劉 彤，潘曉夢，寧 欣

（1. 東北財經(jīng)大學(xué) 投資工程管理學(xué)院，遼寧 大連 116023，E-mail：ningxinsummer@yahoo.com.cn；2. 海信房地產(chǎn)股份有限公司，山東 青島 266071）

中國是世界上最大的發(fā)展中國家，正處于城鎮(zhèn)化高速發(fā)展的關(guān)鍵時期。城鎮(zhèn)數(shù)量增加和規(guī)模擴大將帶動建筑業(yè)發(fā)展，增加對水泥、鋼材及相關(guān)能源產(chǎn)業(yè)的需求，造成大量的二氧化碳排放。2017年國務(wù)院發(fā)布的《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》提出了加強重點領(lǐng)域節(jié)能的具體措施，旨在提升建筑業(yè)等行業(yè)的能效水平。然而目前建筑業(yè)的碳排放量仍高居不下，為了能夠有的放矢地制定節(jié)能減排措施，應(yīng)從建筑業(yè)層面出發(fā)，多角度分區(qū)域深入探究城鎮(zhèn)化對碳排放的影響效應(yīng)。

目前，城鎮(zhèn)化對碳排放影響的研究主要集中在國家和區(qū)域?qū)用娴姆治?。在國家層面，Liddle[1]研究得出發(fā)達(dá)國家的城鎮(zhèn)化與碳排放呈正相關(guān)關(guān)系；Wu等[2]提出中國沿海地區(qū)的城鎮(zhèn)化與碳排放呈顯著的正線性關(guān)系。周葵等[3]發(fā)現(xiàn)中國整體城市化率與碳排放之間存在正相關(guān)關(guān)系。然而趙紅等[4]卻發(fā)現(xiàn)長期關(guān)系上，中國城鎮(zhèn)化對碳排放存在負(fù)向影響。在區(qū)域?qū)用妫^多的學(xué)者基于地域分布特點進(jìn)行區(qū)域劃分，如李國志等[5]從人口、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)角度對東、中、西部各區(qū)域碳排放的影響進(jìn)行了研究?？紤]到中國區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡性對碳排放的影響，越來越多的學(xué)者將經(jīng)濟(jì)水平作為區(qū)域劃分的考慮因素，如胡建輝等[6]對長三角、京津冀和珠三角三大城市群進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)城鎮(zhèn)化對三大城市群分別存在具有抑制作用、促進(jìn)作用和先促進(jìn)后抑制的倒“U”型關(guān)系。潘曉夢[7]根據(jù)政府基于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和地理位置等劃分的東、中、西三大經(jīng)濟(jì)帶對處于不同城鎮(zhèn)化發(fā)展階段區(qū)域的碳排放進(jìn)行了差異化分析。然而以上劃分均是基于各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r及地域分布特點，忽略了區(qū)域間的碳排放特征，在研究區(qū)域碳排放問題缺少較強的針對性。為了更進(jìn)一步地從建筑業(yè)的角度挖掘城鎮(zhèn)化與碳排放之間關(guān)系，需要從影響碳排放相關(guān)因素出發(fā)，選取多個變量來衡量城鎮(zhèn)化。Bingquan等[8]從人口、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)和空間4個效應(yīng)方面研究了城鎮(zhèn)化對碳排放效率的影響。盧娜等[9]應(yīng)用LMDI（Logarithmic Mean Divisia Index）分解法，從規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)和技術(shù)效應(yīng)3個角度對建筑業(yè)碳排放的影響因素進(jìn)行了分解。除此之外，在衡量城鎮(zhèn)化時，通常使用城鎮(zhèn)化率，即城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诘谋戎?，來研究其與碳排放的關(guān)系。

為解決上述問題，從建筑業(yè)層面對不同碳排放的區(qū)域進(jìn)行差異化分析并探究城鎮(zhèn)化的各相關(guān)變量對碳排放影響，本文應(yīng)用 IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change）碳排放系數(shù)法測算出三大碳排放區(qū)域的建筑業(yè)碳排放量，通過 EKC（Environmental Kuznets Curve）曲線模型進(jìn)行城鎮(zhèn)化與建筑業(yè)碳排放的相關(guān)性分析[10]。引入人口規(guī)模、人均國內(nèi)生產(chǎn)總值、建筑業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)和建筑業(yè)能源消耗強度4個變量來刻畫城鎮(zhèn)化，并采用拓展的STIRPAT（Stochastic Impacts by Regression on Population，Affluence and Technology）模型進(jìn)行影響效應(yīng)分析。STIRPAT模型[11]是在IPAT模型基礎(chǔ)上的拓展，IPAT模型從人口、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)3個維度歸納了人類活動對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的影響因素[12]。本文根據(jù)對三大碳排放區(qū)域的分析，探索城鎮(zhèn)化發(fā)展對建筑業(yè)碳排放的一般性影響規(guī)律，針對選取的4個變量，提出了相應(yīng)的政策建議，對今后在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中有針對性地制定各區(qū)域建筑業(yè)的節(jié)能減排措施具有重要的現(xiàn)實意義。

1 研究方法

1.1 建筑業(yè)碳排放測算方法

本文應(yīng)用IPCC排放系數(shù)法對建筑業(yè)碳排放進(jìn)行測算。為了使測算結(jié)果更加準(zhǔn)確，將建筑業(yè)碳排放分為直接和間接兩種類型。直接碳排放主要包括9種化石能源、電力和熱力能源的消耗造成的碳排放的增加，而間接碳排放選擇了鋼材、木材、水泥、玻璃和鋁材5種建材行業(yè)的碳排放。數(shù)據(jù)來源如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)來源

測算模型參考李修東[13]的估算方法將各類能源的消耗量與相應(yīng)碳排放系數(shù)的乘積進(jìn)行加總，如下式所示：

式中，CE、DCE、ICE分別為建筑業(yè)碳排放、直接碳排放和間接碳排放，單位均為萬t；FE、EE、TE、DE分別為化石、電力、熱力和建材能源消耗量，單位分別為 t或 m3、KW·h、KJ和 kg；fe、ee、te、de*分別為化石、電力、熱力和修正后的建材碳排放因子；i為地區(qū)；j為年份；k為化石能源種類；h為建材種類。

根據(jù)以上方法，本文對全國 30個省市 2008~2017年的建筑業(yè)碳排放量（因港澳臺及西藏數(shù)據(jù)無法獲取，未將其列入樣本集）進(jìn)行了測算，測算結(jié)果如表2所示。

1.2 EKC曲線模型

本文引入 EKC曲線模型對建筑業(yè)和城鎮(zhèn)化率的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行研究，并對相關(guān)數(shù)據(jù)取對數(shù)處理以縮小數(shù)據(jù)間的異方差，設(shè)定的模型如下：

表2 30 個省市筑業(yè)碳排放量 （單位：萬t）

式中，U為城鎮(zhèn)化率，單位為%；f1、f2、f3為各個自變量的系數(shù)項。

基于以往的研究成果，城鎮(zhèn)化與建筑業(yè)碳排放之間可能出現(xiàn)的4種模型的系數(shù)估計結(jié)果及含義如表3所示。

表3 EKC 曲線的系數(shù)及含義

1.3 拓展的STIRPAT模型

本文采用拓展的STIRPAT模型對人口規(guī)模、人均國內(nèi)生產(chǎn)總值、建筑業(yè)能源消耗強度和能源消費結(jié)構(gòu)4個變量的影響效應(yīng)進(jìn)行定量研究，同時為了消除異方差，對各變量做自然對數(shù)處理，且引入了人均國內(nèi)生產(chǎn)總值的平方項來增加研究的準(zhǔn)確性，構(gòu)建的模型如下：

式中，CE、P、AGDP、EI和ES分別代表建筑業(yè)碳排放、人口規(guī)模、人均國內(nèi)生產(chǎn)總值、建筑業(yè)能源消耗強度和建筑業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)，單位分別為萬t、萬人、萬元、kg/萬元和 kg（CO2）/kg?？?cè)丝?、城?zhèn)人口、人均國內(nèi)生產(chǎn)總值和建筑業(yè)總產(chǎn)值數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒（2009~2018）》。

1.4 模型檢驗方法

1.4.1 平穩(wěn)性檢驗

面板數(shù)據(jù)在回歸前需要檢驗其平穩(wěn)性，這是因為一些非平穩(wěn)的序列往往呈現(xiàn)出共同的變化趨勢，失去了回歸的實際意義，因此需要單位根檢驗來確保估計結(jié)果的有效性。常用的單位根檢驗包括LLC、IPS、Breintung、ADF-Fisher和PP-Fisher這5種方法，本文采用相同根LLC檢驗和不同根ADF檢驗2種方法進(jìn)行檢驗，具體操作流程如圖1所示。

圖1 單位根檢驗流程圖

1.4.2 協(xié)整檢驗

協(xié)整檢驗是考察變量間長期均衡關(guān)系的方法，協(xié)整關(guān)系是指如果兩個或多個非平穩(wěn)的變量序列在進(jìn)行線性組合后具備平穩(wěn)性的現(xiàn)象。常用的協(xié)整檢驗包括Pedroni、Kao、Johansen這3種方法，本文采用Kao協(xié)整檢驗，具體操作流程如圖2所示。

圖2 協(xié)整檢驗流程圖

2 區(qū)域劃分

為了進(jìn)一步分析中國各省市城鎮(zhèn)化建筑業(yè)碳排放的差異化影響，考慮區(qū)域間的建筑業(yè)碳排放特征，本文參照李國志等[14]、宋德勇等[15]的區(qū)域劃分方法，選取2008~2017年建筑業(yè)碳排放均值及其分布，將全國 30個省市分為高排放區(qū)域、中排放區(qū)域和低排放區(qū)域，具體區(qū)域范圍及均值如表4所示。

表4 區(qū)域范圍及均值 （單位：萬噸）

3 城鎮(zhèn)化對建筑業(yè)碳排放的影響效應(yīng)分析

3.1 模型檢驗

3.1.1 平穩(wěn)性檢驗

本文中三個區(qū)域的數(shù)據(jù)均通過了 LLC檢驗和ADF檢驗，各變量具備平穩(wěn)性，面板數(shù)據(jù)皆為同階單整，可以進(jìn)行下一步的協(xié)整檢驗，檢驗結(jié)果如表5所示。

3.1.2 協(xié)整檢驗

本文中三大碳排放區(qū)域均通過Kao協(xié)整檢驗，可以進(jìn)行下一步的回歸分析，檢驗結(jié)果如表6所示。

3.2 結(jié)果分析

3.2.1 相關(guān)性分析

本文首先采用 EKC曲線模型從整體上進(jìn)行城鎮(zhèn)化和建筑業(yè)碳排放的相關(guān)性分析，采用逐步回歸的方法，將各變量逐個引入式（2）以得到最優(yōu)的回歸模型。三大區(qū)域的回歸結(jié)果如表7所示。

根據(jù)模型設(shè)定，高排放區(qū)域回歸結(jié)果是最優(yōu)的為三次模型，而中低排放區(qū)域回歸結(jié)果最優(yōu)的是二次模型。高排放區(qū)域各個自變量的系數(shù)項符號為f1>0，f2<0，f3>0，即建筑業(yè)碳排放隨著城鎮(zhèn)化率先上升后下降再上升，為正“N”型關(guān)系；中排放區(qū)域各個自變量的系數(shù)項符號為f1>0，f2<0，即建筑業(yè)碳排放隨著城鎮(zhèn)化率先上升后下降，為倒“U”型關(guān)系；低排放區(qū)域各個自變量的系數(shù)項符號為f1<0，f2>0，即建筑業(yè)碳排放隨著城鎮(zhèn)化率先下降后上升，為正“U”型關(guān)系。高、中、低排放區(qū)域的回歸模型圖如圖3所示。

表5 單位根檢驗結(jié)果

表6 協(xié)整檢驗結(jié)果

表7 三大碳排放區(qū)域的城鎮(zhèn)化與建筑業(yè)碳排放相關(guān)性

圖3 回歸模型圖

由圖3可知，高排放區(qū)域的回歸模型有兩個極值點，分別為 lnU=3.78和 lnU=3.99，該區(qū)域正處正“N”型曲線的第二個上升階段，城鎮(zhèn)化的發(fā)展正向影響建筑業(yè)碳排放。中排放區(qū)域的回歸模型有一個極值點，為 lnU=4.10。該區(qū)域正處于倒“U”型曲線的上升階段，城鎮(zhèn)化的發(fā)展正向影響建筑業(yè)碳排放。低排放區(qū)域的回歸模型有一個極值點，為lnU=3.88，該區(qū)域正處于正“U”型曲線的上升階段，城鎮(zhèn)化的發(fā)展正向影響建筑業(yè)碳排放。

3.2.2 影響效應(yīng)分析

在進(jìn)行回歸分析之前，需要確定模型的影響形式，本文采用Hausman檢驗確定應(yīng)該建立隨機效應(yīng)模型還是固定效應(yīng)模型，即城鎮(zhèn)化發(fā)展的各變量與隨機擾動項是否存在同期性[16]。通過檢驗得出高、中、低排放區(qū)域的模型均采用固定效應(yīng)模型。對式（3）進(jìn)行回歸分析，結(jié)果如表8所示。

表8 回歸分析結(jié)果

由表8可知，高、中、低排放區(qū)域回歸模型的R2均在0.95以上，且F檢驗的p值均在1%的水平上顯著，模型的擬合程度良好。另外，除了人均國內(nèi)生產(chǎn)總值的平方項通過 10%的顯著性檢驗水平之外，其余變量均在1%的水平上顯著。

（1）人口規(guī)模。就人口規(guī)模變量而言，3個排放區(qū)域人口規(guī)模的相關(guān)系數(shù)均為正，且在 1%的水平上顯著，表明3個區(qū)域的人口規(guī)模變量均與建筑業(yè)碳排放呈顯著正相關(guān)。在其他變量保持不變的情況下，人口規(guī)模每增長1個單位，高、中和低排放區(qū)域的建筑業(yè)碳排放會隨之增加4.15個單位、2.55個單位和2.24個單位。

（2）人均國內(nèi)生產(chǎn)總值。本文引入人均國內(nèi)生產(chǎn)總值的平方項，3個區(qū)域的人均國內(nèi)生產(chǎn)總值及其平方項均在10%的水平上顯著，表明3個區(qū)域的該變量與建筑業(yè)碳排放的關(guān)系均為倒“U”型。建筑業(yè)碳排放隨著人均國內(nèi)生產(chǎn)總值的增長先增后降。在高、中、低排放區(qū)域，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值每變化1個單位，建筑業(yè)碳排放會變化（1.41-0.14 lnAGDP）個單位、（1.58-0.31lnAGDP）個單位和（1.56-0.65lnAGDP）個單位。

（3）建筑業(yè)能源消耗強度。對于建筑業(yè)能源消耗強度，高、中和低排放區(qū)域的建筑業(yè)能源消耗強度的相關(guān)系數(shù)為正，且在 1%的水平上顯著，表明3個區(qū)域的建筑業(yè)能源消耗強度變量均與建筑業(yè)碳排放呈顯著正相關(guān)。在其他變量保持不變的情況下，建筑業(yè)能源消耗強度每增長1個單位，高、中和低排放區(qū)域的建筑業(yè)碳排放會隨之增加 1.01個單位、1.01個單位和0.58個單位。

（4）建筑業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，高、中和低排放區(qū)域的建筑業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)的相關(guān)系數(shù)為正，且在1%的水平上顯著，表明3個區(qū)域的建筑業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)變量均與建筑業(yè)碳排放呈顯著正相關(guān)。在其他變量保持不變的情況下，建筑業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)每增長1個單位，高、中和低排放區(qū)域的建筑業(yè)碳排放會隨之增加1.03個單位、1.08個單位和0.95個單位。

綜上所述，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值對建筑業(yè)碳排放的影響程度均呈倒“U”型曲線。其余3個變量對建筑業(yè)碳排放的影響程度排序分別為：高排放區(qū)域：人口規(guī)模（4.15）>建筑業(yè)能源消耗強度（1.01）>建筑業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)（1.03）；中排放區(qū)域：人口規(guī)模（2.55）>建筑業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)（1.08）>建筑業(yè)能源消耗強度（1.01）；低排放區(qū)域：人口規(guī)模（2.24）>建筑業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)（0.95）>建筑業(yè)能源消耗強度（0.58）。

4 政策建議

（1）總體而言，對于三大排放區(qū)域，政策上均以調(diào)整人口規(guī)模結(jié)構(gòu)為主。在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，大量的人口轉(zhuǎn)移必然會對建筑業(yè)碳排放造成沖擊，一方面促使城鎮(zhèn)人口規(guī)模不斷擴大，對于住房和基礎(chǔ)設(shè)施的需求加快了房地產(chǎn)企業(yè)的開發(fā)進(jìn)程和建筑工程的涌現(xiàn)，使得建筑業(yè)碳排放壓力劇增；另一方面由于不同區(qū)域人口規(guī)模的不平衡，城鎮(zhèn)化水平較高的地區(qū)會出現(xiàn)人口大量集中的現(xiàn)象，會造成不可逆的區(qū)域生態(tài)環(huán)境的破壞。因此，需要在政策上鼓勵和約束人口規(guī)劃，針對人口集中的地區(qū)，放緩?fù)鈦砣丝诘牧魅肓亢彤?dāng)?shù)厝丝谠鲩L的速度。

（2）在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，短期內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對于建筑業(yè)碳排放存在不利的正向影響，這是因為人均國內(nèi)生產(chǎn)總值的增長會提高城鎮(zhèn)居民的消費水平，對于住房的購買能力和需求的增加，會提高對于建筑業(yè)的需求水平，短期內(nèi)會增加建筑業(yè)的碳排放壓力。就長期而言，一旦經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平達(dá)到拐點，會轉(zhuǎn)而抑制建筑業(yè)碳排放的增加。為了經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)化的平穩(wěn)協(xié)調(diào)發(fā)展，需要合理制定減排目標(biāo)，實行階段性和漸進(jìn)式的規(guī)劃策略。

（3）針對高排放區(qū)域，應(yīng)以降低建筑業(yè)能源消耗強度、提高能源利用效率為主。建筑業(yè)是高能耗的產(chǎn)業(yè)，其粗放的生產(chǎn)方式不利于節(jié)能減排，這就要求建筑業(yè)做出技術(shù)升級，提高能源利用效率，開發(fā)低碳技術(shù)與引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)構(gòu)造低碳生活系統(tǒng)。同時政府應(yīng)該給予相應(yīng)的政策支持和財政補貼，扶持新能源產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

（4）針對中、低排放區(qū)域，應(yīng)以優(yōu)化建筑業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)為主，能源消費結(jié)構(gòu)的改善能夠顯著地減少建筑業(yè)碳排放。在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，為了優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，需要豐富能源供應(yīng)渠道，并提升清潔能源在建筑業(yè)中的比重。

在不同碳排放區(qū)域，城鎮(zhèn)化的各項變量對建筑業(yè)碳排放的影響程度存在一定的差異，城鎮(zhèn)化對于建筑業(yè)碳排放的影響是各變量共同作用的結(jié)果，因此各地政府在制定建筑業(yè)節(jié)能減排規(guī)劃時需要綜合考慮各個因素。

5 結(jié)語

本文以建筑業(yè)碳排放為研究對象，基于 IPCC碳排放系數(shù)法測算了三大碳排放區(qū)域的建筑業(yè)碳排放量。在此基礎(chǔ)上，引入了 EKC曲線模型，從整體上對3個區(qū)域的城鎮(zhèn)化率與建筑業(yè)碳排放進(jìn)行了相關(guān)性研究。研究發(fā)現(xiàn)，在高、中、低3個碳排放區(qū)域內(nèi)，城鎮(zhèn)化的發(fā)展與建筑業(yè)碳排放之間分別呈正“N”型、倒“U”型和正“U”型關(guān)系，且均處于曲線的上升階段，建筑業(yè)碳排放雖城鎮(zhèn)化的發(fā)展而增加。應(yīng)用拓展的STIRPAT模型分析了人口規(guī)模、人均國內(nèi)生產(chǎn)總值、建筑業(yè)能源消耗強度和能源消費結(jié)構(gòu)4個變量對建筑業(yè)碳排放的影響效應(yīng)。結(jié)果表明，4個變量均對建筑業(yè)碳排放產(chǎn)生正向影響，人口規(guī)模對三大碳排放區(qū)域的影響程度最大，高排放區(qū)域能源消耗強度大于能源消費結(jié)構(gòu)，中低排放區(qū)域能源消費結(jié)構(gòu)大于能源消耗強度，而人均國內(nèi)生產(chǎn)總值對建筑業(yè)碳排放的影響效應(yīng)均呈倒“U”型。本文深入探究了城鎮(zhèn)化對建筑業(yè)碳排放的影響效應(yīng)，對城鎮(zhèn)化和建筑業(yè)的健康發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義，有助于各區(qū)域的政府有針對性地制定符合自身發(fā)展的城鎮(zhèn)化推進(jìn)政策，并從建筑業(yè)角度制定節(jié)能減排政策。