摘要：京津冀城市群在快速城市化進程中，“高耗能、高污染、高排放”的粗放型經(jīng)濟發(fā)展模式引發(fā)了一系列大氣污染問題，亟需協(xié)調(diào)經(jīng)濟發(fā)展與大氣污染之間的關(guān)系。本文基于2004—2017年北京市、天津市、石家莊市的大氣環(huán)境質(zhì)量與城市化各指標(biāo)數(shù)據(jù)，運用熵值法多維度研究了城市化進程中大氣空氣質(zhì)量的演化規(guī)律。選取城市空氣主要污染物SO2、NO2、PM10的年均濃度、好于Ⅱ級天天數(shù)4個指標(biāo)反映城市大氣環(huán)境質(zhì)量水平，選取地區(qū)生產(chǎn)總值、人均GDP、三產(chǎn)比重、建成區(qū)面積等10個指標(biāo)反應(yīng)城市化發(fā)展水平分別進行綜合指數(shù)模型構(gòu)建后進行回歸擬合。分析表明，城市化對大氣污染的影響是各因素共同作用的結(jié)果，京津冀三市的城市化綜合指數(shù)與大氣環(huán)境污染綜合指數(shù)分別呈“倒U型”、“正U型”和“倒N型”。將10個城市化指標(biāo)分別歸類為結(jié)構(gòu)效應(yīng)、規(guī)模效應(yīng)以及活動效應(yīng)，進一步分析了各類效應(yīng)對大氣污染指數(shù)的影響。對于北京市，三類效應(yīng)各因變量對大氣污染均產(chǎn)生負向影響;對于天津市，結(jié)構(gòu)效應(yīng)、規(guī)模效應(yīng)中的建成區(qū)面積和活動效應(yīng)中的人均GDP、生產(chǎn)總值、居民消費水平和社會消費品零售總額與大氣污染呈現(xiàn)負相關(guān)關(guān)系;對于石家莊市，由于分析數(shù)據(jù)的時間序列有限，三種效應(yīng)的各因變量對大氣污染的影響不明確。本文研究結(jié)果可為京津冀地區(qū)的城市生態(tài)文明建設(shè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

　　關(guān)鍵詞：城市化;大氣環(huán)境污染;EKC曲線;擬合關(guān)系

　　城市化和工業(yè)化帶來城市繁榮的同時，也帶來了不斷加劇環(huán)境污染，尤其是“洛杉磯光化學(xué)煙霧事件”、“倫敦?zé)熿F事件”的發(fā)生，引起了學(xué)者的深入關(guān)注，開展了諸多定量和定性的關(guān)于城市化和工業(yè)化與生態(tài)破壞、環(huán)境污染之間的交互作用關(guān)系及其機理的研究。Grossman等[1]在1995年提出的目前被廣泛接受的環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC曲線)的假說，認為城市化與環(huán)境保護擬合曲線呈現(xiàn)“倒U型”關(guān)系，即整體上來說環(huán)境情況隨著經(jīng)濟的不斷增長呈現(xiàn)出先惡化再改善的趨勢。

　　大氣環(huán)境論文范例：關(guān)于京津冀協(xié)同保護大氣環(huán)境的十大對策建議

　　但是在國內(nèi)外學(xué)者的研究過程中發(fā)現(xiàn)，EKC的倒U型曲線取決于不同時期、具體地區(qū)、污染指標(biāo)以及估計方法的選擇，不存在適合所有地區(qū)、所有污染物及估計方法的單一情況[2]。Al-Mulali等[3]發(fā)現(xiàn)對于中-高等收入的國家生態(tài)環(huán)境與GDP之間存在EKC假說。Richard等[4]通過美國50個州的數(shù)據(jù)驗證了七種大氣污染與人均GDP之間的EKC假說，而Roda等[5]基于西班牙的研究發(fā)現(xiàn)只有SO2符合EKC假說。但Stern等[6]對158個國家研究中卻沒有出現(xiàn)收入與PM2.5的EKC假說的證據(jù)，只表明國民收入提高對PM2.5濃度產(chǎn)生較小的正影響。對6個發(fā)展中國家的污染物濃度與國民收入的分析發(fā)現(xiàn)，不同國家兩者之間的關(guān)系呈現(xiàn)不同模式，并不呈現(xiàn)傳統(tǒng)的EKC曲線[7]。

　　Avik等[8]對印度139個城市的研究進一步發(fā)現(xiàn)，對于高收入和工業(yè)化發(fā)達的城市，SO2濃度與城市收入之間存在EKC曲線，其他中低收入城市，兩者之間關(guān)系分別是N型和直線關(guān)系。基于對中國的城市數(shù)據(jù)的分析表明，中國工業(yè)化對PM2.5濃度的影響呈現(xiàn)顯著的倒“U型”[9];城市SO2濃度與城市經(jīng)濟的發(fā)展符合倒U型曲線;而對于NO2、PM10濃度及綜合污染指數(shù)與經(jīng)濟發(fā)展之間呈U型關(guān)系[10]。按照區(qū)域研究發(fā)現(xiàn)，中國東、中、西部地區(qū)環(huán)境庫茲涅茨曲線均呈“N”型[11]。

　　而劉華軍[12]以中國160個地級市為研究樣本，研究PM2.5和PM10作為霧霾污染衡量指標(biāo)與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)兩者呈現(xiàn)線性遞減關(guān)系�？梢姡�經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染之間不是單一關(guān)系，有可能呈現(xiàn)正U型、倒U型、正N型、倒N型等其他曲線關(guān)系，甚至還會出現(xiàn)直線關(guān)系或沒有相關(guān)關(guān)系[13-15];另一方面，影響環(huán)境污染的因素除了經(jīng)濟發(fā)展外，還有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、人口遷移、土地利用方式、投資等諸多城市社會發(fā)展經(jīng)濟因素，而缺乏考慮其他對環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生影響的社會經(jīng)濟指標(biāo)，會導(dǎo)致研究結(jié)果的片面性;除了經(jīng)濟因素的單一性之外，空氣質(zhì)量指標(biāo)的單一性如只選擇SO2濃度、PM10濃度等作為單一的解釋變量，也造成了分析結(jié)果的片面性。

　　本文利用京津冀地區(qū)3個主要大城市北京、天津、石家莊的2004—2017年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用熵值法將SO2濃度、NO2濃度、可吸入顆粒物濃度(PM10)和好于Ⅱ級天天數(shù)構(gòu)建的綜合空氣質(zhì)量綜合指數(shù)作為解釋變量，這種處理方式將傳統(tǒng)的單獨大氣污染物濃度分開考察變成了綜合考察，簡化并明確了環(huán)境污染度量指標(biāo);同時也將城市經(jīng)濟發(fā)展如GDP、城市化率等諸多因素構(gòu)建的綜合經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)作為因變量，綜合考察城市化發(fā)展水平對大氣環(huán)境質(zhì)量的影響，進一步定量化大氣環(huán)境與城市化發(fā)展之間的關(guān)系。

　　考慮到北京、天津、石家莊三個城市在京津冀區(qū)域的不同的城市定位及發(fā)展類型，選擇這3個城市作為研究對象，能有效驗證城市發(fā)展與大氣污染之間的不同關(guān)系。本文在考慮經(jīng)濟發(fā)展這一因素外，將城鎮(zhèn)化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、土地利用等作為控制變量納入考慮因素，構(gòu)建一個包含城市經(jīng)濟發(fā)展過程中的城市化水平提升、城市規(guī)模擴張、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、生活水平提高等系統(tǒng)指標(biāo)體系下的模型檢驗，進一步分析它們對研究結(jié)論的影響，以期為探究空氣污染的宏觀機理提供素材。

　　另一方面，京津冀地區(qū)是中國首都“經(jīng)濟圈”，2012年左右成為全國區(qū)域性霧霾污染的最典型及影響最大的區(qū)域，霧霾天氣不僅對交通安全造成影響，也極大地危害著人體的健康，成為了京津冀地區(qū)經(jīng)濟和社會快速發(fā)展的桎梏。近幾年，京津冀區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量雖然得到了明顯改善，但是每年冬季進入采暖季后，空氣污染形勢仍然十分嚴峻，在新的社會治理體系下，改善大氣環(huán)境成為京津冀城市發(fā)展的重要內(nèi)容[16]。因此，研究北京、天津、石家莊城市化發(fā)展過程中的大氣污染問題對于區(qū)域聯(lián)防聯(lián)治大氣污染問題，以及促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展有重大意義，同時為京津冀地區(qū)的城市生態(tài)文明建設(shè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

　　1　區(qū)域概況

　　京津冀地區(qū)作為中國重要的政治、文化、經(jīng)濟中心，也成為全國大氣污染突出、灰霾污染嚴重的區(qū)域，該地區(qū)的大氣污染呈現(xiàn)同步性和區(qū)域性的同時，由于受經(jīng)濟發(fā)展、城市化水平、土地利用方式等的不同影響，各自的污染也呈現(xiàn)出各自的特殊性。北京市是國家中心城市、超大城市，是中國目前城市化水平最高的城市之一。截至2018年底，全市總?cè)丝跒?154萬人，城鎮(zhèn)化率達到86.5%，地區(qū)生產(chǎn)總值實現(xiàn)30320億元，三產(chǎn)比重分別為0.4∶18.6∶81。根據(jù)北京市源解析的結(jié)果，機動車、燃煤、工業(yè)生產(chǎn)為大氣污染的主要本地源。

　　天津市是環(huán)渤海地區(qū)的經(jīng)濟中心，京津冀區(qū)域的超大城市。截至2018年，常住人口達到1559.6萬元，城鎮(zhèn)化率83.15%，地區(qū)生產(chǎn)總值達到18809.64億元，三產(chǎn)構(gòu)成為0.9∶40.5∶58.6。受產(chǎn)業(yè)、人口等的影響，汽車尾氣、煤炭燃燒、發(fā)電和工業(yè)生產(chǎn)是天津大氣污染的主要貢獻者[17]。

　　石家莊市是河北省的省會，是京津冀地區(qū)重要的中心城市之一。截至2018年底，常住人口1095.16萬人，城鎮(zhèn)化率為63.16%，地區(qū)生產(chǎn)總值達到6082.6億元，三產(chǎn)比重為6.9∶37.6∶55.5。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中第二產(chǎn)業(yè)特別是重工業(yè)占絕對主導(dǎo)地位，其能耗高、污染大，煤炭消費比重過大，導(dǎo)致石家莊的大氣污染以工業(yè)污染排放為主[18]。

　　2　指標(biāo)體系構(gòu)建、數(shù)據(jù)處理及模型設(shè)置

　　2.1　指標(biāo)體系構(gòu)建

　　城市化伴隨著人口的增加、人民生活消費水平等日益增加，從而增加了城市生活廢棄物、改變城市小氣候、加大城市熱島等問題[19]，對城市大氣環(huán)境造成影響。經(jīng)濟發(fā)展是一個城市化進程中的重要過程，經(jīng)濟發(fā)展對大氣質(zhì)量的影響主要是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)投資等，主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)在三次產(chǎn)業(yè)間進行調(diào)整時會對空氣質(zhì)量產(chǎn)生不同的影響[20-21]。一方面，城市土地規(guī)模的擴張必然帶來城市交通、住宅等的增加，在城市建筑設(shè)施等施工和拆遷中會產(chǎn)生揚塵、以及其他大氣污染物[19];另一方面，城市中各類不同功能地塊的結(jié)合與布局構(gòu)成了城市布局，不合理的城市布局會對能耗和污染物起到增加的作用，而合理地增加城市綠地面積等，會有效地降低污染物[22]。

　　2.2　數(shù)據(jù)處理

　　多指標(biāo)的綜合評價方法包括主管賦權(quán)評價法和客觀賦權(quán)評價法，為了保證評價結(jié)果的客觀性，本研究采用客觀賦權(quán)法，消除人為主觀因素的影響[23]。熵值評價法是客觀賦權(quán)評價法中的一種，具有信息量越大不確定性越小的優(yōu)點，可以明確地判斷指標(biāo)的客觀性和科學(xué)性[24]。

　　3　城市化水平與大氣質(zhì)量分析與評價

　　3.1　城市化水平發(fā)展過程及其綜合評價

　　3.1.1　城市化進程變化

　　京津冀城市2004—2017年時間序列內(nèi)城市化綜合指數(shù)動態(tài)變化及趨勢圖Fig.1　Dynamicandtrendofurbanizationcompositeindexinthethreecitiesduring2004—2017通過熵值評價法確定城市化水平各單項評價指標(biāo)的權(quán)重，并計算北京市、天津市、石家莊市2004—2017年城市化水平綜合指數(shù)。結(jié)果表明，2004—2017年，三城市的城市化水平一直處于直線上升趨勢，尤其是2010年之后，城市化進程快速發(fā)展，迅速上升。

　　但城市化發(fā)展水平不同，北京、石家莊的年均增長率保持在20%以上，天津市的城市化水平的年均增長率保持在4%以上。在上升速度上，石家莊城市化上升水平表現(xiàn)最快，由2004年的0.021上升到2017年的0.116，升幅達到552%，2010年后城市化發(fā)展速度超過北京;天津的城市化水平發(fā)展速度整體比較平穩(wěn)，在2004—2010年期間其城市化水平在三個城市中表現(xiàn)最為優(yōu)越;對于北京來說，整體呈直線上升趨勢，但是2010年之前的城市化綜合水平發(fā)展迅速，自2010年以后相對平穩(wěn)。從權(quán)重分析來看，三個城市的城市化率的影響因素不同。

　　4　結(jié)論和建議

　　本文采用2004—2017年北京、天津、石家莊三市的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分析了城市化發(fā)展水平與大氣污染之間的關(guān)系，主要獲得以下結(jié)論。

　　(1)北京市的城市化發(fā)展指數(shù)與大氣污染指數(shù)已進入“倒U”型曲線的右側(cè)，三大效應(yīng)的各變量與大氣污染指數(shù)間呈現(xiàn)顯著的負相關(guān)關(guān)系，即符合EKC假說，北京市已進入城市發(fā)展與大氣環(huán)境質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展的階段，通過技術(shù)研發(fā)進一步支持城市化發(fā)展改善大氣質(zhì)量。

　　(2)天津市的城市化發(fā)展指數(shù)與大氣污染指數(shù)之間的關(guān)系進入“正U”型曲線的左側(cè)，若加強環(huán)保政策力度，曲線關(guān)系會持續(xù)下降進入“倒U型”右側(cè)，環(huán)保政策一旦松懈，大氣污染質(zhì)量則會反復(fù)。結(jié)構(gòu)效應(yīng)、活動效應(yīng)以及規(guī)模效應(yīng)因素建成區(qū)面積與大氣污染指數(shù)呈0.01置信水平下的負相關(guān)關(guān)系。深化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型應(yīng)是天津市大氣污染質(zhì)量的主要抓手。

　　(3)石家莊市的城市化發(fā)展與大氣污染之間的擬合曲線呈“倒N”型，三大效應(yīng)的各因變量對大氣污染的影響不明確，表明城市化發(fā)展過程中大氣環(huán)境污染出現(xiàn)了反復(fù)，城市化發(fā)展與大氣環(huán)境光協(xié)調(diào)發(fā)展的拐點未出現(xiàn)，還需進一步調(diào)整產(chǎn)業(yè)和能源結(jié)構(gòu)加大環(huán)境政策執(zhí)行力度，才能實現(xiàn)拐點的盡早出現(xiàn)。

　　5　參考文獻：

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　　作者：楊曉燕1，賈秋淼1，孫大利1，胡永鋒1，呂曉劍2