中国城镇化与环境污染排放：基于投入产出的分析，本文主要内容关键词为：投入产出论文,环境污染论文,中国论文,化与论文,城镇论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、引言
当前，中国正处于快速城镇化进程之中，城镇人口占全国人口的比例从1978年的17.92%快速上升到2009年的46.59%，年均增长0.92个百分点(国家统计局，2010)，而且根据“十二五”规划，“十二五”期间城镇人口比例年均增长0.8个百分点，2015年将进一步提高到51.5%。随着人口从农村向城镇地区迁移，各类经济活动向城镇迅速集聚，这在提高人们生活水平的同时，也对城镇与农村的生态环境产生了重要影响。城镇化过程与环境污染排放关系已经成为影响中国社会经济可持续发展的战略性问题。
关于城镇化与资源环境的关系，已有学者从定性与定量两方面进行了相关研究。定性研究多关注城镇化过程中城市所面临的水资源短缺、大气污染严重、垃圾围城、噪声污染等具体环境问题(周宏春、李新，2010)。定量研究则多通过计量模型研究污染排放等环境指标与城镇化率之间的数量关系，主要包括3个方面：(1)城镇化与相应环境压力之间的计量因果关系研究，刘耀彬(2008)发现江西省城市化综合水平变化是生态环境综合质量、生态环境压力、生态环境响应的格兰杰原因；张子龙等(2011)得出宁夏城市化与环境压力之间存在单向因果关系，即城市化对环境压力的增大具有显著的正向效应。(2)将城镇化率与经济发展等变量共同作为解释变量对环境压力进行计量分析，章泉(2009)基于中国地级市面板数据的研究表明，以城镇人口占总人口比重为指标的城市化对环境质量具有正效应，而以建成区面积为指标的中国城市化进程的加快对环境质量具有显著的负面影响；部分研究则基于中国省级面板数据得到多数工业污染排放量与城镇化率之间存在较为明显的倒U形关系(杜江、刘渝，2008；马磊，2010)。(3)另有部分研究则将城镇化率作为唯一解释变量分析污染排放与城镇化率之间的关系(王家庭、王璇，2010；刘耀彬、李仁东，2006)。整体来看，当前的定量研究以计量模型方法进一步确认了城镇化对生态环境具有一定的影响，但仍然较难得出中国城镇化发展与环境污染排放的量化结果。本文试图在阐释城镇化对环境污染排放影响内涵的基础上，通过投入产出分析方法构建城乡居民人均消费完全排污系数，据此分析城镇化对污染排放的影响，并对1997-2007年中国城镇化进程的污染排放影响进行案例研究。
二、概念与模型
(一)城镇化对环境污染排放的影响
城镇化是工业化过程中人口以及社会经济活动向城镇集聚的过程，主要表现为人口从农村迁移到城镇、二三产业活动向城镇集聚、城镇数量的增加与规模的不断扩大。随着人口从农村迁移到城镇，其在农村所从事的生产、生活活动转变为在城镇所从事的生产、生活活动，由于两类生产、生活活动引致的环境污染排放不尽相同，整体上表现为环境污染排放的变化。因此，城镇化对环境污染排放的影响是伴随着人口从农村迁移到城镇，其生产、生活活动的改变所带来的环境污染排放的改变。
由于经济系统内的各类活动包括生产活动与生活活动两部分，因此经济系统的环境污染排放也包括生产活动环境污染排放和生活活动环境污染排放两部分。下面分别从生产活动污染排放与生活活动污染排放考察城镇化对污染排放的影响。
首先，考察城镇化对生活活动污染排放的影响。当人口从农村迁移到城镇，其生活活动将会发生较大变化，这里假定其从农村的生活活动调整为城镇的生活活动。一般人们对产品和服务的消费量将大幅上升，生活活动排放的环境污染也相应增加。例如，生活污水排放量、生活垃圾产生量、生活温室气体排放量都会显著上升。因此，城镇化对生活活动污染排放的影响，即为城镇生活活动污染排放较农村生活活动污染排放改变的部分。
其次，考察城镇化对生产活动污染排放的影响。类似于生活活动，当人口从农村迁移到城镇，其生产活动也将发生巨大变化，一般表现为从农业生产活动转变为工商业生产活动，相应的生产活动的污染排放也将发生改变。但是，城镇化对生产活动污染排放的影响并不能简单定义为城镇生产活动污染排放与农村生产活动污染排放之差。因为经济系统生产活动的目的是为了满足社会的消费需求，如果社会消费需求没有改变，那么生产活动将会保持不变，相应的生产活动污染排放也不会发生改变。从某种程度上讲，生产活动的污染排放是由其满足的消费需求引起的。因此，城镇化过程中生产活动污染排放的变化并不能简单地理解为由城镇与农村生产活动差异引起，而是应该理解为城镇化过程中消费需求上升引起生产活动改变，进而引起生产活动污染排放变化。例如，考察城镇化对牛奶生产温室气体排放的影响。牛奶生产一般位于农村地区，而且牛奶生产过程会排放甲烷等温室气体。城镇化过程中，农村居民迁移到城镇，假定其按照城镇居民牛奶消费量消费牛奶，那么，整个社会的牛奶生产量将上升。如果直接从生产活动变化来考察生产活动的污染排放，则难以涵盖农村牛奶生产温室气体排放量的上升。然而，该温室气体排放上升确由城镇化引起。这时，如果从城镇化过程中消费需求变化引起生产活动变化进而引起生产活动污染排放变化来看，牛奶生产温室气体排放上升将被包含于城镇化对生产活动污染排放的影响之中。因此，城镇化对生产活动污染排放的影响，是城镇化过程中消费需求改变引起生产活动改变进而引起的生产活动污染排放变化。当然，整体上看，由于总消费(不仅包括城乡居民消费，还包括政府消费、投资、净出口)与总产出相等，所以生产活动污染排放与总消费需求对应的生产活动的污染排放在总量上是相等的。
总之，城镇化对环境污染排放的影响包括城镇化对生活活动污染排放的影响和城镇化对生产活动污染排放的影响两部分，前者为城镇生活活动污染排放与农村生活活动污染排放之差，后者为城镇化过程中消费需求变化引起的生产活动变化进而引起的生产活动污染排放变化。
可见，城镇化对环境污染排放的影响，强调的是“化”这一过程所引起的环境污染排放的改变。现实中，由于城镇化与社会经济发展往往是同一个过程，因此有时将城镇化过程中经济系统污染排放的变化等同于城镇化对污染排放的影响。事实上，二者的含义是不同的。城镇化对污染排放的影响仅指人口迁移带来的环境污染排放变化，即强调“化”这一过程；而城镇化过程中经济系统污染排放的变化除了包含这一部分，还包含经济发展带来的环境污染排放变化。
(二)方法构建
构建方法定量分析城镇化对环境污染排放影响，首先考察城镇化对生活活动污染排放的影响。这部分可以根据城镇居民人均生活污染排放与农村居民人均生活污染排放的差距来测算，但是，当前的环境统计中并没有包含农村居民人均污染排放，因此本文暂不考虑城镇化对生活活动污染排放的影响。其次考察城镇化对生产活动污染排放的影响。根据理论分析，需要测算城乡居民人均消费、单位消费引起的生产污染排放，这可以通过投入产出分析方法进行。
1.部门完全排污系数
国民经济投入产出表的一般表达式为：
其中，n×1向量C表示为了满足各个部门的单位最终需求生产活动的污染排放，即单位消费引起的生产污染排放，称之为部门完全排污系数向量。
2.人均消费完全排污系数
基于各部门的完全排污系数，结合投入产出表中城镇最终消费向量和农村最终消费向量，得到城镇、农村消费产品引起的生产污染排放；进一步结合同期城镇、农村人口得到城镇、农村居民人均消费引起的生产污染排放，称为人均消费完全排污系数。城镇居民人均消费完全排污系数可以表示为：
3.城镇化对污染排放的影响
首先，假定人口从农村迁移到城镇之后按照城镇居民人均消费完全排污系数排放污染，那么，通过比较城乡居民人均消费完全排污系数，可以测算一个居民从农村迁移到城镇之后所带来的污染排放变化，表达式为：
其中，等号右边的第一项由城乡居民单位消费完全排污系数的差异引起，称为强度效应，第二项由城乡居民人均消费额的差异引起，称为规模效应。为了简化分析，对交叉项进行了平均处理。结合总人口，可以得到城镇化率每提高1个百分点对污染排放的影响，表达式为：
三、数据与结果
(一)数据来源与处理
投入产出数据选取了1997年、2000年、2002年、2005年和2007年共5张17部门投入产出表，环境污染数据选取了这5年的工业分行业的化学需氧量、二氧化硫、烟尘、粉尘、固体废弃物的排放量，数据均来自《中国统计年鉴》，城乡人口数据也来自《中国统计年鉴》。环境污染统计的行业与投入产出表部门数不一致，1997年和2000年共有19个工业行业，2002年有41个工业行业，而2005年和2007年则有40个工业行业，因此将工业行业数据按照投入产出表的部门进行了归并处理。为了进行年际比较，投入产出表数据均由相应年份以当年价计算的GDP和以不变价计算的GDP指数调整为以2000年价格计算。
(二)结果与分析
1.部门完全排污系数比较
根据中国投入产出表和各工业行业污染物排放量，基于式(2)得到5年17部门的完全排污系数(见表1)。从表1可见，不同部门的污染属性并不相同。对化学需氧量而言，“其他制造业”、“食品制造业”、“化学工业”是完全排污系数最高的3个部门；对二氧化硫而言，“电力、热力及水的生产和供应业”、“建筑材料及其他非金属矿物制品业”、“金属产品制造业”是完全排污系数最高的3个部门。
进一步比较城镇居民与农村居民关于各部门的产品的人均消费及其结构，其中城乡居民各部门消费数据来自投入产出表的最终使用部分，2007年计算结果如表2所示。比较城镇居民与农村居民关于各部门的产品的人均消费，除了“采掘业”外，城镇居民人均消费均高于农村居民，即无论是完全排污系数较高的部门还是完全排污系数较低的部门，城镇居民消费量均较高，这意味着城镇居民人均消费引致的污染排放要高于农村居民。进一步比较城镇居民与农村居民关于各部门的产品的人均消费结构，其中5个部门在农村人均消费中的比重高于在城镇居民人均消费中的比重，分别为“农业”、“食品制造业”、“房地产业、租赁和商务服务业”、“采掘业”、“化学工业”，注意到其中的“农业”、“房地产业、租赁和商务服务业”污染物完全排放系数很低，但“食品制造业”、“采掘业”、“化学工业”3个部门的污染物完全排放系数较高。另一方面，“其他服务业”等12个部门产品消费在城镇居民中的比重高于农村居民。整体而言，各部门在城乡居民人均消费中所占的比重基本相同，即从消费结构而言，城镇居民消费结构污染属性与农村居民基本相同。
2.城乡居民人均消费完全排污系数比较
根据式(3)测算1997年、2000年、2002年、2005年和2007年城镇、农村居民人均消费完全排污系数(见表3)。从表3可见，研究期内，对5种污染物而言，城镇居民的人均消费完全排放系数均高于农村。以2007年为例，城镇、农村居民人均消费化学需氧量排放系数分别为2.23kg、0.57kg，城乡系数比为3.91，即城镇居民人均消费引致的生产化学需氧量排放是农村居民的3.91倍。2007年城乡居民二氧化硫完全排放系数比为4.12。整体上，1997年和2000年，5种污染物城乡系数比为2～3；2002年、2005年、2007年则多为3～4。其中，大气污染物城乡系数比最高，固体废弃物次之，化学需氧量最低。这表明城镇居民消费引致的生产污染排放高于农村居民，而且大气污染物差距最大。以2007年为例，“电力、热力及水的生产和供应业”的二氧化硫完全排放系数是所有部门中最高的，同期城镇、农村居民人均能源消费量分别为282千克标准煤和138千克标准煤(国家统计局，2008)，这在一定程度上形成了城乡居民人均需求二氧化硫排放系数之间的差异。
从时间序列比较，城镇、农村居民关于5种污染物的人均消费完全排污系数整体上呈现不断下降趋势，即人均消费引致的生产污染排放逐渐减小。以二氧化硫为例，城镇、农村居民人均消费完全排污系数分别从8.71kg、3.46kg下降到8.64kg、2.10kg，下降幅度分别为1%和39%，可见农村居民人均消费完全排污系数下降幅度较大，而城镇居民几乎没有下降。进一步比较发现，1997-2007年，对5种污染物而言，农村居民人均消费完全排污系数下降幅度均超过城镇居民，这也说明城镇居民人均消费引致生产污染排放与农村居民的差距越来越大。
比较不同污染物人均消费完全排放系数的下降幅度可以发现，虽然研究期内人均消费化学需氧量、二氧化硫完全排放系数均呈现不断下降趋势，但化学需氧量下降幅度更大。1997-2007年，中国城镇居民、农村人均消费化学需氧量完全排放系数分别下降了62%和76%；相应的，二氧化硫完全排放系数的下降幅度分别为1%和39%。这表明人均消费大气污染物排放下降幅度低于水污染排放下降幅度，因为随着社会经济发展与生活水平的不断提高，新增的消费品例如汽车等在其生产过程中一般需要排放相对化学需氧量而言更多的二氧化硫。
3.城乡居民人均消费完全排污系数差异的分解分析
基于式(5)对城乡居民人均消费完全排污系数的差异进行分解分析，以化学需氧量、二氧化硫为例的计算结果如表4所示。从表4可见，2007年对化学需氧量而言，规模效应贡献了城乡居民人均消费完全排污系数差异的94.07%，强度效应则仅贡献了差异的5.93%；对二氧化硫而言，两个效应的贡献率分别为90.16%和9.84%。整体上，城镇和农村居民人均消费完全排污系数差异的主要原因是消费规模的差距；而人均消费污染强度则进一步增大了二者之间的差异。
4.城镇化率每增加1个百分点对污染排放的影响
根据式(6)，结合上述研究结果和中国的总人口，研究城镇化率提高对污染排放的影响。表5列出了中国城镇化率每增加1个百分点所引起的工业污染物排放增量及该增量占当年工业污染物排放量的比例。
从表5可以看出，中国城镇化率的增加将引起工业污染排放的增加。以2007年为例，中国城镇化率每增加1个百分点，则工业化学需氧量、工业二氧化硫排放量分别增加2.19万吨、8.65万吨，分别占当年工业排放量的0.48%、0.44%。污染物横向比较来看，城镇化率增加1个百分点，化学需氧量、二氧化硫、烟尘、固体废弃物排放量增幅较大(位于0.40%～0.50%)，相比之下粉尘排放量增加幅度较小，仅为0.20%。
根据中国《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，“十二五”期间，中国城镇化率要提高4个百分点。基于2007年的数据测算表明，这将使化学需氧量、二氧化硫排放量分别增长1.92%、1.76%。注意到“十二五”期间，中国化学需氧量、二氧化硫排放量均需减少8%，可见，“十二五”期间中国的城镇化进程将给污染物减排目标的完成增加相当的工作难度。
5.1997-2007年中国消费引致生产污染排放变化分解分析
基于构建的分解模型(9)，可以把1997-2007年中国消费引致生产污染排放变化分解为人口规模效应、城镇化效应、污染强度效应，以分析城镇化在消费引致生产污染排放变化中的作用。以化学需氧量、二氧化硫为例进行分解分析(见表6)。从表6可见，1997-2007年，中国消费引致生产化学需氧量排放不断减少，累计减少260.59万吨，其中人口规模呈现持续的增效应，即人口的不断增加使消费引致生产化学需氧量排放不断增加；污染强度效应则呈现持续的减效应，表明单位消费引致的污染排放逐渐降低，原因来自生产技术进步、投入产出技术进步、消费结构调整等3个方面；城镇化效应也呈现持续的增效应，而且从数值上看该效应均大于人口规模效应，这意味着人口从农村迁移到城镇比人口总数增长对消费引致生产化学需氧量排放增加的影响更大。1997-2007年，中国消费引致生产二氧化硫排放上升与下降趋势交替出现，整体上累计增加了30.76万吨二氧化硫。从分解结果来看，人口规模效应和城镇化效应均呈现持续的增效应，而且城镇化的增效应更大，这与化学需氧量分解结果的特征相同；污染强度效应在2000-2002年、2005-2007年呈现明显的减效应，而在其他时段则呈现为增效应。2005-2007年之间的减效应可能与“十一五”期间将二氧化硫削减目标作为规划约束性目标从而加大了污染治理等减排力度有关。
四、结语
城镇化进程中，人口的空间迁移伴随着生产活动、生活活动的变化，引起了整体上污染排放的变化。文章在阐释城镇化对污染排放影响内涵的基础上，基于投入产出分析技术，提出了城乡居民人均消费完全排污系数，以此分析城镇化引起的工业污染排放变化，并对中国1997-2007年的情况进行案例研究。主要结论包括：(1)城镇化对环境污染排放的影响包括对生活活动污染排放的影响和对生产活动污染排放的影响两部分，前者为城镇生活活动污染排放与农村生活活动污染排放之差，后者为城镇化过程中消费需求变化引起的生产活动变化进而引起的生产活动污染排放变化。(2)1997-2007年，中国城镇居民人均消费完全排污系数远远大于农村居民，二者均随着时间推进呈现不断下降的趋势，但农村居民的下降幅度更大；对城乡居民人均消费完全排污系数差异进行分解分析，2007年人均消费规模差异对城乡化学需氧量、二氧化硫系数差异的贡献率分别为94.07%、90.16%，是导致系数差异的主要原因。(3)对1997-2007年中国消费引致生产污染排放变化分解分析表明，城镇化效应、人口规模效应对消费引致生产化学需氧量、二氧化硫排放均呈持续的增效应，而且前者大于后者，表明人口从农村迁移到城镇比人口总数增长更大程度地使得消费引致生产污染排放增加，污染强度效应对化学需氧量呈现持续减效应，对二氧化硫则有增有减，其中2000-2002年、2005-2007年呈现为减效应。(4)基于2007年数据的测算表明，城镇化率每增加1个百分点，工业化学需氧量、二氧化硫排放量将分别增长0.48%、0.44%；对中国“十二五”发展目标测算表明，城镇化率上升4个百分点的规划目标将使化学需氧量、二氧化硫分别增长1.92%、1.76%，这将给中国污染物减排目标的完成增加相当的工作难度，因此进一步加大环境管理与污染防治力度显得非常必要。
需要说明的是，本文的研究主要基于静态分析方法，假定人口迁移过程中城乡居民人均消费完全排污系数是不变的，现实中人口进入城镇之后往往参与到工业生产中，会对工业生产污染排放特征产生一定影响，从而影响到城乡居民人均消费完全排污系数，这就需要用到系统的、动态的相关研究方法。此外，本文主要研究了城镇化对生产性污染物特别是工业污染物排放的影响，暂时没有考虑对生活污染排放的影响。一般城镇居民生活污染排放也要远远大于农村居民。例如，生活污水、生活垃圾的排放等。从这个意义上讲，本文低估了以实物量计的城镇化对污染排放的影响。如果有相关数据支持，补充城乡生活污染的排放差异，就可以得出关于城镇化对环境污染影响更为全面的结论。