改革和大城市商品房價格的攀升是形成這一格局的重要因素[12]。鄭思齊等(2007)認為與西方國家的城市相比，中國大部分城市就業(yè)集聚度高，偏向于單中心狀態(tài)，而居住郊區(qū)化則逐漸明顯，由于中心地區(qū)的高房價，中低收入居民在顧及房價的同時只能忍受不相稱的高額通勤成本[13]。在此基礎上，如果考慮Nss等學者提到的高密度城市居民有更高的非日常長途出行需求，那么城市密度必然顯著增加居民家庭的總交通費用支出。

在控制變量方面，家庭收入水平使私家車使用量和總交通費用均上升，但降低了居民家庭在日常通勤中的公交使用比例，這一結果較為合理。家庭規(guī)模越大，居民家庭的公共交通支出越大，這是由于公共交通是按人頭收費的，家庭規(guī)模直接影響其公共交通費用支出。與此同時，家庭規(guī)模越大，私家車的燃料費和出租車費等支出更少，因而人口規(guī)模較大的家庭在日常通勤中公交費用支出占比更高。地區(qū)的GDP水平越高，該地區(qū)居民家庭的私家車燃料費和公共交通費等支出也越高，因此地區(qū)GDP對居民日常通勤中公共交通所占比重不產(chǎn)生顯著影響，這也與我國城市發(fā)展的現(xiàn)狀相符。

在此基礎上，內(nèi)生性是本文需要解決的一個重要問題。由于家庭層面的樣本更新替換速度較快且沒辦法識別固定的個體家庭，因此以各城市每個家庭的平均能源消耗量為被解釋變量，采用廣義矩估計方法對模型進行內(nèi)生性檢驗。目前，廣泛接受的對實證內(nèi)生性問題的解決方法主要有兩類：一是工具變量；二是系統(tǒng)廣義矩估計法(SYS-GMM)。本文樣本是典型的大橫截面、小時間跨度的面板數(shù)據(jù)，比較符合SYS-GMM要求的數(shù)據(jù)特征，相關的回歸結果如表3所示。

從表3的回歸結果來看，AR(1)和AR(2)的值表明差分后的殘差只存在一階自相關、不存在二階自相關，即模型中不存在序列自相關問題，這符合SYS-GMM估計方法的假設條件。薩根(Sargan)檢驗的P值較大，說明SYS-GMM估計中的工具變量不存在過度識別問題，所選用的工具變量正確。總體來說，SYS-GMM模型對內(nèi)生性問題的控制是有效的。同時，主要解釋變量的系數(shù)與基本回歸一致，考慮內(nèi)生性后模型的符號并沒有發(fā)生變化，因此模型較為穩(wěn)健。

(二)分地區(qū)的回歸結果

已有研究認為城市化對能源消費的影響在我國存在明顯的區(qū)域差異。據(jù)此，在總體回歸的基礎上，我們將所有樣本劃分為東中西部地區(qū)并分三組分別回歸，結果如表4～6所示。

分地區(qū)的回歸結果顯示，在東、中部地區(qū)，城市規(guī)模增加各項交通費用支出，且相對更多地增加公共交通費用支出，使日常通勤中公共交通支出比例隨著城市規(guī)模的增加而增加。有趣的是，西部地區(qū)城市規(guī)模進一步擴大將減少居民的總交通費用支出，這可能與另一個結果高度相關，即西部地區(qū)城市規(guī)模擴大對公共交通占比的提升程度在三個地區(qū)中是最大的，公共交通的單位花銷最小，因而顯著降低居民的總交通費用。人口密度在三個地區(qū)均表現(xiàn)為減少私家車的使用，增加居民家庭的總交通費用，并提高日常出行中公共交通的比例。其中，西部地區(qū)城市密度對公共交通支出絕對量及占比的拉升作用最明顯，東部地區(qū)城市密度的提升在增加居民公共交通支出的同時以更大的程度增加出租車費支出，因此東部地區(qū)城市密度對公共交通占比的拉升程度弱于西部地區(qū)。

表4 東部地區(qū)的回歸結果

表5 中部地區(qū)的回歸結果

表6 西部地區(qū)的回歸結果

家庭收入水平在不同地區(qū)形成的影響也是一致的，即增加各項交通費用支出，顯著減少居民家庭出行中乘坐公共交通的比重。家庭規(guī)模在東部地區(qū)對家庭總交通費用支出不產(chǎn)生影響，但顯著減少中、西部家庭的總交通費用支出。

中部地區(qū)城市GDP水平的提高，對私家車的使用具有最為強烈的刺激作用。西部地區(qū)總體上經(jīng)濟欠發(fā)達，區(qū)域內(nèi)部經(jīng)濟較發(fā)達的地區(qū)也沒有條件廣泛使用私家車。東部地區(qū)私家車的普及程度本已處于高位，隨著GDP的繼續(xù)上升，進一步推動私家車購買和使用的作用并不大。而中部地區(qū)不僅有相應的經(jīng)濟實力購買私家車，同時其使用成本相對低廉。在三個地區(qū)中，唯有中部地區(qū)的城市GDP水平對公共交通費用支出不產(chǎn)生顯著影響，這可能是由于中部地區(qū)交通基礎設施建設或公共交通供給在國家層面處于相對穩(wěn)定階段導致的。因此，從可持續(xù)發(fā)展的角度而言，全國經(jīng)濟最發(fā)達的地區(qū)，盡管私家車使用多，但公共交通網(wǎng)絡發(fā)達，居民對公共交通的使用頻繁；全國經(jīng)濟最不發(fā)達的地區(qū)，區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展還不足以對私家車的使用產(chǎn)生促進作用；而全國經(jīng)濟處于中等發(fā)展水平的地區(qū)，區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展大幅度提升了私家車的使用，但公共交通網(wǎng)絡的建設力度又低于東部地區(qū)，這些地區(qū)對私家車的使用相對而言可能是全國最高的。

五、結論與政策建議

本文使用《中國城鎮(zhèn)住戶調(diào)查》的微觀數(shù)據(jù)，將城市化空間發(fā)展模式的兩個維度——城市空間規(guī)模和城市人口密度放在同一個框架中考察，發(fā)現(xiàn)城市規(guī)模的擴大將增加居民家庭私家車的燃料費支出，而城市密度則降低私家車燃料費支出，城市規(guī)模和城市密度的提高都增加居民的總交通費用支出，高密度城市中其他交通方式對私家車的替代效應更為明顯，但由于高密度地區(qū)同時存在出租車對私家車的替代，因此城市密度并沒有大比例提高居民日常通勤中公共交通的占比?？傮w來看，城市密度對居民交通能源消費的影響主要體現(xiàn)在對日常通勤方式內(nèi)部結構的調(diào)整，但并沒有降低居民的總交通費用。這一現(xiàn)象可能是由于高密度地區(qū)居民進行更長距離的假期出行，高密度城市的中心區(qū)房價過高及城市規(guī)劃中缺乏產(chǎn)業(yè)區(qū)周邊的居住地塊配套，導致嚴重的職住分離現(xiàn)象。

分區(qū)域結果中較為明顯的差異在于東、中部地區(qū)城市規(guī)模進一步擴大將增加居民的總交通費用，而西部地區(qū)則相反。由于西部地區(qū)城市規(guī)模擴大對公共交通占比的提升程度最大，而公共交通的單位花費最少，有效地降低了居民家庭的交通費支出。對居民私家車的使用沒有產(chǎn)生有效的刺激，但這一刺激作用在東、中部地區(qū)十分明顯。東、中部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)居民使用公共交通的比重更高，而西部地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)達程度對居民公共交通使用比例不產(chǎn)生顯著影響。

城市化過程中的空間模式選擇是當前我國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要議題。“攤大餅”式的城市化發(fā)展模式由于嚴重損害城市集聚效應的發(fā)揮而廣受詬病。結合本文的研究結果，一味攤大餅式的擴張城市規(guī)模并不利于節(jié)約資源和保護環(huán)境，與建設可持續(xù)發(fā)展城市的目標相悖。更進一步，理論界和政策界都推崇通過提高城市密度發(fā)揮城市集聚效應。然而，在交通能源消費方面，這一效應的發(fā)揮需具備一定的前提條件，即城市的空間規(guī)劃應避免嚴重的職住分離，從源頭上降低日常通勤需求。因此，在城市空間規(guī)劃中需形成多個就業(yè)中心，在各就業(yè)中心附近規(guī)劃相應的居住用地及教育、醫(yī)療和生活娛樂等配套設施，在增加城市密度的同時有效降低居民的日常通勤距離，真正實現(xiàn)城市集聚經(jīng)濟。