城市规模与气候变化：大城市有助于降低碳排放吗？

01研究背景

人口在城市地区的集聚给可持续发展带来了机遇和挑战。人口集聚使基础设施的规模经济成为可能，便利了市政服务的提供，但同时它也为城市带来了气候变化相关的挑战，如城市热岛效应。根据联合国的预测，预计到本世纪中叶将有近70%的人口居住在城市地区。因此，全球可持续发展和减缓气候变化的实现将在很大程度上取决于我们对复杂和动态变化的城市系统的了解和管理。

城市是物质要素、经济体系、文化体系和政治制度的载体。随着城市规模的扩大，城市各组成要素呈现出复杂的非线性变化，从而引发了城市科学的发展。城市科学旨在研究基于不同地理条件和历史轨迹的城市系统的潜在规律。城市尺度定律（Urban Scaling Laws）作为城市科学的核心部分，将经济因素、物质要素与城市人口规模联系起来，探讨由城市人口规模扩大引起的社会组织的动态变化如何影响自然系统和社会系统的交互。人口规模扩张引致的社会组织和人类行为模式的变化将如何影响全球环境是一个值得探索的问题。这个问题对中国尤其重要，因为中国承诺在持续工业化和城市化的背景下在2060年实现碳中和。

基于此背景，伦敦大学学院气候变化经济学团队在Energy Economics期刊发表文章“Bigger cities better climate? Results from an analysis of urban areas in China”。该文章将Kaya等式与城市尺度定律结合生成城市Kaya关系式（Urban Kaya Relation），基于中国50个城市的碳排放数据（范围一和范围二碳排放数据），讨论了城市规模和碳排放之间的关系。并进一步研究了城市排放模式在不同区域和城市群的异质性。

02研究结论

研究发现，大城市的人均碳排放量较低。按照2014年中国国务院发布的城市分类标准，将50个城市分为4个城市组，即超大城市、特大城市、大城市和中小城市。对于范围二碳排放而言，超大城市和特大城市的碳排放随人口扩张呈现亚线性尺度的变化，在大城市则呈现超线性尺度的变化。此外，对于范围一碳排放而言，尽管在在所有的城市组，碳排放随人口扩张均呈现超线性尺度的变化，但是城市规模越大，该尺度指数越接近于1。因此，我们发现大城市具有较低的人均碳排放量。

其次，经济地理会对城市排放模式产生影响，不同地理区域呈现出差异化的尺度模式。具体而言，东部地区和西部地区的碳减排主要归功于碳强度的降低，中部地区的碳减排主要归功于能源效率的提升。在东部地区，城市消费弱化了人口集聚对减缓气候变化的作用。

03政策建议

本文识别了城市人口扩张对碳排放的影响。研究发现，城市人口聚集有助于减缓气候变化。目前，中国仍处于城市人口快速扩张的阶段。从1978年到2013年，中国城镇人口比例由17.9%上升到53.7%，年均增长1.02%。传统的粗放式城市发展模式带来了产业升级缓慢、环境恶化、社会矛盾增多等一系列问题，不利于城市的可持续发展进程。向集约化、环境友好型的新型城市发展道路转变，强调城镇化的质量而非速度，是充分发挥人口集聚对减排气候变化作用的可行途径。

其次，城市消费弱化了人口集聚对减缓气候变化的作用。在人口密度较高的东部地区，人口集聚对减缓气候变化的作用最小。此外，东部地区人口占比持续上升，从2000年的31.4%上升到2019年的41.8%，而中西部地区人口占比则呈现下降趋势。这种人口空间分布的动态过程不仅加剧了区域发展的不平衡，还加大了减排的压力。因此，东部地区应被视为碳减排的重点地区，着重提高其城市发展的生态环境效率。

作者：成璐

论文参考：L Cheng, Z Mi*, A Sudmant*, DM Coffman. Bigger cities better climate? Results from an analysis of urban areas in China. Energy Economics, 2022, 105872. https://doi.org/10.1016/j.eneco.2022.105872