上海市人口因素對碳排放影響實證分析

摘要：本文利用上海市1997～2011年碳排放量、人口總數、城市化率、國民生產總值、恩格爾系數、第二產業總產值產值的時間序列數據，建立了多元回歸模型，對人口因素和碳排放量之間的關系做了實證研究。研究發現，常住人口數對上海地區碳排放量影響最大，城市化率和第二產業從業人員比重也有顯著的正向影響，代表人口的消費結構的恩格爾系數對碳排放具有一定的負效應，但是影響較小。研究表明上海作為國際化大都市，消費層次已經較高，消費結構的變化對碳排放的影響不明顯。最后，針對分析結果，探討了碳減排策略。

關鍵詞：上海市；碳排放；人口因素；協整理論；格蘭杰檢驗

目前，我國正處于工業化進程中，人民的生活水平不斷提高，伴隨而來的是高能耗、高污染、全球氣溫變暖和隨之而來的海平面上升等環境問題，已經嚴重危害到人類的生存，建設低碳經濟刻不容緩。上海市人口多，密度高，對資源的需求量極大，相應的碳排放量也比其他地區高。

從人口結構視角探討碳排放問題，不僅有利于正確判斷和把握碳減排壓力的人口因素，而且有助于提高碳減排政策決策的針對性和可操作性，因此研究人口因素對碳排放量的影響具有一定的理論意義和現實意義。

一、文獻綜述

關于碳排放與人口因素之間的關系，許多學者進行了大量研究。陳婧通過相關文獻梳理，發現人口規模、城市化水平、家庭小型化等因素對碳排放具有不同程度上的正效應。朱勤等通過對我國1980～2007年碳排放情況的實證研究，發現現階段我國居民消費水平和人口結構變化對碳排放的影響力已經高出人口規模變化的影響力。申笑顏采用灰色系統理論中的灰關聯分析討論了中國碳排放的各影響因素。發現人口增長對碳排放貢獻最大，另外，經濟活動中能源消費結構的合理選擇比經濟增長對碳排放的影響更為重要。劉燕娜等基于1994～2008年時間序列數據，分析了福建省的碳排放因素，發現經濟發展是福建人均碳排放的最大拉動因素，而能源結構對人均碳排放的影響相對較小。

以上關于人口因素對碳排放影響的研究偏重于國家層面的研究，而對于某個城市的研究目前還處于起步階段。本文從既有文獻出發，研究了上海市的五個變量對碳排放的影響。

二、模型設計及數據說明

根據上海地區化石燃料的消耗量測算出1997～2011年的碳排放量，從人口數量、城市化率、生產總值、恩格爾系數、第二產業產值的比重五個方面考察人口結構因素對碳排放量的影響。因此構建的理論模型為：

Y=（X1，X2，X3，X4，X5）（1）

在上式中，Y為碳排放量，X1為人口總數，X2為城市化率，X3為上海市GDP，X4為恩格爾系數，X5為第二產業的比重。

1.碳排放量的計算方法

根據《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》，本文采用自上而下的方法，即基于上海市各類能源消耗量計算二氧化碳的排放量，計算公式為：

C=∑ni=1Ei*Fi*Ki（2）

式中：C為二氧化碳排放量；Ei為第i種能源的消耗量； Fi為第i種能源的單位換算；Ki為第i種能源的碳排放系數，i=1，2，…6分別為煤，汽油，煤油，柴油，燃料油，電力。

本文選取的2007～2011年能源消耗數據來源于《中國能源統計年鑒》。各類能源單位換算采用2012年《中國能源統計年鑒》中給出的數據，具體如表1所示。各類能源的碳排放系數采用趙敏等和徐亞楠等研究中的數據，具體如表2所示。

根據上述的計算方法，得到1997～2011年上海市碳排放量，如圖1所示。從圖1可以看出，上海市碳排放量逐年遞增，從1997年的4130.79萬噸增長到2011年的8739.45萬噸，增長超過一倍。進入2000年之后，碳排放量的增長速度變大。

為避免時間序列數據具有異方差，本文將數據進行對數變換，構造的碳排放人口結構影響因素模型公式3所示：

LnY=C0+C1LnPtotal+C2LnPcity+C3LnPGDP+C4LnPlife+C5LnPind+ui（3）

式中：Y為碳排放量，Ptotal常住人口數，Pcity為城市化率，Plife為恩格爾系數，Pind為第二產業產值的比重。C0為截距項， C1-C5為各變量的系數。

三、實證研究

（一）單位根檢驗

計量經濟學理論分析是建立在數據平穩的基礎上的，將實際上不相關的非平穩變量進行回歸分析，是偽回歸。因此，必須首先考慮和檢驗變量的平穩性。本文用ADF檢驗，對每個序列進行檢驗。檢驗結果見表3。

通過表3可知，對GDP取對數后的二階差分序列DW值只有1.28，說明序列不平穩。因此需要剔除GDP這一變量。對除了GDP外的變量序列，需經過二階差分后，其ADF統計量的值都比顯著性水平為5%的臨界值小，DW值接近于2，即這些變量在5%顯著性水平下為二階單整。說明這些變量之間可能存在長期均衡關系，可以進一步做協整檢驗。因此模型調整為：

LnY=C0+C1LnPtotal+C2LnPcity+C3LnPlife+C5LnPind+ui（4）

（二）協整檢驗

協整理論認為只有兩個（或多個）同階單整的變量才可能存在長期穩定的某種關系即協整關系，通過上面的ADF檢驗，已經得出各變量都是二階單整的。對LnY、LnPtotal、LnPcity、LnPlife、LnPind采用最小二乘法進行回歸，結果如下：

LnY=-3.278+1.143LnPtotal+0.7783LnPcity-0.3804LnPlife+0.354Pind（5）

（-2.37）（5.95） （2.36） （-4.27） （2.1）

R2=0.996；SE=0.019；F=651.61；DW=2.54

從上面的結果可以看出，擬合優度為0.996，t統計量的絕對值都大于2，且DW值接近于2，F統計量也通過了檢驗，說明變量之間關系顯著。下面對模型的參差序列進行單位根檢驗，檢驗結果如表4所示：

殘差序列單位根檢驗顯示：u在經過一次差分后在1%顯著性水平下平穩。故變量LnY、LnPtotal、LnPcity、LnPlife、LnPind之間存在長期平穩關系。

（三）格蘭杰因果檢驗

格蘭杰定理表明：存在協整關系的變量至少存在一個方向上的格蘭杰因果關系。格蘭杰因果檢驗不是檢驗邏輯上的因果關系，而是看變量之間的先后順序，是否存在一個變量的前期信息會影響到另一個變量的當期。檢驗結果如表5所示。

從表5的檢驗結果可以看出，在5%水平下，LnY是LnPcity的原因，LnPlife是LnY的原因。LnPtotal和LnY、LnY和LnPind不是互為因果關系。

格蘭杰因果關系檢驗的結論只是統計意義上的因果性，而不一定是真正的因果關系。雖然可以作為真正的因果關系的一種支持，但不能作為肯定或否定因果關系的最終根據。

（四）回歸結果與分析

1.從回歸結果來看，對碳排放影響最大的因素是常住人口數。人口越多，碳排放量越大。首先，常住人口增加能顯著提高城市交通客運量，從而增加了化石燃料的需求，提高了碳排放。其次，人口增加使得食物，生活用品的需求量增加，這也增加了碳排放量。

2.城市化率對碳排放的影響僅次于常住人口數。城市化率的提高影響著人民的消費，使得人民對于生活品質的追求越來越高，從而對高碳產品的需求增加。另外，隨著城市化進程的推進，生活、建筑等配套設施在不斷完善，也大大增加了碳排放量。

3.恩格爾系數反映了食物支出金額在總支出金額中所占的比重，回歸結果中，碳排放量與恩格爾系數之間的關系為負值，與模型假定相違背。上海是長三角地區經濟最發達的地區，人民的生活及收入水平一直處于全國領先地位，恩格爾系數一直低于全國平均水平，所以恩格爾系數的進一步下降并不足以說明人們的生活結構的較大變化，所以對碳排放量的影響不明顯。

4.第二產業比重反映了一個地區工業化程度，工業的碳排放量一直是碳排放的重要組成部分。工業化程度越高，碳排放量越大。所以在城市化建設中，需要注重優化產業結構，加強工業技術創新、提升勞動者素質，從而可以讓更多的人口投入其他低碳的產業中。

四、結論與啟示

本文通過人口因素研究了上海市碳排放量影響因素，發現人口總量因素對碳排放有顯著影響。上海市的常住人口從2000年到2011年，增加了738.86萬人。約占全國人口增加數的十分之一，說明上海作為國際化大都市，吸引了大量的外來人口，顯著提高了上海市的碳排放量。另外，人口結構也顯現出對碳排放的影響。通過人口結構對碳排放量影響的實證分析可以得出：隨著上海市城市化和工業化進程的加快，城市化率、二次產業比重與伴隨的從業人員比重會給減排帶來壓力。因此，在制定減排政策市需要著重考慮以下幾個問題：

首先，由于上海市的國際化地位，更多的就業機會，更完善的生活配套設施，將會繼續吸引大量人員進入城市，同時工業比重也較高，將成為發展低碳經濟不可避免的制約。所以要從優化產業結構著手，減少第二產業對碳排放的貢獻，增加科技創新，使用更加低碳環保的工業技術。其次，隨著城市化進程的繼續，居民的消費生活水平將進一步提高，對生產、生活的物質需求日益增加，需要對于居民的生活、消費習慣要進行宣傳、引導，提倡低碳出行方式，避免鋪張浪費等。另外，制定相關法律，限制高能耗，高碳排放的生產企業。總之，在制定減排相關政策時，需要著重考慮人口總量因素和人口結構因素，在減排建議中，應積極推廣有利于可持續發展的人口結構和產業結構，從而有效降低碳排放。

參考文獻：

[1]陳婧.人口因素對碳排放的影響[J].西北人口，2011（02）.

[2]朱勤.人口與消費對碳排放影響的分析模型與實證[J].中國人口，2010（02）.

[3]申笑顏.中國碳排放影響因素的分析與預測[J].統計與決策，2010（19）.

[4]劉燕娜，洪燕真，余建輝.福建省碳排放的因素分解實證研究[J].技術經濟，2010（08）.

[5]李楠，邵凱，王前進.中國人口結構對碳排放量影響研究[J].中國人口，2011（06）.

[6]李子奈，潘文卿.計量經濟學（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2010.

[7]高鐵梅.計量分析方法與建模（第二版）[M].北京：清華大學出版社，2009.

（作者單位：郭亞東，上海大學管理學院；張燁培，上海理工大學管理學院）