人口集聚會造成地區環境污染嗎？
——基于省級面板數據的證據

陳松柏 ，李逸涵

（1.蘇州大學教育學院，江蘇 蘇州 215000；2.西交利物浦大學國際商學院，江蘇 蘇州 215000）

0 引言

環境污染，是指人們在從事生活生產活動時，向自然添加了過多的多余物質，并且超過了自然環境承載力所產生的一系列不良后果，嚴重時會極大影響到人類正常的社會生活條件和身體健康。在過去的“十三五”時期，我國的生態環境污染取得了顯著成效，以固體污染物治理為例，2018 年、2019 年和2020年，全國固體廢物進口量分別為4227 萬噸、2263 萬噸和1348 萬噸，與2017 年的4655 萬噸相比，分別減少9.2%、51.4%和71%。 然而，大氣污染、水污染、人類社會生活垃圾污染仍然是我國目前面臨的三大環境污染問題。針對這些問題，黨的二十大對新時期經濟發展做出了相應的環境要求，響應“綠水青山就是金山銀山”的口號，推動轉變經濟發展方式，促進人與自然和諧發展。

此外，近些年來隨著經濟發展不斷加快，城市化水平急速提升，人口流動頻繁。人們為了獲取更優質的生存環境和工作機會，流入相對經濟發展水平比較高的地區，便產生了人口集聚現象。 人口集聚一方面會給城市帶來充裕的勞動力和科技人才，給城市注入新的活力，同時，使得有限的公共資源最大化利用，避免了公共資源的浪費，也減少了政府額外建設過多不必要的公共設施；另一方面，大量人口迅速涌入一個地區，造成原有的自然環境資源浪費，若是管理不當，還會造成環境污染問題。

綜上， 人口集聚和環境污染之間的關系不僅僅是簡單的正向或者反向那么簡單， 需要借助數據具體研究二者之間的關系。 本文以全國環境污染數據作為基礎， 不僅研究人口集聚對環境污染的影響，還將納入其他變量， 結合空間地理因素對全國的環境污染情況展開分析， 討論其影響因素。 以期揭示人口集聚因素對地區環境污染的影響程度， 從而為環境保護部門在制定環境污染防治政策提供有價值的參考。

1 文獻回顧

國內外的學者對于環境污染的研究都有涉及到人口集聚這個關鍵變量， 很多學者對人口集聚和環境污染的關系做出了突出的貢獻。就人口集聚對環境的正向作用而言，何雄浪［1］認為人口集聚會存在規模效應，避免了社會公共設施的重復建設造成的浪費，能夠增加各基礎設施的利用效率。 陳陽等［2］認為人口聚集會增強綠色創新技術水平的提高， 依靠實現技術進步達到經濟的高質量發展和產業結構的升級，一定程度上降低環境污染的程度。

也有學者認為人口集聚對環境是反向污染作用。Meredith S C 等［3］認為小規模的城市化需要增強社會、經濟和政治的復雜性，因此產生了人口集聚，同時也會產生環境污染，但是在早期這種環境污染的警覺意識很微小，無形中允許了環境污染的進一步擴大。楊肅昌等［4］發現人口集聚在促進地區經濟發展的同時會帶來一系列的問題，比如說各種廢棄物染物的排放，各種生活污染物、生產污染物的排放會帶來環境的惡化。王艷等［5］結合城市化的發展看待人口集聚對環境的反作用，大城市的人口集聚現象尤為嚴重，人口集聚之后的地區會具有“掠奪性”，擠占周圍城市的資源，造成周邊城市經濟發展的滯后以及環境污染等問題。 豆建民等［6］從外商投資的角度發現，人口集聚會對外商直接投資產生極大的吸引力，由于發展中國家的環境標準低于發達國家，因此極有可能成為發達國家的“污染物集聚地”。王風云［7］研究京津冀地區的環境污染發現，京津冀是重化工企業的集聚地，隨著城市化水平的不斷提升，人口向京津冀地區不斷積聚，造成了環境污染范圍的不斷擴大。

也有許多學者認為人口集聚和環境污染相互作用。劉永旺等［8］認為人口集聚會帶來經濟發展，但隨著人口集聚程度的不斷提高，污染物排放增多，環境污染加劇，會影響人口遷入的意愿，減緩甚至回退人口集聚的過程，從而影響地區經濟發展水平。 正是因為相互作用的關系，人口集聚對環境的影響具有階段性。徐輝等［9］認為人口集聚服從“集群生命周期”理論，因此只從靜態角度來分析人口集聚對環境污染的影響程度是不夠準確的，應該從人口集聚的動態變化來考察對環境污染的作用，探究其階段性特點。焦若靜［10］從城市化的角度研究認為地區環境污染離不開城市化的發展，而城市化的實質是人口的遷移產生的人口集聚，因此，環境污染與人口規模有著很強的相關關系。 譚靜［11］則明確指出人口增長必定會帶來環境破壞，同時，這種破壞又不是不可以避免的，人口-環境應該要實現可持續發展，合理的人口集聚是應該要考慮生態環境和土地承載力。

除了人口集聚這一核心影響因素外，還有許多學者研究了其他因素的影響。 李泉等［12］認為外商直接投資（FDI）對區域經濟環境有著舉足輕重的作用，外商的直接投資將助力企業發展，帶來更多的就業機會，自然會帶來人口的集聚，而對于外商投資的企業類型來說，如果外商直接投資于高污染的企業，則此區域的環境污染程度將進一步加??；如果外商直接投資于清潔能源，低污染的企業，則有助于區域的環境優化，對環境的污染程度降低。 徐輝等［13］認為財政分權水平的提高會通過科技技術投入和生產技術創新降低污染物的排放量，但財政分權水平的提高呈U 型曲線。 李鵬［14］認為產業結構對環境污染存在這倒U 型的關系影響，但是這個影響存在著前提條件即在產業結構重大調整時期，此時經濟又處于低中速發展的時候，產業結構對環境污染存在著倒U 型曲線影響。 Wang Shuhong 等［15］則發現在發展中國家存在一個價值鏈門檻，當價值鏈的參與程度低于閾值時，技術進步會導致污染增加；否則，技術進步可以減少排放。 汪成鵬等［16］經過研究發現，市場分割與環境污染呈正向關系，市場分割使得全國市場不能夠有效地統一起來，從而導致只有有限的市場規模，市場規模的限制抑制了防止污染的技術創新，污染物的排放得不到有效抑制和處理，環境進一步污染，因此，市場分割是環境污染最根本的原因。

通過閱讀相關文獻，本文認為現有研究存在以下三點內容可能需要進行完善與補充，同時也是本文可能存在的創新之處：第一，大多數研究偏重于環境污染的評價或者側重影響因素分析，較少研究將二者結合起來綜合分析。 第二，大多數學者從經濟發展的角度分析環境污染的原因。 經濟發展是環境污染的根本原因，但是直接原因還是人口因素，應結合人口和經濟兩個因素一起綜合分析。第三，現有研究在描述了我國環境污染的現狀之后，少量采用空間計量分析方法展示各地區之間的差異和影響因素。環境污染同其他經濟、社會現象類似，不是一個孤立存在的個體，環境污染的地理空間特征、區域差異都和整體環境污染水平息息相關，應考慮采用從地理空間角度研究我國環境污染問題。 因此，對各地區環境污染的空間依賴性及溢出效應進行探討，通過分析我國區域環境污染的空間特征及空間時間關聯關系，進一步研究環境污染的影響因素，其中包括人口集聚因素和經濟因素的影響，將更加具有研究價值。

2 理論模型

早在上世紀50 年代，美國經濟學家庫茲涅茨通過分析環境和收入之間的關系，得出結論：環境污染程度和經濟發展水平息息相關，經濟發展水平較低的時候，環境污染程度低，隨著經濟水平的發展，環境污染程度趨高；當經濟發展到達一定水平之后，環境污染程度會由高趨低，環境污染程度減緩，環境質量得到改善。 這種倒U 型曲線被稱作環境庫茲涅茨曲線［17］。 后來其內涵不斷豐富，加入了環境質量需求，由于收入水平增加和人口集聚造成的人口數量不斷增多，人們對于所處地區環境提出了更高的需求，而且不斷強化環境保護的壓力，愿意接受嚴格的環境規制，并帶動經濟產業升級，減緩環境惡化。但是環境庫茲涅茨曲線只是對環境-收入關系的一種概括，現實的復雜性和動態變化也使得環境庫茲涅茨曲線具有多樣性，后來他提出污染密度比總污染更有意義，因為污染密度的升降更能體現經濟增長過程中污染變動的全面情況，而原始理論中的總污染反映的變動內容有限。因此要在實際情況中綜合考察環境污染發生的情況，改進環境庫茨涅茨曲線，全面把握經濟增長過程中污染變動的動態。 首先考慮環境庫茨涅茨曲線模型：

其中：i為各省市地區，t為年份，模型中被解釋變量（Env）為環境污染變量，用環境污染綜合指標表示；核心解釋變量（Pop）為人口集聚綜合指標；控制變量GFP、FDI、Tra、Gre、Edu分別為經濟發展、外商集聚、交通程度、綠化程度和教育水平；β0-6為模型的待估參數，μ 為個體固定效應，v 為時間固定效應，ε為隨機擾動項。

由于環境污染與人口集聚均存在空間集聚效應， 普通的面板數據模型并未考慮到空間因素對環境污染的影響，本文考慮加入空間權重矩陣，構建空間面板數據模型。 將解釋變量和控制變量同時納入整體的空間分析之中，因此由上式（1）的普通面板數據模型進化為空間面板數據模型，構建之后空間面板數據模型如下所示：

其中，ρ 為空間自回歸系數， 即臨近地區因變量對該地區環境污染的影響；δ 為空間解釋變量的系數，即鄰近地區自變量對該地區環境污染的影響；γ 為回歸殘差的空間回歸系數，反映回歸殘差的空間相關程度，x為所有解釋變量合集 （包括核心解釋變量和控制變量），ω 為空間權重矩陣，ε 為隨機擾動項。

當ρ≠0，δ≠0 時，式（2）表示為考慮被解釋變量空間相關性的空間滯后模型；當ρ=0，γ≠0 時，式（2）表示為考慮誤差項空間相關性的空間誤差模型；當ρ≠0，δ≠0，γ=0 時，式（2）表示為同時考慮被解釋變量和解釋變量空間相關性的空間杜賓模型。

在選擇合適的空間權重矩陣時，本文考慮到隨著科技水平的發展，交通便利程度越來越高，即使是不相鄰的省份也可能互相產生環境方面的污染，因此空間鄰接矩陣便不再適合本文的研究。一些學者采用空間經濟距離矩陣，會由于時間點選擇的不一產生變化，降低模型的穩健性。 省會之間的地理距離矩陣由于具有不隨時間點變化而變化的特點，成為本文選擇的空間權重矩陣。本文后續空間計量分析將依據式（2）進行研究。

3 變量度量與數據來源

3.1 人口集聚與環境污染的測算

人口集聚程度的測度可以從某個城市不同地區的人口密度與規模出發， 也能從某個省份不同城市的人口密度與規模出發，為了研究全國性的人口集聚情況，本文主要考察中國人口規模與密度的省域數據。

現有研究對人口集聚程度的測度方法主要分為兩種，一是采用的單一指標法［7-8］；二是采用的綜合性指標法［18-19］。 綜合考慮人口集聚的定義和特點，本文借鑒劉永旺等［8］根據區位熵思維構建的人口密度的區域倍數測度人口集聚程度，計算公式如下：

其中：Popit表示第i個省份t年的人口密度的區域倍數（人口集聚）；Areai表示第i個省份的市區面積總和（km2）；Poit表示第i個省份t年的市區常住人口數（萬人）。

目前我國的環境污染主要以“三廢”為代表的污染，“三廢”主要是指廢水，廢氣和固體廢棄物的總稱。搜集2012 至2021 年三類污染物的排放量，再利用熵權法進行賦權，考慮到變量的穩定性和量綱，再分別對其取對數，得出環境污染綜合指數（Env）。

3.2 其他變量的度量和數據來源

考慮到數據的可得性，本文數據來自于2013 至2022 年《國家統計年鑒》、《中國環境年鑒》和《中國城市建設統計年鑒》。為了使數據平穩和消除量綱差異，統一對數據進行對數化處理。本文研究對象為環境污染，核心解釋變量變量為人口集聚，并從經濟方面、創新方面和治理方面設立若干控制變量。其中對人口集聚和環境污染分別設立綜合指標，從而度量二者目前的發展現狀。 變量說明如表1 所示。

表1 變量選取說明表

4 實證分析

4.1 空間相關性分析

在進行面板數據的空間杜賓模型建模之前，要求被解釋變量和核心解釋變量具有空間相關性，因此首先利用Moran’s I 系數對環境污染和人口集聚的空間相關性進行檢驗，結果如表2 所示。

表2 環境污染與人口集聚Moran’s I 系數表

由表2 可知，對于人口集聚，所有年份的Moran’s I 系數均為正數，且均通過了水平為0.05 的顯著性檢驗，說明我國的人口集聚存在明顯的空間正相關性，即每個地區人口集聚程度會隨著周邊地區人口集聚的提高而提高，降低而降低。對于環境污染變量，所有年份的Moran’s I 系數均為正數，且在0.05 的顯著性水平下通過了檢驗，說明我國環境污染也存在著正的空間相關性。因此有必要依靠空間計量模型分析人口集聚對環境污染的空間溢出性。

4.2 空間計量模型選擇

由于環境污染和人口集聚具有空間相關性， 在使用空間計量模型分析人口集聚對環境污染的影響之前，需要通過LM 檢驗和Hausman 檢驗確定模型的最終形式。LM 檢驗和Hausman 檢驗結果如表3 所示。

表3 空間計量檢驗結果表

通過LM 檢驗發現，拉格朗日乘數-滯后和誤差統計量、穩健的拉格朗日乘數-滯后和誤差統計量均在0.05 的水平下通過了顯著性檢驗， 模型同時具有空間滯后效應和空間誤差效應；Hausman 檢驗統計量在0.05 的水平下拒絕了原假設，說明將選擇固定效應模型論證將更加有效。 因此將選擇面板數據的固定效應空間杜賓模型進行分析。

4.3 空間面板數據模型的建立

為了進行對比分析，首先基于上文所說的空間距離權重矩陣，構建固定效應空間杜賓模型分析人口集聚對環境污染整體上的影響。固定效應空間杜賓模型估計結果如表4 所示，時間和個體固定效應顯著性檢驗如表5 所示。

表4 固定效應空間杜賓模型估計結果表

表5 時間和個體固定效應顯著性檢驗表

由表4 可以看出，三個模型中模型1 的R2 最大，擬合最好；從表5 中的LR 檢驗可以看出該模型在0.05 的水平下，存在時間固定效應。 因此選用模型1，時間固定模型進行分析人口集聚對環境污染的影響，具體回歸結果分析如下：

根據檢測報告，管道實際運行時間為的確定需要確定Cr、計算參數、檢測次數和有效性。對厚度小于壁厚的所有檢測點的減薄量取均值，得出Cr=0.09 mm/a，d=8.2 mm，可得到Art=0.027 4。該次檢測為低度有效，只進行了1次檢測，最終根據各參數，得到

1、人口集聚與環境污染。表4 的回歸結果顯示，以人口集聚綜合指數表征的反應人口集聚情況的指標與環境污染綜合指數存在顯著的線性遞增關系，說明人口越是集聚，環境污染的程度越是增加。 具體而言，人口集聚每增加一個單位，將引起本地區環境污染增加0.004%。 而人口集聚的空間系數為正，說明人口集聚存在著正向效應，人口集聚再增加本地環境污染的同時，會加重臨近地區的環境污染程度。

2、經濟發展與環境污染。 進一步驗證了經濟發展與環境污染之間存在的倒“U”型曲線關系，經濟發展前期會產生環境污染，但發展到一定程度會改善環境。

3、治理因素與環境污染。 交通水平的系數在0.05 水平下通過了顯著性檢驗，且系數為負，和環境污染有負向關系，說明交通水平的提高有助于環境污染的緩解，交通水平每提高一個單位，環境污染程度降低0.1%，交通水平的空間回歸系數為正，說明本地區交通環境提高導致環境污染降低的同時，也能帶動周邊地區環境污染程度的降低；城市綠化水平在此回歸中并沒有通過顯著性檢驗，但是其空間回歸系數為負，具有負的空間溢出效應，說明本地區的綠化水平提高導致的環境污染的變化，對鄰近地區有負向的影響。

4、創新因素與環境污染。 教育水平的回歸系數為正，說明教育水平對環境污染呈正相關關系，教育水平的提升為高校帶來源源不斷的人才，但與此同時也容易產生環境污染問題，教育水平每提升一個單位，環境污染程度就提升0.053%。 其空間回歸系數為正，說明該地區對周邊地區有正向輻射作用，教育水平的提升帶動環境污染的加重，周邊地區也會加重污染，這可能與高校的集聚有關。

5、環境污染的空間溢出效應。 環境污染的空間回歸系數在0.05 的水平上為正，表明本地區的環境污染對臨近地區的環境污染存在正向影響關系。 具體而言，本地區環境污染每上升1%，臨近地區環境污染將增加0.164%。

為了更好的描述人口集聚對環境污染的影響， 本文將環境污染的總效應分解為直接效應和間接效應，其中，直接效應為本地區人口集聚變化對本地區環境污染的影響；間接效應為本地區人口集聚變化對鄰近地區環境污染的影響。 具體分解結果如表6 所示。

表6 空間溢出效應分解

人口集聚的直接影響系數為0.004，在0.05 的水平下顯著，即本地區的人口集聚增加1%，本地環境污染將增加0.004%；從空間溢出效應來看，人口集聚的間接影響系數為0.020，在0.05 的水平下顯著，即本地區的人口集聚增加1%，臨近地區的環境污染相應增加0.020%，由此結果我們可以看出人口集聚對環境污染的影響存在顯著的空間溢出效應，并且區域間的溢出效應要大于區域內的溢出。

4.4 穩健性分析

為了驗證上述分析結果的穩健性，將核心解釋變量人口集聚綜合性指數替換為城市人口密度（年末常住人口/該地區城區面積），重新估計面板數據的空間杜賓模型結果如表7 所示。

表7 替換核心解釋變量后空間杜賓模型估計結果

1、人口集聚與環境污染。人口越是集聚，環境污染的程度越是增加。具體而言，人口集聚每增加一個單位，將引起本地區環境污染增加0.003%。 而人口集聚的空間系數為正，說明人口集聚存在著正向效應，人口集聚再增加本地環境污染的同時，會加重臨近地區的環境污染程度。 與前文分析結果一致。

2、經濟發展與環境污染。 進一步驗證了經濟發展與環境污染之間存在的倒“U”型曲線關系，經濟發展前期會產生環境污染，但發展到一定程度會改善環境。

3、治理因素與環境污染。 交通水平的系數在0.05 水平下通過了顯著性檢驗，且系數為負，和環境污染有負向關系，說明交通水平的提高有助于環境污染的緩解，交通水平每提高一個單位，環境污染程度降低0.002%，交通水平的空間回歸系數為正，說明本地區交通環境提高導致環境污染降低的同時，也能帶動周邊地區環境污染程度的降低；城市綠化水平在此回歸中并沒有通過顯著性檢驗，但是其空間回歸系數為負，具有負的空間溢出效應，說明本地區的綠化水平提高導致的環境污染的變化，對鄰近地區有負向的影響。

4、創新因素與環境污染。 教育水平的回歸系數為正，說明教育水平對環境污染呈正相關關系，教育水平的提升為高校帶來源源不斷的人才，但與此同時也容易產生環境污染問題，教育水平每提升一個單位，環境污染程度就提升0.048%。 但其空間回歸系數并未通過顯著性檢驗。

5、環境污染的空間溢出效應。 環境污染的空間回歸系數在0.05 的水平上并未通過顯著性檢驗。

總效應分解如表8 所示。

表8 空間溢出效應分解

由表8 可知，人口集聚的直接影響系數為0.003，在0.05 的水平下顯著，即本地區的人口集聚增加1%，本地環境污染將增加0.003%；從空間溢出效應來看，人口集聚的間接影響系數為0.013，在0.05 的水平下顯著，即本地區的人口集聚增加1%，臨近地區的環境污染相應增加0.013%，由此結果我們可以看出人口集聚對環境污染的影響存在顯著的空間溢出效應， 并且區域間的溢出效應要大于區域內的溢出。

從總體來看，雖然替換核心解釋變量后得出的估計結果和上文并不完全相同，但基本一致，因此可知，上文得出的結論是可信的。

5 結論和建議

本文以2012~2021 年中國環境污染數據、各省市的常住人口數據及相關經濟數據，通過描述統計和空間計量模型分析我國環境污染現狀、人口集聚現象以及人口集聚因素對環境污染的影響。主要得出以下結論：

第一，我國環境污染整體上呈現正的空間相關關系，但也存在著一定的空間異質性。 從空間角度來看，南方地區和少數北方城市的地區環境污染程度比較高，西北地區和少數北方城市的污染程度中等，青藏地區污染程度最低，污染現狀整體呈東高西低，南高北低的狀態分布，且污染程度由北向南，由西向東呈上升趨勢，每個地區的環境污染程度會隨著周邊地區環境污染的提高而提高，降低而降低；從時間角度來看，我國環境污染程度正在不斷降低，地區的環境污染差異程度正在逐年縮小。

第二，我國人口整體上也呈現正的空間相關關系。 從空間角度來看，人口集聚高的地區大多分布在經濟發展比較高的地區，如北京、上海、廣東等城市，每個地區的人口集聚程度會隨著周邊地區人口集聚的提高而提高，降低而降低；從時間角度來看，人口集聚程度也呈波動式下降趨勢，但地區的人口集聚差異程度正在逐年擴大。

第三，人口集聚對環境污染存在著正向效應。 人口集聚在增加本地環境污染的同時，會加重臨近地區的環境污染程度，本地區的人口集聚增加1%，本地環境污染將增加0.004%，人口集聚對環境污染的影響存在顯著的空間溢出效應，并且區域間的溢出效應要大于區域內的溢出。

第四，經濟發展與環境污染之間存在的倒“U”型曲線關系，經濟發展前期會產生環境污染，但發展到一定程度會改善環境；交通水平的提高有助于環境污染的緩解，本地區交通環境提高導致環境污染降低的同時，也能帶動周邊地區環境污染程度的降低；本地區的綠化水平提高導致的環境污染的變化，對鄰近地區有負向的影響；本地區的環境污染對臨近地區的環境污染存在正向影響關系。

針對本文的研究結論，提出相關對策建議如下：

第一，加強環境保護意識，避免地區間互相影響。 加大環境保護宣傳力度，環境污染嚴重的地區，如南方地區和少數北方城市，可以通過優化地區人口布局，控制人口流入量降低本地區的環境污染，但在采取措施治理本地區環境問題的同時，注意避免轉移環境污染，加深周邊地區環境污染程度。

第二，科學規劃人口布局。 人口集聚程度過高的城市要調節人口流入數量，分散地區資源和環境壓力，避免大量人口涌入造成的生產生活垃圾增多，地方政府對環境污染的政策嚴格落實，在享受人口紅利， 促進經濟增長的同時， 根據地區的不同特點制定不同的環境政策應對人口集聚帶來的環境污染問題。

第三，優化城市間的人口流入。 防治因為臨近人員流入而帶來的環境污染問題。 政府應該積極疏導大城市和中心城市的大批流動人口，激發中小城市經濟活力，鼓勵他們向周邊中小城市集聚，分散大城市的人口集聚壓力。 防止因為過多的人口集聚導致環境污染程度的加深。

第四，多管齊下，綜合治理環境污染問題?？刂平洕l展帶來的環境污染，減少地區的生產生活垃圾的產生，降低固體污染物污染程度；加強基礎設施建設，提高公共資源的承載力，提高城市交通便利水平，做到綠色排放，降低大氣污染程度；提高城市綠化覆蓋率，多途徑在地區增加綠植面積；地區要保證在教育上的投入，提升教育水平，增強綠色創新能力，在提高教育水平的同時，加強大學生的環保意識教育，積極號召大學生投入到綠色環保的行動中來。