中国人口空间聚集对生产和生活污染的影响差异

肖周燕

摘要

以环境库茨涅茨曲线为基础，构造以人口空间聚集为门槛变量的回归模型，利用2000-2010年中国30个地区的省际面板数据，分析了人口空间聚集对生产和生活污染的不同影响。研究发现，人口空间聚集对生产和生活污染的影响均是非线性的，偏大和偏小的人口空间聚集水平对生产和生活污染均产生不利影响。环境库茨涅茨曲线能很好解释生产污染产生的原因，但对生活污染的解释力度有限。相对于生产污染而言，生活污染的产生往往与人们环保意识和生活习惯等相关，其影响因素更为复杂，有待于以后深入研究和思考。研究还发现，中国目前的人口空间聚集水平在不断减弱，若不提升其聚集水平并控制在合理范围内，中国的环境污染将更加严峻。建议在转变经济发展方式过程中，应强调人口空间适度聚集。

关键词城市化；人口空间聚集；生活污染；生产污染

中图分类号C922文献标识码A文章编号1002-2104（2015）03-0128-07doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.03.017

中国30多年快速的城市化在带给人们生活水平显著提高的同时，大气污染、水资源污染、酸雨、固定废弃物污染等一系列的环境问题却日益严重。尤其是最近几年，雾霾天气影响了全国大部分地区，给人们的生产生活带来了巨大的影响。环境污染问题和每个人息息相关，解决环境污染问题已成为了人们的基本愿望，更是成为了政府工作的重点。然而，解决环境污染问题如同环境污染问题形成那样并非一蹴而成。在城市化进程中，人口和经济活动的空间集聚是必然趋势。由于环境污染总是伴随着城市化的出现并加剧，认为人口向城镇大规模聚集加重了城镇环境污染的学者不占少数[1-2]。2013年1月足足覆盖中国130万平方公里土地面积空前的雾霾天气，涉及东北、华北、西南共十个省市，然而这些区域恰恰正是著名的“胡焕庸线”东南部中国人口最密集区域，这似乎从某种程度佐证了人口的空间集聚加重了环境污染的观点。一国或地区人口空间聚集程度越高，表明该国或地区与环境相关的生产和消费活动相应越多，对环境污染越严重，较高的人口空间聚集水平成为了影响环境质量的一个非常重要的因素[3-5]。也有学者提出截然相反的观点，指出人口与经济活动的空间集聚是有利于环境保护的，因为污染物的排放本身具有规模经济，无论能源还是污染物，只要在企业之间可以共享、分摊或提高利用率，都能够通过空间的集聚而降低单位GDP的污染[6-11]。城市化实际上是人口与经济活动空间聚集的过程。从理论上来说，人口的空间聚集一方面会随着人们吃穿住行方面需求的增加，增大资源和能源的消耗，排放更多的污染物，加重环境污染。但另一方面人口的空间聚集不但可以提高基础服务设施的共享率，还可以提高处理污染设施的效率，减少重复建设对土地等资源的占用，降低人类活动对自然环境的影响，从而有利于环境质量的改善。那么，对于处于快速城市化的中国来说，人口空间聚集水平是不是越高越好？在不同人口空间聚集水平下，影响环境质量的作用机制是否存在不同？污染通常包括生产污染和生活污染，城市化所带来的人口空间聚集对生产污染和生活污染的影响是否会存在不同？本文将对以上问题展开研究。对以上问题的回答，显然已经成为中国城市化不可回避的亟待解决的课题，直接决定了中国城市在加速城市化进程中的发展方向。

1模型与方法

1.1计量模型与估计

与模型（1）和模型（2）相比，模型（3）多出了门槛变量 AGG、门槛值Th与指示性函数I。模型（3）即为刻画不同人口空间聚集水平下经济发展与环境污染动态性的计量模型。以上为单一门槛模型设定，双重及多重门槛可以在此基础上扩展。

考虑到面板数据模型分析中的异方差和相关性，在初步判断人口空间聚集度与环境污染的关系时，采用广义最小二乘法（GIS）估计相关参数。由于Hansen门槛模型避免了划定门槛的主观性，且可以对门槛值的显著性进行计量检验，为此，采用门槛模型探讨不同人口空间聚集度的影响环境污染的机制。首先通过最小化假定门槛数下普通最小二乘估计的残差估计值得到门槛值（Th），得到相应的估计参数后，再对门槛效应的显著性和门槛估计值置信区间进行检验，验证所估计的门槛值与真实值是否相一致。门槛效应显著性原假设为：

1.2数据来源与变量说明

关于环境污染指标的选取，选用工业三废中的一个或几个具体污染排放物指标来衡量环境污染水平，仅反映了工业生产污染。然而，环境污染是一个综合的整体的概念，不仅包括生产污染，还包括生活污染。而且影响生产污染和生活污染的因素可能存在不同。为此，将环境污染细化为生产污染和生活污染进行研究。考虑到数据的可获得性，本文选取工业三废中的工业废水排放量、工业废气排放量、工业SO2排放量、工业烟尘排放量、工业粉尘排放量、工业固体废弃物排放量六类具体环境污染指标度量生产污染。选取生活SO2排放量、生活烟尘排放量、生活污水排放量、生活垃圾清运量四个相关指标度量生活污染。分别用EPD1和EPD2表示生产污染和生活污染。借鉴Ma Jianqin等（2010）的方法利用熵权法计算出生产和生活环境污染综合指数[13]，全面客观地反映中国环境质量的整体情况。

经济规模（SCALE）用人均国内生产总值表示。为了消除物价波动的影响，各地区人均GDP数据以2000年为基期的指数进行平减。为防止经济增长的回归系数太小且数据的平稳性，将人均GDP取对数。经济结构（SEC）用各地区第二产业生产总值占地区国内生产总值比重反映。TEC反映技术对环境污染的影响，用万元GDP消耗能源的标煤量表示。通常认为，单位产值消耗的标准煤越多，表明技术越粗放，所造成的环境污染越严重。FDI反映对外贸易对环境污染的影响，用各地区外商直接投资占GDP比重表示。人口空间聚集度（AGG）用各地建成区非农业人口密度表示。本研究样本为2000-2010年全国30个省、直辖市的面板数据，其中不包括西藏。各变量的原始数据来自于2001-2011年《中国统计年鉴》和《中国能源统计年鉴》。

2实证检验与分析

2.1加入人口空间聚集度的普通面板回归

在进行回归分析之前，采用LLC和IPS两种方法对所有变量进行面板平稳性检验。LLC和IPS检验结果显示，所有变量在5%的显著性水平下可以拒绝存在单位根假设，即认为所有变量都是平稳的。为了探讨人口空间聚集和生产和生活污染之间的关系究竟是线性的还是非线性的，在环境库茨涅茨曲线基础上，加入人口空间聚集度、人口空间聚集度的平方项、立方项，并与未加入人口空间聚集变量的模型进行对比，客观判断人口空间聚集对环境质量的影响。回归估计结果见表1。

从模型1 回归结果来看，生产和生活污染的影响因素存在较大差异。当控制了经济结构、生产技术和对外贸易变量以后，生产污染影响因素的检验符合环境库兹涅茨曲线假说，即生产污染随着经济增长而下降，而生活污染并不能证明环境库茨涅茨曲线假说，从回归系数上来看，经济增长和生活污染之间存在先优化后破坏的现象。不仅如此，除经济结构变量与生产和生活污染指标均呈正向关系，且全部在给定的置信水平上显著外，技术和对外贸易对生产和生活污染的影响也截然不同，这表明经济结构从高污染、高耗能的第二产业向污染程度低的第三产业转变，对降低生活污染和生活污染都是有利的。生产技术与生产污染呈现负相关关系，而与生活技术呈现正相关关系，这一方面是由于选取的技术指标更多体现了生产技术导致其分析结果表现为更有利于生产污染的降低，符合生产技术的改进有利于降低环境污染的理论预期。另一方面则反映出，技术对环境影响的复杂性，一项生产技术的改进在某一生产领域有利于环境保护，但可能在其他领域则加重了环境污染。对外贸易对生产和生活污染的影响同样存在差异，回归系数显示，“污染避难所”假设在生产污染方面得到验证，但对生活污染分析并不支持“污染避难所”假设。由此可见，影响生活污染的因素与生产污染下显著，下同。

的影响因素存在明显不同，可能更为复杂。

基于环境库茨涅茨曲线虽然能够判断经济规模、结构

和技术对生产污染和生活污染的不同影响，并检验“污染

避难所假设”，但从模型1很难判断目前中国城市化所带来人口空间聚集对环境质量的影响究竟是什么，为此，加入人口空间聚集度进行分析。从模型2回归结果看出，当控制经济发展等因素后，不管是生产污染还是生活污染，人口空间聚集度与环境质量呈现N型曲线的关系。即在人口开始聚集时，人口的空间聚集将增加环境质量压力。但当人口聚集充分，生产和生活污染集中的结果会获得递增的规模效益，由此，人口空间聚集对降低生产和生活污染具有积极促进作用。但当人口空间聚集到一定程度，人口进一步的聚集对环境质量所带来的正面积极效应将小于其所带来的交通拥堵、热岛等负面效应，即此时的规模效应小于拥挤效应，从而表现为人口进一步的集聚将会加剧生产和生活污染。控制变量方面，经济结构对生产和生活污染的影响依然显著，表明经济结构向第三产业调整有利于降低生产和生活污染。对外贸易和生产技术对生产和生活污染的影响同模型1回归结果相同，“污染避难所假说”在生产污染分析中得到验证，但生活污染的分析表明“污染避难所假”说并不成立。生产技术的改进有利于减少生产污染，但会加重生活污染，这再次证明，技术是一把双刃剑，生产技术的改进有利于降低生产污染，却与此同时会加重生活污染。不仅如此，当加入人口空间聚集水平变量后，环境库茨涅茨曲线在生产和生活污染上的检验结果也不同，结果显示，生产污染与经济增长的关系符合环境库茨涅茨曲线的预期，但经济增长对生活污染的影响虽然符合环境库茨涅茨曲线但并不显著。以上分析表明，人口空间聚集与生产和生活污染之间呈现出非线性关系。而且相对于生产污染而言，影响生活污染的影响因素更为复杂，利用传统变量很难得到合理的解释，需要我们对此进一步深入研究和思考。

2.2人口空间聚集效应的门槛回归检验

2.2.1人口空间聚集度的门槛效应检验

由于传统模型在分析非线性关系时存在变量之间多重共线性及转折点确定主观性强的不足，为弥补这些不足，以下将利用面板门槛模型刻画不同人口空间聚集水平下生产污染和生活污染影响因素的不同变化。在进行门槛回归之前，首先需要确定经济和环境污染之间是否存在人口空间聚集的门槛。若确实存在门槛，确定门槛的个数，从而确定模型的形式。表2显示了生产和生活污染的人口空间聚集门槛的显著性检验结果。

从表2检验结果可知，不管是生产污染还是生活污染，在单一和双重门槛模型中，相应的自抽样P值均至少在5%水平下通过显著性检验，说明人口空间聚集的单一门槛和双重门槛效果都非常显著。三重门槛模型未通过显著性检验，表明人口空间聚集的三重门槛并不显著。从具体的门槛值估计来看，生产污染的人口空间聚集门槛值分别为1.449和1.673，生活污染的人口空间聚集门槛值分别为1.375和1.5，表明生产和生活污染的人口空间聚集门槛值比较接近。

2.2.2门槛回归结果与分析

表3分别给出了生产污染和生活污染的模型回归结果。可以看出，在不同的人口空间聚集水平下经济发展对生产和生活污染具有不同的作用机制，人口空间聚集的门槛效应十分明显。首先看各解释变量对生产污染的影响情况。对于人口空间聚集度小于1.449的地区来说，经济规模增长与生产污染呈现正相关关系，但在统计上并不显著，即当人口空间聚集程度小于1.449时，经济规模增长加剧了生产污染但并不显著。对于人口空间聚集度小于1.673而大于1.449的地区来说，经济增长对生产污染的作用开始显现，经济规模增长与生产污染呈现负相关关系，说明人口空间聚集度在（1.449-1.673）区间，经济规模的增长有利于减少生产污染，但t值的显著性水平并不稳定，表明经济增长虽然对生产污染有一定抑制作用，但效果不具有稳定性。而当人口空间聚集达到较高水平，情况则发生了明显变化。经济增长和生产污染表现出显著的正相关关系，即在高度的人口空间聚集区，在经济增长加剧了生产污染。从各个门槛值前后的系数发现，随着人口空间聚集程度的提高，经济增长对生产污染的影响呈现先不利后有利再到不利的趋势，这一点主要是由于在人口空间聚集初期，经济增长主要依靠资源和资本的投入，加大公共基础设施建设，因此，在人口的低聚集区，经济增长不可避免地以牺牲环境为代价，增加了生产污染。但人口空间聚集达到某一门槛值后，同样的公共基础设施可以服务更多人口，公共基础设施的利用效率得到提高，人口空间聚集的规模效应开始显现，这时的经济增长有利于促进工业污染的减少，有利于环境质量的改善。但聚集到一定程度时，人口进一步聚集使得人们对包括交通运输体系、医疗卫生、下水设施、城市绿化等各种基础公共服务设施提出了更高要求，这些设施及建筑的建设、运行及维护都需要更多的能源消耗，其拥挤效应逐步开始显现，由此，经济虽然得到增长但导致了生产污染将进一步加剧。这充分说明：过大或过小的人口空间聚集度都会使经济增长对环境带来不利后果，将人口空间聚集水平控制在一定的适度范围之内，使人口空间聚集产生一定的规模效应，不超过这个效应的范围，提高资源的综合利用效率，这样的经济增长才能有利于减少生产污染，提高环境质量。在控制变量方面，在不同人口空间聚集度区间内，产业结构与生产污染呈现显著正相关，即不管是人口空间高度聚集区还是低聚集区，第二产业在地区GDP中的增加将加剧生产污染，带来环境质量的下降，这与绝大多数实证研究结果一致。生产技术在不同人口空间聚集区内影响不同。在人口空间高聚集区和低聚集区，生产技术对生产污染的作用并不明显，只有在适度的人口空间聚集区，生产技术的改进则能够显著促进环境质量的改善，这充分说明，适度的人口聚集不仅能使经济增长有利于生产污染的减少，生产技术也只有在人口适度聚集区对于减少生产污染发挥积极作用。外商直接投资在不同人口空间聚集区对生产污染的影响没有发生变化，在人口空间聚集程度不同的三个区间内，外商直接投资与生产污染存在明显负相关，表明中国外商直接投资仍集中在资源消耗大、环境污染严重产业的趋势没有发生根本性变化，2010-2012年投资于制造业的外资所占比重依然维持在57%-58%，其中2012年投资于水泥、石灰和石膏的制造、合成材料制造以及化学原料及化学制品制造业的外资同比仍分别增长了32%，18.27%和5%。

考察各解释变量对生活污染的影响。回归结果显示，对于人口空间聚集度在1.449以下以及人口空间聚集度在大于1.449和小于1.673区间的中等聚集度的地区来说，经济增长有利于降低生活污染但并作用不显著。而当人口空间聚集度大于1.673，情况则发生了明显变化，经济增长对生活污染系数显著为正，表明当人口空间聚集水平较高，该地区与环境相关的消费活动增多，经济增长则进一步加剧了生活污染。从控制变量来看，除产业结构系数在三个区间中的作用显著外，生产技术和外商直接投资变量的回归系数在不同人口空间聚集水平的三个区间并不显著，表明生产技术和外商直接投资对生活污染的作用并不明显。产业结构的回归系数为正，表明同生产污染相同，第二产业的发展加剧生活污染的程度。因此，从总体来看，生活污染尽管具有人口空间聚集的门槛效应，但除经济结构外，各解释变量显著性并不高，说明解释影响生活污染的原因需要从其他更深层次角度来思考，如人们的环保意识、知识水平或消费习惯等。

2.2.3进一步的扩展分析

基于门槛面板的回归分析说明，当人口空间聚集度大于1.673或者小于1.449时，经济规模增长加剧生产污染；只有当人口空间聚集水平介于1.449和1.673之间时，资源综合利用效率得到提高，经济增长对规模效应将显现，将有利于减少生产污染。因此，本文假定人口空间聚集度在1.449-1.673为适度区间，通过分析研究期内适度人口空间聚集区的数量动态变化，分析经济发展对中国污染的发展方向。从表4看出，研究期内适度人口空间聚集区没有发生明显变化，十年间稳定在7-8个左右，部分年份减少到4个。人口空间高聚集区的数量则显著下降，从2000年15个降至2010年9个；人口空间低聚集区则持续稳定上升，从2000年8个增至2010年13个。说明随着城市化的进程，中国人口空间聚集水平反而下降了。由于经济发展在人口空间高聚集和低聚集区间对生产污染具有消极影响，这意味着从人口空间聚集门槛来看，经济发展使得多数地区的生产污染加剧，尤其是人口低聚集区的增多，基础设施综合效率得不到提高，经济增长进一步加剧了生产污染。这反映出多数地区的经济发展是以消耗资源和破坏环境为代价的。再考察不同人口空间聚集区间对生活污染的影响。从回归系数上判断，当人口空间聚集度小于1.5时，经济增长有利于减少生活污染，当人口空间聚集度大于1.5时，经济增长将加剧生活污染，因此，假定小于1.5是人口低聚集水平，大于1.5为人口高聚集水平，通过分析研究期内低聚集区和高聚集区的数量变化发现，人口低聚集水平的地区数量由2000年9个上升至2010年的14个，人口高聚集水平地区数量由2000年21个下降至2010年16个。由此看来，人口空间聚集度的减少，使得多数地区的生活污染有所缓解。因此，可以看出，由于适度人口空间聚集水平的省区较少，当前中国多数地区的生产污染问题不可忽视；人口空间聚集度水平不高，生活污染情况并不严重。但由于生产排污对中国环境污染总量的贡献占很大比例，中国人口空间聚集程度不断减弱，在经济发展过程中若不提升人口空间聚集水平并控制在合理水平，中国环境污染问题将更加严峻。

3结果与讨论

与以往研究不同的是，本文以环境库茨涅茨曲线为基础，分析了人口空间聚集水平对环境质量的影响变化，并把人口空间聚集度作为门槛变量，利用门槛回归方法构建非线性面板数据模型，深入考察了城市化进程中人口空间聚集对生活与生产污染的不同影响。得到以下结论与启示：

第一，人口空间聚集过程应把握适度原则。偏大和偏小的人口空间聚集度对生产和生活污染均产生不利的影响。偏大的人口空间聚集度会使经济发展产生拥挤的外部效应，加重生产和生活污染，而偏小的人口空间聚集度会使改善环境的规模效应得不到发挥，同样不利于环境质量的改善。目前，中国多数省区的人口空间聚集水平偏低，虽然经济快速增长，但给环境多带来的压力是巨大的。改善环境质量关键在于转变生产和生活方式，但转变生产生活方式前提是适度的人口聚集。只有适度的人口空间聚集水平才会使经济增长的环境效益达到最佳。为此，政府应根据地区不同的人口空间聚集度，从资源和产业入手，采取相应的调控方式和干预政策，确保适度的人口空间聚集水平。在人口空间集聚度较低地区，政府通过适当的产业引导，使各类要素能够聚集；在人口空间聚集水平较高地区，适当进行资源要素分流，尽量避免资源过分集中，维持人口适度的聚集水平。

第二，调整优化产业结构依然是改善环境质量的关键切入点。研究结果表明，不管是生产污染还是生活污染，不管人口空间聚集水平如何，第二产业比重提高对生产和生活污染指数有些显著负面影响。只有实现产业结构的转型升级，淘汰和限制污染密集型产业，积极发展现代服务业和技术密集型产业，才能从根本上实现城市化与环境的可持续发展。

第三，加强外资管理，提高外资整体质量。尽管在引入人口空间聚集水平后，对外贸易对环境质量的影响并不显著，但普通和门槛回归分析发现，“污染避难所”假说在生产污染的实证分析中成立，这意味中国引进的大量外资多集中在污染密集型产业，这是造成中国生产污染日益加剧的重要原因之一。因此，政府应加强外资管理，提高外资引进门槛，引进外资应以经济和环境的均衡发展为前提，从而提高外资的整体质量。

第四，影响生活污染的因素较为复杂，需要进一步的思考和分析。因为生活污染除了传统解释变量外，与人们环保意识和生活习惯等密切相关，因此，不管是普通面板回归还是加入人口空间聚集度的门槛回归，都反映出生活污染的影响因素并不简单。对生活污染影响因素的研究涉及更多的微观变量，这都有待于以后深入剖析。

（编辑：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