河北省城镇化与大气环境污染相关性研究

蒋春艳， 张 振， 王晓奕

(1.石家庄铁道大学 经济管理学院，河北 石家庄 050043；2.河北经贸大学 学生处，河北 石家庄 050061；3. 河北省发改委，河北 石家庄 050000)

随着工业化和城镇化的快速发展，城市已成为资源短缺、环境污染、生态破坏等问题迭出的地区。2000—2012年河北省的城镇化进程步入快车道，城镇人口的急剧增加，在带动经济增长的同时，也面临环境承载能力的约束和限制，典型表现为严重的大气环境污染，城镇化发展与环境之间的矛盾已成为学者们关注的焦点。

一、河北省城镇化与大气污染现状

人口规模大、资源匮乏、毗邻京津等区域特点决定了河北省经济发展必须走城镇化和工业化之路，通过人口的区域空间集聚带来的规模经济和范围经济，提高劳动生产率，带动经济增长和技术创新。统计数据显示，从2000—2012年河北省的城镇化率从26.33%提高到46.8%，城镇化建设步伐大大加快(见图1)，城镇人口数量从1 741万人增加到3 410.55万人，形成了两大区域中心城市石家庄和唐山，带动了周边城市人均收入水平的不断提高。

图1 河北省各地区城镇化率

从河北省环境公报来看，2012年和2013年全省设区市空气质量综合指数从大(劣)到小(良)排名比较靠前的有邢台、石家庄、邯郸、唐山、保定，而张家口、承德、秦皇岛3市的环境状况相对较好。目前，全省主要大气污染物有SO2、可吸入颗粒物和NOx。2013年二氧化硫全省年均浓度为74 μg/m3，对照国家年均值二级标准60 μg/m3，超标0.2倍。年均值最高为唐山市，114 μg/m3，超标0.9倍。二氧化氮全省年均浓度为51 μg/m3，对照国家年均值二级标准40 μg/m3，超标0.3倍。年均值达标的有张家口、承德和沧州等3市，其余8市均超标，最高为邢台、石家庄和唐山市，均为69 μg/m3，超标0.7倍。从目前的大气环境污染情况来看，重污染地区如石家庄、唐山等的城镇化发展水平普遍较高。

二、理论分析

关于城镇化与大气环境污染之间的研究，国外学者主要集中在环境库兹涅茨曲线上。Grossman Krueger(1991) ,Shafik(1992)和Panayotou(1993)先后致力于研究环境质量与人均收入水平之间关系的倒U 型曲线，从经济结构、市场机制、收入需求弹性、科技水平、国际贸易和政府政策等视角对EKC形成的动因进行了研究。

国内很多学者从定性和定量两方面展开了研究。定性分析把研究重点放在城镇化过程对环境的负面影响：水资源短缺、大气污染等方面；定量研究通过建立计量模型研究污染排放与城镇化率之间的数量关系，涵盖了三个方面：

(1)探讨城镇化与环境压力之间因果关系。张子龙等研究宁夏城市化与经济增长和环境压力互动关系，利用协整和格兰杰因果检验方法，指出宁夏城市化与经济增长之间无因果关系，与环境压力之间存在单向因果关系，城市化对环境压力的增大具有显著的正向效应[1]。

(2)探讨城镇化率、经济增长等变量对环境污染的影响。如王会等基于投入产出角度研究了中国城镇化对环境污染排放的影响[2]，杜江等根据环境库兹涅茨曲线利用我国30个省的面板数据研究6类环境污染指标同城市化水平和控制变量之间关系，指出产业结构变动是造成环境污染重要因素，快速的经济增长将导致更严重的环境污染[3]。

(3)探讨资源环境约束下城镇化的适度进程测度。如刘耀彬以江西和江苏省为例，在考虑资源约束水平和环境承载力阈值的条件下测算出适宜的城市化水平和速度[4]。

从前人研究成果来看，无论是定性还是定量研究都肯定了城镇化对大气环境的影响，但是各地区的城镇化和经济发展水平不一，很难得出统一的、有意义的关于城镇化对大气环境污染影响的量化结果。就选用的模型而言，多数研究倾向于选择环境库兹涅茨曲线来做定量研究，但是环境库兹涅茨曲线本质是研究经济发展对生态环境的单向影响，真实的经济增长与环境是互动的大系统，即经济增长会影响环境质量，环境恶化反过来也会影响经济增长，而且把经济增长作为影响环境的唯一要素，有失偏颇[5]。本研究拟在前人研究成果的基础上，首先探讨城镇化与经济增长和环境污染之间的因果关系，然后再分析他们之间的数量影响。

三、实证分析

结合1985—2010年河北省的时间序列数据，利用Eviews6.0对河北省城镇化与大气污染关系进行格兰杰因果关系分析。考虑数据的可获得性和前人研究成果，城镇化指标利用城镇人口总量czrk，而大气污染选择的是工业废气排放总量fqpfl。本文数据主要来自历年河北经济年鉴、中国能源统计年鉴和中国统计年鉴，为了保证结果的准确性，消除异方差，对数据取对数lnczrk 和lnfqpfl。

(一)单位根检验

格兰杰因果检验主要用来分析变量之间的相互影响，一般只能在平稳变量或存在协整关系的非平稳变量之间进行，因此，需要对时间序列数据做单位根检验ADF，避免伪回归，检验结果见表1。从表1中不难看出，工业废气排放量和城镇化是一阶单整的，符合格兰杰因果检验和协整分析的前提。

(二)格兰杰因果检验

利用Eviews6.0软件可直接计算出格兰杰因果检测结果数据，见表2。对于假设城镇人口数量变动不是工业废气排放量增加的格兰杰原因，在5%的显著性水平下，由于伴随概率是0.001，可以拒绝原假设，因此，从一阶滞后的情况来看，城镇人口的增加是工业废气排放量增加的格兰杰原因。对于假设工业废气排放量不是城镇人口增加的格兰杰原因，在5%的显著性水平下，由于伴随概率是0.134，未通过检验，不可以拒绝原假设，即工业废气排放量不是城镇化率的格兰杰原因，两者存在单向的因果关系，即就目前河北省城镇化的进程而言，还未出现因为大气环境污染的日益恶劣而导致城镇人口减少的现象，大气环境的恶化目前还未成为阻碍河北省城镇化发展的重要因素。

表1 ADF检验结果数据

注:检验类型中c代表常数项,t代表趋势,n代表滞后阶数。

表2 格兰杰因果检验数据

表3 给出了取1～4阶滞后的检验结果。从检验模型随机干扰项1阶序列相关的拉格朗日乘数检验看，以lnfqpfl为被解释变量的LM(1)=1.258 8,对应的伴随概率p=0.261 8，表明在5%的显著性水平下，该检验模型不存在序列相关性。以lnczrk为被解释变量的LM(1)=0.472 5，对应的伴随概率为0.491 8，同样大于5%，因此该模型也不存在序列相关性。从1、2、3、4阶滞后结果来看，针对假设lnfqpfl不是lnczrk的格兰杰原因，检验模型都不拒绝原假设，针对lnczrk不是lnfqpfl的格兰杰原因，检验模型都拒绝原假设，且除二阶外都不存在序列相关，根据赤池信息原则，可得出结论：在5%的显著性水平下，lnczrk是lnfqpfl的格兰杰原因。

表3 lnczrk与lnfqpfl的格兰杰因果关系检验(滞后1～4阶)

(三)协整分析

根据上述格兰杰因果检验结论，以工业废气排放量lnfqpfl为被解释变量，城镇人口lnczrk为解释变量,用OLS回归方法估计回归模型,结果为:

lnfqpfl=-2.982 2+1.69lnczrk+ε

(1)

t=(-5.405 4)(22.34)

R2=0.95LM(1)=1.23LM(2)=2.07

LM检验的结果表明，在5%的显著性水平下，由于LM(1)和LM(2)的伴随概率分别为0.268 2和0.355 7，说明模型不存在序列相关。该模型说明，城镇人口与工业废气排放量之间存在同方向变动的关系，城镇人口变动对工业废气排放的弹性为1.69。

利用Eviews6.0检验残差序列et的平稳性，结果显示：在5%的显著性水平下，t检验统计量值为-3.842 6，小于相应的临界值-1.955 2，从而拒绝原假设，表明残差序列不存在单位根，是平稳序列，说明城镇人口的变动和工业废气排放量之间存在协整关系，即长期均衡关系，但是短期可能存在失衡，建立误差修正模型，把协整回归中的误差项et作为均衡误差，将河北省工业废气排放量的短期分析与长期变化联系起来：

Δlnfqpflt=aΔlnczrk+βΔlnfqpflt-1+γet-1

(2)

利用Eviews6.0估计回归模型，误差修正模型的回归结果为：

Δlnfqpflt=0.577 8Δlnczrk+0.310 5

Δlnfqpflt-1-0.5509et-1

(3)

t= (2.874) (2.122) (-3.821 0)

R2=0.237 6DW=2.19LM(1)=0

LM(2)=0

由协整回归可以得到lnfqpfl和lnczrk长期弹性为1.69,短期弹性为0.577 8。模型估计结果表明，河北省工业废气的排放量不仅取决于城镇人口的变化，还取决于上一期工业废气排放量对均衡水平的偏离，误差项et-1估计的系数为-0.550 9，体现了对偏离的修正。

四、模型结论的解释

(一)原因分析

从实证分析结果来看，城镇化的快速发展带来了城镇人口的不断增长，加剧了河北省的大气环境污染，究其原因主要有：

1.大城市人口过度集中

作为区域中心城市，石家庄、唐山城市实力不断提升，非农产业聚集效应增强，带动了城镇人口和就业人员的不断扩大。根据环境经济理论中的污染物排放函数理论，污染物的排放量会随着商品的不断生产而增加，而根据生产函数，决定产量的是生产过程中所投入的要素数量。伴随着大量农村人口进入城镇，劳动供给量增加，带动了区域经济快速增长，但是自然环境对人类社会发展的承载能力是有限的，城镇人口的增加必然要求社会提供粮食、住宿、能源、交通、水、电、教育、商品等一系列生活条件，会大量消耗各种资源。所以，区域中心城市城镇人口急速增长的结果，将可能超过环境容量所许可的范围，造成严重的环境污染。

2.区域主导产业偏重偏煤

就目前河北省城镇化的发展阶段而言，其主要动力是工业化[6]。从河北省环境状况公报看，河北省SO2和烟尘的排放主要来自于工业，工业SO2的排放量占SO2排放总量的80%以上，2010年达到93%;工业烟尘的排放量占烟尘排放的比重2002—2005年保持在73%以上，2006—2009年出现了急剧的下降，最低达到23%，2010年又上升为64%。究其原因，主要是目前河北省工业结构偏重，2012年规模以上工业总产值中27%来自黑色金属冶炼和压延加工业，黑色金属矿采选、石油加工、炼焦和核燃料加工业、化工、电力和热力生产供应业等“两高”行业集中。另外，京津冀经济圈的规划和建设使比邻京津的唐山、廊坊、秦皇岛、张家口、保定等地承接了京津产业结构调整和转移，虽然提高了部分产业的集聚度，带动了河北的经济增长，但是也使一大批高能耗、重污染企业迁址河北，比如首钢的东迁。

发展重工业需要充足的燃料供应，而目前的能源结构不尽合理，2012年能源消费总量为30 250.21万吨标准煤，煤炭占总消费量的比重为88.80%，石油占比为7.7%。偏重偏煤的产业与能源结构，超过了环境承载能力的上限，大气环境污染严重。2012年环境统计年报显示，全省氮氧化物、烟(粉)尘排放量居全国第一位，二氧化硫排放量居全国第三位。

(二)对策分析

十八届三中全会提出坚持以人为本，完善城镇化健康发展体制机制，走中国特色新型城镇化道路。这就必然要与过去只注重数量和速度，忽略环境承载能力的快速城镇化划清界限。在大气生态环境已经恶化的大背景下，河北省新型城镇化的发展不能再盲目追求速度，要以人为本，为居住在城镇的人创造良好的发展环境。综上，河北省的新型城镇化道路要注意以下问题：

首先，发展特色中小城镇，尽量避免农村人口向中心城市的过度集中，保持城镇人口的适度规模。一直以来，河北省城镇化发展都强调依靠京津和中心城市，石家庄和唐山越来越严重的大气环境污染已经敲响了警钟。因此，政府应出台政策，调整城镇化布局规划，合理引导劳动力流向特色中小城镇。福建汀溪镇、浙江乌镇、天津华明镇等特色中小城镇的发展，同样带动了就业和经济增长。农村剩余劳动力如果能够得到就地安置，也不会出现大量的农民工背井离乡，涌入大城市去打工，能够减轻区域中心城市的人口和环境压力。特色中小城镇的建设和发展，农民就地市民化，需要地方政府合理规划，因地制宜，挖掘城市历史底蕴，打造城镇文化特色，培育新的经济增长极。

其次，扶持绿色区域主导产业。从河北省环境状况公报中不难看出，目前的大气环境污染是不均衡的，同样承接京津的产业转移，秦皇岛、张家口和承德三市环境状况较好。究其原因，与石家庄、唐山偏重的产业结构不同，这三市依据自身历史和自然环境特色，大力发展旅游产业，同样带动了经济的快速增长。在大气生态环境已经恶化的背景下，未来拉动河北城镇化发展的区域主导产业必须是绿色低碳的，比如休闲旅游、高新技术产业和新能源产业。此外，在承接京津产业转移过程中，要严格审核项目的环境影响评价，严格限制来自京津或其他发达地区的高能耗、重污染产业转移。

最后，测算环境容量，推广排污权有偿使用和交易。新型城镇化道路不仅要做加法——发展绿色产业，还要做减法，减少现有的人口和产业发展对环境的压力，典型做法是推广排污权有偿使用和交易。2012年河北省开始了排污权交易制度的试点，但是一般都是直接从新改扩项目新增的排污权交易入手，搁置了老排污单位排污权有偿使用问题，不利于新老排污单位的公平竞争，限制了排污权交易市场的发展。因此，当务之急，由环保部门牵头尽快测算河北省的大气环境容量，在此基础上推行排污权有偿使用和交易，通过生产成本的提高倒逼企业主动节能减排[7]，调整产品结构和能源结构。

参考文献：

[1]张子龙.宁夏城市化与经济增长和环境压力互动关系的动态计量分析[J].自然资源学报, 2011,26(1):22-32.

[2]王会,王奇.中国城镇化与环境污染排放：基于投入产出的分析[J].中国人口科学, 2011(5):101-106.

[3]杜江,刘渝.城市化与环境污染：中国省际面板数据的实证研究[J].长江刘瑜资源与环境, 2008(11):825-830.

[4]刘耀彬.中国城市经济增长与环境质量变化关系的实证研究[J].商业研究, 2007(10):24-27.

[5]钟茂初,张学刚.环境库兹涅茨曲线理论及研究的批评综论[J].中国人口、资源与环境, 2010, 20(2):62-67.

[6]尚娟.中国特色城镇化道路[M].北京：科学出版社，2013.

[7]李利军.成本倒逼，利益引导——合理运用排污权制度消解经济与环境的矛盾[J].石家庄铁道大学学报：社会科学版,2013(3):1-6.