中国人口密度对生态环境的影响——基于双向固定效应模型的实证分析

0 引言

李克强总理在第十三届全国人民代表大会第五次会议上提出要持续改善生态环境,推动绿色低碳发展。加强污染治理和生态保护修复,处理好发展和减排关系,促进人与自然和谐共生[1]。良好的生态环境是实现中华民族永续发展的内在要求,是增进民生福祉的优先领域[2]。

随着城镇化以及交通运输业的发展,人口迁移流动已经非常普遍,人口呈现向经济高发展地区流动,各地区人口密度也相应发生了变化。“十四五”时期是中国经济社会发展由高速增长阶段转向高质量发展阶段,人口是决定发展的主要因素[3]。为了优化生态环境的发展,研究人口密度如何影响生态环境是十分必要的。

1 文献回顾

有关人口密度对生态环境的影响的研究,大致归为两类:一类是明确生态环境指标是如何构建的。侯娜等[4]采用灰色动态聚类与粗糙集相结合的方法得出的生态环境指标体系,包括:农药使用量、公园面积、火灾造成的直接经济损失以及生化垃圾清运量。宫本敬[5]通过PSR模型认为生态环境指标需要考虑四个原则,包括:动态性原则、实践性原则、全面性原则以及共享性原则。郭力等[6]将生态环境指标分为万元产值耗水量、亿元产值建设用地面积、电力消耗、二氧化硫排放量、烟尘排放量、废水排放量、工业固体废物综合利用率、建成区绿化覆盖率、人均园林绿地面积等。

一类是人口与生态环境的影响。人口与生态环境相互作用构成一个复杂的系统,二者是密不可分的统一体。一个区域内人口密度、年龄性别构成、教育程度等都会对生态环境产生影响。目前,国内外学者针对人口因素对生态环境影响的研究大都集中在人口密度以及人口结构上。大部分学者认为人口密度的增加会造成资源的浪费以及环境的破坏。例如Alam[7]基于印度、印度尼西亚、中国和巴西1970—2012年的时间线序列数据,发现二氧化碳排放量会随着人口数量的增加而增加,随着人均收入的增加而减少。崔凤等[8]以山东省为例得出,随着人口的增长和自然增长率的提高,山东省工业废水排放量、生活废水排放量、废水排放总量、农业总产值也呈现逐渐增加的趋势,人口密度对环境的影响逐渐加大; 而同时COD总量、氨氮排放量、单位GDP排放废水量、单位GDP的农业产值随之下降。杨文芳等[9]得出结论:人口总量对CO2排放量的影响最大。Qiao[10]以河南省为例,用STIRPAT模型解释了资源需求上升是河南人口增加导致环境污染的主要原因。

借鉴其他研究思路,采用双向固定效应模型,收集2005—2019年15年30个省市自治区的数据,尝试研究人口密度对生态环境的影响,并通过对结论的分析,提出合理的建议来优化生态环境的发展。

2 变量选择与模型构建

2.1 变量选取

2.1.1 被解释变量:生态环境指标(STHJ)

反映生态环境的指标可以分为两部分,分别是污染排放量和环境承载量。文章用二氧化碳排放量、二氧化硫排放量、化学需氧排放量等变量表示污染排放量,用森林覆盖率变量来表示环境承载量。

在综合分析整理前人相关研究成果的基础上,充分依据可行性与数据可得性的原则,构建如下生态环境指标体系(见表1)。

表1 生态环境指标体系Table 1 Indicator system of ecological environment

CO2排放量无法从年鉴上找到直接的统计数据,文章根据各地区的各种能源消费总量进行估算。借鉴王礼刚[11]、许广月[12]、武红[13]等人的估算方法,采用如下公式进行估算:

其中,Cit表示碳排放总量,Ejit表示第t年第j种能源在某个地区的消费量,Fj表示第j种能源碳排放系数,数据见表2。

表2 各类能源碳排放系数(单位:Kg-CO2/Kg)Table 2 Carbon emission factors for energy sources

2.1.2 核心解释变量:人口密度(RKMD)

通过使用地区年末常住人口数/地区总面积,得出地区人口密度(见表3)。

2.1.3 控制变量

选用人口消费指标、人口素质指标、产业结构指标以及环保设施指标为控制变量。其中人口消费指标用居民人均消费支出变量表示;人口素质指标用国内专利申请量变量表示;产业结构用第二产业增加值/地区生产总值表示;环保设施指标用每万人拥有公共交通车辆表示(见表3)。

表3 变量介绍Table 3 Variables

2.2 模型构建

构建模型之前首先考虑是构建随机效应模型还是固定效应模型[14],表4是应用Stata15软件进行的Hausman检验,通过观察发现进行Hausman检验的结果,P值远小于 0.01,所以拒绝原假设,不选用随机效应模型,而是采用固定效应面板模型。之后加入年度虚拟变量,考虑是否存在个体时间效应,表5则是在考虑时间效应之后对所有年度虚拟变量联合显著性的检验。结果显示:P值为0.000 8也小于0.01,则表明存在个体时间效应,所以最终选用双向固定效应模型来研究中国人口密度对生态环境的影响。

表4 Hausman检验Table 4 Hausman test

表5 年度联合虚拟变量显著性Table 5 Indigenousity of Joint Virtual Variables

构建的模型如下:

2.2.1 数据来源及处理

文章共收集2005—2019年15年全国30个省及自治区(由于数据的可得性,未包含香港、澳门、台湾以及西藏)的数据。其均来自国家统计局网站、国泰安网站等各省年度数据[15,16]。其中为了消除量纲的影响,对一些数据取对数。

2.2.2 模型估计结果及分析

(1)模型估计

为了确保参数的稳定性,先检验人口密度对生态环境的影响,然后逐一增加控制变量:居民人均消费支出,产业结构,每万人拥有公共交通车辆和国内专利申请量4个变量,表6是运用Stata15计量软件估计的模型参数。

从表6中模型1可以看到,人口密度的系数为-7.147,并且在1%的情况下显著,这说明人口密度会对生态环境产生负向的作用,随着控制变量的增加,人口密度对生态环境的作用稍有减弱,但仍然在一定程度上对生态环境产生负向作用。

造成这种现象的原因有以下几个方面:首先,人口密度增大,人类日常活动以及生产活动的污染物排放量会增多。例如,二氧化碳、二氧化硫排放量以及固体废弃物排放量增加导致生态环境恶化。其次,人口密度的增加,必然对资源的需求增大,会导致水资源、矿产资源、化石能源等过度开采,超过一定限度后会对生态环境造成破坏。并且随着城市化的发展,人口越来越向城市集中,城市排污普遍比农村排污量大,如果不妥善治理也会对生态环境造成负面的影响。

此外,由表6还可知,随着居民人均消费支出的增多,会对生态环境起到正向的作用。随着居民人均消费支出增加,表明居民的经济水平提高,而随着经济水平的提高,人民对生活质量的要求也提高,其中对人类赖以生存的生态环境水平也会有更高的要求;此外,产业结构会对生态环境产生显著负向的作用,这是因为第二产业增加值占比的增加,第二产业的增加势必会导致二氧化碳等污染物排放的增加,所以会造成生态环境的破坏;其次,每万人拥有公共交通车辆的数量的增加会对生态环境起到正向作用,这是因为使用公共交通出行能够减少私家车的使用,减少汽车尾气的排放,减轻城市的大气污染;最后,国内专利申请量对生态环境起到显著的正向的作用,国内专利申请量越多表明地区人口文化素质越高,人口文化素质直接影响到人类的环境保护意识[17],那么国内专利申请量越多的地区趋向于有着更高的环境保护意识,所以国内专利申请量对生态环境起到正向的作用。

表6 中国人口密度对生态环境影响模型估计结果Table 6 Estimation results of Chinese population density on ecological environment impact model

为了进一步研究人口密度对生态环境的影响,按照我国区域划分为华北、华东、东北、中南、西南、西北6个区域,来探究区域人口密度对生态环境的影响结果(见表7)。

表7 2005—2019年中国六大区域平均人口密度情况Table 7 Average population density in six major regions of China, 2005—2019

从表8可以看到,东北地区、华东地区(大于100%)人口密度对生态环境起到正向作用,其他4个地区人口密度仍然对生态环境起到负向作用(小于100%),符合上面的分析结果。

(2)结果分析

用两个人口密度对生态环境起到正向作用的东北地区、华北地区进行分析(见表8)。

表8 分地区人口密度对生态环境影响的实证估计结果Table 8 Empirical estimation of population density impact on ecological environment by region

第一,东北地区。东北地区人口密度对生态环境起到正向作用,即人口密度低,生态环境差。其原因大致如下:2003—2014 年期间,国家实施多项大力扶持东北老工业基地的振兴政策,推进东北地区具有一定基础和优势的重化工业项目,极大地推动了东北地区的工业化进程,这也致使东北林耕区森林资源面积减少了约22 586 km2,草原资源减少了约61 262 km2,耕地资源面积增加了约 49 156 km2。最主要的变化是森林、草地转变为耕地、水体与湿地,同时大量耕地被开发利用为建设用地,草地荒漠化现象也较为严重,很大程度上影响了当地的生态环境[18]。

2013年后,东北地区的经济随着世界经济的长期低迷呈现下滑的趋势,由于各项体制改革不到位,以及产业转型升级相对滞后,东北地区经济陷入了新的困境,东北三省的国内生产总值排在了全国的后五名[19]。由于这些原因,东北地区人口流失严重呈负增长趋势,根据第七次全国人口普查数据,2020年东北地区常住人口规模为9 851万人,与2010年相比,累计减少了110万人,比重下降了1.2个百分点[20],直接造成人口密度减小。而人口流失也必然会导致人才流失以及资本流失,阻碍了东北地区技术进步以及文化发展,这些因素又一定程度上制约东北地区经济增长,生态环境得不到改善。

第二,华东地区。华东地区人口密度对生态环境起到正向作用,其原因可能如下:华东地区是中国经济文化最发达的地区,近年来经济发展速度一直高于全国水平。并且拥有优越的生态环境、充足的自然资源以及四通八达的交通运输设施。从图1可以看出华东的工业污染治理水平以及生活垃圾无害化处理水平都远高于全国的水平并且超越华北地区成为全国生产生活污染治理的最高水平。从环保治理政策中我们也可以知道上海市是我国首个进行垃圾分类的城市,并且在我国环保产业革命持续深化过程中,华东地区各级政府也高度重视,紧跟我国环保政策导向,2017年7月,浙江省发布《浙江省生态文明体制改革总方案》;2019年3月,江苏省推出《江苏省环境基础设施三年建设方案(2018—2020年)》等,该地区对于环保政策都非常重视。

华东地区的人口密度与人口的受教育年限也高于全国平均水平,根据上面的研究可以知道人口素质直接影响人口的环境保护意识,说明华东地区人口的环保意识都较高。综合以上原因,华东地区在人口、经济发展、环境保护三方面的协同发展水平较高,所以人口密度增加对生态环境会起到正向的作用(见图2)。

3 结论与建议

3.1 结论

基于2005—2019年30个省市自治区的面板数据,运用双向固定效应模型探究了中国人口密度对生活质量的影响,得出如下结论:(1)人口密度对生态环境有显著的负向作用;(2)居民人均支出对生态环境起到正向作用;(3)产业结构对生态环境起到负向作用;(4)每万人公共交通车辆对生态环境起到正向作用;(5)国内专利申请量对生态环境起到正向作用。此外,将中国划分为6个区域的实证研究发现,东北地区、华东地区人口密度对生态环境起到正向作用,并且东北地区人口密度对生态环境的正向作用高度相关。

3.2 建议

3.2.1 优化人口资源,提升人口素质

人口密度、人口素质对生态环境有显著的正向的影响,所以应该大力提升我国人口素质。在教育水平上,要促进教育公平化发展。首先,随着人口流动,相伴随的就会有很多随迁子女,加大对随迁子女的教育共享,改善相应的中高考政策,让随迁子女享受到公平的教育[21];其次,合理统筹配置教育资源,对于发展不好的地方,政府要加大对这些地区的教育投资,保障合理的师资力量以及学习硬件,使贫困地区的孩子也有接受教育的权利[22]。

在科技水平上,首先,政府要加快推进创新型城市的建设,打造更多国家级工程实验中心,为科研人员提供高水平的产业技术创新平台[23];其次,国家要在科研经费处加大投入,保障科技创新的支出,同时注重对科技创新人才的培养,完善相应的人才培养政策;再次,促进数字经济的发展,扩大5G、智慧城市以及数字乡村的发展,丰富人民的生活。

3.2.2 加快形成绿色低碳生产生活方式

首先,2021年氢能产业正式纳入国家“十四五”规划,政府要全面扩大氢能源的使用,形成规模优势,推动产业成熟[24]。其次,大力推行垃圾分类,政府要完善相关政策,合理的引导居民如何正确投放垃圾[25];建立相应的管控机制,分责到人;提升居民对垃圾分类重要性的认识,通过媒体或者其他方式加强宣传,推动全民垃圾分类。最后,大力推动节能节水技术的发展,促进节能节水技术在农业、建筑业等方面的运用;完善节能节水政策,建立合理的节能节水财税政策,加强居民对节水节能的积极性和自觉性。

3.2.3 推进经济高质量发展

首先,推进产业升级,现阶段我国已经出现了严重的产能过剩现象,并且第二产业对碳排放的贡献率较大,对生态环境不友好。因此,政府当下应该根据我国国情合理选择主导产业,另外,政府可以大力倡导新能源产业,通过一些法律或者税收政策,鼓励这些绿色产业发展。比如需要改变东北地区的经济发展现状,推进东北地区高质量发展,对东北地区老工业结构调整,减少以消耗物质资源、破坏生态环境来促进经济增长的模式,加强数字社会建设、生态文明建设,经济发展后会吸引人口流入,而人口的流入会反过来促进东北地区的高质量建设,从而优化生态环境。

其次,推行供给侧结构性改革,政府要严格规范自己的行权方式,做到廉洁、公正、高效、透明、公开,为市场的发展提供坚实的背景;政府要加强对市场的监管和规范,构造良好的市场环境。通过供给侧结构性改革,减少生产要素的浪费,提高经济效益。

通过转变经济生产方式,推进经济高质量发展,促进人口、资源、环境协同发展,实现人与生态环境正向关联。