多維視角下新型城市化對中國二氧化碳排放影響的時(shí)空變化特征

　　摘要：城市化和碳排放之間關(guān)系密切，現(xiàn)有研究多從單一維度來衡量城市化，而忽略了城市化的多維性.本文從人口、經(jīng)濟(jì)、社會、空間和生態(tài)5個維度建立了新型城市化的評價(jià)體系，利用中國30個省、自治區(qū)和直轄市2004—2016年的面板數(shù)據(jù)，基于熵值法和地理加權(quán)回歸(GWR)模型，從多維視角下研究了新型城市化對中國二氧化碳排放影響的時(shí)空變化特征，結(jié)果表明：①北京的新型城市化水平最高，東部沿海地區(qū)的新型城市化水平高于西部、西南和東北地區(qū).②新型城市化對碳排放有顯著促進(jìn)作用.人口城市化、社會城市化和生態(tài)城市化對碳排放的影響存在明顯的區(qū)域差異，在不同地區(qū)分別表現(xiàn)出促進(jìn)作用和抑制作用，經(jīng)濟(jì)城市化和空間城市化對碳排放有顯著促進(jìn)作用.③人口城市化對碳排放影響的空間集聚性呈現(xiàn)出從西南、南部及東部地區(qū)往北部、東北部轉(zhuǎn)移的特征.經(jīng)濟(jì)城市化對碳排放影響的空間集聚性呈現(xiàn)出從南部往東部沿海及東北地區(qū)逆時(shí)針轉(zhuǎn)移的特征.社會城市化對碳排放影響的空間集聚性呈現(xiàn)出從南部、西南地區(qū)往西部及東北部順時(shí)針轉(zhuǎn)移的特征.空間城市化對碳排放影響的空間集聚性呈現(xiàn)出從北部、東北部地區(qū)往西部、西南地區(qū)逆時(shí)針轉(zhuǎn)移的特征.生態(tài)城市化對碳排放影響的空間集聚性呈現(xiàn)出從東部往中西部轉(zhuǎn)移的特征.

　　關(guān)鍵詞：新型城市化;二氧化碳;地理加權(quán)回歸模型;時(shí)空變化;區(qū)域差異

　　1引言(Introduction)

　　近年來，由于溫室效應(yīng)的影響，出現(xiàn)了全球變暖、冰川退縮、海平面上升等一系列自然環(huán)境問題.溫室效應(yīng)的出現(xiàn)主要是由大量的二氧化碳排放造成的.其中城市是二氧化碳排放的主要貢獻(xiàn)者之一，二氧化碳排放占全球70%以上(Wangetal.，2019a).

　　中國是世界上最大的二氧化碳排放國，為積極推進(jìn)全球氣候的良性變化，中國政府在2015年巴黎氣候大會上承諾，到2030年碳排放在2005年的基礎(chǔ)上下降60%～65%，二氧化碳排放到2030年左右達(dá)到峰值并盡早達(dá)到峰值.然而這些目標(biāo)對于正處在快速城市化進(jìn)程的中國是否能夠?qū)崿F(xiàn)?1978—2018年的改革開放四十年，中國的城市化率從17.9%增加到59.58%，年均增長率為1.04%.Northam(1979)將城市化進(jìn)程劃分為初期、中期和后期三階段，初期階段城市人口占比30%以下，中期城市人口占比30%～70%，后期城市人口占比70%以上.

　　地理論文投稿刊物：《經(jīng)濟(jì)地理》(月刊)創(chuàng)刊于1981年，是由中國地理學(xué)會、湖南省經(jīng)濟(jì)地理所聯(lián)合主辦的專業(yè)學(xué)術(shù)性刊物。辦刊宗旨：服務(wù)于廣大地理科研工作者和高等院校地理教學(xué)。重點(diǎn)反映經(jīng)濟(jì)地理學(xué)研究的前沿理論、區(qū)域經(jīng)濟(jì)開發(fā)以及與國民經(jīng)濟(jì)相關(guān)的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、旅游、生態(tài)環(huán)境等方面的最新科研成果和研究動態(tài)。

　　中國目前處于城市化的中期階段，雄厚的工業(yè)基礎(chǔ)吸引大批農(nóng)業(yè)人口，高速的工業(yè)化進(jìn)程導(dǎo)致城市化和碳減排出現(xiàn)極大的矛盾.中國政府于2014年提出建設(shè)中國特色的新型城市化，新型城市化是以城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、城鄉(xiāng)一體、產(chǎn)業(yè)互動、節(jié)約集約、生態(tài)宜居、和諧發(fā)展為基本特征的城市化.相比于以城市人口的持續(xù)增加和城市規(guī)模不斷擴(kuò)張為目標(biāo)的粗放式發(fā)展的傳統(tǒng)城市化，新型城市化則不以犧牲資源和環(huán)境為代價(jià)，堅(jiān)持城市化發(fā)展的可持續(xù)性，強(qiáng)調(diào)走集約型發(fā)展道路，進(jìn)而推動新時(shí)期中國城市化的更高質(zhì)量更高效率的發(fā)展，傳統(tǒng)城市化和新型城市化的對比.

　　新型城市化具體“新”在哪些地方，對二氧化碳排放的影響呈現(xiàn)出怎么樣的區(qū)域差異和時(shí)空變化特征?對以上問題更加準(zhǔn)確的分析有助于協(xié)調(diào)新型城市發(fā)展模式和綠色低碳經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)，為助力中國政府兌現(xiàn)國際承諾提供一定的思路參考.許多學(xué)者對城市化與二氧化碳排放的關(guān)系進(jìn)行探討，但目前尚未得出統(tǒng)一的研究結(jié)論.已有研究多從人口的角度對城市化進(jìn)行界定，利用城市人口占總?cè)丝诘谋壤�表示城市化水平，研究其對二氧化碳排放的影�?多數(shù)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，城市化率與二氧化碳排放之間存在線性影響關(guān)系.中國各省及長江三角洲和珠江三角洲等城市群城市化率與二氧化碳排放均呈顯著正相關(guān)(Liuetal.，2018;Baietal.

　　2019;Wangetal.，2019b;2019c).以44個撒哈拉以南非洲國家及全球170個國家為例的城市化率與二氧化碳排放關(guān)系研究得到了相同的結(jié)論(Wangetal.，2018a;Salahuddinetal.，2019).城市化率對建筑業(yè)、工業(yè)等部門的二氧化碳排放也呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)(Wangetal.，2019e).此外，城市化率對二氧化碳排放的線性影響關(guān)系存在著顯著的區(qū)域差異(Wangetal.，2018b;Wangetal.，2019d).部分學(xué)者認(rèn)為城市化率和二氧化碳排放之間存在著非線性的影響關(guān)系.城市化率和二氧化碳排放之間存在三階段動態(tài)非線性關(guān)系及閾值效應(yīng)(Martinez⁃Zarzosoetal.，2011;Caoetal.，2016;Shietal.，2018;Dongetal.，2019).

　　城市化率對不同城市群的閾值效應(yīng)存在顯著差異(Shengetal.，2019).而后，學(xué)者們逐漸提出更加豐富的指標(biāo)去衡量城市化水平，并研究其對二氧化碳排放的影響.如利用人口規(guī)模、人口年齡結(jié)構(gòu)等指標(biāo)衡量人口城市化水平，研究發(fā)現(xiàn)其對二氧化碳排放有顯著的正向影響(Yangetal.，2015;Wangetal.，2017;Zhaoetal.，2017).Xu等(2016)和Zhang等(2017)從土地城市化的適度效益、城市土地利用的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益4個方面構(gòu)建了土地城市化質(zhì)量評價(jià)體系，研究發(fā)現(xiàn)土地城市化質(zhì)量的碳減排作用.部分學(xué)者則從建成區(qū)擴(kuò)張和土地利用面積維度構(gòu)建土地城市化指標(biāo)體系，發(fā)現(xiàn)其對二氧化碳排放有顯著的正向影響(Taoetal.，2015;Xuaetal.，2016).

　　近年來，學(xué)者們嘗試構(gòu)建城市化的綜合指標(biāo)體系，研究其對二氧化碳排放的影響.Zhou等(2019)從經(jīng)濟(jì)、人口、空間和社會4個維度構(gòu)建城市化指標(biāo)體系，發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)城市化與二氧碳排放呈正相關(guān)，人口密度和城市人口比例對二氧化碳排放分別有負(fù)向和正向影響，空間城市化與二氧化碳排放呈正相關(guān)，社會城市化與二氧化碳排放呈負(fù)相關(guān).

　　Wang等(2018c)從土地、經(jīng)濟(jì)、人口和社會4個角度構(gòu)建城市化指標(biāo)體系，研究發(fā)現(xiàn)不同角度的城市化對珠江三角洲城市群二氧化碳的排放存在顯著的差異.已有文獻(xiàn)對城市化和二氧化碳排放之間的關(guān)系做出了大量的研究和貢獻(xiàn)，但仍存在一些不足.首先，新型城市化最重要的理念之一是生態(tài)文明，然而鮮少有研究將這一維度納入城市化綜合評價(jià)體系中.其次，已有對關(guān)注于新型城市化指數(shù)的計(jì)算，缺乏對新型城市化空間分布特征的關(guān)注.

　　最后，現(xiàn)有研究缺乏新型城市化各個維度對碳排放影響的區(qū)域差異和時(shí)空變化特征.基于此，本研究的創(chuàng)新貢獻(xiàn)如下：①通過加入生態(tài)城市化這一維度構(gòu)建新型城市化指標(biāo)體系，以更全面的體現(xiàn)新型城市化內(nèi)涵特征.②在新型城市化指數(shù)測算的基礎(chǔ)上，利用ArcGIS制圖可視化新型城市化及各維度城市化的空間分布特征.③利用地理加權(quán)回歸(GWR)模型更好的反映出新型城市化和碳排放之間關(guān)系隨局部地理位置變化呈現(xiàn)的區(qū)域差異.④深入研究了新型城市化及各維度城市化對碳排放影響的時(shí)空變化特征.

　　2材料與方法(Materialsandmethods)

　　2.1二氧化碳排放量計(jì)算

　　本文基于政府間氣候變化專門委員會提出的二氧化碳排放量計(jì)算公式(IPCC，2006)，選取煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣8種主要能源品種進(jìn)行測算.其中，CO2為碳排放總量，k為能源品種，E為能源消費(fèi)量，SC為標(biāo)準(zhǔn)煤折算系數(shù)，CF為碳排放系數(shù)，44/12是二氧化碳分子量.由于目前中國城市尺度的碳排放核算方法和體系并不完善，故本文采用統(tǒng)一的碳排放折算系數(shù)(李建豹等，2015;沈楊等，2020).

　　2.2新型城市化指標(biāo)體系構(gòu)建

　　傳統(tǒng)城市化的核心是人口城市化，沒有考慮城市化的質(zhì)量，在快速城市化過程中造成了資源枯竭、交通擁堵、環(huán)境惡化等一系列負(fù)面后果，而新型城市化對緩解我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中的問題具有重要意義(Wangetal.，2015).本研究對新型城市化指標(biāo)體系的設(shè)計(jì)主要考慮4個方面：

　　一是客觀性，本研究借鑒前人的思路(熊湘輝等，2018;常新鋒等，2020;徐維祥等，2020)，同時(shí)結(jié)合中國政府提出的城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、城鄉(xiāng)一體、產(chǎn)業(yè)互動、節(jié)約集約、生態(tài)宜居、和諧發(fā)展的城市化基本特征構(gòu)建新型城市化(NU)的測評維度，以期更加客觀地反映新型城市化的特征.二是全面性，指標(biāo)體系要盡可能全面反映新型城市化的各個方面.生態(tài)文明程度是城市化持續(xù)發(fā)展的保障(俞云峰，2019)，生態(tài)宜居是新型城市化的基本特征之一，生態(tài)文明建設(shè)也符合新型城市化“以人為本”的核心，因此本研究在人口城市化(PU)、經(jīng)濟(jì)城市化(EU)、社會城市化(SU)和空間城市化(SPU)的基礎(chǔ)上引入生態(tài)城市化(ECU)維度，旨在體現(xiàn)人們對生態(tài)友好的新型城市化追求.

　　其中，人口維度包含人口規(guī)模和人口結(jié)構(gòu)的變化，經(jīng)濟(jì)維度包含經(jīng)濟(jì)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)活力，社會維度主要體現(xiàn)在教育、醫(yī)療、公共交通和社會保障，空間維度涵蓋土地?cái)U(kuò)增和道路鋪設(shè)方面，生態(tài)維度考慮城市綠化和污染治理兩個方面.三是可操作性，本研究選取相對核心的維度和指標(biāo)，避免由于指標(biāo)內(nèi)容龐雜冗長造成實(shí)際操作難度的增加.四是數(shù)據(jù)可得性，在綜合考慮客觀性、全面性和可操作性的基礎(chǔ)上，基于數(shù)據(jù)的可獲得性，最終確定各維度和指標(biāo).

　　3結(jié)果與討論(Resultsanddiscussion)

　　3.1碳排放測算結(jié)果

　　中國每年各省的碳排放量及碳排放總量.從碳排放總量來看，中國從2004年的6652.37×106t增長到2016年的13132.81×106t，碳排放總量增長一倍，年均增長率8.12%.從增長速度來看，從2011年開始碳排放增長速率明顯放緩，碳減排政策實(shí)施效果顯著.從省級視角來看，各地區(qū)碳排放量差異較大，山東、河北、江蘇、內(nèi)蒙古、山西和遼寧的碳排放量較高，青海和海南的碳排放最少.

　　3.2新型城市化空間分布

　　基于熵值法計(jì)算的新型城市化各維度權(quán)重經(jīng)濟(jì)城市化維度的權(quán)重最高，在新型城市化綜合指數(shù)中占比最大，其余各維度城市化的權(quán)重差別不大.中國30個省、自治區(qū)和直轄市2016年新型城市化(NU)及人口城市化(PU)、經(jīng)濟(jì)城市化(EU)、社會城市化(SU)、空間城市化(SPU)和生態(tài)城市化(ECU)各維度指數(shù)的空間分布圖，呈現(xiàn)出明顯的空間分布特征.

　　總體來看，中國的新型城市化水平指數(shù)主要分布于0.25以下和0.25～0.5兩個區(qū)間中，只有北京的新型城市化指數(shù)位于0.75以上.東部沿海地區(qū)的新型城市化水平高于西部、西南和東北地區(qū).從各維度城市化水平的空間分布來看，各維度城市化水平的空間分布差異明顯.人口城市化方面，北京、天津和上海的人口城市化水平較高，人口城市化指數(shù)大于0.75.

　　東南沿海地區(qū)的人口城市化指數(shù)多位于0.5以上，北部和東北地區(qū)的人口城市化指數(shù)高于中西部地區(qū).經(jīng)濟(jì)城市化方面，北京和上海的經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)城市化指數(shù)高于0.75，絕大部分地區(qū)的經(jīng)濟(jì)城市化指數(shù)位于0.5以下，西部和西南地區(qū)的經(jīng)濟(jì)城市化指數(shù)最低.社會城市化方面，北京的社會城市化指數(shù)高于0.75，絕大部分省份的社會城市化指數(shù)均分布于0.5以下，中國的社會城市化水平相對較低.空間城市化方面，上海的空間城市化指數(shù)位于0.75以上，中部和東南沿海地區(qū)的空間城市化指數(shù)為0.25～0.5，部分西部和東北地區(qū)的空間城市化指數(shù)較低.生態(tài)城市化方面，陜西和寧夏的生態(tài)城市化指數(shù)最高，這與其環(huán)境污染治理投資額占比較高有很大的關(guān)系.生態(tài)城市化指數(shù)沒有表現(xiàn)出明顯的空間分布特征.

　　4結(jié)論(Conclusions)

　　1)北京的新型城市化水平最高，東部沿海地區(qū)的新型城市化水平高于西部、西南和東北地區(qū)，各維度城市化空間分布呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異.2)新型城市化對碳排放有顯著促進(jìn)作用，人口城市化、社會城市化和生態(tài)城市化對碳排放的影響存在明顯的區(qū)域差異，在不同地區(qū)分別表現(xiàn)出促進(jìn)作用和抑制作用，經(jīng)濟(jì)城市化和空間城市化對碳排放有顯著促進(jìn)作用.3)2004—2016年，人口城市化、經(jīng)濟(jì)城市化和生態(tài)城市化對碳排放的影響程度增加，社會城市化和空間城市化對碳排放的影響程度降低.各維度城市化對碳排放的影響呈現(xiàn)出明顯的時(shí)空變化特征.

　　參考文獻(xiàn)(References)：

　　BaiY，DengX，GibsonJ，etal.2019.HowdoesurbanizationaffectresidentialCO2emissions?AnanalysisonurbanagglomerationsofChina[J].

　　JournalofCleanerProduction，209：876⁃885CaoZ，WeiJ，ChenH.2016.CO2emissionsandurbanizationcorrelationinChinabasedonthresholdanalysis[J].

　　EcologicalIndicators，61(2)：193⁃201常新鋒，管鑫.2020.新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程中長三角城市群生態(tài)效率的時(shí)空演變及影響因素[J].

　　經(jīng)濟(jì)地理，40(3)：185⁃195DongF，WangY，SuB，etal.2019.TheprocessofpeakCO2emissionsindevelopedeconomies：Aperspectiveofindustrializationandurbanization[J].

　　ResourcesConservationandRecycling，141：61⁃75HeYX，JiaoZ，YangJ.2018.Comprehensiveevaluationofglobalcleanenergydevelopmentindexbasedontheimprovedentropymethod[J].

　　EcologicalIndicators，88：305⁃321IPCC.2006.IPCCThirdAssessmentReport：ClimateChange2006[M].

　　Cambridge：CambridgeUniversityPress

　　作者：馬明義1，鄭君薇1，馬濤1，2

轉(zhuǎn)載請注明來自發(fā)表學(xué)術(shù)論文網(wǎng)：http:///jjlw/27030.html