鄭金鈴

摘 要：城市居民生活碳排放不僅受到城市內(nèi)部人口密度、交通系統(tǒng)、土地利用方式、綠地體系等空間形態(tài)的影響，還會因城市外部空間結(jié)構(gòu)的不同而進(jìn)一步受到影響。為此，對我國14個已成型城市群中的110個大中城市2006—2012年的面板數(shù)據(jù)進(jìn)行實證分析。結(jié)論顯示：若不考慮城市外部空間結(jié)構(gòu)的影響，只有混合土地用地類型能有效減少居民生活碳排放，其他要素對生活碳排放的減排作用甚微；若考慮城市外部空間結(jié)構(gòu)的影響，即城市群體空間形態(tài)從“絕對集中”向“相對分散”的緊湊發(fā)展模式轉(zhuǎn)變后，城市內(nèi)部的人口密度、交通系統(tǒng)和綠地體系才釋放出對生活碳排放的調(diào)節(jié)作用，這種作用隨著城市發(fā)展低碳城市能力的差異而有所不同。

關(guān)鍵詞：城市群；低碳；城市空間形態(tài)；生活碳排放

中圖分類號：F291.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-3890（2016）01-0089-08

一、引言

我國快速的城市化進(jìn)程給城市群資源環(huán)境帶來了較大的壓力，城市群已經(jīng)成為我國生態(tài)環(huán)境問題最為突出的地區(qū)。根據(jù)方創(chuàng)琳等人提出的城市群識別的七大標(biāo)準(zhǔn)[1]，我國已達(dá)標(biāo)的城市群有15個①。這些城市群已成為我國各省份加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高區(qū)域競爭力的主要地域單元，但同時也是我國能源消耗、二氧化碳等溫室氣體排放最為集中的地區(qū)。牛文元的研究報告顯示，目前中國經(jīng)濟(jì)規(guī)模最大的前100座城市CO2排放總量已占全國排放總量的一半以上，達(dá)到30億噸，對于百萬以上人口的城市，因交通擁堵每年多排放的二氧化碳量就有2 800萬噸②。高碳式的城市建設(shè)模式已經(jīng)成為制約我國城市可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、建設(shè)低碳城市及城市群勢在必行。

究竟何種城市形態(tài)最適宜降低城市碳排放，一直是學(xué)術(shù)界爭論的熱點話題。主流觀點認(rèn)為：城市緊湊發(fā)展有利于城市的可持續(xù)發(fā)展。所謂緊湊型城市（Compact City），其最初是與低密度蔓延的城市相對應(yīng)，即希望通過高密度發(fā)展城市中心城區(qū)，減少對小汽車出行的依賴，減少能源消耗，提升公共設(shè)施的可及性和有效利用，遏止城市蔓延[2]。然而密度反映的僅是城市要素（人口、住宅等）的平均分布情況，無法反映這些要素在城市內(nèi)部集聚與分布情況。隨著發(fā)達(dá)國家城市中心城區(qū)的衰落以及城市居民的外移，緊湊城市開始強調(diào)對城市內(nèi)城區(qū)的填充，鼓勵城市土地的混合利用[3]，即通過提倡多樣化的高密度，將居住用地與工作地、休閑娛樂、公共服務(wù)設(shè)施用地等混合布局，以在更短的通勤距離內(nèi)提供更多的工作。隨著人們對健康生活方式要求的不斷提高，西方提出了大量的可持續(xù)城市發(fā)展理念。其中“新城市主義”（New Urbanism）最廣為流傳，該理論認(rèn)為緊湊城市應(yīng)在高密度和土地混合利用的基礎(chǔ)上，引入公共交通為導(dǎo)向的發(fā)展模式（Transit Oriented Development，TOD）和城市綠帶（Greenbelt）作為城市空間形態(tài)優(yōu)化的重要策略。至今，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為可持續(xù)發(fā)展的低碳城市模式應(yīng)具備的“緊湊”空間形態(tài)特征包括：相對較高密度、土地混合利用和高強度的開發(fā)利用[4]。

然而也有學(xué)者認(rèn)為緊湊型的城市發(fā)展模式并非放之四海而皆準(zhǔn)的真理。學(xué)者們發(fā)現(xiàn)許多過高強度和密度對城市能耗的不利影響，特別是在發(fā)展中國家和東亞國家[5]。一些研究甚至認(rèn)為城市密度對城市碳排放具有U型影響，中等密度水平最有利于減少碳排放[6]，適當(dāng)分散的城市布局更有利于交通的疏導(dǎo)和降低城市熱島效應(yīng)[7]。因此，對于人口眾多、城市間差異巨大的中國，究竟是緊湊式還是分散式的城市空間形態(tài)更有利于可持續(xù)發(fā)展，是一個需要慎重考慮的問題[8]。即便是走緊湊型城市的模式，其在發(fā)展中國家的內(nèi)涵與側(cè)重點也應(yīng)有所不同。

近年來，不少學(xué)者認(rèn)為通過城市群策略，形成走廊城市（Corridor city）或邊緣城市（Edge city）等城市群布局，也可獲得與緊湊城市類似甚至更好的效果[9]。緊湊城市理論開始從單核的集中模式逐步向高密度、高強度的“分散化集中”模式拓展，更多地強調(diào)功能緊湊而不是形態(tài)緊湊[4，10]。這恰恰與當(dāng)前國內(nèi)的普遍共識——“中國都市區(qū)低碳發(fā)展”的模式不謀而合，即城市間依賴綠楔間隔的公共交通進(jìn)行走廊式空間擴張，將新的開發(fā)集中于公共交通樞紐[11]，并逐漸意識到構(gòu)建“街區(qū)—城市—都市圈—城市群”多層次的低碳城市研究框架的必要性[12]。但現(xiàn)有研究主要集中在闡述規(guī)劃的相關(guān)理念和原則上，缺少細(xì)致的實證分析，針對單個或多個城市空間形態(tài)（城市密度、土地、交通等）的研究較多，或僅關(guān)注城市空間形態(tài)對某一類型居民碳排放的影響（建筑碳排放或交通碳排放等），全面梳理城市空間形態(tài)對居民碳排放影響的研究并不多見。其中，Ewing et al[13]系統(tǒng)性地總結(jié)了此問題，但模型中并未考慮最為重要的交通碳排放，而楊磊 等[14]和郭韜[15]分別系統(tǒng)地梳理了影響居民碳排放的空間形態(tài)因素，卻沒有考慮到城市外部空間以及城市群體空間對居民碳排放的影響。

由于空間結(jié)構(gòu)具有一定的鎖定效應(yīng)，城市的物質(zhì)環(huán)境一旦建立就很難改變，并會對人們的社會生活和經(jīng)濟(jì)活動產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。盡管通過經(jīng)濟(jì)發(fā)展、結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)革新可以優(yōu)化居民的消費結(jié)構(gòu)，增強居民的節(jié)能意識，促使城市的低碳發(fā)展，但卻無法改變由城市空間形態(tài)不合理引致的能耗與溫室氣體排放。如何調(diào)整城市內(nèi)部以及城市之間的空間形態(tài)，以提升能源使用效率，降低碳排放，是當(dāng)前城市化進(jìn)程中急需解決的重要問題。城市群作為城市空間的一種緊湊發(fā)展形式，與分散性城市結(jié)構(gòu)相比，應(yīng)是一種資源節(jié)約型、高密度高效型城市群，但并不一定是環(huán)境友好型和生態(tài)型城市群[16]。城市群的建設(shè)對居民生活碳排放是否有影響？如果有影響又是通過哪些途徑或因素產(chǎn)生影響？城市群到底是有助于緩解城市的環(huán)境困境、優(yōu)化城市空間形態(tài)、引導(dǎo)居民低碳消費，還是會使環(huán)境問題進(jìn)一步惡化？本研究嘗試梳理城市內(nèi)部、外部的空間形態(tài)對居民生活碳排放的影響機制，并借助實證分析回答上述問題。

二、城市空間形態(tài)對居民生活碳排放的影響機制

本研究所指的居民生活碳排放與工業(yè)碳排放相對應(yīng)，包括居住建筑碳排放和交通碳排放兩部分。城市空間形態(tài)并不直接影響居民的生活碳排，而是通過一系列中間因素的共同作用與之產(chǎn)生關(guān)聯(lián)[14]，其中城市人口密度、土地利用方式、交通系統(tǒng)、綠地體系等都是城市空間形態(tài)影響城市居民碳排放的重要因素。

（一）人口密度對居民碳排放的影響

城市建筑的碳排放主要受居民的消費習(xí)慣和生活方式的影響，但也有研究認(rèn)為，城市密度對居民的住宅選擇有決定作用，進(jìn)而影響城市建筑的碳排放。隨著城市人口密度的增加，居民必然會增加選擇復(fù)合式住宅的概率，這往往比蔓延式城市或城郊地區(qū)典型的低密度獨立住宅更能節(jié)省單位能耗。當(dāng)然，人口密度的抬升、城市建筑容積率提高，也會造成城市熱島效應(yīng)，通風(fēng)狀況惡化，反而增加整體能耗和碳排[13]。此外，根據(jù)Mills-Muth模型的城市土地競租曲線，住宅面積與交通費用是互為替代的，即選擇郊區(qū)較大的居住空間必然會損失交通的便利程度；選擇交通便利的市中心居住必然會降低居住空間面積。這表明，較高的城市密度導(dǎo)致居民分布更為集中，更有利于發(fā)展公共交通工具，居民也會減少私家車的使用，降低能耗。因此人口密度對城市建筑碳排與交通碳排放的影響方向并不明確。

（二）土地利用方式對居民碳排放的影響

根據(jù)緊湊型城市和新城市主義的基本觀點，混合功能的城市用地意味著居民居住地與就業(yè)地及公共服務(wù)設(shè)施之間有較高的空間匹配程度。這使得居民的日常生活需求可以在較小的空間范圍內(nèi)得到滿足，縮短了居民通勤距離，降低交通使用強度；另一方面，城市空間匹配程度越高，對公共交通體系的要求也更高，隨著城市通達(dá)性的提高，居民的交通出行結(jié)構(gòu)也會得到改善。反觀中國“職住分離”日益嚴(yán)重的現(xiàn)象，無疑增加了居民的通勤距離，巨大的交通需求加劇了城市的交通能耗[17]。此外，城市中心的混合土地利用還能均衡整個城市的交通流分布，緩解城市交通擁擠。因此，土地的混合利用通過縮短居民的出行距離，改變居民出行方式，進(jìn)而減少居民的交通需求（包括降低私家車擁有率和使用強度）。

（三）交通系統(tǒng)對居民碳排放的影響

城市的交通系統(tǒng)決定了城市的通達(dá)性，進(jìn)而影響了居民的出行方式。與以小汽車為主導(dǎo)的交通系統(tǒng)相比，新城市主義理論認(rèn)為通過TOD模式，建立起通達(dá)的城市公共交通網(wǎng)絡(luò)（地鐵、輕軌、公交線路），同時沿軌道交通走廊進(jìn)行高強度且多樣化的土地開發(fā)利用。這無疑與“鼓勵非機動出行，在此基礎(chǔ)上倡導(dǎo)以低碳公共交通為主導(dǎo)的機動出行，并控制高碳小汽車發(fā)展”[18]的低碳出行方式相契合。學(xué)界已普遍認(rèn)可了這種以公共交通為主導(dǎo)的城市交通系統(tǒng)，丹麥哥本哈根通過軌道交通引導(dǎo)城市發(fā)展的“手指形態(tài)規(guī)劃”，更成為了城市實現(xiàn)低碳發(fā)展的典范。因此，公共交通系統(tǒng)發(fā)達(dá)的城市，通過影響居民的出行結(jié)構(gòu)，降低城市的交通碳排放。

（四）綠地體系對居民碳排放的影響

城郊邊緣地帶是城市和郊區(qū)的氣候過渡帶，良好的城鄉(xiāng)邊緣結(jié)構(gòu)有利于將郊區(qū)的自然風(fēng)導(dǎo)入市區(qū)。增加城郊邊緣地帶的相交程度，如哥本哈根指狀交錯狀的城市邊緣形態(tài)，通過縮短郊區(qū)至城市內(nèi)部的通風(fēng)道距離，不僅改善了城市的通風(fēng)狀況，緩解城市熱島效應(yīng)，也控制了城市的無序蔓延。當(dāng)然，實際應(yīng)用中尺度不當(dāng)?shù)木G地空間也會在一定程度上阻礙了步行穿越的可能性，增加通勤距離。

（五）城市群尺度下城市空間形態(tài)對居民碳排放的影響

作為更高層次的一種城市集聚形式，城市群的空間形態(tài)取決于各城市集聚力與擴散力的均衡結(jié)果。城市群形成初期，核心城市的集聚力占主導(dǎo)地位，人口的高度集中往往導(dǎo)致城市地域范圍無限的蔓延，外圍中小城市的發(fā)展陷入被動，相較于周圍城市的低效，區(qū)域內(nèi)核心城市的膨脹呈現(xiàn)出高能耗高碳排的特征。隨著核心城市空間的蔓延，同心圓膨脹的邊際效益下降，城市群沿交通線的擴展成為這一時期的主導(dǎo)[19]，牽引著經(jīng)濟(jì)活動與人口的擴展、轉(zhuǎn)移，城市群由“單中心”向“多中心”的轉(zhuǎn)變。城市群發(fā)育成熟后，城市的集聚效應(yīng)不僅來自于城市內(nèi)部高密度、高強度的開發(fā)，還來自外部不同城市間經(jīng)濟(jì)要素（人口、資金、土地等）的頻繁流動以及協(xié)同發(fā)展。

交通，尤其是城際交通，作為城市空間發(fā)展的骨架，決定了城市群內(nèi)各經(jīng)濟(jì)要素的流動方向、速度與效率，從而也會從根本上改變經(jīng)濟(jì)活動的空間運行方式?，F(xiàn)代交通工具的飛速發(fā)展，縮小了空間運輸成本與時間成本。城際軌道交通不僅轉(zhuǎn)變了微觀個體的出行方式，替代高碳耗能的交通工具，而且其大運量的特征也滿足了更多的出行需求，減低了區(qū)域整體的單位交通碳排，具有明顯的節(jié)能效應(yīng)。與普通汽車相比，快速軌道交通因其載客量、行車自由度等方面的差距，會帶來兩種截然不同的城市空間模式[20]：日本引導(dǎo)大都市衛(wèi)星城建設(shè)時采用的是沿軌道交通步行合理區(qū)點狀、高密度發(fā)展；美國則采用小汽車的引導(dǎo)形成分散、低密度的郊區(qū)化城市布局。因此，作為共生的城市發(fā)展模式，城市群城際快捷交通的發(fā)展不僅促進(jìn)城市間的融合，也會引導(dǎo)城市擴展的方向，優(yōu)化城市內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響城市的碳排放。

三、計量模型與變量說明

（一）計量模型

根據(jù)前文的理論梳理與分析，我們先考察城市內(nèi)部人口密度、交通系統(tǒng)、土地利用方式、綠地體系以及城市間空間結(jié)構(gòu)等五個要素對城市居民碳排放的影響效應(yīng)。為此，本研究將基礎(chǔ)模型設(shè)定如下：

其中，CEPjt表示j城市在t年的人均居民生活碳排放量，PD表示城市人口密度，Tr表示公共通勤度，H表示城市用地類型混合程度，GP表示城市綠地比重，D表示城市群內(nèi)各城市間的空間結(jié)構(gòu)，本文用城市群緊湊程度來測度，Z表示一組控制變量。一些經(jīng)驗研究顯示，國家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r與環(huán)境質(zhì)量密切相關(guān)，而要想實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，政府的主導(dǎo)地位不容忽視。因此本研究引入人均GDP（GDP）和城市維護(hù)建設(shè)財政性資金支出（GOV）作為模型的控制變量，以描述經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與政府的調(diào)控作用。模型（Ⅰ）中的回歸系數(shù)β1、β2、β3和β4分別刻畫了城市內(nèi)部人口密度、通勤交通、土地利用和綠地體系等要素對城市居民碳排放的單一影響，β5則刻畫了城市間的聯(lián)系程度對城市居民碳排放的影響。若β1、β2、β3、β4和β5系數(shù)均為負(fù)并顯著，說明高密度、高強度的緊湊型城市空間有利于降低城市居民的人均碳排放，符合理論預(yù)期。

鑒于中國各城市群之間發(fā)育程度的巨大差異，我們將城市群根據(jù)緊湊程度D的高低進(jìn)行分類，并通過引入人口密度PD2探討不同緊湊度的城市群內(nèi)是否呈現(xiàn)出庫茲涅茨環(huán)境曲線的特征，基礎(chǔ)模型擴展為模型（Ⅱ）：

（二）數(shù)據(jù)來源及變量說明

我國已達(dá)標(biāo)的15個城市群，由于天山北坡城市群數(shù)據(jù)不完整，本研究選取其他14個城市群內(nèi)的110個地級以上大中城市作為研究對象，考察時期選定為2006—2012年，數(shù)據(jù)來源于《中國城市統(tǒng)計年鑒》《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》《中國區(qū)域經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計年鑒》，全部數(shù)據(jù)的統(tǒng)計口徑均為市轄區(qū)。

1. 被解釋變量為城市居民人均生活碳排放量Cep，用城市居民碳排放總量除以常住人口數(shù)得到。城市居民的生活碳排放理論上包括直接碳排與間接碳排，由于間接碳排受居民消費習(xí)慣和生活方式影響較大，而與城市空間形態(tài)的聯(lián)系并不十分緊密，因此本研究將居民生活碳排放界定為居民直接生活碳排放（包括居住建筑碳排放和交通碳排放），簡稱居民碳排放。本研究采用現(xiàn)今國際上通用IPCC碳排放系數(shù)法測算居民碳排放：C=∑（Ei×Ki），式中C表示城市的碳排放總量，Ei表示城市范圍內(nèi)能源i以標(biāo)準(zhǔn)煤計的消費總量，Ki表示能源i的碳排放系數(shù)，單位為碳/標(biāo)準(zhǔn)煤。對于建筑碳排放，只關(guān)注建筑日常運行（家庭電力和燃?xì)饽芎模┑奶寂欧?。從《城市統(tǒng)計年鑒》中，可獲取有關(guān)城市（市轄區(qū)）電力、煤氣（人工、天然氣）、液化石油氣的消費數(shù)據(jù)，并按萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤的折算系數(shù)折算成能源消耗標(biāo)準(zhǔn)量③。對于交通碳排放，鑒于居民出行的交通碳排放主要來源于小汽車，采用郭韜[17]的方法估算，通過城市居民私人汽車擁有量以及IPCC汽油碳排放系數(shù)折算成交通碳排放，具體公式為：Ctraffic=PCV×AAM×AFC，式中PCV表示私人汽車保有量，AAM為年平均行駛里程，AFC為平均油耗④。

各城市居民的碳排放總量為建筑碳排放和交通碳排放之和Cep，通過比較2006年2012年的Cep，可以發(fā)現(xiàn)：2006年居民碳排放的均值為7噸/人，碳排放較高的城市集中在東部沿海地區(qū)，尤其是京津冀和山東半島城市群，中部地區(qū)的城市居民生活碳排放量相對較少，大部分低于6噸/人。2012年，我國各城市的居民碳排放量有了較大幅度的增加，大于20噸/人的城市由4個增加到27個；從區(qū)域角度看，高碳排放城市開始向中部和東北地區(qū)的城市群蔓延，這些城市群的人均碳排放大致以核心城市為中心呈梯度遞減，而沿海地區(qū)的區(qū)域核心城市卻往往不是碳排放最多的區(qū)域。

2. 解釋變量。（1）人口密度PD，用市轄區(qū)人口密度衡量。（2）公共通勤度Tr，采用每萬人擁有的城市年末公共汽車和出租車數(shù)的總量衡量。（3）城市用地類型混合程度H，采用香農(nóng)多樣性指數(shù)作為城市用地的測度方法，公式為：C=∑（Ui·lnUi），其中Ui為第i種用地類型所占比例，H值越大，表明用地類型混合程度越高。（4）城市綠地比重GP，用市轄區(qū)綠地面積比重作為衡量城市綠地體系的指標(biāo)。（5）城市群緊湊度D，方創(chuàng)琳 等（2005）[21]通過構(gòu)建城市群豐度指數(shù)反映了城市群內(nèi)部各城市的集聚水平，本研究也采用該指標(biāo)來衡量城市群緊湊度。令p為市轄區(qū)常住人口，P為城市群常住人口，s為建成區(qū)面積，S為城市群總面積，e為市轄區(qū)經(jīng)濟(jì)總量，E為城市群經(jīng)濟(jì)總量，Du-t為城市群內(nèi)部城鎮(zhèn)數(shù)與城市總面積的比值，則城市群豐度指數(shù)為D=■。珠三角及長三角城市群的緊湊度顯著高于其他城市群，其他城市群整體上也呈逐年增加的趨勢，但武漢、長株潭、閩南金城市群的緊湊度增加幅度要大于珠三角和長三角城市群，表明這些城市群處在迅速集聚成長的階段。

為更直觀準(zhǔn)確地考察各城市群間的特征，本研究在城市群緊湊度D的基礎(chǔ)上，結(jié)合方創(chuàng)琳[1]測度的城市群發(fā)育度，將已選取的14個城市群分為三類。一是高度緊湊城市群，包括珠江三角洲城市群、長江三角洲城市群和京津冀城市群；二是中度緊湊城市群，包括山東半島城市群、遼寧半島城市群、皖中城市群、武漢城市群、長株潭城市群、關(guān)中城市群和中原城市群；三是低度緊湊城市群，包括閩南金城市群、成渝城市群、哈大長城市群和贛北鄱陽湖城市群。

四、估計結(jié)果與分析

首先，本研究對110個城市進(jìn)行了模型Ⅰ的固定效應(yīng)模型與隨機效應(yīng)模型的估計，由于Hausman檢驗拒絕了零假設(shè)，因此采用固定效應(yīng)回歸，并對誤差項進(jìn)行了cluster聚類修正，結(jié)果見表1?？傮w來看，城市內(nèi)的空間形態(tài)要素中只有用地類型混合程度H的系數(shù)顯著為負(fù)，其他要素均不顯著，但城市群的緊湊度D對城市內(nèi)居民的碳排放卻有顯著的正向影響，控制變量人均GDP的系數(shù)亦為正，表明隨著城市群緊湊度的增加，經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)的城市，居民的人均碳排放也相應(yīng)增加。鑒于我國各城市群發(fā)育程度與緊湊程度的差異，我們根據(jù)前文的分類對不同緊湊度（高度緊湊、中度緊湊和低度緊湊）的城市群進(jìn)行模型（Ⅱ）的估計。

對于緊湊度較高的城市群，城市人口密度PD2的系數(shù)為負(fù)，說明這些城市的人口密度與人均碳排放之間存在“倒U”型的曲線關(guān)系，拐點在人口密度約4 000人/平方公里處，2012年常住人口密度超過4 000人/平方公里的城市只有深圳、上海和石家莊，其余城市的人口密度仍處在的拐點的左側(cè)，即隨著人口密度的不斷提升，人均碳排放會增加。這些城市化水平較高的城市，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，城鎮(zhèn)數(shù)量大，市中心人口密集，密度將近飽和，熱島效應(yīng)明顯，居民建筑能耗增加。此外，公共通勤度T對人均碳排放的影響為正，也表明城市群內(nèi)人口的集聚盡管有利于城市公共交通的完善，但這些城市擁堵現(xiàn)象嚴(yán)重，反而會刺激注重舒適與便捷的居民增加高碳私人汽車的出行次數(shù)，無法發(fā)揮出改善居民出行方式的作用。因此，可以預(yù)測這些城市如果繼續(xù)依靠抬升人口密度來實現(xiàn)集聚經(jīng)濟(jì)效益，只會適得其反。城市用地類型混合程度H符合預(yù)期，這些城市用地類型混合程度較高，基礎(chǔ)設(shè)施的空間配置也較為合理，居民日常需求在較小的空間范圍內(nèi)得到滿足。

對于中度緊湊的城市群，人口密度PD的系數(shù)為負(fù)，PD2的系數(shù)為正，說明這些城市的人口密度與人均碳排放之間存在“U”型的曲線關(guān)系。但除部分城市如合肥、鄭州、洛陽和許昌的人口密度超過了3 500人/平方公里的拐點外，其余城市的均處在拐點的左側(cè)，說明這些城市人口密度的增加和人口集聚有利于降低人均生活碳排放。其中武漢城市群的黃石和鄂州，皖中城市群的銅陵、淮南、滁州、池州和馬鞍山，關(guān)中城市群的咸陽、銅川、寶雞和渭南，山東半島城市群的東營和淄博，遼寧半島城市群的鞍山、撫順、本溪、阜新、盤錦、葫蘆島，中原城市群的焦作、平頂山和漯河等均屬于資源型城市⑤，這些城市需要的勞動力雖多，但由于就業(yè)和人口的分布依賴于特殊資源的分布，居民的工作與居住并不需要全部集中在城市中心，因此這類城市建成區(qū)的面積往往不會太大，居民日常生活空間范圍較小，出行距離短，生活碳排放也相對減少。公共通勤度T對人均碳排放的影響為正，不符合前文的理論預(yù)期，與高度緊湊城市群內(nèi)的城市不同，這一層次的城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平雖然較高，但并未構(gòu)建起發(fā)達(dá)的城市交通體系，隨著居民生活水平的提升，反而形成對私人汽車購買和使用的剛性需求，更不用說其對個人身份地位的象征，使環(huán)境與經(jīng)濟(jì)問題再次陷入“杰文斯悖論”。

對于低度緊湊的城市群，只有城市用地類型混合程度H的系數(shù)顯著，但對居民碳排放的影響為正，城市用地多樣性降低城市碳排放的作用受到了抑制。當(dāng)前我國很多城市的“混合”用地并非“有效混合”，即不能保證土地混合使用的目標(biāo)是增加短路徑出行。城市建設(shè)用地類型雖然多了，但分布卻并不合理[11]。因此，我們認(rèn)為低度緊湊城市群內(nèi)的城市并未形成高密度、高強度的緊湊空間特征，并不具備低碳城市的空間形態(tài)特征。

模型（Ⅱ）中控制變量人均GDP（GDP）對人均碳排放有正向的影響，這可以解釋為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展能夠改善居民的生活水平，由此引發(fā)了更多的消費需求，增加建筑方面和交通方面的能耗。城市維護(hù)建設(shè)財政性資金支出（GOV）系數(shù)均為正，這可能是因為政府用于城市建設(shè)的財政支出并未以“低碳化”為目標(biāo)，財政支出對改善居民的低碳生活環(huán)境作用極為有限。但在經(jīng)濟(jì)實力較好、政府財政實力較雄厚的高度緊湊城市群內(nèi)，城市的政府作用有所提高但不顯著，這可能得益于發(fā)達(dá)地區(qū)本身較為完備的基礎(chǔ)設(shè)施以及投資回報率較高的經(jīng)濟(jì)環(huán)境，一定程度上填補了低碳財政支出的“缺位”。

接著，為考察城市群內(nèi)城市間的集聚程度對城市內(nèi)居民碳排放的影響，我們引入城市群緊湊度D與城市人口密度、公共通勤度、用地混合程度以及綠地比重的交叉項進(jìn)行模型（Ⅲ）的固定效應(yīng)模型估計（表2）。城市群緊湊度與城市人口密度交叉項D×PD的系數(shù)在高度、中度緊湊的城市群中為負(fù)，而低度緊湊城市群的系數(shù)為正，基本符合理論預(yù)期。我國大部分城市群仍處在發(fā)育的初期，區(qū)域的經(jīng)濟(jì)效益來源于單個（或多個）孤立城市極核的規(guī)模擴張、人口集聚，中小城市經(jīng)濟(jì)集聚能力有限，無法發(fā)揮出區(qū)域整體的協(xié)同效益，部分城市群內(nèi)中小城市的主要功能僅是人口供給和污染產(chǎn)業(yè)承接，區(qū)域內(nèi)部的不均衡嚴(yán)重制約了城市群的可持續(xù)發(fā)展，能源浪費現(xiàn)象嚴(yán)重。隨著城市群集聚向心力的加強，城市間的吸引范圍會不斷襲奪、削弱或加強，區(qū)域的空間結(jié)構(gòu)由“單中心”向“多中心”轉(zhuǎn)變，空間形態(tài)由“絕對集中”向“相對分散”演變。因此，隨著城市群緊湊度的提高、大中小城市結(jié)構(gòu)有序，人口流向的多樣化有助于緩解交通堵塞、居住環(huán)境的低劣、環(huán)境污染的高度集中和熱島效應(yīng)等現(xiàn)象。

引入城市群緊湊度與城市公共通勤度的交叉項D×Tr后，Tr系數(shù)均由模型（Ⅱ）的“正”轉(zhuǎn)為“負(fù)”，D×Tr的系數(shù)均為正。說明城市群內(nèi)緊湊度的提高，盡管增加城市間要素流動的頻率，但城際高速鐵路、高速公路、快速軌道交通等交通網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的搭建，會增強城際交通的可達(dá)性，為居民出行提供更多快捷低碳的選擇，因而降低了私人轎車的購買和使用需求，促進(jìn)居民交通出行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。聯(lián)合D×Tr和T，我們發(fā)現(xiàn)，在城際交通運行頻率與效率提高的情況下，只有高度緊湊城市群內(nèi)較為完備的城際交通網(wǎng)絡(luò)才大致實現(xiàn)了對居民出行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

城市群緊湊度與用地類型混合程度的交叉項D×H系數(shù)均為正，表明城市群內(nèi)各城市在空間擴散的過程中，并未發(fā)揮出土地多功能混合利用對碳排放的調(diào)節(jié)作用。我們認(rèn)為在城市群發(fā)育的過程中，盡管部分城市空間結(jié)構(gòu)出現(xiàn)“相對分散”的趨勢，并逐步形成圍繞著中心城市的新城（新區(qū)），但主要是單一的工業(yè)開發(fā)區(qū)，缺少配套的市政設(shè)施和服務(wù)設(shè)施，居民寧愿拉長通勤距離也不愿意居住在工業(yè)區(qū)，新城并沒有得到真正的發(fā)展，城市交通量大大增加抵消了土地混合利用對碳排放的改善作用。在我國城市群發(fā)育、發(fā)展過程中，各級政府在城市建設(shè)中盲目建立新城、新區(qū)引致空間結(jié)構(gòu)分散，這也是高度緊湊與中度緊湊城市群D×PD系數(shù)不顯著，以及D×Tr并未如理論預(yù)期為負(fù)的原因。

最后，城市群緊湊度與城市綠地比重的交叉項D×G的系數(shù)只在高度緊湊城市群中顯著為負(fù)，根據(jù)倫敦城市綠帶、東京都市圈綠帶的經(jīng)驗，低碳城市群的“碳匯”構(gòu)建需要區(qū)域內(nèi)各城市的共同整合和規(guī)劃，然而目前我國不少城市群是通過行政區(qū)劃地域的調(diào)整而形成，原本處于不同行政級別的城市，劃分城市群后仍保留著建立于原本行政區(qū)劃之上的各種政策壁壘，多中心結(jié)構(gòu)尚未形成。大部分城市群區(qū)域內(nèi)外、城際之間、城鄉(xiāng)之間、城市規(guī)劃部門與交通規(guī)劃部門之間缺乏順暢的銜接，且傳統(tǒng)的城市規(guī)劃僅將綠地生態(tài)系統(tǒng)作為空間布局的后續(xù)支撐體系，因此難以真正發(fā)揮綠地系統(tǒng)對于低碳城市乃至城市群的調(diào)節(jié)作用。

五、結(jié)論與政策建議

我國城市居民生活碳排放不僅受到城市內(nèi)部人口密度、交通系統(tǒng)、土地利用方式、綠地體系等空間形態(tài)的影響，還會因外部城市與城市之間緊湊度或集聚度的不同而進(jìn)一步受到影響[22]。本研究通過理論梳理并實證檢驗城市空間形態(tài)對居民生活碳排放的影響機制，發(fā)現(xiàn)：（1）適度的人口密度、發(fā)達(dá)的公共交通網(wǎng)絡(luò)、混合的土地用地類型以及間隔的綠地體系是低碳城市應(yīng)具有的空間形態(tài)特征。（2）若不考慮城市外部空間結(jié)構(gòu)的影響，只有混合土地用地類型能有效減少居民生活碳排放，人口密度、交通系統(tǒng)和綠地體系等均未完全發(fā)揮出對生活碳排放的減排作用。（3）若考慮了城市外部空間結(jié)構(gòu)的影響，即城市群體空間形態(tài)從“絕對集中”向“相對分散”的緊湊發(fā)展模式轉(zhuǎn)變后，城市內(nèi)部的人口密度、交通系統(tǒng)和綠地體系才釋放出對生活碳排放的調(diào)節(jié)作用，這種作用隨著城市發(fā)展低碳城市能力的差異而有所不同。

為此，我們提出以下政策建議：各級政府尤其是省級政府在推動城市群空間格局的良性發(fā)展時，應(yīng)根據(jù)城市群發(fā)育、發(fā)展程度，制定“集團(tuán)式”的低碳發(fā)展戰(zhàn)略，不能搞“一刀切”。（1）對于正在起步的城市群，最有實力的核心城市不僅要繼續(xù)引領(lǐng)城市群的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還要成為引領(lǐng)城市群低碳發(fā)展的“新引擎”。中小城市應(yīng)借助核心城市的輻射與示范效應(yīng)，加快城市化步伐、完善城市基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施、提高公共交通通達(dá)性，通過高密度、高強度的城市空間形態(tài)來實現(xiàn)城市低碳集約式的發(fā)展。（2）處于快速成長的城市群，應(yīng)避免盲目“攤大餅式”地擴張城市面積，而是通過完善城內(nèi)、城際交通引導(dǎo)城市沿交通走廊擴張，建設(shè)區(qū)域一體化、同城化的交通網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)“分散化集中”的城市低碳發(fā)展戰(zhàn)略。（3）對于較為成熟的城市群，在倡導(dǎo)城市外部交通走廊式擴張的同時，應(yīng)發(fā)揮城市綠地系統(tǒng)對資源、環(huán)境的調(diào)節(jié)作用，通過構(gòu)建政府合作機制實現(xiàn)城鄉(xiāng)之間、城際之間綠化建設(shè)的協(xié)調(diào)規(guī)劃。

注釋：

①這15個城市群分別是長三角城市群、珠三角城市群、京津冀城市群、山東半島城市群、遼東半島城市群、海峽西岸城市群、長株潭城市群、武漢城市群、成渝城市群、環(huán)鄱陽湖城市群、中原城市群、哈大長城市群、江淮城市群、關(guān)中城市群和天山北坡城市群。

②數(shù)據(jù)來源：經(jīng)濟(jì)100強城市二氧化碳排放量占51%，http：//news.hexun.com/2011-03-10/127832878.html。

③電力的折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)0.122 9按當(dāng)年火電標(biāo)準(zhǔn)煤耗計算，碳排系數(shù)近似采用煤炭的碳排放系數(shù)。煤氣消費數(shù)據(jù)包括人工及天然氣，因無法測算人工及天然氣消費比例，標(biāo)煤系數(shù)和碳排系數(shù)平均值為1.022 1。液化石油氣的折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)和碳排系數(shù)為1.714 3、0.504 2，汽油折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)和碳排系數(shù)為1.471 4、0.553 8。

④根據(jù)估算，中國私人汽車年均行駛里程為1.5萬公里，每公里平均油耗為8.6升。

⑤具體見《全國資源型城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃（2013—2020年）》。

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責(zé)任編輯：曹華青

Abstract： The residents' life carbon emission is not only affected by the internal spatial factors， like population density， public transport， land use structures and green system， but also further affected by the external spatial structure of urban systems. Therefore， we test the theories by an empirical study using panel data of 110 prefecture cities among 14 compliant urban agglomerations in China from 2006 to 2012. We find that， without considering the external spatial structure， most of the spatial factors fail to lower the carbon emissions completely as expected， except the fixed land use. If we take the external spatial structure into account， namely， the structure of city groups develops from "absolutely concentrated" to "relatively decentralized"， urban population density， public transport and green system start to release regulation effect on residents' life carbon emission， which varies from the different capacity of developing "Low-carbon City".

Key words： Urban agglomerations； Low-carbon； Urban spatial morphology； Life carbon emission