戚曉紅 公維鳳 王傳會(huì)

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)化 碳排放 STIRPAT模型 嶺回歸

一、引 言

城鎮(zhèn)化作為一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，在當(dāng)前我國(guó)全面建成小康社會(huì)的決定性階段，對(duì)于經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和社會(huì)主義現(xiàn)代化的建設(shè)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在這一背景下，山東省出臺(tái)了《山東省新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014～2020年）》，規(guī)劃內(nèi)容主要圍繞勞動(dòng)力素質(zhì)和城鎮(zhèn)化政策的制定、處理好空間組織的“聚集和均衡的關(guān)系”、資源和生態(tài)環(huán)境倒逼城鎮(zhèn)化發(fā)展模式的轉(zhuǎn)型以及立足于社會(huì)發(fā)展多元化、多層次需求轉(zhuǎn)變社會(huì)治理方式等方面展開。從中可以看出，城鎮(zhèn)化的發(fā)展不僅受人口素質(zhì)、地理空間位置和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)狀況的影響，還會(huì)受資源和生態(tài)環(huán)境的影響，即山東省城鎮(zhèn)化的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展之間有著密切的關(guān)系。

山東省作為一個(gè)能源消耗大省，加之其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)總體偏重，導(dǎo)致了其碳排放嚴(yán)重的現(xiàn)狀。為了加快實(shí)現(xiàn)山東省經(jīng)濟(jì)的綠色低碳發(fā)展，山東省積極響應(yīng)國(guó)家提出的“十三五”控制溫室氣體排放工作方案，相繼出臺(tái)了山東省低碳發(fā)展工作方案。方案指出到2020年，單位地區(qū)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2015年下降20.5%;預(yù)計(jì)二氧化碳排放在2027年左右達(dá)到峰值。因此為了盡早實(shí)現(xiàn)減排達(dá)峰的目標(biāo)，圍繞城鎮(zhèn)化水平與能源消費(fèi)碳排放之間的關(guān)系來(lái)展開研究，利用修正的STIRPAT模型分析其作用機(jī)理，并對(duì)山東省的城鎮(zhèn)化建設(shè)如何帶動(dòng)低碳發(fā)展給出了相應(yīng)的政策建議。

二、文獻(xiàn)綜述

環(huán)境問(wèn)題歷來(lái)是人們關(guān)注的熱點(diǎn)話題，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展需要消耗大量的能源，因此不可避免地造成了碳排放嚴(yán)重等問(wèn)題。近些年來(lái)，世界城鎮(zhèn)化水平與碳排放量基本保持一致的上升，從目前情況而言，兩者還存在加速的態(tài)勢(shì)。因此對(duì)于二者之間是否存在相關(guān)關(guān)系以及存在何種關(guān)系的討論，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從不同的研究方法和區(qū)域的角度進(jìn)行了研究。

基于STIRPAT模型，Qian Lv等研究城鎮(zhèn)化對(duì)我國(guó)貨運(yùn)碳排放的影響，發(fā)現(xiàn)城鎮(zhèn)化水平對(duì)公路和航空運(yùn)輸碳排放有積極影響，對(duì)部分省份鐵路和水路運(yùn)輸碳排放有顯著的負(fù)面影響，但對(duì)鄰近省份有積極影響;趙濤和張思聰研究了包括人口、經(jīng)濟(jì)等七種城鎮(zhèn)化因素對(duì)碳排放的影響，并將中國(guó)分為了高度城鎮(zhèn)化、發(fā)展中城鎮(zhèn)化和城鎮(zhèn)化相對(duì)落后的三大區(qū)域，發(fā)現(xiàn)服務(wù)業(yè)水平和人口等因素在不同的區(qū)域之間差異明顯?；谕度氘a(chǎn)出分析的因子可逆結(jié)構(gòu)分解方法，Zhen Wang等研究城鎮(zhèn)化和消費(fèi)模式變化對(duì)家庭碳排放增量的影響，發(fā)現(xiàn)城鎮(zhèn)化和消費(fèi)模式的變化會(huì)導(dǎo)致碳排放增加。

根據(jù)所研究區(qū)域的廣度，把城鎮(zhèn)化與碳排放的相關(guān)研究中，Xiaoling Ouyang等通過(guò)對(duì)中日兩國(guó)城鎮(zhèn)化階段的影響因素進(jìn)行了對(duì)比研究，建立了CO2排放與GDP、城鎮(zhèn)化水平、能源強(qiáng)度和水泥生產(chǎn)等因素之間的長(zhǎng)期均衡關(guān)系，并基于格蘭杰因果檢驗(yàn)來(lái)探討變量之間的因果關(guān)系;趙紅等運(yùn)用協(xié)整和格蘭杰因果檢驗(yàn)方法，實(shí)證分析了我國(guó)1978—2010 年城鎮(zhèn)化等因素與碳排放的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)不論是從長(zhǎng)期還是短期來(lái)看，城鎮(zhèn)化對(duì)于碳排放都存在著負(fù)向影響，且短期影響效果更為顯著;王鋒等基于2008—2014年中國(guó) 30個(gè)省份的面板數(shù)據(jù)從人口城鎮(zhèn)化、土地城鎮(zhèn)化、經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化三個(gè)維度對(duì)碳排放及其影響因素進(jìn)行研究，得出了不同城鎮(zhèn)化維度下，各因素對(duì)碳排放的影響存在顯著差異的結(jié)論。

綜合之前研究的成果，學(xué)者們采用了不同的研究方法對(duì)城鎮(zhèn)化水平和碳排放之間的作用機(jī)理進(jìn)行了研究分析，但由于選取的研究方法和研究維度的不同，并未得出一致的結(jié)論，且較少有文獻(xiàn)在回歸的基礎(chǔ)上用嶺回歸的方法對(duì)模型做進(jìn)一步的完善。故選取山東省作為研究區(qū)域，將城鎮(zhèn)化水平引入改進(jìn)的STIRPAT模型中，通過(guò)引入城鎮(zhèn)化水平的二次項(xiàng)對(duì)城鎮(zhèn)化水平與碳排放量之間是否存在倒U型曲線的關(guān)系做進(jìn)一步探究。

三、拓展的STIRPAT碳排放量模型

本文采用STIRPAT隨機(jī)回歸模型，即基于人文和環(huán)境因素的恒等式IPAT改進(jìn)的多變量非線性模型。其基本形式如下： （1）

式（1）中，I、P、A、T分別表示環(huán)境壓力、人口數(shù)量、富裕程度和技術(shù)進(jìn)步等因素，a為模型的系數(shù)，b、c、d分別為各解釋變量的指數(shù)，e為隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)。

為了探究城鎮(zhèn)化水平與山東省能源消費(fèi)碳排放的關(guān)系，并結(jié)合當(dāng)前的宏觀經(jīng)濟(jì)政策和實(shí)際發(fā)展情況，尤其是近幾年來(lái)城鎮(zhèn)化水平有所上升的現(xiàn)狀，構(gòu)建如下的拓展模型，并進(jìn)一步檢驗(yàn)城鎮(zhèn)化水平與碳排放之間是否存在倒U型的關(guān)系：

是山東省能源消費(fèi)產(chǎn)生的碳排放量（Mt C）;P為人口數(shù)（萬(wàn)人）;A為富裕度，用人均GDP表示（元/人）表示;T為能源強(qiáng)度，即能源消費(fèi)量與GDP的比值（噸標(biāo)煤/萬(wàn)元）;U為城鎮(zhèn)化水平，用城鎮(zhèn)人口與總?cè)丝诘谋戎当硎?、、和分別為彈性系數(shù)，表示當(dāng)和每變化一單位時(shí)，分別引起變化和個(gè)單位。

本文通過(guò)查找和參閱《山東省統(tǒng)計(jì)年鑒》，得到了山東省1996—2019年的相關(guān)數(shù)據(jù)，其中包括人口數(shù)、富裕度（人均GDP）、能源強(qiáng)度（能源消費(fèi)量與GDP的比值）、城鎮(zhèn)化水平等數(shù)據(jù)。

能源消費(fèi)碳排放量是計(jì)算得到的。依據(jù)IPCC碳排放計(jì)算方法，結(jié)合山東省的實(shí)際發(fā)展情況，考慮采用下面的公式計(jì)算碳排放量： （3）

其中，表示山東省的碳排放總量，單位是萬(wàn)噸;表示第i種能源的消費(fèi)總量，單位是萬(wàn)噸;表示第i種能源的碳排放系數(shù)，單位是萬(wàn)噸/萬(wàn)噸，各種能源的碳排放系數(shù)參照下表，得到的數(shù)據(jù)結(jié)果如圖1所示。

四、實(shí)證分析

基于以上數(shù)據(jù)，運(yùn)用最小二乘估計(jì)法（OLS法）對(duì)STIRPAT模型進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，得到公式（4）。由于本文選用的研究數(shù)據(jù)是時(shí)間序列數(shù)據(jù)，而經(jīng)濟(jì)變量間通常具有相同或者相近的變化趨勢(shì)，因此考慮模型可能存在多重共線性，故在回歸模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行多重共線性的檢驗(yàn)。

本文借助方差膨脹因子法來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的檢驗(yàn)。解釋變量的參數(shù)估計(jì)量的方差可表示為： （5）

對(duì)回歸模型（4）進(jìn)行了方差膨脹因子檢驗(yàn)，解釋變量人口數(shù)、富裕度、能源強(qiáng)度、城鎮(zhèn)化水平及它的擴(kuò)展項(xiàng)的分別為117.247、32.055、13.676、1094.203和699.193，且均大于10，故認(rèn)為該模型存在較嚴(yán)重的多重共線性。

本文利用嶺回歸的方法消除多重共線性，嶺回歸估計(jì)原理是通過(guò)在相關(guān)矩陣中引入一個(gè)很小的嶺參數(shù)K（1>K>0），來(lái)降低參數(shù)的最小二乘估計(jì)中復(fù)共線特征向量的影響，從而減少?gòu)?fù)共線變量系數(shù)最小二乘估計(jì)的方法，可以保證參數(shù)估計(jì)更接近真實(shí)情況。進(jìn)行嶺回歸估計(jì)的關(guān)鍵就是嶺參數(shù)的確定，故選用嶺跡法來(lái)確定嶺參數(shù)。

通過(guò)分析圖2的嶺跡圖，發(fā)現(xiàn)當(dāng)K值取0.8時(shí)，各回歸系數(shù)的嶺估計(jì)基本穩(wěn)定。因此選用嶺參數(shù)為0.8，并借助SPSS.25來(lái)進(jìn)行嶺回歸分析，輸入調(diào)用嶺回歸的語(yǔ)法命令，回歸結(jié)果為式（6）。解釋變量和的t值分別為7.4368、9.1444、0.3000、6.1674和-4.6749，大部分解釋變量顯著性比之前有所提高。因此拓展的STIRPAT模型為：

通過(guò)上表的回歸系數(shù)來(lái)看，城鎮(zhèn)化水平、人口數(shù)、富裕度和能源強(qiáng)度各因素與碳排放之間均呈現(xiàn)出一定的正相關(guān)，即隨著城鎮(zhèn)化水平的提高、人口數(shù)的增長(zhǎng)、富裕度的提高以及能源強(qiáng)度的增加，碳排放量會(huì)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。同時(shí)注意到城鎮(zhèn)化水平的二次項(xiàng)系數(shù)為-0.1635，說(shuō)明在研究期間內(nèi)，山東省的能源消費(fèi)碳排放量與城鎮(zhèn)化水平之間存在倒U型曲線的關(guān)系。即隨著未來(lái)山東省城鎮(zhèn)鎮(zhèn)化水平的不斷提升，碳排放量會(huì)在到達(dá)一個(gè)極值點(diǎn)后開始出現(xiàn)下降趨勢(shì)。

五、結(jié)論與政策建議

通過(guò)探究城鎮(zhèn)化水平與能源消費(fèi)碳排放的關(guān)系得出，城鎮(zhèn)化水平是影響碳排放的一個(gè)重要因素。模型結(jié)果顯示，若保持其他變量不變，城鎮(zhèn)化水平每變化1%，就引起能源消費(fèi)碳排放量0.3300%的變化。這說(shuō)明城鎮(zhèn)化水平對(duì)碳排放存在著較大的正影響，即隨著城鎮(zhèn)化水平的不斷提升，山東省的碳排放量也呈現(xiàn)出增長(zhǎng)勢(shì)頭。

為了積極響應(yīng)“十三五”控制溫室氣體排放工作方案并結(jié)合當(dāng)前的山東省城鎮(zhèn)化建設(shè)規(guī)劃，為推動(dòng)山東省加快實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展，實(shí)現(xiàn)全省經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，結(jié)合本文的研究結(jié)果提出政策建議。

（一）結(jié)合山東省城鎮(zhèn)化現(xiàn)狀，開展區(qū)域降碳

城鎮(zhèn)化水平作為評(píng)價(jià)城鎮(zhèn)發(fā)展程度的一個(gè)重要指標(biāo)，常用城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诘谋戎貋?lái)表示。2005年，山東省的常住人口城鎮(zhèn)化率達(dá)到34.16%;2015年，常住人口城鎮(zhèn)化率達(dá)到59.02%，同比增長(zhǎng)了2.01個(gè)百分點(diǎn);2016年，常住人口城鎮(zhèn)化率達(dá)到60.58%，同比增長(zhǎng)了1.56個(gè)百分點(diǎn);2019年末人口達(dá)到了10070.21萬(wàn)人，城鎮(zhèn)化率增長(zhǎng)至61.51%，同比增長(zhǎng)了0.33個(gè)百分點(diǎn)。從中可以粗略看出，城鎮(zhèn)化水平一直呈現(xiàn)出增長(zhǎng)趨勢(shì)，但是同比增長(zhǎng)率卻呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，其中全省區(qū)域發(fā)展的顯著差異是造成這種現(xiàn)象的一大重要原因。

區(qū)域發(fā)展的顯著差異很大一部分體現(xiàn)在城鎮(zhèn)化水平的差距上，而山東省的東西部地區(qū)城鎮(zhèn)化水平之間就存在著顯著差異， 東部地區(qū)的城鎮(zhèn)化水平遠(yuǎn)高于西部地區(qū)的城鎮(zhèn)化水平，這對(duì)于山東省整體城鎮(zhèn)化水平的提高產(chǎn)生了非常不利的影響。因此要實(shí)施區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略，要保持東部地區(qū)較快的城鎮(zhèn)化發(fā)展速度， 同時(shí)也要加快西部地區(qū)的城鎮(zhèn)化建設(shè)和發(fā)展， 逐漸縮小地區(qū)差距， 保持東西部協(xié)調(diào)發(fā)展， 實(shí)現(xiàn)山東省城鎮(zhèn)化水平的整體提高。

（二）構(gòu)建合理的城鎮(zhèn)體系，促進(jìn)非農(nóng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型

長(zhǎng)久以來(lái)山東省就是一個(gè)農(nóng)業(yè)大省，在經(jīng)濟(jì)總量上農(nóng)業(yè)也占據(jù)重要地位，這使得山東省的第一產(chǎn)業(yè)在一段時(shí)期一直占據(jù)較大的比例，不利于農(nóng)業(yè)人口向城鎮(zhèn)人口轉(zhuǎn)移，這也是導(dǎo)致山東省城鎮(zhèn)化水平較低的原因。隨著近年來(lái)山東省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，結(jié)構(gòu)不合理的現(xiàn)狀得到了明顯的改善，實(shí)現(xiàn)了從第一產(chǎn)業(yè)占主導(dǎo)到“二、三、一”結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，但第二產(chǎn)業(yè)占主導(dǎo)會(huì)在一定程度上給綠色低碳發(fā)展施加壓力。實(shí)現(xiàn)低碳綠色發(fā)展的前提就是要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化，而現(xiàn)階段山東省的經(jīng)濟(jì)仍然處在轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，因此需要通過(guò)構(gòu)建合理的城鎮(zhèn)體系，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型。促進(jìn)山東省城鎮(zhèn)化發(fā)展的關(guān)鍵是發(fā)揮大中城鎮(zhèn)的帶動(dòng)作用。

（三）實(shí)施可持續(xù)城鎮(zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略，引導(dǎo)山東省走綠色低碳發(fā)展的道路

由于長(zhǎng)期以來(lái)將經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)作為城鎮(zhèn)發(fā)展的首要目標(biāo)，對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)匱乏，導(dǎo)致各城鎮(zhèn)犧牲環(huán)境來(lái)促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。而快速城鎮(zhèn)化會(huì)帶來(lái)城鎮(zhèn)人口急速增長(zhǎng)、資源環(huán)境問(wèn)題惡化等問(wèn)題，制約著山東省城鎮(zhèn)化水平的進(jìn)一步提升，因此迫切需要運(yùn)用可持續(xù)發(fā)展思想來(lái)指導(dǎo)山東省當(dāng)前的城鎮(zhèn)化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)化的可持續(xù)發(fā)展。

只有盡快制定相關(guān)的政策措施，才能保證山東走一條可持續(xù)發(fā)展的綠色低碳之路。政策的制定，一方面要符合山東省的鄉(xiāng)村振興計(jì)劃，確保各城鎮(zhèn)發(fā)展有章可循;另一方面還要加強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展科技創(chuàng)新，通過(guò)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換來(lái)轉(zhuǎn)變?cè)械牡托Оl(fā)展模式，進(jìn)一步促進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量低碳發(fā)展。