京津冀一体化前后政策区空气质量评价与障碍因子分析

杜 辉 刘鑫旺

（1. 河北经贸大学 公共管理学院，河北 石家庄 050061；2. 河北经贸大学 河北省城乡融合发展与协同创新中心，河北 石家庄 050061）

一、引言

改革开放以来，我国经济高速发展，但在经济快速发展的背后是资源消耗与环境破坏。这导致了严重的环境污染问题，给我国经济的可持续发展带来严峻挑战[1]。尽管政府通过颁布一系列政策法规来加大环境污染的管控力度，但环境治理之路依旧任重道远[2]。耶鲁大学与哥伦比亚大学联合发布的《2020 年全球环境绩效指数报告》显示，中国环境绩效排名为120，并且在空气质量、重金属含量、生物多样性与栖息地领域的排名远低于其他区域[3]。这反映出我国在经济快速增长的同时面临着巨大的环境压力，也凸显了加强环境规制的现实需求[4]。对于环境污染问题，党的十八大提出“绿水青山就是金山银山”的发展理念，要求大力推进生态文明建设[5]。党的十九大更是将“建设生态文明，打造美丽中国”作为社会主义现代化强国的重要目标[6]。此后，治理环境污染，实现绿色发展，成为我国重要的议题。

区域性城市群是污染治理的主要区域[7]。京津冀地区作为我国重要的区域性城市群，因经济体量大、人口体量大的特点，面临严重的大气污染问题[8]。2019 年，全国环境空气质量最差的6 个城市均位于京津冀及周边地区；京津冀地区以PM2.5 和O3为首要污染物的天数分别占总超标天数的42.9%和48.2%。为此，京津冀地区建立了大气污染区域联防联控模式[9]。近年来，京津冀城市群环境状况虽有改善，但仍旧不容乐观。2020 年，全国空气污染最严重的10 个城市中，京津冀三地的城市仍高达4 个。

京津冀一体化为解决区域性环境问题提供了一个示范性思路。京津冀一体化是指京津冀地区（北京、天津、河北省）在经济、社会、生态等方面进行协同发展和一体化规划[9]。2015 年通过的《京津冀协同发展规划纲要》标志着京津冀一体化协同发展正式实施。京津冀协同发展在坚持生态优先的前提下，推进产业结构调整，建设绿色、可持续的人居环境；强调以区域资源环境，特别是水资源、大气环境承载力等为约束条件，严格划定保障区域可持续发展的生态红线，推进“环首都国家公园”和区域性生态廊道建设；注重提高城镇用地集约利用效率，实现“存量挖潜、增量提质”，构建生态、生产、生活相协调的城乡空间格局[10]。这些理念与举措皆有助于改善区域性环境问题，促进区域生态-经济-社会的协调发展。

京津冀一体化前后空气污染物的空间分布格局如何？京津冀一体化是否降低了污染物排放？目前鲜有研究对此系统性探究。本文使用北京、天津、河北2014 年和2020 年市级层面的数据，利用障碍度因子模型，探究京津冀一体化前后京津冀各城市空气污染的空间分布状况和影响京津冀地区空气质量的主要障碍因子。下文安排如下：第二部分是文章的文献综述，第三部分是数据来源、研究区域以及研究方法，第四部分是研究结果，最后是文章的研究结论。

二、文献综述

关于京津冀的环境质量状况，诸多研究显示，京津冀是我国大气污染最严重的三大区域之一，并且京津冀的大气污染已从城市和局部污染发展成为影响范围更广、更不易控制和治理的区域性污染[11]。2018年京津冀地区民用散煤燃烧量共计3799.22 万吨，PM2.5、CO、SO2、NOx 的排放量分别高达9.27、341.31、5.17、5.44 万吨[12]。2019 年，京津冀碳排放总量占全国比重超10%，单位GDP 和人均碳排放量分别为1.37 吨/万元和10.27 吨/人，均高于全国平均水平（分别为1.1 吨/万元和7.77 吨/人）。其中，河北是京津冀环境污染的重点区域。近年来，由于国家加强对空气污染的治理，京津冀的区域空气质量逐步改善，但大气污染物浓度绝对值仍然较高[13]，同时区域内化石燃料消耗和工业产量大，碳减排还有较大的潜力。加强京津冀区域二氧化碳(CO2)和大气污染物协同控制非常重要[14]。

区域一体化与环境污染治理关系是学界关注的重点。一方面，区域一体化发展有利于促进产业和经济集聚，减少市场壁垒的同时促进区域统一大市场的形成，提高资源配置效率，集聚的外部性又会通过产业关联、知识外溢等途径带来污染排放下降[15,16]，并且，区域一体化可以通过加强区域间的协同创新实现要素配置的优化，推动城市之间科研人才交流，发挥科研的正外部性，减少污染[17]。而市场分割会导致地区资源要素无法高效配置，高耗能产业无法被淘汰[18]。区域一体化后地方保护主义的破除也会加大企业间的竞争关系，倒逼企业提高技术创新水平，减少污染[19]。此外，区域一体化可以使生产要素在区域间充分流动，促进产业分工和产业结构升级，打破地区对于低端要素的结构性依赖，有效地降低能源消耗，促进城市环境治理[20]。但有学者持不同看法，原因在于经济活动的空间集聚因为产能扩张短期内会导致污染物排放总量的增加和空间拥堵，不利于环境治理[21]。如京津冀城市群内的污染密集型产业存在从城市群内转移到城市群外围地区的趋势。长三角地区也有类似发现[22]。

基于已有研究，京津冀一体化从理论上有助于促进区域内各城市空气质量的改善。然而，事实是否如此有待证实，尚未有研究对此进行探究。此外，也未有研究从污染物分布的角度探究区域一体化对区域内空气质量的影响。

三、研究方法

1.数据与指标选取。大气污染数据均来自中国空气质量在线监测分析平台。参考已有研究[28]，本文选取空气质量指数（AQI）、颗粒物（PM2.5、PM10）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）的年均值作为表征大气污染的指标。京津冀一体化前后（2014 年、2020 年），政策区内各市相应指标的数值分布情况见研究结果部分。

2.改进的熵权法测算城市空气质量指数。熵权法（TOPSIS）是一种根据有限评价对象与理想目标的接近程度进行排序的方法，也称优劣解距离法[23]。本文使用改进的熵权TOPSIS 法计算京津冀13 个城市的空气质量指数，计算步骤如下文所示。

首先，建立标准化处理后的决策矩阵P，计算公式如下：

然后，计算加权标准化的矩阵，矩阵表示如下：

最后，计算各个评价对象对于理想距离的贴进度，计算公式如下：

3.障碍度模型分析影响空气质量的主要障碍因子。本文使用障碍度模型计算各区域空气质量综合评价中各指标的障碍度，明晰关键污染物对各区域空气质量的影响程度[24]。模型设定如下：

四、研究结果

（一）污染物的分布状况

利用ArcGIS 绘制2014 年、2020 年京津冀13 个地市污染物的分布状况，结果分别如图1 和图2 所示。

图1 2014 年京津冀城市群空气污染物空间分布状况

图2 2020 年京津冀城市群空气污染物空间分布状况

综合来看，2014 年京津冀地区空气质量较差，多数城市的空气质量层次以中度和重度污染为主，空气质量属于优良级别的城市占比低。此外，区域间的差异明显，张家口、承德和秦皇岛等北部城市的空气质量，整体优于保定、石家庄、衡水、邢台、和邯郸等南部城市。具体来看，各污染物中，PM2.5、AQI、SO2的分布状况较为相似，皆主要分布在保定以南的城市，如石家庄、衡水、邢台和邯郸；PM10 主要分布在保定、石家庄、衡水、邢台；CO 污染物集中分布在保定、唐山等地；NO2主要来源于汽车尾气，因而主要分布在北京、天津、唐山等人口和汽车保有量相对集中的城市。综合来看，2014 年石家庄以南的几个城市的空气质量较差，这可能与人口规模、工业发展状况有关。

京津冀一体化之后（2020 年），各城市空气质量相较于2014 年整体上有明显提高，地区差异缩小。空气质量以优良为主，未曾有明显的轻度及以上污染情况发生。其他各类污染物排放情况均有改善，即使有污染也大都以轻度污染为主，仅唐山市NO2排放为中度污染层次。

（二）城市空气质量指数

利用改进的熵权法TOPSIS 计算得到的京津冀13 个地市空气质量指数如表1 所示。由表中展示的分析结果可知，京津冀一体化后，13 个地市空气质量贴进度越来越小表明空气质量越来越好，近一半城市空气质量提高近50%。其中，2014 年空气质量排在最后的保定，京津地一体化后其空气质量的提高程度高达57%，排名也提升至第8 名。

表1 2014 年和2020 年京津冀城市空气质量贴进度及排名

基于以上结果，随着京津冀一体化的推进在改善三地区空气质量方面取得了明显的进展，但河北省的空气质量仍需要进一步提高。在河北省的产业结构中，资源型和重化工产业仍占有较大比例，在去产能过剩和产业升级方面面临巨大的压力。尤其是近年来，碳排放和环境保护方面的要求越来越严格，这意味着需要采取更加积极的措施，以构建现代产业体系。为了解决这一挑战，需积极推动先进制造业和战略性新兴产业的发展，同时巩固和强化优势产业的领先地位。这将有助于构筑现代产业体系的新支柱，为未来的高潜力产业发展提供坚实的基础。此外，还应重点关注减污降碳行动，加强对重点行业的监管，严格控制高耗能和重化工业领域的新增产能。同时，推进传统高耗能行业的节能改造，如钢铁和电力等领域，这将对减少碳排放和改善环境质量发挥关键作用。总之，河北省需要在绿色高质量发展的道路上坚定前行，通过产业升级和生态环境保护的协同推进，实现更为可持续和环保的发展目标。这将不仅改善当地的生活质量，还有助于实现京津冀协同发展的整体目标。

（三）空气质量的主要障碍因子

利用障碍度因子模型分析影响京津冀地区空气质量的主要障碍因子如表2 所示。京津冀一体化之前，PM2.5、PM10、CO、NO2、SO2均是空气污染物的主要来源。京津冀一体化后，仅NO2是空气污染物的主要来源。NO2对空气质量的持续影响与城市汽车保有量有密切关系，但随着电车保有量逐年增加，这一污染物排放还会进一步下降。PM2.5、PM10、CO、SO2等污染物的排放对京津冀地区的空气质量虽有影响，但目前均在可控范围内。然而，仍有必要采取强有力的管控措施以进一步推动PM2.5、PM10、CO、SO2等污染物的减排，同时避免这些空气污染物的排放量随着经济增长出现反弹。

表2 2014 年和2020 年京津冀城市空气污染物障碍度（单位：%）

五、研究结论

党的十八大以来，中国政府高度重视环境污染问题，提出了“绿水青山就是金山银山”的发展理念，并将生态文明建设作为社会主义现代化强国的关键目标。党的十九大以来，环境污染防治被明确列为决胜全面建成小康社会三大攻坚战之一。在此背景下，京津冀协同发展成为关注焦点。习近平主席主持召开座谈会，着重强调了实现京津冀协同发展的重要性，将其视为推动区域发展创新、生态文明建设的关键路径。这个计划以生态优先为原则，着力进行产业结构调整，致力于建设绿色和可持续的居住环境。此外，它也规定了严格的生态红线，以保障区域可持续发展。2015 年，《京津冀协同发展规划纲要》的通过标志着该计划的正式实施。

本文以2015 年京津冀一体化政策为例，基于2014 和2020 年的数据，运用熵权法TOPSIS 以及障碍度因子模型，探究了京津冀一体化前后京津冀各城市空气污染的空间分布状况，研究发现：（1）京津冀一体化后区域城市群空气质量得到明显改善，并且京津冀北部区域空气质量明显优于南部区域；（2）当前京津冀地区空气污染物的主要来源是氮氧化物。

基于以上研究结果，本文提出如下建议：（1）河北省是京津冀地区重化工企业集中所在地，河北省在减少空气污染层面仍有政策实施空间。河北碳排放量占京津冀碳排放总量的比重从65.2%上升至78.8%，黑色金属冶炼和压延加工业以及电力、热力生产和供应两大行业碳排放总量为7.43 亿吨，占比高达81.31%。为助力生态环保目标实现，京津冀地区亟须调整优化产业结构，尤其是重点优化河北产业结构，强化技术创新，减少碳排放总量和强度。（2）目前创新对经济发展的驱动作用在京津冀内部还未能得到充分发挥。京津冀内部城市间创新能级差距过大、创新链与产业链不匹配，如京津两地重点发展高新科技、电子信息以及其他三产服务等行业，而河北优于缺乏必要的技术条件，主要经营金属加工以及其他相关工业制造，难以承接京津高新科技产业链，创新链与产业链失配阻碍了三省市之间的协同创新与产业合作，未来在加强河北省内部创新能力的同时要强化京津对河北省的技术支持，平衡区域内部发展差距。