人口增长、收入水平与城市环境

摘要 伴随着我国城镇化进程的不断加快，城市环境污染问题备受关注。本文以城镇居民生活垃圾污染行为为起点，通过比较居民与政府目标函数，首先从理论上做出判断，城镇人口数量增加以及居民生活质量提高均会导致城市生活垃圾数量增长，从而对城市环境产生影响。随后，进一步采取Panel data的分析方法，以我国2004-2008年省级面板数据为样本，从城市生活垃圾污染的角度对我国城镇人口增长、居民收入水平与城市环境间的关系进行计量检验。结果显示：我国城市生活垃圾产生数量分别与城镇人口增长、居民收入水平间存在着长期正向协整关系，即在我国城镇化水平和居民生活质量不断提升的背景下，城市生活垃圾数量的增长以及对城市环境的污染存在着内在必然性；另外，我国城市生活垃圾数量的自发增长对平均增长的偏离逐年下降，可见，存在政策、制度、行为等外生因素抑制我国城市生活垃圾数量的增长。最后，文章从生活垃圾控制和处理的角度，就改善我国城市环境和促进城市环境可持续发展提出了简要的政策建议。

关键词 城市环境；生活垃圾污染；人口增长；收入水平

中图分类号 X24；X196 文献标识码 A

文章编号 1002-2104(2012)04-0143-07 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.04.024

环境保护是我国实现科学发展、构建和谐社会的一项基本国策。长期以来中央政府高度重视环境保护工作，不断加大对节能减排、环境保护等方面的投入力度，将经济发展与资源、环境相协调、提高全民生产生活的环境质量、实现可持续发展作为国家的重要战略目标。党的十七大报告明确提出“要加大节能环保投入，重点加强水、大气、土壤等污染防治，改善城乡人居环境”。然而，我国经济正处于结构转型和快速增长阶段，社会转型与经济增长的环境代价成为一个重大的社会问题，自然环境遭致破坏，生态退化与环境污染严重。在城市人口迅速膨胀的过程中，环境污染已经严重影响城市的健康发展，成为影响居民生产和生活的重要环境问题。据《全国城市管理与综合整治年度报告》（环保部，2008）预测，未来十五年我国城镇化率每年提高0.8个百分点，年均新增城镇人口1500万人，引发的城市环境问题也将以更大规模和在更大范围内持续积累［1］。

改革开放以来，我国对城市环境的“三废”整治经历了逐步规范、严格实施和强化管理的过程。特别是对城市空气污染和水体污染治理在较大范围内有了明显的成效，但是固体废物污染尤其是生活垃圾污染成为城市环境的重要污染源。虽然我国政府也采取了一系列经济手段，诸如向环境中排放污染收取费用、罚款或押金退款制度等，旨在调整和影响城市生活垃圾的生成、收集、治理等全过程，使之达到减量化、资源化和无害化，但与发达国家相比，我国城市生活垃圾治理还处于较低水平，其在无害化、减量化和资源化治理方面还有较大的差距。在此背景下，伴随着我国经济的快速增长和城市化进程的不断加快，城市生活垃圾也出现持续快速增长，1986-2008年，我国城市生活垃圾清运量从5 030万t逐年增长到15 438万t，年平均增长率为5.23%，对我国城市环境的治理带来较大的压力，成为影响居民环境质量的主要问题。为此，探索生活垃圾污染与城市环境治理的关系，是我国城市环境可持续发展的重要理论与实践命题，本文研究的核心问题是：什么因素是导致城市生活垃圾产生的主要原因，并影响城市环境的可持续发展？

1 文献回顾

在现有文献中，针对生活垃圾的产生以及其城市环境效应的专门研究仍然较少，多数研究主要分析环境污染的影响因素，以环境污染与人口规模和经济增长的总体分析为多。

在当代，环境污染与人口规模的关系，主要有“悲观论”和“乐观论”两种对立的观点［2］，“悲观论”的代表是新马尔萨斯主义，认为随着人口的不断增长，地球将变得越来越拥挤，资源也将会被耗尽，环境污染将日益严重，人口快速增长是“世界崩溃”之源。井焕等多数学者也基于中国国情探析了人口对环境的负面影响［3］。从污染量上考虑，人口增长必然形成更多的生产活动和消费资料，从而增加对环境的污染，因而人口是环境问题的最终根源［4］。“乐观论”的主要代表是西蒙、赫曼・康恩等，他们认为人口的增加并不会使得资源枯竭、环境恶化，相反会激励人类技术创新创造，有利于开发和利用新的资源，并从技术层面采取有效的方法减少环境污染。

关于环境污染与经济增长的关系，最有影响的理论是Panayotou所提出的环境库兹列茨曲线（EKC），即环境污染与经济增长间的长期关系呈现出倒U型［5］。Carson以美国州别案例对不同的环境污染物与收入的关系进行统计分析，验证了EKC的结果［6］，国内学者张晓采用中国的时间序列数据，发现中国的经济增长与环境污染水平存在弱的倒U型关系［7］，韩旭基于中国1981-2007年环境污染与经济增长的相关数据，得到了EKC是一种客观现象的研究结论［8］。相反，Vincent J对马来西亚时间序列数据的分析，结果并不支持EKC的结论［9］；凌亢等对1988-1998年南京市三种污染物与经济间关系的分析，发现EKC并不成立［10］。可见，环境污染与经济增长的关系，是一个仍然在探讨的问题，EKC理论的适用范围还需要进一步提供来自于更多研究的证实。

Kaya通过因式分解方法得出了大气与自然环境的污染程度与人口数量、经济发展水平等因素有较强的相关性［11］，Duro和Padilla从实证的角度得出人类对环境污染的影响主要与人均收入水平有关［12］。人口规模、经济增长一直是人类对环境影响的主要分析角度。在国内，有学者针对我国城市环境问题进行影响因素分析，覃子建认为随着我国城市化进程的加快，大量消耗自然资源的经济发展方式造成了严重的大气、水体和垃圾等城市环境污染［13］，方铭等以广东市为案例分析了城市环境与经济协调发展间的关系，认为人口城市化带来了较大的城市环境污染［14］。

综上所述，人类行为的环境影响越来越受到理论研究的重视，也有越来越多的研究证实了人口增加、经济增长与环境污染之间的密切关系，揭示了城市环境污染的影响因素以及不同影响因素的作用机理，为本文从生活垃圾污染角度研究城市环境问题提供了理论与实证的支撑。本文认为，我国当前城市环境与人口增长、收入水平间的关系有待进一步分析论证。为此，本文将对我国城市居民生活垃圾排放与城市人口增长、人均收入水平间的关系进行实证分析，并对实证结果进行解释和说明，研究城市中人类行为与环境的关系，以此揭示其政策内涵。

2 基于“公地悲剧”的理论模型

城市生产与消费对城市环境产生严重的环境影响，其中生活垃圾作为城市环境污染的主要来源，对城市环境治理的压力凸显，并随城市人口膨胀与人均收入增加而加剧。基于本文研究目的的需要，本文将在“公地悲剧”模型［15］基础上构建城市居民产生生活垃圾的行为模型，用以分析生活垃圾对城市环境的影响，以及产生生活垃圾的影响因素。

2.1 基本条件设定

条件1：在一个特定的城市环境中有n个居民，且每个居民都有在该城市环境中产生出生活垃圾的权利和自由，即该城市环境对生活垃圾的产生不能存在排他性产权。以1年为一个周期，设每年第i个居民形成的生活垃圾数量为gi，每年n个居民所产生的生活垃圾加总便形成该城市生活垃圾总量，即：

G=∑ni=1gigi∈0,∞;i=1,2,L,n（1）

条件2：居民所产生的生活垃圾都是日常生活的必然产物，生活垃圾的生成数量与生活水平相关。因此，城市居民所产生的单位生活垃圾量是建立在一定的生活水平基础上的，用υ表示。进一步，全体城市居民所产生的生活垃圾达到一定规模又必然改变城市环境并由此影响自身的生活质量，所以居民的生活质量又可以表示为生活垃圾规模的函数，即υ=υ(G)。当整个城市生活垃圾规模增加时，居民的生活质量将受到影响并下降，并且会随着生活垃圾数量的不断增长，居民生活质量会急剧下降，由此存在以下条件：

υ/G

2υ/G2

条件3：生活在该城市环境中的居民产生生活垃圾的行为也会受到一定的成本约束，即居民通过缴纳物业管理费等形式支付生活垃圾成本，设每一年单位居民的生活垃圾费为c。

条件4：生活垃圾对城市环境的污染有两种情况：一是在初始技术条件下，单位生活垃圾对城市环境存在“潜在污染”（PP）；二是因为生活垃圾治理技术进步，单位生活垃圾对城市环境产生“实际污染”（AP）。如果技术条件是有效的，AP0表示生活垃圾治理技术存在正效应。但由于区域间技术条件存在差异，生活垃圾治理对初次污染减缓以及形成二次污染的决定因素较为复杂，所以本文理论和实证分析仅从静态角度考虑初始技术水平条件下生活垃圾对城市环境所存在的“潜在污染”，即假定活垃圾治理技术条件不变。

2.2 目标函数构建

在以上基本条件设定的背景下，存在两个与城市环境关联的行为主体即居民和政府，其中：居民是产生城市生活垃圾并影响城市环境的主体，政府是处理生活垃圾并维护整个城市环境的主体。所以，本文构建的目标函数要基于居民和政府不同的行为动机，从个人利益和社会利益最大化的角度分别予以考虑。

2.2.1 居民目标函数

在本文所构建的博弈模型中，居民可以改变的是增加或减少自身的生活物质量，即通过改变消费行为来控制生活垃圾的数量。同时，居民会考虑自身利润的最大化，即比较生活质量收益与由此产生的生活垃圾所应付出的费用支出间的得失关系，其中：居民产生生活垃圾所带来的生活质量和所支付的生活垃圾费用分别表示为：

Pi=giυ(G)

Ei=gic（3）

居民的利润函数可以表示为：

πi=Pi-Ei=giυ(G)-gic（4）

因此，在该理论模型中居民的目标函数就是通过选择生活垃圾生成量gi来实现自身的利润最大化：

πi(gl,L,Gi,L,gn)=giυ(∑gj)-gic（5）

2.2.2 政府目标函数

在本文所构建的博弈模型中，政府可以采取各种手段来控制城市生活垃圾的总量。同时，政府会考虑社会总剩余价值的最大化，即比较整个城市生活垃圾所带来的社会生活福利与所支付的生活垃圾费用损失间的大小关系，其中：产生生活垃圾所带来的社会生活福利和所支付的生活垃圾费用损失分别表示为：

P=Gυ(G)

E=Gc（6）

社会总剩余价值函数可以表示为：

π=P-E=Gυ(G)-Gc（7）

因此，在该理论模型中政府的目标函数就是通过控制生活垃圾生成总量G来实现社会总剩余价值最大化：

π(G)=Gν(G)-Gc（8）

2.2.3 理性条件下的解

在居民目标函数和政府目标函数条件下，采用最优化求解方法分别计算出理性居民生活垃圾最优总量Gm*=∑ni=1gm*和社会最优的生活垃圾总量GS*，或者两者的大小关系。首先将公式（5）进行一阶条件最优化处理，并令其一阶导数为零：

πigi=υ(G)+gim*υ'(G)=0（9）

针对方程（9）中的任意i=1,2,L,n，存在以下方程组：

π1g1=υ(G)+g1m*υ'(G)=0

π2g2=υ(G)+g2m*υ'(G)=0

LL

πngn=υ(G)+gnm*υ'(G)=0（10）

将方程组（10）中的各方程相加，得到关于城市居民生活垃圾生成总量Gm*的方程：

υ(Gm*)+Gm*nυ'(Gm*)=c（11）

同时，将公式（8）进行一阶条件最优化处理，并令其一阶导数为零，得到关于社会最优的生活垃圾总量GS*的方程：

υ(GS*)+GS*υ'(GS*)=c（12）

通过比较方程（11）和方程（12），可以明显得到Gm*>GS*，即城市居民所产生的生活垃圾总量要大于社会最优化目标条件下允许的生活垃圾总量，对城市环境会产生过度的影响。

因此，在理性人假设和不存在排他性产权的条件下，上述理论研究可以得出以下两个方面的结论：①根据Gm*=∑ni=1gm*可知，在以上模型中n个居民产生的生活垃圾数量不变的条件下，增加居民的数量必然导致生活垃圾总量的增加，从而加大对该城市环境的影响程度；②居民为了实现自己生活质量的提高而尽可能地消费生活资源，从而会导致城市生活垃圾数量不断增加，况且该动机下的生活垃圾产生数量要大于社会最优化目标条件下的数量，进而造成对城市环境的过度影响。而消费的前提是收入，所以经济的发展和居民收入水平的不断提高将引导城市居民产生更多的生活垃圾，为城市环境带来更大的影响。

3 基于面板数据的计量检验

就现实而言，伴随着我国城镇化的不断推进，城市人口数量增加，以及城市居民收入水平的不断提高，我国城市生活垃圾规模增长非常迅速。这一现实得到了本文理论模型的证实，即城市生活垃圾产生规模会受到人口规模的影响，同时也将受到生活水平提高的诱导。显然，生活垃圾对城市环境的污染具有内在的必然性，是社会经济发展的必然结果。由于数据不全，本文采用除外的全国30个省区2004-2008年的数据进行Panel data分析，以验证我国城市环境与人口规模、经济发展间的这一内在联系。

3.1 模型、数据和方法

3.1.1 计量模型

到目前为止，尚无适用于本研究的可供借用的城市生活垃圾污染影响因素模型。本文根据城市生活垃圾形成的内在影响因素的理论推演，结合我国城市发展的具体实际，建立以下城市生活垃圾污染的内生模型：

Ln(Rit)=αit+βitLn(RKit)+θitLn(SRit)+μit

(i=1,2,…,N;t=1,2,…,T)（13）

其中：R代表城市生活垃圾量，RK代表人口规模，SR代表收入水平，αit表示截距项，βit和θit表示收入水平和人口规模的相对变化而分别导致的城市生活垃圾量的变化,μit表示随机误差项，t和i分别代表时间和省别。

3.1.2 数据说明

该模型涉及到的变量和数据资料主要包括城市生活垃圾量、收入水平和人口数量规模三个方面。对于城市生活垃圾量，本文选取我国30个省区2004-2008年的城市生活垃圾清运量进行分析；对于收入水平，本文选取我国30个省区2004-2008年的城镇居民人均可支配收入，并根据各年份各地区城市居民消费价格指数以2004年作为基期作平抑处理；对于人口规模，本文选取我国30个省区2004-2008年的城镇人口数进行分析。为了体现收入水平和人口数量的相对变化对城市生活垃圾数量变化的影响，以上三个指标在计量分析时均采用自然对数形式。本文所研究的数据均来源于《中国统计年鉴》（2005-2009年）。

此外，从以上变量间的统计关系上看，2004-2008年城市生活垃圾数量分别与城市居民人均可支配收入和城市人口数量存在正相关关系，其相关系数分别为0.3673和0.8978，换句话说，城市生活垃圾量、收入水平和人口数量具有同向增长的趋势，变量间的散点分布如图1和图2所示。

3.1.3 研究方法

本研究主要运用计量经济预测分析软件Eview6.0进行相关的数据统计分析。为了避免模型出现伪回归现象，本文首先分别采用LLC单位根检验和Fisher-PP单位根检验，检验变量的平稳性，对于非平稳的变量进行处理使之成为平稳变量。然后，针对面板数据采用Pedroni和Kao提出的方法，对本文所涉及的三个变量间的关系进行协整检验。在此基础上，采用F检验判断模型的形式，以及根据Hausman检验确定模型采用固定效应还是随机效应。最后， 采用三种不同的方法估计城市生活垃圾产生、

图1 生活垃圾与收入水平关系

Fig. 1 The relation of domestic waste and income level

图2 生活垃圾与人口数量关系

Fig.2 The relation of domestic waste and population

收

入水平和人口规模间的长期均衡模型。

3.2 实证检验结果与分析

3.2.1 面板数据单位根检验

本文主要选取了单位根检验的两种情形：相同根和不同根，即分别采用LLC单位根检验和Fisher-PP单位根检验，其中：LLC单位根检验的原假设是各截面序列均有一个相同的单位根，Fisher-PP单位根检验的原假设是整个面板数据存在单位根。如表1所示，ln(R)和ln(RK)均在1%的显著水平下拒绝原假设，不存在单位根，ln(SR)也在5%的显著水平下拒绝原假设，不存在单位根，以上三个变量均具有平稳性。

3.2.2 面板数据协整检验

由于本文所分析三个变量均具有平稳性，满足面板数

表1 面板数据单位根检验

Tab. 1 Panel data unit root test

注：检验形式均带截距项和趋势项，括号内的值为统计检验的收尾概率，即P值。同时，***、**和*分别表示在1%、5%和10%的检验水平上显著。

据协整检验的条件，以下分别采用Pedroni检验和Kao检验对本文ln(R)、ln(RK)和ln(SR)三个变量间的关系进行协整分析， Pedroni检验和Kao检验的原假设均是不存在协整。如表2所示，Pedroni的各统计量均在1%和5%的显著水平下拒绝不存在协整关系的原假设，Kao检验也在5%的显著水平下拒绝不存在协整关系的原假设，这充分说明变量ln(R)、ln(RK)和ln(SR)存在长期的协整关系。

3.2.3 面板协整方程的估计

本文采用F检验判断面板方程的形式，针对变系数模型的单方程回归得到残差平方和S1=17.17，以此计算得到在假设H2（不变系数模型）下的检验统计量F2=0.046，小于在5%置信水平下的临界值F=(87,60)=1.493，从而接受假设H2，由此采用无个体影响的不变系数模型。进一步，采用Hausman检验模型的随机效应，从截面和时

表2 面板数据协整关系检验

注：外生回归量采用含个体确定效应，括号内的值为统计检验的收尾概率，即P值。同时，***、**和*分别表示在1%、5%和10%的检验水平上显著。

表3 面板数据协整方程估计结果

注：***，**，*分别表示在1%、5%和10%的检验水平上显著。

序随机效应检验结果看，分别在0%和5%的置信水平下拒绝原假设，由此面板协整模型采用固定效应模型。在此基础上，本文采取三种模式进行变量回归：一是假设不存在异方差和同期相关，所有观测值赋予相同权重，即NW（No weight）；二是假设出现时期异方差，采用相应的广义最小二乘法，即PW（Period weight）；三是假设存在时期异方差和同期相关，采用相应的广义最小二乘法修正，即PS（Period SUR），估计结果如表3所示。

从以上估计结果可以看出，回归1和回归2的DW值分别为0.118 3和0.112 3，均存在同期序列相关。而采用Period SUR回归后的DW值变为1.966 7，基本消除了序列相关性。可见，回归3所得到的估计系数较为稳定，Ln(SR)和Ln(RK)所对应的系数分别表示生活垃圾数量对收入水平、对城市人口的弹性系数，2004-C至2008-C所对应的系数分别表示时期变化所带来的生活垃圾数量受到环境政策及投入、城市环境管理制度、居民生活方式及环境行为等影响的自发增长偏离变化。从中可以发现：

（1）在显著性水平较高的情况下，城市生活垃圾数量对人口规模的弹性系数为0.841 5，即城市人口每增长1%将导致城市生活垃圾增长0.841 5%；城市生活垃圾数量对收入水平的弹性系数为0.392 6，即城市居民人均可支配收入每增长1%将导致城市生活垃圾增长0.392 6%。这一结论支持理论模型所推导的结论，表明从生活垃圾数量和污染的角度看，我国城市环境与城镇人口、城镇居民人均收入水平间存在长期稳定的协整关系，且城镇人口增长对城市生活垃圾污染的影响远远大于城镇居民收入增长对城市生活垃圾污染的影响。

（2）从2004-2008年间城市生活垃圾数量自发增长的偏离变化看，我国城市生活垃圾数量的自发增长对平均自发增长的偏离在逐年下降，从2004年的0.149 9下降到2008年的-0.111 6，即在该模型中除了受城市人口和收入水平增长的引致作用外，其他外生因素，如环境政策及投入、城市环境管理制度、居民生活方式及环境行为等因素将导致我国城市生活垃圾自发增长出现下降的趋势。

4 研究结论及政策展望

通过理论分析发现：城市居民数量的增多和居民收入水平的提高，均会导致城市生活垃圾数量规模的扩大，对城市环境带来更大的污染压力。本文采取Panel data分析方法，以我国30个省区2004-2008年的数据为样本，从实证角度验证了理论分析的结论，即我国生活垃圾对城市环境的污染分别与城市人口、城市居民人均可支配收入间存在长期的关系，即随着城市人口数量的增加、居民收入水平的提高，城市生活垃圾数量也将不断提高，加大对我国城市环境的污染与治污压力。另外，我国城市生活垃圾的自发增长对平均自发增长的偏离逐年下降的分析结论，也反映出环境政策及投入、城市环境管理制度、居民生活方式及环境行为等因素对我国城市生活垃圾数量增长产生了一定的抑制作用。本文基于实证分析得到的结论，证实了我国城市生活垃圾的生成具有内在影响的必然性，人口数量增长和居民收入水平提高必然会对城市环境造成严重的影响。但是，这一结论并不能得出城市环境的恶化是人口数量增长和居民收入水平提高的必要条件，即没有否认可以通过其它路径和渠道，如加强垃圾无害处理和资源再利用来降低生活垃圾对城市环境造成的污染，也没有否认城市人口增长与居民人均收入增加可以与城市环境改善目标相一致。

因此，在加速推进城市化、提高城镇居民收入水平增长的既定目标模式下，城市生活垃圾数量将会随之增长，如果不采取相应的措施和手段，生活垃圾将会严重污染我国城市环境，并最终危害我国经济社会发展的长远目标。为此，改善我国城市环境的重点是降低生活垃圾对城市环境的污染：在技术层面上，生活垃圾的无害化处理、垃圾的再生利用等有利于城市环境改善，因此，需要高度重视城市生活垃圾治理过程中对环境的污染问题，通过研究和开发城市生活垃圾治理新技术，降低城市生活垃圾及处理对环境造成的污染，另外也需要提升城市生活垃圾处理水平，实现城市生活垃圾的合理回收和能量再度利用，不仅降低生活垃圾对城市环境的污染，同时也实现城市生活垃圾的经济价值；在制度层面上，约束城市居民的环境行为，加大倾倒垃圾的行为主体的环境责任，形成与城市居民切身利益一体的环境行为激励机制，具体而言，政府和居民作为城市生活垃圾治理的责任主体，居民从城市生活垃圾治理过程中直接受益，要对其进行直接收费，政府对城市生活垃圾所产生的负外溢性进行价格补贴，其同实现对城市环境的维护。唯有如此，才能真正降低生活垃圾对城市环境的污染和影响，实现我国城市环境的可持续发展。

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Population Growth, Income Level and Urban Environment

WANG Ting LV Zhaohe

（Shcool of Development Studies, Yunnan University, Kunming Yunnan 650091, China）

Abstract

With our urbanization process speeding up unceasingly, much attention has been devoted to the problem of environmental pollution. This paper ,based on the pollution behavior of municipal domestic waste, attempts a judgment in theory that both the growth of urban population and the improvement of life quality lead to the increase the volume of domestic waste, thus affecting the urban environment, by the comparison of the objective function of urban residents and the government. With the samples of the provincial panel data from 2004 to 2008 in our country, we use the panel data analysis, and from the view of domestic waste pollution, conduct an econometric test of the relationship between population growth, income level of urban residents and urban environment. The results show that there are the positive cointegration relationships between domestic waste and urban population and the residents’ income. That is to say, against the background of continuous improvement of urbanization development level and life quality, domestic waste and urban environmental pollution have internal certainty. Besides, the deviation of spontaneous increases of municipal domestic waste from the average increase comes down every year in our country. So we find that there are several external factors, such as policies, systems and behavies, that inhibit the increase of domestic waste. Finally, from the point of controlling and treating domestic waste, this paper raises some policy suggestions, which should improve the urban environment and promote the sustainable development.

Key words urban environment; domestic waste pollution; population growth; income leve