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”的粗放型經濟發展模式引發了一系列大氣污染問題，亟需協調經濟發展與大氣污染之間的關系。本文基于2004—2017年北京市、天津市、石家莊市的大氣環境質量與城市化各指標數據，運用熵值法多維度研究了城市化進程中大氣空氣質量的演化規律。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4個指標反映城市大氣環境質量水平，選取地區生產總值、人均GDP、三產比重、建成區面積等10個指標反應城市化發展水平分別進行綜合指數模型構建后進行回歸擬合。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果，京津冀三市的城市化綜合指數與大氣環境污染綜合指數分別呈“倒U型”、“正U型”和“倒N型”。將10個城市化指標分別歸類為結構效應、規模效應以及活動效應，進一步分析了各類效應對大氣污染指數的影響。對于北京市，三類效應各因變量對大氣污染均產生負向影響;對于天津市，結構效應、規模效應中的建成區面積和活動效應中的人均GDP、生產總值、居民消費水平和社會消費品零售總額與大氣污染呈現負相關關系;對于石家莊市，由于分析數據的時間序列有限，三種效應的各因變量對大氣污染的影響不明確。本文研究結果可為京津冀地區的城市生態文明建設提供基礎數據支撐。

　　關鍵詞：城市化;大氣環境污染;EKC曲線;擬合關系

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

　　大氣環境論文范例：關于京津冀協同保護大氣環境的十大對策建議

　　但是在國內外學者的研究過程中發現，EKC的倒U型曲線取決于不同時期、具體地區、污染指標以及估計方法的選擇，不存在適合所有地區、所有污染物及估計方法的單一情況[2]。Al-Mulali等[3]發現對于中-高等收入的國家生態環境與GDP之間存在EKC假說。Richard等[4]通過美國50個州的數據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現只有SO2符合EKC假說。但Stern等[6]對158個國家研究中卻沒有出現收入與PM2.5的EKC假說的證據，只表明國民收入提高對PM2.5濃度產生較小的正影響。對6個發展中國家的污染物濃度與國民收入的分析發現，不同國家兩者之間的關系呈現不同模式，并不呈現傳統的EKC曲線[7]。

　　Avik等[8]對印度139個城市的研究進一步發現，對于高收入和工業化發達的城市，SO2濃度與城市收入之間存在EKC曲線，其他中低收入城市，兩者之間關系分別是N型和直線關系�；�于對中國的城市數據的分析表明，中國工業化對PM2.5濃度的影響呈現顯著的倒“U型”[9];城市SO2濃度與城市經濟的發展符合倒U型曲線;而對于NO2、PM10濃度及綜合污染指數與經濟發展之間呈U型關系[10]。按照區域研究發現，中國東、中、西部地區環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與經濟發展之間的關系，發現兩者呈現線性遞減關系。可見，經濟發展與環境污染之間不是單一關系，有可能呈現正U型、倒U型、正N型、倒N型等其他曲線關系，甚至還會出現直線關系或沒有相關關系[13-15];另一方面，影響環境污染的因素除了經濟發展外，還有產業結構變化、人口遷移、土地利用方式、投資等諸多城市社會發展經濟因素，而缺乏考慮其他對環境質量產生影響的社會經濟指標，會導致研究結果的片面性;除了經濟因素的單一性之外，空氣質量指標的單一性如只選擇SO2濃度、PM10濃度等作為單一的解釋變量，也造成了分析結果的片面性。

　　本文利用京津冀地區3個主要大城市北京、天津、石家莊的2004—2017年的統計數據，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級天天數構建的綜合空氣質量綜合指數作為解釋變量，這種處理方式將傳統的單獨大氣污染物濃度分開考察變成了綜合考察，簡化并明確了環境污染度量指標;同時也將城市經濟發展如GDP、城市化率等諸多因素構建的綜合經濟發展指數作為因變量，綜合考察城市化發展水平對大氣環境質量的影響，進一步定量化大氣環境與城市化發展之間的關系。

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

　　另一方面，京津冀地區是中國首都“經濟圈”，2012年左右成為全國區域性霧霾污染的最典型及影響最大的區域，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，成為了京津冀地區經濟和社會快速發展的桎梏。近幾年，京津冀區域的環境質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，改善大氣環境成為京津冀城市發展的重要內容[16]。因此，研究北京、天津、石家莊城市化發展過程中的大氣污染問題對于區域聯防聯治大氣污染問題，以及促進區域可持續發展有重大意義，同時為京津冀地區的城市生態文明建設提供基礎數據支撐。

　　1　區域概況

　　京津冀地區作為中國重要的政治、文化、經濟中心，也成為全國大氣污染突出、灰霾污染嚴重的區域，該地區的大氣污染呈現同步性和區域性的同時，由于受經濟發展、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，全市總人口為2154萬人，城鎮化率達到86.5%，地區生產總值實現30320億元，三產比重分別為0.4∶18.6∶81。根據北京市源解析的結果，機動車、燃煤、工業生產為大氣污染的主要本地源。

　　天津市是環渤海地區的經濟中心，京津冀區域的超大城市。截至2018年，常住人口達到1559.6萬元，城鎮化率83.15%，地區生產總值達到18809.64億元，三產構成為0.9∶40.5∶58.6。受產業、人口等的影響，汽車尾氣、煤炭燃燒、發電和工業生產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，是京津冀地區重要的中心城市之一。截至2018年底，常住人口1095.16萬人，城鎮化率為63.16%，地區生產總值達到6082.6億元，三產比重為6.9∶37.6∶55.5。產業結構中第二產業特別是重工業占絕對主導地位，其能耗高、污染大，煤炭消費比重過大，導致石家莊的大氣污染以工業污染排放為主[18]。

　　2　指標體系構建、數據處理及模型設置

　　2.1　指標體系構建

　　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]，對城市大氣環境造成影響。經濟發展是一個城市化進程中的重要過程，經濟發展對大氣質量的影響主要是產業結構、產業投資等，主導產業在三次產業間進行調整時會對空氣質量產生不同的影響[20-21]。一方面，城市土地規模的擴張必然帶來城市交通、住宅等的增加，在城市建筑設施等施工和拆遷中會產生揚塵、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合與布局構成了城市布局，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　數據處理

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

　　3　城市化水平與大氣質量分析與評價

　　3.1　城市化水平發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年時間序列內城市化綜合指數動態變化及趨勢圖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的權重，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。結果表明，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，城市化進程快速發展，迅速上升。

　　但城市化發展水平不同，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年后城市化發展速度超過北京;天津的城市化水平發展速度整體比較平穩，在2004—2010年期間其城市化水平在三個城市中表現最為優越;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展迅速，自2010年以后相對平穩。從權重分析來看，三個城市的城市化率的影響因素不同。

　　4　結論和建議

　　本文采用2004—2017年北京、天津、石家莊三市的統計數據，分析了城市化發展水平與大氣污染之間的關系，主要獲得以下結論。

　　(1)北京市的城市化發展指數與大氣污染指數已進入“倒U”型曲線的右側，三大效應的各變量與大氣污染指數間呈現顯著的負相關關系，即符合EKC假說，北京市已進入城市發展與大氣環境質量協調發展的階段，通過技術研發進一步支持城市化發展改善大氣質量。

　　(2)天津市的城市化發展指數與大氣污染指數之間的關系進入“正U”型曲線的左側，若加強環保政策力度，曲線關系會持續下降進入“倒U型”右側，環保政策一旦松懈，大氣污染質量則會反復。結構效應、活動效應以及規模效應因素建成區面積與大氣污染指數呈0.01置信水平下的負相關關系。深化結構轉型應是天津市大氣污染質量的主要抓手。

　　(3)石家莊市的城市化發展與大氣污染之間的擬合曲線呈“倒N”型，三大效應的各因變量對大氣污染的影響不明確，表明城市化發展過程中大氣環境污染出現了反復，城市化發展與大氣環境光協調發展的拐點未出現，還需進一步調整產業和能源結構加大環境政策執行力度，才能實現拐點的盡早出現。

　　5　參考文獻：

　　[1]　GrossmanGM，KruegerAB.Economicgrowthandtheenvironment[J].TheQuarterlyJournalofEconomics，1995，110(2)：353-377.

　　[2]譚夢薇.經濟增長與環境污染實證研究[J].合作經濟與科技，2020(16)：42-44.

　　作者：楊曉燕1，賈秋淼1，孫大利1，胡永鋒1，呂曉劍2