山东省城镇化进程中的资源环境尾效分析

王 琳，任建兰，程 钰

(山东师范大学人口·资源与环境学院，中国济南 250014)

资源环境对城镇化的约束及反馈机理是当前推进新型城镇化道路研究中的热点之一.姚士谋、陆大道(2011、2012)［1-2］、姚华松(2012)［3］、王海燕(2013)［4］等学者在探讨城镇化发展进程中存在的问题时，都强调了资源环境的约束.不同的区域受到土地、水资源、能源和环境的约束作用不同，同一区域内部资源环境的空间分布也不同，结合空间格局和地域分工制定合理的资源环境引导政策是推进新型城镇化道路面临的又一难点.国内学者对城镇化进程中资源环境约束问题进行的理论分析主要是在进行数据描述分析的基础上，从推行新型城镇化发展模式，建立相关的指标评价和考核体系，建立资源环境保障动态转移机制、预警机制、激励机制等方面提出建议［5-6］，对此问题进行的实证分析主要有线性回归方程［7］和尾效(growth drag)分析［8-10］两种手段.“尾效”(growth drag)的概念由罗默(2001)［11］提出，用来表示在考虑资源和土地的限制条件下，由资源的有效性引致的资源消耗对经济增长的影响.基于“尾效”的概念进行城镇化进程中资源环境约束作用的实证分析，证明了资源和生产之间存在矛盾和约束，以及落后的生产要素投入方式，是资源环境约束经济发展和城镇化进程的主要原因.由此看出，学者们使用不同的手段对城镇化进程中资源环境的约束作用进行了详细的分析，并提出了合理的建议，相比于理论分析对数据的描述性分析，实证分析具体计算了土地、水资源、能源对经济发展和城镇化进程的约束作用大小，更有利于具体措施的执行，但是现有的理论研究和实证研究都缺乏对环境污染约束和资源环境空间约束的计算分析.

作为经济大省和人口大省，山东省2012年城镇化率达到52.4%，处于城镇化发展的中期阶段，人口占全国7.15%，生产总值占9.69%，而土地和供水总量仅占0.16%和3.61%，土地和水资源所占比例较低;从山东省内部来看，2012年17 地市的城镇化率最低水平是菏泽40%，最高水平是青岛67.14%，城镇化率超过50%的地市共有9 个，呈东高西低的格局(见图1)，资源环境的约束作用日渐明显.本文在计算山东省经济发展和城镇化进程中的资源环境尾效的基础上，结合山东省17 地市资源环境分布格局进行了分析，为推进新型城镇化道路中所面临的资源环境约束问题提供实证依据和政策借鉴.

图1 2012年山东省城镇化率分布图Fig.1 Distribution of urbanization rate in Shandong province in 2012

1 资源环境城镇化的约束关系分析

城镇化加速发展在获得资源环境巨大支撑和保障的同时，对资源环境本身产生了重要影响.一个国家或地区在城镇化加速发展的初期，城镇化发展速度越快，资源消耗量越大，环境破坏程度越严重.当城镇化发展到稳定阶段(城镇化率70%左右)以后，国家和社会将拥有足够的资金和技术投入到资源有效利用和环境治理中，城镇化对资源环境的影响大大减弱，它们之间关系将出现拐点，相关程度将大大降低.

城镇化的快速发展对各种资源的需求量不断增加，对环境的承载力提出更高要求［12］，而快速城镇化造成的资源短缺和各种环境问题约束了城镇化的进程，主要表现在4 个方面:(1)城镇化的快速进程对土地资源的需求大为增加，土地资源却相对有限，开发利用存在土地供需矛盾、集约利用率低、侵占农用地及土地质量下降等问题;(2)城镇化的快速发展，城市人口的不断增加，城市用水保障程度不断降低，地表水和地下水的污染加重了水资源的供需矛盾;(3)单位城镇化水平所消耗的能源随着城镇化的建设越来越多，而且在节能减排紧迫形势条件下能源短缺危机将增大;(4)城镇化的进程伴随着产业结构偏低、技术含量低、高能耗、高排放等问题带来的结构性和布局性污染，导致了城市环境质量日益恶化.减少资源环境对城镇化的约束，有利于新型城镇化道路的顺利推进.

2 模型建立和数据处理

2.1 模型建立

利用柯布-道格拉斯生产函数，建立生产函数模型如下:

Y(t)表示产出，K(t)表示资本，R(t)表示能源数量，T(t)表示土地数量，W(t)表示水资源数量，P(t)表示环境污染量，A(t)表示知识或者劳动的有效性，L(t)表示劳动，α 是资本生产弹性系数，β 是能源生产弹性系数，γ 是土地生产弹性系数，θ 是水资源生产弹性系数，η 是环境污染弹性系数，ε 为随机扰动项.

罗默模型中资本、劳动和劳动有效性的动力学与索洛模型是一致的，即ΔK(t)=sY(t)－δK(t)，ΔA(t)=gA(t)和ΔL(t)=nL(t)，其中s 为储蓄率，δ 为资本的折旧率或资本的贴现率，g 和n 分别为技术的增长率和劳动进步率.

以gx(t)表示变量X 的增长率.对上式两边取对数并求时间的导数，得到产出的增长率:

式中gY(t)、gK(t)、gR(t)、gT(t)、gW(t)、gP(t)、gA(t)、gL(t)分别表示Y(t)、K(t)、R(t)、T(t)、W(t)、P(t)、A(t)、L(t)的增长率;在索洛模型的平衡增长路径上，gY(t)与gK(t)相等;设gA(t)和gL(t)分别为g 和n;gR(t)、gT(t)、gW(t)和gP(t)的增长率分别为gR、gT、gW和gP.则在平衡增长路径上的Y(t)的增长率(忽略随机扰动项ε)为

单位劳动力平均产出增长率为

资源是有限的，在长期内用于生产的能源、土地和水资源的数量不会增长，环境污染的数量也受到限制，假设gR(t)、gT(t)、gW(t)和gP(t)的值为零，则有单位劳动力平均产出增长率:

为了计量资源的限制对经济增长造成的影响，Nordhaus(1992)［13］在理论上假设在长期资源的数量不受限制，单位劳动力平均资源量不变，即能源、土地、水资源和环境污染的增长率与人口增长率一致，上述假设也符合可持续发展的要求.在上述假设下，分别计算劳动增长率为n 时的能源、土地、水资源和环境污染的单位劳动力平均产出增长率，记为和，以能源为例:

增长尾效指的是资源在受到限制与不受限制两种条件下引起的增长差额，分别计算4 项的增长尾效，以能源为例:

在计算经济增长尾效的基础上继续计算城镇化的尾效.周一星(1995)［14］指出国家或地区的城镇化水平与经济增长之间的关系是明显的半对数曲线关系，由此建立公式:

其中u 表示城镇化水平，y 表示人均产出，ε 为随机扰动项.引入城镇化对人均产出的弹性值，表示在其他条件不变的情况下，城镇化水平增加1 个百分点对人均产出增长的推动作用.令，代入式(8)，得到

将式(9)代入式(1)，并进行尾效计算，得到能源、土地、水资源消耗和环境污染对城镇化进程的尾效分别为，资源环境对城镇化进程的总尾效为

2.2 数据来源

文中1985—2012年数据主要来源于《山东统计年鉴2013》、《辉煌山东60年》、《山东省国土年鉴》、山东省情网.产出Y 换算成2000年的可比价格;能源数量R 采用一次能源生产总量;土地数量T 的计算是耕地面积、林地面积和建成区面积之和;水资源数量W 采用用水总量;环境污染量P 由SO2排放量代替;劳动L采用年底就业人数;资本K 依照永续盘存法Kt=It+(1－δ)Kt－1计算，其中It使用每年的全社会固定资产投资额及投资指数，换算成2000年的可比价格(1990年以前假设指数不变)，K2000以张军等［15］计算的2000年资本存量为基础计算，并通过推算定折旧率δ 为7%.

文中使用的数据是时间序列数据，并对数据进行了ADF 平稳性检验和Johansen 协整检验［16］.ln Y(t)、ln K(t)、ln R(t)、ln T(t)、ln W(t)、ln P(t)、ln L(t)均是一阶单整的，且存在显著协整关系.

3 山东省城镇化进程中资源环境“尾效”计算与分析

3.1 山东省城镇化进程中资源环境“尾效”计算

用1985—2012年数据对(2)式进行回归，得到各系数的取值:α=0.13，β=0.01，γ=0.15，θ=0.41，η=0.46.劳动的增长率n 根据公式a×(1+n)t=b 计算得出，其中a 代表起始年的年底就业人数，b 代表截止年的年底就业人数，t 代表经过的年数.通过计算可得1985—2012年27年间劳动的增长率为2.29%，1985—2002年17年间劳动的增长率为2.62%，2003—2012年10年间劳动的增长率为1.55%.根据山东省公布的城镇化率数据，计算各个时段山东省城镇化进程中的尾效.通过计算可得1985—2012年城镇化对单位劳动力平均GDP 产出的弹性值λ 为13.10%，1985—2002年λ 为12.10%，2003—2012年λ 为18.77%.计算1985—2012年，1985—2002年，2003—2012年城镇化发展进程中的能源、土地、水资源、环境污染尾效和城镇化尾效(见表1).从计算结果来看，1985—2012年山东省城镇化的速度因能源、土地、水资源的消耗以及环境污染每年降低20.46%，分时段来看1985—2002年每年降低34.02%，2003—2012年每年增长1.20%.

表1 尾效计算结果(单位:%)Tab.1 The results of growth drag calculation(unit:%)

3.2 山东省城镇化进程中“尾效”分析

从前文可知，1985—2012年山东省城镇化的进程因能源、土地、水资源的消耗和环境污染每年分别降低0.14%、2.96%、8.21%、9.15%，综合起来山东省的城镇化进程受到资源环境的约束每年降低20.46%.刘耀彬(2007)［9］对中国1979—2005年的数据计算得到的结果是能源、土地和水资源消耗对城市化进程的尾效分别为10.61%、0.36%、19.14%，对城市化进程的总尾效为30.10%.相比较而言，山东省在1985年以来城镇化发展进程中受资源环境的约束相对于全国水平较低［17］，其中受水资源的影响最大，其次是环境污染和土地的约束;在1985—2002年期间城镇化进程受资源环境的约束较大，达到34.02%，其中受水资源的约束城镇化进程每年降低24.11%;近10年来资源环境对山东省城镇化进程的约束作用减小，表现为资源环境的消耗在总体上促进了山东省城镇化进程的推进.

3.2.1 环境污染对城镇化的约束 环境污染对城镇化的约束体现在原有大城市不合理的工业企业布局和结构及新兴小城镇对经济发展过程中的环境保护两方面［18］.2012年山东省单位GDP 废水、SO2、烟(粉)尘、一般工业固体废弃物排放量分别为9.58 t/万元、34.97 t/亿元、13.90 t/亿元、0.37 t/万元，从低到高分列31个省市自治区第6、14、11、10 位.从山东省内部来看，2012年单位GDP 各污染物排放量基本均呈中西高东低的格局，因此，山东省现行的城镇化发展道路与环境友好的新型城镇化道路相比尚有很大的改进空间.

3.2.2 土地对城镇化的约束 山东城镇化进程中土地的约束作用体现在供需矛盾、集约利用水平低、质量下降等方面［19］.首先，2012年山东省人均农用地约1 194 m2，约为全国平均水平的1/4;从山东内部来看，2012年人均农用地呈东北高西南低的格局，土地的供需矛盾突出.其次，2000—2012年山东省单位GDP 地耗从18.85 km2/亿元逐年下降至3.14 km2/亿元，土地的集约利用程度有所提高;但2012年与其他沿海省份相比，山东省的土地集约利用水平较低，单位GDP 地耗高于江苏省的1.97 km2/亿元，浙江省的3.04 km2/亿元和广东省的3.15 km2/亿元;从山东内部来看，2012年单位GDP 地耗呈西高东低的格局，土地集约利用水平尚处在较低水平.此外，森林覆盖率低、水土流失严重、水污染严重、耕地污染和退化4 方面的原因导致了山东省土地质量的降低.

3.2.3 水资源对城镇化的约束 水资源的约束作用主要体现在供需矛盾和水污染两方面.2012年山东省人均水资源量为283.9 m3，为全国平均水平的12.99%;单位GDP 水耗为44.35 m3/万元，为全国水平的41.63%.近年来山东省水资源的利用状况得到了很大程度的改善，从尾效计算结果也可看出，合理利用水资源已在一定程度上促进了城镇化进程，水资源的供需矛盾逐步得到了解决.从山东省内部来看，2012年人均水资源总量分布格局可以形容为沿河海地区水平较高，这是由不同区域的地理特点决定的，但是单位GDP 水耗呈明显的西高东低的格局，与城镇化率东高西低的格局相对应，说明生产性水资源的分布导致的供需矛盾是约束城镇化发展的因素之一.另一方面，粗放式的经济发展方式导致的水污染，导致可用淡水资源减少，有限的地表水环境容量不能负担快速城镇化发展的模式.2012年山东省河流劣V 类水质占28.8%，比值仍旧过高.

3.2.4 能源对城镇化的约束分析 以石油和煤炭为主的能源构成促进了工业化的进程，同时对环境造成了污染，即能源的约束作用主要体现在供需矛盾和环境污染两方面.首先，山东省石油、煤炭储量分别占全国10.59%、3.43%，2012年生产总值占全国9.69%，低于能源储量比值;从2000—2012年，山东省城镇化水平每提高1%所消耗的能源为1 770.20万吨标准煤，可供消费的能源总量和一次能源消费量均上涨了两倍，能源作为不可再生资源具有有限性，相比消费量的增长终将受到约束.其次，能源生产中产生的大量污染物是环境污染的主要来源，风能、水能等清洁能源的利用和能源生产设备的更新将是降低能源环境污染的主要手段.从山东省内部来看，2012年万元GDP 能耗呈西高东低的格局.

4 结论与对策

资源环境的约束是推进新型城镇化道路进程中面临的约束之一.能源、土地、水资源和环境污染的约束导致经济的发展和城镇化的进程产生了尾效，山东省的城镇化进程因此每年降低20.46%.集约节约资源，打造良好人居环境，解除资源环境的约束作用，是实现新型城镇化道路的有效途径之一.为了引导资源环境系统和人口经济社会系统的协调，降低资源环境的约束作用，可从以下几方面对推进新型城镇化道路进行优化.

(1)树立生态文明理念，转变城镇化发展方式，以新型工业化带动新型城镇化，推行资源集约节约的城镇化之路，推进因地制宜的区域差异城镇化道路、因时制宜的城镇化资源替代战略［20］.以人文资源替代自然资源，以可更新资源替代耗竭性资源，以丰富的资源替代稀缺资源，以洁净型资源替代污染性资源，推进人地关系和谐的资源节约型城镇化道路［21］.

(2)坚持绿色发展、循环发展、低碳发展道路，建设资源节约型和生态型城镇，建立城镇化相应的资源环境安全预警机制，完善城镇化相应的资源开发利用政策法规，健全城镇化相应的资源环境绿色管理体系.淘汰工业生产中高耗能的工艺和设备，支持节能低耗技术的研发和相关产业的建设，发展生态农业，引导绿色消费，推进环境友好型、生产清洁型和消费低碳型城镇化道路.

(3)完善科技体制改革，加强节约型城乡建设的区域集成和技术综合运用，完备以城镇化可持续发展为导向的技术支撑体系，以低碳技术构建城镇化低碳经济网络，以循环技术疏通城镇化生态价值流，以科技创新搭建城镇化服务平台，推进以科技创新为主导的城镇化道路.

(4)调控合理的城镇化发展水平和速度，根据不同城镇发展条件和阶段制定人地关系可持续发展的差异化发展战略，完善城镇体系的建设，避免不合理的资源消耗和环境污染.发挥核心城镇的辐射带动作用，促进城乡环境统筹规划和整治，着眼城乡生态系统源头保护和综合治理，建立多层次、全方位的资源有偿使用制度和生态补偿制度，推进城乡一体、大中小城市和小城镇协调发展的城镇化道路.

(5)明确区域重点，实施分区管理，根据不同区域城镇化发展的现状及面临资源环境约束的实际情况，施行区域差别化的城镇化发展政策.山东省城镇化率呈东高西低的格局，相对应的资源环境约束作用呈西高东低的形态，因此应当以西部为重点管理地区，尤其是济宁市、菏泽市、聊城市、德州市等城镇化率较低的地区，优化产业结构，提高资源利用率，倡导低碳生产.同时在东部地区继续完善低碳生产措施，建立新型城镇化试点，带动西部地区新型城镇化道路的推进.此外，要结合黄河三角洲生态高效经济区、半岛蓝色经济区、济南都市圈、西部隆起带等区域的政策实施，合理规划新型城镇化与新型工业化的协调发展.

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