中國人口空間聚集對生產和生活污染的影響差異

肖周燕

摘要

以環境庫茨涅茨曲線為基礎，構造以人口空間聚集為門檻變量的回歸模型，利用2000-2010年中國30個地區的省際面板數據，分析了人口空間聚集對生產和生活污染的不同影響。研究發現，人口空間聚集對生產和生活污染的影響均是非線性的，偏大和偏小的人口空間聚集水平對生產和生活污染均產生不利影響。環境庫茨涅茨曲線能很好解釋生產污染產生的原因，但對生活污染的解釋力度有限。相對于生產污染而言，生活污染的產生往往與人們環保意識和生活習慣等相關，其影響因素更為復雜，有待于以后深入研究和思考。研究還發現，中國目前的人口空間聚集水平在不斷減弱，若不提升其聚集水平并控制在合理范圍內，中國的環境污染將更加嚴峻。建議在轉變經濟發展方式過程中，應強調人口空間適度聚集。

關鍵詞城市化；人口空間聚集；生活污染；生產污染

中圖分類號C922文獻標識碼A文章編號1002-2104（2015）03-0128-07doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.03.017

中國30多年快速的城市化在帶給人們生活水平顯著提高的同時，大氣污染、水資源污染、酸雨、固定廢棄物污染等一系列的環境問題卻日益嚴重。尤其是最近幾年，霧霾天氣影響了全國大部分地區，給人們的生產生活帶來了巨大的影響。環境污染問題和每個人息息相關，解決環境污染問題已成為了人們的基本愿望，更是成為了政府工作的重點。然而，解決環境污染問題如同環境污染問題形成那樣并非一蹴而成。在城市化進程中，人口和經濟活動的空間集聚是必然趨勢。由于環境污染總是伴隨著城市化的出現并加劇，認為人口向城鎮大規模聚集加重了城鎮環境污染的學者不占少數[1-2]。2013年1月足足覆蓋中國130萬平方公里土地面積空前的霧霾天氣，涉及東北、華北、西南共十個省市，然而這些區域恰恰正是著名的“胡煥庸線”東南部中國人口最密集區域，這似乎從某種程度佐證了人口的空間集聚加重了環境污染的觀點。一國或地區人口空間聚集程度越高，表明該國或地區與環境相關的生產和消費活動相應越多，對環境污染越嚴重，較高的人口空間聚集水平成為了影響環境質量的一個非常重要的因素[3-5]。也有學者提出截然相反的觀點，指出人口與經濟活動的空間集聚是有利于環境保護的，因為污染物的排放本身具有規模經濟，無論能源還是污染物，只要在企業之間可以共享、分攤或提高利用率，都能夠通過空間的集聚而降低單位GDP的污染[6-11]。城市化實際上是人口與經濟活動空間聚集的過程。從理論上來說，人口的空間聚集一方面會隨著人們吃穿住行方面需求的增加，增大資源和能源的消耗，排放更多的污染物，加重環境污染。但另一方面人口的空間聚集不但可以提高基礎服務設施的共享率，還可以提高處理污染設施的效率，減少重復建設對土地等資源的占用，降低人類活動對自然環境的影響，從而有利于環境質量的改善。那么，對于處于快速城市化的中國來說，人口空間聚集水平是不是越高越好？在不同人口空間聚集水平下，影響環境質量的作用機制是否存在不同？污染通常包括生產污染和生活污染，城市化所帶來的人口空間聚集對生產污染和生活污染的影響是否會存在不同？本文將對以上問題展開研究。對以上問題的回答，顯然已經成為中國城市化不可回避的亟待解決的課題，直接決定了中國城市在加速城市化進程中的發展方向。

1模型與方法

1.1計量模型與估計

與模型（1）和模型（2）相比，模型（3）多出了門檻變量 AGG、門檻值Th與指示性函數I。模型（3）即為刻畫不同人口空間聚集水平下經濟發展與環境污染動態性的計量模型。以上為單一門檻模型設定，雙重及多重門檻可以在此基礎上擴展。

考慮到面板數據模型分析中的異方差和相關性，在初步判斷人口空間聚集度與環境污染的關系時，采用廣義最小二乘法（GIS）估計相關參數。由于Hansen門檻模型避免了劃定門檻的主觀性，且可以對門檻值的顯著性進行計量檢驗，為此，采用門檻模型探討不同人口空間聚集度的影響環境污染的機制。首先通過最小化假定門檻數下普通最小二乘估計的殘差估計值得到門檻值（Th），得到相應的估計參數后，再對門檻效應的顯著性和門檻估計值置信區間進行檢驗，驗證所估計的門檻值與真實值是否相一致。門檻效應顯著性原假設為：

1.2數據來源與變量說明

關于環境污染指標的選取，選用工業三廢中的一個或幾個具體污染排放物指標來衡量環境污染水平，僅反映了工業生產污染。然而，環境污染是一個綜合的整體的概念，不僅包括生產污染，還包括生活污染。而且影響生產污染和生活污染的因素可能存在不同。為此，將環境污染細化為生產污染和生活污染進行研究。考慮到數據的可獲得性，本文選取工業三廢中的工業廢水排放量、工業廢氣排放量、工業SO2排放量、工業煙塵排放量、工業粉塵排放量、工業固體廢棄物排放量六類具體環境污染指標度量生產污染。選取生活SO2排放量、生活煙塵排放量、生活污水排放量、生活垃圾清運量四個相關指標度量生活污染。分別用EPD1和EPD2表示生產污染和生活污染。借鑒Ma Jianqin等（2010）的方法利用熵權法計算出生產和生活環境污染綜合指數[13]，全面客觀地反映中國環境質量的整體情況。

經濟規模（SCALE）用人均國內生產總值表示。為了消除物價波動的影響，各地區人均GDP數據以2000年為基期的指數進行平減。為防止經濟增長的回歸系數太小且數據的平穩性，將人均GDP取對數。經濟結構（SEC）用各地區第二產業生產總值占地區國內生產總值比重反映。TEC反映技術對環境污染的影響，用萬元GDP消耗能源的標煤量表示。通常認為，單位產值消耗的標準煤越多，表明技術越粗放，所造成的環境污染越嚴重。FDI反映對外貿易對環境污染的影響，用各地區外商直接投資占GDP比重表示。人口空間聚集度（AGG）用各地建成區非農業人口密度表示。本研究樣本為2000-2010年全國30個省、直轄市的面板數據，其中不包括西藏。各變量的原始數據來自于2001-2011年《中國統計年鑒》和《中國能源統計年鑒》。

2實證檢驗與分析

2.1加入人口空間聚集度的普通面板回歸

在進行回歸分析之前，采用LLC和IPS兩種方法對所有變量進行面板平穩性檢驗。LLC和IPS檢驗結果顯示，所有變量在5%的顯著性水平下可以拒絕存在單位根假設，即認為所有變量都是平穩的。為了探討人口空間聚集和生產和生活污染之間的關系究竟是線性的還是非線性的，在環境庫茨涅茨曲線基礎上，加入人口空間聚集度、人口空間聚集度的平方項、立方項，并與未加入人口空間聚集變量的模型進行對比，客觀判斷人口空間聚集對環境質量的影響。回歸估計結果見表1。

從模型1 回歸結果來看，生產和生活污染的影響因素存在較大差異。當控制了經濟結構、生產技術和對外貿易變量以后，生產污染影響因素的檢驗符合環境庫茲涅茨曲線假說，即生產污染隨著經濟增長而下降，而生活污染并不能證明環境庫茨涅茨曲線假說，從回歸系數上來看，經濟增長和生活污染之間存在先優化后破壞的現象。不僅如此，除經濟結構變量與生產和生活污染指標均呈正向關系，且全部在給定的置信水平上顯著外，技術和對外貿易對生產和生活污染的影響也截然不同，這表明經濟結構從高污染、高耗能的第二產業向污染程度低的第三產業轉變，對降低生活污染和生活污染都是有利的。生產技術與生產污染呈現負相關關系，而與生活技術呈現正相關關系，這一方面是由于選取的技術指標更多體現了生產技術導致其分析結果表現為更有利于生產污染的降低，符合生產技術的改進有利于降低環境污染的理論預期。另一方面則反映出，技術對環境影響的復雜性，一項生產技術的改進在某一生產領域有利于環境保護，但可能在其他領域則加重了環境污染。對外貿易對生產和生活污染的影響同樣存在差異，回歸系數顯示，“污染避難所”假設在生產污染方面得到驗證，但對生活污染分析并不支持“污染避難所”假設。由此可見，影響生活污染的因素與生產污染下顯著，下同。

的影響因素存在明顯不同，可能更為復雜。

基于環境庫茨涅茨曲線雖然能夠判斷經濟規模、結構

和技術對生產污染和生活污染的不同影響，并檢驗“污染

避難所假設”，但從模型1很難判斷目前中國城市化所帶來人口空間聚集對環境質量的影響究竟是什么，為此，加入人口空間聚集度進行分析。從模型2回歸結果看出，當控制經濟發展等因素后，不管是生產污染還是生活污染，人口空間聚集度與環境質量呈現N型曲線的關系。即在人口開始聚集時，人口的空間聚集將增加環境質量壓力。但當人口聚集充分，生產和生活污染集中的結果會獲得遞增的規模效益，由此，人口空間聚集對降低生產和生活污染具有積極促進作用。但當人口空間聚集到一定程度，人口進一步的聚集對環境質量所帶來的正面積極效應將小于其所帶來的交通擁堵、熱島等負面效應，即此時的規模效應小于擁擠效應，從而表現為人口進一步的集聚將會加劇生產和生活污染。控制變量方面，經濟結構對生產和生活污染的影響依然顯著，表明經濟結構向第三產業調整有利于降低生產和生活污染。對外貿易和生產技術對生產和生活污染的影響同模型1回歸結果相同，“污染避難所假說”在生產污染分析中得到驗證，但生活污染的分析表明“污染避難所假”說并不成立。生產技術的改進有利于減少生產污染，但會加重生活污染，這再次證明，技術是一把雙刃劍，生產技術的改進有利于降低生產污染，卻與此同時會加重生活污染。不僅如此，當加入人口空間聚集水平變量后，環境庫茨涅茨曲線在生產和生活污染上的檢驗結果也不同，結果顯示，生產污染與經濟增長的關系符合環境庫茨涅茨曲線的預期，但經濟增長對生活污染的影響雖然符合環境庫茨涅茨曲線但并不顯著。以上分析表明，人口空間聚集與生產和生活污染之間呈現出非線性關系。而且相對于生產污染而言，影響生活污染的影響因素更為復雜，利用傳統變量很難得到合理的解釋，需要我們對此進一步深入研究和思考。

2.2人口空間聚集效應的門檻回歸檢驗

2.2.1人口空間聚集度的門檻效應檢驗

由于傳統模型在分析非線性關系時存在變量之間多重共線性及轉折點確定主觀性強的不足，為彌補這些不足，以下將利用面板門檻模型刻畫不同人口空間聚集水平下生產污染和生活污染影響因素的不同變化。在進行門檻回歸之前，首先需要確定經濟和環境污染之間是否存在人口空間聚集的門檻。若確實存在門檻，確定門檻的個數，從而確定模型的形式。表2顯示了生產和生活污染的人口空間聚集門檻的顯著性檢驗結果。

從表2檢驗結果可知，不管是生產污染還是生活污染，在單一和雙重門檻模型中，相應的自抽樣P值均至少在5%水平下通過顯著性檢驗，說明人口空間聚集的單一門檻和雙重門檻效果都非常顯著。三重門檻模型未通過顯著性檢驗，表明人口空間聚集的三重門檻并不顯著。從具體的門檻值估計來看，生產污染的人口空間聚集門檻值分別為1.449和1.673，生活污染的人口空間聚集門檻值分別為1.375和1.5，表明生產和生活污染的人口空間聚集門檻值比較接近。

2.2.2門檻回歸結果與分析

表3分別給出了生產污染和生活污染的模型回歸結果。可以看出，在不同的人口空間聚集水平下經濟發展對生產和生活污染具有不同的作用機制，人口空間聚集的門檻效應十分明顯。首先看各解釋變量對生產污染的影響情況。對于人口空間聚集度小于1.449的地區來說，經濟規模增長與生產污染呈現正相關關系，但在統計上并不顯著，即當人口空間聚集程度小于1.449時，經濟規模增長加劇了生產污染但并不顯著。對于人口空間聚集度小于1.673而大于1.449的地區來說，經濟增長對生產污染的作用開始顯現，經濟規模增長與生產污染呈現負相關關系，說明人口空間聚集度在（1.449-1.673）區間，經濟規模的增長有利于減少生產污染，但t值的顯著性水平并不穩定，表明經濟增長雖然對生產污染有一定抑制作用，但效果不具有穩定性。而當人口空間聚集達到較高水平，情況則發生了明顯變化。經濟增長和生產污染表現出顯著的正相關關系，即在高度的人口空間聚集區，在經濟增長加劇了生產污染。從各個門檻值前后的系數發現，隨著人口空間聚集程度的提高，經濟增長對生產污染的影響呈現先不利后有利再到不利的趨勢，這一點主要是由于在人口空間聚集初期，經濟增長主要依靠資源和資本的投入，加大公共基礎設施建設，因此，在人口的低聚集區，經濟增長不可避免地以犧牲環境為代價，增加了生產污染。但人口空間聚集達到某一門檻值后，同樣的公共基礎設施可以服務更多人口，公共基礎設施的利用效率得到提高，人口空間聚集的規模效應開始顯現，這時的經濟增長有利于促進工業污染的減少，有利于環境質量的改善。但聚集到一定程度時，人口進一步聚集使得人們對包括交通運輸體系、醫療衛生、下水設施、城市綠化等各種基礎公共服務設施提出了更高要求，這些設施及建筑的建設、運行及維護都需要更多的能源消耗，其擁擠效應逐步開始顯現，由此，經濟雖然得到增長但導致了生產污染將進一步加劇。這充分說明：過大或過小的人口空間聚集度都會使經濟增長對環境帶來不利后果，將人口空間聚集水平控制在一定的適度范圍之內，使人口空間聚集產生一定的規模效應，不超過這個效應的范圍，提高資源的綜合利用效率，這樣的經濟增長才能有利于減少生產污染，提高環境質量。在控制變量方面，在不同人口空間聚集度區間內，產業結構與生產污染呈現顯著正相關，即不管是人口空間高度聚集區還是低聚集區，第二產業在地區GDP中的增加將加劇生產污染，帶來環境質量的下降，這與絕大多數實證研究結果一致。生產技術在不同人口空間聚集區內影響不同。在人口空間高聚集區和低聚集區，生產技術對生產污染的作用并不明顯，只有在適度的人口空間聚集區，生產技術的改進則能夠顯著促進環境質量的改善，這充分說明，適度的人口聚集不僅能使經濟增長有利于生產污染的減少，生產技術也只有在人口適度聚集區對于減少生產污染發揮積極作用。外商直接投資在不同人口空間聚集區對生產污染的影響沒有發生變化，在人口空間聚集程度不同的三個區間內，外商直接投資與生產污染存在明顯負相關，表明中國外商直接投資仍集中在資源消耗大、環境污染嚴重產業的趨勢沒有發生根本性變化，2010-2012年投資于制造業的外資所占比重依然維持在57%-58%，其中2012年投資于水泥、石灰和石膏的制造、合成材料制造以及化學原料及化學制品制造業的外資同比仍分別增長了32%，18.27%和5%。

考察各解釋變量對生活污染的影響。回歸結果顯示，對于人口空間聚集度在1.449以下以及人口空間聚集度在大于1.449和小于1.673區間的中等聚集度的地區來說，經濟增長有利于降低生活污染但并作用不顯著。而當人口空間聚集度大于1.673，情況則發生了明顯變化，經濟增長對生活污染系數顯著為正，表明當人口空間聚集水平較高，該地區與環境相關的消費活動增多，經濟增長則進一步加劇了生活污染。從控制變量來看，除產業結構系數在三個區間中的作用顯著外，生產技術和外商直接投資變量的回歸系數在不同人口空間聚集水平的三個區間并不顯著，表明生產技術和外商直接投資對生活污染的作用并不明顯。產業結構的回歸系數為正，表明同生產污染相同，第二產業的發展加劇生活污染的程度。因此，從總體來看，生活污染盡管具有人口空間聚集的門檻效應，但除經濟結構外，各解釋變量顯著性并不高，說明解釋影響生活污染的原因需要從其他更深層次角度來思考，如人們的環保意識、知識水平或消費習慣等。

2.2.3進一步的擴展分析

基于門檻面板的回歸分析說明，當人口空間聚集度大于1.673或者小于1.449時，經濟規模增長加劇生產污染；只有當人口空間聚集水平介于1.449和1.673之間時，資源綜合利用效率得到提高，經濟增長對規模效應將顯現，將有利于減少生產污染。因此，本文假定人口空間聚集度在1.449-1.673為適度區間，通過分析研究期內適度人口空間聚集區的數量動態變化，分析經濟發展對中國污染的發展方向。從表4看出，研究期內適度人口空間聚集區沒有發生明顯變化，十年間穩定在7-8個左右，部分年份減少到4個。人口空間高聚集區的數量則顯著下降，從2000年15個降至2010年9個；人口空間低聚集區則持續穩定上升，從2000年8個增至2010年13個。說明隨著城市化的進程，中國人口空間聚集水平反而下降了。由于經濟發展在人口空間高聚集和低聚集區間對生產污染具有消極影響，這意味著從人口空間聚集門檻來看，經濟發展使得多數地區的生產污染加劇，尤其是人口低聚集區的增多，基礎設施綜合效率得不到提高，經濟增長進一步加劇了生產污染。這反映出多數地區的經濟發展是以消耗資源和破壞環境為代價的。再考察不同人口空間聚集區間對生活污染的影響。從回歸系數上判斷，當人口空間聚集度小于1.5時，經濟增長有利于減少生活污染，當人口空間聚集度大于1.5時，經濟增長將加劇生活污染，因此，假定小于1.5是人口低聚集水平，大于1.5為人口高聚集水平，通過分析研究期內低聚集區和高聚集區的數量變化發現，人口低聚集水平的地區數量由2000年9個上升至2010年的14個，人口高聚集水平地區數量由2000年21個下降至2010年16個。由此看來，人口空間聚集度的減少，使得多數地區的生活污染有所緩解。因此，可以看出，由于適度人口空間聚集水平的省區較少，當前中國多數地區的生產污染問題不可忽視；人口空間聚集度水平不高，生活污染情況并不嚴重。但由于生產排污對中國環境污染總量的貢獻占很大比例，中國人口空間聚集程度不斷減弱，在經濟發展過程中若不提升人口空間聚集水平并控制在合理水平，中國環境污染問題將更加嚴峻。

3結果與討論

與以往研究不同的是，本文以環境庫茨涅茨曲線為基礎，分析了人口空間聚集水平對環境質量的影響變化，并把人口空間聚集度作為門檻變量，利用門檻回歸方法構建非線性面板數據模型，深入考察了城市化進程中人口空間聚集對生活與生產污染的不同影響。得到以下結論與啟示：

第一，人口空間聚集過程應把握適度原則。偏大和偏小的人口空間聚集度對生產和生活污染均產生不利的影響。偏大的人口空間聚集度會使經濟發展產生擁擠的外部效應，加重生產和生活污染，而偏小的人口空間聚集度會使改善環境的規模效應得不到發揮，同樣不利于環境質量的改善。目前，中國多數省區的人口空間聚集水平偏低，雖然經濟快速增長，但給環境多帶來的壓力是巨大的。改善環境質量關鍵在于轉變生產和生活方式，但轉變生產生活方式前提是適度的人口聚集。只有適度的人口空間聚集水平才會使經濟增長的環境效益達到最佳。為此，政府應根據地區不同的人口空間聚集度，從資源和產業入手，采取相應的調控方式和干預政策，確保適度的人口空間聚集水平。在人口空間集聚度較低地區，政府通過適當的產業引導，使各類要素能夠聚集；在人口空間聚集水平較高地區，適當進行資源要素分流，盡量避免資源過分集中，維持人口適度的聚集水平。

第二，調整優化產業結構依然是改善環境質量的關鍵切入點。研究結果表明，不管是生產污染還是生活污染，不管人口空間聚集水平如何，第二產業比重提高對生產和生活污染指數有些顯著負面影響。只有實現產業結構的轉型升級，淘汰和限制污染密集型產業，積極發展現代服務業和技術密集型產業，才能從根本上實現城市化與環境的可持續發展。

第三，加強外資管理，提高外資整體質量。盡管在引入人口空間聚集水平后，對外貿易對環境質量的影響并不顯著，但普通和門檻回歸分析發現，“污染避難所”假說在生產污染的實證分析中成立，這意味中國引進的大量外資多集中在污染密集型產業，這是造成中國生產污染日益加劇的重要原因之一。因此，政府應加強外資管理，提高外資引進門檻，引進外資應以經濟和環境的均衡發展為前提，從而提高外資的整體質量。

第四，影響生活污染的因素較為復雜，需要進一步的思考和分析。因為生活污染除了傳統解釋變量外，與人們環保意識和生活習慣等密切相關，因此，不管是普通面板回歸還是加入人口空間聚集度的門檻回歸，都反映出生活污染的影響因素并不簡單。對生活污染影響因素的研究涉及更多的微觀變量，這都有待于以后深入剖析。

（編輯：徐天祥）

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AbstractBased on the Environmental Kuznets Curve （EKC） hypothesis， the paper develops the threshold regression to analyze the different effects of population spatial agglomeration on industrial and domestic pollution using the province panel data from 2000 to 2010. The results show that the relationship between population spatial agglomeration and pollution is nonlinear， too high or too low population agglomeration level is not good for cutting industrial and domestic pollution. The EKC hypothesis had been proved on the industrial pollution， while it is limited to explain the domestic pollution. Compared with industrial pollution， domestic pollution is relative to people environmental awareness and living habits， the influence factors of domestic pollution is more complicated and should be investigated and researched. And the results show that the level of population agglomeration is decreasing， if the level of population agglomeration should not be increased and controlled in the proper range， industrial and domestic pollution should be serious in China. Finally the paper suggests that population agglomeration should be increased to the proper level with the transformation of Chinese economic growth mode.

Key wordsurbanization； population agglomeration； domestic pollution； production pollution