多中心空间结构对城市碳减排...于中国超特大城市的实证分析_雷玉桃.pdf

本刊特稿文章编号 1002 2031(2023)02 0004 09DOI 10 13239/j bjsshkxy cswt 230201多中心空间结构对城市碳减排的影响研究多中心空间结构对城市碳减排的影响研究 基于中国超特大城市的实证分析雷玉桃朱鹤政彭文祥摘要 空间结构布局是城市综合发展需要考虑的核心因素，对于规模巨大的超大城市和特大城市更是如此。目前，中国部分超特大城市实施多中心策略，其是否满足生态城市的建设需求值得探讨。基于 20052019 年中国超特大城市的面板数据，使用社会网络法测度城市多中心程度，实证考察大型城市多中心空间结构对其碳排放的影响。研究发现:超特大城市的多中心程度对城市的碳排放总量和强度均呈现先增加后抑制的倒 U 型关系。进一步对拐点进行分析发现，多数超特大城市处于提升多中心程度将促进碳减排的阶段。机制分析说明，城市多中心程度通过城市创新影响碳排放，城市公路设施水平则负向调节城市多中心程度对碳排放的影响。关键词 超特大城市;多中心空间结构;碳排放;城市发展;社会网络法中图分类号 X511;F299 23文献标识码 A作者简介雷玉桃(1976)，女，重庆市人，华南理工大学经济与金融学院教授，博士，主要研究方向为城市与绿色经济;朱鹤政(1999)，男，广东茂名人，华南理工大学经济与金融学院硕士研究生，主要研究方向为城市经济;彭文祥(通讯作者)(1996)男，广西柳州人，华南理工大学经济与金融学院博士研究生，主要研究方向为绿色经济。基金项目 广东省自然科学基金项目(2022A1515010672)“碳达峰目标下广东省制造业部门减排潜力与路径研究”。收稿日期 2022 12 30修回日期 2023 01 31一引言作为当下中国城市体系中最高级别的经济资源集聚区域，超大城市和特大城市(以下简称“超特大城市”)的合理规划和开发对城市体系高质量协同发展、创新城市发展方式具有重要的意义。长期以来，劳动力、资本等要素持续净流入超特大城市，形成规模庞大的本地市场，产生了集聚效应，使超特大城市迅速发展并成为中国区域经济发展的重要增长极。然而，随着人口持续涌入，超特大城市逐渐出现由于过度集聚引发的生态环境恶化等负外部性现象。面对人口过度集聚所引致的净效应为负的情况，调整与优化内部空间结构就成为超特大城市改善生态环境和实现高质量发展的有力抓手。近年来，中国部分超特大城市提出发展“多中心”的空间结构，如北京市 2021 年提出推进城市副中心发展，武汉市提出向“1 个主城+3 个副城+3 个新城组群”的“133”空间格局转变。一方面，“多中心”的空间结构发展有助于克服由过度集聚的单中心模式引发的相关问题1，另一方面，“新(副)中心”在发展初期可能存在以住房开发为重心的现象，其自身经济发展难以提供相应的工作机会，导致“职住分离”现象，最终增加城市通勤成本，不利于改善城市生态4总第 331 期城市问题2023 年第 2 期本刊特稿环境2。党的二十大报告提出“以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴”，指出中国式现代化具有“人口规模巨大的现代化”和“人与自然和谐共生的现代化”的国情特征。如何在“双碳”背景下合理布局人口规模巨大的超特大城市空间结构，实现经济效益和生态效益的有机平衡，成为城市政策制定者和学者普遍关注的现实问题。基于此，本文通过研究超特大城市的多中心程度对城市碳排放的影响，检验现阶段超特大城市空间结构的碳减排效应，以期为中国超特大城市和潜在大型城市优化城市空间结构、建设生态效益良好的低碳城市提供证据支撑。二文献综述关于城市空间结构的理解主要有两种视角:形态空间结构和功能空间结构。形态空间结构是反映资源要素分布的空间格局3;功能多中心则强调各中心之间关系的分布均衡程度4。本文基于形态空间结构的范畴，“中心”指的是人口中心，将多中心城市空间结构定义为一个城市内部演化出多个分布相对均衡、层级相对较少的人口分中心的空间结构。根据集聚经济理论，城市起初会经历单中心模式的发展阶段，随着人口规模扩张和集聚的边际效应递减，城市人口规模与居民福利之间呈现倒 U 型特征，也即理论上城市存在“最优规模”5。然而，在现实中，中国超特大城市的人口规模在一系列管控措施下仍持续增长6，市民居住环境的质量日益下降。为此，部分大型城市通过“郊区化”和建卫星城等途径逐渐演变出多中心空间结构7 9。有学者认为，区域的多中心空间结构是一种“分散化的集聚”，其起源于集聚效应的空间扩张和全球网络经济空间集中，本质上仍然属于集聚经济的范畴 10。关于多中心城市空间结构的研究最初关注的是其发展对资源配置和经济绩效的影响11 12。城市中心通过人口红利、资本积累和产业集聚发挥集聚效应，从而促进技术进步13，提高城市经济绩效14。城市从单中心向多中心演变的过程中，原有中心的人口、资本与产业向新中心转移，短期呈现出由集聚变分散的分布;长期来看，资源实现再配置、产业逐渐专业化、人口居住密度下降，使得区域经济增长表现为先抑制后促进15。随着生态恶化和气候问题日益突出，学界逐渐关注到城市空间结构的生态绩效16 18，但就此尚未形成一致结论。单中心支持者认为，紧凑型的单中心城市空间结构通过集聚资源和缩短通勤减轻了城市的生态压力19 20，如周宏浩等以东北地区 34 个地级城市为研究样本，提供了实证证据21。多中心支持者则认为，具有一定规模的大型城市发展多中心空间结构能够节约交通通勤成本22，降低城市建筑运行、生产活动的能耗23，有效提升绿色公共物品的服务绩效24。关于多中心城市空间结构的生态效应，现有研究大多关注城市能耗水平、空气质量和绿色绩效，对城市碳排放的讨论也仅考虑单一线性关系，鲜有涉及非线性影响的。综上，本文可能的边际贡献主要体现在以下方面:其一，在研究理论上，探讨城市多中心程度发展对碳排放的非线性影响，进一步探索城市创新与交通的作用机制，拓展了大型城市空间布局与碳排放关系的相关理论。其二，在研究内容上，考虑到城市空间发展的动态变化，通过实证检验证明了城市多中心程度与碳排放量之间存在倒 U 型曲线关系，并通过一系列检验来保证研究结论的稳健性。三理论分析与研究假设城市中心空间分布演变对城市碳减排的影响具有分阶段特征。在城市从单中心向多中心发展的初期阶段，居民工作生活仍高度依赖原有的主中心或老城区25，产业转移与配套设施仍未完善，人口多中心发展弱化了集聚效应，增加了跨区通勤，此时建设新中心通常会增加城市整体的资源消耗与碳排放。而长期看，随着新中心发展程度提升，多中心空间结构将有效缓解单中心人口过度集聚造成的交通拥挤和生态环境破坏的压力，优化产业结构，改善城市生态环境，降低碳排放，而这一城市碳排放发生变化的“拐点”在于出现资源再分配、产业再布局的集聚效应，及实现居住地和就业地的“职住平衡”26。因此，多中心城市空间结构在发展的不同阶段对城市整体碳排放的影响可能存在差异，具体表现为先增加后抑制的非线性影响。基于此，本文提出以下假说:假说 1:中国超特大城市的多中心程度对城市碳排放存在先增加、后抑制的非线性影响。超特大城市趋向多中心空间结构发展的过程可能会对城市创新产生非线性的影响。一方面，以低集聚和低发展为特征的“新生”多中心空间形态会弱化城市创新研发水平。高效的知识溢出具有局部性特征，在空间上依赖于一定范围内的地理距离，即5城市问题 2023 年第 2 期多中心空间结构对城市碳减排的影响研究本刊特稿预期的溢出效果局限于一定区域27。城市在向多中心演变的过程中，次中心与主中心以及各次中心之间存在较大的地理距离，这降低了信息交流和知识交流的便利性。因此，超特大城市发展多中心结构初期，知识传播成本增加，城市创新效率降低，从而会阻碍城市技术进步。另一方面，随着多中心空间结构的优化发展，超特大城市有条件在内部形成以产业集聚区域为代表的次中心，使专业化水平得到强化28。此时，超特大城市的各中心能够通过行业溢出或跨行业溢出促进区域内经济发展及各中心之间的产业协调发展。以高集聚和高专业化发展为特征的“成熟”多中心空间结构实现了“分散化的集聚”，故具有产业协调发展特征的城市多中心结构能够提升城市科技的研发水平。这是城市内部资源配置优化后的再集聚现象。因此，超特大城市的多中心程度对城市创新的影响可能具有先抑制、后促进的 U 型特点。据此，本文提出以下假说:假说 2:城市多中心结构发展可能通过影响城市创新水平，进而影响城市碳排放。数据显示，2019 年我国交通运输碳排放量约占碳排放总量的 11%，其中公路运输碳排放量在交通运输碳排放量中的占比超过 80%29。根据国家发展和改革委员会的公布数据，目前北京道路交通碳排放在城市碳排放中的占比达 27 0%，这一数据上海为 27 8%、深圳为 40 4%。相较中小城市，超特大城市的“职住不平衡”更容易导致过剩通勤和交通拥堵等现象，致使交通碳排放量增加。凯恩在1968 年首次提出城市内部住宅和就业“空间不匹配”概念30。城市的就业机会、住房可得性和公共服务设施的空间布局差异导致的“职住不平衡”会延长整体通勤时长，降低通勤效率31。超特大城市的常住人口规模庞大，主中心住房面积与人口数量不匹配，导致房价较高，住房机会相对较少，大量常住人口选择到次中心居住，形成新的人口中心。当次中心只注重人口居住的房产开发，而并未同步建立起与人口规模相适应的新就业中心或公共服务中心时，将导致大量人口仍需远距离通勤工作。同时，在交通设施更加完善的大型城市中，新人口中心到原就业中心的可达性更高，使人口居住与就业岗位的地理距离阻碍更小，从而提高原中心居民向新人口中心迁移的意愿，进一步引致城市内部的职住分离现象。武汉市通勤识别研究32 和北京市职住分离研究31 等城市实证研究也支持这一论述。因此，在公路设施便利的大型城市，城市人口多中心发展可能伴随着更广泛的跨区通勤，加剧了职住不平衡现象，延长城市通勤距离，降低通勤效率，从而增加碳排放。基于此，本文提出以下假说:假说 3:城市交通设施发展在城市多中心发展对城市碳排放的影响关系中具有负向调节效应。四中国超特大城市多中心程度的测算及特征1 城市多中心程度的测算说明(1)测算方法选取城市形态多中心程度的测度方法主要有两种:其一是强调城市要素(如人口、就业、资本等)的规模分布;其二是在上述思路的基础上融入地理距离信息，使城市内部空间结构的多中心程度包含地理距离差异，如城市中心度指数33和社会网络法4、34等。一个城市各中心的人口规模分布越均衡，这个城市就具有更高的多中心程度。考虑到中国超特大城市的行政区域土地面积差异较大，各中心之间的地理距离差异较大，这会导致城市多中心程度对地理尺度较为敏感，因此，在田成诗等18 和李迎成等34 的研究基础上，本文同时考虑城市内部各中心的人口规模和地理距离，构建适用于我国城市行政区划结构的改进社会网络法:M=1 obsmax=1 ni=1(Ii?I)2/nImax/2(1)Ii=xidi(2)Imax=xmaxdmax(3)其中，M 为城市多中心程度;obs表示城市内各中心重要性的标准差;max表示假设的城市内两个中心的重要性标准差，其中主中心(人口规模最大的中心)具有最大重要性，次中心具有零重要性;?I为所有中心的平均重要性;Ii为次中心的重要性，由人口规模 xi和到主中心的距离 di的乘积得到;Imax为主中心的重要性，由其人口规模 xmax和主中心到最远次中心的距离 dmax的乘积得到;n 为城市中心的数量。M 的理论值在 01 之间，数值越大，代表城市多中心程度越强。(2)指标选取与数据说明对于城市中心的识别，借鉴孙斌栋等11 的中心识别思路，本文的空间范围界定为城市的市辖区，6城市问题 2023 年第 2 期多中心空间结构对城市碳减排的影响研究本刊特稿将城市的一个市辖区视为一个中心，其中人口规模最大的市辖区为主中心。由于本文使用城市面板数据，个别城市的撤市设区、撤县设区和行政区划合并等区划调整会导致城市行政区划在时间跨度上产生变化。为保持所选取城市的行政区划具有一致性，本文进行以下处理:其一，