摘要:研究京津冀地區人口規模對碳排放的壓力問題，對實現京津冀生態環境協同治理具有重要的理論及實踐意義。利用指標構建法測算2005—2015年京津冀各城市區域的人口碳排放壓力，并采用MapInfo、GeoDa和ArcGIS等空間技術手段進一步分析京津冀地區人口碳排放壓力的空間格局及變動。研究結果顯示:(1)總體來看，京津冀地區人口對碳排放的壓力較大，高于全國平均水平;(2)京津冀地區大多數城市人口碳排放壓力趨小，個別城市則有所上升;(3)京津冀地區人口對碳排放的壓力存在較為穩定的空間格局，其中唐山、天津和邯鄲長期面臨著嚴重的人口碳排放壓力;(4)京津冀地區人口碳排放壓力的空間相關性逐漸增強，當前呈現出明顯的高高、低低集聚態勢。需要轉變京津冀地區的能源消費結構，大力發展低碳技術，繼續開展節能減排工作，加快推進京津冀地區一體化，從而優化京津冀地區人口碳排放壓力空間格局。

　　關鍵詞:京津冀;人口;碳排放壓力;空間格局;環境治理

　　一、問題提出

　　京津冀地區是中國北方經濟發展最快、人口規模最大、城市群和產業群最為密集的區域。以北京、天津和河北的石家莊、保定等13個城市組成的京津冀地區面積達到216000平方公里，2018年末常住人口1.13億，實現生產總值8.51萬億元。該區域以全國2.25%的地域面積承載了全國8.08%的人口，提供了全國9.46%的經濟總量。近年來，隨著京津冀經濟發展水平的提高和人口的快速集聚，交通日益擁堵，環境持續惡化，資源加速枯竭。《京津冀協同發展規劃綱要》明確提出:到2030年，京津冀區域一體化格局基本形成，區域經濟結構更加合理，生態環境質量總體良好，公共服務水平趨于均衡，成為具有較強國際競爭力、影響力的重要區域。因此，緩解京津冀地區較為緊張的人口資源環境壓力、發展低碳經濟成為當前實現京津冀協同發展的重要任務。

　　由于自然稟賦、經濟發展水平、產業結構、人口要素、消費水平以及能源利用效率等存在較大的空間差異，因此區域內部不同城市地區的碳排放水平也存在較大差異。人口規模的擴張以及由于生活水平提高導致的居民能源消費模式的改變，使得京津冀地區實現碳減排目標面臨巨大壓力，測算人口規模變動對碳排放的壓力并分析其空間分布格局的特征具有重要的理論和實踐意義。開展京津冀地區人口碳排放壓力空間分布格局的研究可以深入了解京津冀地區的人均碳排放狀況，揭示當前人口給京津冀地區節能減排帶來的壓力，從而為差別化的低碳城市建設、人口規模調控、碳排放峰值控制提供數據支撐，并提高政策制定的針對性和可操作性，為探索不同類型的低碳發展道路和模式提供指導。

　　二、文獻綜述

　　溫室氣體排放帶來全球氣候變暖等一系列的氣候異常問題，在全球范圍內給生態安全、糧食安全和水資源安全等均造成巨大的壓力，嚴重影響人類社會經濟發展，節能減排的低碳經濟成為實現全球可持續發展的必然選擇。國內外學術界紛紛對低碳經濟開展研究，碳排放成為研究重點，其中對碳排放的影響因素的研究較多。學者們主要關注經濟增長、人口因素、產業結構、能源結構和效率、國際貿易、外商直接投資等要素的影響，研究方法多是基于IPAT模型、STIRPAT模型等進行相關性分析，測算各個要素對碳排放規模的影響程度。其中，經濟要素對碳排放的影響研究，尤其是庫茲涅茲曲線研究較多，如張慶宇等(2019)運用環境庫茲涅茨模型和STIRPAT模型分析了中國人均GDP和人均碳排放的關系以及影響碳排放的因素，指出中國人均GDP和人均碳排放的關系符合環境庫茲涅茨曲線“倒U型”的規律，經濟增長是影響中國碳排放的最大要素，其后依次是化石燃料使用、城鎮人口、可替代能源與核使用、人口總數等[1]。

　　人口要素對碳排放的影響同樣引發關注[2-4]，有學者指出過去20年全球人口變化與二氧化碳排放增長之間存在著較大關聯，而且人口變化對發展中國家碳排放的影響比對發達國家更為明顯[5]。朱勤和彭希哲(2010)研究發現居民消費水平、人口城市化率和人口規模會顯著影響中國的碳排放總量[6]。余明成(2018)等研究發現人口對山西的CO2排放影響最大，其次是城鎮化率和第二產業占GDP比重[7]。總的來說，當前研究主要側重各要素與碳排放的關系，其中人口也是影響碳排放的重要因素之一，但關于人口對碳排放壓力的測定研究相對較少。

　　分區域來看，近年來，隨著北京非首都功能疏解、京津冀一體化和生態文明建設的推進，關于京津冀地區碳排放研究的內容逐漸增多，主要集中在京津冀地區碳排放的區域差異和時空特征、碳排放足跡和強度分析、碳排放的分解及影響因素等方面。具體來看，京津冀地區碳排放的區域差異和時空特征方面，汪浩等(2013)基于縣域尺度運用比較統計地圖和空間自相關分析方法對1990—2009年京津冀都市圈的碳排放空間格局和空間依賴性進行研究，發現京津冀都市圈CO2排放量逐年增加，CO2排放格局呈現較明顯的分層聚集現象，高值區域空間分布由“雙中心”發展至“四中心，大部分區域基本保持不變或減弱，唐山等地CO2排放增強[8]。

　　孫雷剛等(2016)采用碳排放系數法對2000—2013年環京津區域5個城市的碳排放效應及時空格局進行測算分析，結果顯示環京津區域的城市凈碳排放總量逐年遞增，唐山的凈碳排放總量仍然最高，其次為石家莊、張家口、保定和廊坊[9]。趙玉煥等(2018)也分析了京津冀地區碳排放的時空特性，發現河北對京津冀CO2排放的貢獻最大[10]。也有學者對京津冀地區部分重點行業部門的碳排放空間格局進行分析，如張克勇(2019)等對2000—2015年京津冀交通部門CO2排放的時空特征進行分析，發現京津冀交通部門CO2增長較快，其中北京對京津冀CO2排放貢獻最大，河北和天津貢獻較小，京津冀各地區CO2排放差異不斷擴大[11]。

　　碳排放足跡和強度分析方面，閆云鳳(2016)構建多區域投入產出-結構分解分析(MRIO-SDA)模型測度京津冀碳足跡的演變趨勢及影響因素，發現京津冀碳足跡整體呈現增加趨勢，人口增長、人均消費量增加和消費結構變化是主要的驅動因素[12]。孫麗文等(2019)利用IPCC法測算了京津冀工業部門六大高耗能行業的碳足跡值，并從經濟規模、產業結構、能源強度和能源結構四方面對其整體及各行業進行時空差異分析，發現河北近年碳足跡促增趨勢上升，成為降低碳足跡的重點控制地區，其中經濟規模效應是首要促增因素[13]。

　　三、研究方法與數據處理

　　(一)京津冀地區人口碳排放壓力指標的構建

　　人口變化對碳排放產生壓力已經成為不爭的事實。然而如何衡量人口對碳排放的壓力，學術界沒有統一的方法，目前這方面的研究方法主要有以下幾種:一是因素分解法。采用基于投入產出表的結構分解方法SDA(structuraldecompositionanalysis)和基于擴展和改進的Kaya恒等式的指數分解方法IDA(indexdecompositionanalysis)對碳排放進行分解，測度人口要素包括人口規模和結構等對碳排放的貢獻度，其中對數平均迪氏指數法(LMDI)使用較多。該類方法可以用來測定人口要素對碳排放值變化的具體貢獻度，但人口被作為社會經濟要素之一進行分解研究，并非是對人口碳排放壓力的單獨測算。

　　二是基于STIRPAT模型，采用面板數據回歸估計法、最小二乘法和狀態空間模型方法等進行回歸分析研究人口對碳排放的影響。該類方法雖然可以采用時間序列動態考察要素變動的影響，仍停留在研究人口要素對碳排放的影響程度上，不能反映對碳排放量變化的具體貢獻，也忽視了不同碳排放單元的空間聯系和相關性[20]。三是采用情景分析方法對不同人口規模、經濟發展程度、產業結構、技術水平和不同減排政策下的碳排放量進行組合，該方法可以在一般均衡條件下模擬各社會經濟要素與碳排放之間的關系，雖然人口變動也會對不同的碳減排目標產生影響，但該方法以模擬預測為主，參數設定具有較大的動態變化性，并不能實際測量人口對碳排放的壓力。本文認為，構建人口碳排放壓力指數應該遵循如下幾個基本原則:(1)簡潔;(2)數據易得而準確;(3)直接反映人口與資源環境尤其是碳排放的對比關系;(4)不僅能夠反映人口與資源環境因素的對比關系，而且能夠衡量壓力是否存在及其相對大小。鑒于此，本文在已有研究的基礎上，考慮將某地實際的人均碳排放與碳排放的某一個人均標準值進行比較，來反映人口對碳排放的壓力。具體測算公式為:人口碳排放壓力指標=(碳排放實際占有量/實際人口規模)/碳排放的標準人均值(1)這里涉及的標準人均值，可以是可利用的人均標準或公認的國際或國內標準，也可以是全國或地區的平均值。本文根據碳排放的自身特點，選取全國平均的人均碳排放量作為標準，京津冀各城市區域的人均碳排放量越大，其人口碳排放壓力也就越大。

　　(二)數據來源及處理

　　本文數據均來自2005—2015年北京、天津、河北11個城市的城市統計年鑒。關于碳排放的計算，主要采用IPCC排放系數計算，其中河北11個地級市由于缺少分品種能源消耗數據，無法采用一般的碳排放計算方法，因此本文通過對2005—2015年河北的能源消耗總量和碳排放總量關系擬合，估算出二者之間的擬合方程，從而利用河北省11個地級市2005—2015年的能源消耗量估算出其碳排放量。而北京和天津則根據煤品、油品以及天然氣的消耗量乘以IPCC排放系數加總得到。

　　四、京津冀地區人口規模對碳排放壓力的空間格局分析

　　本文依據上文計算得出的京津冀13個城市2005—2015年的碳排放量、常住人口規模以及中國人均碳排放量的標準值，2005—2015年京津冀地區人口碳排放壓力和2015年京津冀地區人碳排放壓力排序。

　　(一)京津冀地區內部人口碳排放壓力的時空演變分析

　　首先，總體變化狀況顯示，2005—2015年京津冀地區長期面臨人口碳排放壓力，但壓力程度近年來呈下降趨勢。2005—2015年京津冀地區的人口碳排放壓力值始終大于1，長期高于全國人均碳排放水平，說明京津冀地區仍面臨著一定程度的人口碳排放壓力。但從變動上看，從2005—2015年，京津冀整體的人口碳排放壓力值從1.670下降至1.336，下降幅度達到25%。內部各區域人口碳排放壓力的最大極值也從2005年的5.111下降至3.839。此外，與2005年相比，2015年京津冀人口碳排放壓力值低于1(即低于全國人均碳排放水平)的城市數量由4個增加至6個。

　　雖然大多數區域仍面臨著人口碳排放壓力，但京津冀地區人口碳排放壓力相對來說已經得到緩解。與全國水平相比，2005年、2010年和2015年京津冀人均碳排放量分別為2.23噸標準煤、2.56噸標準煤和2.63噸標準煤，2005—2015年人均碳排放量的增幅為18%，而全國2005年和2015年的人均碳排放規模分別為1.34噸標準煤和1.97噸標準煤，增幅達到47%，京津冀地區人均碳排放規模的增長幅度遠低于全國增長幅度，說明近年來京津冀地區的節能減排工作取得了一定的進展。京津冀地區作為中國北方最大的城市群，始終面臨著嚴重的環境問題，為了有效推進生態環境建設，京津冀地區推動區域產業結構和能源結構的優化調整，調控人口規模、控制溫室氣體排放，協同推進區域大氣污染治理，從多角度出發實現京津冀地區的生態環境保護，京津冀地區面臨的人口碳排放壓力逐步得到緩解。

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　　五、結論及建議

　　本文在構建人口碳排放壓力指標的基礎上，進一步采用聚類分析、空間相關性分析和標準差橢圓等方法，研究了京津冀地區人口對碳排放壓力的空間格局及變動，在此基礎上提出以下結論及相應的政策建議:

　　第一，當前京津冀地區內部人口碳排放壓力存在較大的空間差異性，唐山、天津和邯鄲面臨著較為嚴重的人口碳排放壓力，北京、衡水和保定的人口碳排放壓力值較低，處于無壓區。總體來看，人口碳排放壓力的整體空間分布呈東北-西南主體方向，壓力重心進一步向東北方向集聚。針對當前人口碳排放壓力水平較高的地區如唐山、天津和邯鄲等，應當調整能源消費結構，增加清潔能源和新能源的使用，減少對傳統能源的依賴程度;積極轉變經濟發展方式、優化產業結構，降低高能耗產業的比重;加大科技創新投入，提高能源資源的利用效率，促進城市發展向綠色低碳方向轉型。

　　尤其天津作為京津冀城市群的雙核之一，應當利用制造業優勢與北京形成研發和人力資本對接，向上延伸制造業產業鏈，提高制造業的附加價值，推動制造業的精細化、高端化和創新化，并大力發展第三產業，促進產業結構轉型。而北京、衡水和保定等雖然處于無壓區，但距離低碳城市仍有較大發展空間，這些地區應當進一步加大節能減排力度，繼續淘汰過剩產能，提高全民節能意識。尤其北京要加強與京津冀其他區域的協作，充分利用自身優勢，包括充足的資金投入、較強的技術創新能力和豐富的科研單位、高校和企業資源等，推進節能和減排技術的研發推廣。

　　第二，京津冀目前人口碳排放壓力普遍減弱，但從時間尺度上看內部變動趨勢存在差異，一些生態比較脆弱或者碳排放比較嚴重的城市如承德、廊坊和滄州等人口碳排放壓力不降反升，應該引起高度重視。具體來看，張家口、承德、秦皇島等作為京津冀水源涵養功能區，應當依托自身地理位置和豐富的資源優勢，推進新能源尤其是可再生能源的開發和利用，構建安全清潔高效的能源供應和消費體系。打造綠色低碳循環型的經濟發展方式，實現經濟集聚區內產業間的生態鏈接，并結合當前實現京津冀協同發展規劃的政策優勢，建設國家生態文明先行示范區，拓展生態內涵，延展生態效益，走綠色低碳的發展道路。此外，河北其他城市也應進一步減少煤炭消費，提高能源利用效率，嚴格開展節能減排工作，淘汰落后產能，改善當前資源型傳統產業占據主導地位，高耗能行業主導工業能源消費的格局。

　　作者：宮倩楠1，王瑩瑩2，童玉芬1