中國(guó)城市化進(jìn)程與碳排放量關(guān)系的實(shí)證研究

周 葵 戴小文

(西南財(cái)經(jīng)大學(xué)中國(guó)西部經(jīng)濟(jì)研究中心，四川成都610074)

改革開放30年來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展是以快速城市化為特征的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。伴隨城市化水平不斷提高產(chǎn)生的諸多環(huán)境問(wèn)題中，以CO2為代表的溫室氣體排放是一個(gè)受到普遍關(guān)注的問(wèn)題。同時(shí)，在當(dāng)前應(yīng)對(duì)氣候變化等國(guó)際環(huán)境問(wèn)題日益突出的背景下，作為最大發(fā)展中國(guó)家和新興市場(chǎng)國(guó)家的中國(guó)做出到2020年，將單位GDP的碳排放強(qiáng)度降低40%－45%的承諾。這一方面是作為大國(guó)對(duì)環(huán)境問(wèn)題負(fù)責(zé)的態(tài)度，另一方面也提醒我們重新審視我們的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式是否能夠適應(yīng)新形勢(shì)下可持續(xù)發(fā)展的要求。因此，研究城市化與碳排放之間的關(guān)系，有利于探索城市化發(fā)展道路與環(huán)境保護(hù)之間是否存在不可調(diào)和的矛盾，為環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展尋求一條協(xié)調(diào)發(fā)展之路;并通過(guò)對(duì)城市化進(jìn)程與碳排放量關(guān)系的定量觀察，為中國(guó)未來(lái)碳排放總量控制提供可供參考的信息。基于以上背景，本研究聚焦于中國(guó)城市化率與碳排放量之間的關(guān)系研究。首先，對(duì)已有相關(guān)研究進(jìn)行回顧;然后，利用1978－2009年間的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通過(guò)協(xié)整分析與格蘭杰因果檢驗(yàn)對(duì)全國(guó)城市化水平與碳排放量進(jìn)行定量觀察;最后，根據(jù)研究結(jié)果，提出相應(yīng)的政策建議，并對(duì)未來(lái)需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題進(jìn)行討論。

1 文獻(xiàn)綜述

目前，關(guān)于城市化率與碳排放的研究非常活躍，國(guó)內(nèi)外學(xué)者都取得了相當(dāng)數(shù)量的研究成果。這些相關(guān)研究使用的分析方法多種多樣，但都有一個(gè)共同特點(diǎn)，即沒(méi)有專門針對(duì)城市化率與碳排放量之間關(guān)系的單純因果分析，而將經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)(如GDP指標(biāo))、能源消耗、居民收入、勞動(dòng)力指標(biāo)等因素引入了研究對(duì)象中。這樣做的好處在于，可以考察到眾多因素對(duì)城市化或者碳排放的聯(lián)合影響，一定程度上較為客觀、科學(xué)地反應(yīng)了眾多自變量對(duì)因變量的真實(shí)影響。但同時(shí)也容易造成一個(gè)問(wèn)題，即研究對(duì)象增加，容易造成結(jié)果解釋力降低，從而難以判斷后續(xù)決策。另外，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在利用各國(guó)甚至全球數(shù)據(jù)，運(yùn)用不同方法進(jìn)行實(shí)證研究時(shí)也往往得出不同的結(jié)論。如Dong和Yuan［1］基于1989－2009年間的相關(guān)數(shù)據(jù)，利用Blanchard＆Quah方法對(duì)中國(guó)城市化與碳排放做出的研究表明，城市化與溫室氣體排放之間呈倒駝峰型的關(guān)系，即U型關(guān)系，這意味著目前中國(guó)城市化伴隨著能源的節(jié)約與溫室氣體排放的減少。中國(guó)的碳減排在短期實(shí)際是以降低經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度和延緩城市化進(jìn)程為代價(jià)的。與此相反，Zarzoso和 Maruoti［2］在研究了 1975－2003年發(fā)展中國(guó)家城市化對(duì)CO2排放的影響后，考慮不同國(guó)家的異質(zhì)性，最后得出的結(jié)論是城市化與CO2排放之間呈倒U型關(guān)系。Poumanyvong和Shinji［3］認(rèn)為城市化與碳排放之間的關(guān)系一定程度上受到經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和富裕程度的影響，即國(guó)家的富裕程度不同，經(jīng)濟(jì)實(shí)力不同，城市化與碳排放之間呈現(xiàn)的關(guān)系也不同。該研究選取了99個(gè)國(guó)家30年的數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)城市化對(duì)能源消耗以及CO2排放隨國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同而顯示出很大的差異:在低收入組國(guó)家中，城市化降低了能源消耗;而在中、高收入國(guó)家組中，城市化卻增加了能源消耗。Hossain［4］依據(jù)1971－2007年間，新工業(yè)化國(guó)家的時(shí)間序列數(shù)據(jù)分析了CO2排放、能源消耗、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、貿(mào)易開放程度以及城市化之間的動(dòng)態(tài)因果關(guān)系，認(rèn)為在長(zhǎng)期，所研究的各因素之間存在因果關(guān)系;但是在短期，變量之間僅存在單向的因果關(guān)系，即貿(mào)易開放程度增加引起CO2排放增加;經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)引起能源消耗增加;貿(mào)易開放程度增加引起經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng);城市化程度增高引起經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng);貿(mào)易開放度增加引起城市化率提高。可以看出，城市化與CO2排放之間在短期不存在直接的因果聯(lián)系。而在長(zhǎng)期，通過(guò)對(duì)比以能源消耗為依據(jù)的CO2排放彈性系數(shù)發(fā)現(xiàn):在新工業(yè)化國(guó)家，較高的能源消耗引起了CO2排放的增加，從而高耗能成為了CO2排放增加的罪魁禍?zhǔn)祝捎诮?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、開放的貿(mào)易以及不斷提高的城市化水平，在長(zhǎng)期看來(lái)，環(huán)境質(zhì)量會(huì)維持在一個(gè)較好的水平。

中國(guó)目前正處于城市化的上升階段。從中長(zhǎng)期來(lái)看，不論國(guó)際環(huán)境如何變化，中國(guó)經(jīng)濟(jì)仍有慣性上升的趨勢(shì)，同時(shí)面臨較為嚴(yán)重的資源、環(huán)境以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的限制。涂正革［5］根據(jù)我國(guó)30個(gè)省市地區(qū)要素資源投入、工業(yè)產(chǎn)出和污染排放數(shù)據(jù)，計(jì)算各地區(qū)環(huán)境技術(shù)效率，并對(duì)環(huán)境技術(shù)效率的差異進(jìn)行了回歸分析，認(rèn)為我國(guó)區(qū)域間環(huán)境、工業(yè)協(xié)調(diào)性極不平衡，實(shí)現(xiàn)環(huán)境與工業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展，必須進(jìn)行工業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的升級(jí)以及產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)的改革。張紅鳳等［6］以山東省為例，通過(guò)對(duì)環(huán)境規(guī)制下污染密集產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行實(shí)證分析和評(píng)價(jià)環(huán)境規(guī)制績(jī)效，認(rèn)為嚴(yán)格而系統(tǒng)的環(huán)境規(guī)制政策能夠改變環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的形狀和拐點(diǎn)位置。并指出，要想改變單位產(chǎn)出能耗高、污染排放總量高而導(dǎo)致環(huán)境規(guī)制壓力大的局面，還需要進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)配置政策的調(diào)整。此外，與中國(guó)相似的眾多發(fā)展中國(guó)家由于經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱和資源稟賦的約束，大多只能選擇以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，這又會(huì)造成嚴(yán)重的溫室氣體排放和環(huán)境污染。林伯強(qiáng)［7］通過(guò)研究中國(guó)煤炭需求的長(zhǎng)期均衡關(guān)系，認(rèn)為GDP是引導(dǎo)煤炭需求的原因，但煤炭需求不是引導(dǎo)GDP增長(zhǎng)的原因，模擬得出的政策選擇是工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。Parikh＆Shukla［8］利用發(fā)展中國(guó)家面板數(shù)據(jù)研究了城市化進(jìn)程中的能源利用問(wèn)題，并針對(duì)如何避免城市化過(guò)程中溫室氣體過(guò)量排放的問(wèn)題提出了一些建議，如通過(guò)正確的技術(shù)設(shè)計(jì)降低燃料消耗以及降低能源強(qiáng)度系數(shù)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約;設(shè)計(jì)特別的政策引導(dǎo)城市向低能源強(qiáng)度的城市發(fā)展而不是一味的限制城市規(guī)模等。牛叔文等［9］以亞太地區(qū)8個(gè)國(guó)家為考察對(duì)象，分析了1971－2005年間能耗、GDP和CO2排放的關(guān)系，認(rèn)為不同國(guó)家由于發(fā)達(dá)程度不同，碳排放基數(shù)和能源利用率存在很大差異，發(fā)達(dá)國(guó)家單位能耗和單位GDP的CO2排放較低，而發(fā)展中國(guó)家則較高;根據(jù)中國(guó)的實(shí)際情況認(rèn)為我國(guó)應(yīng)積極轉(zhuǎn)換能源結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過(guò)技術(shù)手段提升能源利用效率，促進(jìn)節(jié)能減排，以便在國(guó)際氣候談判中謀得主動(dòng)。

研究方法方面，為了表達(dá)人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響，Ehrlich P.R.和 Ehrlich A.H.［10］提出環(huán)境影響方程，認(rèn)為影響是人口、富裕程度和技術(shù)這三個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力乘積的結(jié)果。該方程簡(jiǎn)潔地闡述了環(huán)境與驅(qū)動(dòng)力之間的變化關(guān)系，因而在有關(guān)碳減排的研究中得到了廣泛應(yīng)用。日本學(xué)者Yoichi Kaya［11］提出的Kaya恒等式反映出能源結(jié)構(gòu)碳強(qiáng)度、單位GDP能源強(qiáng)度、人均國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值對(duì)CO2排放量的影響程度，對(duì)定量觀察人類經(jīng)濟(jì)與社會(huì)活動(dòng)同溫室氣體排放之間的關(guān)系有一定貢獻(xiàn)。很多國(guó)外研究對(duì)此方法也都有所應(yīng)用。Juan Antonio Duro ＆ Emilio Padilla［12］利用Theil指數(shù)分解法，證實(shí)Kaya因素中人均收入是引起不同國(guó)家人均碳排放差異的最重要因素，其次為能源消費(fèi)碳強(qiáng)度與能源強(qiáng)度。McCollum et al.［13］、Yang et al.［14］利用Kaya恒等式分析了不同國(guó)家及部門溫室氣體減排目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的可能性，并給出了相應(yīng)的政策建議。美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家G.M.Grossman ＆ A.B.Krueger［15］提出環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線，反應(yīng)出經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境污染之間存在倒U型關(guān)系，成為后來(lái)學(xué)術(shù)界分析CO2與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)關(guān)系的主要方法。但如前所述，至今許多學(xué)者得出的研究結(jié)論仍然有所不同。由于傳統(tǒng)的Granger因果檢驗(yàn)方法只關(guān)注兩個(gè)變量直接的時(shí)間先后關(guān)系，而不是通常意義上的因果關(guān)系，因此很可能得出“圣誕卡片是圣誕節(jié)的原因”這樣的結(jié)論。依據(jù)漸進(jìn)理論而來(lái)的Granger因果檢驗(yàn)，由于漸進(jìn)理論只對(duì)平穩(wěn)變量有效，因此如果遇到非平穩(wěn)變量，那么只能用兩個(gè)變量的一階差分VAR模型來(lái)進(jìn)行變量之間的Granger因果檢驗(yàn)，這樣做會(huì)導(dǎo)致用來(lái)檢驗(yàn)穩(wěn)定性零假設(shè)的單位根檢驗(yàn)對(duì)趨勢(shì)穩(wěn)定具有較低推翻錯(cuò)誤零假設(shè)的可能性。因此，Toda，H.Y.，Yamamoto，T.［16］提出的YT 因果檢驗(yàn)方法，避免了傳統(tǒng)的格蘭杰因果檢驗(yàn)所存在的問(wèn)題。Soytas et al.［17］利用YT方法，探討了多因素之間的雙向影響關(guān)系，而非單向的因果關(guān)系。Zhang和 Cheng［18］利用YT方法考察了中國(guó)的GDP、固定資產(chǎn)形成、能源消耗、碳排放量和城市化之間的關(guān)系，并認(rèn)為從長(zhǎng)期來(lái)看真實(shí)GDP增長(zhǎng)是碳排放增加的原因。

國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)中國(guó)現(xiàn)階段城市化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中的碳排放問(wèn)題，主要集中在對(duì)碳排放增長(zhǎng)的預(yù)測(cè)和影響分析上。王鋒等［19］利用對(duì)數(shù)平均Divisia指數(shù)分解法研究了1995－2007年間中國(guó)CO2排放量的11種驅(qū)動(dòng)因素，并得出結(jié)論，不同時(shí)期CO2排放量增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)因素各有不同。林伯強(qiáng)等［20］采用兩種不同方法進(jìn)行對(duì)比研究和預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)了中國(guó)CO2環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線及其拐點(diǎn)的對(duì)應(yīng)人均收入。并認(rèn)為能源強(qiáng)度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)都對(duì)CO2排放有顯著影響。陳詩(shī)一［21］構(gòu)造了中國(guó)工業(yè)38個(gè)二位數(shù)行業(yè)的投入產(chǎn)出面板數(shù)據(jù)，利用超越對(duì)數(shù)分行業(yè)生產(chǎn)函數(shù)估算了中國(guó)工業(yè)全要素生產(chǎn)率變化，并利用綠色增長(zhǎng)核算分析了能源消耗和CO2排放對(duì)中國(guó)工業(yè)增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變及可持續(xù)發(fā)展的影響。此外，由于氣候變化已經(jīng)成為全球性問(wèn)題，國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心課題組［22］利用產(chǎn)權(quán)理論和外部性理論，建立了一個(gè)界定各國(guó)歷史排放權(quán)和未來(lái)排放權(quán)的理論框架，并據(jù)此提出一個(gè)將各國(guó)“共同但有區(qū)別的責(zé)任”明晰化、將所有國(guó)家納入全球減排行動(dòng)的后京都時(shí)代解決方案。張雷等［23］分析了我國(guó)結(jié)構(gòu)節(jié)能的潛力，通過(guò)中國(guó)1952－2007年的相關(guān)數(shù)據(jù)，分時(shí)期判斷了我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。并認(rèn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)決定了能源消費(fèi)的增長(zhǎng)基本走向，第二產(chǎn)業(yè)對(duì)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)過(guò)程極大的延緩了單位GDP能耗倒U型變化的過(guò)程，而我國(guó)以煤炭為主的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)奠定了我國(guó)碳排放增長(zhǎng)的總體格局，因此得出結(jié)論，認(rèn)為未來(lái)中國(guó)20－30年，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)的改善對(duì)國(guó)家發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要。劉明磊等［24］利用非參數(shù)距離函數(shù)方法研究了能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)約束下的我國(guó)省級(jí)區(qū)域碳排放績(jī)效水平和CO2邊際減排成本，認(rèn)為邊際碳減排成本隨地區(qū)的發(fā)達(dá)程度不同而不同;一般碳強(qiáng)度較低的地區(qū)，所付出的邊際成本越高，反之亦然。并且認(rèn)為忽略能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的制約會(huì)低估碳排放績(jī)效水平。

上述研究各具特色，有的著重分析了能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)碳排放的影響，但是涉及到城市化與碳排放二者之間的關(guān)系研究卻相對(duì)缺乏。我們僅從城市化與碳排放之間關(guān)系進(jìn)行考量，排除其他因素，考察二者之間的純粹關(guān)系。嘗試分析碳排放與城市化這兩個(gè)全球關(guān)注的問(wèn)題之間短期、長(zhǎng)期的動(dòng)態(tài)關(guān)系。采用的具體方法為，利用1978－2010年城市化與碳排放量的年度時(shí)間序列，借助協(xié)整理論考察我國(guó)碳排放與城市化水平的長(zhǎng)期均衡關(guān)系，進(jìn)而利用誤差修正模型分析二者之間的短期動(dòng)態(tài)關(guān)系，并運(yùn)用Granger因果檢驗(yàn)分析二者之間的因果關(guān)系，最后獲得定量研究結(jié)果。

2 中國(guó)城市化水平與碳排放現(xiàn)狀

2.1 城市化水平測(cè)度方法的確定

城市化水平的測(cè)度按照不同標(biāo)準(zhǔn)一般有5種［25］，即人口比重法、系數(shù)調(diào)整法、農(nóng)村城鎮(zhèn)化指標(biāo)法、城鎮(zhèn)土地利用指標(biāo)法和現(xiàn)代城市化指標(biāo)法。但由于實(shí)際的操作過(guò)程和數(shù)據(jù)的獲得方面存在一定困難，因此，就目前所知的研究來(lái)看，普遍采用城市人口占總?cè)丝诒戎貋?lái)衡量城市化率。本文研究考慮到數(shù)據(jù)獲得的便利性以及與其他研究有所對(duì)比，仍選用城市人口占總?cè)丝诘谋嚷首鳛槌鞘谢实拇恚涀鱑R。以此方法，根據(jù)2010年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》［26］資料整理計(jì)算可得，我國(guó)城市化率從新中國(guó)1949年建國(guó)的10.64%到1978年的17.92%經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的30年，而從1978年的17.92%到2009年的46.59%，其增幅是新中國(guó)前30年的4倍多。結(jié)合后面的圖1中所呈現(xiàn)的具體數(shù)據(jù)和趨勢(shì)，可以看出改革開放以來(lái)，中國(guó)的城市化水平處于一個(gè)快速上升的階段。

2.2 碳排放量的測(cè)算

本文通過(guò)下式(1)顯示的公式對(duì)碳排放量進(jìn)行測(cè)算。

上式(1)中，CE代表碳排放總量，Ni代表第i類能源的消費(fèi)總量，Ni=E×Fi;E表示所有能源消費(fèi)總量，F(xiàn)i表示第i類能源消費(fèi)量占總消費(fèi)量中的比重，E和Fi的數(shù)據(jù)通過(guò)《新中國(guó)60周年統(tǒng)計(jì)資料匯編》［27］和《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》獲得，并整理為表1。δi代表第 i類能源的碳排放系數(shù)。關(guān)于碳排放系數(shù)，根據(jù)《IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》［28］中提供的基準(zhǔn)計(jì)量方法，碳排放系數(shù)由式(2)表示。

上式(2)中，δ代表碳排放系數(shù)，C代表低位發(fā)熱量，CEF代表碳排放因子，COR代表碳氧化率，CCF代表碳轉(zhuǎn)換系數(shù)。

為了統(tǒng)一計(jì)量單位，將能量單位轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)煤。因?yàn)? kg標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值是29.27 MJ，即每噸標(biāo)準(zhǔn)煤為29 270 MJ，按照《IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》中標(biāo)注的碳排放系數(shù)，原煤的碳排放系數(shù)為25.8 KgC/GJ，通過(guò)轉(zhuǎn)換，可得每噸原煤的碳排放系數(shù)為0.755 tC/t，同理可得原油的碳排放系數(shù)為0.585 tC/t，天然氣的碳排放系數(shù)為0.448 tC/t。通過(guò)計(jì)算可以得到我國(guó)1978－2009年的碳排放量，表2為基于表1獲得的計(jì)算結(jié)果。

表1 全國(guó)能源消費(fèi)總量及其構(gòu)成(1978－2009)Tab.1 Domestic energy consumption and its constituent(1978 －2009)

表2 我國(guó)城市化率與碳排放總量表(1978－2009)Tab.2 China’s urbanization rate and carbon emissions(1978－2009)

為了便于進(jìn)一步地觀察，根據(jù)表2，可以獲得1978－2009年中國(guó)城市化率與碳排放總量的關(guān)系圖，其趨勢(shì)如圖1所示。由圖可見，我國(guó)城市化率與碳排放總量依年份逐年遞增，且城市化率與碳排放總量變化方向一致，尤其在2002年以后，碳排放總量增長(zhǎng)速度激增，明顯快于城市化速度。說(shuō)明城市化與碳排放之間存在正的相關(guān)關(guān)系。

3 中國(guó)1978－2009年城市化水平與碳排放量關(guān)系的定量分析

3.1 研究方法與數(shù)據(jù)處理

本研究根據(jù)中國(guó)1978－2009年間城市化與碳排放總量的變化情況，使用協(xié)整分析和Granger因果檢驗(yàn)對(duì)二者之間的相互關(guān)系和相互影響進(jìn)行定量分析。所有數(shù)據(jù)來(lái)自《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2009》和《新中國(guó)60年統(tǒng)計(jì)資料匯編》。為了盡量避免政策等因素干擾使數(shù)據(jù)發(fā)生突變，故選取1978年以后的數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù)。本文研究變量符號(hào)如下:UR代表城市化率，CE代表碳排放總量。為了消除原始數(shù)據(jù)可能存在的異方差，對(duì)城市化水平和碳排放總量數(shù)據(jù)均做對(duì)數(shù)化處理，分別記作lnUR和lnCE。通過(guò)簡(jiǎn)單的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，城市化率與碳排放總量之間呈高度相關(guān)，二者相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.959。當(dāng)然，具體的經(jīng)濟(jì)關(guān)系還需要通過(guò)計(jì)量方法來(lái)驗(yàn)證。所用分析軟件為EViews5.1。

3.2 單位根檢驗(yàn)及協(xié)整性檢驗(yàn)

3.2.1 ADF 單位根檢驗(yàn)

在設(shè)定模型形式和對(duì)模型進(jìn)行估計(jì)之前，對(duì)lnCE和lnUR數(shù)據(jù)序列及其差分序列進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)，其差分序列分別記為△lnCE和△lnUR。二階差分序列記為△2lnC和△2lnUR。考慮到碳排放量與當(dāng)年能源消耗有關(guān)，且能源消耗依照消費(fèi)習(xí)慣存在一定滯后效應(yīng)，而城市化率指標(biāo)僅表示當(dāng)年城市人口占總?cè)丝跀?shù)量，故本研究認(rèn)為在進(jìn)行單位根檢驗(yàn)時(shí)，對(duì)碳排放指標(biāo)按照SC原則最大滯后期定義為1期;對(duì)城市化率指標(biāo)則滯后影響，在進(jìn)行單位根檢驗(yàn)時(shí)按照SC原則選擇滯后期數(shù)為0期。由圖1趨勢(shì)圖可以認(rèn)為，在進(jìn)行單位根檢驗(yàn)時(shí)需要考慮截距項(xiàng)和時(shí)間趨勢(shì)，但在進(jìn)行對(duì)數(shù)化處理以后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了平滑性處理，因此在考慮是否選擇帶截距項(xiàng)或者趨勢(shì)項(xiàng)進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)選擇不帶截距項(xiàng)和趨勢(shì)項(xiàng)。ADF(Augmented Dickey-Fuller)單位根檢驗(yàn)結(jié)果如表3顯示:lnUR與lnCE的P值很大且自身值都大于臨界值，因此接受原假設(shè)，即存在單位根，說(shuō)明該時(shí)間序列不平穩(wěn)。對(duì)lnCE進(jìn)行一階差分后再進(jìn)行ADF檢驗(yàn)，其值仍大于所有臨界值，但 P值顯示僅有18.97%的概率接受原假設(shè)，該序列仍存在單位根。一階差分后△lnUR僅在10%的水平上通過(guò)檢驗(yàn)，拒絕原假設(shè)。因此需要對(duì)lnCE和lnUR進(jìn)行二階差分，再進(jìn)行ADF檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果表明所有變量均在1%的顯著水平下滿足二階平穩(wěn)，利用PP檢驗(yàn)得出同樣結(jié)論，所有變量符合I(2)，滿足構(gòu)造協(xié)整方程的條件。表3為lnCE與lnUR序列單位根AFD檢驗(yàn)結(jié)果。

圖1 年中國(guó)城市化率與碳排放總量(1978－2009)Fig.1 China’s urbanization rate and carbon emissions(1978－2009)

3.2.2 建立協(xié)整回歸模型

以lnCE為被解釋變量、lnUR為解釋變量建立一元線性回歸模型，并對(duì)殘差進(jìn)行單位根檢驗(yàn)，其結(jié)果如表4所示。

表3 lnCE與lnUR序列單位根AFD檢驗(yàn)結(jié)果Tab.3 AFD test result for lnCE ＆ lnUR series

表4 殘差單位根檢驗(yàn)結(jié)果Tab.4 Test result for residual unit root

根據(jù)表4顯示的檢驗(yàn)結(jié)果表明，殘差序列t=－5.591在所有的顯著水平上平穩(wěn)，可以認(rèn)為碳排放總量與城市化水平存在長(zhǎng)期穩(wěn)定的均衡關(guān)系。利用OLS得到如下式(3)的估計(jì)模型。

根據(jù)顯示的結(jié)果，解釋變量lnUR通過(guò)了T檢驗(yàn)，并且擬合優(yōu)度較好。但值得注意的是DW值很小。針對(duì)樣本容量為32，k=1，在5%的顯著水平下查DW統(tǒng)計(jì)量表可知，dL=1.373，dU=1.502，顯然 DW ＜ dL，說(shuō)明模型存在自相關(guān)。利用科克倫—奧科特迭代法對(duì)原模型進(jìn)行修正，再加入2個(gè)滯后變量后，模型DW值得到改善并得到拒絕存在自相關(guān)假設(shè)的DW值。修正后模型表達(dá)式如下式(4)所示。

修正后的模型顯示，回歸方程可絕系數(shù)與修正的可絕系數(shù)都很高，回歸系數(shù)均符合經(jīng)濟(jì)意義且顯著。DW=2.206已落入拒絕方程存在自相關(guān)的區(qū)域。模型表明城市化水平與碳排放呈正相關(guān)關(guān)系，且存在城市化率每上升1%，碳排放總量就上升1.61%的水平增加。同時(shí)說(shuō)明碳排放總量除了受到當(dāng)期城市化率的影響以外，也受到前兩期的城市化率因素的影響。關(guān)于這一點(diǎn)，我們認(rèn)為可能是因?yàn)樘寂欧胖饕獊?lái)源于人口對(duì)能源的消耗，尤其是城市人口，而人口對(duì)于能源消耗有一定慣性，因此當(dāng)期碳排放可能會(huì)受到前期城市化所形成的能源消耗習(xí)慣的影響［29］。

3.2.3 Granger因果檢驗(yàn)

前面的協(xié)整檢驗(yàn)表明變量之間存在長(zhǎng)期均衡關(guān)系，但尚不能確認(rèn)變量之間是否具有因果關(guān)系，仍需要進(jìn)一步進(jìn)行檢驗(yàn)。利用Granger因果檢驗(yàn)對(duì)碳排放總量與城市化率進(jìn)行因果檢驗(yàn)，分別選取滯后期為1、2、3、4期進(jìn)行分析。檢驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

表5 碳排放量與城市化率的Granger因果檢驗(yàn)表Tab.5 Granger causality test result for carbon emissions and urbanization rate

根據(jù)表5的檢驗(yàn)結(jié)果，顯示原假設(shè)lnUR不是lnCE的格蘭杰原因，通過(guò)了F檢驗(yàn)。3期滯后所得P值均小于0.05的顯著水平，即拒絕原假設(shè)，認(rèn)為城市化是引起碳排放的格蘭杰原因。

4 結(jié)論與政策建議

通過(guò)前面的研究，本部分將獲得的研究發(fā)現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)和討論;最后，根據(jù)研究結(jié)果，提出相應(yīng)的政策建議，并對(duì)未來(lái)需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題進(jìn)行討論。

4.1 結(jié)論

本研究根據(jù)1978－2009年間的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通過(guò)協(xié)整分析與格蘭杰因果檢驗(yàn)，對(duì)中國(guó)城市化率與碳排放量之間的關(guān)系進(jìn)行了定量觀察。綜合以上分析，獲得以下結(jié)論:

(1)通過(guò)協(xié)整性分析與Ganger因果檢驗(yàn)，判斷了中國(guó)城市化率與碳排放量之間的關(guān)系。分析結(jié)果表明，在長(zhǎng)期，城市化率與碳排放之間存在驅(qū)動(dòng)關(guān)系，且城市化率的提高引起碳排放量的增加。通過(guò)模擬的變量模型可以看出，當(dāng)城市化率每增加1%，碳排放量以1.61%的比率增加，高于城市化率的增加幅度，這印證了圖1所顯示的自2002年以后，碳排放量增加速度超過(guò)城市化率的增長(zhǎng)速度。

(2)在長(zhǎng)期，如果繼續(xù)將高城市化率作為中國(guó)現(xiàn)代化標(biāo)志，“大躍進(jìn)”式地進(jìn)行城市化運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于城市化率而激增的碳排放將造成我國(guó)碳排放總量隨城市化率的逐年提高而急劇增加，有悖于我國(guó)目前大力倡導(dǎo)的建設(shè)低碳城市的目標(biāo)，阻礙可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。

(3)碳排放量除了受到當(dāng)期城市化率水平的影響，還受到來(lái)自前期城市化率水平的累積影響。關(guān)于這一點(diǎn)，我們認(rèn)為可以這樣理解，即前期城市化率水平體現(xiàn)了城市化進(jìn)程，而城市化進(jìn)程的加快勢(shì)必引起能源消耗的增加，而就目前中國(guó)以煤炭為主要能源結(jié)構(gòu)的情況來(lái)看，能源消耗的增加又與碳排放密切相關(guān)，因此前期城市化率對(duì)當(dāng)期碳排放量水平的影響通過(guò)能源消耗的慣性體現(xiàn)出來(lái)。

此外，關(guān)于在進(jìn)行統(tǒng)計(jì)量單位根檢驗(yàn)時(shí)的滯后期選擇，本研究認(rèn)為，當(dāng)期碳排放量會(huì)通過(guò)能源消費(fèi)慣性的存在造成一定程度上的滯后，但是具體滯后多少期仍不能準(zhǔn)確判斷。同時(shí)，由于樣本數(shù)據(jù)時(shí)間范圍較小，僅有32個(gè)，故將滯后期數(shù)設(shè)為滯后1期。對(duì)城市化率的單位根檢驗(yàn)不設(shè)滯后期的理由是基于該統(tǒng)計(jì)量的取得形式，本研究所使用的城市化率是城市人口數(shù)量/總?cè)丝跀?shù)量，因此，每一期的城市化率水平是獨(dú)立的，故在進(jìn)行單位根檢驗(yàn)時(shí)沒(méi)有進(jìn)行滯后項(xiàng)的操作。

4.2 主要政策建議

基于我們的研究結(jié)果，我們提出以下主要政策建議，以期推動(dòng)我國(guó)低碳城市化發(fā)展。

(1)將城市化水平作為衡量國(guó)家現(xiàn)代化與否的標(biāo)志之一，而非唯一標(biāo)準(zhǔn)。歐美國(guó)家的高城市化率源于長(zhǎng)達(dá)百年的積累，非旦夕之功。若以歐美為標(biāo)準(zhǔn)，“大躍進(jìn)”式地提高我國(guó)的城市化率，在目前沒(méi)有足夠雄厚的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和技術(shù)條件下，不僅不利于中國(guó)自身的可持續(xù)發(fā)展，也可能在世界環(huán)境保護(hù)問(wèn)題上陷于被動(dòng)局面。因此，將城市化率作為重要參考指標(biāo)，在充分發(fā)揮中國(guó)資源優(yōu)勢(shì)，將經(jīng)濟(jì)軟實(shí)力上升到一定水平之后，在能源利用效率、環(huán)境治理水平都有顯著提升以后再談城市化水平向發(fā)達(dá)國(guó)家看齊。

(2)考慮中國(guó)國(guó)情，不盲目做出碳減排承諾。出于實(shí)際國(guó)情的考慮，目前中國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)難以改變，同時(shí)由于技術(shù)上突破的困難，傳統(tǒng)能源利用效率難以在短時(shí)間內(nèi)得以提高。另外，考慮到中國(guó)近14億人口的生活耗能等實(shí)際情況，和目前中國(guó)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中遇到的實(shí)際困難，在承擔(dān)起大國(guó)環(huán)境道德責(zé)任的基礎(chǔ)上，中國(guó)不應(yīng)輕易承諾放棄自己發(fā)展的權(quán)利。畢竟中國(guó)溫室氣體減排的門檻比歐美國(guó)家更高。因此以犧牲中國(guó)經(jīng)濟(jì)利益和國(guó)民福利換取的碳減排僅在環(huán)境道德層面是無(wú)可厚非的，但是作為為了換取國(guó)際認(rèn)可而抑制人類發(fā)展精神的政治手段是不值得提倡的。

(3)在進(jìn)行我國(guó)城市化建設(shè)過(guò)程中，改變過(guò)去以煤炭為主要能源消耗的能源結(jié)構(gòu)，開拓新能源渠道，將生物能、風(fēng)能、潮汐能等新興清潔能源作為今后主要實(shí)用能源的努力方向。同時(shí)充分利用技術(shù)創(chuàng)新，提高能源利用效率，降低單位GDP和單位城市化率的碳排放水平。并通過(guò)開發(fā)低碳技術(shù)與引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)構(gòu)造低碳生活系統(tǒng)，使人與城市，城市與環(huán)境良性互動(dòng)，最終使經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、社會(huì)發(fā)展方式實(shí)現(xiàn)從高碳到低碳的轉(zhuǎn)變。

本研究聚焦于碳排放水平與城市化率之間的關(guān)系研究。當(dāng)然，影響碳排放水平的因素絕不止城市化水平一項(xiàng)，許多其他影響因素諸如工業(yè)化水平、能源消費(fèi)、對(duì)外貿(mào)易水平等在經(jīng)驗(yàn)上都會(huì)通過(guò)各種傳導(dǎo)機(jī)制影響到一國(guó)碳排放的水平。而我們?cè)噲D剔除其他影響因素單獨(dú)研究城市化水平對(duì)碳排放水平的影響，模擬得出的方程具有較好的解釋力。同時(shí)，不可否認(rèn)其他進(jìn)入常數(shù)項(xiàng)的擾動(dòng)因素也可能對(duì)碳排放水平造成影響。下一步的研究將進(jìn)一步對(duì)這些擾動(dòng)因素間的關(guān)系及其相互影響機(jī)制進(jìn)行更加深入的觀察。

(編輯:常 勇)

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