摘 要

城市发展强度作为一个城市管理和规划的相关要素，对二氧化碳排放有着重要影响。本文将基于面板数据模型，利用2007-2015年的时间序列数据，定量分析湖北12个地级市的城市发展强度与二氧化碳排放量之间的关系。首先，本文对12个地级市的二氧化碳排放量进行了计算，并结合当地重要的社会经济变量，提出了基于6个方面（土地利用强度、经济发展、人口密集度、基础设施建设、公共服务、生态环境）的城市发展强度评价综合指标体系。随后利用面板数据模型量化城市发展强度与二氧化碳排放量之间的关系。研究结果表明，土地利用强度、经济发展、人口密集度、基础设施建设、公共服务等因素对二氧化碳排放量具有一定影响。此外，模型系数表明，土地利用强度对二氧化碳排放量的影响最大。而生态环境强度对二氧化碳排放有抑制作用。本项研究对我国碳减排政策的制定有重要意义，表明在发展低碳城市的道路上，须考虑城市发展强度的影响。

关键词：城市发展强度；碳排放；面板数据模型；城市规划

Abstract

Urban development intensity, as a related factor of urban management and planning, has an important impact on carbon dioxide emissions. Based on the panel data model, this paper uses 2007-2015 year time series data to analyze the relationship between the urban development intensity and the carbon dioxide emissions of 12 cities in Hubei Province. First of all, the carbon dioxide emissions of 12 cities were calculated, and combined with the important local social and economic variables, the comprehensive index system of urban development intensity evaluation based on 6 aspects (land use intensity, economic development, population density, infrastructure construction, public service and ecological environment) was put forward.Then the panel data model was used to quantify the relationship between urban development intensity and carbon dioxide emissions. The results show that factors such as land use intensity, economic development, population density, infrastructure construction, public service and other factors have a certain impact on carbon dioxide emissions. In addition, the model coefficient shows that the intensity of land use has the greatest impact on carbon dioxide emissions. The intensity of ecological environment has an inhibitory effect on carbon dioxide emissions. This study is of great significance to the formulation of China's carbon emission reduction policy. It shows that the impact of urban development intensity should be taken into consideration in the development of low-carbon cities.

Key Words：Urban development intensity；carbon emission；Panel data mode；City planning

目 录

第1章 绪论 1

1.1选题背景 1

1.2研究目的、意义 1

1.3国内外研究现状 2

1.4研究内容与技术路线 3

1.4.1研究内容 3

1.4.2技术路线 3

第2章 城市发展强度与碳排放相关理论 5

2.1城市发展强度与碳排放相关理论 5

2.1.1城市发展强度理论 5

2.1.2碳排放理论 5

2.2城市发展强度与碳排放关系 6

2.3城市发展强度与碳排放量研究方法综述 6

第3章 基于面板模型的城市发展强度与碳排放量分析 8

3.1碳排放量计算方法 8

3.2城市发展强度指标体系构建 8

3.3面板数据模型构建 9

3.3.1面板数据单位根检验 10

3.3.2面板数据协整检验 11

3.3.3面板模型估计 12

第4章 湖北省城市发展强度与碳排放量的定量分析 14

4.1研究区域 14

4.2数据来源 15

4.3面板数据模型构建 15

4.3.1单位根检验 15

4.3.2协整性检验 15

4.3.3面板数据模型估计 16

4.4结果分析 17

第5章 研究结论及展望 19

5.1研究结论 19

5.2不足与展望 19

第1章 绪论

1.1选题背景

近年来，由于温室气体排放量的不断增加，随之而来的气候变化导致了如全球变暖、海平面上升、荒漠化等环境问题。根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC)报告的数据，过去百年内地表温度平均上升0.74摄氏度，且未来百年内可能继续上升1.6-6.4摄氏度。这些环境问题严重威胁着人类健康和生存环境，已成为整个国际社会共同关注的问题。依据联合国环境署所言，目前主要的温室气体是二氧化碳，也因此，碳排放量的控制成为新世纪以来人们需要面临的挑战之一。二氧化碳排放主要来自工业生产过程和化石燃料燃烧过程，而城市化进程常常伴随着工业的发展，这使得城市地区成为排放量的最大贡献者。目前，城市地区的能源消耗已超过世界水平的66%，且二氧化碳排放量超过全球的70%。

城市是人类文明的中心，是人类生产生活的聚集地。城市化在引起人口聚集、经济发展的同时，也导致了温室气体的排放和一系列环境污染问题。作为最大的发展中国家，我国近几十年经历了高速的城市化进程。伴随着城市规模的不断扩大，人口增长，产业聚集，城市消费能源增多，从而导致二氧化碳排放量不断增加，带来的环境污染问题日益加剧。国际能源署（IEA）2009年公布的数据显示，我国能源消费产生的碳排放量已超过美国，连续成为全球碳排放量最大的国家。城市是经济发展的主要贡献者，因此，如何在促进城市发展同时减少环境压力（尤其是碳排放压力）成为决策者的一大挑战。中国在2009年哥本哈根世界气候大会上承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。“十二五”规划也将大幅降低二氧化碳排放强度作为约束性指标纳入规划。节能减排已成为中国经济社会发展的必由之路。

通常，二氧化碳减排措施包括优化工业结构、调整能源结构、提高能源效率、发展低碳技术和增加碳汇。除以上措施外，城市规划和空间优化在减缓二氧化碳排放中起着越来越重要的作用，因此，本研究旨在通过量化城市发展强度与二氧化碳排放量之间的关系，为减排政策提供理论依据。

1.2研究目的、意义

全球化对碳减排提出了更多的要求，而中国作为最大的发展中国家，面临的碳减排压力也越来越大。中国想要发展低碳经济，首先需要解决城市化发展与碳减排之间的矛盾。人口从农村向城镇转变的过程，也意味着低水平碳消费向高水平碳消费的转变，城镇化带来了很多变化，尤其是生产和生活方式的变化。集聚效应影响着碳排放导致气候变化，引起了具有深远影响的严重后果。同时，对于气候变化于人口关系方面的研究十分缺乏。

近几十年以来，中国的经济增长一直处在世界各国的前列。当今的中国正处在城市化与工业化发展阶段，预计到12年之后，中国的城市居民将达到62%的高水平，这之后的 18 年会继续上涨到 75%的水平。随着经济高速的增长、城市化迅速发展，必然导致人民生活水平的提高以及城市基础设施需求的扩大，从而引发 碳排放量的持续上升。目前我国已经成为世界上碳排放第一的国家，气候的问题已经成为了全球关注的焦点，中国面对着来自国际上各方面的压力，为此中国已经给出了 2020 年二氧化碳排放强度比 2005 年下降 40%-45%的承诺。在全球化的大背景下，充分认识发展进程对二氧化碳排放影响的机理，将有助于当前以及未来我国碳减排政策的制定，对我国经济社会的可持续发展、城市发展质量的提高都具有重要的理论意义和实践价值。

1.3国内外研究现状

环境问题越来越受到国际社会的关注，国内外学者对能源消费、经济发展、城市发展和二氧化碳排放的相关问题进行了广泛研究。近几十年来，已有大量文献以不同视角不同方法研究了城市发展强度与碳排放之间的关系。

在理论方面，Poumanyvong和Kaneko总结了三个理论，反映城市化改变二氧化碳排放的机制^[1]。Gouldson和Murphy等提出的生态现代化理论认为，城市发展导致社会体制转型，从而引起二氧化碳排放量增加。在城市化水平较低的地区，城市化对二氧化碳排放量的影响更大。Mcgranahan等提出的城市化环境转型理论解释了城市化对二氧化碳排放量的影响。一方面，城市化通过资源消耗和能源利用效率影响能源消费。与城市化水平较低的城市相比，发展较完善的城市环境转型效率高，二氧化碳排放量较低^[2]。另一方面，较发达城市对基础设施、交通等需求会导致碳排放量的上升^[3]。因此，该理论预测了城市化对二氧化碳排放的中性影响。Breheny等人提出的紧凑城市理论对这一理论提出了质疑，他们认为城市地区较高的人口密度会造成严重的交通拥堵，从而产生更多的空气污染物^[4]。他们提出，城市发展可以通过改善基础设施建设来减少二氧化碳排放。

在实证方面，一些研究发现城市化与二氧化碳排放之间存在正相关关系。Poumanvong和Kaneko使用99个国家的数据验证了城市化对二氧化碳排放量具有显著正相关，且这种相关关系会受国家的人均收入影响，中等收入的国家会产生更多的二氧化碳^[5]。Liddle和Lung等人发现城市化对二氧化碳排放也有积极影响，尽管这种影响在统计学上并不显著^[6]。刘梦琴等对中国30个省的面板数据进行研究，认为城市化进程加剧了碳排放，产业结构是促进碳排放增长的重要原因^[7]。薛冰通过对112个国家地区的城市化水平和碳排放进行分析，发现城市化水平达到一定程度时，碳排放趋势会出现转折^[8]。

聚焦城市发展对碳排放量影响的研究越来越多，过去的理论研究和实证研究都未就城市发展对二氧化碳排放的影响达成共识，本文试图采用面板数据模型，定量分析城市发展强度与碳排放量之间的关系。

1.4研究内容与技术路线

1.4.1研究内容

在以上的研究环境和背景下，本课题将采用面板数据模型，分析城市发展强度对碳排放量的影响。首先收集数据，根据《2006年IPCC国家温室气体清单指南》中的碳排放核算方法，估算碳排放量，并使用Shaojian Wang等提出的城市发展强度综合评价指标体系（土地利用强度、经济强度、人口密集度、基础设施建设力度，公共服务力度和生态环境建设力度）量化城市发展强度。建立面板数据模型，定量分析城市发展强度对碳排放量的影响。

此外，通过以上研究，得出碳排放量与城市发展强度的定量关系，结合城市发展对碳排放量的影响程度以及我国城市发展现状，为我国碳排放调控和低碳城市发展提供有针对性的、科学有效的政策建议。

1.4.2技术路线