上海市人口因素对碳排放影响实证分析

摘要：本文利用上海市1997～2011年碳排放量、人口总数、城市化率、国民生产总值、恩格尔系数、第二产业总产值产值的时间序列数据，建立了多元回归模型，对人口因素和碳排放量之间的关系做了实证研究。研究发现，常住人口数对上海地区碳排放量影响最大，城市化率和第二产业从业人员比重也有显著的正向影响，代表人口的消费结构的恩格尔系数对碳排放具有一定的负效应，但是影响较小。研究表明上海作为国际化大都市，消费层次已经较高，消费结构的变化对碳排放的影响不明显。最后，针对分析结果，探讨了碳减排策略。

关键词：上海市；碳排放；人口因素；协整理论；格兰杰检验

目前，我国正处于工业化进程中，人民的生活水平不断提高，伴随而来的是高能耗、高污染、全球气温变暖和随之而来的海平面上升等环境问题，已经严重危害到人类的生存，建设低碳经济刻不容缓。上海市人口多，密度高，对资源的需求量极大，相应的碳排放量也比其他地区高。

从人口结构视角探讨碳排放问题，不仅有利于正确判断和把握碳减排压力的人口因素，而且有助于提高碳减排政策决策的针对性和可操作性，因此研究人口因素对碳排放量的影响具有一定的理论意义和现实意义。

一、文献综述

关于碳排放与人口因素之间的关系，许多学者进行了大量研究。陈婧通过相关文献梳理，发现人口规模、城市化水平、家庭小型化等因素对碳排放具有不同程度上的正效应。朱勤等通过对我国1980～2007年碳排放情况的实证研究，发现现阶段我国居民消费水平和人口结构变化对碳排放的影响力已经高出人口规模变化的影响力。申笑颜采用灰色系统理论中的灰关联分析讨论了中国碳排放的各影响因素。发现人口增长对碳排放贡献最大，另外，经济活动中能源消费结构的合理选择比经济增长对碳排放的影响更为重要。刘燕娜等基于1994～2008年时间序列数据，分析了福建省的碳排放因素，发现经济发展是福建人均碳排放的最大拉动因素，而能源结构对人均碳排放的影响相对较小。

以上关于人口因素对碳排放影响的研究偏重于国家层面的研究，而对于某个城市的研究目前还处于起步阶段。本文从既有文献出发，研究了上海市的五个变量对碳排放的影响。

二、模型设计及数据说明

根据上海地区化石燃料的消耗量测算出1997～2011年的碳排放量，从人口数量、城市化率、生产总值、恩格尔系数、第二产业产值的比重五个方面考察人口结构因素对碳排放量的影响。因此构建的理论模型为：

Y=（X1，X2，X3，X4，X5）（1）

在上式中，Y为碳排放量，X1为人口总数，X2为城市化率，X3为上海市GDP，X4为恩格尔系数，X5为第二产业的比重。

1.碳排放量的计算方法

根据《2006年IPCC国家温室气体清单指南》，本文采用自上而下的方法，即基于上海市各类能源消耗量计算二氧化碳的排放量，计算公式为：

C=∑ni=1Ei*Fi*Ki（2）

式中：C为二氧化碳排放量；Ei为第i种能源的消耗量； Fi为第i种能源的单位换算；Ki为第i种能源的碳排放系数，i=1，2，…6分别为煤，汽油，煤油，柴油，燃料油，电力。

本文选取的2007～2011年能源消耗数据来源于《中国能源统计年鉴》。各类能源单位换算采用2012年《中国能源统计年鉴》中给出的数据，具体如表1所示。各类能源的碳排放系数采用赵敏等和徐亚楠等研究中的数据，具体如表2所示。

根据上述的计算方法，得到1997～2011年上海市碳排放量，如图1所示。从图1可以看出，上海市碳排放量逐年递增，从1997年的4130.79万吨增长到2011年的8739.45万吨，增长超过一倍。进入2000年之后，碳排放量的增长速度变大。

为避免时间序列数据具有异方差，本文将数据进行对数变换，构造的碳排放人口结构影响因素模型公式3所示：

LnY=C0+C1LnPtotal+C2LnPcity+C3LnPGDP+C4LnPlife+C5LnPind+ui（3）

式中：Y为碳排放量，Ptotal常住人口数，Pcity为城市化率，Plife为恩格尔系数，Pind为第二产业产值的比重。C0为截距项， C1-C5为各变量的系数。

三、实证研究

（一）单位根检验

计量经济学理论分析是建立在数据平稳的基础上的，将实际上不相关的非平稳变量进行回归分析，是伪回归。因此，必须首先考虑和检验变量的平稳性。本文用ADF检验，对每个序列进行检验。检验结果见表3。

通过表3可知，对GDP取对数后的二阶差分序列DW值只有1.28，说明序列不平稳。因此需要剔除GDP这一变量。对除了GDP外的变量序列，需经过二阶差分后，其ADF统计量的值都比显著性水平为5%的临界值小，DW值接近于2，即这些变量在5%显著性水平下为二阶单整。说明这些变量之间可能存在长期均衡关系，可以进一步做协整检验。因此模型调整为：

LnY=C0+C1LnPtotal+C2LnPcity+C3LnPlife+C5LnPind+ui（4）

（二）协整检验

协整理论认为只有两个（或多个）同阶单整的变量才可能存在长期稳定的某种关系即协整关系，通过上面的ADF检验，已经得出各变量都是二阶单整的。对LnY、LnPtotal、LnPcity、LnPlife、LnPind采用最小二乘法进行回归，结果如下：

LnY=-3.278+1.143LnPtotal+0.7783LnPcity-0.3804LnPlife+0.354Pind（5）

（-2.37）（5.95） （2.36） （-4.27） （2.1）

R2=0.996；SE=0.019；F=651.61；DW=2.54

从上面的结果可以看出，拟合优度为0.996，t统计量的绝对值都大于2，且DW值接近于2，F统计量也通过了检验，说明变量之间关系显著。下面对模型的参差序列进行单位根检验，检验结果如表4所示：

残差序列单位根检验显示：u在经过一次差分后在1%显著性水平下平稳。故变量LnY、LnPtotal、LnPcity、LnPlife、LnPind之间存在长期平稳关系。

（三）格兰杰因果检验

格兰杰定理表明：存在协整关系的变量至少存在一个方向上的格兰杰因果关系。格兰杰因果检验不是检验逻辑上的因果关系，而是看变量之间的先后顺序，是否存在一个变量的前期信息会影响到另一个变量的当期。检验结果如表5所示。

从表5的检验结果可以看出，在5%水平下，LnY是LnPcity的原因，LnPlife是LnY的原因。LnPtotal和LnY、LnY和LnPind不是互为因果关系。

格兰杰因果关系检验的结论只是统计意义上的因果性，而不一定是真正的因果关系。虽然可以作为真正的因果关系的一种支持，但不能作为肯定或否定因果关系的最终根据。

（四）回归结果与分析

1.从回归结果来看，对碳排放影响最大的因素是常住人口数。人口越多，碳排放量越大。首先，常住人口增加能显著提高城市交通客运量，从而增加了化石燃料的需求，提高了碳排放。其次，人口增加使得食物，生活用品的需求量增加，这也增加了碳排放量。

2.城市化率对碳排放的影响仅次于常住人口数。城市化率的提高影响着人民的消费，使得人民对于生活品质的追求越来越高，从而对高碳产品的需求增加。另外，随着城市化进程的推进，生活、建筑等配套设施在不断完善，也大大增加了碳排放量。

3.恩格尔系数反映了食物支出金额在总支出金额中所占的比重，回归结果中，碳排放量与恩格尔系数之间的关系为负值，与模型假定相违背。上海是长三角地区经济最发达的地区，人民的生活及收入水平一直处于全国领先地位，恩格尔系数一直低于全国平均水平，所以恩格尔系数的进一步下降并不足以说明人们的生活结构的较大变化，所以对碳排放量的影响不明显。

4.第二产业比重反映了一个地区工业化程度，工业的碳排放量一直是碳排放的重要组成部分。工业化程度越高，碳排放量越大。所以在城市化建设中，需要注重优化产业结构，加强工业技术创新、提升劳动者素质，从而可以让更多的人口投入其他低碳的产业中。

四、结论与启示

本文通过人口因素研究了上海市碳排放量影响因素，发现人口总量因素对碳排放有显著影响。上海市的常住人口从2000年到2011年，增加了738.86万人。约占全国人口增加数的十分之一，说明上海作为国际化大都市，吸引了大量的外来人口，显著提高了上海市的碳排放量。另外，人口结构也显现出对碳排放的影响。通过人口结构对碳排放量影响的实证分析可以得出：随着上海市城市化和工业化进程的加快，城市化率、二次产业比重与伴随的从业人员比重会给减排带来压力。因此，在制定减排政策市需要着重考虑以下几个问题：

首先，由于上海市的国际化地位，更多的就业机会，更完善的生活配套设施，将会继续吸引大量人员进入城市，同时工业比重也较高，将成为发展低碳经济不可避免的制约。所以要从优化产业结构着手，减少第二产业对碳排放的贡献，增加科技创新，使用更加低碳环保的工业技术。其次，随着城市化进程的继续，居民的消费生活水平将进一步提高，对生产、生活的物质需求日益增加，需要对于居民的生活、消费习惯要进行宣传、引导，提倡低碳出行方式，避免铺张浪费等。另外，制定相关法律，限制高能耗，高碳排放的生产企业。总之，在制定减排相关政策时，需要着重考虑人口总量因素和人口结构因素，在减排建议中，应积极推广有利于可持续发展的人口结构和产业结构，从而有效降低碳排放。

参考文献：

[1]陈婧.人口因素对碳排放的影响[J].西北人口，2011（02）.

[2]朱勤.人口与消费对碳排放影响的分析模型与实证[J].中国人口，2010（02）.

[3]申笑颜.中国碳排放影响因素的分析与预测[J].统计与决策，2010（19）.

[4]刘燕娜，洪燕真，余建辉.福建省碳排放的因素分解实证研究[J].技术经济，2010（08）.

[5]李楠，邵凯，王前进.中国人口结构对碳排放量影响研究[J].中国人口，2011（06）.

[6]李子奈，潘文卿.计量经济学（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2010.

[7]高铁梅.计量分析方法与建模（第二版）[M].北京：清华大学出版社，2009.

（作者单位：郭亚东，上海大学管理学院；张烨培，上海理工大学管理学院）