可吸入顆粒物與城市經(jīng)濟社會發(fā)展因素的相關性研究

劉嚴萍，王磊

(天津城建大學 經(jīng)濟與管理學院，天津 300384)

可吸入顆粒物與城市經(jīng)濟社會發(fā)展因素的相關性研究

劉嚴萍，王磊

(天津城建大學 經(jīng)濟與管理學院，天津 300384)

可吸入顆粒物；相關性分析；城市經(jīng)濟社會因素

選取可吸入性顆粒物作為反映城市城市環(huán)境空氣狀況的指標，并在綜合考慮經(jīng)濟發(fā)展水平、能耗強度、能耗結構的基礎上，選取能夠反映城市經(jīng)濟社會發(fā)展水平的相關指標，以北京為研究區(qū)，通過統(tǒng)計年鑒獲取2000-2014年相關數(shù)據(jù)，進行相關性分析實證研究。研究結果表明：工業(yè)能耗、生活消費中的煤炭能耗與可吸入性顆粒物濃度顯著正相關，第三產(chǎn)業(yè)中的交通業(yè)與可吸入性顆粒物濃度顯著負相關，生活消費中的電力、天然氣能耗量均與可吸入性顆粒物量顯著負相關，園林綠化面積與可吸入性顆粒物量呈現(xiàn)顯著負相關。

一、引言

空氣中可吸入性顆粒物(PM10，即空氣動力學當量直徑≤10μm的顆粒物) 已成為我國大中城市環(huán)境空氣中的首要污染物。它不僅可以造成一系列環(huán)境問題，且對公眾健康產(chǎn)生嚴重危害。對其初期的研究主要集中在對可吸入顆粒物的基本特性及其與經(jīng)濟發(fā)展的定性關系上展開[1]，可吸入顆粒物與城市經(jīng)濟發(fā)展水平因子相關性研究。近些年來，一些學者嘗試從經(jīng)濟角度、環(huán)境社會角度等方面進行可吸入顆粒物相關的量化研究[2-7]，從現(xiàn)有成果來看，目前并未形成統(tǒng)一的分析指標框架，該領域仍存在較大研究空間。本文選取可吸入性顆粒物作為反映城市環(huán)境空氣狀況的指標，并選取能夠反映城市經(jīng)濟、社會環(huán)境發(fā)展水平的有關指標，以北京為研究區(qū)，通過統(tǒng)計年鑒獲取2000-2014年相關數(shù)據(jù)，進行相關性分析，并在初步相關分析結果基礎上，對一些指標進行必要的細化與分析，從而達到對研究期內(nèi)北京可吸入顆粒物濃度與城市經(jīng)濟發(fā)展水平因子的關系的深入剖析，論證了降低可吸入性顆粒物濃度的有效途徑。

二、可吸入顆粒物與城市經(jīng)濟社會發(fā)展水平的相關性分析

(一)城市經(jīng)濟社會發(fā)展水平的表征因子及其樣本數(shù)據(jù)選取

在參考相關文獻的基礎上[1-5]，本文選取多個指標表征城市經(jīng)濟社會發(fā)展水平，并從《北京統(tǒng)計年鑒》(2010-2014年)選取以下原始數(shù)據(jù)，鑒于北京市第一產(chǎn)業(yè)的比重較小，因而不做選擇和分析：

用于進行相關性分析的表征城市經(jīng)濟社會發(fā)展水平的因子，一些可以采用原始數(shù)據(jù)，一些是在原始數(shù)據(jù)的基礎上進行初步處理而得到的，如產(chǎn)業(yè)結構系數(shù)、能源強度：

1)產(chǎn)業(yè)結構系數(shù)：反映地區(qū)產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整和優(yōu)化水平的指標。通過計算第三產(chǎn)業(yè)和第二產(chǎn)業(yè)所占GDP比重之比來衡量。其計算公式為：第三產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟占比/第二產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟占比。

2)能耗強度：能耗強度是用于對比不同國家和地區(qū)能源綜合利用效率的最常用指標之一，是能源利用與經(jīng)濟或物力產(chǎn)出之比，體現(xiàn)了能源利用的經(jīng)濟效益。最常用的計算方法有兩種：一種是單位國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)所需消耗的能源；另一種是單位產(chǎn)值所需消耗的能源。而后者所用的產(chǎn)值，由于隨市場價格變化波動較大，因此若非特別注明，能耗強度均指代單位GDP能耗，最常用的單位為"噸標準煤/萬元"。

3)城市化率：反映城市社會發(fā)展中人口結構狀況，是衡量城市化發(fā)展程度的數(shù)量指標，通常用一定地域內(nèi)城市人口占總人口比例來表示。其計算公式為：城市(鎮(zhèn))人口(非農(nóng)業(yè)人口)/常住人口。

表1 2000-2014年北京城市經(jīng)濟社會發(fā)展因子統(tǒng)計數(shù)據(jù)

表1 2000-2014年北京城市經(jīng)濟社會發(fā)展因子統(tǒng)計數(shù)據(jù)(續(xù)表)

數(shù)據(jù)說明：

(1)平均每萬元地區(qū)能源總消耗量、平均每萬元地區(qū)煤炭消耗量、平均每萬元地區(qū)石油消耗量 無2000年數(shù)據(jù)；

(2)交通業(yè)能耗總量、工業(yè)能耗總量 北京市統(tǒng)計年鑒從2005年開始統(tǒng)計，2013年起統(tǒng)計年鑒將工業(yè)劃分為采礦業(yè)、制造業(yè)和電力、熱力、燃氣及水生產(chǎn)和供應業(yè)，因而交通業(yè)能耗總量數(shù)據(jù)時間為2005-2014，工業(yè)能耗總量數(shù)據(jù)時間為2005-2012；

(3)其余數(shù)據(jù)時間均為2000-2014，共計15年統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

(二)可吸入性顆粒物與社會經(jīng)濟發(fā)展水平指標的比較

可吸入性微顆粒與社會經(jīng)濟發(fā)展指標之間是否存在正相關或負相關特性？針對北京市2000-2014年的相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，開展可吸入性微顆粒濃度與對PM2.5與能耗強度、產(chǎn)業(yè)結構、人均GDP、交通業(yè)能源消耗總量、人均生活用能源汽油與園林綠化及森林情況的比較，見圖1(a-f)。

(a) PM2.5與園林綠化及森林情況 (b) PM2.5與能耗強度

(c) PM2.5與產(chǎn)業(yè)結構 (d) PM2.5與人均GDP

(e) PM2.5與交通業(yè)能源消耗總量 (f) PM2.5與人均生活用能源汽油

從圖1可看出，可吸入性顆粒物濃度自2000年-2014年經(jīng)歷了上升和下降過程，園林綠化及森林情況、人均GDP、交通業(yè)能源消耗總量、人均生活用能源汽油等指標呈現(xiàn)增大趨勢，而能耗強度和產(chǎn)業(yè)結構呈現(xiàn)下降趨勢。利用相關統(tǒng)計分析可吸入性顆粒物濃度與城市經(jīng)濟社會發(fā)展水平指標的相關性，見表2。

(三)可吸入顆粒物與城市經(jīng)濟社會發(fā)展水平因子相關性統(tǒng)計及結果分析

表2 可吸入性顆粒物與城市經(jīng)濟社會發(fā)展水平指標的相關性統(tǒng)計

從表2來看，園林綠化及森林面積在不斷增長，且與可吸入性顆粒物間呈現(xiàn)顯著負相關(相關系數(shù)為-0.859，P=0.000<1%)，這證明作為環(huán)境綠化的主體，有助于削減城市自身排放的污染，且作為對社會環(huán)境資本的投入城市綠化建設已被作為一項重要的基礎設施建設納入各級政府的國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃，綠化建設投入在不斷加大。鑒于年鑒數(shù)據(jù)的有限性，不同綠化覆蓋率和綠地類型對可吸入顆粒物影響有待數(shù)據(jù)可獲性的基礎上，在今后的研究中深化。

人均GDP與可吸入性顆粒物間關系，兩者呈現(xiàn)顯著負相關(相關系數(shù)為-0.901，P=0.000<1%)，人均GDP常作為發(fā)展經(jīng)濟學中衡量經(jīng)濟發(fā)展狀況的指標，人均GDP的逐年上升及其與可吸入性顆粒物間呈現(xiàn)顯著負相關證明公共財政用于空氣污染治理方面的支出能力在增強。受到公眾壓力，政府出臺了保護環(huán)境的政策法規(guī)，加大對環(huán)境保護的公共投資，2012年之前，北京市每年都有專項投入用于治理大氣環(huán)境的資金，而且每季度都有相應的投入，2012年之后，設PM2.5專項治理資金，治理投入的資金按流程按項目給予相應的財政撥付。隨著人均收入進一步的增加，受產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整和環(huán)境規(guī)制加強等影響，環(huán)境污染又由高趨低，環(huán)境質(zhì)量逐漸得到改善。

城市化率與可吸入性顆粒物間關系未通過相關性檢驗，說明城市化過程中，城市人口的增長本身不是導致可吸入性顆粒物排放量增加的原因，伴隨城市化人口增加的人類綜合活動可能引發(fā)可吸入性顆粒物增多。

產(chǎn)業(yè)結構與可吸入性顆粒物間呈現(xiàn)顯著正相關(相關系數(shù)為0.868，P=0.000<1%)，這證實產(chǎn)業(yè)結構的優(yōu)化有助于可吸入性顆粒物排放的降低。第二產(chǎn)業(yè)比重與可吸入性顆粒物間呈現(xiàn)顯著正相關(相關系數(shù)為0.877，P=0.000<1%)，這證明可吸入性顆粒物是因第二產(chǎn)業(yè)的發(fā)展引起的，伴隨著第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的不斷攀升，可吸入性顆粒物排放量隨之增加，通常而言，產(chǎn)值的增加可能帶來能耗的加大，因而為了科學制定城市管理的對策，有必要進一步分析可吸入性顆粒物是由于第二產(chǎn)業(yè)中的哪類行業(yè)的產(chǎn)值增加帶來的能耗上升所導致的。同時，第三產(chǎn)業(yè)比重與可吸入性顆粒物間呈現(xiàn)顯著負相關(相關系數(shù)為-0.878，P=0.000<1%)，這證明第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并未帶來可吸入性顆粒物的增長，鑒于第三產(chǎn)業(yè)大多是服務業(yè)為主，且與可吸入性顆粒物排放有關且能耗較大的行業(yè)為交通業(yè)，因而有必要進一步分析交通業(yè)的能耗類型及消耗程度與可吸入性顆粒物的關系。

根據(jù)《北京統(tǒng)計年鑒》的分類，能耗強度主要按第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)和生活消費四方面的能耗進行統(tǒng)計，圍繞著可吸入性顆粒物的產(chǎn)生，第二產(chǎn)業(yè)能耗下細分指標中選擇工業(yè)能耗和建筑業(yè)能耗，在第三產(chǎn)業(yè)的細分指標中選擇交通業(yè)能耗為分析對象，在生活消費能耗下面的細分指標中選擇人均生活用能源煤炭消耗量、人均生活用能源電力消耗量、人均生活用能源液化石油氣消耗量、人均生活用能源天然氣消耗量、人均生活用能源汽油消耗量五項作為研究對象。

表3 可吸入性顆粒物與能耗強度各要素的相關性統(tǒng)計

第二產(chǎn)業(yè)能源消耗總量、建筑業(yè)能耗總量與可吸入性顆粒物間相關性未能通過檢驗，工業(yè)能耗總量與可吸入性顆粒物間具有正向關系(相關系數(shù)為0.905，P=0.002<1%)，這說明可吸入性顆粒物的增加，是工業(yè)發(fā)展且產(chǎn)值在不斷增加引起的。

第三產(chǎn)業(yè)能耗與可吸入性顆粒物間具有負向關系(相關系數(shù)為-0.906，P=0.000<1%)，且交通業(yè)能耗與可吸入性顆粒物間具有正向關系(相關系數(shù)為-0.875，P=0.001<1%)，這說明節(jié)能技術和新能源行業(yè)的發(fā)展也推動了減排，第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展多采用了清潔能源，特別是第三產(chǎn)業(yè)中最有可能引起可吸入性顆粒物增加的交通業(yè)，其發(fā)展并未激發(fā)可吸入性顆粒物的增長。生活消費消耗總量與可吸入性顆粒物間具有負向關系(相關系數(shù)為-0.915，P=0.000<1%)，生活消費消耗方面，人均生活用能源液化石油氣消耗量與可吸入性顆粒物間關系未能通過相關性檢驗，除人均生活用能源煤炭消耗量與可吸入性顆粒物間具有正向關系(相關系數(shù)為0.758，P=0.001<1%)之外，其他幾項與可吸入性顆粒物間均呈現(xiàn)負相關關系，這證明，生活消費方面多使用電力、天然氣、汽油(油品改良后)等一些清潔能源。

三、結論

經(jīng)實證研究發(fā)現(xiàn)：

(1)近些年來，城市空氣污染治理各項舉措下，可吸入性顆粒物量已經(jīng)呈現(xiàn)不斷下降的趨勢。

(2)第二產(chǎn)業(yè)中工業(yè)能耗、生活消費中的煤炭能耗，雖然逐漸呈現(xiàn)降低趨勢，但均與可吸入性顆粒物量相關性較高，目前仍然是北京可吸入性顆粒物排放的主要來源。

(3)第三產(chǎn)業(yè)中的交通業(yè)與可吸入性顆粒物量關系密切，雖有所發(fā)展，但因我國對于油品升級，加之城市交通管理起到了正向作用，目前對可吸入性顆粒物排放的影響在不斷降低。

(4)生活消費中的電力、天然氣能能耗量不斷提升，且均與可吸入性顆粒物量顯著負相關，清潔能源的使用正在對空氣質(zhì)量的改善發(fā)揮積極作用。

因此，在今后的一段時間內(nèi)，建議政府進一步推進北京地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結構升級。與此同時，對于生活消費能耗而言，應降低煤炭使用，提倡電力、天然氣等清潔能源的推廣和替代，隨著人均GDP的不斷增長，建議擴展清潔能源使用的補貼范圍和加大力度，特別是應涵蓋對于公用事業(yè)等領域而不限于市民生活消費領域，同時加強對園林綠化建設的推進。

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Correlation Analysis between Particulate Matter and Urban Economic and Social Development Factors

LIU Yan-ping1, WANG Lei2

(School of Economics and Management, Tianjin Chengjian University, Tianjin 300384, China)

:particulate matter; correlation analysis; economic and social factor

In the dual pressure that city development is increasingly impacted by limit resources and environment and environment pollution, to explore scientific development path，has become the most important issue the city managers have to be faced with. In this paper, particulate matter was selected as indicators of urban air pollution, and with considering the level of economic development, energy intensity and structure，some indicators were selected to reflect the level of urban economic and social development. Relevant data during 2000-2014 for correlation analysis is from Statistical Yearbook of Beijing. Result shows that though coal consumption in industrial energy consumption and living consumption is positive related to the amount of particulate matter. Transportation industry is negative related to the amount of particulate matter. Energy consumption of electricity and natural gas were significantly negatively correlated with the amount of particulate matter. Landscaping area has significant negative correlation with the amount of particulate matter.

2095-2708(2017)01-0043-06

F127

A