城鎮化進程對水環境污染的影響及區域差異分析

申文靜

摘要：文章選取中國100個地級市和直轄市2002-2013年數據，分別考察土地城鎮化與人口城鎮化兩個方面與水環境污染的關系，并進行區域差異分析。研究發現，人口城鎮化對水環境污染影響具有微小的正效應，土地城鎮化對水環境污染影響呈現N型曲線的特征，環境污染水平隨著城市規模的擴大呈現出“升高—弱化—繼續升高”的發展趨勢。在區域差異方面，不同的人均GDP水平與第二產業發展水平的城市，其城鎮化發展對水環境壓力影響的方向和程度表現不同。?

Abstract： This paper selects the data of 100 prefecture-level cities and municipalities in China from 2002 to 2013， and investigates the relationship between land urbanization and population urbanization and water environment pollution， and conducts regional difference analysis. The study found that population urbanization had a slight positive effect on water environmental pollution， and land urbanization had an N-shaped curve on water environmental pollution. The level of environmental pollution showed a development trend of "increase -- weaken -- continue to increase" with the expansion of urban scale. In terms of regional differences， cities with different levels of per capita GDP and secondary industry development have different directions and degrees of impacts of urbanization development on water environment pressure.

關鍵詞：城鎮化;回歸模型;水環境污染;區域差異

Key words： urbanization;regression model;water pollution;regional difference

中圖分類號：X52 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）20-0287-04

0 ?引言

城鎮化進程不斷加快的直接原因是地方政府越來越重視城鎮化對地區經濟的拉動作用，一方面，城鎮化不僅可以提升地區經濟總量，使經濟發展模式發生質的轉變 [1]，另一方面可以降低統計上的城鄉收入差距[2]，因此各地政府都在不遺余力的推動城鎮化。

城鎮化進程可以從兩個方面來衡量：一是非農業人口占總人口比，以及該地區產業結構升級帶來的經濟發展模式的轉變;第二是城鎮面積總量，面積的擴張直觀顯示城鎮化程度，因此地方政府往往忽略了城鎮化的初衷，為了政績效果一味擴展城鎮面積，導致產業結構與城市發展不匹配，技術水平落后，污染加重。

1 ?文獻綜述

隨著居民生活質量的提高，越來越多人開始注重生活質量，城鎮化與環境質量的關系也開始被人們深入研究。

一方面很多學者從不同的角度出發來討論城鎮化對環境污染的影響。丁翠翠[3]等以環境庫茲涅茨曲線（EKC）為基礎，對中國省級面板數據進行分析，發現城鎮化正向顯著加速環境污染水平，但在不同地區影響表現出差異性。還有學者從空間布局特征考慮城鎮化對環境污染的影響。章恒全[4]等將中國分為東、中、西部分別分析其城鎮化進程與環境污染的關系，結果顯示具有明顯的區域性差異;張燕[5]等從中國城鎮化水平的空間布局角度以及動態變遷方面分析城鎮化對環境污染的影響效應，結果發現省際之間城鎮化水平存在顯著的空間集聚效應，并且城鎮化水平的提升有助于緩解環境污染的壓力。

另一方面，許多學者開始對城鎮化與環境之間的相關關系進行研究。比如Grossman和Krueger[6]分析發現城市經濟水平與生態環境兩者呈現U型曲線關系;進一步的，羅能生[7]等通過實證研究發現，兩者不僅呈現U型曲線關系，還是非對稱U型關系[8]從生態、農業以及土地利用等方面，發現城市化與生態環境呈現簡單的負相關關系。熊升銀[9]從對工業污染治理投資角度分析環境治理情況對中國的城鎮化率的影響，結果發現生態環境質量的治理與改善對城鎮化進程具有反作用;黃金川[10]等采用數理方法研究了城市化與生態環境兩者的交互耦合作用，深入解析了相互影響的內在機理。

總的來說，已有研究在以下三個方面有待深入：一方面是從多角度考慮城鎮化水平。城鎮化不僅僅是農村人口在城鎮聚集的簡單過程，與此同時的還有城鎮建成區的增加和聚集。且在城鎮化發展的過程中人口的聚集和土地規?；瘜τ诃h境污染的影響是有差異的，因此從人口城鎮化與土地城鎮化兩個方面來分別衡量城鎮化發展水平是有必要的;另一方面是現有研究多以省級或全國為研究對象，而城市是區域發展的重要基礎，研究城市化進程更有必要以其基本單元為落腳點來展開，因此本文擬著眼于中國地級市的城鎮化建設和水環境保護的協調發展研究。另外，城鎮化水平與環境污染之間相互關系的區域差異探討中可以進一步明確區域劃分的理由。傳統的區域差異大多以地域劃分為中、東、西，然而對于具體指標如人均GDP、工業發展水平等具體的指標因素等的考慮不多，明確區域劃分依據，以地區經濟發展程度為劃分指標，可以更好地指導不同城市解決在其城鎮化發展中所導致的環境問題。

2 ?模型構建

2.1 理論模型構建

城鎮化進程伴隨著人口活動、產業結構、管理政策等的巨大改變，因此會對環境造成非常大的影響。基于環境經濟學理論，中國城鎮化可能從三個方面影響環境質量。

第一，從人口密度和人類社會行為的角度認為，城鎮化進程對環境污染具有正效應。城鎮化演進過程中，農村人口轉變為非農村人口，城市人口增加從而拉動消費增長，在一定程度上促進經濟繁榮，但人口密集度增大，地區自我調節能力不足，消耗資源的總量增加，從而表現出城鎮化進程的加快導致地區環境污染的加重。通常情況下，環境具有一定的自身凈化能力，然而人口不斷的涌入，城市生態環境面臨的壓力會隨著人口集聚而增加，城市人口一旦超過該城市的環境承載能力，必然會對城市生態環境帶來破壞性影響。

第二，從城市面積擴張的角度來看，城鎮化進程加快使得原有的用地屬性發生改變，農業用地、生態用地轉而變為基礎設施用地或工業化用地，一方面增加了污染源，另一方面降低了環境容量，也就是削弱了環境自身凈化能力，兩者共同作用導致污染形式惡化。

第三，從環境管制的角度來看，城鎮化進程會降低環境污染。環境管制是政府調控環境的重要手段，城鎮化提高，居民生活要求變高，會增加集體向政府表達提高生活環境質量的訴求，降低意愿表達的成本，這會在一定程度上對環境保護起到促進作用。同時，隨著城鎮化水平的提高，基礎設施逐漸完善，污染處理成本降低，規模效應顯現，從而降低環境污染水平。

2.2 回歸計量模型

國內文獻認為，城鎮化表現為人口由農村向城市集中的過程，它表現為兩個方面的內容，土地城鎮化和人口城鎮化。有文獻研究指出，經濟發展水平、產業結構和技術水平均會對環境質量產生一定的影響。因此除引入城鎮化水平的主要指標，本文考慮加入經濟活動規模、產業結構及技術水平三個解釋變量，引入二次、三次函數形式，試圖通過建立基于面板數據分析的回歸模型來量化城鎮化發展水平與水環境壓力之間的關系。建立的回歸模型為：

其中，Enit表示第i市市轄區第t年的水環境壓力指標，Pgdpit指第i市市轄區第t年的人均實際GDP，以此衡量經濟發展水平;ISit表示第i地級市市轄區t年第二產業增加值占GDP的比重，以此衡量該地的產業結構;PEnergyit度量i地級市市轄區t年的單位GDP的電耗，以此衡量城市發展的技術水平;Urbanit度量i地級市市轄區t年的城市化水平，本文中分別使用建成區面積占比PArea及城鎮就業人員占比Ppeo兩個指標分別衡量該地的土地城鎮化水平及人口城鎮化水平，ci表示不可觀測的地級市的特質，uit是隨機擾動項，假設與解釋變量無關。

3 ?實證檢驗

3.1 變量設計與數據來源

3.1.1 變量設計

被解釋變量：水環境污染水平，基于數據的合理性和可得性，本文選取人均COD排放量（計算總排放量時包括工業排放量和生活排放量）表征環境污染水平，記為PCOD，指標數值越大，表示環境污染水平越高。

核心變量：城鎮化率，本文分別從人口與土地兩種城鎮化表示方法出發研究與被解釋變量的關系。人口城鎮化率[12]又可以以就業人口與總人口兩種方法表示，即城鎮就業人口占總就業的比重和城鎮人口占總人口比重兩種。基于數據的可取性，本文選用第一種方法。

3.1.2 數據來源及描述統計

本文數據主要來源于《中國城市統計年鑒》（2003-2014）、《中國區域經濟發展統計年鑒》（2003-2014）、《城鄉建設統計年鑒》（2003-2014）和《中國環境統計年鑒》（2003-2014）四個統計年鑒。其中剔除了環境指標、人均GDP和其他主要解釋變量缺乏的觀測值，以便得到平衡的面板數據。最終我們得到100個地級城市的1200個觀測值。如表1所示。

3.2 城鎮化水平對水環境污染水平的影響分析

在進行面板數據回歸分析時，需要通過進行Hausman檢驗，對隨機效應模型和固定效應模型進行選擇，結果在1%的顯著性水平下，均拒絕了運用隨機效應模型的原假設，選擇了固定效應模型。本文考慮加入核心變量的二次項、三次項進行面板回歸，最終結果如表2所示。在以人口城鎮化與土地城鎮化分別為核心變量時，回歸結果大不一樣。人口城鎮化為核心變量時，僅一次項參與回歸時系數99%顯著。而土地城鎮化為核心變量時，一次項、二次項、三次項同時進行回歸分析時系數均達到99%水平顯著。因此，表2中回歸結果1和回歸結果5可信度較高。

回歸結果1與回歸結果5分別是以建成區面積占比與城鎮就業人員占比作為城鎮化指標的回歸結果。從單一的城鎮化對環境污染的影響的面板回歸結果來看，以建成區面積作為城鎮化指標，土地城鎮化水平的一次項系數為正值（0.21），二次項系數為負值（-1.93），三次項系數為正值（3.53）。這表明土地城鎮化對城市水環境污染水平的影響呈現倒N型曲線的特征，水環境隨著城市規模的擴大呈現出“惡化—提升—繼續惡化”的發展趨勢。而當以城市人口占比作為城市化指標時，城市人口占比每增漲一個百分點，人均COD排放量則降低0.01噸左右，可見人口城鎮化對水環境有促進的作用。用建成區面積占比與城鎮就業人員占比兩個指標來衡量城鎮化水平，得到的城鎮化的發展對環境造成的影響規律不一樣。章泉（2009）[13]等在土地城鎮化對城市環境的影響研究中同樣發現以城鎮人口占總人口比重為指標的城市化定義對環境質量具有正效應，而以建成區面積為指標的中國城市化進程的加快會對環境質量具有顯著的負面影響。之所以二者對水環境的影響存在差異，可能是由于土地城鎮化主要反映中國城市化進程的空間擴張特點，而由于地方政府之間相互競爭下陷入“冒進式”發展的態勢，中國城鎮化的空間擴張更多的是以污染產業轉移的目的來進行的，并未帶來產業結構隨之的合理轉型。因此建成區面積占比的增加會導致水環境壓力的增加，繼而由于相對強化的規模效應而稍稍弱化水環境壓力，但如果繼續以這種不合理的土地城鎮化發展，最終只會導致環境進一步惡化。而人口城鎮化則不一樣，城鎮就業人員占比增加表示有更多的人從事非農的工作，而隨著科技的發展，高污染產業的機械化發展使得城鎮就業人員更多的傾向于第三產業，因此人口城鎮化的發展不一定會帶來水環境的負面影響。

在影響城市生態效率的控制因素中，以人均GDP代表的富裕程度與水環境污染水平呈正相關，即在其它條件一定情況下，隨著人均GDP的提高，水環境污染水平加重，城市的環境質量下降，這說明隨著城市生活水平變高，人均消費水平越高，從而人均COD排量越高;以第二產業占GDP比重所代表的產業結構與水環境污染水平之間呈負相關，說明隨著以加工制造業為主的第二產業比例越大，水環境污染水平有所降低，這說明第二產業的集聚效應明顯;單位國內生產總值電耗與水環境污染水平正相關，由于單位GDP電耗越大，代表單位GDP的能源投入量越高，經濟發展對能源的依賴程度越高，資源消耗以及污染物排放越多。（表2）

3.3 基于解釋變量門檻效應內生性分類的區域差異分析

由于中國城市在區位、稟賦、政策等發展條件上存在很大差異，城市規模對生態效率的影響可能不同，傳統分類常常按照東部、中部、東北和西部四個區域劃分。但本文中，為了明確區域的差異性，基于STATA的門檻效應對這100個城市12年的數據進行分類分析，通過軟件計算，最終證明使用人均GDP和第二產業比重作為門檻變量時，確實存在明顯的門檻效應。因此本文按照人均GDP、工業發展水平兩類指標，分別進行門檻分析。分析結果如表3所示。

如表3所示，基于人均GDP分類進行區域差異分析時，反應城鎮化率的核心變量不同，所得的門檻值與回歸結果也不同。

當以建成區面積占比作為城鎮化率核心變量時，當人均GDP在區間[0.3808，2.1922]內時，建成區面積占比每上升一個單位，人均COD排放量上升0.1488個單位;當人均GDP在區間[2.1922，46.78]內時，建成區面積占比每上升一個單位，人均COD排放量上升0.0040個單位。這表明，當城市的經濟水平低于某一水平時，隨著城鎮化的發展，城市的水環境壓力呈明顯上升的趨勢，而當其經濟水瓶超過一定水平后，城市的水環境壓力卻隨土地城鎮化的發展呈平緩的上升趨勢。

當以城鎮就業人員占比作為城鎮化率核心變量時，當人均GDP在區間[0.3808，4.3132]內時，城鎮就業人員占比每上升一個單位，人均COD排放量下降0.0087個單位;當人均GDP在區間[4.3132，46.78]內時，建成區面積占比每上升一個單位，人均COD排放量下降0.0142個單位。這表明，當城市的經濟水平低于某一水平時，隨著城鎮化的發展，城市的水環境壓力呈緩慢下降的趨勢，而當其經濟水平超過一定值后，城市的水環境壓力卻隨城鎮化的發展呈明顯下降趨勢。

而以第二產業增加值占比作為門檻變量進行區域差異分析時，僅建成區面積作為核心變量回歸分析時存在門檻效應。當IS在區間[0.2232，0.4665]時，建成區面積增加一個單位，人均COD排放量增加0.06個單位，而當IS在區間[0.4665，0.9079]時，建成區面積增加一個單位，人均COD排放量減少0.06個單位。這說明當第二產業發展到一定的階段后，土地城鎮化的發展對水環境有明顯的積極作用。這可能是由于第二產業發展到一定階段后，由于科技水平的增加以及其規模效應，第二產業的單位產值的污染排放量反而會大幅度降低，從而隨著第二產業的空間擴張，水環境壓力反而會減小。

4 ?結論與政策建議

本文運用我國100個城市的2002-2013年的面板數據，分別分析人口城鎮化與土地城鎮化對水環境的影響，并基于門檻效應分析不同人均經濟發展水平和第二產業發展水平下的城鎮化水環境影響的區域差異。

結果顯示：①以建成區面積占比與城鎮就業人員占比兩個不同角度衡量的城鎮化水平對水環境的影響不同。人口城鎮化對水環境具有顯著的促進作用。而土地城鎮化水平對城水環境污染的影響呈現倒N型曲線的特征，水環境質量隨著城市規模的擴大呈現出“惡化—提升—繼續惡化”的發展趨勢。

②不同的人均GDP水平與第二產業發展水平的城市，其城鎮化發展對水環境壓力的影響的方向和程度不一樣。城市的水環境污染隨土地城鎮化的發展其惡化趨勢逐漸平緩，但卻隨人口城鎮化的發展其好轉趨勢愈加明顯。當第二產業發展到一定的階段前，土地城鎮化對水環境有明顯的消極作用。而第二產業發展到一定階段后，由于科技水平的增加以及其規模效應，第二產業的單位產值的污染排放量反而會大幅度降低。水環境壓力隨著第二產業的空間擴張逐漸減小。

從以上結論，引出如下討論及建議。

①中國城鎮化發展由于地方政府相互競爭已經陷入“冒進式”發展的模式，違反了城鎮化是解決城鄉二元結構的初衷。因此，要努力促進產業結構調整轉型，引進高新技術產業，大力發展環保產業，在適度減少工業比重、提高第三產業比重的同時，要立足于各地經濟的實際發展狀況，而不能盲目發展第三產業，保證產業結構的合理化。

②城鎮化中的產業集中發展往往是以犧牲大量的資源和環境為代價，而土地城鎮化對水環境污染有非常顯著的影響，尤其是對于依賴第二產業帶動經濟在發展到一定水平前的城市地區，但同時又不能因為環境的約束而放棄發展城鎮化。因此，要集約利用土地，地方政府不能過度依賴“土地財政”，要科學制定城鎮發展規劃，明確限定城鎮邊界，適度擴張城鎮空間。同時要合理規劃人口布局，人口規模的擴張要與空間擴張相匹配，避免因單位增量的土地配置人口數減少而導致土地資源利用效率低下。

③當城鎮化進一步推進，土地和人口規模達到一定的程度將導致資源過度利用，環境污染加劇，而超過了區域的環境承載力時，區域環境質量會開始呈現不可逆轉的下降趨勢。各城市應當及時轉換發展戰略，調整產業結構，支持綠色產業，推廣低碳技術，減小城鎮化對環境造成的影響。

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