城鎮化對生態環境質量影響的實證研究

肖攀 蘇靜

摘要：利用環洞庭湖區33個縣市區20052015年的面板數據，在全面測算城鎮化水平指數和生態環境質量指數的基礎上，采用非線性面板模型和空間杜賓模型實證分析城鎮化對生態環境質量的影響及其特征。研究結果表明：城鎮化對生態環境質量的影響存在顯著的非線性特征和空間溢出效應，在其低質量發展階段，城鎮化對地區內及鄰近地區生態環境質量的影響表現為負向空間溢出;在其高質量發展階段，城鎮化對地區內及鄰近地區生態環境質量的影響表現為負向空間溢出，并且對鄰近地區的空間溢出效應要大于地區內部。地區技術進步對生態環境質量的影響存在“虹吸效應”，在促進本地區生態環境質量改善的同時也顯著抑制了鄰近地區生態環境質量的改善;對外開放對生態環境質量的影響總體上表現為正向空間溢出，但這主要來自于地區間正向空間溢出效應的貢獻;地區富裕程度對生態環境質量影響的空間效應不顯著。

關鍵詞： 城鎮化;生態環境質量;空間溢出;非線性;環洞庭湖區

中圖分類號：F299.27 文獻標識碼：A文章編號：10037217（2019）01015006

一、引言與綜述

改革開放40年來，我國經歷了世界歷史上規模最大、速度最快的城鎮化進程，城市體量不斷擴大。19782017年間，人口城鎮化率由17.9%提高到58.5%，城鎮常住人口從1.7億人增長到8.1億人，城市數量由193個增加到657個。然而在城市建設取得巨大成就的同時，傳統的以人口和產業集聚為特征，以“土地財政”和工業化為核心驅動力的快速城鎮化發展模式也給生態環境帶來了巨大挑戰，生態環境保護與城鎮化發展不協調的矛盾日益凸顯。在此背景下，黨的十八大提出了集人口、產業、空間、社會、資源、環境等協調發展于一體的“新型城鎮化”概念。隨后《國家新型城鎮化規劃（2014―2020年）》提出要把生態文明理念全面融入城鎮化發展全過程，走集約、智能、綠色、低碳的新型城鎮化道路。

環洞庭湖生態經濟區作為我國重要的農產品基地，其城鎮化發展對于貫徹落實中部崛起戰略、促進長江中游城市群一體化發展和長江全流域開發開放意義非凡。與此同時，作為長江流域重要的調蓄滯洪區，洞庭湖區在傳統的快速城鎮化過程中產生的耕地銳減、生態功能退化、水質污染加重、大湖調儲能力下降等系列問題也被社會各界廣泛關注。如何實現城鎮化與生態環境的良性互動與協調發展將是環洞庭湖區面臨的新挑戰。研究城鎮化對環洞庭湖區生態環境質量的影響效應及其特征，對于探索大湖流域以生態文明建設引領經濟社會全面發展新路徑，推進環洞庭湖區新型城鎮化進程，進而實現城鎮化發展質量與生態環境保護的雙贏具有重要的理論與實踐意義。

由于城市化發展階段不同，已有關于城鎮化與生態環境的關系研究在國際、國內存在差異。國際層面的相關研究主要基于“問題導向”，以城市化進程中的生態環境問題作為研究對象，注重揭示問題存在的原因及其在此基礎上的理論創新。具體體現在三個方面：一是研究城市化對生態系統及其內部各要素的影響。Burton和Samuelson （2008）基于遙感影像分析了城市化對生態景觀的影響[1];Seto等（2012）研究了城市擴張對生物多樣性和碳匯的直接影響[2]。二是研究快速城市化地區的生態環境響應。Alberti（2005）研究了不同城市化發展模式下城市生態環境響應的異質性[3]。Mckinney（2006）研究了快速城市化進程中郊區和城市邊緣棲息地物種的同質化響應[4]。Wang等（2013）研究了珠江三角洲區域城市化擴張下氣候的響應與反饋[5]。三是研究城市化對碳排放及能源利用效率的影響機制。Pfaff等（2004）研究了城市化與碳排放之間的調節機制[6]。Poumanyvong等（2010）分析了城市化對能源效率的影響因素與作用機制[7]。Chikaraishi等（2015）從人口因素角度提出了城市化對碳排放影響的機制框架[8]。國內學者的研究主要基于“經世致用”的實踐導向，大部分圍繞某一特定區域展開實證研究，注重揭示其宏觀特征進而為政府決策提供參考。盡管研究起步較晚但成果豐碩。具體體現在如下三個方面：一是基于兩兩關系視角探討城鎮化與生態環境耦合關系。此類研究較為成熟。王長建等（2014）研究了干旱區綠洲城市烏魯木齊城市化對生態環境的單向脅迫作用關系[9]。王少劍等（2015）定量測度了京津冀地區城市化與生態環境交互耦合關系[10]。張引等（2016）構建新型城鎮化質量與生態環境承載力耦合協調模型，研究了重慶市及各區縣新型城鎮化質量與生態環境承載力的耦合度、耦合階段、耦合水平及耦合分類[11]。二是基于效率分析視角研究環境規制下的城鎮化效率。王慶喜等（2017）測算了環境效率值及效率指數，據此分析了各省份工業化與城鎮化的關系及其演變[12]。劉贏時等（2018）運用Malmquist指數研究了產業結構升級、能源效率以及兩者交互作用對綠色全要素生產率的影響[13]。陳黎明等（2015）基于混合方向性距離函數和合圖法實證研究了“兩橫三縱”城市化地區的經濟效率、環境效率和生態效率[14]。三是基于空間視角探討人口、經濟、產業集聚等對生態環境的影響效應。劉習平和盛三化（2016）基于擴展的STIRPAT模型研究了城市產業集聚對城市環境的影響[15]。研究表明城市產業集聚對城市環境的影響呈現出"U"型演變的規律。謝銳等（2018）研究了新型城鎮化對城市生態環境質量的空間溢出效應[16]。劉滿鳳和謝晗進（2015）研究了工業化和城鎮化的環境經濟集聚雙門檻效應[17]。

已有研究為本文提供了很好的參考，但是對于城市內部及其縣域范圍層面城鎮化與生態環境質量的關系關注不夠。對于新型城鎮化概念內涵下城鎮化的生態環境效應及其影響因素的研究比較缺乏。此外，基于空間視角的研究也不同程度地忽略了城鎮化對生態環境質量影響的滯后性。為此，本文采用20052015年環洞庭湖生態經濟區33個縣區市的面板數據，從人口、空間、經濟、社會四個維度構建新型城鎮化質量綜合指數，基于面板和空間杜賓模型系統研究城鎮化對環洞庭湖區生態環境質量的影響及其時空特征，以期從學理層面為推進環洞庭湖生態經濟區轉型發展與綠色發展做出一些有意義的探索與嘗試。

三、實證分析

（一）指標體系構建與測度

基于新型城鎮化概念內涵并借鑒謝銳等（2018）等學者的研究，本文從人口城鎮化、空間城鎮化、經濟城鎮化和社會城鎮化4個維度構建由城鎮人口占常住人口比重、交通線網密度等共9個指標組成的城鎮化質量綜合評價指標體系。借鑒王少劍等（2015）學者的研究，從生態要素條件、生態環境響應2個維度構建由人均耕地面積、建成區綠化覆蓋率、城鎮污水處理率等共7個指標組成的生態環境質量綜合評價指標體系（見表1）。在此基礎上采用熵權法測算了環洞庭湖區33個縣（地級市、區）的城鎮化質量綜合指數和生態環境質量綜合指數。本文所有數據均來自于20062016年《常德統計年鑒》《岳陽統計年鑒》《益陽統計年鑒》《長沙統計年鑒》《荊州統計年鑒》《中國縣（市）社會經濟統計年鑒》以及相關縣市區年度政府工作報告和統計公報。

（二）普通面板模型的初步檢驗

為了判定城鎮化對環洞庭湖區生態環境質量的影響是否存在非線性關系。本文在估算線性面板模型的基礎上，納入核心解釋變量的二次項進行了再估計。同時，為了驗證估計結果的穩定性，本文采用依次納入解釋變量的辦法分別估計了三種解釋變量組合下的結果，結果如表2所示。從模型13線性面板估計結果可知，核心解釋變量lnX的估計系數僅在模型1中顯著，控制變量中僅有技術進步變量lnK的估計系數正向顯著，其他變量的估計系數都不顯著。表明城鎮化對生態環境質量的線性影響關系不顯著。從模型45非線性面板估計結果可知：核心解釋變量lnX的估計系數均負向顯著，其二次項系數lnX2的估計系數均正向顯著，表明在不同的城鎮化發展階段，城鎮化質量對生態環境質量的影響存在顯著異質性，表現為顯著的倒“U”型關系。在城鎮化低質量發展階段，環洞庭湖區城鎮化對生態環境質量的影響顯著為負，意味著城鎮化的推進抑制了生態環境質量提升，表現為負相關關系;在城鎮化高質量發展階段，環洞庭湖區城鎮化對生態環境質量的影響顯著為正，意味著當城鎮化質量跨越某一門檻值之后，環洞庭湖區生態環境質量將隨著城鎮化推進而逐步提升，表現為正相關關系。驗證了城鎮化對生態環境質量影響的非線性效應的存在。從解釋變量來看，技術進步和對外開放水平均顯著促進了生態環境質量的提升。

由于城鎮化和生態環境的外部性可能導致相鄰地區城鎮化的生態環境效應存在趨同性，使得相鄰地區城鎮化對生態環境質量的影響表現為空間溢出效應。為此，我們在面板模型的基礎上引入空間效應，進一步采用空間杜賓模型來檢驗環洞庭湖區城鎮化對生態環境質量的影響是否存在空間異質性。表3給出了空間杜賓模型的估計結果。在估計之前，首先進行了空間權重下的Hausman檢驗，檢驗結果均在10%的水平下顯著拒絕原假設，表明固定效應模型估計要優于隨機效應模型。其次，空間自相關檢驗發現空間自相關系數ρ顯著不為零。為此適合采用空間杜賓固定效應模型進行估計。為了確保估計結果的穩定性，分別估計了個體固定效應和雙固定效應兩種模式下的6種情況，并且把空間溢出總效用分別分解成直接效應和間接效應，以實現對模型估計更為合理、更為準確的解釋。直接效應體現了地區內部相關因素對生態環境質量的溢出效應，即對地區內生態環境質量的平均影響;間接效應體現了相關因素在地區之間的溢出效應，即對其他地區生態環境質量的平均影響。

由表3可知，除人口密度pede變量外，個體固定效應和雙固定效應兩種模型情況下解釋變量估計系數方向絕大部分保持一致，但雙固定效應模型系數估計的顯著性更強。為此，主要依據雙固定效應模型估計結果進行分析。城鎮化的一次項系數估計均負向顯著，二次項系數均正向顯著。表明城鎮化對洞庭湖區生態環境質量的影響同樣存在空間異質性。在城鎮化低質量發展階段，城鎮化不僅顯著抑制了地區內生態環境質量增長，而且在地區間也產生了明顯的負向空間溢出，阻礙了鄰近地區生態環境質量提升。在城鎮化高質量發展階段，城鎮化不僅顯著拉升了地區內生態環境質量，而且在地區間也產生了明顯的正向空間溢出，促進了鄰近地區生態環境質量提升。進一步比較可知，間接效應中估計系數的絕對值要明顯大于直接效應中系數估計的絕對值，表明地區間城鎮化對生態環境影響的空間溢出要大于地區內的空間溢出。從控制變量來看，技術進步對生態環境質量影響的直接效應顯著為正，而總效應和間接效應顯著為負。表明來自技術進步的影響總體上表現為負向空間溢出，其中，地區內表現為正向空間溢出，地區間表現為負向空間溢出。意味著一個地區技術進步在促進本地區生態環境質量改善的同時，也顯著抑制了鄰近地區生態環境質量的改善。也驗證了地區科技進步及發展過程中“虹吸效應”的存在性。對外開放對生態環境質量的影響總體上表現為正向空間溢出。其中，地區內的空間溢出效應不顯著，地區間表現為顯著的正向空間關聯。表明環洞庭湖區某個地區的對外開放水平對鄰近地區生態環境質量產生了顯著的負向空間溢出。此外，地區富裕程度對生態環境質量影響的空間效應不顯著。人口密度對生態環境質量的影響還有待在以后的研究中進一步驗證。

四、結論及建議

利用環洞庭湖區33個縣市區20052015年的面板數據，首先測算了城鎮化水平指數和生態環境質量指數。其次，采用面板模型分析了城鎮化對生態環境質量的非線性影響關系。在此基礎上，從時空整合角度出發，采用空間杜賓模型分析了城鎮化對生態環境質量影響的空間溢出效應及其異質性。研究結果表明：（1）環洞庭湖區城鎮化對生態環境質量的影響存在顯著的非線性特征。在城鎮化低質量發展階段，城鎮化抑制了生態環境質量提升;在其高質量發展階段，城鎮化顯著促進了生態環境質量提升。（2）環洞庭湖區城鎮化對生態環境質量的影響存在顯著的空間溢出效應。在其低質量發展階段，城鎮化顯著抑制了地區內及鄰近地區生態環境質量提升;在其高質量發展階段，城鎮化顯著促進了地區內及鄰近地區生態環境質量提升。并且對鄰近地區的空間溢出效應要大于地區內部。（3）地區技術進步對生態環境質量的影響存在“虹吸效應”，在促進本地區生態環境質量改善的同時，也顯著抑制了鄰近地區生態環境質量的改善。對外開放對生態環境質量的影響總體上表現為正向空間溢出，但主要來自于地區間正向空間溢出效應的貢獻。地區富裕程度對生態環境質量的影響為負但不顯著。

環洞庭湖區各縣市區的快速城鎮化導致其生態環境壓力日趨增大。盡管隨著環洞庭湖生態經濟區發展上升為國家戰略，湖區城鎮化質量在逐步提升，但是其生態環境承載力依然難以支撐城鎮化的快速發展。原有重速度、輕質量的城鎮化發展方式需要得到根本性改變，否則將給生態環境造成進一步破壞。有必要從人口、空間、經濟、社會等方面全方位提升城鎮化發展水平與質量。通過強化地區發展的科技支撐，穩步推進對外開放等途徑，從根本上扭轉城鎮化粗放式低質量發展取向。同時，應該加強環洞庭湖區各縣市區政府部門的合作與協調，弱化行政壁壘的邊界效應，避免政府、企業等各自追求城鎮化業績而在生態環境治理與保護中出現的“搭便車”行為。引導各縣市區在城鎮化推進過程中突出合作型競爭，避免掠奪型競爭，以實現城鎮化發展與生態環境的良性互動，推進環洞庭湖區綠色發展。

參考文獻：

[1]Burton M L， Samuelson L J. Influence of urbanization on riparian forest diversity and structure in the Georgia Piedmont， US[J]. Plant Ecology， 2008， 195（1）：99115.

[2]Seto K C， Güneralp B， Hutyra L R. Global forecasts of urban expansion to 2030 and direct impacts on biodiversity and carbon pools[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 2012， 109（40）：1608316088.

[3]Alberti M. The effects of urban patterns on ecosystem function[J]. International Regional Science Review， 2014， 28（2）：168192.

[4]Mckinney M L. Urbanization as a major cause of biotic homogenization[J]. Biological Conservation， 2006， 127（3）：247260.

[5]Wang X， Liao J， Zhang J， et al. A numeric study of regional climate change induced by urban expansion in the pearl river delta， China[J]. Journal of Applied Meteorology & Climatology， 2014， 53（2）：346362.

[6]Pfaff A S P， Chaudhuri S， Nye H L M. Household production and environmental kuznets curvesexamining the desirability and feasibility of substitution[J]. Environmental & Resource Economics， 2004， 27（2）：187200.

[7]Poumanyvong P， Kaneko S. Does urbanization lead to less energy use and lower CO2 emissions？ A crosscountry analysis[J]. Ecological Economics， 2010， 70（2）：434444.

[8]Chikaraishi M， Fujiwara A， Kaneko S， et al. The moderating effects of urbanization on carbon dioxide emissions： A latent class modeling approach[J]. Technological Forecasting & Social Change， 2015， 90：302317.

[9]王長建， 張小雷， 杜宏茹， 等. 城市化與生態環境的動態計量分析——以新疆烏魯木齊市為例[J]. 干旱區地理， 2014， 37（3）：609619.

[10]王少劍， 方創琳， 王洋. 京津冀地區城市化與生態環境交互耦合關系定量測度[J]. 生態學報， 2015， 35（7）：22442254.

[11]張引， 楊慶媛， 閔婕. 重慶市新型城鎮化質量與生態環境承載力耦合分析[J]. 地理學報， 2016， 71（5）：817828.

[12]王慶喜， 錢遂， 龐堯. 環境約束下中國工業化與城鎮化的關系演變——效率分析視角[J]. 地理科學， 2017， 37（1）：92101.

[13]劉贏時， 田銀華， 羅迎. 產業結構升級、能源效率與綠色全要素生產率[J]. 財經理論與實踐， 2018（1）：118126.

[14]陳黎明， 王文平， 王斌. “兩橫三縱”城市化地區的經濟效率、環境效率和生態效率——基于混合方向性距離函數和合圖法的實證分析[J]. 中國軟科學， 2015（2）：96109.

[15]劉習平， 盛三化. 產業集聚對城市生態環境的影響和演變規律——基于20032013年數據的實證研究[J]. 貴州財經大學學報， 2016（5）：90100.

[16]謝銳， 陳嚴， 韓峰，等. 新型城鎮化對城市生態環境質量的影響及時空效應[J]. 管理評論， 2018（1）：230241.

[17]劉滿鳳， 謝晗進. 我國工業化、城鎮化與環境經濟集聚的時空演化[J]. 經濟地理， 2015， 35（10）：2128.

[18]Lesage J， Pace R K. Introduction to spatial econometrics[J]. Spatial Demography， 2009，1（1）： 143145.

（責任編輯：王鐵軍）