城市人口聚集度对空气污染的影响效应

来源:用户上传      作者:程开明 洪真奕

　　摘要 为识别城镇化进程中城市人口聚集对空气污染产生的影响效应，利用2004―2018年253个地级以上城市的面板数据、Land? scan 全球人口动态统计数据、DMSP 和Flint夜间灯光数据，构建双边随机前沿模型测算城市人口聚集度影响空气污染的集聚效应、蔓延效应及净效应。结果表明：①2005-2018年中国城市人口聚集度变动对空气污染造成的集聚效应略强于蔓延效应，集聚效应使城市空气污染水平降低26.67%，蔓延效应使环境污染水平上升24.66%，两者的综合作用使城市实际空气污染水平比“污染边界”低2.01%。②随着城市人口聚集度提高，集聚效应不断增强，蔓延效应则逐渐减弱，两种效应呈现出明显的反向联动性;城市人口聚集度跨越门槛值后，集聚效应超过蔓延效应占据主导地位，对空气污染的综合影响由“加重污染”转变为“减轻污染”，总体上城市人口聚集度提高有利于改善空气污染。③不同聚集类型城市的人口聚集度对空气污染的影响效应存在较大差异，松散型和中低聚集型城市的蔓延效应仍占主导地位，高聚集型和聚合型城市的集聚效应发挥主导作用。④城市人口聚集度影响空气污染的净效应均值在不同年份变动不大，但地区之间差异明显，东部城市的净效应均值为正，而中部和西部城市的净效应均值为负。上述结论对于开展城市人口与空间管理具有启示意义，应从推动人口集聚、防止城市蔓延、合理规划城市功能布局等方面采取针对性措施，提高城市人口聚集度，改善城市空气质量。
　　关键词 城市人口聚集度;空气污染;集聚效应;蔓延效应;双边随机前沿模型
　　中图分类号 C921 文献标志码 A 文章编号1002-2104（2022）02-0051-12 DOI：10.12062/cpre.20210402
　　改革开放以来中国城镇化快速推进，城市规模扩大的同时城市人口空间分布也不断演变，一些城市人口呈现出“中心化聚集”特征，而部分城市人口表现为“分散化蔓延”特征。加之过去城市发展主要依赖于高投入、高能耗、高排放的粗放型模式，快速城化带来的城市空气污染问题日益突出。城市人口的空间分布特征与空气污染是否存在关联性？城市人口的空间聚集度提高会加重空气污染吗？为了回答这些问题，需要深入探究城镇化进程中城市人口聚集度变动对空气污染的影响效应。
　　1 文献综述
　　人口空间分布对环境污染的作用机制必然涉及“集聚经济”这一基本内涵。许多学者解析了经济要素和人口要素的空间集聚对环境污染的直接影响效应，形成三类代表性的观点。第一种观点认为产业与人口集聚有利于减轻城市环境污染。陆铭等[1]测算中国各省地级市间人口规模的差距来衡量行政区域内部人口和经济活动的聚集程度，发现集聚有利于减少每单位 GDP 的工业污染物排放。城市规模越大，产业集聚的环境改善效应越强，人口集聚同时减轻生产和生活污染，而产业集聚则加重生产污染，对生活污染影响不显著[2-3]。第二种观点认为产业与人口集聚对城市环境污染的影响呈现出非线性特征。只有跨越某一门槛值后，产业与人口集聚才能发挥减少污染排放的积极作用，两者之间表现出倒“U”型曲线关系[4-5]。陶长琪等[6]则发现人口集聚与环境污染的关系满足正“N”型，这可能与城市绿化建设有关;部分研究指出，人口集聚对污染的影响效应与污染物种类有关，存在一定的异质性[7-8]。第三种观点对集聚效应持负面态度，认为产业与人口集聚不利于减少污染排放，是造成城市环境恶化的重要原因之一[9-10]。
　　除直接考察人口集聚与环境污染的关系外，一些研究侧重于探讨集聚因素对环境污染的间接影响。马素琳等[11]将产业集聚度作为控制变量，通过动态广义矩估计（GMM）方法对 Grossman 等[12]提出的“环境库兹涅茨曲线（EKC）”进行检验，发现不同集聚度的城市有着不同形状的库兹涅茨曲线。由于人口集聚导致城市规模扩张，部分文献也关注到城市规模与环境污染的相关性。通常认为城市规模扩大有利于发挥规模效应，提高能源使用效率，进而改善城市环境质量[13]。城市人口规模也可能发挥“门槛效应”，使得其他变量（如经济发展水平）与环境污染之间呈现出倒“N”型关系[14]。此外，少数文献关注到集聚因素与环境污染之间的影响路径，指出人口集聚、经济集聚与环境污染三者间存在短期的单向环形因果关系和长期的双向环形因果关系[15]。
　　通过梳理文献，发现已有研究存在三个方面的可改进之处。其一，多数研究选用人口密度指标来衡量人口集聚，密度指标固然能够一定程度上反映人口聚集度的高低，但无法准确捕捉人口的空间分布状况。譬如一个面积恒定的单位圆内，若使圆内数量恒定的所有人都向圆心处聚集，人口的空间集聚度必然提高，但人口平均密度不变。因此，需选用更恰当的指标来测量人口的空间聚集程度。其二，多数文献未对人口集聚影响环境污染的效应进行分解，虽然一些研究指出人口集聚对污染在不同阶段存在着差异性影响，但未对这些差异性效应及阶段性特征开展具体测算。其三，多数研究考虑了集聚因素对污染排放绝对量的影响，但污染作为一种非期望产出更需要结合效率尺度来详细考察。合理的排污水平并非恒定不变，通常随着社会经济发展不断变化，所以要找到一个与社会经济发展进程相匹配的“污染边界”作为参照面，来具体解析人口集聚对污染的影响效应。如果实际排污水平低于这一“污染边界”，或者实际排污水平增长不如污染边界增长得快，即使污染排放绝对量增加，依然有理由认为人口集聚有利于减轻环境污染。
　　基于此，文章创新性地构造“城市人口聚集指数”来反映人口集聚度，解析城市人口聚集度对空气污染的影响效应。主要贡献在于：第一，借助Landscan全球人口动态统计数据、DMSP 和 Flint 夜间灯光数据，将中国地级以上城市的“真实城市化区域”和“真实城市化人口”提取出来，进而测算“城市人口聚集指数”，尽可能保证城市人口聚集度的测量指标不丢失空间属性;第二，通过构建双边随机前沿分析模型来拟合城市“污染边界”，将其作为参照基准来考察城市人口聚集度对实际污染水平的影响，并探析集聚效应、蔓延效应及净效应的异质性及稳健性。

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