城市建设用地扩张对碳排放影响的机制探究

周来友

城市建设用地扩张对碳排放影响的机制探究

周来友

（新余学院 经济管理学院，江西 新余 338004）

文章聚焦城市建设用地扩张对碳排放影响这一热点问题，探讨二者之间的影响机制。研究发现：城市建设用地可以通过三条路径影响碳排放，即“产、地、人”三路径，且各路径对碳排放的影响方向及程度大小不一。但并不是说这三条路径是相互独立、互不影响的，相反，这三条路径是协调统一、相互影响的，土地非农化对碳排放的影响包含了产业非农化对碳排放影响的一部分，而产业非农化和土地非农化对碳排放的影响最终可以落脚到人口非农化对碳排放的影响。

建设用地；扩张；碳排放；机制

一、问题的提出

城市建设用地扩张一方面承载了中国工业和经济的发展，但另一方面也带来了大量能源消耗。研究表明，2017年，化石燃料的消费量出现增长，占全球能源需求增长的70%[1]；而90%以上人类活动产生的二氧化碳排放是由化石能源消费产生的，据预测，伴随化石燃料消费的不断增加，中国二氧化碳排放量可能会在2025年前达到峰值[2]。因碳排放的不断增加而导致的生态环境问题日益受到社会各界的普遍关注，据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的报告指出，二氧化碳为温室气体的主要部分，是“温室效应”的罪魁祸首。

中国城市化的快速发展为学术界理解碳排放增长机制提供了一个重要视角，研究成果中既有理论机制上的探讨，例如，多数研究认为城市扩张可通过产业结构变化、改变城市人口规模及消费模式、土地利用变化等途径影响碳排放量[3~6]；也有实证研究上的分析，且利用不同层面的样本数据对城市化影响碳排放进行实证检验，得出的结论也不尽相同，比如城市化水平的提升会驱动碳排放或抑制碳排放，抑或城市化水平的提升驱动碳排放或抑制碳排放并存[7~9]。可见，学术界对城市化与碳排放之间的关系作了诸多有意义的探讨，为后续的研究奠定坚实的基础。

然而，城市建设用地扩张（城市化）与碳排放之间的关系非常复杂，特别是其中的影响机制，学术界的研究还不够深入，对于城市建设用地扩张是促进碳排放还是抑制碳排放还未形成共识。不少研究集中在城市建设用地扩张对碳排放的影响研究上，对二者之间的影响机理不够重视，尚未形成理论体系。因此，对二者之间的实证研究缺乏实质性的指导意义，难以回答“城市建设用地扩张通过哪些途径影响碳排放及各途径影响碳排放的程度如何”等问题。因此，本文的目的就是从理论层面上探讨城市建设用地扩张对碳排放的影响机制，构建分析框架，为后续的实证研究提供理论基础。

二、理论分析

综合学者们的研究成果来看，城市建设用地扩张对碳排放的影响机制颇为复杂，涉及方方面面。但是，沿着城市化的内涵拓展下去，不难发现：城市建设用地扩张对碳排放的影响主要通过三条路径实现的。一是“产”的路径，即城市化的过程是产业非农化的过程，产业非农化会影响碳排放；二是“地”的路径，即城市化过程是农用地转变为建设用地的过程，导致碳储量的降低，进而影响碳排放；三是“人”的路径，即城市化过程是人口向城市集聚的过程，城市人口增加影响碳排放。具体来看，各条路径影响碳排放的机制分析如下：

（一）“产”的路径：产业非农化对碳排放的影响

研究表明，城市建设用地扩张过程中的要素集聚效应对产业结构变化有显著的推动作用[10]。城市建设用地扩张对产业结构的变化可从以下几个方面来概括：一是城市建设用地扩张改变了城市要素集聚状态，随着城市化进程的加快，人口、资本、技术等生产要素涌入城市，导致城市经济中的需求结构和供给结构均发生变化。从需求结构来看，大量人口涌入城市导致消费量增加及消费水平提高，从而导致产业结构发生转变；从供给结构来看，在城市建设用地扩张的初期，城市产业结构大多处于轻工业阶段。随着城市不断扩张，城市化水平进一步提高，城市产业结构从劳动力密集型转向资本密集型。二是城市建设用地扩张提升了城市基础设施水平，这为城市产业结构改变创造了条件。无论对城市企业还是居民来说，基础设施水平的提升有助于吸引企业和居民集聚，不仅能吸引更多的外来投资，还能提高生活质量和水平，进一步诱发空间集聚效应和创新效应，为产业发展提供了良好的外部发展环境。

随着经济发展水平的不断提高和城市建设用地扩张，产业非农化现象不断凸显，表现为产业结构从附加值较低的第一产业逐渐向附加值较高的第二产业、第三产业演进。各产业在能源需求和利用效率方面存在较大差异，进而影响碳排放量。第一产业对能源的需求不及第二和第三产业，其碳排放量相对较少。当产业结构演化成以第二产业为主时，此时能源需求大幅增加，特别是其中的化石能源消耗大量增加，高能耗、高排放、高污染的产业大多集中在第二产业。因此，当产业结构由第一产业演进到第二产业时，碳排放量是增加的。研究表明，第二产业比重对碳排放具有先主的正向作用，第二产业比重提高1%，碳排放将会增长5.48%[11]；当产业结构演进为以第三产业为主时，碳排放量会降低，这是因为第三产业对能源消耗相对第二产业来说较少。因此，碳排放量主要在工业化初期和中期大幅增加，到工业化后期，碳排放量到达峰值而逐渐降低。

综上，随着经济不断向前发展，城市建设用地不断扩张，产业非农化越来越明显，产业结构也由第一产业演进为第二、第三产业，碳排放量经历逐步增长、到达峰值、再逐步下降的一个过程。同时也可以看出，在城市化的不同阶段，碳排放量是存在差异的。

（二）“地”的路径：土地非农化对碳排放的影响

城市建设用地扩张必然造成农用地非农化，也即是农用地向非农建设用地转换。土地非农化对碳排放的影响机制较为复杂，可以将其分为直接影响和间接影响。直接影响是指农用地向建设用地转换所引起的碳排放，这里仅仅是指用地类型变化所引起的碳排放（即土地用途转变导致生态系统类型更替造成的碳排放）。林地、园地、草地等通过光合作用可以吸收大气中的碳，其中土壤也有固碳作用，这些地类转化为建设用地后，其吸收或固定碳元素的作用丧失，导致空气中的碳排放增加；而农田因为受到人为作用的影响，既有固定碳元素的作用，又可以释放二氧化碳，因此，农田转化为建设用地后，对碳排放的影响不确定。研究表明，对于土地用途转变在碳排放中的占比，所做的最好估计结果是20%，可能的变化范围是10%~30%[12]。

土地非农化对碳排放的间接影响是指农用地转换为建设用地后，建设用地主要承载第二和第三产业，而第二三产业的发展需要消耗大量化石能源，进而产生大量碳排放（如聚集区取暖、交通用地的尾气、工矿用地的废气排放等，都是碳排放的主要来源），导致碳排放的增加。因此，土地非农化对碳排放的间接影响主要来自于人类的活动。无论是直接影响还是间接影响，土地非农化对碳排放的影响是显而易见的。土地非农化速度越快，城市建设用地扩张速度也就越快，碳排放量越大。

（三）“人”的路径：人口非农化对碳排放的影响

人口非农化表现为农村人口向城镇转移，使得城市人口规模不断扩大，比重不断提高，也即是“人口城市化”。当农村人口不断向城市集聚，城市居民的消费能力和水平会随着经济发展而不断提高，改变原有的消费模式和习惯，进而对城市的能源消耗和碳排放量有着较大的影响。数据显示，碳排放总量中工业生产导致的碳排放所占权重较大的情形已经悄然发生改变，一些发达国家家庭能源需求量后来居上，甚至已经超过了工业生产的能源消耗量[13]。一些对发展中国的研究也表明，人均消费水平对工业化阶段的碳排放量的驱动最大，甚至居民消费贡献了近75%的碳排放份额[14~15]。具体来看，人口非农化可以通过以下几个途径影响碳排放：

一是农村人口向城市集聚，导致城市人口增加，增加了城市能源消耗。城市人口增加必定导致家庭或个人用电、供暖、炊事、交通等消费行为的增加，这又会导致煤炭、电力、汽油、天然气等化石能源消耗的增加，进而导致城市碳排放的增加，这也是人口非农化导致碳排放增加的直接途径。

二是农村人口转变为城市居民后，其消费的非能源商品和服务也会导致碳排放的增加，这是人口非农化导致碳排放增加的间接途径。尽管消费的商品和服务是非能源的，但生产、加工这个商品和服务的整个周期内都会产生能源消耗。例如，城市居民购买的家电产品，如空调、洗衣机等，这些产品的生产过程中要消耗化工原料和电力等，由此产生碳排放。研究表明，城市居民的间接碳排放是碳排放的主要来源[16]。这说明，城市居民间接碳排放要远远高于直接碳排放。

三是随着经济发展，城市居民消费结构的变化会影响碳排放。农村人口迁往城市后，随着其收入水平的提高，其消费结构由满足基本消费的“衣、食”为主到以“乐、行、住”为主转变。例如，农民工初入城市务工，由于收入有限，很少会购买空调、电冰箱之类的大件物品；待在城市扎稳根脚，收入稳定后，慢慢地开始购买一些大件物品，消费结构悄然发生变化，进而导致直接或间接碳排放。消费结构是随着经济发展和城市建设用地扩张而变化地，也即是说经济发展了，收入水平得以提高，消费结构由此发生转变，碳排放也会受到影响。

综上，本文从这三条路径总结分析城市建设用地对碳排放的影响机制，这三条路径也可称之为城市化的“三化”路径。在这三条路径中，它们之间并不是相互独立的，而是互成一体的，从而成为分析城市化对碳排放影响的分析框架。图1可以清晰地看出城市建设用地扩张对碳排放的影响路径（分析框架）。

图1 城市建设用地扩张对碳排放影响的分析框架

三、结论与讨论

本文针对城市建设用地扩张对碳排放影响这一热点问题，进行了理论探讨和分析。研究发现：城市建设用地可以通过三条路径影响碳排放，即“产、地、人”路径。“产”的路径是指产业非农化对碳排放的影响，“地”的路径是土地非农化对碳排放的影响，“人”的路径是指人口非农化对碳排放的影响，这三条路径也是城市化的“三化”路径。各条路径对碳排放的影响方向及程度不一，比如产业非农化对碳排放的影响在产业结构演进初期较小；随着经济发展加快，产业非农化日益明显，其对碳排放的影响继续增加；待产业结构以第三产业为主后，碳排放量达到峰值并开始下降。土地非农化对碳排放的影响可分为直接和间接途径，且这两条途径对碳排放影响差别较大，间接途径对碳排放的影响类似于产业非农化。人口非农化对碳排放的影响源于城市居民的消费模式及习惯，且人口规模对碳排放也会产生重大影响。

从分析框架来看，虽然本文将城市建设用地扩张对碳排放的影响归为三条路径，但并不是说这三条路径是相互独立、互不影响的。相反，这三条路径是协调统一、相互影响的，土地非农化对碳排放的影响包含了产业非农化对碳排放影响的一部分，而产业非农化和土地非农化对碳排放的影响最终可以落脚到人口非农化对碳排放的影响。本文划分三条路径的目的，是为了更清晰地看出城市建设用地扩张对碳排放的影响机制，构建二者之间的理论体系或分析框架，为更好地进行实证研究提供理论基础。

[1] 潘伟, 胡程. 我国不同行业能源消费碳排放分解研究[J]. 统计与决策, 2019, 35（4）: 143~147.

[2] 姜隅琼. 中国碳排放或于2025年前达到峰值[EB/OL].（2013-08-12）[2020-04-24]. http://finance.people.com.cn/money/n/2013/0812/c218900-22525519.html.．

[3] 杨文芳, 王唯薇. 人口增长、城市化对环境的影响——以CO2排放为例[J]. 西北人口, 2012（4）: 67~70.

[4] 毕晓航. 城市化对碳排放的影响机制研究[J]. 上海经济研究, 2015（10）: 97~106.

[5] 张腾飞, 杨俊, 盛鹏飞. 城镇化对中国碳排放的影响及作用渠道[J]. 中国人口·资源和环境, 2016（2）: 47~57.

[6] 蒋俊文. 中国城市化影响碳排放的理论机制及实证研究[D]. 杭州: 浙江工商大学, 2017.

[7] 郭炳南, 魏润卿, 程贵孙. 外商直接投资、城市化与中国CO2排放——来自时间序列和省际面板数据的经验证据[J]. 山西财经大学学报, 2013（8）: 12~20.

[8] 胡雷. 我国城镇化对二氧化碳排放的影响机理研究[J]．气候变化研究进展, 2016（4）: 341~347.

[9] 刘明达, 尤南山, 刘碧寒. 基于城市样本的中国城市化与碳排放相关性实证研究[J]. 地理与地理信息科学, 2018, 34（2）: 73~78.

[10] 马子量, 郭志仪. 城市化发展中的产业升级: 集聚推动、溢出效应与空间衰减——基于西北地区的空间计量[J]. 统计与信息论坛, 2016（31）: 44~50.

[11] 原嫄, 席强敏, 孙铁山, 等. 产业结构对区域碳排放的影响——基于多国数据的实证分析[J]. 地理研究, 2016, 35（1）: 82~94.

[12] 杨庆媛. 土地利用变化与碳循环[J]. 中国土地科学, 2010, 24（10）: 7~12.

[13] 王星. 城市化对碳排放影响的区域分异性研究[D]. 兰州:兰州大学, 2018.

[14] 彭希哲, 朱勤. 我国人口态势与消费模式对碳排放的影响分析[J]. 人口研究, 2010（1）: 48~58.

[15] 郭文, 孙涛. 城镇化对中国区域能源消费及居民生活能源消费的影响[J]. 中国环境科学, 2015（10）: 3166~3176.

[16] 彭水军, 张文城. 中国居民消费的碳排放趋势及其影响因素的经验分析[J]. 世界经济, 2013（3）: 124~142.

A Study on the Mechanism of the Impact of Urban Construction Land Expansion on Carbon Emission

ZHOU Lai-you

（School of Economics and Management, Xinyu University, Xinyu Jiangxi 338004, China）

The impact of urban construction land expansion on carbon emission is focused on to explore the mechanism of the impact between the two. It is found that urban construction land can affect carbon emission through three paths, namely the “production-land-people” path, and each path varies in direction and degree of influence on carbon emission. However, it is not that these three paths are independent and do not affect each other, on the contrary, they are coordinated, unified and interactional with each other. The impact of agricultural land conversion on carbon emission is part of the impact of agricultural industry conversion on carbon emission, and the impact of agricultural industry and land conversion on carbon emission can ultimately be traced to the impact of agricultural population conversion on carbon emission.

construction land; expansion; carbon emission; mechanism

2020-04-24

江西省教育厅科技项目（GJJ171064）

周来友（1985—），男，江西余干人，讲师，博士，研究方向：土地经济与政策。

F229.21

A

2095-9249（2020）04-0011-03

〔责任编校：王中兰〕