降雨量對城鎮化的影響機制研究*

鄢姣 胡必亮

在國家的現代化進程中，城鎮化、農業現代化往往相輔相成，共同發展。農業是國民經濟的基礎，農業發展水平和農業勞動力的剩余狀況是城鎮化發展的前提條件，它不僅為非農產業和城市社會提供食品、原料供給，還提供良好的生態環境、休閑場所和廣闊的市場，并伴隨著農業勞動生產率水平的提升，不斷地從農業部門產生出剩余勞動力。城市則為第二、第三產業提供空間聚集場所，并大量吸收農業剩余勞動力在其間轉移。總體而言，中國的農業現代化水平尚不高，農業基礎設施建設仍然比較薄弱，農業生產受氣候變化影響比較大，氣溫、降雨等氣候變化對中國農業的直接或間接影響仍然比較顯著。當然，農業現代化程度不同的地區，應對氣候變化風險的能力差異也很大。本文從降雨量及其變化情況出發，分析降雨量對農業生產、農村居民向城鎮轉移以及城鎮化發展水平的影響。

一、文獻綜述

氣候變化會對農業生產產生影響，這一觀點在現有的文獻中已經得到多方驗證，部分學者通過研究發現農業產出對某些氣候因素，如氣溫、降雨量、白晝溫差及日照強度等的變化較為敏感，探索了影響農業產出的具體氣候因素（王馥棠，1996；Welch et al.，2010；麻吉亮等，2012；Dell et al.，2014；侯麟科，2015；周潔紅等，2015）。更為深入地，Schlenker&Robertsb（2009）和Chen et al.（2016）通過研究美國與中國氣候變化對一些代表性農產品（如玉米、大豆、棉花等）產量的影響，認為氣候變化與農業產量間存在著先增后減的倒U型關系；同時，林而達等（2006）、Cline（2007）、潘根興等（2011）、Zhang et al.（2017）借助農作物生長模擬模型（Crop-simulation Model），模擬了氣候要素（溫度、濕度、光照等）的變化對農作物生長及產量的影響，得出了不確定的氣候變化會對中國農業產量產生負面影響的結論。此外，劉彥隨等（2010）和Lobell et al.（2011）也指出氣候的變化會制約農業技術的突破與推廣，進而在一定程度上抵消農業技術進步帶來的農業產量的增加。

另有學者發現，氣候變化對人口遷移也有一定影響（Hugo，1996；Myers，2002；Warner etal.，2009；余慶年等，2010；Piguet et al.，2011；Foresight，2011；Gray and Mueller，2012）。如Barrios et al.（2006）發現非洲撒哈拉以南地區降雨量影響了農村與城市間的人口流動。也有學者研究得出農業產量是氣候變化對人口遷移產生影響的中間因素，如Feng et al.（2010）和Feng and Oppenheimer（2012）分別以墨西哥和美國為研究樣本，發現氣候變化導致糧食產量不穩定，進而影響了墨西哥與美國間的國際人口遷移和美國內部的人口流動；類似地，Gray and Mueller（2012）發現由于孟加拉國降雨量減少引起糧食產量劇減，導致人口大量外流。此外，Feng et al.（2016）對氣候變化、農業產量、人口遷移三者的關系做了詳細分析，發現氣候變化與農業產量呈非線性關系，這證實了前人提出的兩者之間呈倒U型關系的結論；而且，氣候變化與人口遷移也為非線性關系，且氣候變化對正處于發展中的農業國家的人口遷移具有更為顯著的影響。

相較于農村地區轉變為城鎮地區的行政區劃調整和城鎮人口的自然增長所導致的城鎮化水平提升，人口遷移是提高發展中國家城鎮化水平的主要路徑，具體表現為農村人口向城鎮的遷移（殷江濱和李郇，2012）。例如，Jeffrey（1988）通過對16個發展中國家城鎮化歷程的研究發現，城鄉間人口遷移對其城鎮化率的貢獻值達33%—76%，平均值為58%；Zhang和Song（2003）也測算出中國1978—1999年農村向城鎮遷移的人口占城鎮人口增長的75%，這是中國城鎮化率提高的主要原因。

綜上可知，已有大量文獻研究了氣候變化對農業產出和人口遷移的影響，以及人口遷移與城鎮化之間的關系，但不足之處有兩點：第一，鮮有文獻直接涉及氣候變化與城鎮化關系的研究。第二，缺乏從邏輯層面串聯起氣候因素、農業產出、人口遷移和城鎮化傳導機制的文獻。因此，本文在前人研究的基礎上，以降雨量為代表，試圖構建氣候變化導致農業產出變化，引起城鄉間人口遷移變動，繼而導致城鎮化水平變化的傳導機制，以探索氣候變化對中國城鎮化水平的影響。更為具體地，本文的主要工作和貢獻是：第一，以兩部門模型為基礎，推導了“降雨量—農業產量—農村人口遷移—城鎮化”的理論傳導機制。第二，通過建立“減約型”的計量模型，運用186個地級市數據對理論模型進行實證分析，確定降雨量與城鎮化的直接關系；第三，為了深入分析降雨量對城鎮化的影響，將地級市按農業全要素生產率的高低進行分類回歸，從而揭示了降雨量對不同農業技術水平地區城鎮化的不同影響程度。

二、理論模型

1.基本假設

我們通過回顧已有文獻，簡要提出了一套地區降雨量影響當地城鎮化率傳導機制的分析思路，即降雨量在一定程度上影響農作物的產出，進而導致農村居民收入變化，當收入由于產量減少而降低時會加速農村勞動力向城市部門的轉移，繼而影響城鎮化率。下文將試圖從理論層面上分析這一傳導機制的合理性和有效性，從而推導降雨量對農村人口向城鎮轉移的實際效果。

關于理論模型，本文首先提出了如下四個假設：（a）城鄉二元結構經濟和小型開放經濟體假設，該假設認為城鄉兩部門共同構成所要研究地區的經濟總體，勞動力可在兩部門中自由流動，城市部門承擔了第二和第三產業的產出（以工業和服務業為代表），農村部門則負責農產品的生產；農產品與工業產品除本地消費外均可以參與對內（其他地區）或對外貿易，服務型產品則由于其時效性被假定為只可對內消費。（b）假設城市部門符合標準的城市經濟學模型（Duranton and Puga，2004;Desmet and Henderson，2015），以便于對城市勞動力收入的計算。（c）為簡化推導，在城鄉構成經濟整體的基礎上，假設人口流動僅限于城市周邊的農村人口向城市流動，認為城市的吸引力只會對其周邊的農村地區產生作用。（d）借鑒前人的相關研究，本文也假設降雨量對于農作物產出的影響呈非線性關系，即倒U型關系（Shuai Chen，et al.，2015;Ruohong Cai，et al.，2016），農作物產出隨著降雨量的增加呈現先增后減的態勢①。

2.基本模型

在城市部門模型的建立方面。第一，根據假設（a），城市部門主要從事制造業和服務業的生產，服務性產品在地區之間往往不可貿易，而制造業產品則是潛在可貿易的，既可用于本地消費，也可用于貿易。假設服務業單位產出為b，制造業單位產出為cLεM，這里LM是制造業總勞動力，且ε＞1。ε代表制造業規模經濟，它由技術溢出與壟斷競爭市場下的中間品投入決定②。因為城市中制造業最終產品的貿易價格是固定不變的，并假設工資的行業無差異，從而城市單位勞動工資可以表示如下：

其中，ps是指服務業價格，制造業價格是基準價格。

第二，由假設（b）中的標準城市經濟學模型可知，城市勞動力被假設為呈直線狀均勻分布在城市中［-NU/2，NU／2］，他們面臨相等的自主性支出，包括租金和通勤花費，其中租金與居住地距離呈反比，在城市最外圍居住的租金為0。也就是說，距離城市中心越遠的勞動力，他們所要支付的住房租金越低，但是所花費的通勤成本卻越高，勞動收入也因為工作時間的縮短而減少。

同時，城市為了吸引企業入駐、充分利用人口紅利，從而促進城市經濟增長，政府的最優做法是將所收的地租以補貼形式發放給企業，并最終以再分配形式提高勞動力收入水平（雷瀟雨等，2014）。因而單位勞動力的凈收入（工資收入 租金-通勤成本+城市地租再分配）可表示為：

NU是城市人口③。當然，隨著城市規模的擴大，單位工人的勞動時間減少，這是城市擴張的一個成本。城市的大小影響了勞動力花費在通勤上的時間，進而影響了總勞動時間的供給。設總勞動力為L，則有：

這里Ls是服務業的勞動力供給。

在農村部門模型建設方面。農村部門生產的產品為農產品，并以固定價格PA在市場上銷售（包括貿易部分）。農村部門的單位勞動收入假設為：

其中是f1、f2是一階偏導，f22是二階偏導，NA為農村人口。f1＜0反映邊際產出遞減規律，即農村人口增加，單位勞動力產出降低；f2（R→0）＞0，f22＜0表達了假設（d）中降雨量與農業產出的非線性關系。

在人口遷移模型建設方面。由于農業產量下降導致農業勞動力轉移是人口遷移的一個因素（Feng et al.，2016）。理想化地假設兩部門的失業率均為0，在忽略農村勞動力進入城市工作的摩擦成本后，模型達到穩態解的條件是城市部門與農村部門的收入相等，此時兩部門之間停止人口流動，因此可得如下公式：

其中，N是總人口。

同時，本模型也要求非貿易服務業市場出清。其中，服務業總產出為bLs，面臨的總需求為D（y，PA，Ps）④，是單位需求，通過服務業市場出清。將式（2）與式（5）代入，可得：

在降雨量對城市人口變化的影響方面。本文研究的目的是分析降雨量對城市人口變化的影響，因此需要求出dNU/dR，探索降雨量對城市人口的實際影響效果，綜合式（1）、（3）、（5）和（7）。

假設服務業的收入價格彈性與需求價格彈性分別為ηy＞0，ηPs＜0。運用公式（6）以替換NA，通過式（1）、（3）、（5）和（7）聯合求解可得到模型的比較靜態解如下⑤：

由式（5）的微分形式（8），在等式兩邊同時除以dNU，當dR=0時，若NU增加，表達式將變為負值，從而可以推出：

三、數據來源與模型設定

1.數據來源

本文的數據來源于2003—2013年度的《中國統計年鑒》《中國城市統計年鑒》《中國區域統計年鑒》，各省（市區）統計年鑒及《廣東農村統計年鑒》。在所有地級及以上城市中，舍棄了同一變量連續缺少兩年及以上樣本數據的城市和在2003—2013年有所調整的城市。例如，2011年撤銷了巢湖市這個地級市，2011年新設立了畢節市和銅仁市這兩個地級市，2012年新設立了三沙市這一地級市等。最終得到了186個樣本城市的數據，此外，對于缺少個別年份數據的樣本運用線性插值法進行補足⑦。

2.模型選擇

在上述理論模型的基礎上，為了進一步驗證降雨量與城鎮化的關系，設立了如下簡約型的固定效應模型：

式（10）中，Yit表示城鎮化率；Rainit為各地級市年均降雨量，Rain2為年均降雨量的平方項；是Xit為所有隨時間變化、與降雨量有關且可能會影響城鎮化水平的變量（見表1）；Tt表示年份固定效應，同一地區所有因為時間變化而發生變化的因素由時間固定效應控制；Di表示地區固定效應，不同地區的城鎮化水平差異較大，這部分不隨時間變化的地區城鎮化率差異由地區固定效應控制；εit是計量經濟模型的誤差項。

3.變量設置與說明

根據第三部分的理論模型，本文實證分析部分驗證的是“降雨量減小—農業產量降低—城鎮人口增加—城鎮化水平上升”這一邏輯思路。同時，為了解決遺漏變量造成的內生性問題，本文控制了一系列與降雨量有關且影響城鎮化率的變量。

4.區域發展等級差異性問題

現階段中國區域間發展十分不平衡，不同區域間各城市的經濟實力和發展方式差別較大，如東部沿海地區城市的經濟發展水平就遠超中西部城市，經濟實力也將直接影響農業基礎設施建設及相關投資；再加上自然資源稟賦和地理條件的限制，各地區的農業發展水平也有所不同。事實上，不同的農業現代化發展程度，也使得不同地區的農業生產條件不同，從而導致降雨量對城鎮化的影響也會有比較大的差別，因此有必要分別進行討論。

表1 變量描述性統計（觀察值：3113，樣本量：193，時間跨度：2003—2013年）

凡是提到分區域研究時，人們習慣上就會將中國的地區按照地理位置分成東部、中部、西部三大地帶，但這種方法對于研究城鎮化問題來說有點過于粗略。本文主要是分析農業現代化水平不同的地區，降雨量對其城鎮化的影響程度問題，而農業生產率又是農業現代化水平較為合理的衡量指標，因此本文根據各個省份農業全要素生產率的增長率高低對各地級市進行了新的劃分。實際上，這樣的劃分此前已經有了，本文只是在相關研究的基礎上有針對性地進行了更加詳細的研究。譬如，全炯振（2009）已經測算過中國各省份的農業全要素生產率，并根據所測算數值的高低，對農業全要素生產率增長率高低不同省份的城市進行了重新劃分，其研究劃分的結果顯示，農業全要率生產率高的地區東部省市占了8個，即山東、海南、遼寧、浙江、江蘇、廣東、天津、北京；中部地區1個，即河南；西部地區1個，即貴州。農業全要素生產率處于后10位的省份主要位于中國西部地區，包括新疆、寧夏、內蒙古、青海、四川、陜西、甘肅、西藏等8個省或自治區；中部地區有2個，即湖南和安徽；東部地區沒有處于最后10位的。陳衛平（2006）對中國農業TFP也做過類似的研究，其測算結果也比較類似，前8位的結果與全炯振所得結果相同，但是陳衛平又分出來了后5位，其中有4個都位于西部地區。鄢姣（2015）也同樣測算出了中國不同省份的農業全要素生產率的情況。由此，根據這些相關文獻的分類，利用農業全要素生產率指標將所要研究的樣本城市分為三類，進行分組回歸，下面將介紹回歸分析結果。

四、基于中國186個地級市的實證研究結果分析

1.主要回歸結果分析

根據上文的變量分析和理論模型設定，可以得到下面的回歸結果（如表2所示）。

表2給出了固定效應估計結果。模型（1）單獨考慮了降雨量與城鎮化率的關系。結果顯示，如果降雨量減少一個百分點，那么城鎮化率將提高0.002%。雖然影響較小，但也說明了降雨量減少在一定程度上促進了城鎮化的發展。在模型（2）中，引入了降雨量的平方項，實證結果顯示其系數為正，同時降雨量一次項系數為負，故可知，降雨量與城鎮化率之間確實存在著一個先下降后上升的正U型關系，且這種關系在5%的顯著性水平上顯著，較好地證實了之前的假設。模型（3）則控制了農業產量及其一期滯后項和灌溉水平三個變量，以控制降雨量影響城鎮化水平的內生渠道。盡管三個控制變量的回歸系數相對較小，但與城鎮化率都具有顯著的負相關關系；另外，降雨量與城鎮化率的正U型關系仍然在5%水平上顯著。模型（4）進一步控制了代表社會經濟水平的人均資本存量和反映行業集中程度的產業集聚效應，試圖研究在一定的社會發展水平下降雨量對城鎮化的影響。結果顯示，降雨量與城鎮化率的正U型關系依舊顯著。從模型（2）、（3）（4）也可以看出，降雨量及其平方項的回歸系數分別維持在0.05%和-0.17%左右，表明降雨量與城鎮化率呈穩定的正U型關系。所以，當實際降雨量從左右兩側向拐點值靠近時，農業產出均會增加，從而導致城鎮化率的下降；反之，當實際降雨量遠離拐點值時，農業產出下降，城鎮化率上升。

表2 降雨量對城鎮化率的影響

2.分類結果回歸分析

根據前面的分析，具有不同產業特征、不同人口規模的不同城市，降雨量對城鎮化水平的影響程度也是不同的。因此，用農業全要素生產率的增長率指標，對樣本城市進行分類，然后按城市類別對模型進行估計。結果如表3顯示，無論在農業全要素生產率是高還是低，或是處于中間的城市，降雨量與城鎮化率的正U型關系依舊存在；但是對于農業全要素生產率處于較高和中間水平的城市，這一關系并不顯著，只有那些農業全要素生產率較低的城市，降雨量對城鎮化率的影響比較明顯，正U型關系在10%的顯著性水平上顯著。

表3 降雨量對城鎮化率的影響（按城市等級分類）

從表3也可以看出，城市分類回歸與整體回歸的結果基本一致，降雨量與城鎮化水平有著正U型關系。針對農業全要素生產率處于中高水平的城市，降雨量對城鎮化率的影響并不顯著，對此不難做出合理解釋：如果一個地區的農業現代化程度越高，那么農業基礎設施越完善，農業生產技術水平也越高，在降雨量變化較大，或是遇到旱澇等自然災害時，先進的農業生產條件會避免農業產出因為自然條件的惡化出現大幅下降，從而緩解自然災害對農業產出的不利影響。因此，對這些城市而言，降雨量并不會明顯地影響城鎮化水平。從（5）中的回歸可以看出來，農業全要素生產率增長率低的城市降雨量對城鎮化率影響是顯著的，也就是說，由于農業生產條件落后，這些地區的農業生產更容易受到降雨量等自然氣候的影響，因此有更多的人口會由于降雨量的減少而從農村轉移到城鎮，進而影響城鎮化率。

3.穩健性檢驗

前述所有模型的被解釋變量均是城鎮化率，后者是衡量城鎮化水平的最常用指標。為了檢驗模型的穩健性，下面將市轄區總人口數變化率作為被解釋變量進行回歸分析。從表4可以看出，回歸結果的符號與表2呈現一致，只是在加入控制變量后降雨量與城鎮化水平的顯著程度有所下降。這是因為城鎮化率是一個相對變化率，它的大小取決于市轄區總人口與全市總人口兩部分，但是市轄區的人口變化是一個絕對值，用它來衡量城鎮化水平并不精確。但可以肯定的是，穩健回歸結果更加證實了之前估計結果的可靠性，即降雨量與城鎮化水平存在較為穩健的正U型關系。

表4 穩健性分析（被解釋變量為市轄區人口的對數值）

五、結論與啟示

農村勞動力流動在城鄉經濟發展中具有重要作用，決定勞動力自由流動的因素有很多，本文的主要目的是探討降雨量對于農村人口向城鎮轉移進而對城鎮化水平的影響。

本文在已有文獻的基礎上，建立了一個簡單的關于降雨量、農業產出、人口遷移和城鎮化水平的兩部門經濟模型。提出了降雨量對城鎮化水平影響的傳導機制，即降雨量影響農業產出，繼而影響農村勞動力向城市部門的轉移，最終影響城鎮化水平。理論部分推導得出了降雨量與城鎮化水平間存在正U型關系，即正U型曲線的拐點處是降雨量對農業產出的最優值，拐點處的農業產量最高，農民收入也最高，而城鎮化水平最低；當降雨量從曲線兩側向拐點值靠近時，農業產量增加，農民收入上升，農村人口向城鎮轉移數量下降，城鎮化水平降低；而當降雨量從拐點處向兩側移動時，農業產量降低，農民收入下降，農村勞動力進城務工人數增加，最終表現為城鎮化水平提高。

實證回歸部分，通過對186個地級市數據進行整體回歸發現，降雨量與城鎮化率呈顯著地先下降后上升的正U型關系。由于農業產出是降雨量影響城鎮化率的中間渠道，而農業產出對城鎮化率的影響本身具有時滯性，所以模型選擇控制住農業產出及其一期滯后項，結果發現降雨量與城鎮化率的正U型關系依舊顯著。進一步考慮到降雨量與城鎮化水平的關系會受到社會經濟水平的影響，在控制住人均資本存量與產業集聚效應后這一關系仍舊顯著。三個模型均證實了降雨量與城鎮化率的正U型關系非常穩定。為了保證結果的可靠性，在穩健性檢驗中，用市轄區人口數作為被解釋變量，做了相同的回歸分析，結果一致。

此外，按農業全要素生產率的高低將186個樣本城市劃分成三類城市。農業全要素生產率處于中高水平的樣本城市，降雨量與城鎮化率雖顯示為正U型相關，但是相關性并不顯著；相反，農業全要素生產率處于低水平的樣本城市，降雨量與城鎮化率呈較為顯著的正U型關系。原因可以解釋為，對于農業全要素生產率水平較低的地區，其農業技術水平與技術效率較差，其農業生產防御自然災害能力也就越差，當面臨干旱或者洪澇年份時，農業產量受到影響，從而迫使農業勞動力更多地選擇進城務工，也就增加了城鎮人口的供給數量。

由此可見，這項研究的政策含義主要有兩點：一是農業現代化應與城鎮化協同發展，共同推進，通過不斷提高農業技術發展和農業現代化水平而逐漸推進城鎮化進程，而不是任由農業技術發展和現代化水平滯后而在自然氣候發生變化的情況下，譬如說因為降雨量較歷史均值發生較大變化而導致大量農業勞動力涌入城鎮而導致城鎮人口被動增長。二是為了促進中國城鎮化可持續健康發展，必須特別重視提高農業技術水平，加強農業現代化建設，尤其是要加強對農業技術水平和農業現代化發展水平相對低下的地區，特別是對農業大省的農業水利、農業機械等方面的投入，提高其抵御不利自然氣候變化的能力，以防止因為自然氣候的重大變化對農村社會形成較大沖擊，而造成農業勞動力大量涌入城鎮的現象發生，從而促進城鎮化平穩有序地推進。

當然，本文的分析工作還有許多需要改進與完善的地方。首先，模型只分析了本地農業人口向城市的遷移，而當地城市人口規模擴大也有可能源于其他地方人口的移入，尤其是北上廣深這樣的大城市，但目前的實證模型暫時無法反應空間信息。其次，本文的傳導途徑在理論部分有詳細的論述，但是實證過程只是直接建立了降雨量與城鎮化水平的“約減型”關系，以探索兩者的相關性。對于傳導機制的實證，比如農業產出的中間作用，并沒有得到真正的驗證。最后，在處理城市分類時，本文利用的農業全要素生產率指標處于省級層次，使用此指標劃分地級市有些粗略，而進一步研究各地級市的農業全要素生產率，且對地級市進行精確劃分非常有意義，這也是值得深入研究的方向。

注釋